视频监控技术在城市轨道交通中的应用

摘要：地铁通信的传统系统监控的模式，以前没有即时性，不能及时监控轨道交通上发生的事情，同时搜索资料也没有效率。目前，随着网络技术与流媒体技术的进步，轨道交通的传输、交通方式将得到根本的改变。本文主要分析以前视频监控技术存在的问题及未来发展的驱势。

关键词：地铁通信；地铁传输；视频监控系统；

中图分类号：U231+.7文献标识码： A 文章编号：

地铁、轻轨、市郊通勤铁路、有轨电车、磁悬浮铁路等多种类型的城市轨道交通工具是城市公共交通系统中一个重要的组成部份。目前深圳市经济发展迅速、人口不断增多，发展城市轨道交通能节约土地能源、保护城市环境、引导城市的布局、解决城市居民出行的问题。由于城市轨道交通处于封闭，流动人员多、疏散困难、通风排气不便的环境，因此，尤其需要强化安防设施，以保证轨道交通的安全运营。

一、传统视频监控技术目前在城市轨道中的运用

城市轨道交通技防的系统，主要包括视频监控、门禁的出入控制、即时报警系统、危险品与化学品检测以及实体防护等几个领域。传统的视频监控系统使用模数结合的监控技术，本地采用模拟矩阵进行架构，使用硬盘录像机进行存储，同时通过编码器上传到监控中心进行统一监控。

传统的视频监控系统存在两个难题目。首先是如何使保安人员能即时、有效的监视、控制有威胁的事件。以前的视频监控系统只能通过录像带存储的方法，以便作为事后的取证；其次以录相带作为取证，难以在海量录相带中，准确快速的搜索出所要信息。轨道交通的视频监控技术已经普遍化，但是，要实现更完善、更高效，全方位的作好安防工作，必须提高视频监控技术的广度和深度，使用更新的技术。

二、视频监控技术目前应用

1，目前城市轨道中的监控技术网络化是发展方向。

1）实现全网络化的技术架构。目前，网络概念在各个领域中不断普及，网络成本不断下降，网络技术也不断成熟，轨道交通也将随着网络技术的发展覆盖至全线车站、每一台车辆、每一节车厢、停车厂、主变电所、轨道交通的出入口、管理用房、票务室、银行等每一个环节，城市轨道交通的每个监控点都能便捷的接入控制中心，能做到通过网络灵活部署监控点。

2）逐步实现所有监控技术大联网。视频监控系统将采用全IP技术，同时使用IP-SAN存储技术。提供移动网络与固定网络相融合的前端到整体解决方法。

全IP技术的监控技术通过建设各车站的监控系统和总控中心，对图像统一管理，可以灵活调看各线的历史图像。一旦出现紧急情况，可通过网络监控系统查看当时情况。在系统维护方面，全IP监控可对前端各种编码统一管理，出现图像视频丢失，监控平台能立刻作出提示，通过网络准确定位故障发生地点。用全IP技术提高工作效率降低系统维护成本，在轨道交统视频监控系统中有十分重要的意义。

存储方式对轨道交通视频监控系统上尤其重要，目前存在DVR存储与IP-SAN存储两种方式。DVR分布式存储在小规模的监控应用上比较适用。IP-SAN磁盘阵列的存储方式有两种应用①采用流媒体服务器+IP SAN；②IP-SAN直接存储。通过IP-SAN存储支持前端编码器通过ISCSI流直接存储模式，可简化NVR/流媒体服务器等中间的环节，避免带来数据传输的问题。

目前深圳乃至全国都没有形成完整的轨道交通网，轨道交通正处在成熟与发展的阶段。如今每条轨道交通控制中心各自独立，各线之间单独运营，各自治理，视频监控系统也是每条线单独监控，主要使用数字制式的模拟视频监控系统。随着轨道交通继续向前发展，将来轨道交通会成为完整的交通网络，以统一的调度和控制中心来对整个网统进行运营、管理。要实现方便快捷的大网络系统，实现高性能统一管理，必须逐步实现网络化视频监控系统。

2，网络传输的技术成熟与视频图像的压缩技术发展，形成视频监控技术智能化

目前随着网络技术的发展，监控的视频技术也逐步往以下方面发展：

1)网络技术的普及，使视频图像实现实时压缩，在视频质量提高的前提下，视频压缩码流进一步降低，视频更清晰；

2)IP网络的传输成本降低，IP网络的覆盖面积进一步扩大；

3)流媒体技术的发展，使视频监控的可控性更强。

只要在网络能够覆盖的地方，就能用数字监控进行互联网集中监控。这对发现问题必须迅速高效的轨道交通来说，是重要的应用突破，它能使现未来轨道交通视频监控的智能化。如，对监控视频图像使用实时分析、可定位动态场景情形中的目标、能识别、跟踪、分析、判断目标的目的，这些技术可使异常中的实时反映得到实现。早期的预测异常状况、主动的排除异常的状态，能更加有效的处理轨道交通中有威胁的事件、突发的事件，同时保证轨道交通中人们的生命安全。

视频技术清晰度的提高与流媒体技术的发展，可以提升监控录相中的检索效率。未来，可以对录像中添加各种分析数据，使监控系统形成智能分析与智能监控，可以安全、便捷、高效的检索出各种信息。比如进行人脸识别信息、自动报警系统、人物形态信息，以此达到收集视频数据及及视频检索的智能化。

3，视频监控视频压缩技术提升，实现监控视频高清化

根据目前美国电影电视工程师协会与国际广电、我国广电局的规定，能称得上高清视频格式的主要有三种：①720P；②1080i；③1080P。1080P能达到分辨率1920×1080相素，帧率可达到每秒60帧。与传统的D1与CIF相比，清晰度是D1视频的5倍，CIF视频的20倍。流畅度是D1与CIF的两倍。智能监控需要更高清晰度的监控视频，清晰的图像，能提高智能分析的效率与准确率。目前流媒体的技术与网络技术的提升，将来视频监控技术能得到更高的清晰度。因为轨道交通的特点，也需要监控技术的高清晰度进一步实现。

三，安防综合管理技术提升视频监空系统可视指挥调度

监视技术的提高，对可视的指挥调度方面提出新的要求。安防系统不仅仅是视频监控系统，还需要门禁出入、电子围墙以及即时报警等其它系统同时配合。随着网络技术和监控技术的进步，可以通过普及网络视频会议等通信应用。以前，轨道交统的系统，很多都是独立进行、独立管理，彼此之间没有特别的联系，各自的调度，得不到问题即时性的反馈，网络技术与监近代技术的进一步发展，可把传统的指挥调度过渡到交护式、可视式方向发展，使安防的综合管理技术与可指指挥调度实现集中性、便捷性、高效性发展。当意外事件出现实，轨道交通能以高防范能力作高效、即时的应急处理。

下图是传统视频监控技术到未来智能化视频监控技术的网络结构分析。由下图可知，随着视频监控技术不断成熟，未来轨道视频监控技术将向网络化、高清化，集成化方向发展。未来的轨道交通视频监控将走上模拟数字监控、数字监控、网络监控、智能监控这个方向。

视频监控技术发展图

总结：

深圳的轨道交通，每年都在飞速的发展，2004年，深圳地铁一期一期工程开始试运营，2006年开始正式运营，2011年，深圳地铁二期工程全网开通，截止到2012年，深圳地铁已通车五条线路，根据《深圳市城市轨道交通近期建设规划（2011-2016）》年的计划，深圳三期工程完结时，轨道交通线路将达到10条，通车里程约348公里。轨道交通的发展，对轨道交通管理提出更有效率的解决方案。根据目前铁路视频监控技术分析，随着视频监控技术向着网络化、高清化、集成化方向发展，那么指挥调度与综合安防管理也将随着这些技术变得集中化，方式变得能即时可式，即时交互，这些技术使轨道交通的视频技术更加完善。

参考文献：

[1]GB50157-2003地铁设计规范.北京城建设计研究总院主编.中国计划出版社.2003

[2]GB50348-2004[安全防范工程技术规范。中华人民共和国公安部科技局主编.中国计划出版社.2004

[3港铁技术（深圳）咨询有限公司/铁道部第二勘察设计院.深圳地铁三号线技术规格书.深圳.2007