目前，我國(guó)大中城市公共交通堵塞日益嚴(yán)重，城市客運(yùn)交通結(jié)構(gòu)單一已影響到現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市功能的發(fā)揮。一 方面，交管部門大力推行智能交通技術(shù)發(fā)展，另一方面，作為城市高效的公共交通運(yùn)輸工具——城市軌道交通已經(jīng)作為未來(lái) 城市交通發(fā)展重點(diǎn)。我國(guó)交通技術(shù)政策明確規(guī)定：我國(guó)城市交通發(fā)展是“建立綜合公共交通系統(tǒng)”，“在大城市的客運(yùn)交通以軌道 交通為主”。地鐵之所以在許多國(guó)家大中城市得以迅速發(fā)展，是同地鐵的優(yōu)點(diǎn)分不開的。首先地鐵省時(shí)又準(zhǔn)時(shí)，乘地鐵通常比地 面交通工具節(jié)省1/3 到1/2 的時(shí)間；另外地鐵運(yùn)量大；無(wú)污染，使城市噪聲大大降低；節(jié)省城市的寶貴用地；緩解了城市地面交 通擁擠等。
地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求
一般情況，地鐵處于地下封閉環(huán)境，人流量大，如果發(fā)生突發(fā)事件，救援難度極大。另外地鐵系統(tǒng)得智能化設(shè)施投入非常 高，整個(gè)系統(tǒng)處于半自動(dòng)和全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)，各種儀器設(shè)備多，軟硬件系統(tǒng)龐大。地鐵的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一方面對(duì)人流監(jiān)控， 對(duì)突發(fā)事件做出預(yù)警外；另一方面對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，實(shí)時(shí)為監(jiān)控中心提供設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
隨著國(guó)際形勢(shì)發(fā)展，地鐵的安全引起政府的高度關(guān)注，地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)尤為受到重視。地鐵視頻系統(tǒng)中，攝像機(jī)數(shù)量多， 系統(tǒng)容量大，例如上海地鐵1、2、3 號(hào)線改造攝像機(jī)數(shù)量1000 多臺(tái)，近60 套矩陣聯(lián)網(wǎng)，控制權(quán)限劃分異常復(fù)雜；另外列車經(jīng) 過(guò)的時(shí)候，會(huì)對(duì)隧道內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)的電磁干擾；系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)備系統(tǒng)時(shí)間一致性要求等等。這些都對(duì)視頻監(jiān)控設(shè)備性能有著較高 的要求，[敏感詞]我們以上海地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目為例，剖釋城市地鐵視頻監(jiān)控的構(gòu)造以及系統(tǒng)特點(diǎn)。
系統(tǒng)構(gòu)架
1．?dāng)z像機(jī)點(diǎn)位
本次地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目在地鐵原監(jiān)控的基礎(chǔ)上，增加了大批的攝像機(jī)點(diǎn)位，更換了大部分原來(lái)已老化的攝像機(jī)。
系統(tǒng)建成之后，每個(gè)地鐵站的任意出入口都裝有監(jiān)控?cái)z像機(jī)，任何人從任何方位進(jìn)入或走出地鐵站都會(huì)被攝像機(jī)從正面拍 攝到。乘客進(jìn)出任何一個(gè)檢票口時(shí)都會(huì)被攝像機(jī)從正面拍攝到。地鐵大廳人流較大的地方都安裝有一體化高速球機(jī)，以便能夠 掌握整個(gè)大廳的情況。地鐵站內(nèi)的一些偏僻的角落都有單獨(dú)安裝攝像機(jī)，以防不法分子有機(jī)可乘。地鐵站臺(tái)上也有規(guī)律地安裝 有若干攝像機(jī)，使得運(yùn)營(yíng)管理人員能夠及時(shí)了解列車到站情況，乘客流量等。列車司機(jī)也能直接從監(jiān)控畫面中了解到當(dāng)前乘客 的上下車情況。
由此可見，任何一個(gè)乘客乘坐地鐵，至少要被地鐵里的攝像機(jī)從正面拍攝到 4 次，每個(gè)乘客乘坐地鐵一次至少也要在監(jiān)控 畫面中出現(xiàn)6 次。任何違法分子在地鐵里都很難有作案的機(jī)會(huì)了。
2．車站視頻流向
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如圖，前端視頻先進(jìn)入車站內(nèi)控制機(jī)房的視頻均衡器，視頻經(jīng)均衡器補(bǔ)償調(diào)節(jié)后進(jìn)入視頻分配器進(jìn)行視頻分配，視頻分配 器同時(shí)帶有字符疊加的功能，經(jīng)過(guò)視頻分配器分配后的視頻分別進(jìn)入矩陣和硬盤錄像機(jī)。硬盤錄像機(jī)的一路輸出進(jìn)入矩陣，以 便矩陣調(diào)用硬盤錄像機(jī)視頻。車控室、警務(wù)室和維修機(jī)房的三臺(tái)鍵盤分別接入矩陣的RS232 口，并具備不同的權(quán)限級(jí)別。
3．控制中心
控制中心和各車站之間建有視頻監(jiān)控專用的以太網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)地鐵站的矩陣通過(guò)八臺(tái)視頻編碼器上傳八路圖像，控制中心的 八臺(tái)視頻解碼器解出前端矩陣的八路圖像后輸入中心控制矩陣。所有矩陣也通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，各自有不同的IP 地址。
中心的控制鍵盤不直接接入中心控制矩陣，而是直接接入以太網(wǎng)。控制信號(hào)由鍵盤發(fā)向視頻管理服務(wù)器，服務(wù)器經(jīng)過(guò)譯碼 之后判斷鍵盤的權(quán)限級(jí)別，然后轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)控制命令，控制各車站和中心的矩陣及編解碼器進(jìn)行圖像切換選擇和實(shí)現(xiàn)各站球機(jī)的 PTZ 控制。
控制和權(quán)限設(shè)置
控制中心的操作人員通過(guò)直接掛于以太網(wǎng)內(nèi)的鍵盤對(duì)各站的視頻進(jìn)行選取及控制，控制流程及權(quán)限由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的一臺(tái)管理服 務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一管理。
中心操作人員在選取某車站的視頻時(shí)，先發(fā)碼給服務(wù)器，服務(wù)器判別權(quán)限，然后發(fā)命令讓車站視頻矩陣切換相應(yīng)的視頻至 某視頻編碼器，同時(shí)讓中心相應(yīng)的某個(gè)視頻解碼器選擇那一路車站的編碼器地址進(jìn)行解碼，解碼器解出的圖像進(jìn)入中心矩陣； 服務(wù)器同時(shí)發(fā)命令至中心矩陣，把解碼器上傳的那路圖像輸出至某個(gè)監(jiān)視器。對(duì)球機(jī)的控制信號(hào)也由服務(wù)器進(jìn)行判別，和其它 鍵盤（包括其它網(wǎng)絡(luò)內(nèi)鍵盤和各車站內(nèi)鍵盤）進(jìn)行權(quán)限比對(duì)，后由服務(wù)器把控制命令發(fā)至站內(nèi)矩陣。
詳細(xì)的控制流程圖如下：
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本系統(tǒng)的權(quán)限劃分非常明確，按照設(shè)計(jì)要求，任何一個(gè)鍵盤對(duì)于任何一個(gè)攝像機(jī)都可以設(shè)置 20 個(gè)等級(jí)的權(quán)限。也就是說(shuō)， 同一個(gè)鍵盤對(duì)于不同的攝像機(jī)可以有不同的權(quán)限等級(jí)。這是根據(jù)地鐵內(nèi)部的應(yīng)用需求來(lái)定制的，地鐵內(nèi)的攝像機(jī)分為兩個(gè)部分， 一部分是公安既有的球機(jī)，通常分布在地鐵出入口等地方，控制級(jí)別上需要公安優(yōu)先；另一部分是地鐵運(yùn)營(yíng)的球機(jī)，主要用于 觀測(cè)地鐵的運(yùn)營(yíng)情況及人流情況，控制級(jí)別上需要運(yùn)營(yíng)優(yōu)先。因此，整個(gè)地鐵里的控制權(quán)限是一個(gè)交叉的權(quán)限網(wǎng)絡(luò)，控制級(jí)別 的高低依次為地鐵站車控室、控制中心、警務(wù)中心和維修間鍵盤。
要達(dá)到上述權(quán)限的完美劃分，本系統(tǒng)主要通過(guò)三方面實(shí)現(xiàn)：
1．矩陣的權(quán)限劃分。根據(jù)項(xiàng)目特殊要求，矩陣修改原有矩陣中鍵盤對(duì)于攝像機(jī)的權(quán)限設(shè)置，可以使鍵盤對(duì)于任何一個(gè)攝像 機(jī)都可以有20 個(gè)不同等級(jí)的權(quán)限可選。
2．控制服務(wù)器的引入來(lái)判別控制權(quán)限 以上對(duì)于矩陣的權(quán)限修改，只能控制住當(dāng)前矩陣上的鍵盤對(duì)于不同攝像機(jī)的權(quán)限，而對(duì)于控制中心矩陣處的不同鍵盤，因 為跨過(guò)了一個(gè)矩陣，所以在下級(jí)矩陣?yán)餀?quán)限高低無(wú)法很明確地判別。于是系統(tǒng)使用視頻監(jiān)控服務(wù)器來(lái)判別控制中心不同鍵盤對(duì) 于前端攝像機(jī)的權(quán)限比對(duì)?？刂浦行乃墟I盤改為通過(guò)IP 發(fā)碼給服務(wù)器，服務(wù)器通過(guò)識(shí)別鍵盤IP 來(lái)分辨不同的鍵盤，從而來(lái)判 斷此鍵盤對(duì)于不同攝像機(jī)的權(quán)限級(jí)別。判別完成之后再把鍵盤的控制指令發(fā)向相應(yīng)的設(shè)備執(zhí)行。
3．矩陣當(dāng)前鍵盤控制權(quán)限上傳
服務(wù)器可以很方便地比對(duì)不同 IP 鍵盤之間的權(quán)限，但卻比較難比較IP 鍵盤和各地鐵站鍵盤之間的權(quán)限，因?yàn)榉?wù)器獲取不 到地鐵站鍵盤的數(shù)據(jù)。于是，矩陣上又做了一項(xiàng)相應(yīng)的改動(dòng)，各地鐵站鍵盤一旦控制了某個(gè)前端，矩陣都會(huì)通過(guò)IP 及時(shí)把當(dāng)前 鍵盤對(duì)于當(dāng)前球機(jī)的權(quán)限上傳給中心服務(wù)器，服務(wù)器收到矩陣上傳的數(shù)據(jù)后在數(shù)據(jù)庫(kù)中備份，必要時(shí)再取出數(shù)據(jù)進(jìn)行權(quán)限比對(duì)。
系統(tǒng)核心亮點(diǎn)
1．以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣的應(yīng)用
本系統(tǒng)是英飛拓的以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣在地鐵監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的典型案例，以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)矩陣的聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)擴(kuò)容方便、兼容 性強(qiáng)、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠等優(yōu)勢(shì)在本系統(tǒng)中得到了良好的體現(xiàn)，也是矩陣系統(tǒng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。
2．控制服務(wù)器的引入
控制服務(wù)器的引入又是本系統(tǒng)的一大特點(diǎn)，原本相互不相干的矩陣、DVR 由于它的應(yīng)用而結(jié)合到了一起；原來(lái)不同協(xié)議、 不同品牌的設(shè)備也通過(guò)服務(wù)器組成了統(tǒng)一的一個(gè)整體。 同樣，服務(wù)器的使用也使得這個(gè)系統(tǒng)的對(duì)內(nèi)和對(duì)外的接口得到了統(tǒng)一，使系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)構(gòu)擴(kuò)容（比如其它車站監(jiān)控的接入） 和外部監(jiān)控系統(tǒng)的接入（公安接入）都只要和此服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換就能實(shí)現(xiàn)。
3．報(bào)警信息和視頻丟失信息網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)
矩陣系統(tǒng)可以接收各報(bào)警器的報(bào)警信息（消防、防盜）和所有的視頻丟失報(bào)警信息，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)給中心管理服務(wù)器。 此方式能很方便地管理系統(tǒng)內(nèi)的報(bào)警，中心管理服務(wù)器收到報(bào)警信息后，可以彈出報(bào)警信息窗口，響起報(bào)警鈴聲，報(bào)警燈 閃爍等。同樣也適用于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其它設(shè)備。
4．系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)校時(shí)功能
中心管理服務(wù)器接收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，并每隔一定時(shí)間通過(guò)局域網(wǎng)對(duì)各車站的視頻切換矩陣、DVR、字符疊加器、各客戶端 等進(jìn)行校時(shí)，以保證整個(gè)CCTV 系統(tǒng)中的各設(shè)備時(shí)間同步，避免取證時(shí)出現(xiàn)時(shí)間不統(tǒng)一。 此功能要求所有設(shè)備都具備校時(shí)功能，帶網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備能直接通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行校時(shí)，不帶網(wǎng)絡(luò)功能的設(shè)備則通過(guò)轉(zhuǎn)換器 由網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換成RS232 或RS485 等信號(hào)進(jìn)行校時(shí)。
5．矩陣鍵盤網(wǎng)絡(luò)控制DVR 功能
矩陣主控鍵盤增加了網(wǎng)絡(luò)控制 DVR 功能，控制中心的鍵盤只要輸入相應(yīng)快捷鍵，就能使鍵盤切換到網(wǎng)絡(luò)控制DVR 功能， 中心用戶能直接通過(guò)矩陣鍵盤很方便地控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的任何一臺(tái)DVR，遠(yuǎn)程調(diào)用DVR 的錄像。
此功能統(tǒng)一了矩陣系統(tǒng)和 DVR 的操作界面，進(jìn)一步方便了實(shí)時(shí)監(jiān)控和取證的操作。部分同時(shí)擁有矩陣和DVR 的廠家有類 似的功能，但通常只是鍵盤通過(guò)485，232 等端口對(duì)本地的DVR 進(jìn)行控制，而英飛拓的網(wǎng)絡(luò)鍵盤借助于網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng) 絡(luò)內(nèi)所有的DVR 進(jìn)行控制。
6．方便的擴(kuò)容
本系統(tǒng)擴(kuò)容簡(jiǎn)單方便，只要增加一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)矩陣和視頻編碼器，把相應(yīng)的 IP 地址和通道連接方式添加入中心服務(wù)器，中心控 制室的鍵盤就可直接發(fā)碼給服務(wù)器，服務(wù)器判別權(quán)限后把控制碼轉(zhuǎn)發(fā)給矩陣就可以控制新增的矩陣切換和前端云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。 由此可見以太網(wǎng)矩陣系統(tǒng)在擴(kuò)容方面的優(yōu)勢(shì)，這也是此次選用以太網(wǎng)矩陣的一個(gè)重要原因。
7．其它矩陣聯(lián)網(wǎng)集成簡(jiǎn)單化
由于此次在結(jié)構(gòu)中增加了控制服務(wù)器，其它監(jiān)控系統(tǒng)可以很方便得接入本系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接。比如上海市市公安局，只 要市局把控制指令轉(zhuǎn)發(fā)給管理服務(wù)器，服務(wù)器譯碼后判定權(quán)限，轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的矩陣，調(diào)用相應(yīng)的視頻即可。系統(tǒng)構(gòu)建于WINDOWS 平臺(tái)之上，因此功能強(qiáng)大，任何其它系統(tǒng)，只要給出相應(yīng)的協(xié)議就可以實(shí)現(xiàn)接入。
當(dāng)前，我國(guó)正處于軌道交通建設(shè)的繁榮時(shí)期，城市地鐵也成為城市發(fā)展的一個(gè)標(biāo)志?？萍既招略庐?，地鐵的安防系統(tǒng)技術(shù) 也在不斷發(fā)展，英飛拓將竭力與用戶、系統(tǒng)集成商合作，為城市地鐵的安全提供優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和服務(wù)。
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