地铁视频监控技术应用分析

地铁视频监控技术应用分析

周基莲

成都地铁运营有限公司四川成都610000

摘要：随着科技的进步，视频监控技术经历了模拟、数字化、网络化的变迁，现在已经广泛应用于各行各业之中，同时也随着人们对图像质量的要求越来越高，促使着视频监控技术不断向前发展。在数字网络监控潮流下，对图像清晰度的追求成为了视频监控一个重要的发展趋势。近年各城市轨道交通线路数量和车站规模日益剧增，如何通过直观有效的方式对人员复杂密集的车站、列车进行监控管理，并对突发事件进行事前预先判断，事中应急调度，事后追述查询已成为地铁管理方的关键需求。

关键词：高清技术；视频监控；应用

引言

随着我国城市建设的发展，很多城市开始修建地铁以满足日益增长的交通压力。地铁在近年来得到了很多大中型城市的青睐，全国各地都在进行地铁建设。对于地铁这样一个人流量密度很大的地方，社会公共安全面临着很大的考验，存在着很多不安定的因素，如何应对这些突发事件的发生并有效控制，在地铁中建立视频监控系统是很有必要的。视频监控系统经过很长时间的发展，成为这样一种较为有效的解决方式。随着电子信息，数字化技术，图像处理技术的发展，视频监控系统也得到了更加广泛的应用。

1、视频高清技术标准

当百万像素网络摄像机出现后，模拟与IP摄像机两者间的高清就有了两种不同的概念即标清和高清。在安防监控系统中，这种划分更多参照国家广电级图像标准。衡量图像清晰度的标准是分辨率，单位是像素。这个值越大，图像越清晰。所谓高清、标清，差异也就体现在这里。两者之间的分界线就是百万像素或720p，视频的垂直分辨率为≥720线的隔行或逐行扫描、视频宽纵比为16：9的视频源即为高清，高清视频信号又分高清（720P专业称谓：HD）和全高清（1080P专业称谓FULLHD）两个级别。具体区别如下：

标清：是物理分辨率在720P（1280*720）以下的一种视频格式（D1/DCIF/CIF）。具体的说是指分辨率在400线及以下的VCD、DVD、电视节目等“标清”视频格式，即标准清晰度。它不是高清。

高清：物理分辨率达到720P（1280*720）以上则称作高清，（英文表述：HingDefinition）简称：HD，720P是指视频的垂直分辨率为720线逐行扫描，它作为高清的入门级标准，相当于2.5个D1的分辨率。

全高清：物理分辨率最高可达到1920*1080，简称FullHD，分1080P/1080I显示设备水平分辨率达到1080线，从视觉效果看，1080P为最高规格的电视信号，其图像质量可达到或接近35mm宽银幕电影的水平。1080P的图像分辨率相当于6个D1的分辨率。1080i是指1080线的隔行扫描，1080P是指1080线的逐行扫描。

由此可见，当前端摄像机是高清网络摄像机，1080P、1080i、720P才是高清，其中1080i采用的是隔行扫描模式，每一帧都是通过两次扫描来完成的，每次实际扫描线数只有一半即1080/2=540线，分为奇数线和偶数线，实际的图像清晰度和720P差不多，此种格式在安防监控中不会成为主流。1080P和720P采用的是逐行扫描方式是主流。

2、地铁高清视频监控系统

地铁高清视频监控系统是一个整体解决方案，并非单纯采用高清摄像机就得以实现。由于高清视频流的数据量大幅增加，也就对传输带宽、数据交换、媒体转发、平台稳定性提出更高的要求，而不同于标清的分辨率，又对解码上墙、视频显示等提出了不一样的要求。因此，在地铁视频监控中要实现真正的高清，必须从视频源的采集、视频信号的编码压缩、视频信号的传输、视频的浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清，即需要对前端设备、传输系统、管理平台等各个环节进行重新的规划设计。

2.1地铁整体高清解决方案

地铁视频监控系统分为两套子系统：运营视频监控系统、公安视频监控系统，二者仅共享摄像机等前端处理设备，系统其余部分相对独立。

其中运营视频监控系统为二级架构，在车站/换乘站设立二级监控中心，负责监控本站相关情况，在控制/备用中心设立一级监控中心，负责整个线路的远程监控，架构示意如图1所示。控制中心和车站级调度员通过该系统实时监视车站客流、乘客上下车及车上状况等，确保安全运送乘客；在发生紧急情况时，指挥现场救援及乘客疏导，同时全部摄像机图像的全方位录像可为事后分析原因及查明责任提供相关的视频图像依据。

公安视频监控系统为三级架构，在车站/换乘站公安值班室设立三级监控中心，负责监控本站相关情况，在派出所设立二级监控中心，负责监控辖区所在车站/换乘站相关情况，在地铁公安分局设立一级监控中心，负责整个线路的远程监控。

系统提供云台控制及图像选择、实时监看、字符迭加、视频分配、数字监控录像存储、图像回放、优先级设置、智能分析、网管等功能，并可被地铁交通综合监控系统所集成，以使视频监控系统的应用得到进一步扩展。

3、基于高清技术的地铁视频监控系统的应用分析

（1）从总体方案进行分析。如果在地铁内安装高清视频监控系统，需要一开始从两个方面入手，即地铁运营监控系统和公安视频监控系统，这两个系统是相对独立的，对于地铁运营系统来说，只需要二级的系统结构，也就是说在每一个车站设立一个二级视频监控站，在调度台和控制中心设置一级视频监控站，总体上对列车的运行状况进行监测。公安系统分为三级结构，第三级是指在每个车站设立一个视频监控系统，第二级是指在派出所设立二级监控中心，而在地铁公安分局设立一级视频监控中心。（2）前端摄像机的选择。相比于传统的模拟摄像机，网络摄像机具有数字化，高清，成本低等优势，因此选择网络摄像机作为前端，一般有两种网路摄像机可供选择，一种是以CCD为原理的SONY公司生产的300万网络摄像机，一种是以CMOS为原理的网络摄像机，像素一般可以达到400～500万。（3）存储技术分析。高清技术的使用不可避免的带了更大的存储量，对于一个720p的监控设备来说一个月可以产生2.0TB的存储容量，如果将很多的高清摄像机拍摄的容量加起来将是巨大的，因此如何解决高清视频的存储问题变的非常重要，目前存储的主流技术是SAN（存储区域网络），能够充分发挥服务器和存储器的能力，操作简单，检索速度快，因此在高清视频监控系统中得到了很好的采纳。

3、结束语

在我国，今后地铁的建设将会非常普及，因此对于地铁系统的安全要求会越来越高。由于地理位置和管理模式的不同，很多地铁视频监控设计、需求的细节都会发生变化，因此本文不对过多的设计做讲解，而只是着重考虑了一些共性关心的、而又特殊的问题。利用高清视频的细节清晰度提升、有效信息量提升，使未来智能化视频监控系统能够实现看得更清、判得更明的目标，共创和谐平安地铁。

参考文献：

[1]刘富强.数字视频监控系统开发及应用[M].北京：机械工业出版社，2003

[2]JerryWhitaker（美），曹晨，杨作梅译.高清晰度数字视频原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2002

[3]谢俊超.高清视频技术在城市轨道交通的应用特点[J].城市轨道交通研究，2011，A01：44—45.