鄭江濤

（中鐵二院（成都）咨詢監(jiān)理有限責任公司，四川 成都 610031）

0 引言

視頻監(jiān)控是地鐵站安防領(lǐng)域可視化管理、危險事件預(yù)見防范、事后調(diào)查取證工作中的重要組成部分，同時也為降低安防值班人員工作量、簡化操作流程、提高工作效率發(fā)揮著重要作用。目前電子行業(yè)關(guān)于視頻監(jiān)控的產(chǎn)品層出不窮，設(shè)備功能和適用范圍也更加廣泛，各類傳感器配合監(jiān)控設(shè)備聯(lián)合應(yīng)用是未來智能化監(jiān)控的發(fā)展趨勢。鑒于技術(shù)專利和利益驅(qū)動，各種品牌的視頻監(jiān)控設(shè)備、應(yīng)用平臺相互獨立運行，難以做到資源整合，造成資源浪費。而且，在沒有完善解決方案情況下建立起來的監(jiān)控系統(tǒng)還可能增加工作強度和復(fù)雜性。各種監(jiān)控設(shè)備廠家對非官方設(shè)備接入具有排他性和局限性，給產(chǎn)品選擇也帶來困難。因此，搭建一套穩(wěn)定、成熟、完善且便于操作的智能化地鐵站安防監(jiān)控系統(tǒng)具有一定挑戰(zhàn)性。

1 系統(tǒng)架構(gòu)與功能

地鐵站智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)見圖1。系統(tǒng)實現(xiàn)功能如下：

（1）所有視頻監(jiān)控點位信號通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)連接到各控制中心和指揮中心，并通過服務(wù)器資源整合，實現(xiàn)信號資源共享，并將各類信號解碼上墻。

（2）監(jiān)控區(qū)域、特殊場景下的攝像機能與用于安防的第三方檢測、控制、報警功能傳感器設(shè)備實現(xiàn)接口對接，組成信號和功能聯(lián)動。

（3）視頻信號、數(shù)據(jù)采集信息和第三方接入設(shè)備信息通過網(wǎng)絡(luò)存儲到服務(wù)器，其他領(lǐng)域信息可直接通過網(wǎng)絡(luò)讀取、調(diào)用或通過簡單源碼開發(fā)實現(xiàn)資源共享。

（4）所有視頻監(jiān)控設(shè)備及第三方接入設(shè)備行為事件、報警聯(lián)動在電子地圖上彈窗預(yù)警。

（5）指定監(jiān)控區(qū)域攝像機與公安、監(jiān)管部門系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

圖1 地鐵站智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

2 設(shè)計原則與實現(xiàn)方案

2.1 設(shè)計原則

（1）可靠性原則：監(jiān)控設(shè)備和軟件平臺技術(shù)成熟、設(shè)備運行穩(wěn)定、環(huán)境適應(yīng)能力強。

（2）便捷性原則：軟件平臺易于管理、維護、操作。

（3）兼容性原則：設(shè)備兼容性好，第三方設(shè)備對接方便，安裝架設(shè)簡單。

（4）先進性原則：設(shè)備和軟件平臺不僅能滿足當下實際需求，且整個系統(tǒng)具有遠矚性、先進性、可擴展性強。

（5）經(jīng)濟性原則：設(shè)備高度集成化、智能化，數(shù)據(jù)資源重復(fù)利用率高，升級改造簡單、經(jīng)濟。

2.2 實現(xiàn)方案

（1）利用解碼器、綜合矩陣將各類監(jiān)控、傳感器數(shù)據(jù)解碼上墻，并實現(xiàn)視頻信號在監(jiān)控大屏自由拼接和縮放。

（2）站臺層、候車區(qū)域、售票區(qū)域攝像機布控嚴密，做到多方位無死角監(jiān)控；攝像機布點中心區(qū)域安裝360°旋轉(zhuǎn)、焦距可控球機，球機可視范圍內(nèi)其他攝像機與之關(guān)聯(lián)，組成信號聯(lián)動，當某區(qū)域攝像機發(fā)生預(yù)設(shè)行為事件，球機自動旋轉(zhuǎn)、變焦畫面調(diào)至監(jiān)控事件中心區(qū)域；指揮中心大屏、電子地圖和監(jiān)控中心同時對報警事件彈窗預(yù)警。

（3）地鐵出入口、人流集中區(qū)域醒目位置設(shè)置智能型專用監(jiān)控攝像機，攝像機監(jiān)控可視范圍內(nèi)安裝一鍵報警和語音對講設(shè)備，語音對講和報警信號與攝像機關(guān)聯(lián)。當報警裝置報警信號被觸發(fā)后，語音對講功能自動開啟，指揮中心大屏和監(jiān)控中心同時彈窗預(yù)警，并可實現(xiàn)雙向語音對講。

（4）在關(guān)鍵敏感區(qū)域、安全禁區(qū)采用智能學習型攝像機，具有行為分析功能，監(jiān)控區(qū)域可劃定入侵、越界報警，當系統(tǒng)后臺預(yù)設(shè)行為事件被觸發(fā)后，指揮中心大屏和監(jiān)控中心同時彈窗預(yù)警。

（5）設(shè)備房、配電室等工作人員出入口地區(qū)攝像機與門禁系統(tǒng)關(guān)聯(lián)對接，當有人員出入時，門禁系統(tǒng)觸發(fā)信號，攝像機自動拍照記錄，并上傳照片及事件信息至服務(wù)器。當門禁識別到非法闖入事件時，指揮中心大屏和監(jiān)控中心同時彈窗預(yù)警。

（6）設(shè)備房、配電室、風機房、水泵房、弱電房、消防室等房間內(nèi)部監(jiān)控攝像機具有目標跟蹤、動作行為抓拍功能；水侵、煙霧、溫度、濕度、噪聲等傳感設(shè)備與攝像機關(guān)聯(lián)，發(fā)生情況時關(guān)聯(lián)攝像機觸發(fā)報警，指揮中心大屏和監(jiān)控中心同時彈窗預(yù)警。

（7）閘機入口監(jiān)控攝像機設(shè)置人臉抓拍、客流統(tǒng)計功能，抓拍數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)存至服務(wù)器實現(xiàn)資源共享。

（8）地鐵入口安裝熱成像攝像機及人臉識別攝像機。人臉識別系統(tǒng)通過服務(wù)器與公安系統(tǒng)黑名單人員實時比對；熱成像攝像機對進入地鐵人員行李、包裹進行初步過濾分析。當發(fā)生可疑情況時，指揮中心大屏和監(jiān)控中心同時彈窗預(yù)警[1-2]。

（9）廣場、人流活動較大區(qū)域攝像機具有多機聯(lián)動功能，且具有深度學習、人員行為智能分析功能。出現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)設(shè)情況時，攝像機通過自主學習智能分析、過濾行為事件，當行為事件達到預(yù)警、報警等級時攝像機自動向監(jiān)控中心、指揮中心大屏、電子地圖同時彈窗預(yù)警。

（10）為了更好地實現(xiàn)監(jiān)控資源共享和用戶視頻體驗，監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲采用本地網(wǎng)絡(luò)存儲+云存儲模式。

3 設(shè)計難點與解決方案

3.1 設(shè)計難點

（1）設(shè)備選型、定位以及完整解決方案需要較高的專業(yè)技術(shù)水平。

（2）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶寬要求高，網(wǎng)絡(luò)速率瓶頸是普遍存在的問題。

（3）整體系統(tǒng)安全可靠性、防御能力必須強大。

（4）多視頻點位同時監(jiān)控，值班維護人員工作強度大。

（5）監(jiān)控設(shè)備與第三方接入設(shè)備對接兼容性問題。

3.2 解決方案

（1）設(shè)備選型與定位。視頻監(jiān)控軟件平臺綜合考慮集成度高、易于操作和維護，可控性、智能化技術(shù)水平不僅能滿足當下需求，且具有前瞻性，升級方便，滿足長期不被淘汰；監(jiān)控硬件設(shè)備選用技術(shù)成熟、設(shè)備功能完善的智能型產(chǎn)品，整體可擴展性和先進性符合發(fā)展需求；建設(shè)初期組織專家進行系統(tǒng)論證、多可行性方案對比選優(yōu)。

（2）網(wǎng)速瓶頸。監(jiān)控攝像頭全部采用網(wǎng)絡(luò)攝像機，設(shè)備使用H.265編碼格式；視頻存儲采用前端攝像機直接存儲外加IPSAN區(qū)域存儲和云存儲模式[3]。視頻預(yù)覽根據(jù)不同的監(jiān)控需求，設(shè)定用戶鑒權(quán)和視頻優(yōu)先級別，不同級別的用戶設(shè)定不同的碼率、碼流和編碼格式；監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)支撐硬件選用故障恢復(fù)和啟動時間短的工業(yè)級設(shè)備；通信設(shè)備接口速率千兆以上，核心數(shù)據(jù)交換機背板帶寬及數(shù)據(jù)吞吐量嚴格執(zhí)行監(jiān)控數(shù)據(jù)流量算法和帶寬容量算法，不僅要充分滿足高峰期和滿負荷各種信號同時轉(zhuǎn)發(fā)的需求，還要預(yù)留余量帶寬容量用于后期監(jiān)控設(shè)備升級和擴容；為減小信號延時、衰減損耗，傳輸線路全部采用光纖線路；重點監(jiān)控區(qū)域攝像機、服務(wù)器、存儲終端、編解碼設(shè)備運用多IP地址、多網(wǎng)卡分流技術(shù)，不同領(lǐng)域和作用的網(wǎng)絡(luò)不相互串聯(lián)、借用。

（3）系統(tǒng)安全性。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實行嚴格內(nèi)外網(wǎng)隔離，所有設(shè)備經(jīng)過防火墻進行行為和安全認證；監(jiān)控平臺對用戶賬號權(quán)限進行分級審查和功能權(quán)限設(shè)定；骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、防火墻網(wǎng)絡(luò)采用雙線路、雙電源熱備；為緩解網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，攝像機錄像存儲采用前端NVR存儲和攝像機自存儲，存儲服務(wù)器自動識別網(wǎng)絡(luò)帶寬空閑時間，自動轉(zhuǎn)存前端設(shè)備錄像到存儲服務(wù)器；級聯(lián)數(shù)據(jù)交換設(shè)備啟用端口隔離、端口行為限制；對于需要連接其他網(wǎng)域的攝像機和存儲設(shè)備采用多IP地址作為網(wǎng)絡(luò)隔離，傳輸線路采用VPN專線；建立時間服務(wù)器對視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備因時間漂移[4]產(chǎn)生的時間誤差進行校時，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備分時自動與時間服務(wù)器校時，確保監(jiān)控系統(tǒng)所有時間同步在誤差允許范圍內(nèi)；建立日志和事件服務(wù)器對用戶操作行為和訪問記錄、監(jiān)控設(shè)備、傳感器報警事件進行跟蹤；開啟數(shù)據(jù)備份功能，重要的監(jiān)控數(shù)據(jù)定期進行自動和手動備份。

（4）工作強度。區(qū)域內(nèi)所有監(jiān)控攝像機軟件開啟網(wǎng)絡(luò)自動升級或服務(wù)器數(shù)據(jù)下發(fā)升級功能，監(jiān)控及傳感設(shè)備開啟網(wǎng)絡(luò)自動喚醒功能和“假死”（錯誤指令、網(wǎng)絡(luò)攻擊、超負荷運行等原因造成的設(shè)備死機）自動復(fù)位功能；關(guān)鍵區(qū)域攝像機選用具備深度學習、自主事件行為分析、自動預(yù)警及報警功能的產(chǎn)品；攝像機和操作平臺設(shè)置自動巡更、行為分析、行為事件隔離功能，平臺與監(jiān)控員形成交互式監(jiān)控，從而減輕值班人員的工作強度。

（5）設(shè)備兼容性。建立適合地鐵場景視頻監(jiān)控設(shè)備接入標準，統(tǒng)一視頻監(jiān)控接入準則和規(guī)范；開放攝像機標準擴展接口和標準接口通信協(xié)議，軟件平臺開放第三方設(shè)備接入許可，并且支持二次定制開發(fā)，提供SDK源碼開發(fā)和對接關(guān)鍵技術(shù)。

4 結(jié)束語

地鐵站視頻監(jiān)控系統(tǒng)并不是一成不變的，應(yīng)根據(jù)發(fā)展需要進行整體規(guī)劃，并建立基本的框架結(jié)構(gòu)，而系統(tǒng)的完整性和適用價值應(yīng)在實際運用中不斷總結(jié)。隨著監(jiān)控行業(yè)技術(shù)的發(fā)展與成熟，產(chǎn)品更新?lián)Q代是必然結(jié)果，地鐵站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能和實用性將更加完善、更加智能化。