劉燕平

地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題

劉燕平

地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)為地鐵的安全運(yùn)營(yíng)提供了安全保障，但還存在許多技術(shù)問(wèn)題。這些問(wèn)題都需要很好地解決。

前言

我國(guó)城市軌道交通建設(shè)速度迅猛。1995年至2008年12年間，我國(guó)建有軌道交通的城市，從2個(gè)增加到10個(gè)，投資以每年100多億元的速度在推進(jìn)。迄今為止，已有10個(gè)城市開(kāi)通了31條城市軌道交通線，運(yùn)營(yíng)里程達(dá)到835.5公里。近期，國(guó)務(wù)院又批復(fù)了22個(gè)城市的地鐵建設(shè)規(guī)劃，總投資達(dá)8820.03億元。當(dāng)前我國(guó)的城市軌道交通建設(shè)事業(yè)正處在快速發(fā)展階段，軌道交通閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)需求旺盛。

城市軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)功能要求

“安全、便捷、準(zhǔn)點(diǎn)、舒適”是軌道交通運(yùn)營(yíng)的目標(biāo)。由于部門(mén)管理職責(zé)不同，城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能可分為兩部分：一是城市軌道交通運(yùn)營(yíng)電視監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控人流和設(shè)備運(yùn)行以及可能出現(xiàn)威脅安全因素時(shí)預(yù)警，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控及時(shí)發(fā)現(xiàn)、指揮引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員，要求錄像錄音資料清晰；二是城市軌道交通公安電視監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控對(duì)人流和軌道交通設(shè)施場(chǎng)所可能遭受的攻擊與傷害，威懾、預(yù)警，當(dāng)侵害發(fā)生時(shí)及時(shí)指揮引導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員，要求錄像錄音資料清晰并且能夠較好提供破案線索。

綜合起來(lái)，軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)的最本質(zhì)功能為：監(jiān)控圖像顯示和錄像要有足夠清晰度看清現(xiàn)場(chǎng)、人物特征等，對(duì)事故和案件分析起到事后查詢(xún)等作用，錄像資料查找方便，錄像可靠性要高，對(duì)特殊環(huán)境監(jiān)控要有預(yù)警功能。

地鐵電視數(shù)字監(jiān)控基本架構(gòu)圖

當(dāng)前存在問(wèn)題

需求不明確

當(dāng)前我國(guó)城市軌道交通建設(shè)事業(yè)正處在快速發(fā)展階段，在設(shè)計(jì)階段沒(méi)有充分論證設(shè)計(jì)方案，沒(méi)有將物防、技防、人防有機(jī)結(jié)合，結(jié)果就出現(xiàn)了在軌道橋露天電纜被人割斷、列車(chē)被迫停運(yùn)等。后又追加大量投資增加沿路攝像機(jī)密度和一些報(bào)警探測(cè)技術(shù)，如智能視頻檢測(cè)，但還不能根本遏制電纜被割。即便遠(yuǎn)處監(jiān)控發(fā)現(xiàn)電纜被割，也不能及時(shí)制止犯罪發(fā)生，因?yàn)榉缸飼r(shí)間很短，還是造成重大事故。后通過(guò)相隔一段距離設(shè)置人工崗哨，做到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)出警。實(shí)際在設(shè)計(jì)時(shí)將電纜封閉或埋入地下，做好物防減少電纜被盜誘因。又如在站臺(tái)軌道隧道口加攝像機(jī)和入侵探測(cè)器，但沒(méi)有很好地設(shè)置物防，不能阻止無(wú)關(guān)人員進(jìn)入隧道。當(dāng)然，目前一些新建線在站臺(tái)加裝了安全門(mén)。

攝像機(jī)與監(jiān)視器比例不合理

現(xiàn)在車(chē)站監(jiān)控?cái)z像機(jī)和行調(diào)人員觀看監(jiān)視器比例不合適，每個(gè)車(chē)站攝像機(jī)配備比較多，因?yàn)榭臻g有限造成監(jiān)視器極少，就容易造成發(fā)生事故圖像不能及時(shí)呈現(xiàn)行調(diào)人員，特別是一些無(wú)人值守出入口及換成通道電梯音視頻圖像，每天進(jìn)出單站人數(shù)幾萬(wàn)人，電梯高峰時(shí)人滿(mǎn)為患，還有一些人不會(huì)正確乘電梯，當(dāng)乘客意外或電梯發(fā)生故障，容易發(fā)生踩踏事故；若不能及時(shí)采取措施，就有可能擴(kuò)大危害，這樣的案例還不少。

可靠性、可用性、可維護(hù)性指標(biāo)不合理

在地鐵建設(shè)招標(biāo)過(guò)程中，業(yè)主在制定招標(biāo)技術(shù)方案中存在的問(wèn)題主要是：對(duì)可靠性、可用性、可維護(hù)性不能提出具有可操作合理性指標(biāo)，地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)往往可能分成三個(gè)標(biāo)：閉路電視、傳輸系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)。而它們是一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)這個(gè)由不同設(shè)備供應(yīng)商組成的系統(tǒng)，它們的可靠性一般提不出具體指標(biāo)，不能保證整個(gè)系統(tǒng)質(zhì)量。

一條地鐵線不同管理部門(mén)對(duì)視頻監(jiān)控采用不同招標(biāo)，造成重復(fù)投資及不同視頻接口所致的圖像質(zhì)量下降

當(dāng)前地鐵視頻監(jiān)控建設(shè)由于部門(mén)管理職責(zé)不同，分運(yùn)營(yíng)視頻監(jiān)控、安防視頻監(jiān)控、車(chē)載視頻監(jiān)控、路網(wǎng)控制中心視頻監(jiān)控招標(biāo)。運(yùn)營(yíng)和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本是一樣的，只是公安監(jiān)控視頻系統(tǒng)前端攝像機(jī)除了自己新增的還要將運(yùn)營(yíng)攝像機(jī)也接入自己的監(jiān)控系統(tǒng)，控制、錄像等重復(fù)投資。路網(wǎng)控制中心單獨(dú)招標(biāo)，由于路網(wǎng)控制中心開(kāi)始在軟件方面占據(jù)先天優(yōu)勢(shì)，但數(shù)字視頻以后接入標(biāo)準(zhǔn)不一，或者業(yè)主沒(méi)有意識(shí)這個(gè)問(wèn)題的重要性，沒(méi)有在開(kāi)始定好上傳路網(wǎng)中心數(shù)字圖像標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)內(nèi)各級(jí)平臺(tái)之間不能有效地進(jìn)行圖像通信和共享數(shù)據(jù)，不能統(tǒng)一提供清晰、簡(jiǎn)潔、友好的中文人機(jī)交互界面，人為讓各個(gè)線路上傳圖像先將數(shù)字圖像變成模擬圖像接入路網(wǎng)控制中心，路網(wǎng)控制中心再將模擬圖像轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像供路網(wǎng)控制中心監(jiān)控人員觀看，結(jié)果路網(wǎng)控制中心級(jí)別最高，但得到的視頻圖像卻是最差的，因?yàn)槟M視頻圖像經(jīng)過(guò)編碼轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像再轉(zhuǎn)換模擬圖像再轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像，這中間圖像損失比較多，車(chē)載視頻監(jiān)控分運(yùn)營(yíng)和公安共用前端攝像機(jī)視頻圖像，由于招標(biāo)不在一個(gè)包內(nèi)，也會(huì)出現(xiàn)前端攝像機(jī)是數(shù)字圖像，后端車(chē)載錄像只能接受模擬圖像，不得不將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成模擬圖像再輸入到車(chē)載硬盤(pán)錄像機(jī)編碼成數(shù)字圖像，圖像損失比較大。

錄像存儲(chǔ)方式和格式標(biāo)準(zhǔn)不一

現(xiàn)在大部分地鐵線車(chē)站采用傳統(tǒng)硬盤(pán)錄像機(jī)錄像，沒(méi)有RAID保護(hù)機(jī)制。硬盤(pán)發(fā)生故障，監(jiān)控圖像丟失，可維修時(shí)間增加，存放硬盤(pán)空間小，錄像時(shí)間少，并且大部分采用CIF格式，以節(jié)省存儲(chǔ)空間，這對(duì)地鐵在遭到恐怖襲擊和日常案件錄像判定時(shí)是不利的。

建議

采用數(shù)字地鐵電視監(jiān)控基本架構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：公安和運(yùn)營(yíng)共用前端和控制設(shè)備，性?xún)r(jià)比高，可模擬、數(shù)字視頻矩陣切換上墻，減少視頻信號(hào)多次交換造成圖像質(zhì)量下降，容易實(shí)現(xiàn)多個(gè)監(jiān)控平臺(tái)級(jí)聯(lián)，擴(kuò)容即插即用，不會(huì)給業(yè)主帶來(lái)更多經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。公安運(yùn)營(yíng)共用前端和控制設(shè)備，通過(guò)劃分權(quán)限來(lái)管理運(yùn)營(yíng)和公安控制終端，減少投資。

不足之處在于，如果車(chē)站采用模擬控制，控制云臺(tái)攝像機(jī)會(huì)延時(shí)，但對(duì)監(jiān)控功能影響不大，而且車(chē)站監(jiān)控圖像還是通過(guò)視頻編碼器變數(shù)字圖像上傳中心，控制中心還是數(shù)字監(jiān)控還是不可避免控制延時(shí)，但因?yàn)樵黾幽M矩陣導(dǎo)致投資增加和視頻信號(hào)多次交換造成圖像質(zhì)量下降，綜合考核利大于弊。

地鐵運(yùn)營(yíng)和公安電視監(jiān)控采用統(tǒng)一招標(biāo)

將運(yùn)營(yíng)和公安部門(mén)的管理權(quán)限通過(guò)不同控制終端和在軟件化分權(quán)限，達(dá)到資源共享和諧共用一套系統(tǒng)，節(jié)約投資，系統(tǒng)可靠性、可用性、可維護(hù)性及圖像質(zhì)量更有統(tǒng)一保障。

制定地鐵等特殊行業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像顯示和錄像清晰度可測(cè)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

圖像清晰度=信號(hào)源的圖像質(zhì)量×處理電路的處理水平×顯示方式的顯像質(zhì)量，電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像顯示和錄像清晰度是系統(tǒng)最主要指標(biāo)之一，現(xiàn)在還沒(méi)有實(shí)用可測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制定落后，業(yè)主在做招標(biāo)時(shí)提不出實(shí)用驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而是依據(jù)安防標(biāo)準(zhǔn)憑著主觀判斷是幾級(jí)圖像質(zhì)量，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是低標(biāo)準(zhǔn)，地鐵等特殊行業(yè)應(yīng)制定高于國(guó)家行業(yè)實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)生案件，調(diào)取錄像看不清人的五官特征和物的細(xì)節(jié)，不能對(duì)破案起到實(shí)質(zhì)性的幫助，也造成現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)商宣稱(chēng)的攝像機(jī)清晰度與實(shí)際不符，而且水分很大，因?yàn)閷?shí)際在工程驗(yàn)收時(shí)沒(méi)有實(shí)用客觀可測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，如清晰度、色彩還原度等。可以利用電視信號(hào)測(cè)試卡燈箱放到攝像機(jī)前面，在系統(tǒng)后端監(jiān)視器觀看顯示和錄像測(cè)試卡圖像。

錄像清晰度和可靠性高是地鐵電視監(jiān)控系統(tǒng)存在的必要條件

錄像看不清五官，因故不能錄像，對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)管理和案件分析是比較嚴(yán)重的問(wèn)題。錄像存儲(chǔ)采用在每個(gè)車(chē)站區(qū)域存儲(chǔ)，每個(gè)站電視監(jiān)控相對(duì)獨(dú)立，采用磁盤(pán)陣列存儲(chǔ)，全線設(shè)立1個(gè)備有錄像存儲(chǔ)備用中心，防止某一個(gè)車(chē)站錄像系統(tǒng)宕機(jī)時(shí)，由備用錄像中心接管宕機(jī)車(chē)站錄像功能。在實(shí)際地鐵應(yīng)用中，為選擇合適的RAID陣列，應(yīng)綜合考慮RAID陣列的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸性能、組建成本，以及磁盤(pán)陣列的用途和應(yīng)用環(huán)境等因素，采用RAID 5磁盤(pán)陣列的性能比較好，存儲(chǔ)格式采用4CIF，是對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)管理和案件分析的可靠保證。

建議不要采用不帶RAID陣列硬盤(pán)錄像機(jī)作為車(chē)站本地監(jiān)控圖像存儲(chǔ)，因?yàn)槠淇煽啃缘汀?/p>

在無(wú)人值守區(qū)域進(jìn)行音視頻同步錄音錄像

在出入口、出入口道、自動(dòng)扶梯等無(wú)人值守區(qū)域與攝像機(jī)配合進(jìn)行音視頻同步錄音錄像，必要音頻監(jiān)控對(duì)事故和案件分析起到很好作用，聲音對(duì)事件分析起到很好作用。

列車(chē)電視監(jiān)控硬盤(pán)防震和熱插拔

具備車(chē)地電視監(jiān)控圖像互傳，列車(chē)本地具備4CIF格式錄像，列車(chē)上硬盤(pán)具有防震和熱插拔，錄像可以上傳中心。

技術(shù)防范是基礎(chǔ)，人防是核心

技術(shù)防范對(duì)人防幫助是有限的，如果在控制終端監(jiān)視器值班員不認(rèn)真操作觀察監(jiān)控畫(huà)面，及時(shí)發(fā)現(xiàn)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)圖像、或智能視頻分析報(bào)警不能有效傳達(dá)到值班員以便及時(shí)指揮出警，那么技防功能就大大打折扣，所以人防是核心。

結(jié)束語(yǔ)

地鐵發(fā)生事故和恐怖襲擊對(duì)政府和社會(huì)民眾會(huì)產(chǎn)生很大壓力，當(dāng)出現(xiàn)地鐵運(yùn)營(yíng)事故和恐怖襲擊而不能及時(shí)通過(guò)音視頻錄像找到對(duì)事故和案件分析有用的錄像資料，將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。而現(xiàn)在一些地鐵電視監(jiān)控系統(tǒng)因行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有制定出來(lái)，跟不上地鐵建設(shè)快速發(fā)展。一個(gè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，因地鐵不同管理部門(mén)和這個(gè)系統(tǒng)在不同包招標(biāo)，人為造成重復(fù)投資，人為造成接口不統(tǒng)一，不同子承包商只關(guān)心自己承包系統(tǒng)，而業(yè)主、設(shè)計(jì)院、總承包商統(tǒng)領(lǐng)全局技術(shù)水平能力不夠，在招標(biāo)定方案時(shí)只注重某個(gè)細(xì)節(jié)，忽視了地鐵電視監(jiān)控真正本質(zhì)功能，人防、技防、物防關(guān)系沒(méi)有和諧處理好，建成后監(jiān)控圖像在顯示和錄像回放中清晰度不夠，錄像系統(tǒng)因出現(xiàn)宕機(jī)而停止錄像比較嚴(yán)重。這些問(wèn)題都需要很好地解決。

作者單位：華北電力大學(xué)能源動(dòng)力與機(jī)械工程學(xué)院