李宗

摘 要：CCTV系統(tǒng)是保證城市軌道交通行車組織和安全的重要手段，是地鐵運營、管理現(xiàn)代化的配套設(shè)備，是提高行車指揮透明度的輔助通信工具，也是防災(zāi)指揮搶險的指揮工具。本文旨在探討模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清數(shù)字化改造方向及實施范疇，為今后南京地鐵2號線CCTV改造借鑒，主要介紹其系統(tǒng)設(shè)計、構(gòu)成、功能、接口等方面進行介紹和參考。

關(guān)鍵詞：CCTV;高清數(shù)字化;系統(tǒng)設(shè)計;視頻存儲

中圖分類號：U282.5 文獻標識碼：A

0 引言

南京地鐵2號線全長37.95千米，共26座車站。2號線開通至今已運行近12年，已無法滿足城市軌道交通反恐怖防范標準對安防監(jiān)控的有關(guān)規(guī)定，對其進行全高清數(shù)字化改造勢在必行。本改造方向為2號線打造全新數(shù)字化高清CCTV系統(tǒng)，研究新系統(tǒng)的功能要求、集成服務(wù)、設(shè)備兼容等基本內(nèi)容方向;探討管理和協(xié)調(diào)通信系統(tǒng)內(nèi)外部接口。

1 系統(tǒng)設(shè)計

（1）整個系統(tǒng)主要由車站、控制中心、車輛段、停車場、主變電所CCTV系統(tǒng)組成。新系統(tǒng)采用IP網(wǎng)絡(luò)全高清系統(tǒng)組網(wǎng)，分辨率至少達到 1 920×1 080 P（200萬），編碼格式采用國際標準的H.265（兼容H.264），要求系統(tǒng)須從圖像的采集、傳送、存儲、顯示全部達到全高清，符合HDTV標準的分辨率1 920×1 080 P全實時圖像畫質(zhì)。

（2）新系統(tǒng)在車站與地鐵公安監(jiān)視系統(tǒng)合設(shè)，共享前端攝像機、后端設(shè)備（包括以太網(wǎng)交換機、各類服務(wù)器、存儲設(shè)備等），2號線西延工程在控制中心核心交換機通過2芯光纖與公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)在公安分局通信機房與網(wǎng)閘互聯(lián)，新系統(tǒng)利用此接口進行擴容實現(xiàn)2號線CCTV系統(tǒng)與公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)的互聯(lián)。

（3）新系統(tǒng)在控制中心CCTV系統(tǒng)可實現(xiàn)中心、車站（場）兩級監(jiān)視。車站的圖像攝取范圍包括站臺、站廳、換乘通道、自動扶梯、垂直電梯、垂直電梯口、設(shè)備區(qū)通道門、站臺設(shè)備區(qū)下軌行區(qū)通道門以及開關(guān)柜室、變電所控制室、信號設(shè)備室、專用通信設(shè)備室、專用電源室室等設(shè)備用房等處，還應(yīng)覆蓋AFC處（如票務(wù)室、售票機和閘機等）、出入口等處。此外還包括正線重要道岔、區(qū)間過渡段及區(qū)間人防門。車輛段/停車場各單體、出入段線、安防周界及變電所等處。

（4）系統(tǒng)軟件平臺要設(shè)計考慮后續(xù)接入前端攝像機及其他終端設(shè)備時不需配置接入授權(quán)及增加費用，擴容時不需要增加軟件授權(quán)費用。視頻操作軟件平臺能實現(xiàn)視頻調(diào)看、電子地圖;提供實時錄像、多畫面同時圖像回放等功能，可以對各個攝像機輸入通道進行單獨的設(shè)置。

（5）工程設(shè)計要與8、S3號線在油坊橋站、10號線在元通站、17號線在奧體東站、7號線在莫愁湖站、5號線在上海路站、1號線在新街口站、3號線在大行宮站、6、13號線在明故宮站、12、S6號線在馬群站、4、12號線在金馬路站、8號線在仙林中心站和S5號線在經(jīng)天路站共12個先期線路換乘站和規(guī)劃線路換乘站。對于本線路與其他線路的換乘站（含先建站和后建站），設(shè)計實現(xiàn)本站線路間視頻圖像的互看，對與先期線路及同期實施的換乘站，應(yīng)有相應(yīng)的互聯(lián)，如需擴容其他線路CCTV系統(tǒng)，應(yīng)配置相應(yīng)的擴容設(shè)備，對于與后期線路的換乘站，本線應(yīng)預(yù)留互聯(lián)接口。

（6）本線路應(yīng)利用2號線西延工程與NCC的接口，并進行擴容，實現(xiàn)本線路CCTV系統(tǒng)接入NCC上層網(wǎng)CCTV系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留安防集成平臺接口，要開放協(xié)議并配合完成安防集成平臺對CCTV系統(tǒng)的集成。在車站、段/場、控制中心預(yù)留與安防集成平臺的接口，未來要實現(xiàn)安防集成平臺對CCTV系統(tǒng)的集成及聯(lián)動。此外應(yīng)預(yù)留與車載視頻接入條件。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

（1）車站監(jiān)視系統(tǒng)。1）車站監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)備包括：高清網(wǎng)絡(luò)攝像機、以太網(wǎng)交換機、編碼器、彩色高清液晶監(jiān)視器，視頻存儲設(shè)備、視頻服務(wù)器、視頻控制終端、電源分路器（機柜內(nèi)置式）、控制切換軟件及本系統(tǒng)功能所需的所有設(shè)備。2）在控制中心統(tǒng)一考慮某一車站或段/場視頻服務(wù)器故障情況下接管該站或段/場視頻管理的服務(wù)器，以不影響本站實時監(jiān)視圖像的調(diào)看。車站控制室設(shè)置CCTV控制終端，用于行車監(jiān)控。3）在車站上、下行站臺設(shè)置4路高清視頻解碼器，實現(xiàn)司機對乘客上下車的監(jiān)視功能。本站值班員通過CCTV終端、調(diào)取本車站相關(guān)攝像機圖像信息，系統(tǒng)通過視頻存儲系統(tǒng)對本站所有圖像進行錄制。車輛基地監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要完成對本基地管轄范圍內(nèi)的視頻信號的監(jiān)控和錄像。攝像機至室內(nèi)交換機等設(shè)備的之間的圖像信息傳送可采用光纖作為媒介。

（2）電源的供給。攝像機的電源采用就近從攝像機前置機箱（內(nèi)含整流設(shè)備）引電，在站廳、站臺兩端各設(shè)置2～3套攝像機前置機箱。對電源供給的實現(xiàn)方式需結(jié)合電源箱具體設(shè)計及安裝方式在后續(xù)設(shè)計聯(lián)絡(luò)階段確定。

（3）圖像的錄制。1）在段/場各設(shè)置一套圖像存儲設(shè)備，視頻存儲系統(tǒng)接入段/場視頻網(wǎng)絡(luò)，對段/場內(nèi)攝像機的高清圖像數(shù)據(jù)進行記錄。段/場配置滿足視頻存儲要求的設(shè)備，存儲天數(shù)按90天考慮。2號線北延工程在珠江路控制中心設(shè)置中心監(jiān)視子系統(tǒng)，需對其進行擴容以實現(xiàn)2號線CCTV系統(tǒng)的接入。2）2號線西延工程在控制中心實現(xiàn)與NCC 視頻監(jiān)視平臺的接入，需對其進行擴容，以滿足2號線CCTV系統(tǒng)接入NCC的需求。利用2號線西延工程與控制中心大屏的接口實現(xiàn)大屏顯示功能。在控制中心不新設(shè)CCTV終端，使用2號線西延工程設(shè)置的CCTV終端，實現(xiàn)對2號線全線攝像機的調(diào)看功能。

（4）AFC及主變電所監(jiān)控。1）在各車站AFC票務(wù)室、售票亭和車站控制室設(shè)置的高清攝像機接入本站CCTV系統(tǒng)，系統(tǒng)為AFC特定用戶提供特殊權(quán)限的圖像調(diào)看功能。2）在所街、馬群變電所各設(shè)備室內(nèi)設(shè)室內(nèi)高清一體化球型網(wǎng)絡(luò)攝像機，通過光纖就近接入車站視頻交換機，主變電所攝像機納入鄰近車站進行統(tǒng)一管理及存儲。在主變電所值班室設(shè)置1臺監(jiān)控終端設(shè)備，實現(xiàn)全線變電所相關(guān)設(shè)備的視頻實時調(diào)看、錄像調(diào)看等功能。

3 系統(tǒng)功能

（1）車站/車輛段/停車場監(jiān)視。各車站/車輛段/停車場監(jiān)視值班員可以通過車站值班員工作站顯示任意圖像，并可遙控本站任意一臺球型一體化攝像機云臺的轉(zhuǎn)動以及對變焦鏡頭調(diào)節(jié)，系統(tǒng)可設(shè)置云臺的預(yù)置位，并可以把多個不同的預(yù)置位設(shè)置成巡航計劃，使得攝像機按照巡航計劃對多個不同角度進行監(jiān)控。

（2）聯(lián)動功能。應(yīng)支持與FAS、入侵報警、門禁等系統(tǒng)的聯(lián)動功能，并預(yù)留相應(yīng)接口。系統(tǒng)可根據(jù)其它系統(tǒng)輸出的觸發(fā)信號（數(shù)據(jù)或開關(guān)量），切換特定的圖像，觸發(fā)信號的輸入接口和設(shè)置特定的圖像數(shù)量在設(shè)計聯(lián)絡(luò)階段確定。

（3）故障管理。能識別系統(tǒng)故障，并能對CCTV系統(tǒng)設(shè)備發(fā)生的故障進行定位及迅速查詢故障。能報告所有告警信號及其記錄的細節(jié)。具有告警過濾和遮蔽功能。能提供聲光告警顯示功能。

（4）系統(tǒng)管理。1）網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像存儲設(shè)備系統(tǒng)管理。2號線西延工程在控制中心配備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像管理軟件，本工程對其進行擴容。擴容后的網(wǎng)管可以對全線各車站、車輛基地的存儲設(shè)備的存儲資源進行全局統(tǒng)一的存儲設(shè)備及空間管理，實現(xiàn)存儲資源的虛擬化管理，可實現(xiàn)分布式部署，同時集中管理，可以提供給網(wǎng)管系統(tǒng)錄像存儲設(shè)備的各種故障報警信息。2）視頻存儲設(shè)備。采用分布式云存儲架構(gòu)，車站、車輛段、停車場的視頻存儲在本地存儲設(shè)備，應(yīng)保障至少1臺存儲設(shè)備以及至少2個物理節(jié)點（如2個車站）存儲設(shè)備故障時，保證錄像不中斷。存儲容量要求：26個普通站車站暫按90路存儲90天，大型換乘站分別暫按190路存儲90天，停車場暫按80路存儲90天，車輛段暫按130路存儲90天進行計算配置，每路圖象數(shù)據(jù)流量不得小于3 Mb/s。存儲容量為計算容量+預(yù)留容量，預(yù)留容量按20%計算?？?cè)萘坎蛔兊那疤嵯?，可根?jù)各站點實際攝像機數(shù)量，對存儲設(shè)備（含硬盤）進行站點間調(diào)整。采用云存儲架構(gòu)實現(xiàn)站內(nèi)視頻數(shù)據(jù)的云接入和管理，并在控制中心實現(xiàn)站間云存儲系統(tǒng)的互聯(lián)和統(tǒng)一管理，支持站級云存儲異常的互聯(lián)云存儲備份功能。

4 系統(tǒng)接口

（1）與傳輸系統(tǒng)接口。傳輸系統(tǒng)為本系統(tǒng)提供控制中心至各車站、車輛段、停車場之間的數(shù)據(jù)傳輸通道用于CCTV系統(tǒng)信息傳輸。該通道的傳輸方式采用共享式，冗余配千兆以太網(wǎng)光接口。后續(xù)應(yīng)提出具體功能和接口、帶寬要求。與傳輸系統(tǒng)分界點傳輸設(shè)備接口板。傳輸系統(tǒng)為本系統(tǒng)提供控制中心至各車站之間的數(shù)據(jù)傳輸通道用于公安視頻監(jiān)視系統(tǒng)信息傳輸。該通道的傳輸方式采用共享式，冗余配置1000 M以太網(wǎng)光接口。

（2）與2號線西延工程CCTV系統(tǒng)接口。2號線西延工程在控制中心設(shè)置了CCTV系統(tǒng)中心設(shè)備（包含交換機、視頻服務(wù)器、回放終端、網(wǎng)管終端、CCTV終端、高清解碼器、監(jiān)控平臺軟件、防火墻及安全軟件等），利用此中心設(shè)備進行擴容。利用2號線西延工程與時鐘系統(tǒng)接口獲取時間信號、與集中告警接口進行擴容。

（3）與NCC接口。2號線西延工程在控制中心實現(xiàn)與NCC 視頻監(jiān)視平臺的接入，本工程對其進行擴容，以滿足2號線CCTV系統(tǒng)接入NCC的需求。

5 結(jié)語

隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)已趨將淘汰，無法滿足需求，數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)視技術(shù)已日新月異，CCTV高清數(shù)字化改造和升級在各領(lǐng)域已成熟應(yīng)用，南京作為重要的中心城市，更需要對城市交通“大樞紐”地鐵進行安全監(jiān)督和風(fēng)險管控，使群眾出行更安全、社會秩序更安定，提高視頻監(jiān)控管理質(zhì)量和高清數(shù)字化改造和新技術(shù)的升級十分必要，這是未來的發(fā)展趨勢。

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