軌道交通的視頻監(jiān)控發(fā)展與應(yīng)用淺析
2010/03/02
隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，人員、交通工具數(shù)量急劇增加，城市公共交通的狀況日益惡化，一個(gè)小小的突發(fā)事件就會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的交通癱瘓，這在大中城市尤其明顯。目前，全國(guó)主要大中型城市紛紛選擇軌道交通建設(shè)來(lái)緩解日益增長(zhǎng)的公共交通壓力，提高城市的核心競(jìng)爭(zhēng)力。由于軌道交通人流密集、人員復(fù)雜、活動(dòng)物體多等因素，需要一套應(yīng)急指揮監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)保障其安全、穩(wěn)定運(yùn)行，視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以起到事先進(jìn)行判斷分析、事后取證的作用，已經(jīng)成為協(xié)助公共安全部門(mén)打擊犯罪、維持社會(huì)安定的重要手段。
軌道交通行業(yè)建設(shè)之初就十分重視視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的不同階段，分別采用當(dāng)時(shí)最佳的方案組合進(jìn)行軌道交通行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)；但是擺在地鐵建設(shè)者面前的一個(gè)新問(wèn)題是：如何滿(mǎn)足新階段下的地鐵監(jiān)控需求。
隨著城市交通的壓力，各城市軌道交通的發(fā)展逐漸成網(wǎng)狀，一個(gè)城市不僅僅是1條、2條線(xiàn)路的建設(shè)、規(guī)劃，傳統(tǒng)的軌道交通視頻監(jiān)控建設(shè)如果僅僅考慮一條線(xiàn)路內(nèi)的情況帶來(lái)的將是形成視頻監(jiān)控的孤島，后期為了將孤島聯(lián)通，勢(shì)將會(huì)面臨兩難局面：一是采用傳統(tǒng)的模擬接入只能滿(mǎn)足查看需求；二是全網(wǎng)互聯(lián)互控勢(shì)必面臨如何對(duì)已有監(jiān)控系統(tǒng)的改造的問(wèn)題。所以在進(jìn)行軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)劃、建設(shè)時(shí)除了考慮本期建設(shè)外，還得考慮將來(lái)監(jiān)控的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，在軌道交通的總監(jiān)控中心TCC能夠調(diào)看所有前端的監(jiān)控實(shí)時(shí)、歷史的圖像。
本文將對(duì)地鐵監(jiān)控的建設(shè)模式及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探討，分析地鐵傳統(tǒng)監(jiān)控建設(shè)的不足之處以及地鐵全I(xiàn)P監(jiān)控解決方案帶來(lái)技術(shù)革命性的變革，冀望找到更加合理、完善的軌道交通行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的整體解決方案。
全I(xiàn)P技術(shù)已成大勢(shì)
地鐵視頻監(jiān)控主要涉及區(qū)域是：車(chē)站、列車(chē)、車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)、綜合基地、主變電站（所）、運(yùn)營(yíng)控制中心等。
傳統(tǒng)的監(jiān)控采用模數(shù)結(jié)合方案進(jìn)行建設(shè)，本地采用模擬矩陣進(jìn)行建設(shè)，采用硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)通過(guò)編碼器上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控。這種傳統(tǒng)的CCTV方式應(yīng)用在較早的地鐵線(xiàn)路如北京、上海、廣州等老的線(xiàn)路監(jiān)控，一條線(xiàn)路的總視頻流一般不超過(guò)300路，屬于較小規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)，具有以車(chē)站監(jiān)控為主、每個(gè)站只上傳8路到監(jiān)控中心，缺乏全局調(diào)看、統(tǒng)一管理、全局控制等特點(diǎn)。
但是，由于這種傳統(tǒng)的建設(shè)模式在集中監(jiān)控、資源統(tǒng)一調(diào)配、突發(fā)事件多人實(shí)時(shí)調(diào)看、跨線(xiàn)運(yùn)營(yíng)調(diào)看圖像、存儲(chǔ)時(shí)間、圖像存儲(chǔ)安全、系統(tǒng)可維護(hù)性、功能易擴(kuò)展性等方面，已很難滿(mǎn)足需求的發(fā)展。因此在現(xiàn)今的軌道交通行業(yè)視頻監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域，CCTV全I(xiàn)P解決方案已成為大勢(shì)所趨。
這其中的原因就在于，隨著我國(guó)軌道交通建設(shè)的跨越性發(fā)展，許多城市都已經(jīng)擁有了不止一條的地鐵線(xiàn)路，跨線(xiàn)運(yùn)營(yíng)成為行業(yè)發(fā)展的必然需求。在視頻監(jiān)控上，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如何跨線(xiàn)調(diào)閱圖像，對(duì)出現(xiàn)的情況進(jìn)行聯(lián)合分析判斷就成為了關(guān)鍵。IP監(jiān)控在規(guī)劃之初就考慮到統(tǒng)一圖像存儲(chǔ)的管理需求，可以靈活調(diào)看各線(xiàn)的歷史圖像。而且，可以通過(guò)建設(shè)各車(chē)站的監(jiān)控系統(tǒng)和總控中心，一旦地鐵出現(xiàn)緊急事件，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，全局掌握各地情況實(shí)現(xiàn)人力資源集中調(diào)動(dòng)、管理的功能。
另一方面，公安部門(mén)對(duì)軌道交通體系的保衛(wèi)工作要求也越來(lái)越高，公安廳要求安全保衛(wèi)監(jiān)控存儲(chǔ)歷史圖像數(shù)據(jù)能夠支持至少15天的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量。由于IP監(jiān)控采用專(zhuān)業(yè)IP SAN存儲(chǔ)，存儲(chǔ)容量按需擴(kuò)容，完全滿(mǎn)足大容量圖像的存儲(chǔ)需求；圖像數(shù)據(jù)應(yīng)在監(jiān)控中心存儲(chǔ)，此種方式能防止人為破壞圖像數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)可靠性，同時(shí)可避免圖像被人非法挪用、散播，起到內(nèi)防內(nèi)控的作用。
同時(shí)，在系統(tǒng)維護(hù)方面，IP監(jiān)控方案支持對(duì)前端各種編解碼設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，一旦出現(xiàn)某路圖像視頻丟失，監(jiān)控平臺(tái)能夠告警提示，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)排查能很快定位故障，極大降低系統(tǒng)維護(hù)成本。這對(duì)于如今日益龐大的軌道交通監(jiān)控體系來(lái)說(shuō)，具有十分重要的意義。
另外，IP監(jiān)控系統(tǒng)可以很容易的實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展，通過(guò)采用開(kāi)放的架構(gòu)，支持將來(lái)智能業(yè)務(wù)的擴(kuò)展，例如事件報(bào)警、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、人臉識(shí)別等應(yīng)用。這樣可以進(jìn)一步加強(qiáng)地鐵安全防范，提供地鐵公共交通安全，同時(shí)在出現(xiàn)一定情況下可以進(jìn)行控制人流，及時(shí)判斷、搜查可疑分子。尤其在現(xiàn)在地鐵安保措施越來(lái)越嚴(yán)格的情況下，這一特點(diǎn)的價(jià)值更為明顯。
由此可見(jiàn)，視頻監(jiān)控IP化是軌道交通行業(yè)應(yīng)用發(fā)展必然，實(shí)際上，北京、成都、杭州、蘇州等城市新建的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基本上都采用了IP技術(shù)解決方案。在杭州華三通信技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)：H3C）參與的杭州地鐵1號(hào)線(xiàn)、蘇州地鐵1號(hào)線(xiàn)等的CCTV項(xiàng)目中，拋棄了傳統(tǒng)的模擬矩陣，采用了H3C iVS IP視頻監(jiān)控解決方案，在控制中心與車(chē)站都可對(duì)前端圖像可以靈活進(jìn)行控制，同時(shí)車(chē)站的管理工作站的用戶(hù)只能管理本站內(nèi)的視頻監(jiān)控圖像和進(jìn)行圖像查詢(xún)，在控制中心可以進(jìn)行所有車(chē)站的圖像管理。H3C iVS IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持精確到秒級(jí)的高效檢索，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，車(chē)站/控制中心都能夠即時(shí)回放1分鐘之前的事故現(xiàn)場(chǎng)圖像。H3C的方案采用了視頻流和控制流相分離的NGN架構(gòu)，視頻流不用經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)換，直接由前端編碼器發(fā)起iSCSI流寫(xiě)入到后端的IP SAN磁盤(pán)陣列中，滿(mǎn)足端到端的“0”瓶頸視頻圖像存儲(chǔ)。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的任何設(shè)備出現(xiàn)意外事件時(shí)如設(shè)備故障、設(shè)備掉電等，可以保證掉電之前的歷史圖像完整性，為分析事故原因提供依據(jù)。
IP SAN存儲(chǔ)漸成主流
智能分析目前在軌道交通行業(yè)處在試驗(yàn)階段，雖然目前出現(xiàn)了各種各樣的智能視頻業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，主要有兩類(lèi)：前端分析預(yù)處理和后端統(tǒng)一智能分析；但是在中國(guó)現(xiàn)階段。軌道交通繁忙的站臺(tái)、通道上一些新興的智能視頻分析——如遺留物檢測(cè)，能夠起到預(yù)期的作用微乎其微，極端情況甚至還可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生“狼來(lái)了”的反向效果；同時(shí)由于標(biāo)準(zhǔn)化的缺失，個(gè)人認(rèn)為目前我國(guó)軌道交通的智能視頻分析業(yè)務(wù)還僅屬于探討研究、小規(guī)模試用階段，但是作為關(guān)鍵的歷史圖像回放功能在我國(guó)目前階段顯得尤為重要。
存儲(chǔ)方式對(duì)軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯得尤為重要，在這一點(diǎn)上，DVR存儲(chǔ)和IP SAN存儲(chǔ)兩種方式，在軌道交通視頻監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域，其市場(chǎng)正在發(fā)生著潛移默化的變化。
總體而言，我們可以看到，DVR分布式存儲(chǔ)在小規(guī)模監(jiān)控應(yīng)用方面有優(yōu)勢(shì)，IP SAN磁盤(pán)陣列的存儲(chǔ)方式則因?yàn)榫邆涓玫拇鎯?chǔ)可靠性、可管理性、可擴(kuò)展性以及圖像數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用能力，長(zhǎng)期維護(hù)成本低，支持集中部署和分布式部署，更符合軌道交通視頻監(jiān)控規(guī)模應(yīng)用的需求。
采用IP SAN陣列有兩種應(yīng)用：（1）傳統(tǒng)的應(yīng)用可以采用流媒體服務(wù)器＋I(xiàn)P SAN；（2）IP SAN的直接存儲(chǔ)。通過(guò)IP SAN存儲(chǔ)支持前端編碼器通過(guò)iSCSI流直接存儲(chǔ)模式，簡(jiǎn)化了中間的NVR/流媒體服務(wù)器的環(huán)節(jié)，避免了NVR/流媒體服務(wù)器帶來(lái)的瓶頸問(wèn)題——不管是流媒體服務(wù)器還是NVR故障不影響正常的圖像存儲(chǔ)，同時(shí)滿(mǎn)足緊急情況的需求，可以達(dá)到精確到秒級(jí)回放，甚至最短可以回看1分鐘前的圖像。而且當(dāng)軌道交通系統(tǒng)的規(guī)模變得很大時(shí)，IP SAN在如何部署、管理這些存儲(chǔ)設(shè)，如何合理利用這些存儲(chǔ)空間，如何對(duì)這些海量的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行有效管理等問(wèn)題上，顯得更加“游刃有余”，也更得到用戶(hù)的接受。
圖一 iSCSI直接存儲(chǔ)模式
圖二 傳統(tǒng)的存儲(chǔ)模式
海的部分線(xiàn)路建設(shè)、沈陽(yáng)的1、2號(hào)線(xiàn)建設(shè)還沿用了DVR作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)，但是由于DVR的先天不足滿(mǎn)足不了軌道交通行業(yè)的需要，在今年北京招標(biāo)的5條地鐵線(xiàn)路、蘇州、成都、西安等項(xiàng)目中全部采用了IP
SAN作為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的存儲(chǔ)，IP SAN份額占到今年新建項(xiàng)目總的存儲(chǔ)容量的90％以上。得到越來(lái)越多用戶(hù)的認(rèn)可。
結(jié)語(yǔ)
雖然目前軌道交通的視頻監(jiān)控存在多種模式的混合，但是在新興線(xiàn)路的建設(shè)中，不管是在北京、上海等已有軌道監(jiān)控規(guī)模應(yīng)用的城市，還是在杭州、蘇州等新興軌道交通建設(shè)城市，越來(lái)越多業(yè)主、專(zhuān)家認(rèn)同全I(xiàn)P監(jiān)控，并認(rèn)識(shí)到全I(xiàn)P監(jiān)控不僅給他們帶來(lái)初期規(guī)劃、建設(shè)的簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單，而且給后期的維護(hù)、管理帶來(lái)易用、易管理的方便，同時(shí)帶來(lái)良好的可擴(kuò)展性——如進(jìn)行視頻智能分析業(yè)務(wù)應(yīng)用等業(yè)務(wù)的延伸。
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