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地铁安防应用之数字化、智能化和存储解决之道

  城市轨道交通是城市公共交通的骨干。它具有节能、省地、运量大、全天候、无污染(或少污染)又安全等特点,属绿色环保交通体系,符合可持续发展的原则,特别适应于大中城市。城市轨道交通种类繁多,按照用途可分为城市铁路、市郊铁路、地下铁道、轻轨交通、城市有轨电车、独轨交通、磁悬浮线路、机场联络铁路、新交通系统等。近年来,我国城市轨道交通发展迅猛,目前已经建成或正在兴建的城市轨道交通几乎包括了上述各种类型,已有30多座城市建成了或正在新建、或拟就了建设规划。

  迅猛发展的地铁等城市轨道交通系统,对安全防范系统提出了更多、更高的要求。安全防范系统是保证地铁行车组织、保证运输安全的重要设备,系统为控制中心调度员、车站值班员、列车司机等提供有关列车运行、防灾救灾、客流情况及社会治安等方面的视觉信息,系统同时为防灾调度指挥抢险提供指挥辅助工具。

  据北京地铁运营有限公司安全监察中心介绍,2002年~2006年,北京城铁轨道设施被盗的情况非常严重,“丢失的电缆足够重新铺一条13号线了”。后来上了监控系统,情况得到了很好的控制。

  现在,北京地铁运营已经从简单的安全防范发展到监控智能化分析,再到为地铁运营业务提供服务。从城市轨道交通的发展来看,监控正在向网络化、数字化、高清化、智能化和业务的融合发展,应用也随之越来越细致了。

  地铁客流量大、人员复杂,散客携带可疑物品、乘客跳下站台等时有发生。加上地铁是一个地下空间,封闭、不透明、通风不利,一旦发生事故,如火灾、爆炸等,影响会非常大,所以必须预先拦截可疑爆炸物,包括对一些液、固体爆炸物,以及毒气等进行全面防范。而地铁发展的需求和地铁网络化的运营管理,也要求必须对地铁进行网络化的监控体系。

  下面,笔者将从数字化、智能化以及海量视频存储解决方案等几个方面分享天地伟业的解决之道。

  地铁视频监控系统由图像摄取、图像显示及录制、车站控制处理、控制中心处理及显示、视频信号传输、网管等设备组成。

  地铁视频监控系统由控制中心调度员的行车监视、防灾监视、电力设备监视;车站值班员行车监视和防灾监视两大部分构成。采用控制中心远程监控和车站本地监控方式,组成一个完整的两级视频监控网络,同时还能够通过网络将图像传输共享给运营调度、铁路公安等相关部门。各车站视频处理设备输出的视频信号,通过数字视频编码器处理后送至车站的传输系统,控制中心光传输设备接收来自各车站的信号后进行解码处理后,送至控制中心的视频处理设备将图像显示在大屏幕和控制中心调度员的监视器上。如图所示:

  网络一体球、网络摄像机是第三代全数字化视频分散/集中监控系统的核心设备,属于最新一类的数字化监控产品,利用它可以将传统摄像机捕捉的图像以及报警探头的报警信号进行数字化编码处理后,通过局域网、广域网、无线网络、Internet或其它网络方式传送到网络所延伸到的任何地方,千里之外的网络终端用户通过普通电脑就可以对远程图像进行实时的监控、录像、管理。网络视频服务器基于网络实现动态图像实时传输的特点,使得以往必须局限在区域范围的图像监控系统,变成可以不受时间与地域的限制。

  车站视频监控系统设备包括网络一体球、网络摄像机、光纤收发器、车站视频切换控制器、彩色监视器、录像设备、控制切换软件等。

  (1)各车站数字视频图像,通过传输系统提供的100M以太网通道进行共线传输到控制中心;

  (2)控制中心录像管理服务器通过传输系统提供的100M以太网通道调看各车站数字网络硬盘录像机的图像信号;

  (3)控制中心至各车站的控制及网管信号,通过传输系统提供的数据通道下传,接口方式为RS485。

  控制中心监视系统设备包括监控管理平台、网管控制设备、录像管理服务器、视频显示终端、监视器、控制键盘等。

  控制中心设置24路数字视频矩阵,用于将来自各车站的远程图像进行解码,解码后图像由大屏及各调度员监视器共享显示。

  控制中心至车站的控制信号、网管信号的远程传输经传输系统提供的数据通道进行下传。

  现阶段,很多大型的视频监控系统已经不仅仅是如何有效地采集图像信息,而是如何有效地对信息进行分析,将大量没有威胁、无关紧要的信息进行筛选,从而使有效的信息能够更有效地呈现给用户,这也正是智能化视频监控系统的价值所在。

  智能分析包括遗留物体检测、道路或出入口拥塞检测、车辆或人流统计、非法闯入、物体跟踪、区域标定监测等。现阶段,相对成熟并能够实现的智能分析行为包括非法闯入、移动侦测、区域标定等较为简单的智能应用,处于较为简单的检测层面的工作,主要完成对目标的检测、跟踪和分类,得到目标的大小、位置、类型、颜色、运动方向、目标数量等信息,同时基于这些基础信息做分析判断,触发报警或联动相关操作。

  公共安全中对于防护等级较高的城市轨道交通系统,可以适当辅助智能分析,在重点监控部位进行全天候监控,针对物品遗弃、危险区域报警、违规闯入等重要行为事件进行分析,并结合相关报警联动动作,提醒监控人员,进行及时有效地处理。针对复杂的分析场景,需要对场景进行建模,应尽量避免由光影、杂物、人员等造成的误报。

  在地铁领域的应用中,需要对指定的监控画面进行视频智能分析,通常按1-2路/车站考虑。可通过硬件或软件方式实现,硬件方式常嵌入在系统的前端部分,采用专用的含智能分析功能的前端硬件设备;软件方式则在系统的核心后台实现,通过对视频流中的画面连续截获而进行分析。此功能可通过操作终端选择开通,当其他用户需要时还能分配给其它多媒体工作站,视频分析的结果将以事件输出的方式送达监控中心,作为预案的触发条件进入预案流程。

  地铁项目中通常情况下涉及到对视频分析的场景要求包括如下:1、特定时间内(如非运营时间)画面有人员闯入时报警。2、特定画面有人员闯入报警时PTZ摄像机自动跟踪闯入者。3、检测到丢弃物并报警,对站台、站厅疑似危险物给出提示。4、监控画面中不准移开的设备或物品。5、指定区域内侵入报警。6、翻越付费区边界围栏报警。

  视频源数据通过摄像头、编码器、交换机、视频服务器最终到达存储设备,完成整套数字化视频监控数据的存储,尽管视频经过H.264等编码算法压缩,其所占的空间仍然是非常大的。地铁联网系统的摄像前端成百上千,产生的海量数据更是非常惊人,如何保护、管理、查询这些数据?地铁监控联网系统的存储子系统为了解决这些问题应运而生。

  IP-SAN是FC-SAN在以太网交换结构平台上运行的版本,它是基于高速以太网的SAN架构,通过iSCSI(Internet SCSI,Internet小型计算机系统接口)协议来实现存储数据在前端设备、服务器和存储设备之间高速传输。

  IP-SAN做为第三代存储设备,继承了FC-SAN高可靠性、可扩展性强、集中存储高效利用存储空间的优秀思想,同时又继承了IP网络开放、高性能、易管理、自适应性强的优点,实现存储网络与应用网络的无缝连接,并提供了优良的远程数据复制和容灾特性。它克服了FC-SAN需要专用网络平台的缺点,从成本,技术发展的远景来说,都是FC-SAN所不能企及的,特别适用于地铁等大型联网监控系统中的海量音视频数据存储。

  安防已经变成了服务的网络,视频智能分析管理的行业化、定制化将给厂商带来新机会,天津天地伟业数码科技有限公司仍将坚持网络化、数字化、智能化和行业化的方向,为城市轨道交通等更多行业用户提供更加完善的、完整的、融合的解决方案

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