城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

城市公共交通監(jiān)控系統(tǒng)是重要的交通組織和客運組織的輔助設(shè)備，是確保交通安全并處理緊急問題的重要手段。調(diào)度員和車站值班員利用它監(jiān)視列車運行、客流情況、變電所設(shè)備室設(shè)備運行情況,提高行車指揮透明度的輔助通信工具。當(dāng)車站發(fā)生災(zāi)情時,視頻監(jiān)控系統(tǒng)可作為防災(zāi)調(diào)度員指揮搶險的指揮工具。目前一般用于組網(wǎng)的系統(tǒng)有數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控,這項監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成熟,在工程中得到廣泛應(yīng)用,但由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)中信息流的形態(tài)沒有變,仍為模擬的視頻信號,系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網(wǎng)絡(luò),有介質(zhì)專用的特點,也具有一定的局限性,要滿足更高的要求,必須采用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)。一、系統(tǒng)的組成和功能(一)系統(tǒng)圖(二)視頻監(jiān)控系統(tǒng)各車站視頻信號,由前端高清IPC采集處理后,點對點的經(jīng)過光纖送至通信機房內(nèi)的三層以太網(wǎng)交換機。三層以太網(wǎng)交換機一方面送至本地網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備和車站視頻服務(wù)器進行本地存儲,另一方面通過傳輸網(wǎng)絡(luò)上傳至控制中心。本站的相關(guān)調(diào)度維護人員通過本站的車站客戶端和視頻服務(wù)器來對本站的圖像進行控制和調(diào)看?？刂浦行慕粨Q機接收各站上傳信號后在相關(guān)調(diào)度員工作站進行視頻顯示及控制;另外提供8路圖像進行相應(yīng)解碼處理后在大屏幕顯示,并在控制中心交換機預(yù)留相應(yīng)數(shù)字接口至日后上層網(wǎng)控制中心系統(tǒng)平臺。(三)系統(tǒng)功能1.視頻監(jiān)控系統(tǒng)(1)圖像瀏覽與切換。各車站值班員可以通過車站值班員工作站顯示本車站內(nèi)的任意圖像。(2)電子地圖。車站值班終端軟件上,有車站直觀的攝像機電子地圖顯示,用戶可快速的找到需要監(jiān)控的攝像機點位,點擊圖標(biāo)即可進行切換操作。(3)球機PTZ控制。各車站值班員可以通過車站值班員工作站對切換的任何球機進行水平360度,垂直90°的任意方向控制,可調(diào)節(jié)云臺控制的速度?？梢赃M行變焦、亮度、變倍等控制。同時每個攝像機還可設(shè)置256個預(yù)置位,通過調(diào)用預(yù)置位快速將球機轉(zhuǎn)換到預(yù)先設(shè)定的方向和場景。(4)巡視與分組切換。用戶可在車控室的視頻客戶端軟件上設(shè)置多路攝像機進行自動巡視,每路圖像巡視時可自動切換到指定的預(yù)置位,以保證值班人員需要看到的畫面場景。分組切換:將一組攝像機編號或設(shè)置名稱,一次性切換到指定的幾個監(jiān)視器上。(5)圖像存儲功能。第一,本系統(tǒng)在各車站設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機主動對前端IPC和編碼器的圖像進行實時錄制。第二,網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機具有接收統(tǒng)一時間校準(zhǔn)的功能,以便對輸入的所有圖像錄制時間進行校準(zhǔn)。第三,一般存儲容量、IO性能滿足本站全部視頻存儲15天(按24個小時/天,圖像分辨率為1920×1080,碼流不低于6M計)及支持10個客戶端同時訪問的能力。并提供電源冗余保護,支持RAID0、RAID1、RAID5的盤陣組合,可提供至少一塊磁盤損害不影響視頻的正常存儲及不丟失盤陣中的已存儲圖像的能力。第四,在車站內(nèi)部交換機正常工作的情況下,車站內(nèi)的存儲設(shè)備對本站圖像進行存儲,不依賴專網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。當(dāng)至控制中心傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時,不影響本地視頻錄像存儲。第五,視頻的存儲可通過服務(wù)器對每一路存儲視頻的不同要求(編碼技術(shù)、清晰度、碼流大小、幀率等)進行單獨配置。第六,存儲的圖像接入網(wǎng)絡(luò)后,可在車站、車輛段/停車場、控制中心等進行網(wǎng)絡(luò)回放、刻錄,能按錄像的時間、日期范圍、站名和攝像機位置進行分類圖像檢索,回放速度可調(diào),可以2倍速、4倍速度等快速回放,也可按1幀/秒~25幀/秒慢速回放,清楚地觀看圖像變化的每一個細節(jié)。第七,存儲單元采用19英寸機柜式3U高16盤位的磁盤陣列,每個盤位配置一塊2T的企業(yè)級硬盤,并可以靈活擴充。2.錄像視頻監(jiān)控系統(tǒng)(1)圖像瀏覽與切換。中心調(diào)度員可以通過中心調(diào)度終端瀏覽全線所有車站的任意圖像,也可以切換中心8塊大屏上的任意圖像。對車站前端IPC球機的控制命令,由中心視頻管理服務(wù)器進行統(tǒng)一協(xié)商處理后,發(fā)往車站的視頻管理服務(wù)器與車站級別用戶處理,然后再發(fā)往前端執(zhí)行。(2)電子地圖中心調(diào)度終端軟件上,有各車站直觀的攝像機電子地圖顯示,用戶可快速的找到需要監(jiān)控的攝像機點位,點擊圖標(biāo)即可進行切換操作。(3)球機PTZ控制。中心調(diào)度終端對所有車站PTZ球機均有控制權(quán)限。中心調(diào)度員可根據(jù)具體需要設(shè)置多個可延時駐留30秒(駐留時間可通過網(wǎng)管進行設(shè)置調(diào)整)的遙控優(yōu)先等級。(4)巡視與分組切換。巡視設(shè)置/調(diào)用:巡視的設(shè)置只與客戶端相關(guān),每個用戶作的巡視設(shè)置只有自己能作修改并調(diào)用。在巡視設(shè)置中,可以選擇任意車站的任意點,并設(shè)置停留時間,以及是否調(diào)用預(yù)置位等。分組切換:將一組攝像機編號或設(shè)置名稱,一次性切換到指定的幾個監(jiān)視器上。(5)圖像檢索功能。被授權(quán)人員可在中心按站點、記錄的時間、日期范圍、站點名、攝像機名稱和攝像機位置(編號)進行分類檢索圖像。錄像客戶端的檢索請求經(jīng)錄像服務(wù)器處理后,由錄像服務(wù)器檢索各車站的存儲網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機,并將得到的檢索記錄返回給錄像客戶端。(6)控制中心圖像回放功能。控制中心值班員能通過錄像回放終端回放檢索結(jié)果中的圖像,也可直接指定時間、攝像機回放任意車站的任意一幅視頻錄像,可對所回放錄圖像可進行光盤刻錄復(fù)制。3.網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)在車站、控制中心配置支持IGMP,PIM等三層組播路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)交換機,以滿足上層網(wǎng)控制中心、本網(wǎng)控制中心和車站的三層組播功能。4.與其他網(wǎng)絡(luò)安全的對接網(wǎng)絡(luò)層安全是指在網(wǎng)絡(luò)的下三層(物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層)采取各種安全措施來保障網(wǎng)絡(luò)平臺的安全。本系統(tǒng)由傳輸提供的視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)是獨立專用的網(wǎng)絡(luò),在各車站的接入口,只有本系統(tǒng)的攝像機、存儲、客戶端等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入,從物理上保證不與外界發(fā)生聯(lián)系。在中心核心交換機,與TCC、綜合監(jiān)控、集中告警等的網(wǎng)絡(luò)接口通過配置的防火墻接入。系統(tǒng)層安全主要是通過對操作系統(tǒng)的安全設(shè)置,殺毒軟件的安裝等防止不法分子利用操作系統(tǒng)的安全漏洞對網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成安全威脅。防病毒系統(tǒng)能夠提供高性能的防護和靈活性,保護網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器和工作站的安全;它是一個完善的安全解決方案,提供先進技術(shù)來保護網(wǎng)絡(luò)中的各個層次;它能夠提供集中化的策略管理,為整個監(jiān)控中心的工作站和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供可擴展、跨平臺的病毒防護。所承載的各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)的信息訪問合法性。本系統(tǒng)采用嚴(yán)格的多層密碼保護機制,維護人員如需修改設(shè)備設(shè)置,必須輸入授權(quán)的用戶名和密碼。系統(tǒng)訪問認(rèn)證:用戶進入遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)必須事先進行輸入用戶名和密碼注冊,系統(tǒng)管理員根據(jù)用戶授予相應(yīng)的權(quán)限監(jiān)視和控制權(quán)限,同一時刻只允許同一用戶登錄一次。管理層安全主要是從網(wǎng)絡(luò)所涉及各級網(wǎng)絡(luò)用戶內(nèi)部安全管理和計算機病毒防范兩方面來保障網(wǎng)絡(luò)的安全。5.指定圖像的自動調(diào)用(1)車站聯(lián)動。車站視頻服務(wù)器接收到FAS系統(tǒng)的報警信息后,調(diào)取對應(yīng)防區(qū)的聯(lián)動預(yù)案,將指定的攝像機圖像切至本站車控室5個畫面中的指定畫面。將對應(yīng)球機的預(yù)置位自動調(diào)用。(2)控制中心聯(lián)動。車站視頻服務(wù)器收到FAS提供的報警信息時,除本站聯(lián)動外,同時將該報警上傳給中心視頻服務(wù)器,由中心視頻服務(wù)器啟動在中心的聯(lián)動預(yù)案,預(yù)案方式為切換指定的攝像機圖像到某個指定大屏。6.監(jiān)控管理方面故障管理功能:包括視頻檢測、硬盤狀態(tài)告警、斷網(wǎng)告警、IP沖突告警等。系統(tǒng)管理功能:包括用戶管理、設(shè)備管理、遠程電源控制、地圖管理、監(jiān)控畫面組態(tài)、數(shù)據(jù)管理等。網(wǎng)絡(luò)錄像存儲設(shè)備管理功能:控制中心的錄像管理服務(wù)器上配備網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控錄像管理軟件,可以對分布式部署在各車站的存儲設(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等。二、高清高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理1.視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用數(shù)字高清技術(shù)模式,所指的高清是分辨率達到1080P(200萬)以上,編碼格式采用國際標(biāo)準(zhǔn)的H.264。除垂直電梯的模擬攝像機采用普通D1的編碼器接入外,本系統(tǒng)從圖像的采集、傳送、存儲、顯示全部達到高清,符合HDTV標(biāo)準(zhǔn)的分辨率1920×1080以上全實時圖像畫質(zhì)。系統(tǒng)組成簡單、易擴容、易升級、易維護,在瞬間電源倒換時不死機,設(shè)備及板卡允許帶電熱插拔。2.系統(tǒng)的網(wǎng)管功能強大,支持對本系統(tǒng)各視頻管理服務(wù)器、存儲、高清攝像機、編碼器、網(wǎng)絡(luò)交換機的統(tǒng)一管理,系統(tǒng)的網(wǎng)管可對車站監(jiān)控設(shè)備進行遙控開關(guān)機;車站設(shè)置網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻錄像存儲設(shè)備,可對站內(nèi)全部圖像進行錄制并保存;控制中心可任意調(diào)看全線任意畫面。采用計算機為控制中心,通過系統(tǒng)軟件實現(xiàn)控制界面的可視化,控制環(huán)境的多媒體化,可以方便地實現(xiàn)對視頻切換、音頻切換、鏡頭云臺控制、報警輸入、行動輸出錄像的智能化控制,進而達到對事件的分析、統(tǒng)計、處理,實現(xiàn)視頻監(jiān)控的智能管理。三、城市軌道交通的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)目前,我國各城市的軌道交通正處在建設(shè)發(fā)展階段,基本沒有形成完整的軌道交通網(wǎng),各線之間實行單獨運營、單獨管理。視頻監(jiān)控系統(tǒng)也是每條線單獨監(jiān)控,而且大多數(shù)采用的是數(shù)字控制的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。隨著城市軌道交通的