城市轨道交通网络视频监控解决方案
2011/11/4 17:30:00 投影时代 关键字： 浏览量：
导读：随着城市化的发展，国内部分大城市纷纷建设了自己的轨道交通网，这大大提高了市民出行的效率，推动了城市化的进程。但是，纵观全球轨道交通的发展史，轨道交通，尤其是地铁系统的安全防范问题，一直是建设和管理部门面临的最严峻的挑战。
一、概述
随着城市化的发展，国内部分大城市纷纷建设了自己的轨道交通网，这大大提高了市民出行的效率，推动了城市化的进程。但是，纵观全球轨道交通的发展史，轨道交通，尤其是地铁系统的安全防范问题，一直是建设和管理部门面临的最严峻的挑战。
轨道交通视频监控系统是轨道交通监控系统中最重要的一个组成部分，它对于实时监控轨道交通系统的的运行状态、及时把握轨道交通各站点的物流、人流情况，积极应对可能出现的突发事件以及事后取证都发挥着不可替代的作用。
本方案旨在利用现有的轨道交通沿线的光纤传输线路，建设基于IP网络传输的轨道交通视频监控系统，以科技的手段减低轨道交通管理部门工作强度，保证轨道交通系统的安全运行，增强应对突发事件的能力。
二、需求分析
城市轨道交通监控的主要作用有：
(1) 轨道沿线监控：在轨道交通沿线每隔几百米设置一个监控点，对轨道路面状况、车辆运行状况进行实时监控和记录，防止异物侵入线路，及时掌握车辆行驶的位置。
(2) 车站监控：对每个车站的售票处、出入口、自动扶梯、站台等地点进行监控和记录，便于及时发现可疑人员和可疑物件。
(3) 在突发事件或灾害发生时，通过实时监控，提高指挥、调度能力。
(4) 对监控点附近的其他环境参数、告警信息进行采集，并通过视频监控系统统一传送至监控中心。
(5) 通过网络化视频监控技术的应用，使之能够方便地进行全网集中管理，远程调用。
卓扬科技VSTAR网络视频管理系统，包含VE1000、VE4000系列嵌入式网络视频服务器，VE2000系列多路网络视频解码器以及VSTAR视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视 频监控解决方案。
视频监控系统组网
城市轨道交通监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从下往上包括：
1、前端监控点：负责对监控现场的图像、告警信息进行采集、编码和传送。
2、车站监控中心：负责对本车站各监控点的管理和监控
3、总站监控中心：负责对整个轨道交通沿线各监控点及各车站监控点进行集中监控和管理
传统的轨道交通监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过模拟矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。这种解决方案的主要问题在于：
1、 无法适应多级网络架构下的集中管理
2、浪费了传输资源，布线、施工成本高
3、 基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量
4、无法实现远程监控及调度功能
采用网络化的视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。将地铁沿线的光纤传输网络适当改造一下，就可以构建一个IP 的数据网，并在各监控点提供10/100/1000M的以太网接口。
视频监控前端监控点
前端监控点分车站监控点和轨道沿线监控两部分。
车站监控点包括出入口、售票点、站台等位置的监控以及相关告警信息的采集，相对来说信号采集点的位置比较集中，所以在该处可以就近布署卓扬多端口的网络视频服务器VE1104、VE1416或者VE4416，网络视频服务器将摄像机采集的视频信号转化成MPEG4格式的压缩码流后，通过以太网口接入轨道交通专用数据网进行传输。
对轨道沿线监控，因为每隔一定距离，需要部署一台摄像机，各监控点相对比较分散，所以，在这些监控点，我们建议选用卓扬科技单路网络视频服务器VE1001，将各路段摄像机采集的视频信号现场进行编码、压缩，就近接入数据网络进行传输。
各监控点只需在设备安装时对设备IP等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由各车站监控中心或更上一级的监控中心统一负责。
车站监控中心
车站监控中心负责车站监控设备的统一配置、维护、监控。车站监控中心的服务器上，安装卓扬科技VSTAR视频管理客户端软件，可以实现对各前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台控制、镜头调节等功能。
VSTAR视频管理系统支持分布式存储技术。存储包括两级，一级是在设备侧，即存储在本机的IDE硬盘中，另一级是本地管理中心，每一个本地管理中心，根据设置选项保存它所 负责的视频产品的音视频录像数据。考虑到对传输资源的占用，本方案中我们建议在各车站监控中心对监控图像进行统一的录像和保存，总站监控中心可以远程查询、调用录像信息。
在车站监控中心，可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控，也可以利用卓扬科技VE2000系列多路视频解码器，将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
视频监控总站监控中心
总站监控中心负责对轨道交通全线运行、生产情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得总站监控中心的调度能力大大加强。总站监控中心的管理主机上，装有卓扬科技VSTAR视频管理软件，不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。
在总站监控中心的认证服务器，负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。利用卓扬科技VE2000系列多路视频解码器，可以将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
总站监控中心也可以对部分重要监控点的视频信息进行远程录像或备份。
视频监控系统功能
VSTAR网络视频管理系统包含四个功能模块。
(1) 用户管理模块
该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。
1)、用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能，可以对所有的视频设备上的用户进行管理。
2)、用户权限分配指对整个视频监控系统中每一个用户的权限，包括管理权限和业务权限的分配。一个用户可以根据层级不同，被授予不同的监控和管理权限，一个用户可以管理 多个设备，一个设备也可以被多个用户管理。
3)、用户集中认证指所有用户，无论在网络的什么位置，当对网络视频服务器提出访问要求后，都被要求输入用户名和密码，该用户名和密码经过Radius认证服务器认证通过后，用户才可以对视频图像进行监控、浏览和管理。
(2) 设备管理模块
1)、IP地址设置
2)、网关设置
3)、 时间设置
4)、网络协议设置
5)、PTZ协议选择
6)、数字水印设置
7)、画面输出方式选择
8)、图像大小、分辨率设置
9)、轮询方式设置
10)、告警输入设置
11)、 站点电子地图生成
(3) 视频监视模块：
1)、可以同时查看16路实时摄像机图像
2)、在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作；
3)、 双向语音对讲
4)、 配置各布局页及设置各布局页停留时间，可以建立多个布局页，每个布局页可以采用不同的分割方式，各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换；
5)、以资源列表的方式显示前端摄像机（编码器）及监视器（解码器），并实时显示设备的状态（在线或离线）
6)、手动触发录像和录音
7)、激活数字缩放模式
(4) 录像功能模块：
1)、按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源
2)、按照事件、报警、书签和动态侦测搜索视频序列
3)、在指定的图像区域内搜索动态发生变化的视频序列
4)、同时回放多达4个视频序列（同步或异步）
5)、在任何一个视频序列中创建新的书签
6)、按帧回放、快速回放或快进
7)、以JPEG或者BMP格式储存选定的图像
视频监控系统优势
VSTAR视频监控管理系统将监控技术由模拟化、数字化时代，推进到网络化时代。与传统的模拟监控相比，网络视频监控具有不可比拟的优越性：
(1) 远程监控
数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势，借助网络视频监控技术，可以充分利用轨道交通现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。
在网络中的任一台计算机，只要安装了客户端软件，授予相应的权限就可成为监控工作站。
(2) 集中管理
VSTAR视频管理系统，支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用，改变了以前模拟系统分散管理的弊端，大大提高管理效率和调度能力。
(3) 灵活升级
VSTAR视频管理系统基于开放式标准设计，提供了监控点数无限升级的可能性，系统容量不再依赖于传输及节点设备，只有有网络的地方，就可以做到任意扩容，随时接入。
结构化的机箱设计，使得本地扩容只需要增加视频板卡就可以实现，无需购置新的设备。
(4) 经济型架构
VSTAR视频管理系统基于IP 架构，网络视频服务器可以在监控点处安装，通过双绞线或者光纤传输，不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心（CCTV 安装项目中一项较大的开支），系统可以同时管理数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理，节省了系统投资和施工成本。
(5) 安全性高
VSTAR视频管理系统提供统一的用户认证，确保用户访问的合法性；同时，VSTAR视频管理系统对网络病毒攻击采取了独特的防范机制，大大提高了系统的安全性
(6) 可靠性强
VSTAR视频管理系统的硬件遵循电信级产品设计理念，其嵌入式操作系统、模块化结构设计，大大提高了设备稳定性和可靠性。
VSTAR视频管理系统提供的设备集中管理功能，也为监控设备稳定运行、及时响应故障告警提供了支持。
(7) 开放接口，可定制开发
VSTAR视频管理系统提供CGI/ActiveX/Java接口，支持二次开发。可以将视频监控功能融入轨道交通管理部门的统一的管理平台中。
(8) 智能化应用
VSTAR视频管理系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入、时间和日期，以及其他内置功能，可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略，并可以对帧速率、清晰度等进行动态调节，真正实现了智能化应用。
随着城市化的发展，国内部分大城市纷纷建设了自己的轨道交通网，这大大提高了市民出行的效率，推动了城市化的进程。但是，纵观全球轨道交通的发展史，轨道交通，尤其是地铁系统的安全防范问题，一直是建设和管理部门面临的最严峻的挑战。
轨道交通视频监控系统是轨道交通监控系统中最重要的一个组成部分，它对于实时监控轨道交通系统的的运行状态、及时把握轨道交通各站点的物流、人流情况，积极应对可能出现的突发事件以及事后取证都发挥着不可替代的作用。
本方案旨在利用现有的轨道交通沿线的光纤传输线路，建设基于IP网络传输的轨道交通视频监控系统，以科技的手段减低轨道交通管理部门工作强度，保证轨道交通系统的安全运行，增强应对突发事件的能力。
二、需求分析
城市轨道交通监控的主要作用有：
(1) 轨道沿线监控：在轨道交通沿线每隔几百米设置一个监控点，对轨道路面状况、车辆运行状况进行实时监控和记录，防止异物侵入线路，及时掌握车辆行驶的位置。
(2) 车站监控：对每个车站的售票处、出入口、自动扶梯、站台等地点进行监控和记录，便于及时发现可疑人员和可疑物件。
(3) 在突发事件或灾害发生时，通过实时监控，提高指挥、调度能力。
(4) 对监控点附近的其他环境参数、告警信息进行采集，并通过视频监控系统统一传送至监控中心。
(5) 通过网络化视频监控技术的应用，使之能够方便地进行全网集中管理，远程调用。
卓扬科技VSTAR网络视频管理系统，包含VE1000、VE4000系列嵌入式网络视频服务器，VE2000系列多路网络视频解码器以及VSTAR视频管理软件，可以为用户构建一套完整的IP视 频监控解决方案。
视频监控系统组网
城市轨道交通监控系统从结构上划分，一般可分为三级，从下往上包括：
1、前端监控点：负责对监控现场的图像、告警信息进行采集、编码和传送。
2、车站监控中心：负责对本车站各监控点的管理和监控
3、总站监控中心：负责对整个轨道交通沿线各监控点及各车站监控点进行集中监控和管理
传统的轨道交通监控采用的是模拟化的解决方案，即利用模拟摄像头对现场图像进行采集，通过视频线或者光端机进行近远距离传输，在监控中心通过模拟矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。这种解决方案的主要问题在于：
1、 无法适应多级网络架构下的集中管理
2、浪费了传输资源，布线、施工成本高
3、 基于模拟视频的传输易受干扰，难以保证图像传输质量
4、无法实现远程监控及调度功能
采用网络化的视频监控技术，就可以解决模拟监控存在的以上问题，大大提高监控效率和管理水平，同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。将地铁沿线的光纤传输网络适当改造一下，就可以构建一个IP 的数据网，并在各监控点提供10/100/1000M的以太网接口。
视频监控前端监控点
前端监控点分车站监控点和轨道沿线监控两部分。
车站监控点包括出入口、售票点、站台等位置的监控以及相关告警信息的采集，相对来说信号采集点的位置比较集中，所以在该处可以就近布署卓扬多端口的网络视频服务器VE1104、VE1416或者VE4416，网络视频服务器将摄像机采集的视频信号转化成MPEG4格式的压缩码流后，通过以太网口接入轨道交通专用数据网进行传输。
对轨道沿线监控，因为每隔一定距离，需要部署一台摄像机，各监控点相对比较分散，所以，在这些监控点，我们建议选用卓扬科技单路网络视频服务器VE1001，将各路段摄像机采集的视频信号现场进行编码、压缩，就近接入数据网络进行传输。
各监控点只需在设备安装时对设备IP等信息进行初始设置，此后无需对设备进行设置和管理。该管理功能由各车站监控中心或更上一级的监控中心统一负责。
车站监控中心
车站监控中心负责车站监控设备的统一配置、维护、监控。车站监控中心的服务器上，安装卓扬科技VSTAR视频管理客户端软件，可以实现对各前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台控制、镜头调节等功能。
VSTAR视频管理系统支持分布式存储技术。存储包括两级，一级是在设备侧，即存储在本机的IDE硬盘中，另一级是本地管理中心，每一个本地管理中心，根据设置选项保存它所 负责的视频产品的音视频录像数据。考虑到对传输资源的占用，本方案中我们建议在各车站监控中心对监控图像进行统一的录像和保存，总站监控中心可以远程查询、调用录像信息。
在车站监控中心，可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控，也可以利用卓扬科技VE2000系列多路视频解码器，将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
视频监控总站监控中心
总站监控中心负责对轨道交通全线运行、生产情况进行监控。基于网络化的视频监控技术，可以使得总站监控中心的调度能力大大加强。总站监控中心的管理主机上，装有卓扬科技VSTAR视频管理软件，不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放，还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能，真正实现分布式监控，集中化管理。
在总站监控中心的认证服务器，负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证，杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。利用卓扬科技VE2000系列多路视频解码器，可以将以太网传输过来的图像进行解码，接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
总站监控中心也可以对部分重要监控点的视频信息进行远程录像或备份。
视频监控系统功能
VSTAR网络视频管理系统包含四个功能模块。
(1) 用户管理模块
该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。
1)、用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能，可以对所有的视频设备上的用户进行管理。
2)、用户权限分配指对整个视频监控系统中每一个用户的权限，包括管理权限和业务权限的分配。一个用户可以根据层级不同，被授予不同的监控和管理权限，一个用户可以管理 多个设备，一个设备也可以被多个用户管理。
3)、用户集中认证指所有用户，无论在网络的什么位置，当对网络视频服务器提出访问要求后，都被要求输入用户名和密码，该用户名和密码经过Radius认证服务器认证通过后，用户才可以对视频图像进行监控、浏览和管理。
(2) 设备管理模块
1)、IP地址设置
2)、网关设置
3)、 时间设置
4)、网络协议设置
5)、PTZ协议选择
6)、数字水印设置
7)、画面输出方式选择
8)、图像大小、分辨率设置
9)、轮询方式设置
10)、告警输入设置
11)、 站点电子地图生成
(3) 视频监视模块：
1)、可以同时查看16路实时摄像机图像
2)、在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作；
3)、 双向语音对讲
4)、 配置各布局页及设置各布局页停留时间，可以建立多个布局页，每个布局页可以采用不同的分割方式，各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换；
5)、以资源列表的方式显示前端摄像机（编码器）及监视器（解码器），并实时显示设备的状态（在线或离线）
6)、手动触发录像和录音
7)、激活数字缩放模式
(4) 录像功能模块：
1)、按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源
2)、按照事件、报警、书签和动态侦测搜索视频序列
3)、在指定的图像区域内搜索动态发生变化的视频序列
4)、同时回放多达4个视频序列（同步或异步）
5)、在任何一个视频序列中创建新的书签
6)、按帧回放、快速回放或快进
7)、以JPEG或者BMP格式储存选定的图像
视频监控系统优势
VSTAR视频监控管理系统将监控技术由模拟化、数字化时代，推进到网络化时代。与传统的模拟监控相比，网络视频监控具有不可比拟的优越性：
(1) 远程监控
数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势，借助网络视频监控技术，可以充分利用轨道交通现有的传输资源以及互联网传输平台，轻松实现远程监控。
在网络中的任一台计算机，只要安装了客户端软件，授予相应的权限就可成为监控工作站。
(2) 集中管理
VSTAR视频管理系统，支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用，改变了以前模拟系统分散管理的弊端，大大提高管理效率和调度能力。
(3) 灵活升级
VSTAR视频管理系统基于开放式标准设计，提供了监控点数无限升级的可能性，系统容量不再依赖于传输及节点设备，只有有网络的地方，就可以做到任意扩容，随时接入。
结构化的机箱设计，使得本地扩容只需要增加视频板卡就可以实现，无需购置新的设备。
(4) 经济型架构
VSTAR视频管理系统基于IP 架构，网络视频服务器可以在监控点处安装，通过双绞线或者光纤传输，不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心（CCTV 安装项目中一项较大的开支），系统可以同时管理数据、视频、音频和其他文件，实现高效、低成本的管理，节省了系统投资和施工成本。
(5) 安全性高
VSTAR视频管理系统提供统一的用户认证，确保用户访问的合法性；同时，VSTAR视频管理系统对网络病毒攻击采取了独特的防范机制，大大提高了系统的安全性
(6) 可靠性强
VSTAR视频管理系统的硬件遵循电信级产品设计理念，其嵌入式操作系统、模块化结构设计，大大提高了设备稳定性和可靠性。
VSTAR视频管理系统提供的设备集中管理功能，也为监控设备稳定运行、及时响应故障告警提供了支持。
(7) 开放接口，可定制开发
VSTAR视频管理系统提供CGI/ActiveX/Java接口，支持二次开发。可以将视频监控功能融入轨道交通管理部门的统一的管理平台中。
(8) 智能化应用
VSTAR视频管理系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入、时间和日期，以及其他内置功能，可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略，并可以对帧速率、清晰度等进行动态调节，真正实现了智能化应用。