【安防知識網】地鐵從不可實現(xiàn)的設想，到今天世界上最高效的交通工具之一，地鐵信號系統(tǒng)從模擬信號系統(tǒng)到數(shù)字化信號系統(tǒng)，地鐵中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)從模擬轉向數(shù)字，最終走向IP化智能監(jiān)控，這些都是技術不斷向前發(fā)展的結果。

　　有三個時間，它們是軌道交通發(fā)展的里程碑，值得銘記在心。第一個是1843年，查爾斯·皮爾遜律師向英國議會提出建設“大都市鐵道”的建議;第二個是1863年，世界第一條地鐵在倫敦開通;第三個是1969年，中國第一條地鐵在北京開通，由此北京開始了“地鐵上城市”的發(fā)展?；仡櫄v史，地鐵從不可實現(xiàn)的設想到今天世界最高效的交通工具之一，147年來地鐵發(fā)展史無時無刻不伴隨著科學技術的推陳出新。正如地鐵列車由蒸汽機車發(fā)展到電力機車;又如地鐵信號系統(tǒng)從模擬信號系統(tǒng)到數(shù)字化信號系統(tǒng);地鐵中的視頻監(jiān)控系統(tǒng)也從模擬轉向數(shù)字最終走向IP智能監(jiān)控。

　　隨著網絡技術尤其IP技術的發(fā)展，原本封閉的監(jiān)控系統(tǒng)逐漸轉向開放和標準，和IP網絡的融和使得監(jiān)控系統(tǒng)的建設部署和擴展變得越來越簡單;不僅僅是視頻監(jiān)控，傳統(tǒng)的報警監(jiān)控、門禁監(jiān)控、SCADA監(jiān)控都正在向IP化轉變。

　　數(shù)字技術的引入改變了傳統(tǒng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)的產品形態(tài)，許多模擬監(jiān)控系統(tǒng)的產品組件開始逐漸被新的產品形態(tài)取代，如模擬監(jiān)控的傳輸系統(tǒng)慢慢被標準的IP網絡取代，模擬矩陣被已IP軟交換技術為核心的數(shù)字矩陣取代，模擬的錄像系統(tǒng)開始被基于數(shù)字媒介(磁盤、緩存、光盤)的數(shù)字存儲系統(tǒng)取代，電子云臺/網絡攝像機開始取代傳統(tǒng)機械云臺攝像機等。

　　下面將從監(jiān)控系統(tǒng)的演變過程出發(fā)，來詳細分析軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術發(fā)展。

　　模擬監(jiān)控系統(tǒng)

　　矩陣設備是模擬監(jiān)控系統(tǒng)的核心，圖像信號通過光端機傳送到視頻矩陣設備。這種模擬傳輸過程中，視頻信號對傳輸距離和轉換環(huán)節(jié)的增加十分敏感，當傳輸距離大于1Km時，信號易產生衰耗、畸變、群延時，易受干擾和噪聲積累而使接收端圖像質量下降。但是，軌道交通閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)中車站數(shù)量多、圖像傳輸距離長，且必須將車站圖像信號不失真地傳輸至控制中心。模擬視頻信號的傳輸工具主要是同軸電纜，而同軸電纜傳輸模擬視頻信號的距離不大于1Km，雙絞線的距離更短，這就決定了模擬監(jiān)控只適合于單個大樓、小的居民區(qū)以及其它小范圍的場所;由此模擬監(jiān)控系統(tǒng)難以滿足軌道交通長距離傳輸?shù)囊蟆?/P>

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[nextpage]　　數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)

　　數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是模擬監(jiān)控系統(tǒng)的下一代產品，它以硬盤錄像機為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，硬盤錄像機(Digital　Video　Recorder，DVR)，即數(shù)字視頻錄像機，相對于傳統(tǒng)的模擬視頻錄像機，采用硬盤錄像，故常常被稱為硬盤錄像機，也被稱為DVR。硬盤錄像機采用的是數(shù)字記錄技術，將數(shù)字化視頻圖像記錄與多畫面圖像顯示功能和監(jiān)視報警功能結合在一起，已逐步取代傳統(tǒng)模擬視頻矩陣和模擬音頻視頻存儲器，與模擬監(jiān)控相比具有視頻的數(shù)字化顯示，視頻數(shù)字化存儲和監(jiān)視報警功能。DVR具備簡單IP網絡通訊功能，可處理的網絡訪問有限，因此，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)非常適合本地監(jiān)控存儲為主，僅有少數(shù)網絡瀏覽需求的監(jiān)控環(huán)境。

　　現(xiàn)階段監(jiān)控方案基本上是以模擬+數(shù)字結合方案為主，但是由于存在兩種不同的技術，導致管理難度增加，雙方自身的局限性沒有改變，所以逐漸被邊緣化。

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[nextpage]　　IP智能監(jiān)控系統(tǒng)

　　IP智能監(jiān)控系統(tǒng)采用編碼器將模擬視頻信號轉換成數(shù)字視頻信號，根據圖像質量和帶寬要求不同，由編碼器將模擬圖像轉化成多種編解碼方式，例如：MPEG-2、MPEG-4、H.264、MJPEG等。傳輸?shù)絆CC控制中心的數(shù)字信號可直接顯示在視頻數(shù)字客戶端，也可以通過解碼器顯示在模擬視頻終端上。調度員的訪問權限可以由視頻管理服務器統(tǒng)一管理?，F(xiàn)有的IP智能監(jiān)控用戶管理系統(tǒng)可對用戶進行25級甚至更多級別的細分用戶權限，從而避免監(jiān)控錄像非法竊取和破壞系統(tǒng)行為。由此，IP智能監(jiān)控系統(tǒng)在繼承了數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)諸多功能外，它解決了不易擴展、弱IP通信和存儲無冗余等諸多監(jiān)控領域的棘手問題。例如：IP智能監(jiān)控無性能瓶頸。首先一個理想的監(jiān)控系統(tǒng)在局部區(qū)域內是多設備分工協(xié)作，避免單個設備完成所有功能所存在瓶頸效應。IP智能監(jiān)控中的模擬視頻信號數(shù)字化編碼由編碼器單獨完成，視頻數(shù)據的存儲由單獨的存儲服務器完成。對于視頻訪問用戶IP智能監(jiān)控系統(tǒng)可以由單獨的視頻管理服務完成。由此實現(xiàn)多個設備協(xié)同工作，提高系統(tǒng)性能防止像DVR一樣單個設備的系統(tǒng)瓶頸。其次，IP智能監(jiān)控對于可訪問的網絡用戶數(shù)目沒有限制，只要網絡可達，用戶有訪問權限就可以訪問IP智能監(jiān)控系統(tǒng)，讓視頻共享綜合利用變得簡單靈活。再次，IP智能監(jiān)控解決了存儲的無分布性，無冗余的缺點。IP智能監(jiān)控可以具備專有設備進行專業(yè)的存儲管理，IP監(jiān)控解決方案采用專業(yè)的IP SAN存儲系統(tǒng)，不同于傳統(tǒng)監(jiān)控采用的硬盤儲存。IP SAN存儲系統(tǒng)在分布式部署、集中管理、可擴展性、數(shù)據共享等方面擁有獨特的優(yōu)勢，使之尤其適合于大型監(jiān)控應用。視頻信息存儲可采用數(shù)據塊寫入方式操作，而非傳統(tǒng)的文件式存儲，既減少了系統(tǒng)資源開銷，也提高了穩(wěn)定性。最后，IP智能監(jiān)控提供多種數(shù)據存儲保護措施。如可實現(xiàn)Active-Passive模式的故障保護，主用切換到備用時，切換過程對EC、IP SAN等其它監(jiān)控設備透明。支持存儲資源的整機冗余保護，當系統(tǒng)中的一臺存儲設備發(fā)生故障時，可以手動把數(shù)據切換到備用存儲設備上等。再后，IP智能監(jiān)控具備靈活高效的管理機制。提供多種自動化的存儲管理機制，如可為每個前端編碼器EC制定存儲計劃，使之可以根據策略實現(xiàn)自動存儲;可制定存儲備份計劃，實現(xiàn)數(shù)據自動備份等。

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[nextpage]　　IP監(jiān)控將一統(tǒng)江湖

　　隨著中國軌道交通建設的跨越性發(fā)展，許多城市都已經擁有不止一條地鐵線路，多條線路的監(jiān)控平臺聯(lián)網監(jiān)控成為發(fā)展的必然需求。在視頻監(jiān)控上，當出現(xiàn)緊急情況時，如何全局調閱圖像，對出現(xiàn)的情況進行聯(lián)合分析判斷就成為了關鍵。IP監(jiān)控在規(guī)劃之初就考慮到統(tǒng)一圖像存儲的管理需求，可以靈活調看各線的歷史圖像。另外，IP監(jiān)控系統(tǒng)可以很容易的實現(xiàn)功能擴展，通過采用開放的架構，支持將來智能業(yè)務的擴展，例如事件報警、人數(shù)統(tǒng)計、人臉識別等應用。這樣可以進一步加強地鐵安全防范，提供地鐵公共交通安全，同時在出現(xiàn)一定情況下可以進行控制人流，及時判斷、搜查可疑分子。

　　由此可見，視頻監(jiān)控IP化是軌道交通行業(yè)應用發(fā)展必然，實際上，成都、杭州、蘇州等城市新建的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也都采用了IP監(jiān)控解決方案。例如在杭州地鐵1號線、蘇州地鐵1號線等的CCTV項目中，都拋棄了傳統(tǒng)的模擬矩陣，采用了iVS IP視頻監(jiān)控解決方案。該IP視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持精確到秒級的高效檢索，當出現(xiàn)緊急情況時，車站/控制中心都能夠即時回放1分鐘之前的事故現(xiàn)場圖像。采用了視頻流和控制流相分離的NGN架構，視頻流直接由前端編碼器發(fā)起iSCSI流寫入到后端的IP SAN磁盤陣列，解決了傳統(tǒng)流媒體服務器的“啞鈴瓶頸”。

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　　在IP智能監(jiān)控中不能不談到智能監(jiān)控的功效。2005年7月8日，倫敦發(fā)生震地鐵爆炸案，是即“9·11”之后讓世界再次震驚。經歷慘痛的教訓之后，IP智能監(jiān)控已被應用到紐約地鐵和海底隧道、倫敦地鐵、馬德里火車站和芝加哥交通樞紐。IP智能監(jiān)控系統(tǒng)具備統(tǒng)計乘客人數(shù)、定位長期逗留在車站人員為可疑人員，智能分析人員從車站進入軌道等異常行為，并與告警聯(lián)動及時通知管理者制止惡性事件發(fā)生等。監(jiān)控系統(tǒng)IP化和智能化絕不是技術自行提高，它是軌道交通行業(yè)安全運營的必要實現(xiàn)。

　　智能監(jiān)控也引起了許多專家一個新的探索，是在編碼器前端內置智能分析還是在后端服務器集中統(tǒng)一分析。編碼器前端內置智能分析相對后端來講性能高，但是價格高、不靈活，對于新興的智能分析業(yè)務推廣使用十分不利。但是在監(jiān)控中心統(tǒng)一部署又考慮到經過傳輸會降低智能分析的效果。經過幾年的應用探索，發(fā)現(xiàn)一種在軌道交通行業(yè)最佳的智能監(jiān)控應用模式：分布式部署基于后臺處理智能分析的服務器，即編碼器無需內置智能分析，降低成本，在車站部署智能分析服務器卻又不會受到傳輸?shù)挠绊憽?/P>

　　雖然數(shù)字監(jiān)控方興未艾，IP化監(jiān)控已經踏起代替數(shù)字監(jiān)控的腳步，在雅典奧運會、倫敦地鐵、都靈冬奧會等IP智能監(jiān)控項目中得到了大規(guī)模應用，監(jiān)控技術的日新月異讓軌道交通對監(jiān)控的需求得以滿足，IP智能監(jiān)控系統(tǒng)將為軌道交通事業(yè)保駕護航。