城市軌道交通是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中為信息提供傳輸通道的通信系統(tǒng)是由眾多各具功能的子系統(tǒng)組成的有機(jī)整體。通信系統(tǒng)應(yīng)能傳輸和處理地鐵運(yùn)營(yíng)所需的信息，必須是安全、高效、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理、易維護(hù)的。系統(tǒng)應(yīng)是傳送語言、文字、數(shù)據(jù)和圖像等各種信息的綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)。
軌道交通內(nèi)的通信集成系統(tǒng)通常包括安防監(jiān)控子系統(tǒng)，安防子系統(tǒng)同時(shí)也需要通信系統(tǒng)提供傳輸信道。通信系統(tǒng)是多個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)的組合,以傳輸系統(tǒng)為核心，各子系統(tǒng)配合提供語音、數(shù)據(jù)和視頻、無線通信、乘客信息等業(yè)務(wù)。通常由以下幾部分組成：1、專用傳輸子系統(tǒng)（含專網(wǎng)、公網(wǎng)）；2、公務(wù)電話子系統(tǒng)；3、調(diào)度電話子系統(tǒng)；4、有線廣播子系統(tǒng)；5、時(shí)鐘子系統(tǒng)；6、公眾傳輸子系統(tǒng)；7、公眾無線子系統(tǒng)；8、集中告警子系統(tǒng)；9、光、電纜子系統(tǒng)；10、專用無線子系統(tǒng)。
隨著城市軌道交通建設(shè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及應(yīng)用功能的多樣性演進(jìn)，集成系統(tǒng)中對(duì)安防綜合管理集成的要求也越來越高，要求其組網(wǎng)靈活、易擴(kuò)充、可多級(jí)管理，能實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理不同種類模擬或數(shù)字視頻系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、門禁及通道管理等多個(gè)子系統(tǒng)，融于一體組成強(qiáng)大的綜合集成管理平臺(tái)，來滿足軌道交通運(yùn)營(yíng)管理的需要。
安防集成管理平臺(tái)作用日益凸顯
在大型的軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)工程中，往往存在著多種結(jié)構(gòu)不同、功能不同的安防子系統(tǒng)，包括綜合電視監(jiān)控子系統(tǒng)、門禁子系統(tǒng)及車站緊急告警子系統(tǒng)等。因此，采用一套可靠成熟的安防集成管理系統(tǒng)對(duì)所有的安防子系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)查看、切換控制、操作管理，能將各個(gè)安防子系統(tǒng)融為一體，發(fā)揮出最大的系統(tǒng)效率。
安防集成管理系統(tǒng)依托“分布式構(gòu)架、中心集中管理、車站本地自治”的策略，可采用中央級(jí)和車站級(jí)兩級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。在正常運(yùn)行環(huán)境下，日常管理操作的數(shù)據(jù)增加、修改、刪除等可以通過中央級(jí)/車站級(jí)系統(tǒng)來完成，并將中央級(jí)和車站級(jí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)進(jìn)行定時(shí)和手工冗余，以實(shí)現(xiàn)集散管理的目的。當(dāng)中央級(jí)系統(tǒng)或通訊網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，車站級(jí)系統(tǒng)可以依賴于本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行“車站本地自治”，而不至于引起全系統(tǒng)的癱瘓。
另外，安防集成管理平臺(tái)在各子系統(tǒng)良好集成的基礎(chǔ)上，可以提供更多豐富的預(yù)案和流程管理功能，將門禁子系統(tǒng)、報(bào)警、消防、視頻監(jiān)控等各種功能高效集成，在出現(xiàn)異常情況如火災(zāi)發(fā)生時(shí)，可以根據(jù)災(zāi)害區(qū)域釋放相應(yīng)區(qū)域的門禁電子鎖，將迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榉罏?zāi)救援和事故處理的指揮調(diào)度平臺(tái)。
管理模式標(biāo)準(zhǔn)化
系統(tǒng)建成后，整個(gè)安防系統(tǒng)將采用分級(jí)設(shè)置、統(tǒng)一管理。按照安防系統(tǒng)的建設(shè)需要，常規(guī)設(shè)置兩級(jí)管理即中央級(jí)管理與車站級(jí)管理。三級(jí)設(shè)備配置即中央級(jí)設(shè)備配置（管理認(rèn)證服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、策略或預(yù)案服務(wù)器、系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)服務(wù)器、操作終端等），車站級(jí)設(shè)備配置（車站級(jí)集成服務(wù)器、門禁/報(bào)警主控制器、視頻存儲(chǔ)/編碼器、車站操作終端等），現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備配置（攝像機(jī)、讀卡器、前端控制器、告警按鈕、警燈等）。 [nextpage]
1、運(yùn)營(yíng)模式
在地鐵常規(guī)運(yùn)營(yíng)過程中，中心的控制模式高于車站。日常由車站管理，控制中心實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控及指揮協(xié)調(diào)，車站執(zhí)行具體功能。系統(tǒng)提供統(tǒng)一的操作界面，滿足用戶的使用習(xí)慣和各種應(yīng)用要求。
2、災(zāi)害模式
在異?；?yàn)?zāi)害情況下，控制權(quán)限將轉(zhuǎn)移到中央控制中心，由中心發(fā)揮統(tǒng)一指揮調(diào)度，實(shí)現(xiàn)故障的定位、故障的排除以及業(yè)務(wù)的恢復(fù)，車站的優(yōu)先等級(jí)低于中心，需在中心的授權(quán)下實(shí)現(xiàn)指揮的功能。
3、警用模式
系統(tǒng)在車站級(jí)提供獨(dú)立的模擬圖像接入到公安監(jiān)控系統(tǒng)后，警用系統(tǒng)將自成體系。系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定義或用戶要求來分配前端設(shè)備的控制權(quán)限優(yōu)先等級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)前端攝像機(jī)的控制切換等操作，系統(tǒng)功能主要服務(wù)于車站、車輛段警務(wù)室或派出所。
雙碼流編碼方式的應(yīng)用
地鐵建設(shè)中對(duì)安防集成的要求比較高，近年呈現(xiàn)全數(shù)字化的趨勢(shì)。年內(nèi)投標(biāo)建設(shè)的地鐵項(xiàng)目多數(shù)采用模擬攝像機(jī)加編碼器的方式來構(gòu)建系統(tǒng)，摒棄了傳統(tǒng)的模擬矩陣在車站級(jí)的應(yīng)用。部分城市對(duì)圖像編碼器設(shè)備要求更高，提出了雙碼流的概念，出現(xiàn)了MPEG-2/H.264或MPEG-2/MPEG-4雙碼流編碼格式的要求，對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)控采用MPEG-2的編碼格式，存儲(chǔ)則采用MPEG-4或H.264的編碼格式。
車地?zé)o線傳輸?shù)膽?yīng)用
更新的應(yīng)用是車地之間的無線圖像傳輸，要求在車輛行駛過程中圖像能夠傳輸至車站，同時(shí)車站的圖像也能夠傳輸至車輛上。該項(xiàng)功能則要求在全線設(shè)置移動(dòng)寬帶無線傳輸網(wǎng)設(shè)備和天線，在控制中心設(shè)置移動(dòng)寬帶無線傳輸網(wǎng)的網(wǎng)管設(shè)備和服務(wù)器，管理和控制移動(dòng)寬帶無線傳輸網(wǎng)的工作，以達(dá)到在全線范圍內(nèi)實(shí)時(shí)、無縫地完成車、地間的圖像和數(shù)據(jù)傳遞。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮移動(dòng)寬帶傳輸網(wǎng)基站和天線的性能，以及現(xiàn)場(chǎng)情況合理選擇AP的位置，以保證移動(dòng)寬帶傳輸網(wǎng)的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)能夠在全線無縫覆蓋，系統(tǒng)須具有高抗干擾能力，確保在各種復(fù)雜的環(huán)境下仍能可靠地運(yùn)作，不受軌道交通沿線鄰近無線網(wǎng)絡(luò)的影響，同時(shí)，也不應(yīng)對(duì)其它系統(tǒng)和無線網(wǎng)絡(luò)用戶造成干擾。
移動(dòng)寬帶傳輸網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)充分考慮列車在高速情況下的切換問題，部分線路提出車速可能達(dá)到100Km/h，應(yīng)采取有效措施減少切換時(shí)間和降低因切換帶來的數(shù)據(jù)損失，以保證在車地間的實(shí)時(shí)傳送不中斷（切換時(shí)間少于20ms），且播放質(zhì)量不受影響。為保證系統(tǒng)的切換能平穩(wěn)進(jìn)行，設(shè)在中心的移動(dòng)寬帶傳輸網(wǎng)的服務(wù)器應(yīng)能同時(shí)管理幾百個(gè)以上的AP，其目的是列車在一條線上運(yùn)行時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)跨服務(wù)器間的切換。對(duì)于移動(dòng)寬帶傳輸網(wǎng)的有效帶寬應(yīng)不低于10M，無線帶寬具有Qos分級(jí)控制，圖像壓縮編碼格式可以是MPEG-2/4或H.264格式。在布置AP時(shí)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可靠性，每個(gè)AP的輸出功率應(yīng)盡量小，滿足國(guó)家規(guī)范要求。該系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的監(jiān)視功能如下：
1、列車司機(jī)車載視頻監(jiān)視功能
(1)可對(duì)本列車所有車廂及司機(jī)室監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。
(2)對(duì)設(shè)置在司機(jī)室內(nèi)的1臺(tái)操作終端顯示器（常規(guī)情況下要求為10.4寸帶觸摸控制功能）的顯示圖像，可編程設(shè)置自動(dòng)循環(huán)監(jiān)視或人工監(jiān)視模式。
(3)列車司機(jī)調(diào)用列車上的車載服務(wù)器記錄的圖像，回放顯示在車載顯示器上，并可以對(duì)需要的畫面進(jìn)行抓拍保存等功能。 [nextpage]
2、控制中心對(duì)車載子系統(tǒng)的監(jiān)視功能
(1)可對(duì)所有列車的所有車廂及司機(jī)室監(jiān)視區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。
(2)對(duì)中心車載部分視頻監(jiān)控終端的顯示圖像，可編程設(shè)置自動(dòng)循環(huán)監(jiān)視或人工監(jiān)視模式。
(3)調(diào)用列車上的車載服務(wù)器存儲(chǔ)的圖像，進(jìn)行回放和抓拍功能。
車載設(shè)備的新要求
車載監(jiān)控功能對(duì)于車載監(jiān)控設(shè)備提出了特殊要求，車載攝像機(jī)一般要求具有防暴能力的半球形攝像機(jī)，布置在司機(jī)室內(nèi)的攝像機(jī)還要求具有寬動(dòng)態(tài)功能；列車常規(guī)只提供110V直流電源，因此對(duì)于車載設(shè)備的供電也要特別考慮，如果采用IP攝像機(jī)，則可以考慮使用具有POE（以太網(wǎng)供電）功能的攝像機(jī)。
對(duì)車載存儲(chǔ)設(shè)備通常要求具有防震能力，并且利于存儲(chǔ)介質(zhì)的插拔，該項(xiàng)功能用于列車上的錄像資料進(jìn)行后期保存時(shí)使用。由于車內(nèi)空間有限，因此車載存儲(chǔ)管理服務(wù)器設(shè)備通常要集成多種功能，對(duì)于該設(shè)備通常也有特殊的要求，此設(shè)備往往集車載圖像存儲(chǔ)、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、圖像解碼、觸摸屏切換控制等功能于一身，因此對(duì)該設(shè)備的硬件性能和散熱要求較高。
智能分析的應(yīng)用趨勢(shì)
現(xiàn)階段，很多大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)不僅僅是如何有效地采集圖像信息，而是如何有效地對(duì)信息進(jìn)行分析，將大量沒有威脅、無關(guān)緊要的信息進(jìn)行篩選，從而使有效的信息能夠更有效地呈現(xiàn)給用戶，這也正是智能化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的價(jià)值所在。
智能分析包括遺留物體檢測(cè)、道路或出入口擁塞檢測(cè)、車輛或人流統(tǒng)計(jì)、非法闖入、物體跟蹤、區(qū)域標(biāo)定監(jiān)測(cè)等。現(xiàn)階段，相對(duì)成熟并能夠?qū)崿F(xiàn)的智能分析行為包括非法闖入、移動(dòng)偵測(cè)、區(qū)域標(biāo)定等較為簡(jiǎn)單的智能應(yīng)用，處于較為簡(jiǎn)單的檢測(cè)層面的工作，主要完成對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)、跟蹤和分類，得到目標(biāo)的大小、位置、類型、顏色、運(yùn)動(dòng)方向、目標(biāo)數(shù)量等信息，同時(shí)基于這些基礎(chǔ)信息做分析判斷，觸發(fā)報(bào)警或聯(lián)動(dòng)相關(guān)操作。
公共安全中對(duì)于防護(hù)等級(jí)較高的城市軌道交通系統(tǒng)，可以適當(dāng)輔助智能分析，在重點(diǎn)監(jiān)控部位進(jìn)行全天候監(jiān)控，針對(duì)物品遺棄、危險(xiǎn)區(qū)域報(bào)警、違規(guī)闖入等重要行為事件進(jìn)行分析，并結(jié)合相關(guān)報(bào)警聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，提醒監(jiān)控人員，進(jìn)行及時(shí)有效地處理。針對(duì)復(fù)雜的分析場(chǎng)景，需要對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行建模，應(yīng)盡量避免由光影、雜物、人員等造成的誤報(bào)。現(xiàn)階段基于像素層面智能分析的算法一般不能解決光影、潮汐等的影響，另外對(duì)于景深較大的場(chǎng)景，像素分析的算法就有缺陷，無法針對(duì)不同距離或角度下的同一物體或人員進(jìn)行準(zhǔn)確分析，因此也更談不上正確的報(bào)警輸出，而使用先進(jìn)的物理建模方式，結(jié)合像素分析將會(huì)是智能分析的主要發(fā)展方向之一。
在地鐵領(lǐng)域的應(yīng)用中，需要對(duì)指定的監(jiān)控畫面進(jìn)行視頻智能分析，通常按1-2路/車站考慮?？赏ㄟ^硬件或軟件方式實(shí)現(xiàn)，硬件方式常嵌入在系統(tǒng)的前端部分，采用專用的含智能分析功能的前端硬件設(shè)備；軟件方式則在系統(tǒng)的核心后臺(tái)實(shí)現(xiàn)，通過對(duì)視頻流中的畫面連續(xù)截獲而進(jìn)行分析。此功能可通過操作終端選擇開通，當(dāng)其他用戶需要時(shí)還能分配給其它多媒體工作站，視頻分析的結(jié)果將以事件輸出的方式送達(dá)監(jiān)控中心，作為預(yù)案的觸發(fā)條件進(jìn)入預(yù)案流程。
地鐵項(xiàng)目中通常情況下涉及到對(duì)視頻分析的場(chǎng)景要求包括如下：1、特定時(shí)間內(nèi)（如非運(yùn)營(yíng)時(shí)間）畫面有人員闖入時(shí)報(bào)警。2、特定畫面有人員闖入報(bào)警時(shí)PTZ攝像機(jī)自動(dòng)跟蹤闖入者。3、檢測(cè)到丟棄物并報(bào)警，對(duì)站臺(tái)、站廳疑似危險(xiǎn)物給出提示。4、監(jiān)控畫面中不準(zhǔn)移開的設(shè)備或物品。5、指定區(qū)域內(nèi)侵入報(bào)警。6、翻越付費(fèi)區(qū)邊界圍欄報(bào)警。
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