城市軌道交通列車(chē)視頻監控系統主要由兩部分組成：車(chē)內監控和傳輸、控制中心監控兩個(gè)部分。第一部分實(shí)現司機室對每節車(chē)廂的實(shí)時(shí)視頻集中監控，以利于司機對車(chē)廂內出現的突發(fā)情況迅速做出反應；第二部分由城市軌道交通控制中心和鄰近車(chē)站所組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)實(shí)現對運行中的列車(chē)車(chē)廂內的實(shí)時(shí)監控，使控制中心能夠在第一時(shí)間內了解現場(chǎng)情況，并迅速做出總體指令和解決措施。

 

軌道交通是城市公共交通系統的一個(gè)重要組成部分，主要類(lèi)型包括地鐵、輕軌、有軌電車(chē)、磁懸浮列車(chē)等。

 

由于軌道交通在引導城市布局調整、節約土地資源、保護環(huán)境、節約能源、解決居民出行、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展等方面都擁有非常明顯的優(yōu)勢，因此一直受到世界各國的重視。

 

2008年下半年，受?chē)H金融危機的影響，中國及時(shí)調整宏觀(guān)經(jīng)濟政策，提出了擴大內需、保持經(jīng)濟增長(cháng)的政策，政府進(jìn)一步加大了基礎設施的建設力度，各地方政府也紛紛出臺政策規劃，大批城市開(kāi)始籌建軌道交通。根據國務(wù)院批準的第一批城市軌道交通項目規劃，至2015年，規劃線(xiàn)路長(cháng)度是2400公里，投資規模近7000億。

 

這些數據都表明了中國軌道交通建設正在各種因素的影響下迎來(lái)了大規模發(fā)展的歷史性機遇。而作為軌道交通安全防范的重要組成部分，軌道交通行業(yè)的安防視頻監控也因此獲得了前所未有的市場(chǎng)發(fā)展機遇。

 

城市軌道交通系統作為流動(dòng)性高、人員高度集中的公共場(chǎng)所，人員擁擠等不安全因素給了犯罪分子以可乘之機。偷竊、搶劫等犯罪行為時(shí)有發(fā)生，因此城市軌道交通系統尤其需要利用視頻監控實(shí)現全程、全方位的安全防范。城市軌道交通視頻監控一般包括兩部分：車(chē)站內監控和列車(chē)內監控。目前，中國各大城市的城市軌道交通車(chē)站內都已安裝了視頻監控系統，通常站臺、站廳內都裝有攝像機來(lái)實(shí)現站內監控；然而，城市軌道交通的車(chē)廂內監控在國內還剛剛起步，為防范城市軌道交通突發(fā)事件的發(fā)生，貫徹科學(xué)發(fā)展觀(guān)和以人為本的理念，確保人民群眾乘車(chē)安全，積極發(fā)展城市軌道交通的列車(chē)視頻監控系統，是當前十分緊迫而重要的任務(wù)。

 

系統發(fā)展技術(shù)探討

 

城市軌道交通列車(chē)視頻監控系統主要由兩部分組成：車(chē)內監控和傳輸、控制中心監控兩個(gè)部分。第一部分實(shí)現司機室對每節車(chē)廂的實(shí)時(shí)視頻集中監控，以利于司機對車(chē)廂內出現的突發(fā)情況迅速做出反應；第二部分由城市軌道交通控制中心和鄰近車(chē)站所組成，通過(guò)無(wú)線(xiàn)視頻傳輸技術(shù)實(shí)現對運行中的列車(chē)車(chē)廂內的實(shí)時(shí)監控，使控制中心能夠在第一時(shí)間內了解現場(chǎng)情況，并迅速做出總體指令和解決措施。

 

由于列車(chē)是由幾節車(chē)廂連接而成，車(chē)廂之間的視頻信號傳輸可通過(guò)跨接電纜連接器（一般采用航空插頭）實(shí)現。系統先將各節車(chē)廂前端設備（攝像機）所獲取的視頻數據實(shí)時(shí)地傳輸至列車(chē)司機室，通過(guò)監視器顯示并存儲在存儲介質(zhì)中，實(shí)現司機室對每節車(chē)廂的實(shí)時(shí)視頻集中監控。而要實(shí)現城市軌道交通控制中心對運行中的列車(chē)車(chē)廂內的實(shí)時(shí)監控，將行駛中列車(chē)車(chē)廂內的視頻監控圖像實(shí)時(shí)傳輸至控制中心，則必須采用無(wú)線(xiàn)傳輸方式來(lái)實(shí)現，構建無(wú)線(xiàn)視頻傳輸系統，以實(shí)現監控圖像的傳輸。

 

現在能夠實(shí)現視頻無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)有多種，如3G移動(dòng)通信、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（Wi-Fi）、寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )（WiMAX）等等。通過(guò)綜合比較，選擇3G移動(dòng)通信與無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（Wi-Fi）相結合的方式，是比較成熟的解決方案，一方面在3G網(wǎng)絡(luò )信號較強的地方，借助移動(dòng)運營(yíng)商的成熟網(wǎng)絡(luò )覆蓋，進(jìn)行3G信號的視頻信號傳輸，節省基站基礎建設的成本；另一方面在3G信號較差或無(wú)法覆蓋的地方，進(jìn)行無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)（Wi-Fi）基站的建設，實(shí)現車(chē)站內部及地鐵隧道內的全程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )信號覆蓋，達到無(wú)線(xiàn)視頻信號的連續性傳輸。

 

系統解決方案

 

針對城市軌道交通列車(chē)視頻監控系統的研制與應用，目前主要研發(fā)方向為視頻壓縮技術(shù)和無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的應用、信息安全技術(shù)的研發(fā)和應用、以及專(zhuān)用短程通訊技術(shù)的應用。

 

此軌道交通車(chē)載視頻監控系統是一套完善的、高效率的、性?xún)r(jià)比極高的網(wǎng)絡(luò )多媒體視頻監控系統。它整合了無(wú)線(xiàn)數據通訊功能和數字視頻編碼功能，并且采用嵌入式一體化設計，集成度高，安裝維護方便。

 

高清晰度攝像機采集到的圖像由視頻壓縮編碼模塊進(jìn)行壓縮，再由智能無(wú)線(xiàn)通訊終端通過(guò)3G與Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相結合的網(wǎng)絡(luò )組成方式，將實(shí)時(shí)視頻信號傳輸到Internet上，實(shí)現視頻數據的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼等功能。監控中心可通過(guò)Internet從系統終控端得到實(shí)時(shí)圖像信息。該系統整合了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，在空間和距離上實(shí)現了突破性拓展。

 

系統組成

 

該系統主要由前端設備、傳輸網(wǎng)絡(luò )、監控中心和監控終端組成

 

 

圖1：基于Wi-Fi/3G網(wǎng)絡(luò )的系統結構

 

·前端設備：高清晰度攝像機采集前端視頻；車(chē)載機編碼加密模塊進(jìn)行視頻數據的編碼壓縮及加密；再通過(guò)信號傳輸模塊進(jìn)行視頻壓縮數據的傳輸發(fā)送；

 

·傳輸網(wǎng)絡(luò )：通過(guò)3G與Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )相結合方式，將視頻壓縮加密信號傳輸到公網(wǎng)上，實(shí)現視頻遠程傳輸；

 

·監控中心：接入到Internet網(wǎng)絡(luò )的中心服務(wù)器，它需要具有獨立、固定不變的IP地址或者域名，這樣前端無(wú)線(xiàn)傳輸設備和監控終端都可以在Internet網(wǎng)絡(luò )上訪(fǎng)問(wèn)到它；

 

·監控終端：辦公電腦、筆記本、PDA通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器，以實(shí)時(shí)、多樣化的監控方式來(lái)調取監控畫(huà)面

 

 

圖2：辦公電腦、筆記本、PDA手機多樣化訪(fǎng)問(wèn)方式

 

系統軟件構成

 

該系統平臺基于IP寬帶無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，可實(shí)現圖像遠程監控、海量存儲、遠程傳輸、分級管理和諸多增值業(yè)務(wù)的分布式視頻監控解決方案。它具備開(kāi)放的體系架構、穩定的系統性能、豐富的業(yè)務(wù)體驗、電信級運營(yíng)維護的特點(diǎn)?？蔀楦餍袠I(yè)管理層提供一種直觀(guān)、交互式、可運營(yíng)、可管理、還可二次開(kāi)發(fā)的視頻監控管理工具。

 

 

圖3城市軌道交通列車(chē)視頻監控系統軟件構成圖

 

1、中心服務(wù)器軟件

 

ServerKit服務(wù)控制軟件：

 

設置服務(wù)運行基礎參數，控制各種服務(wù)的啟動(dòng)與停止。

 

后臺服務(wù)群（Back-endServices）

 

VideoService視頻服務(wù)：

 

·數據交換服務(wù)——在前端設備、后臺服務(wù)器、以及監控終端之間實(shí)現數據的雙向交換；

 

·實(shí)時(shí)視頻廣播服務(wù)——根據請求向客戶(hù)端進(jìn)行視頻直播；

 

·視頻數據后臺錄存——對所有收到的視頻數據進(jìn)行后臺錄存備檔；

 

·監控終端連接管理——客戶(hù)端軟件連接支持。

 

TransServer文件傳輸服務(wù)：

 

為客戶(hù)端提供后臺錄像的檢索與下載服務(wù)，文件下載支持斷點(diǎn)續傳。

 

2、ManagementService遠程管理服務(wù)

 

遠程管理中間層——接入遠程管理客戶(hù)端軟件，轉譯和執行系統管理指令。

 

3、VideoSurveillant視頻監控客戶(hù)端軟件

 

·前端視頻調閱——根據權限選擇性地調閱前端視頻；

 

·前端編碼參數設置——根據監控需求和前端實(shí)際網(wǎng)絡(luò )條件，靈活調整編碼參數設置。

 

系統優(yōu)勢

 

·盡可能充分利用現有的無(wú)線(xiàn)基站和網(wǎng)絡(luò )資源，系統安裝方便、開(kāi)通快捷、布線(xiàn)簡(jiǎn)單、節省實(shí)施費用、工程建設周期短；

 

·前端設備可任意部署在有3G、WI-FI網(wǎng)絡(luò )信號的地方，不受距離限制、監控范圍廣、擴充能力強；

 

·傳輸距離遠、低時(shí)延（對視頻應用非常關(guān)鍵）、系統軟件和前端設備性?xún)r(jià)比高，可提供高效和經(jīng)濟的視頻傳輸解決方案；

 

·所選無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )穩定可靠、傳輸速率高、實(shí)時(shí)性強，可以保證不間斷的視頻監控；

 

·系統運行費用低，適于大規模部署；

 

·具有配套的有線(xiàn)寬帶視頻監控設備，可以將有線(xiàn)設備和無(wú)線(xiàn)設備接入到同一個(gè)監控平臺中；

 

·信息安全：充分利用網(wǎng)絡(luò )隧道、128位加密算法、防火墻/VPN、加密鎖、權限管理、安全認證、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等技術(shù)，保證監控系統和錄像資料不被越權使用和破壞；

 

·強大的管理平臺：分布分級式管理，用戶(hù)可以不受時(shí)間、空間的限制，對監控管理目標進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)查看、實(shí)時(shí)指揮。