城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩部分組成：車內監(jiān)控和傳輸、控制中心監(jiān)控兩個部分。第一部分實現(xiàn)司機室對每節(jié)車廂的實時視頻集中監(jiān)控，以利于司機對車廂內出現(xiàn)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站所組成，通過無線視頻傳輸技術實現(xiàn)對運行中的列車車廂內的實時監(jiān)控，使控制中心能夠在第一時間內了解現(xiàn)場情況，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(tǒng)的一個重要組成部分，主要類型包括地鐵、輕軌、有軌電車、磁懸浮列車等。

 

由于軌道交通在引導城市布局調整、節(jié)約土地資源、保護環(huán)境、節(jié)約能源、解決居民出行、促進產(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，受國際金融危機的影響，中國及時調整宏觀經(jīng)濟政策，提出了擴大內需、保持經(jīng)濟增長的政策，政府進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(guī)劃，大批城市開始籌建軌道交通。根據(jù)國務院批準的第一批城市軌道交通項目規(guī)劃，至2015年，規(guī)劃線路長度是2400公里，投資規(guī)模近7000億。

 

這些數(shù)據(jù)都表明了中國軌道交通建設正在各種因素的影響下迎來了大規(guī)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(jiān)控也因此獲得了前所未有的市場發(fā)展機遇。

 

城市軌道交通系統(tǒng)作為流動性高、人員高度集中的公共場所，人員擁擠等不安全因素給了犯罪分子以可乘之機。偷竊、搶劫等犯罪行為時有發(fā)生，因此城市軌道交通系統(tǒng)尤其需要利用視頻監(jiān)控實現(xiàn)全程、全方位的安全防范。城市軌道交通視頻監(jiān)控一般包括兩部分：車站內監(jiān)控和列車內監(jiān)控。目前，中國各大城市的城市軌道交通車站內都已安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常站臺、站廳內都裝有攝像機來實現(xiàn)站內監(jiān)控；然而，城市軌道交通的車廂內監(jiān)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，貫徹科學發(fā)展觀和以人為本的理念，確保人民群眾乘車安全，積極發(fā)展城市軌道交通的列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是當前十分緊迫而重要的任務。

 

系統(tǒng)發(fā)展技術探討

 

城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩部分組成：車內監(jiān)控和傳輸、控制中心監(jiān)控兩個部分。第一部分實現(xiàn)司機室對每節(jié)車廂的實時視頻集中監(jiān)控，以利于司機對車廂內出現(xiàn)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站所組成，通過無線視頻傳輸技術實現(xiàn)對運行中的列車車廂內的實時監(jiān)控，使控制中心能夠在第一時間內了解現(xiàn)場情況，并迅速做出總體指令和解決措施。

 

由于列車是由幾節(jié)車廂連接而成，車廂之間的視頻信號傳輸可通過跨接電纜連接器（一般采用航空插頭）實現(xiàn)。系統(tǒng)先將各節(jié)車廂前端設備（攝像機）所獲取的視頻數(shù)據(jù)實時地傳輸至列車司機室，通過監(jiān)視器顯示并存儲在存儲介質中，實現(xiàn)司機室對每節(jié)車廂的實時視頻集中監(jiān)控。而要實現(xiàn)城市軌道交通控制中心對運行中的列車車廂內的實時監(jiān)控，將行駛中列車車廂內的視頻監(jiān)控圖像實時傳輸至控制中心，則必須采用無線傳輸方式來實現(xiàn)，構建無線視頻傳輸系統(tǒng)，以實現(xiàn)監(jiān)控圖像的傳輸。

 

現(xiàn)在能夠實現(xiàn)視頻無線傳輸技術有多種，如3G移動通信、無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）、寬帶無線網(wǎng)絡（WiMAX）等等。通過綜合比較，選擇3G移動通信與無線局域網(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)絡信號較強的地方，借助移動運營商的成熟網(wǎng)絡覆蓋，進行3G信號的視頻信號傳輸，節(jié)省基站基礎建設的成本；另一方面在3G信號較差或無法覆蓋的地方，進行無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）基站的建設，實現(xiàn)車站內部及地鐵隧道內的全程無線網(wǎng)絡信號覆蓋，達到無線視頻信號的連續(xù)性傳輸。

 

系統(tǒng)解決方案

 

針對城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研制與應用，目前主要研發(fā)方向為視頻壓縮技術和無線傳輸技術的應用、信息安全技術的研發(fā)和應用、以及專用短程通訊技術的應用。

 

此軌道交通車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一套完善的、高效率的、性價比極高的網(wǎng)絡多媒體視頻監(jiān)控系統(tǒng)。它整合了無線數(shù)據(jù)通訊功能和數(shù)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行壓縮，再由智能無線通訊終端通過3G與Wi-Fi無線網(wǎng)絡相結合的網(wǎng)絡組成方式，將實時視頻信號傳輸?shù)絀nternet上，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的交互、發(fā)送/接收、加解密、加解碼等功能。監(jiān)控中心可通過Internet從系統(tǒng)終控端得到實時圖像信息。該系統(tǒng)整合了無線網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，在空間和距離上實現(xiàn)了突破性拓展。

 

系統(tǒng)組成

 

該系統(tǒng)主要由前端設備、傳輸網(wǎng)絡、監(jiān)控中心和監(jiān)控終端組成

 

 

圖1：基于Wi-Fi/3G網(wǎng)絡的系統(tǒng)結構

 

·前端設備：高清晰度攝像機采集前端視頻；車載機編碼加密模塊進行視頻數(shù)據(jù)的編碼壓縮及加密；再通過信號傳輸模塊進行視頻壓縮數(shù)據(jù)的傳輸發(fā)送；

 

·傳輸網(wǎng)絡：通過3G與Wi-Fi無線網(wǎng)絡相結合方式，將視頻壓縮加密信號傳輸?shù)焦W(wǎng)上，實現(xiàn)視頻遠程傳輸；

 

·監(jiān)控中心：接入到Internet網(wǎng)絡的中心服務器，它需要具有獨立、固定不變的IP地址或者域名，這樣前端無線傳輸設備和監(jiān)控終端都可以在Internet網(wǎng)絡上訪問到它；

 

·監(jiān)控終端：辦公電腦、筆記本、PDA通過互聯(lián)網(wǎng)訪問服務器，以實時、多樣化的監(jiān)控方式來調取監(jiān)控畫面

 

 

圖2：辦公電腦、筆記本、PDA手機多樣化訪問方式

 

系統(tǒng)軟件構成

 

該系統(tǒng)平臺基于IP寬帶無線網(wǎng)絡，可實現(xiàn)圖像遠程監(jiān)控、海量存儲、遠程傳輸、分級管理和諸多增值業(yè)務的分布式視頻監(jiān)控解決方案。它具備開放的體系架構、穩(wěn)定的系統(tǒng)性能、豐富的業(yè)務體驗、電信級運營維護的特點。可為各行業(yè)管理層提供一種直觀、交互式、可運營、可管理、還可二次開發(fā)的視頻監(jiān)控管理工具。

 

 

圖3城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件構成圖

 

1、中心服務器軟件

 

ServerKit服務控制軟件：

 

設置服務運行基礎參數(shù)，控制各種服務的啟動與停止。

 

后臺服務群（Back-endServices）

 

VideoService視頻服務：

 

·數(shù)據(jù)交換服務——在前端設備、后臺服務器、以及監(jiān)控終端之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向交換；

 

·實時視頻廣播服務——根據(jù)請求向客戶端進行視頻直播；

 

·視頻數(shù)據(jù)后臺錄存——對所有收到的視頻數(shù)據(jù)進行后臺錄存?zhèn)錂n；

 

·監(jiān)控終端連接管理——客戶端軟件連接支持。

 

TransServer文件傳輸服務：

 

為客戶端提供后臺錄像的檢索與下載服務，文件下載支持斷點續(xù)傳。

 

2、ManagementService遠程管理服務

 

遠程管理中間層——接入遠程管理客戶端軟件，轉譯和執(zhí)行系統(tǒng)管理指令。

 

3、VideoSurveillant視頻監(jiān)控客戶端軟件

 

·前端視頻調閱——根據(jù)權限選擇性地調閱前端視頻；

 

·前端編碼參數(shù)設置——根據(jù)監(jiān)控需求和前端實際網(wǎng)絡條件，靈活調整編碼參數(shù)設置。

 

系統(tǒng)優(yōu)勢

 

·盡可能充分利用現(xiàn)有的無線基站和網(wǎng)絡資源，系統(tǒng)安裝方便、開通快捷、布線簡單、節(jié)省實施費用、工程建設周期短；

 

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

 

·傳輸距離遠、低時延（對視頻應用非常關鍵）、系統(tǒng)軟件和前端設備性價比高，可提供高效和經(jīng)濟的視頻傳輸解決方案；

 

·所選無線網(wǎng)絡穩(wěn)定可靠、傳輸速率高、實時性強，可以保證不間斷的視頻監(jiān)控；

 

·系統(tǒng)運行費用低，適于大規(guī)模部署；

 

·具有配套的有線寬帶視頻監(jiān)控設備，可以將有線設備和無線設備接入到同一個監(jiān)控平臺中；

 

·信息安全：充分利用網(wǎng)絡隧道、128位加密算法、防火墻/VPN、加密鎖、權限管理、安全認證、實時時鐘等技術，保證監(jiān)控系統(tǒng)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，用戶可以不受時間、空間的限制，對監(jiān)控管理目標進行實時監(jiān)控、實時管理、實時查看、實時指揮。