劉燕平

地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計問題

劉燕平

地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)為地鐵的安全運營提供了安全保障，但還存在許多技術(shù)問題。這些問題都需要很好地解決。

前言

我國城市軌道交通建設(shè)速度迅猛。1995年至2008年12年間，我國建有軌道交通的城市，從2個增加到10個，投資以每年100多億元的速度在推進。迄今為止，已有10個城市開通了31條城市軌道交通線，運營里程達到835.5公里。近期，國務(wù)院又批復(fù)了22個城市的地鐵建設(shè)規(guī)劃，總投資達8820.03億元。當(dāng)前我國的城市軌道交通建設(shè)事業(yè)正處在快速發(fā)展階段，軌道交通閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)需求旺盛。

城市軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)功能要求

“安全、便捷、準(zhǔn)點、舒適”是軌道交通運營的目標(biāo)。由于部門管理職責(zé)不同，城市軌道交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能可分為兩部分：一是城市軌道交通運營電視監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控人流和設(shè)備運行以及可能出現(xiàn)威脅安全因素時預(yù)警，當(dāng)事故發(fā)生時通過遠(yuǎn)程監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)、指揮引導(dǎo)現(xiàn)場人員，要求錄像錄音資料清晰；二是城市軌道交通公安電視監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控對人流和軌道交通設(shè)施場所可能遭受的攻擊與傷害，威懾、預(yù)警，當(dāng)侵害發(fā)生時及時指揮引導(dǎo)現(xiàn)場人員，要求錄像錄音資料清晰并且能夠較好提供破案線索。

綜合起來，軌道交通電視監(jiān)控系統(tǒng)的最本質(zhì)功能為：監(jiān)控圖像顯示和錄像要有足夠清晰度看清現(xiàn)場、人物特征等，對事故和案件分析起到事后查詢等作用，錄像資料查找方便，錄像可靠性要高，對特殊環(huán)境監(jiān)控要有預(yù)警功能。

地鐵電視數(shù)字監(jiān)控基本架構(gòu)圖

當(dāng)前存在問題

需求不明確

當(dāng)前我國城市軌道交通建設(shè)事業(yè)正處在快速發(fā)展階段，在設(shè)計階段沒有充分論證設(shè)計方案，沒有將物防、技防、人防有機結(jié)合，結(jié)果就出現(xiàn)了在軌道橋露天電纜被人割斷、列車被迫停運等。后又追加大量投資增加沿路攝像機密度和一些報警探測技術(shù)，如智能視頻檢測，但還不能根本遏制電纜被割。即便遠(yuǎn)處監(jiān)控發(fā)現(xiàn)電纜被割，也不能及時制止犯罪發(fā)生，因為犯罪時間很短，還是造成重大事故。后通過相隔一段距離設(shè)置人工崗哨，做到發(fā)現(xiàn)問題及時出警。實際在設(shè)計時將電纜封閉或埋入地下，做好物防減少電纜被盜誘因。又如在站臺軌道隧道口加攝像機和入侵探測器，但沒有很好地設(shè)置物防，不能阻止無關(guān)人員進入隧道。當(dāng)然，目前一些新建線在站臺加裝了安全門。

攝像機與監(jiān)視器比例不合理

現(xiàn)在車站監(jiān)控攝像機和行調(diào)人員觀看監(jiān)視器比例不合適，每個車站攝像機配備比較多，因為空間有限造成監(jiān)視器極少，就容易造成發(fā)生事故圖像不能及時呈現(xiàn)行調(diào)人員，特別是一些無人值守出入口及換成通道電梯音視頻圖像，每天進出單站人數(shù)幾萬人，電梯高峰時人滿為患，還有一些人不會正確乘電梯，當(dāng)乘客意外或電梯發(fā)生故障，容易發(fā)生踩踏事故；若不能及時采取措施，就有可能擴大危害，這樣的案例還不少。

可靠性、可用性、可維護性指標(biāo)不合理

在地鐵建設(shè)招標(biāo)過程中，業(yè)主在制定招標(biāo)技術(shù)方案中存在的問題主要是：對可靠性、可用性、可維護性不能提出具有可操作合理性指標(biāo)，地鐵閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)往往可能分成三個標(biāo)：閉路電視、傳輸系統(tǒng)、大屏顯示系統(tǒng)。而它們是一個系統(tǒng)，對這個由不同設(shè)備供應(yīng)商組成的系統(tǒng)，它們的可靠性一般提不出具體指標(biāo)，不能保證整個系統(tǒng)質(zhì)量。

一條地鐵線不同管理部門對視頻監(jiān)控采用不同招標(biāo)，造成重復(fù)投資及不同視頻接口所致的圖像質(zhì)量下降

當(dāng)前地鐵視頻監(jiān)控建設(shè)由于部門管理職責(zé)不同，分運營視頻監(jiān)控、安防視頻監(jiān)控、車載視頻監(jiān)控、路網(wǎng)控制中心視頻監(jiān)控招標(biāo)。運營和公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)基本是一樣的，只是公安監(jiān)控視頻系統(tǒng)前端攝像機除了自己新增的還要將運營攝像機也接入自己的監(jiān)控系統(tǒng)，控制、錄像等重復(fù)投資。路網(wǎng)控制中心單獨招標(biāo)，由于路網(wǎng)控制中心開始在軟件方面占據(jù)先天優(yōu)勢，但數(shù)字視頻以后接入標(biāo)準(zhǔn)不一，或者業(yè)主沒有意識這個問題的重要性，沒有在開始定好上傳路網(wǎng)中心數(shù)字圖像標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)內(nèi)各級平臺之間不能有效地進行圖像通信和共享數(shù)據(jù)，不能統(tǒng)一提供清晰、簡潔、友好的中文人機交互界面，人為讓各個線路上傳圖像先將數(shù)字圖像變成模擬圖像接入路網(wǎng)控制中心，路網(wǎng)控制中心再將模擬圖像轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像供路網(wǎng)控制中心監(jiān)控人員觀看，結(jié)果路網(wǎng)控制中心級別最高，但得到的視頻圖像卻是最差的，因為模擬視頻圖像經(jīng)過編碼轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像再轉(zhuǎn)換模擬圖像再轉(zhuǎn)換數(shù)字圖像，這中間圖像損失比較多，車載視頻監(jiān)控分運營和公安共用前端攝像機視頻圖像，由于招標(biāo)不在一個包內(nèi)，也會出現(xiàn)前端攝像機是數(shù)字圖像，后端車載錄像只能接受模擬圖像，不得不將數(shù)字圖像轉(zhuǎn)換成模擬圖像再輸入到車載硬盤錄像機編碼成數(shù)字圖像，圖像損失比較大。

錄像存儲方式和格式標(biāo)準(zhǔn)不一

現(xiàn)在大部分地鐵線車站采用傳統(tǒng)硬盤錄像機錄像，沒有RAID保護機制。硬盤發(fā)生故障，監(jiān)控圖像丟失，可維修時間增加，存放硬盤空間小，錄像時間少，并且大部分采用CIF格式，以節(jié)省存儲空間，這對地鐵在遭到恐怖襲擊和日常案件錄像判定時是不利的。

建議

采用數(shù)字地鐵電視監(jiān)控基本架構(gòu)

優(yōu)點：公安和運營共用前端和控制設(shè)備，性價比高，可模擬、數(shù)字視頻矩陣切換上墻，減少視頻信號多次交換造成圖像質(zhì)量下降，容易實現(xiàn)多個監(jiān)控平臺級聯(lián)，擴容即插即用，不會給業(yè)主帶來更多經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。公安運營共用前端和控制設(shè)備，通過劃分權(quán)限來管理運營和公安控制終端，減少投資。

不足之處在于，如果車站采用模擬控制，控制云臺攝像機會延時，但對監(jiān)控功能影響不大，而且車站監(jiān)控圖像還是通過視頻編碼器變數(shù)字圖像上傳中心，控制中心還是數(shù)字監(jiān)控還是不可避免控制延時，但因為增加模擬矩陣導(dǎo)致投資增加和視頻信號多次交換造成圖像質(zhì)量下降，綜合考核利大于弊。

地鐵運營和公安電視監(jiān)控采用統(tǒng)一招標(biāo)

將運營和公安部門的管理權(quán)限通過不同控制終端和在軟件化分權(quán)限，達到資源共享和諧共用一套系統(tǒng)，節(jié)約投資，系統(tǒng)可靠性、可用性、可維護性及圖像質(zhì)量更有統(tǒng)一保障。

制定地鐵等特殊行業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像顯示和錄像清晰度可測的驗收標(biāo)準(zhǔn)

圖像清晰度=信號源的圖像質(zhì)量×處理電路的處理水平×顯示方式的顯像質(zhì)量，電視監(jiān)控系統(tǒng)圖像顯示和錄像清晰度是系統(tǒng)最主要指標(biāo)之一，現(xiàn)在還沒有實用可測的國家標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)制定落后，業(yè)主在做招標(biāo)時提不出實用驗收標(biāo)準(zhǔn)，而是依據(jù)安防標(biāo)準(zhǔn)憑著主觀判斷是幾級圖像質(zhì)量，國家標(biāo)準(zhǔn)是低標(biāo)準(zhǔn)，地鐵等特殊行業(yè)應(yīng)制定高于國家行業(yè)實用標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)生案件，調(diào)取錄像看不清人的五官特征和物的細(xì)節(jié)，不能對破案起到實質(zhì)性的幫助，也造成現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)商宣稱的攝像機清晰度與實際不符，而且水分很大，因為實際在工程驗收時沒有實用客觀可測標(biāo)準(zhǔn)，如清晰度、色彩還原度等?？梢岳秒娨曅盘枩y試卡燈箱放到攝像機前面，在系統(tǒng)后端監(jiān)視器觀看顯示和錄像測試卡圖像。

錄像清晰度和可靠性高是地鐵電視監(jiān)控系統(tǒng)存在的必要條件

錄像看不清五官，因故不能錄像，對地鐵運營管理和案件分析是比較嚴(yán)重的問題。錄像存儲采用在每個車站區(qū)域存儲，每個站電視監(jiān)控相對獨立，采用磁盤陣列存儲，全線設(shè)立1個備有錄像存儲備用中心，防止某一個車站錄像系統(tǒng)宕機時，由備用錄像中心接管宕機車站錄像功能。在實際地鐵應(yīng)用中，為選擇合適的RAID陣列，應(yīng)綜合考慮RAID陣列的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸性能、組建成本，以及磁盤陣列的用途和應(yīng)用環(huán)境等因素，采用RAID 5磁盤陣列的性能比較好，存儲格式采用4CIF，是對地鐵運營管理和案件分析的可靠保證。

建議不要采用不帶RAID陣列硬盤錄像機作為車站本地監(jiān)控圖像存儲，因為其可靠性低。

在無人值守區(qū)域進行音視頻同步錄音錄像

在出入口、出入口道、自動扶梯等無人值守區(qū)域與攝像機配合進行音視頻同步錄音錄像，必要音頻監(jiān)控對事故和案件分析起到很好作用，聲音對事件分析起到很好作用。

列車電視監(jiān)控硬盤防震和熱插拔

具備車地電視監(jiān)控圖像互傳，列車本地具備4CIF格式錄像，列車上硬盤具有防震和熱插拔，錄像可以上傳中心。

技術(shù)防范是基礎(chǔ)，人防是核心

技術(shù)防范對人防幫助是有限的，如果在控制終端監(jiān)視器值班員不認(rèn)真操作觀察監(jiān)控畫面，及時發(fā)現(xiàn)事發(fā)現(xiàn)場圖像、或智能視頻分析報警不能有效傳達到值班員以便及時指揮出警，那么技防功能就大大打折扣，所以人防是核心。

結(jié)束語

地鐵發(fā)生事故和恐怖襲擊對政府和社會民眾會產(chǎn)生很大壓力，當(dāng)出現(xiàn)地鐵運營事故和恐怖襲擊而不能及時通過音視頻錄像找到對事故和案件分析有用的錄像資料，將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。而現(xiàn)在一些地鐵電視監(jiān)控系統(tǒng)因行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有制定出來，跟不上地鐵建設(shè)快速發(fā)展。一個電視監(jiān)控系統(tǒng)，因地鐵不同管理部門和這個系統(tǒng)在不同包招標(biāo)，人為造成重復(fù)投資，人為造成接口不統(tǒng)一，不同子承包商只關(guān)心自己承包系統(tǒng)，而業(yè)主、設(shè)計院、總承包商統(tǒng)領(lǐng)全局技術(shù)水平能力不夠，在招標(biāo)定方案時只注重某個細(xì)節(jié)，忽視了地鐵電視監(jiān)控真正本質(zhì)功能，人防、技防、物防關(guān)系沒有和諧處理好，建成后監(jiān)控圖像在顯示和錄像回放中清晰度不夠，錄像系統(tǒng)因出現(xiàn)宕機而停止錄像比較嚴(yán)重。這些問題都需要很好地解決。

作者單位：華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院