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浅谈轨道交通视频监视系统的设置思路

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：任洁

[导读] 轨道交通在城市公共交通中承担日益重要的作用，由于轨道交通人流密集、人员复杂、活动物体多等因素，目前视频监视系统已经成为协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。而由于轨道交通视频监视系统包含专用及公安视频两部分，且根据《中华人民共和国反恐怖主义法》要求，重点区域存储时间不少于90天，为提高资源共享程度，提升系统稳定性与先进性等，本文通过对轨道交通视频建设系统设置方案的分析，提出几点思考。

浙江省轨道交通运营管理集团有限公司任洁 310006

摘要：轨道交通在城市公共交通中承担日益重要的作用，由于轨道交通人流密集、人员复杂、活动物体多等因素，目前视频监视系统已经成为协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。而由于轨道交通视频监视系统包含专用及公安视频两部分，且根据《中华人民共和国反恐怖主义法》要求，重点区域存储时间不少于90天，为提高资源共享程度，提升系统稳定性与先进性等，本文通过对轨道交通视频建设系统设置方案的分析，提出几点思考。
关键词：视频监视系统；资源共享；数字高清；云存储
        引言
        本文将对轨道交通视频监视系统的建设模式及趋势进行探讨，分析轨道交通传统视频监视系统存在不足之处以及地铁高清数字+云存储方案带来技术革命性的变革，希望通过对当前的运营视频和公安视频的建设探讨，找到更加合理、完善的轨道交通视频监视系统的设置方式。
        1.轨道交通视频监视系统总体情况
        随着我国的经济高速发展，人员、交通工具数量急剧增加，城市公共交通的状况日益恶化，一个小小的突发事件就会引发严重的交通瘫痪，尤其是大中城市，诸如北京、上海、广州等。全国主要大中型城市纷纷选择轨道交通建设来缓解日益增长的公共交通压力，提高城市的核心竞争力。
        轨道交通在城市公共交通中承担日益重要的作用，由于轨道交通人流密集、人员复杂、活动物体多等因素，需要一套应急指挥监控系统来保障其安全、稳定运行，视频监视系统可以起到事先进行判断分析、事后取证的作用，已经成为协助公共安全部门打击犯罪、维持社会安定的重要手段。2005年7月7日英国伦敦震惊世界的地铁站恐怖连环爆炸事件中，伦敦警方迅速反应，不到24小时就公布在逃嫌疑人的电视监控画面。统计表明，伦敦各火车站内设有1800多个摄像头，而在整座城市的地铁交通网内，摄像头则多达6000多个。
        1.1轨道交通视频监视系统设置概述
        轨道交通视频监视系统主要包含专用（运营）视频监视系统和公安视频监视系统，主要用于地铁各站点，除了实时监看线网各站点运行情况、确保公共区域乘客的人身安全外，还承担在紧急事件状态（如火灾等）下协调车辆的运行，提高调度速度，及时疏导乘客，并找出事故原因的作用。
        1.2轨道交通视频监视系统现状
        轨道交通行业建设之初就十分重视监控系统的建设，在监控系统发展的不同阶段，分别采用不同的方案组合完善轨道交通行业的监控系统建设；但是摆在地铁建设者面前的一个新问题是：如何满足新阶段下的地铁监控需求。
        随着城市交通的压力，各城市轨道交通的发展逐渐成网状，一个城市不仅仅是1条、2条线路的建设、规划，一个城市规划的线路都是好几条线路，传统的轨道交通视频监控建设如果仅仅考虑一条线内的情况带来的将是形成视频监控的孤岛，后期将孤岛联通，势将会面临两难局面：是采用传统的模拟接入只能满足查看需求；全网互联互控势必面临对已有监控系统的改造；各站点均需设置大量存储设备，造成空间及资源浪费。
        在进行轨道交通视频监视系统规划、建设时除了考虑本期建设外，还得考虑将来监控的联网应用，在轨道交通的线网指挥中心能够调看所有前端的监控实时、历史的图像。
        2.关于轨道交通视频监视系统设置的几点思考
        2.1轨道交通监控采用数字高清技术已成主流
        地铁视频监控主要涉及区域是：车站、列车、车辆段、停车场、综合基地、主变电站（所）、运营控制中心等。
        传统的监控采用模数结合方案进行建设，本地采用模拟矩阵进行建设，采用硬盘录像机进行存储，同时通过编码器上传到控制中心进行统一监控。这种传统的方式在以往的轨道交通行业应用的较多，主要用于建设较早的线路如北京、上海老的线路监控，一条线路的总视频流一般不超过300路，属于较小规模监控系统，具有以车站监控为主、每个站只上传8路到监控中心，缺乏统一管理、统一控制等的特点。
        但是，由于这种传统的建设模式在集中监控、资源统一调配、突发事件多人实时调看、跨线运营调看图像、存储时间、图像存储安全、系统可维护性、功能易扩展性等方面，已很难满足需求的发展。因此在现今的轨道交通行业视频监控应用领域，高清数字方案已成为主流。
        这其中的原因就在于，随着我国轨道交通建设的跨越性发展，许多城市都已经拥有了不止一条的地铁线路，跨线运营成为行业发展的必然需求。在视频监控上，当出现紧急情况时，如何跨线调阅图像，对出现的情况进行联合分析判断就成为了关键。高清数字监控在规划之初就应考虑到统一图像存储的管理需求，可以灵活调看各线的历史图像。而且，可以通过建设各车站、控制中心及线网中心监控系统，一旦地铁出现紧急事件，可通过网络监控系统实时了解现场情况，全局掌握各地情况实现人力资源集中调动、管理的功能。
        另一方面，公安部门对轨道交通体系的反恐工作要求也越来越高，按照新《反恐法》监重点区域存储时间不少于90天。云存储在部分城市轨道交通已纳入建设范畴。
        同时，在系统维护方面，高清数字方案支持对前端各种编解码设备进行统一管理，一旦出现某路图像视频丢失，监控平台能够告警提示，通过网络排查能很快定位故障，极大降低系统维护成本。这对于如今日益庞大的轨道交通监控体系来说，具有十分重要的意义。
        另外，数字高清视频系统功能扩展实现较为方便，支持将来智能业务的扩展，例如事件报警、人数统计、人脸识别等应用。这样可以进一步加强地铁安全防范，提供地铁公共交通安全，同时在出现一定情况下可以进行控制人流，及时判断、搜查可疑分子。尤其在现在地铁安保措施越来越严格的情况下，这一特点的价值更为明显。
        由此可见，数字高清视频监视系统非常适合在轨道交通行业应用，这也是高清数字技术成为轨道交通视频监视系统主流方案的原因所在
        2.2专用视频监视系统与公安视频监视系统趋向统一
        以往，轨道交通行业的视频监控应用需求主要分为两个部分：运营和公安监控，这两者的应用主体不一样，系统建设也基本是分而治之。而随着技术发展和应用需求的变化，这两者之间的界限已不再分明，将运营和公安视频监视系统统一建设，已成为地铁管理部门越来越认同的一种方式，这也是轨道交通视频监控应用发展的另一个大趋势。

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        专用视频监视系统和公安视频监视系统最大区别是对关注点不同，专用视频监视主要关注客流组织、客运服务水平及设备运行情况；而公安视频更关注反恐保障及案件取证等。因此部署地点有所差异。
        专用视频与与公安视频一旦需要部署的相同地点，传统模拟视频的做法是采用视频分配器模式，把前端的摄像机的图像一份为二，一路经过编码器进到专用视频系统，另外一路传给地铁公安，根据公安/派出所系统的建设模式而定：是经过编码器进入公安的监控系统还是直接采用模拟方式传到派出所的矩阵平台。
        但是目前这两者越来越趋向于一体化，一方面是因为两者的部署地理位置存在很多重合，而且随着对反恐保障的重视，许多城市在传统的站台、售检票口等运营监控区域除了传统的CCTV建设，同时也需要进行公安视频的建设，这样可以避免重复建设。部分城市还存在专用视频共享给公安部门使用，而地铁运营部门无法调看公安视频的情况，造成监控盲区，并未做到资源整合。
        另一方面，系统维护上，由于地铁公安监控几乎重新建设了一套监控系统，这样对地铁公安分局来说在管理重大事件同时还得有一些人专门维护这些设备，或交由地铁运营单位进行维护，造成资源浪费。如果统一建设维护，将会做到事半功倍的效果。因此，将两个系统集中考虑一起建设就成为了必然方向。
        目前在北京、沈阳、广州、成都等地的轨道交通单位已经把这两个系统放在一起考虑，设置一套高清数字视频监视系统，按照权限划分的原则，供轨道交通单位及公安部门同时调看。当然由于设备归属、公安系统的网络要求独立性等问题需要运营公司和各地公安系统之间沟通、协作。
        2.3集中云存储已得到广泛认可
        目前全国轨道交通大多数运营线路采用服务器+IPSAN的存储构架，一般基于通用服务器、存储、监控平台软件堆砌而成。大量的服务器和IPSAN组成的系统，隐含故障点多，效率低，安全性差，导致建设以及运行维护成本高，不通过技术改造无法满足后续扩展视频智能分析业务功能的加载，且每座车站按照《中华人民共和国反恐怖主义法》90天存储时长要求，为提高设备可靠性，设置冗余机制，堆砌大量硬盘，对设备房面积也提出新的需求。
        随着云平台、大数据平台相关技术的不断发展，结合《中国城市轨道交通智慧城轨纲要》的发布，越来越多的城市在开展基于城轨云的相关研究或实施工作。视频云存储是提及最为广泛的思路之一，云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。
        网络视频云存储系统，就是通过在企业级存储系统上加载视频云存储管理软件系统，构建的基于云计算技术的集成视频监控业务软件的专用视频存储系统。规避了传统方案的缺陷，提升系统安全性、提升监控业务效率、提升系统扩展性，从而实现结构简单，易维护，易管理，易使用的特性。
        考虑到高清视频大规模接入、数据存储安全以及数据管理维护，城轨道交通专用通信视频监视建议采用分布式存储、集中管理的云架构存储方案，在各车站设备室配置云存储节点设备，包括所有相关设备（万兆链路、IP SAN存储设备、流媒体转发服务器（如需要）、汇聚交换机等）及机房的建设，权限认证及相关安全设备由其他项目建设。存储系统建设方式及容量必须满足云计算、大数据等相关的实际智能化应用。
        网络视频云存储构架的技术优势：
        1.系统安全性高。采用集成流媒体业务软件方式工作，减少隐含故障点，提升系统安全性；采用针对视频业务的存储优化，在Raid组中多块磁盘故障的情况下，数据可阅览而非数据全部丢失。
        2.系统效率高。采用集成设计，省去服务器与存储间不必要的数据iSCSI封装，千兆端口的利用率理论上达到100%；通过云计算技术整合系统所有计算资源，统一服务，系统效率高；采用从磁盘到系统的针对性设计，有效避免磁盘碎片，系统存储和检索效率高，符合海量视频监控系统的业务需要；
        3.系统部署结构简单。易维护，易管理，易使用。
        4.视频业务功能扩展能力强。后续视频业务智能分析功能的扩展，因其针对视频业务设计，可快速集成。通过云技术整合剩余计算资源，满足前端智能分析的业务需求，降低设备投入；
        5.多样化接入。网络视频云存储系统可以通过网络接口接入标清/高清网络数字视频，也可以通过模拟接口扩展卡接入模拟视频，可以满足目前业内所有视频类型的接入。
        6.系统成本低。相对与服务器+IP SAN架构，节省了大量的服务器采购成本。由于结构简单，隐含故障点少，故障定位简洁，维护简便，可以节约大量的运维成本。
        7.视频数据安全。前端摄像机直写存储，具备断网本地存储，网络恢复重传中心存储的机制，有效保护视频的可靠性；设备宕机，系统自动调整相应的摄像机接入其它云存储节点，有效的保护视频数据不丢失；系统设置严密的数据管理权限机制，保证存储的数据安全可靠等。
        8.绿色节能。由于采用专有网络视频云存储节点，可以实现有效的用电成本节约，节能效果明显。
        目前在广州、成都、西安、呼和浩特等地的轨道交通单位开展或实施数字高清视频+云存储+视频分析的相关工作，但需要说明的是，视频云储存只是城轨云建设的一部分，建议对于城轨云的建设结合线网规划，用户需求、运营管理模式等综合考虑，提高线网下的资源共享程度及城市轨道交通的智慧化。
        3.建好轨道交通视频监视系统，助力城市轨道交通发展
        虽然目前轨道交通的视频监控存在多种模式的混合，但是在新建线路的建设中，越来越多轨道交通单位认同按照公安、专用合设，采用数字高清视频监视+结合城轨云平台的建设模式，并认识到这样一来给给后期的维护、管理带来易用、易管理的方便，同时给将来带来良好扩展能力。随着智能运维、全自动运行、智慧车站、智慧安检等新技术的不断发展，视频监视系统的建设显得尤为重要，从之前的客运服务、安保反恐为主，逐步转变为安全及运营管理并重。我们相信，智能化的视频系统后续将大大提高行车组织、检修生产、客运服务质量，因此，让我们做好轨道交通视频监视系统规划，建好轨道交通视频监视系统，助力城市轨道交通蓬勃发展。
参考文献：
[1]GB50157-2013 地铁设计规范。
[2]GBT 26718-2011 城市轨道交通安全防范系统技术要求。
[3]蒋正旭轨道交通智能监控系统建设浅谈.中国公共安全.2018年