一(yī / yì ／yí)、引言 

随着中國(guó)城市化進程的(de)加快，城市人(rén)口急劇增加，城市交通承受的(de)壓力越來(lái)越大(dà)，道(dào)路擁擠、交通堵塞、秩序混亂成爲(wéi / wèi)大(dà) 城市中的(de)普遍現象。軌道(dào)交通由于(yú)其運量大(dà)、速度快、準時(shí)準點、安全性高、不(bù)發生堵塞等優點成爲(wéi / wèi)各大(dà)城市緩和(hé / huò)與改善城市 交通緊張的(de)優先選擇，目前國(guó)内如北京、上(shàng)海、廣州、南京、深圳等一(yī / yì ／yí)線城市均已開通了(le／liǎo)地(dì / de)鐵。但是(shì)，縱觀全球軌道(dào)交通的(de)發 展史，軌道(dào)交通的(de)安全防範問題一(yī / yì ／yí)直是(shì)建設和(hé / huò)管理部門面臨的(de)嚴峻的(de)挑戰。軌道(dào)交通視頻監控系統是(shì)軌道(dào)交通安全防範系統 中重要(yào / yāo)的(de)一(yī / yì ／yí)個(gè)組成部分，它能夠在(zài)第一(yī / yì ／yí)時(shí)間以(yǐ)圖像、文字形式告知管理、維護和(hé / huò)保安人(rén)員現場所發生的(de)任何情況，使保安部 門有效地(dì / de)做出(chū)快速反應，并将所發生事件的(de)全過程進行備份，對重要(yào / yāo)數據進行記錄，爲(wéi / wèi)處理事故提供切實依據。 

軌道(dào)交通視頻監控系統又是(shì)調度員和(hé / huò)車站值班員監視列車運行、掌握客流大(dà)小和(hé / huò)流向、提高行車指揮透明度的(de)輔助通信工 具，是(shì)列車司機在(zài)車站停車後監視旅客上(shàng)下車、掌握開關車門時(shí)間的(de)重要(yào / yāo)手段。當車站發生災情時(shí)，視頻監視子(zǐ)系統可作爲(wéi / wèi)防 災調度員指揮搶險的(de)指揮工具。以(yǐ)下筆者以(yǐ)南京地(dì / de)鐵爲(wéi / wèi)例簡單闡述視頻監控系統在(zài)軌道(dào)交通安全防範系統中的(de)應用。 

二、南京地(dì / de)鐵監控系統項目的(de)需求分析 

南京地(dì / de)鐵1 号線一(yī / yì ／yí)期工程南起奧體中心，北至邁臯橋，形成南京主城區中軸線的(de)快速交通走廊。整條線路全長21.72 公裏， 其中地(dì / de)下線14.33 公裏，地(dì / de)面及高架線7.39 公裏，共設車站16 座，其中地(dì / de)下車站11 座，地(dì / de)面及高架車站5 座，在(zài)小行站設車 輛基地(dì / de)一(yī / yì ／yí)個(gè)，整個(gè)地(dì / de)鐵的(de)控制中心設在(zài)珠江路地(dì / de)鐵大(dà)廈。

爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)保障地(dì / de)鐵交通安全和(hé / huò)提高運營管理效率，在(zài)地(dì / de)鐵沿線全程實施視頻監控，主要(yào / yāo)包含以(yǐ)下幾個(gè)内容：

(1) 運營管理監控，對每個(gè)車站的(de)售票處、出(chū)入口、自動扶梯、站台等地(dì / de)點進行監控和(hé / huò)記錄，便于(yú)及時(shí)發現可疑人(rén)員和(hé / huò)可疑 物件。

(2) 在(zài)突發事件或災害發生時(shí)，通過實時(shí)監控，提高指揮、調度能力。

(3) 對監控點附近的(de)其他(tā)環境參數、告警信息進行采集，并通過視頻監控系統統一(yī / yì ／yí)傳送至監控中心。

(4) 通過網絡化視頻監控技術的(de)應用，使之(zhī)能夠方便地(dì / de)進行全網集中管理，遠程調用。

(5) 公安治安管理監控，地(dì / de)鐵沿線各站口周邊人(rén)流量大(dà)，這(zhè)部分視頻系統與公安系統共享，保障人(rén)們出(chū)行安全。

三、南京地(dì / de)鐵視頻監控系統概述 

南京地(dì / de)鐵視頻監控系統是(shì)由車站本地(dì / de)監控、中心遠端監控和(hé / huò)傳輸通道(dào)三部分組成。系統設備主要(yào / yāo)包括攝像機、監視器、切 換矩陣、視頻分配器、畫面合成器、字符疊加器、數字錄像設備等。聯網視頻矩陣以(yǐ)及攝像機全部采用微小宝産品。 

1、地(dì / de)鐵視頻監控車站系統架構 

在(zài)每個(gè)地(dì / de)鐵站出(chū)入口都裝有監控攝像機，進出(chū)地(dì / de)鐵站、檢票口的(de)乘客都會被攝像機從正面拍攝到(dào)，對于(yú)人(rén)流量較大(dà)的(de)地(dì / de)鐵 站大(dà)廳均安裝有一(yī / yì ／yí)體化高速球形攝像機，以(yǐ)便能夠撐握整個(gè)大(dà)廳的(de)情況。站内較偏僻的(de)角落均單獨安裝攝像機，讓不(bù)法分子(zǐ)無 機可乘。地(dì / de)鐵站台上(shàng)有規律的(de)安裝若幹攝像機，使得運營管理人(rén)員能夠及時(shí)了(le／liǎo)解地(dì / de)鐵站情況，列車司機也(yě)能直接從監控畫面中 了(le／liǎo)解當前乘客的(de)上(shàng)下車情況。

                                                                                                                          圖 1 車站地(dì / de)鐵視頻監控系統架構 

如圖 1，所有車站，矩陣和(hé / huò)碼分配器都設置于(yú)設備機房中，監視器和(hé / huò)鍵盤放置在(zài)車站控制室中，控制人(rén)員在(zài)車控室通過V2116 鍵盤可以(yǐ)對車站内的(de)所有前端攝像點進行切換和(hé / huò)控制，從而(ér)可以(yǐ)對本站點的(de)情況有全面的(de)了(le／liǎo)解和(hé / huò)掌握，每一(yī / yì ／yí)個(gè)站點都相對獨立。 

2、車站監控點的(de)布局舉例 監控前端的(de)功能是(shì)采集視頻信号，傳輸到(dào)矩陣控制主機；同時(shí)接收控制主機的(de)遠程控制命令，控制攝像機的(de)動作。由于(yú)地(dì / de) 鐵站内人(rén)員流動呈區域性和(hé / huò)固定性特點，因此采用快球對大(dà)範圍的(de)站台進行監控，而(ér)在(zài)特殊通道(dào)和(hé / huò)區域隻需采用槍式攝像機。 每個(gè)站台均安裝固定攝像機用于(yú)監視列車運行及停靠站情況，車站站台和(hé / huò)大(dà)廳安裝一(yī / yì ／yí)體化球形攝像機，樓梯出(chū)入口、自動扶手 梯等處設置固定攝像機，如圖2 所示。

整個(gè)系統前端視頻監視點由各站站廳和(hé / huò)站台組成,根據監視的(de)不(bù)同環境以(yǐ)及标書的(de)技術要(yào / yāo)求，分别采用微小宝不(bù)同的(de)前端産 品：

一(yī / yì ／yí)體化球型攝像機用于(yú)站廳大(dà)範圍監視，選用了(le／liǎo)微小宝V1747 快球，該快球具有23×12 變焦倍數，高達540TVL 的(de)水平線 數、彩色模式0.1Lux，黑白模式0.01Lux 的(de)低照度。提供多128 個(gè)預置位和(hé / huò)4 個(gè)花樣掃描，方便定點監控，預置位可手動 調用，也(yě)可由報警信号自動激活。 

該快球具有良好的(de)操控性，用戶可用0.5°/秒到(dào)240°/秒之(zhī)間的(de)任意速度對球機進行控制，球機允許360°的(de)水平轉動，并 具有自動翻轉功能，可以(yǐ)不(bù)間斷監控通過球機正下方的(de)物體。 

固定型攝像機用于(yú)站台、樓梯出(chū)入口、自動扶手梯等處監控，采用微小宝 V1026 高解析度日夜轉換型攝像機，水平解析度 達540TVL，低照度達到(dào)彩色模式0.4Lux，黑白模式0.05lux。

3、控制中心架構 

16 個(gè)車站和(hé / huò)監控中心均采用微小宝先進的(de)V2020 中型聯網矩陣切換控制系統作爲(wéi / wèi)該車站監控系統的(de)控制核心。V2020 矩陣 切換控制系統大(dà)可達240 路輸入，32 路輸出(chū)，可根據具體需要(yào / yāo)靈活選擇配置(從16×4 至240×32)，采用高密度設計減少設備 占用空間。 

各矩陣的(de)以(yǐ)太網口都與 OTN 的(de)網絡口相連，矩陣之(zhī)間借助于(yú)OTN 構建的(de)局域網相互聯網。此外，每台矩陣都有8 路視頻 輸出(chū)接入OTN 的(de)視頻輸入端口，通過OTN 傳輸至控制中心。 

就(jiù)南京地(dì / de)鐵 1 号線視頻監控系統而(ér)言，位于(yú)珠江路的(de)地(dì / de)鐵大(dà)廈是(shì)控制中心，調度員通過一(yī / yì ／yí)套定制的(de)多功能軟件可以(yǐ)在(zài)控制 大(dà)廳裏看到(dào)并且控制16 個(gè)車站的(de)任一(yī / yì ／yí)攝像機圖像。每一(yī / yì ／yí)個(gè)車站的(de)矩陣都以(yǐ)一(yī / yì ／yí)個(gè)固定的(de)IP 接入OTN 網絡，地(dì / de)鐵大(dà)廈的(de)多功能控 制軟件也(yě)和(hé / huò)OTN 相連。這(zhè)樣，通過OTN 這(zhè)種環形網絡，總控中心的(de)控制信号可以(yǐ)發到(dào)各地(dì / de)鐵站，而(ér)每個(gè)車站的(de)圖像也(yě)通過OTN 的(de)視頻通道(dào)上(shàng)傳到(dào)中心，使中心能夠切換并控制各個(gè)車站的(de)任何一(yī / yì ／yí)路圖像。整個(gè)系統有完善的(de)權限體系，控制中心的(de)優先級高 于(yú)車站的(de)優先級，當出(chū)現中心和(hé / huò)車站同時(shí)控制同一(yī / yì ／yí)個(gè)球機時(shí)，控制中心将取得控制權，車站暫時(shí)無法實現控制，直到(dào)控制中心 釋放權限。 

4、系統的(de)權限劃分 

地(dì / de)鐵站内的(de)攝像機分爲(wéi / wèi)兩個(gè)部分，一(yī / yì ／yí)部分是(shì)公安部門既有的(de)攝像機，通常分布在(zài)地(dì / de)鐵站出(chū)入口等地(dì / de)方，控制級别上(shàng)需要(yào / yāo)公 安優先；另一(yī / yì ／yí)部分是(shì)地(dì / de)鐵運營部門的(de)攝像機，主要(yào / yāo)用于(yú)觀測地(dì / de)鐵的(de)運營情況及人(rén)流情況，控制級别上(shàng)需要(yào / yāo)運營優先，因此整個(gè) 地(dì / de)鐵裏的(de)控制權限是(shì)一(yī / yì ／yí)個(gè)交叉的(de)權限網絡。 

本系統的(de)權限劃分非常明确，控制級别從高到(dào)低依次爲(wéi / wèi)地(dì / de)鐵站車控室、監控中心、警務中心。任何一(yī / yì ／yí)個(gè)鍵盤對于(yú)任何一(yī / yì ／yí)個(gè) 攝像機都可以(yǐ)設置不(bù)同等級的(de)權限。也(yě)就(jiù)是(shì)說(shuō)，同一(yī / yì ／yí)個(gè)鍵盤對于(yú)不(bù)同的(de)攝像機可以(yǐ)有不(bù)同的(de)權限等級。

四、系統優勢分析 

城市軌道(dào)交通系統站點多，如何對各站點成千上(shàng)萬的(de)視頻實現有條不(bù)紊的(de)分級控制和(hé / huò)集成管理？南京地(dì / de)鐵視頻監控系統采 用了(le／liǎo)以(yǐ)太網聯網矩陣系統，以(yǐ)太網使安防系統集成達到(dào)了(le／liǎo)新的(de)高度，使用老式的(de)串口和(hé / huò)RS485 通信，網絡非常笨重，需要(yào / yāo)許多 接線和(hé / huò)轉接，如果網絡龐大(dà)的(de)話，需要(yào / yāo)很多通信連線，而(ér)且還時(shí)常無法通信。使用以(yǐ)太網，則網絡擴展及通信都不(bù)受限制，隻 要(yào / yāo)一(yī / yì ／yí)根網線就(jiù)可以(yǐ)和(hé / huò)網絡内的(de)任何一(yī / yì ／yí)個(gè)點取得聯系，方便接入現有網絡、數據傳輸速率高、通用的(de)通信協議，并且使得網絡（局 域網/城域網/廣域網）内的(de)設備可以(yǐ)互相通訊，不(bù)論跨越多少建築，也(yě)不(bù)需要(yào / yāo)增加接線。

1、微小宝以(yǐ)太網聯網矩陣 

普通聯網矩陣大(dà)都采用 RS232、RS485 等通訊方式實現通信和(hé / huò)聯網，或者通過RS232 轉以(yǐ)太網，RS485 轉以(yǐ)太網來(lái)實現網 絡和(hé / huò)遠距離的(de)通信，這(zhè)種矩陣聯網方式從控制原理上(shàng)來(lái)講隻是(shì)原非聯網矩陣的(de)一(yī / yì ／yí)種控制端和(hé / huò)控制距離的(de)擴展，即相當于(yú)将矩陣 的(de)控制鍵盤安裝在(zài)遠端，在(zài)另一(yī / yì ／yí)台獨立矩陣中加入了(le／liǎo)矩陣的(de)控制協議和(hé / huò)相關程序，通過RS232、RS485 或其他(tā)網絡轉換設備實 現了(le／liǎo)遠距離通訊和(hé / huò)控制。但這(zhè)種控制方式有其蔽端，傳統的(de)RS232、RS485 通訊方式傳輸距離有限、速率低，各廠家設備協議不(bù)同，且RS232 通訊方式比較适合點對點，RS485 适合點對點或一(yī / yì ／yí)點對多點的(de)數據傳輸，但都沒有很的(de)好的(de)沖突檢測多路訪問 協議機制，不(bù)适合大(dà)規模網絡中多點這(zhè)間的(de)全交叉數據傳輸，尤其是(shì)不(bù)适合網絡覆蓋率極高、通信發達的(de)現代城市監控。 

而(ér)以(yǐ)太網聯網矩陣猶如一(yī / yì ／yí)台具有網卡的(de)電腦，通訊是(shì)同時(shí)面向整個(gè)網絡上(shàng)的(de)設備和(hé / huò)站點，它完全滿足局域網 CSMA/CD 帶 有沖突檢驗的(de)載波監聽多路訪問協議，可以(yǐ)有效的(de)防止線路上(shàng)的(de)通訊沖突和(hé / huò)提高線上(shàng)利用率，滿足與局域網多點設備的(de)交叉通 訊能力。 

微小宝以(yǐ)太網聯網矩陣采用嵌入式操作系統，防病毒能力遠遠高于(yú)一(yī / yì ／yí)般操作系統的(de)電腦工作站，網絡安全問題不(bù)必擔憂， 同時(shí)具備完善的(de)矩陣聯網控制程序和(hé / huò)視頻調用算法，可充分滿足城市監控等大(dà)規模矩陣聯網的(de)使用要(yào / yāo)求。

相比傳統的(de)聯網架構，結合地(dì / de)鐵視頻監控的(de)特點，微小宝以(yǐ)太網聯網矩陣具有以(yǐ)下優勢：

(1)系統結構統一(yī / yì ／yí)，布局合理：選用以(yǐ)太網聯網矩陣及網絡鍵盤，所有監控設備的(de)控制信号(矩陣、矩陣鍵盤、視頻編解碼器、 硬盤錄像機、PC 等)都可以(yǐ)在(zài)網絡上(shàng)傳輸，全部系統設備采用統一(yī / yì ／yí)IP 地(dì / de)址劃分，系統結構合理，标識清晰，不(bù)會産生任何重複 的(de)标識編碼。便于(yú)監控系統設備的(de)統一(yī / yì ／yí)管理。

(2)功能性強大(dà)：控制信号可以(yǐ)由系統中的(de)任意一(yī / yì ／yí)台設備發往另外一(yī / yì ／yí)台設備，整個(gè)系統便可以(yǐ)互控互連，更容易實現許多地(dì / de) 鐵應用中特定的(de)功能定制。

(3)權限管理分明：系統在(zài)以(yǐ)太網上(shàng)架構一(yī / yì ／yí)台權限服務器，所有的(de)網絡控制信号通過權限服務器判别主控設備對受控設備權 限級别，通過這(zhè)種方式可以(yǐ)精确到(dào)系統中任意一(yī / yì ／yí)個(gè)受控設備的(de)權限，從而(ér)實現不(bù)同主控(如車控室、警務室、維修機房等)在(zài)控制 同一(yī / yì ／yí)監控設備時(shí)的(de)級别高低。

(4)系統擴展方便：如果在(zài)現在(zài)的(de)系統中增加新站點(如：軌道(dào)延長)，隻需在(zài)現有系統中增加一(yī / yì ／yí)個(gè)獨立的(de)分站監控，分配一(yī / yì ／yí)個(gè) 新的(de)IP 地(dì / de)址即可實現，可以(yǐ)在(zài)不(bù)改動系統任何設置的(de)情況下，方便的(de)擴展新的(de)站點。

(5)易于(yú)系統集成：統一(yī / yì ／yí)的(de)網絡控制管理模式讓集成可以(yǐ)在(zài)網絡内的(de)任意一(yī / yì ／yí)個(gè)節點上(shàng)實現，所有的(de)軟件功能性開發基于(yú)以(yǐ)太 網來(lái)進行，一(yī / yì ／yí)台PC+一(yī / yì ／yí)套集成軟件可以(yǐ)集中管理系統中的(de)所有設備。

(6)系統網絡校時(shí)功能：爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)保障列車運行安全、高效，軌道(dào)交通控制對系統時(shí)間要(yào / yāo)求很高，這(zhè)跟傳統視頻監控系統有較區 别。爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)保證所有站點視頻系統的(de)顯示時(shí)間完全同步，時(shí)鍾發生器每分鍾向每個(gè)矩陣分送命令進行同步時(shí)間設置，以(yǐ)保證整個(gè) 地(dì / de)鐵視頻監控系統中的(de)各設備時(shí)間同步。

2、視頻丢失轉發、報警轉發
各站點矩陣系統可以(yǐ)接收各報警器的(de)報警信息（如消防、防盜等）和(hé / huò)所有的(de)視頻丢失報警信息，并通過矩陣之(zhī)間聯網将信 息轉發給中心管理服務器。中心管理服務器收到(dào)報警信息後，可以(yǐ)彈出(chū)報警信息窗口，響起報警鈴聲，報警燈閃爍等。全網視 頻和(hé / huò)報警集成不(bù)需借助别的(de)設備，簡單可靠。

五、結語
軌道(dào)交通是(shì)城市公共交通主動脈，在(zài)南京每天都有數十萬人(rén)流乘坐地(dì / de)鐵，地(dì / de)鐵的(de)安保工作關系到(dào)城市人(rén)民的(de)生命财産安全， 對城市經濟建設也(yě)有較大(dà)影響。在(zài)南京地(dì / de)鐵視頻監控系統中，微小宝矩陣系統把矩陣聯網，視頻丢失轉發，報警轉發，權限判 别，校時(shí)等功能通過一(yī / yì ／yí)根網絡線全部實現，使得空間距離幾十公裏的(de)監控系統真正統一(yī / yì ／yí)到(dào)了(le／liǎo)一(yī / yì ／yí)體。南京地(dì / de)鐵已運營的(de)1 号線和(hé / huò) 在(zài)建2 号線，均采用微小宝視頻監控系統，主要(yào / yāo)設備包括：約70 套聯網矩陣，900 多台快球，360 多台攝像機和(hé / huò)160 多台控制 鍵盤。