軌道交通視頻監控現狀及標準化發(fā)展趨勢

　　軌道交通視頻監控現狀

　　國內城市軌道交通建設在過(guò)去十年內已經(jīng)全面從一線(xiàn)城市往二線(xiàn)城市普及，不僅北上廣深的城市軌道交通運營(yíng)里程超過(guò)了1500公里，所有的東部省會(huì )城市都已建成了地鐵，更有幾十個(gè)東部地級市和西部省會(huì )城市規劃和在建城市軌道線(xiàn)路，預計到2020年，將新建成70余條軌道線(xiàn)路，屆時(shí)全國的軌道交通總線(xiàn)路超過(guò)100條，運營(yíng)里程超過(guò)10000公里。

　　城市軌道交通中的視頻監控系統是運營(yíng)和治安的重要保障系統，近年來(lái)呈現出新的特點(diǎn)。

　　·系統呈現高清數字化的趨勢。從國內第一條地鐵運營(yíng)至今，視頻監控技術(shù)走過(guò)了三個(gè)發(fā)展周期：從模擬聯(lián)網(wǎng)，發(fā)展到基于DVR的數字聯(lián)網(wǎng)，以及今日的全數字聯(lián)網(wǎng)。很多城市的軌道交通更是直接就從數字高清起步，數字化的優(yōu)勢體現在整體的系統高干擾性、聯(lián)網(wǎng)便利性、接口的開(kāi)放性，高清的優(yōu)勢則體現在更多的細節和信息為可視化管理提供了極大的可能性和想象空間。更重要的是，IP攝像機和網(wǎng)絡(luò )存儲設備的價(jià)格下降之快，也很大程度上消除了業(yè)主的顧慮;

　　·視頻監控系統按業(yè)務(wù)分為運營(yíng)和治安兩個(gè)主要垂直系統，也就是CCTV要滿(mǎn)足地鐵運營(yíng)的需要和公安對于地鐵車(chē)站、地鐵車(chē)廂的治安環(huán)境的保障需要。對于這種業(yè)務(wù)的垂直劃分，不同的城市有不同的做法，主要是統一建設、分開(kāi)使用的建設模式和分別建設、資源共享兩種模式;

　　·視頻監控和軌道交通綜合管理系統的融合。和早期模擬系統不同的是，基于數字網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的視頻監控系統，可以和其他計算機軟件業(yè)務(wù)平臺基于通訊協(xié)議做數據的交換和業(yè)務(wù)的整合，因此，在某些城市的軌道交通系統中，CCTV的系統是作為綜合監控系統(ISCS)的一個(gè)組成模塊而存在的，CCTV向ISCS的其他系統如SCADA、環(huán)控、屏蔽門(mén)、消防、安防等提供基礎的視頻資源，而不設立獨立的監控終端?？梢灶A計的是，隨著(zhù)智能技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)業(yè)務(wù)系統對于視頻的使用會(huì )更加普遍，這種系統級的融合會(huì )更加常見(jiàn);

　　·城市軌道交通的CCTV系統將納入到社會(huì )面的監控體系中。目前，視頻監控技術(shù)不僅成為平安城市、智慧城市的一個(gè)基本需求，城市軌道體系也是城市的生命線(xiàn)，因此，軌道交通一定會(huì )成為城市視頻監控體系的一個(gè)重要組成部分，這就給我們提出了一個(gè)技術(shù)問(wèn)題：軌道交通的CCTV體系，將來(lái)是否能夠適應納入社會(huì )監控體系的要求?

　　·城市軌道交通的體系建設要求。從第一代城軌運營(yíng)至今，技術(shù)體系在不斷演化，管理體制也在發(fā)生很大的變革，現在，城市級的軌道運營(yíng)中心、交通管理中心、應急指揮中心要求把不同的軌道線(xiàn)路作為一個(gè)整體進(jìn)行管理，這就要求不同的軌道線(xiàn)路不管建設年限如何，要考慮對整體系統的融合性，而不至于造成一線(xiàn)一制，煙囪式地進(jìn)行系統整合。

　　本文主要就最后兩個(gè)發(fā)展趨勢，探討城市軌道交通視頻監控的標準化選擇問(wèn)題。

　　視頻監控聯(lián)網(wǎng)標準化趨勢數字化視頻監控不斷的發(fā)展歷程，也是相應的標準不斷推出和完善的歷程，但是和廣播電視系統相比，數字化監控系統雖然同樣也關(guān)注音視頻壓縮、傳輸的標準，并且兩者還共享一些技術(shù)成果，但是對于視頻監控來(lái)說(shuō)，大規模的聯(lián)網(wǎng)要求提出來(lái)的對聯(lián)網(wǎng)控制協(xié)議的標準則還是近年才出現的事情。以下從三個(gè)方面簡(jiǎn)要說(shuō)明，視頻監控聯(lián)網(wǎng)控制所涉及的標準化工作。

　　視音頻編解碼標準

　　視音頻編解碼標準是所有視頻信息最基本的“描述語(yǔ)言”，沒(méi)有統一的語(yǔ)言，就需要層層翻譯，對各種語(yǔ)言的長(cháng)期維護，尤其是早期非規范的語(yǔ)言，是非常困難而難以持續的。從軌道交通發(fā)展至今在視音頻編解碼標準上，歷經(jīng)了MPEGII、MPEGIV、H.264幾個(gè)階段，不僅如此，由于對傳輸和封裝標準缺乏早期規范，經(jīng)常發(fā)生線(xiàn)路之間不能互編互解的局面，管理各線(xiàn)的運營(yíng)中心必須堆砌很多設備，才能接入各條線(xiàn)路，給系統運維帶來(lái)很大困擾。

　　H.264已經(jīng)推出近十年，是目前應用最廣泛、最先進(jìn)的視頻編碼技術(shù)(2013年3月H.265正式頒布，但對于大規模商用來(lái)說(shuō)，估計還要3-5年的時(shí)間)，在同樣的圖像質(zhì)量前提下，其碼流不及MPEG-4一半，可以大量節省存儲空間及帶寬占用，這點(diǎn)對于有大量視頻傳輸及存儲需求的網(wǎng)絡(luò )化視頻監控系統是至關(guān)重要的。

　　H.264標準從編碼器處理和質(zhì)量方面規定baseline、main和High等多個(gè)profile，同時(shí)在H.264具體算法中包含了眾多的可選項。因此，根據軌道交通對視頻質(zhì)量的要求以及兼容性實(shí)施角度，可以靈活選擇規定具體的profile和level等級，以及對編碼和解碼過(guò)程中的具體參數規定，滿(mǎn)足不同場(chǎng)景下的不同需求，例如，可以選擇高壓縮比的HighProfile碼流進(jìn)行錄像存儲，保證對細節的捕獲，而選擇低延時(shí)的ConstrainedBaseline滿(mǎn)足低延時(shí)的實(shí)時(shí)瀏覽要求。

　　由于H.264發(fā)展已經(jīng)比較成熟，相比較SVAC、AVS等標準得到了更多的廠(chǎng)商支持，因此，在國際、國內得到了眾多標準化聯(lián)盟組織的選擇，具有強大的生命力。而且從目前的實(shí)踐來(lái)看，H.264的實(shí)現趨于規范，不同廠(chǎng)商的互操作有比較好的保證。

　　綜合以上因素，我們認為軌道交通應該選擇H.264作為視頻編碼的基礎編碼框架，并在此基礎上，完善信令、傳輸、文件封裝的相關(guān)標準。

　　系統控制協(xié)議

　　隨著(zhù)安防行業(yè)不斷向網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展的趨勢，對于不同廠(chǎng)商的IP安防設備缺乏一個(gè)互相通信的標準。2008年9月，由?？低?、AXIS、BOSCH、SONY等公司聯(lián)合發(fā)起成立了ONVIF的研究小組，逐漸形成了大批主要廠(chǎng)商參與的國際性標準化組織，并已推出ONVIF2.2版規范。此外還有Cisco、Honeywell等60余家廠(chǎng)商發(fā)起的PSIA組織。

　　ONVIF標準為網(wǎng)絡(luò )視頻設備之間的信息交換定義通用協(xié)議，包括裝置搜尋、實(shí)時(shí)視頻、音頻、元數據和控制信息等。網(wǎng)絡(luò )視頻產(chǎn)品可以提供多種可能性，使終端用戶(hù)、集成商、顧問(wèn)和生產(chǎn)廠(chǎng)商能夠更靈活和開(kāi)放地進(jìn)行功能擴展，而且利用面向服務(wù)的接口技術(shù)，降低系統管理成本，獲得高性?xún)r(jià)比、更靈活的解決方案、市場(chǎng)擴張的機會(huì )以及更低的風(fēng)險。

　　ONVIF目前已經(jīng)得到了主流視頻設備廠(chǎng)商的普遍支持，越來(lái)越成為前端設備、存儲設備、后端設備的事實(shí)接口標準，同時(shí)，基于廠(chǎng)商自有技術(shù)的SDK接入方式，將越來(lái)越受到用戶(hù)的抵觸。

　　但是，ONVIF的缺點(diǎn)也比較明顯，由于ONVIF更關(guān)注的是設備之間的接口和管理，不太關(guān)注系統之間的管理和接口，對于國內的多層級系統管理、權限分配、錄像調用等功能沒(méi)有很好的解決方案。

　　國內視頻監控標準的發(fā)展狀況國內視頻監控系統的標準化相對滯后，尤其對數字視頻監控的聯(lián)網(wǎng)控制，缺乏全國性的標準。

　　從發(fā)展歷程上來(lái)看，首先是地方性的標準制定，并從關(guān)注視頻圖像質(zhì)量、關(guān)鍵點(diǎn)位的覆蓋、強制功能的規定，逐漸發(fā)展到規定整體結構、關(guān)注系統級聯(lián)網(wǎng)標準。

　　2012年6月1日，《安全防范視頻監控聯(lián)網(wǎng)系統信息傳輸交換控制技術(shù)要求》(GB/T28181-2011)正式頒布實(shí)施，可以說(shuō)，GB/T28181在GA/T669.1—2008系列標準的基礎上，規劃了一個(gè)可以推廣到全國規模的行業(yè)性聯(lián)網(wǎng)體系，對聯(lián)網(wǎng)控制協(xié)議和體系架構做了比較細致的描述，有比較強的操作性。但是，28181相比669系列標準做了簡(jiǎn)化，相信需要一定的后續標準加以描述。對于軌道交通視頻監控系統，是否可采用ONVIF或GB28181的相關(guān)內容來(lái)實(shí)現軌道交通視頻監控系統中網(wǎng)絡(luò )視頻設備之間通信接口以及系統之間協(xié)議的標準化?我們發(fā)現，依靠單一標準無(wú)法有效地適應軌道交通業(yè)務(wù)的多樣性，而必須采取獨特的標準化體系結構。