安防視頻監控技術(shù)在地鐵的應用分析

　　世人皆知地鐵造價(jià)不菲，但這絲毫不影響地鐵在中國的“大躍進(jìn)”式發(fā)展，現在沒(méi)個(gè)地鐵都不好意思說(shuō)自己是現代化城市。2012年，全國29個(gè)城市為未來(lái)6~8年的發(fā)展，規劃了2710公里的軌道交通，總斥資近1萬(wàn)億元，在各地紛紛上馬地鐵項目的同時(shí)，隨之而來(lái)的是頻頻發(fā)生的地鐵故障和事故，這給高速發(fā)展的中國地鐵敲響了警鐘。對此，相關(guān)安防系統的完善也逐漸被提上了議事日程，由模擬轉向IP高清的轉換之路也緩緩開(kāi)啟。

　　幽暗空間悲劇頻發(fā)

　　真實(shí)的地鐵脫軌筆者沒(méi)見(jiàn)過(guò)，不過(guò)電影里的地鐵脫軌簡(jiǎn)直就像翻車(chē)一樣稀松平常，并營(yíng)造出血腥慘烈的即視感，雖然“幾節車(chē)廂的摧毀能力接近八級地震，沖出地面的煙塵接近世貿中心倒塌”的場(chǎng)景有夸張之嫌，但也八九不離十了?？梢?jiàn)，除了恐怖分子，好萊塢也是挺喜歡去地鐵里搞點(diǎn)事然后拿出來(lái)嚇唬嚇唬觀(guān)眾的。

　　密閉的地下空間、大密度的人流同樣吸引了大批的恐怖主義愛(ài)好者前來(lái)踩點(diǎn)，沙林毒氣、炸彈襲擊、人為縱火，“低回報，高產(chǎn)出”，使得世界各地的恐怖組織將地鐵作為恐怖襲擊的首選。在倫敦、馬德里、莫斯科等地就多次發(fā)生地鐵大爆炸，造成大量的人員和財產(chǎn)損失。

　　地鐵作為現代化的城市交通工具，已有一百多年的歷史，具有車(chē)輛運行速度快、車(chē)次多、旅客運送量大、方便舒適等特點(diǎn)。但地鐵運營(yíng)于狹小封閉的地下空間內，狹窄的出入通道、極度密集的人流，使得安全事故也隨之相伴而生：地鐵塌方、地鐵出軌、信號故障、隧道漏水、扶梯逆行……任何“事故”在地鐵這個(gè)幽暗封閉的環(huán)境下都會(huì )被上升為“災難”，故地鐵安防應該提升到一個(gè)戰略的角度去思考。

　　地鐵特殊需求分析

　　地鐵視頻圖像系統不同于其他行業(yè)的安防系統，要求有更高的可靠性和穩定性，需要從多個(gè)方面進(jìn)行思考。

　　·信息共享：地鐵視頻監控系統一直有運營(yíng)業(yè)務(wù)和安防兩方面的需求，由于關(guān)注的內容不同，管理要求也不同。以往，通常是建立兩套獨立的系統，相互不干擾，獨立管理。但同時(shí)運營(yíng)和公安又要做到多部門(mén)監管和信息共享，待發(fā)生重大事故時(shí)，公安等部門(mén)可第一時(shí)間進(jìn)行協(xié)同指揮。

　　·防震防磁防塵：地鐵對監控設備的環(huán)境要求要遠遠高于其他行業(yè)，因為車(chē)輛的運行導致車(chē)站內的監控攝像機震動(dòng)得非常嚴重，所以要求攝像機的抗震動(dòng)能力要非常強。并且由于地鐵的強電磁場(chǎng)對監控設備的要求也極其苛刻。而且還要注意到注意防塵，因為列車(chē)運行時(shí)的粉塵將會(huì )影響設備的正常工作

　　·冗余設計：包括平臺冗余設計、網(wǎng)絡(luò )冗余設計、存儲系統的冗余設計等多個(gè)方面，確保系統在任何情況下都可能發(fā)揮其應有作用。

　　·可靠性：地鐵線(xiàn)路長(cháng)，車(chē)站多，安防子系統也多，不但需要高度集成，對承載網(wǎng)絡(luò )、設備的可靠性也有著(zhù)很高的要求。

　　·擴容性：由于地鐵線(xiàn)路大都會(huì )有支線(xiàn)延長(cháng)、線(xiàn)路調整等，所以，需要安防產(chǎn)品做到擴容簡(jiǎn)單，才能有利于更方便的部署。

　　集成化平臺乃重中之重

　　由于地鐵運行的特殊性，現階段安防系統的建設在多數地鐵里分屬兩大系統：門(mén)禁管理和報警屬于綜合監控，視頻監控屬于通信系統，兩者都基于網(wǎng)絡(luò )實(shí)現功能集成，統一管理，這便要求安防系統也必須提供相應的網(wǎng)絡(luò )解決方案。在地鐵視頻監控系統實(shí)現數字化和網(wǎng)絡(luò )化以后，對于整個(gè)系統來(lái)說(shuō)，視頻管理平臺的性能決定了整個(gè)系統的運行能力和實(shí)施效果。因此一個(gè)功能完備、穩定可靠的管理平臺對整個(gè)系統來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。目前的各線(xiàn)有各自獨立的控制中心，各線(xiàn)之間實(shí)行單獨運營(yíng)、單獨管理。而隨著(zhù)城市軌道交通的發(fā)展，軌道交通必將形成一個(gè)完整的交通網(wǎng)，需要一個(gè)統一的調度和控制中心來(lái)對整個(gè)軌道交通網(wǎng)進(jìn)行統籌運營(yíng)、統籌治理。而對于地鐵視頻監控系統，也需要一個(gè)統一的網(wǎng)絡(luò )視頻管理平臺，能夠實(shí)現對各條線(xiàn)路的視頻監控系統進(jìn)行統一的管理。由于每條線(xiàn)單獨監控就存在采用的監控設備品牌不統一，編解碼格式不統一，平臺不兼容的問(wèn)題，這也需要建立一個(gè)能支持多種編碼格式，具有開(kāi)放接口，具有良好兼容性的視頻管理平臺。同時(shí)，地鐵視頻網(wǎng)絡(luò )化管理中，實(shí)現所有的CCTV系統設備由監控中心進(jìn)行統一的管理，由網(wǎng)管終端統一進(jìn)行配置是非常有效的維護手段，能夠直觀(guān)地通過(guò)地鐵CCTV系統管理服務(wù)器對所有的CCTV設備進(jìn)行遠程配置，監控設備的運行狀態(tài)，包括設備的工作溫度、電流、電壓、電路的通斷、通道的占用情況，報警信息等。

　　所謂的大安防集成系統，多指以一套平臺為核心，將視頻、門(mén)禁、報警以及其他子系統通過(guò)一個(gè)統一的大平臺軟件進(jìn)行管理，可在第一時(shí)間掌握各系統的信息，并進(jìn)行互聯(lián)互通。在以往的地鐵領(lǐng)域，安防系統各自單一，獨立運行，各系統僅通過(guò)開(kāi)放的接口進(jìn)行硬件間的共享，不能有效地發(fā)揮出集成的優(yōu)勢。對此泰科集成安防Proximex聯(lián)合創(chuàng )始人及首席技術(shù)官KenPrayoonCheng表示了自己的憂(yōu)慮：“由于視頻和報警、門(mén)禁分屬不同的系統，盡管在各自的大系統內集成度相對較高，但基于視頻、門(mén)禁和報警之間的安防集成聯(lián)動(dòng)則顯得有些薄弱，不能充分發(fā)揮安防集成的優(yōu)勢和工作效率，而效率低下的安防系統所帶來(lái)的潛在風(fēng)險應引起警覺(jué)。另外，地鐵不同線(xiàn)路之間的安防信息離散所形成的安防孤島問(wèn)題也將成為一個(gè)隱患。再加上隨著(zhù)中國城市地鐵線(xiàn)路的改造、擴建、新建工程的增多，新舊系統間的融合、投資成本浪費等問(wèn)題也逐漸浮出水面。”但隨著(zhù)地鐵需求的進(jìn)一步深化和提高、技術(shù)的發(fā)展、以及廠(chǎng)家對地鐵安防需求的進(jìn)一步了解，這個(gè)局面將會(huì )越來(lái)越樂(lè )觀(guān)，相信完全的協(xié)作的局面將很快到來(lái)。

　　實(shí)際上，與地鐵安防相關(guān)的系統不只是視頻、門(mén)禁和報警，像設備監控系統、消防報警系統、數據傳輸平臺和信息播報系統等相關(guān)系統都應是地鐵智能化（弱電）系統的一部分。隨著(zhù)用戶(hù)對安防的日益重視，整體安防系統的集成已經(jīng)成為一個(gè)趨勢，在一些地鐵項目中也得到應用。并且，正是由于地鐵安防系統集成涉及眾多子系統，因此，只有在各系統協(xié)調的情況下，進(jìn)行深度集成，才能滿(mǎn)足軌道交通發(fā)展對安防系統的要求。與此同時(shí)，地鐵安防系統固然在朝開(kāi)放和集成化發(fā)展，但其可能是不同廠(chǎng)家提供的產(chǎn)品來(lái)組成系統，這需要各廠(chǎng)家的產(chǎn)品通過(guò)統一的接口來(lái)實(shí)現各產(chǎn)品之間的對接，完成各系統的集成，因此產(chǎn)品的開(kāi)放性和兼容性很重要。相信，待到各系統真正解決了系統兼容和協(xié)議問(wèn)題，系統真正集成的時(shí)代會(huì )加快到來(lái)。

　　高清監控仍是大頭

　　地鐵安防主要包括視頻監控系統、門(mén)禁系統、防盜報警系統和智能視頻分析。而視頻監控系統是核心部分，占到了70%～80%。同時(shí)，對于軌道交通而言，采用高清監控實(shí)現更精確、更高效視頻應用，顯然是非常迫切的。這不僅僅是要實(shí)現高清的實(shí)時(shí)監控與錄像存儲，同時(shí)也是智能監控的需求。圖像越清晰，智能分析的準確性以及效率也就越高。當然，要部署高清監控，必須基于網(wǎng)絡(luò )化架構。所以當視頻監控的安裝位置涉及全線(xiàn)車(chē)站、車(chē)輛段、列車(chē)內、停車(chē)場(chǎng)、主變電所、管理用房、出入口、票務(wù)室、銀行等各個(gè)環(huán)節，要實(shí)現這些監控點(diǎn)的靈活部署，并很便捷地接入控制中心，網(wǎng)絡(luò )化是最佳的方案。

　　軌道交通將有可能因為國家投資政策的傾斜而率先成為高清監控的第一個(gè)普及應用市場(chǎng)。

　　由于網(wǎng)絡(luò )監控的普及，視頻監控的高清化趨勢非常明顯，而且目前已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應用。與傳統D1格式相比，高清能夠提供明顯改善的視頻清晰度、視頻流暢度和視頻圖像的有效性。以目前安防應用較高等級的1080P為例，其分辨率為1920×1080，圖像清晰度是CIF視頻的20倍，是D1視頻的5倍，而且1080P的幀率可以達到60幀/秒或60場(chǎng)/秒，其流暢度是D1和CIF的2倍以上。

　　公安部第三研究所安全防范技術(shù)部副研究員何偉表示：“高清系統則對系統提出了更高的要求，僅僅攝像機高清是不行的，還要求傳輸系統和存儲設備都要滿(mǎn)足高清的帶寬要求，顯示設備也要達到高清的指標，一個(gè)環(huán)節不能滿(mǎn)足要求，就不能達到高清的要求。

　　智能視頻分析：只聞其香，少見(jiàn)其物

　　隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，地鐵安防系統對智能化的要求也在不斷提高，希望把之前的被動(dòng)安防逐漸轉變?yōu)橹鲃?dòng)安防，從而大大降低對人員及其工作強度的需求，當前，地鐵安全管理已從被動(dòng)事后補救型發(fā)展為比較主動(dòng)的預見(jiàn)性安全管理，通過(guò)智能視頻分析技術(shù)實(shí)現預警、預防。

　　據相關(guān)實(shí)驗結果表明，在盯著(zhù)視頻畫(huà)面22分鐘之后，人眼將對視頻畫(huà)面里95%以上的活動(dòng)信息視而不見(jiàn)。因此，傳統視頻監控一直面臨兩個(gè)難題：一是軌道交通監控點(diǎn)眾多，客流量大，情況非常復雜，僅僅依靠人力很難對各種突發(fā)情況作出及時(shí)和正確的反應，這導致大量視頻監控系統只通過(guò)錄像存儲起到了事后取證的作用;二是當事件發(fā)生后進(jìn)行調查取證時(shí)，難以快速準確地在海量存儲視頻中搜尋出相關(guān)事件信息，其需要耗費大量時(shí)間和精力。

　　現階段地鐵安防建設基本上都提出了對智能視頻分析的需求，但在大范圍的應用并不多，主要原因是：很多智能視頻分析功能對應用環(huán)境有著(zhù)較高的要求，而且誤報率通常達不到實(shí)際應用的需求。“智能技術(shù)的應用距我國軌道交通的實(shí)際應用還有一定距離，有的還有很長(cháng)的距離，如：人臉識別、滯留物的檢測報警等，如何面對大型和特大型城市高密度人流實(shí)現智能視頻技術(shù)，是從業(yè)單位需要解決的問(wèn)題。”公安部第三研究所安全防范技術(shù)部副研究員何偉對此表示了深切的擔憂(yōu)。

　　不過(guò)從目前來(lái)看，智能視頻分析的一些技術(shù)已經(jīng)可以在實(shí)際中進(jìn)行應用，例如，針對攝像機狀態(tài)進(jìn)行智能檢測的功能，攝像機黑幀檢測、攝像機過(guò)度曝光、鏡頭遮擋、圖像模糊、攝像機移位等，這些技術(shù)相對成熟，多數情況下能夠取得比較滿(mǎn)意的效果。除此之外，諸如車(chē)站人流量定性檢測、人員越線(xiàn)檢測等一些較復雜的功能，其本身也符合地鐵的管理需求，結合現場(chǎng)情況也可取得相應的智能化檢測效果，只是相對復雜一些，應用應更謹慎和嚴密。將智能視頻分析技術(shù)運用到地鐵安防系統中，同時(shí)結合視頻管理平臺的應用，可極大地提高安防系統的智能化程度。

　　地鐵安防升級改造仍是鏡花水月

　　目前新建的地鐵，很多已經(jīng)開(kāi)始使用高清攝像機，但是地鐵原有標清視頻監控系統改造進(jìn)度還是比較慢的。對于一些建設軌道交通較早的城市，已經(jīng)或正在對安防系統進(jìn)行改造。由于這些線(xiàn)路均為正常運營(yíng)的線(xiàn)路，既有系統不能停止運行，因此，這些改造也僅涉及設備的更換，前端設備的增加，并沒(méi)有對系統進(jìn)行根本性的改造。同時(shí)，改造的經(jīng)費也是非常巨大的。要進(jìn)行比較徹底的改造，一方面要解決經(jīng)費的問(wèn)題，另一方面，還要解決技術(shù)問(wèn)題，即如何在不影響系統正常運行的前提下，盡可能利用已經(jīng)敷設的電纜，采用最新的、最合理的技術(shù)，對系統進(jìn)行升級改造。“政策上，需要政府引導產(chǎn)業(yè)布局，加大對地鐵安防的投入;技術(shù)上，需要進(jìn)一步攻關(guān)識別、探測等技術(shù);產(chǎn)品上，需要更多的體現穩定性、兼容性。”蘇州科達科技股份有限公司產(chǎn)品推廣經(jīng)理張飛飛對此頗有見(jiàn)解。

　　杭州?？低晹底旨夹g(shù)股份有限公司智能交通事業(yè)部行業(yè)經(jīng)理任鈞表示：“如果改造使用高清攝像機，必會(huì )帶來(lái)很多問(wèn)題，如高清視頻傳輸、大容量存儲、高清功能應用等，都是原有系統無(wú)法滿(mǎn)足的。相對標清而言，高清視頻改造需要更大的財力投入，也就需要政府的更多支持。安防行業(yè)解決方案提供商需要做出優(yōu)化的方案，深入地鐵行業(yè)發(fā)展需要，推進(jìn)地鐵安防系統改造，為整個(gè)地鐵行業(yè)的穩定發(fā)展作出貢獻。

　　結語(yǔ)

　　地鐵作為城市交通的動(dòng)脈，縮短了時(shí)間與空間的距離，成為許多大城市緩解交通擁堵的重要交通工具。近年來(lái)，地鐵綜合安防系統需求旺盛，大大推動(dòng)了其在國內的發(fā)展。但我們注意到，地鐵安防建設在新技術(shù)的應用上仍有些“保守”，對于日益嚴峻的安全形勢，“以不變應萬(wàn)變”是愚昧的！安全建設沒(méi)有終點(diǎn)！地鐵綜合安防系統建設如何能控制投資成本、使之節能并對全系統運營(yíng)維護管理更加行之有效和全方位提升地鐵服務(wù)質(zhì)量，都將值得我們再去探索和深思。