主頁(yè)（http://www.130131.com）：IP高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理淺析

　　1.前言

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)是保證城市軌道交通行車(chē)組織和安全的重要手段，調(diào)度員和車(chē)站值班員利用它監(jiān)視列車(chē)運(yùn)行、客流情況、變電所設(shè)備室設(shè)備運(yùn)行情況，提高行車(chē)指揮透明度的輔助通信工具。當(dāng)車(chē)站發(fā)生災(zāi)情時(shí)，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)可作為防災(zāi)調(diào)度員指揮搶險(xiǎn)的指揮工具。地鐵高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架有IPC（網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)）+IPSAN存儲(chǔ)、HD-SDI高清攝像機(jī)+視頻編碼器+高清視頻矩陣+IPSAN存儲(chǔ)等模式，每種模式都有其特點(diǎn)，但適合今后地鐵運(yùn)營(yíng)管理和治安管理的實(shí)現(xiàn)比較容易視頻監(jiān)控模式是IPC+IPSAN模式性價(jià)比最好，下面將此模式進(jìn)行探討。

　　2.地鐵風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)與防護(hù)級(jí)別

　　風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估是城市軌道交通安全技術(shù)防范系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)之一，根據(jù)北京市2009年頒布《城市軌道交通安全防范技術(shù)要求》地方標(biāo)準(zhǔn)的表1-2重要部位安全技術(shù)防范設(shè)施配置表也可以看出，地鐵是高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，是恐怖分子襲擊的對(duì)象，高清視頻監(jiān)控非常適合，既能看清大場(chǎng)面又能看清細(xì)節(jié)，對(duì)事后分析會(huì)有很大幫助，IP高清視頻監(jiān)控組網(wǎng)簡(jiǎn)單，可靠性高。

　　現(xiàn)在安全防范高清視頻監(jiān)控借用我國(guó)廣播電視標(biāo)準(zhǔn)，高清分辨率為1920×1080像素，準(zhǔn)高清1280×720像素，1080P分辨率為1920×1080掃描線（逐行掃描方式），1080i分辨率為1920×1080掃描線（隔行掃描方式），720P分辨率為1280×720條掃描線（逐行掃描方式），標(biāo)清分辨率為720×576像素（D1分辨率），高清晰度電視（HDTV）的分辨率為1920×1080=207.36萬(wàn)像素，準(zhǔn)高清1280×720=92.16萬(wàn)像素，可以看出如果是100多萬(wàn)像素是準(zhǔn)高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，200多萬(wàn)像素是高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)內(nèi)置了數(shù)字化H.264壓縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng)，有的還內(nèi)置iSCSI支持功能，可直接將存儲(chǔ)碼流采用iSCSI封裝直接把碼流寫(xiě)入IPSAN。

　　能達(dá)到二百萬(wàn)像素的攝像機(jī)，配套以1080p分辨率的顯示設(shè)備及相應(yīng)的傳輸通道，就可以形成一套可稱之為高清的電視監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3.地鐵高清電視監(jiān)控架構(gòu)

　　3.1攝像機(jī)要求和布置原則：車(chē)站一般平均配置有60-80臺(tái)左右監(jiān)控?cái)z像機(jī)，公安甚至提出車(chē)站公共區(qū)域監(jiān)控全覆蓋，攝像機(jī)會(huì)安裝更多，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)要求：高清分辨率1920×1080P、準(zhǔn)高清分辨率1280×720P，SD/SDHC卡本地存儲(chǔ)，日夜功能，雙向語(yǔ)音。攝像機(jī)設(shè)置原則：看清目標(biāo)前提下室內(nèi)盡可能安裝半球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，與裝修環(huán)境能很好配合，好看，每側(cè)站臺(tái)配置4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)高清1080P固定槍型攝像機(jī)，每部自動(dòng)扶梯和樓梯配置1臺(tái)高清1080P（或準(zhǔn)高清720P）半球型攝像機(jī)，道閘、出入口、通道、綜合控制室等配置網(wǎng)絡(luò)高清1080P半球型攝像機(jī)，設(shè)備室、垂直電梯轎廂小范圍采用網(wǎng)絡(luò)高清720P半球型攝像機(jī)，站外配置1080P（720P）紅外固定槍型和球型攝像機(jī)，室內(nèi)公共區(qū)域配置1080P球型攝像機(jī)。公安要求一個(gè)人從進(jìn)入地鐵到出地鐵至少有3次正面清晰的五官和體貌特征監(jiān)控存儲(chǔ)圖像，便于追查嫌疑人，高清1080P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)無(wú)疑是最好的選擇，宏觀和微觀都能看清楚。

　　3.2站臺(tái)監(jiān)視器設(shè)置要求：在站臺(tái)上下行首列車(chē)司機(jī)觀察位置設(shè)置1臺(tái)46以上液晶1080P高清監(jiān)視器，與4路到高清解碼器配合顯示同一側(cè)4畫(huà)面合成站臺(tái)安全門(mén)監(jiān)控圖像，供司機(jī)觀察上下車(chē)人員和安全門(mén)狀況。

　　3.3車(chē)站綜合控制室監(jiān)視器設(shè)置要求：22液晶1080P高清監(jiān)視器，至少6臺(tái)液晶監(jiān)視器。有1臺(tái)以上監(jiān)控終端�，F(xiàn)在大部分地鐵視頻監(jiān)控設(shè)計(jì)對(duì)控制室設(shè)置監(jiān)視器多少重視不夠，慣性思維大部分設(shè)置1-2臺(tái)監(jiān)視器，地鐵人流大，對(duì)車(chē)站運(yùn)營(yíng)調(diào)度指揮需2臺(tái)46監(jiān)視器4畫(huà)面顯示上下行站臺(tái)安全門(mén)圖像，顯示無(wú)人值守自動(dòng)扶梯監(jiān)控圖像，顯示高峰人流瓶頸監(jiān)控圖像，至少6臺(tái)監(jiān)視器。

　　3.4車(chē)站公安值班室監(jiān)視器設(shè)置要求：22液晶1080P高清監(jiān)視器，至少4臺(tái)液晶監(jiān)視器，有1臺(tái)以上監(jiān)控終端。

　　3.5線路派出所監(jiān)視器設(shè)置要求：22（46）液晶1080P高清監(jiān)視器，至少12臺(tái)液晶監(jiān)視器，至少有2臺(tái)以上監(jiān)控終端。

　　網(wǎng)絡(luò)高清傳輸?shù)膽?yīng)用

　　3.6線路控制中心監(jiān)視器設(shè)置要求：50以上高清DLP屏（或46以上液晶1080P高清監(jiān)視器），至少12臺(tái)，當(dāng)然平時(shí)大屏最多用4塊屏顯示監(jiān)控圖像，其它顯示信號(hào)系統(tǒng)，至少有3臺(tái)以上監(jiān)控終端。

　　3.7每個(gè)車(chē)站視頻監(jiān)控系統(tǒng)和控制中心配置1套IPSAN存儲(chǔ)，雙控制器冗余保護(hù)，RAID5，磁盤(pán)熱備。RAID5是一種存儲(chǔ)性能、數(shù)據(jù)安全和存儲(chǔ)成本兼顧的存儲(chǔ)解決方案，通過(guò)奇偶校驗(yàn)信息提供冗余的存儲(chǔ)能力。它不對(duì)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對(duì)應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息存儲(chǔ)到組成RAID5的各個(gè)磁盤(pán)上，并且奇偶校驗(yàn)信息和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)于不同的磁盤(pán)上。當(dāng)RAID5的一個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)信息去恢復(fù)被損壞的數(shù)據(jù)�？刂浦行�1套IPSAN存儲(chǔ)作為系統(tǒng)冗余備份，當(dāng)車(chē)站1套IPSAN存儲(chǔ)發(fā)生故障，中心接管。車(chē)站設(shè)置流媒體存儲(chǔ)服務(wù)器，其功能是將視頻實(shí)時(shí)流進(jìn)行iSCSI封裝存入IPSAN，一般如果選擇流媒體存儲(chǔ)服務(wù)器：4核XeonCPU，2GB內(nèi)存，千兆網(wǎng)連接，IPSAN存儲(chǔ)設(shè)備：16TB硬盤(pán)，配置RAID5，千兆網(wǎng)連接，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)：H.2641080P編碼，RTP組播傳輸，8Mbps碼流帶寬，基本能保證50路8Mbps實(shí)時(shí)流進(jìn)行iSCSI封裝存入IPSAN。

　　3.8視頻采用H.264壓縮格式，視頻顯示和存儲(chǔ)碼流6Mbps。在同等圖像質(zhì)量下H.264編碼產(chǎn)生的碼流是MPEG-4的一半左右，從圖像質(zhì)量、占用傳輸通道的帶寬、存儲(chǔ)空間占用，選擇編碼格式H.264最好。6Mbps是高清顯示和存儲(chǔ)性價(jià)比好，是一種視頻碼流對(duì)顯示和存儲(chǔ)高清都兼顧到了，如果存儲(chǔ)和顯示是2種碼流，那么視頻編碼器采用雙編碼、交換機(jī)端口增加一倍，成本就要增加。

　　3.9網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備之間的信息交換協(xié)議采用ONVIF協(xié)議。進(jìn)入數(shù)字視頻和網(wǎng)絡(luò)視頻時(shí)代，視頻信號(hào)的互編互解、控制信令和信號(hào)之間的互聯(lián)困擾用戶和集成商，如廠商間前端設(shè)備（IPC/DVS）與后端設(shè)備（NVR媒體服務(wù)器）之間兼容性，編碼設(shè)備的互編互解，前端設(shè)備（IPC/DVS）、存儲(chǔ)設(shè)備與平臺(tái)的兼容性。ONVIF是由Axis、Bosch和Sony在2008年合作建立的面向全球的開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)視頻接口論壇，其目的是以公開(kāi)、開(kāi)放的原則共同制定開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，ONVIF核心規(guī)范1.0，這一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了網(wǎng)絡(luò)視頻設(shè)備之間的信息交換，定義了通用協(xié)議，便于不同廠家設(shè)備互聯(lián)互通。

　　4.網(wǎng)絡(luò)高清視頻傳輸