城市軌道交通數字視頻監控系統的構成與發展

2008年11月19日14:35:19 《電氣化鐵道》我要評論(2)字號：T | T | T

摘要：城市軌道交通數字視頻監控系統由控制中心監視子系統、列車司機監視子系統和視頻傳輸部分構成。本文介紹了該系統的功能與發展，并對軌道交通視頻監控系統的組網提出建議。　

關鍵詞：軌道交通；視頻監控；構成；功能；發展　

1 前言

城市軌道交通視頻監控系統是行車組織和客運組織重要的輔助設備，是保證運輸安全、應對緊急事態的重要手段。目前可用于組網的系統有數字控制的模擬視頻監控和數字視頻監控。前者技術發展已經成熟，在工程中得到廣泛應用，但由于視頻監控系統中信息流的形態沒有變，仍為模擬的視頻信號，系統的網絡結構主要是一種單功能、單向、集總方式的信息采集網絡，介質專用的特點，具有一定的局限性，要滿足更高的要求，必須采用數字視頻監控系統。

2 系統的構成及功能

2.1 系統構成

數字視頻監控系統由控制中心監視子系統、車站監視子系統、列車司機監視子系統和視頻傳輸部分構成統一的數字視頻監控網絡，其系統構成示意圖如圖 1 所示。

2.1.1 控制中心監視子系統

控制中心監視子系統由數字監控主機、數字監控分機、高清晰度視頻編解碼器（Wavelet 編碼）和監視器組成。

數字監控主機完成對各車站高清晰視頻信號（Wavelet 編碼）的切換、攝像機的控制、高清晰度視頻錄像、普通視頻（MPEG-4 編碼）編解碼等功能。控制中心對車站攝像機有優先控制權。

數字監控分機可根據需要和設定的權限，完成對各車站攝像機普通視頻信號的切換、控制、錄像等。

視頻編解碼器是實現網絡化、數字化處理的重要設備，它完成模擬視頻監視信號的數字采集、影像壓縮、監控數據處理、報警信號的采集、網絡的Web 發布等功能。它可將前端的模擬信號同時處理成高清晰的實時數字圖像并發布到網絡系統中。

2.1.2 車站監視子系統

車站監視子系統由攝像機、車站數字監控主機、編解碼器（Wavelet 編碼）、顯示器等組成。

2.1.3 列車司機監視子系統

列車司機監視子系統有 2 種：一種是在上、下行的車首處安裝監視器，將車首、車尾攝像機攝取的圖像經視頻電纜送到監視器，顯示整列列車的車門狀況和乘客乘降情況。

另一種方式是在列車駕駛室安裝小型監視器及相應的無線接收裝置，在車站站臺上設無線發送裝置。當列車進、出站時，站臺上的無線發送裝置將一側站臺由車首、車尾攝像機攝取的兩路視頻信號合成一路后的圖像信號，通過無線傳輸，由列車上的無線接收裝置接收、放大、處理，并顯示在駕駛室內的監視器上，供司機監視使用。

2.1.4 傳輸子系統

（1）本地傳輸。在本車站范圍內控制信號可通過控制電纜傳輸；視頻信號通過視頻同軸電纜傳輸。

（2）遠距離傳輸。控制信號遠距離傳輸可采用傳輸系統提供的以太網傳輸通道，采用 TCP/IP協議。

普通清晰度的視頻信號（MPEG-4 編碼）的遠距離傳輸可以通過傳輸系統提供的以太網傳輸通道，采用 TCP/IP 協議。車站數字監控主機完成模擬視頻信號的 A/D 變換和數字壓縮、編碼后，再經傳輸系統提供的 TCP/IP 通道進行傳輸，在控制中心進行反向變換。

2.2 系統功能

該系統具有監視、圖像選擇、錄像、攝像范圍控制、字符疊加和遠程電源控制等功能。

2.2.1 監視功能

列車司機監視站臺旅客上、下車情況。

車站值班員監視本站站臺、站廳及自動扶梯、出入口情況。

中心調度員監視全線各車站情況。

2.2.2 圖像選擇功能

車站值班員可選擇本站任一攝像機的圖像在任一監視器上顯示，既可用各種時序自動循環切換，也可由操作人員手動切換。

控制中心各調度員可選擇全線任一攝像機的圖像在任一監視器上顯示，既可用各種時序自動循環切換，也可由操作人員手動切換。

2.2.3 錄像功能

中心調度員可對任何一路圖像信號進行錄像，錄像資料應便于日后檢索和查詢。

2.2.4 攝像范圍控制功能

控制中心各調度員和各車站值班員分別能夠在遠程和本地控制攝像機的云臺和鏡頭焦距，用以調整攝像機視場大小，并可設定優先級。

2.2.5 字符疊加功能

系統應能將攝像機的號碼和位置、攝像日期和時間等信息進行疊加，以便在監視器上顯示。

2.2.6 遠程電源控制功能

控制中心調度員應能控制各車站的攝像機、監視器的電源，列車停運后關閉，開始運營前開啟。3 主要技術特點

該系統的主要技術特點如下：

（1）數字信號在傳輸過程中通過再生技術和糾錯編碼技術使噪聲無法逐步積累，基本不產生噪聲，保持信噪比基本不變，收端圖像質量基本與發端一致，適合多環節、長距離傳輸。

（2）數字視頻設備輸入信號穩定可靠，能夠避免在模擬系統中非線性失真的影響，消除了 DG

（差分增益）和 DP（差分相位）失真引起的圖像畸變。

（3）便于計算機處理。由于對視頻圖像進行了數字化，所以可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。通過視頻分析，可以及時發現異常情況并進行聯動報警，從而實現無人值守。

（4）便于查找。在傳統的模擬監控系統中，當出現問題時需要花大量時間觀看錄像帶才能找到現場記錄；而在數字視頻監控系統中，利用計算機建立的索引，在幾分鐘內就能找到相應的現場記錄。

（5）數字技術與計算機配合，可以實現 CCTV數字設備的自動控制和操作。這對地鐵/輕軌CCTV系統實現自動化有著十分重要的意義。

（6）利用數字編碼方法，便于視頻的保密。

（7）系統易于管理和維護。數字視頻監控系統主要由電子設備組成，集成度高，視頻傳輸可利用有線或無線信道。這樣，整個系統是模塊化結構，體積小，易于安裝、使用和維護。

（8）數字視頻信號具有可擴展性、可分級性和可操作性，便于

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城市軌道交通數字視頻監控系統的構成與發展

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