安防視頻監(jiān)控技術(shù)在地鐵的應(yīng)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(xiàn)在沒個(gè)地鐵都不好意思說自己是現(xiàn)代化城市。2012年，全國29個(gè)城市為未來6~8年的發(fā)展，規(guī)劃了2710公里的軌道交通，總斥資近1萬億元，在各地紛紛上馬地鐵項(xiàng)目的同時(shí)，隨之而來的是頻頻發(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(duì)此，相關(guān)安防系統(tǒng)的完善也逐漸被提上了議事日程，由模擬轉(zhuǎn)向IP高清的轉(zhuǎn)換之路也緩緩開啟。

　　幽暗空間悲劇頻發(fā)

　　真實(shí)的地鐵脫軌筆者沒見過，不過電影里的地鐵脫軌簡直就像翻車一樣稀松平常，并營造出血腥慘烈的即視感，雖然“幾節(jié)車廂的摧毀能力接近八級(jí)地震，沖出地面的煙塵接近世貿(mào)中心倒塌”的場(chǎng)景有夸張之嫌，但也八九不離十了。可見，除了恐怖分子，好萊塢也是挺喜歡去地鐵里搞點(diǎn)事然后拿出來嚇唬嚇唬觀眾的。

　　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好者前來踩點(diǎn)，沙林毒氣、炸彈襲擊、人為縱火，“低回報(bào)，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(cái)產(chǎn)損失。

　　地鐵作為現(xiàn)代化的城市交通工具，已有一百多年的歷史，具有車輛運(yùn)行速度快、車次多、旅客運(yùn)送量大、方便舒適等特點(diǎn)。但地鐵運(yùn)營于狹小封閉的地下空間內(nèi)，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(hào)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(zāi)難”，故地鐵安防應(yīng)該提升到一個(gè)戰(zhàn)略的角度去思考。

　　地鐵特殊需求分析

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

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

　　·防震防磁防塵：地鐵對(duì)監(jiān)控設(shè)備的環(huán)境要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他行業(yè)，因?yàn)檐囕v的運(yùn)行導(dǎo)致車站內(nèi)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)震動(dòng)得非常嚴(yán)重，所以要求攝像機(jī)的抗震動(dòng)能力要非常強(qiáng)。并且由于地鐵的強(qiáng)電磁場(chǎng)對(duì)監(jiān)控設(shè)備的要求也極其苛刻。而且還要注意到注意防塵，因?yàn)榱熊囘\(yùn)行時(shí)的粉塵將會(huì)影響設(shè)備的正常工作

　　·冗余設(shè)計(jì)：包括平臺(tái)冗余設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)冗余設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)等多個(gè)方面，確保系統(tǒng)在任何情況下都可能發(fā)揮其應(yīng)有作用。

　　·可靠性：地鐵線路長，車站多，安防子系統(tǒng)也多，不但需要高度集成，對(duì)承載網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的可靠性也有著很高的要求。

　　·擴(kuò)容性：由于地鐵線路大都會(huì)有支線延長、線路調(diào)整等，所以，需要安防產(chǎn)品做到擴(kuò)容簡單，才能有利于更方便的部署。

　　集成化平臺(tái)乃重中之重

　　由于地鐵運(yùn)行的特殊性，現(xiàn)階段安防系統(tǒng)的建設(shè)在多數(shù)地鐵里分屬兩大系統(tǒng)：門禁管理和報(bào)警屬于綜合監(jiān)控，視頻監(jiān)控屬于通信系統(tǒng)，兩者都基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)功能集成，統(tǒng)一管理，這便要求安防系統(tǒng)也必須提供相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)解決方案。在地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化以后，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)來說，視頻管理平臺(tái)的性能決定了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行能力和實(shí)施效果。因此一個(gè)功能完備、穩(wěn)定可靠的管理平臺(tái)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來說至關(guān)重要。目前的各線有各自獨(dú)立的控制中心，各線之間實(shí)行單獨(dú)運(yùn)營、單獨(dú)管理。而隨著城市軌道交通的發(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(tǒng)一的調(diào)度和控制中心來對(duì)整個(gè)軌道交通網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)營、統(tǒng)籌治理。而對(duì)于地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)，也需要一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各條線路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的管理。由于每條線單獨(dú)監(jiān)控就存在采用的監(jiān)控設(shè)備品牌不統(tǒng)一，編解碼格式不統(tǒng)一，平臺(tái)不兼容的問題，這也需要建立一個(gè)能支持多種編碼格式，具有開放接口，具有良好兼容性的視頻管理平臺(tái)。同時(shí)，地鐵視頻網(wǎng)絡(luò)化管理中，實(shí)現(xiàn)所有的CCTV系統(tǒng)設(shè)備由監(jiān)控中心進(jìn)行統(tǒng)一的管理，由網(wǎng)管終端統(tǒng)一進(jìn)行配置是非常有效的維護(hù)手段，能夠直觀地通過地鐵CCTV系統(tǒng)管理服務(wù)器對(duì)所有的CCTV設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括設(shè)備的工作溫度、電流、電壓、電路的通斷、通道的占用情況，報(bào)警信息等。

　　所謂的大安防集成系統(tǒng)，多指以一套平臺(tái)為核心，將視頻、門禁、報(bào)警以及其他子系統(tǒng)通過一個(gè)統(tǒng)一的大平臺(tái)軟件進(jìn)行管理，可在第一時(shí)間掌握各系統(tǒng)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(tǒng)各自單一，獨(dú)立運(yùn)行，各系統(tǒng)僅通過開放的接口進(jìn)行硬件間的共享，不能有效地發(fā)揮出集成的優(yōu)勢(shì)。對(duì)此泰科集成安防Proximex聯(lián)合創(chuàng)始人及首席技術(shù)官KenPrayoonCheng表示了自己的憂慮：“由于視頻和報(bào)警、門禁分屬不同的系統(tǒng)，盡管在各自的大系統(tǒng)內(nèi)集成度相對(duì)較高，但基于視頻、門禁和報(bào)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(shì)和工作效率，而效率低下的安防系統(tǒng)所帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)引起警覺。另外，地鐵不同線路之間的安防信息離散所形成的安防孤島問題也將成為一個(gè)隱患。再加上隨著中國城市地鐵線路的改造、擴(kuò)建、新建工程的增多，新舊系統(tǒng)間的融合、投資成本浪費(fèi)等問題也逐漸浮出水面。”但隨著地鐵需求的進(jìn)一步深化和提高、技術(shù)的發(fā)展、以及廠家對(duì)地鐵安防需求的進(jìn)一步了解，這個(gè)局面將會(huì)越來越樂觀，相信完全的協(xié)作的局面將很快到來。

　　實(shí)際上，與地鐵安防相關(guān)的系統(tǒng)不只是視頻、門禁和報(bào)警，像設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、消防報(bào)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)和信息播報(bào)系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)都應(yīng)是地鐵智能化（弱電）系統(tǒng)的一部分。隨著用戶對(duì)安防的日益重視，整體安防系統(tǒng)的集成已經(jīng)成為一個(gè)趨勢(shì)，在一些地鐵項(xiàng)目中也得到應(yīng)用。并且，正是由于地鐵安防系統(tǒng)集成涉及眾多子系統(tǒng)，因此，只有在各系統(tǒng)協(xié)調(diào)的情況下，進(jìn)行深度集成，才能滿足軌道交通發(fā)展對(duì)安防系統(tǒng)的要求。與此同時(shí)，地鐵安防系統(tǒng)固然在朝開放和集成化發(fā)展，但其可能是不同廠家提供的產(chǎn)品來組成系統(tǒng)，這需要各廠家的產(chǎn)品通過統(tǒng)一的接口來實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)品之間的對(duì)接，完成各系統(tǒng)的集成，因此產(chǎn)品的開放性和兼容性很重要。相信，待到各系統(tǒng)真正解決了系統(tǒng)兼容和協(xié)議問題，系統(tǒng)真正集成的時(shí)代會(huì)加快到來。

　　高清監(jiān)控仍是大頭

　　地鐵安防主要包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、防盜報(bào)警系統(tǒng)和智能視頻分析。而視頻監(jiān)控系統(tǒng)是核心部分，占到了70%～80%。同時(shí)，對(duì)于軌道交通而言，采用高清監(jiān)控實(shí)現(xiàn)更精確、更高效視頻應(yīng)用，顯然是非常迫切的。這不僅僅是要實(shí)現(xiàn)高清的實(shí)時(shí)監(jiān)控與錄像存儲(chǔ)，同時(shí)也是智能監(jiān)控的需求。圖像越清晰，智能分析的準(zhǔn)確性以及效率也就越高。當(dāng)然，要部署高清監(jiān)控，必須基于網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)。所以當(dāng)視頻監(jiān)控的安裝位置涉及全線車站、車輛段、列車內(nèi)、停車場(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(jié)，要實(shí)現(xiàn)這些監(jiān)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?yàn)閲彝顿Y政策的傾斜而率先成為高清監(jiān)控的第一個(gè)普及應(yīng)用市場(chǎng)。

　　由于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的普及，視頻監(jiān)控的高清化趨勢(shì)非常明顯，而且目前已經(jīng)得到了越來越多的應(yīng)用。與傳統(tǒng)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(yīng)用較高等級(jí)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(dá)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(tǒng)則對(duì)系統(tǒng)提出了更高的要求，僅僅攝像機(jī)高清是不行的，還要求傳輸系統(tǒng)和存儲(chǔ)設(shè)備都要滿足高清的帶寬要求，顯示設(shè)備也要達(dá)到高清的指標(biāo)，一個(gè)環(huán)節(jié)不能滿足要求，就不能達(dá)到高清的要求。

　　智能視頻分析：只聞其香，少見其物

　　隨著技術(shù)的發(fā)展，地鐵安防系統(tǒng)對(duì)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(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)安防，從而大大降低對(duì)人員及其工作強(qiáng)度的需求，當(dāng)前，地鐵安全管理已從被動(dòng)事后補(bǔ)救型發(fā)展為比較主動(dòng)的預(yù)見性安全管理，通過智能視頻分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)預(yù)警、預(yù)防。

　　據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在盯著視頻畫面22分鐘之后，人眼將對(duì)視頻畫面里95%以上的活動(dòng)信息視而不見。因此，傳統(tǒng)視頻監(jiān)控一直面臨兩個(gè)難題：一是軌道交通監(jiān)控點(diǎn)眾多，客流量大，情況非常復(fù)雜，僅僅依靠人力很難對(duì)各種突發(fā)情況作出及時(shí)和正確的反應(yīng)，這導(dǎo)致大量視頻監(jiān)控系統(tǒng)只通過錄像存儲(chǔ)起到了事后取證的作用;二是當(dāng)事件發(fā)生后進(jìn)行調(diào)查取證時(shí)，難以快速準(zhǔn)確地在海量存儲(chǔ)視頻中搜尋出相關(guān)事件信息，其需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力。

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

　　不過從目前來看，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(yīng)用，例如，針對(duì)攝像機(jī)狀態(tài)進(jìn)行智能檢測(cè)的功能，攝像機(jī)黑幀檢測(cè)、攝像機(jī)過度曝光、鏡頭遮擋、圖像模糊、攝像機(jī)移位等，這些技術(shù)相對(duì)成熟，多數(shù)情況下能夠取得比較滿意的效果。除此之外，諸如車站人流量定性檢測(cè)、人員越線檢測(cè)等一些較復(fù)雜的功能，其本身也符合地鐵的管理需求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況也可取得相應(yīng)的智能化檢測(cè)效果，只是相對(duì)復(fù)雜一些，應(yīng)用應(yīng)更謹(jǐn)慎和嚴(yán)密。將智能視頻分析技術(shù)運(yùn)用到地鐵安防系統(tǒng)中，同時(shí)結(jié)合視頻管理平臺(tái)的應(yīng)用，可極大地提高安防系統(tǒng)的智能化程度。

　　地鐵安防升級(jí)改造仍是鏡花水月

　　目前新建的地鐵，很多已經(jīng)開始使用高清攝像機(jī)，但是地鐵原有標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造進(jìn)度還是比較慢的。對(duì)于一些建設(shè)軌道交通較早的城市，已經(jīng)或正在對(duì)安防系統(tǒng)進(jìn)行改造。由于這些線路均為正常運(yùn)營的線路，既有系統(tǒng)不能停止運(yùn)行，因此，這些改造也僅涉及設(shè)備的更換，前端設(shè)備的增加，并沒有對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行根本性的改造。同時(shí)，改造的經(jīng)費(fèi)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(fèi)的問題，另一方面，還要解決技術(shù)問題，即如何在不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，盡可能利用已經(jīng)敷設(shè)的電纜，采用最新的、最合理的技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。“政策上，需要政府引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)布局，加大對(duì)地鐵安防的投入;技術(shù)上，需要進(jìn)一步攻關(guān)識(shí)別、探測(cè)等技術(shù);產(chǎn)品上，需要更多的體現(xiàn)穩(wěn)定性、兼容性。”蘇州科達(dá)科技股份有限公司產(chǎn)品推廣經(jīng)理張飛飛對(duì)此頗有見解。

　　杭州海康威視數(shù)字技術(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(jī)，必會(huì)帶來很多問題，如高清視頻傳輸、大容量存儲(chǔ)、高清功能應(yīng)用等，都是原有系統(tǒng)無法滿足的。相對(duì)標(biāo)清而言，高清視頻改造需要更大的財(cái)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(tǒng)改造，為整個(gè)地鐵行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

　　結(jié)語

　　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，地鐵綜合安防系統(tǒng)需求旺盛，大大推動(dòng)了其在國內(nèi)的發(fā)展。但我們注意到，地鐵安防建設(shè)在新技術(shù)的應(yīng)用上仍有些“保守”，對(duì)于日益嚴(yán)峻的安全形勢(shì)，“以不變應(yīng)萬變”是愚昧的！安全建設(shè)沒有終點(diǎn)！地鐵綜合安防系統(tǒng)建設(shè)如何能控制投資成本、使之節(jié)能并對(duì)全系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)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?cè)偃ヌ剿骱蜕钏肌?/p>