主頁（http://www.by236.com）：IP高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計原理淺析

　　1.前言

　　閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)是保證城市軌道交通行車組織和安全的重要手段，調度員和車站值班員利用它監(jiān)視列車運行、客流情況、變電所設備室設備運行情況，提高行車指揮透明度的輔助通信工具。當車站發(fā)生災情時，閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)可作為防災調度員指揮搶險的指揮工具。地鐵高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)構架有IPC（網絡攝像機）+IPSAN存儲、HD-SDI高清攝像機+視頻編碼器+高清視頻矩陣+IPSAN存儲等模式，每種模式都有其特點，但適合今后地鐵運營管理和治安管理的實現(xiàn)比較容易視頻監(jiān)控模式是IPC+IPSAN模式性價比最好，下面將此模式進行探討。

　　2.地鐵風險等級與防護級別

　　風險等級評估是城市軌道交通安全技術防范系統(tǒng)設計的主要依據(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要求》地方標準的表1-2重要部位安全技術防范設施配置表也可以看出，地鐵是高風險區(qū)域，是恐怖分子襲擊的對象，高清視頻監(jiān)控非常適合，既能看清大場面又能看清細節(jié)，對事后分析會有很大幫助，IP高清視頻監(jiān)控組網簡單，可靠性高。

　　現(xiàn)在安全防范高清視頻監(jiān)控借用我國廣播電視標準，高清分辨率為1920×1080像素，準高清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=207.36萬像素，準高清1280×720=92.16萬像素，可以看出如果是100多萬像素是準高清數(shù)字攝像機，200多萬像素是高清數(shù)字攝像機。網絡攝像機內置了數(shù)字化H.264壓縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng)，有的還內置iSCSI支持功能，可直接將存儲碼流采用iSCSI封裝直接把碼流寫入IPSAN。

　　能達到二百萬像素的攝像機，配套以1080p分辨率的顯示設備及相應的傳輸通道，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

　　3.1攝像機要求和布置原則：車站一般平均配置有60-80臺左右監(jiān)控攝像機，公安甚至提出車站公共區(qū)域監(jiān)控全覆蓋，攝像機會安裝更多，網絡攝像機要求：高清分辨率1920×1080P、準高清分辨率1280×720P，SD/SDHC卡本地存儲，日夜功能，雙向語音。攝像機設置原則：看清目標前提下室內盡可能安裝半球型網絡攝像機，與裝修環(huán)境能很好配合，好看，每側站臺配置4臺網絡高清1080P固定槍型攝像機，每部自動扶梯和樓梯配置1臺高清1080P（或準高清720P）半球型攝像機，道閘、出入口、通道、綜合控制室等配置網絡高清1080P半球型攝像機，設備室、垂直電梯轎廂小范圍采用網絡高清720P半球型攝像機，站外配置1080P（720P）紅外固定槍型和球型攝像機，室內公共區(qū)域配置1080P球型攝像機。公安要求一個人從進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)控存儲圖像，便于追查嫌疑人，高清1080P網絡攝像機無疑是最好的選擇，宏觀和微觀都能看清楚。

　　3.2站臺監(jiān)視器設置要求：在站臺上下行首列車司機觀察位置設置1臺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4畫面合成站臺安全門監(jiān)控圖像，供司機觀察上下車人員和安全門狀況。

　　3.3車站綜合控制室監(jiān)視器設置要求：22液晶1080P高清監(jiān)視器，至少6臺液晶監(jiān)視器。有1臺以上監(jiān)控終端。現(xiàn)在大部分地鐵視頻監(jiān)控設計對控制室設置監(jiān)視器多少重視不夠，慣性思維大部分設置1-2臺監(jiān)視器，地鐵人流大，對車站運營調度指揮需2臺46監(jiān)視器4畫面顯示上下行站臺安全門圖像，顯示無人值守自動扶梯監(jiān)控圖像，顯示高峰人流瓶頸監(jiān)控圖像，至少6臺監(jiān)視器。

　　3.4車站公安值班室監(jiān)視器設置要求：22液晶1080P高清監(jiān)視器，至少4臺液晶監(jiān)視器，有1臺以上監(jiān)控終端。

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

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

　　3.7每個車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)和控制中心配置1套IPSAN存儲，雙控制器冗余保護，RAID5，磁盤熱備。RAID5是一種存儲性能、數(shù)據(jù)安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案，通過奇偶校驗信息提供冗余的存儲能力。它不對存儲的數(shù)據(jù)進行備份，而是把數(shù)據(jù)和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上，并且奇偶校驗信息和相對應的數(shù)據(jù)分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后，利用剩下的數(shù)據(jù)和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數(shù)據(jù)。控制中心1套IPSAN存儲作為系統(tǒng)冗余備份，當車站1套IPSAN存儲發(fā)生故障，中心接管。車站設置流媒體存儲服務器，其功能是將視頻實時流進行iSCSI封裝存入IPSAN，一般如果選擇流媒體存儲服務器：4核XeonCPU，2GB內存，千兆網連接，IPSAN存儲設備：16TB硬盤，配置RAID5，千兆網連接，網絡攝像機：H.2641080P編碼，RTP組播傳輸，8Mbps碼流帶寬，基本能保證50路8Mbps實時流進行iSCSI封裝存入IPSAN。

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

　　3.9網絡視頻設備之間的信息交換協(xié)議采用ONVIF協(xié)議。進入數(shù)字視頻和網絡視頻時代，視頻信號的互編互解、控制信令和信號之間的互聯(lián)困擾用戶和集成商，如廠商間前端設備（IPC/DVS）與后端設備（NVR媒體服務器）之間兼容性，編碼設備的互編互解，前端設備（IPC/DVS）、存儲設備與平臺的兼容性。ONVIF是由Axis、Bosch和Sony在2008年合作建立的面向全球的開放性網絡視頻接口論壇，其目的是以公開、開放的原則共同制定開放性網絡視頻監(jiān)控行業(yè)標準，ONVIF核心規(guī)范1.0，這一標準規(guī)范了網絡視頻設備之間的信息交換，定義了通用協(xié)議，便于不同廠家設備互聯(lián)互通。

　　4.網絡高清視頻傳輸