地鐵視訊監控系統中無線監控技術的應用

無線視訊監控技術應用于衆多安防領域。地鐵安全防範系統是保證地鐵行車組織順暢、運輸是否安全的重要裝置，地鐵視訊監控系統中就有無線視訊監控技術的運用。

需求分析

對于地鐵來說，監控首先要滿足的是安全營運和防恐防爆的需求。地鐵系統由于客流量大、人員複雜，加上地鐵是一個地下空間，封閉、不透明、通風不利，一旦發生事故，如火災、爆炸等，影響會非常大，是以必須預先攔截可疑爆炸物，包括對一些液、固體爆炸物，以及毒氣等，進行全面的防範。為了防止乘客攜帶易燃易爆物品和其他可能造成重大公共安全事故的可疑物品上車，車站也都加強了安檢措施，然而現有的安檢裝置隻對物、不對人進行安檢，各種不安全隐患仍然存在，是以對地鐵車廂内情況的監控一直是大家期望實作的功能，但由于無線傳輸的帶寬限制和運動速度的限制一直沒有很好的實作，随着中國3g牌照的發放和3g網絡的建設，在高速運作的地鐵車廂内進行實時視訊監控就變得可行了。中興通訊作為國内3g的市場龍頭，順應市場的需要推出了“網絡視訊”視訊監控系統地鐵無線解決方案，采用網絡化、智能化的視訊監控技術，實作了視訊監控在地鐵中全方位的覆寫與應用，在此與大家作一些經驗的分享。

無線固網融合視訊監控方案設計

系統架構

“網絡視訊”視訊監控系統采用全ip技術，提供移動網絡與固定網絡相融合的端到端整體解決方案，可提供滿足wifi/2.5g/2.75g/3g/wimax等各種無線網絡的監控前端，以及全系列多功能的有線監控前端、系統管理平台和門戶、媒體分轉發和存儲平台、多種監控用戶端(包括手機用戶端/pc用戶端/web用戶端/硬體解碼器)等一系列的軟硬體裝置。

該系統基于優異的固網+移動全網絡設計理念，按照電信級可靠性要求，采用軟體模組化設計和先進的智能轉碼網關設計方案，可提供性能卓越的移動、固網融合的視訊監控綜合應用。針對地鐵系統監控，其組網架構如圖1所示。

前端設計

在地鐵車廂内，根據無線網絡的情況，配置相應接口的專用車載3g無線視訊伺服器+半球錄影機，無線視訊伺服器本身可配置一塊硬碟，實作高清晰、實時視訊(d1格式)的本地存儲，根據3g網絡傳輸速度，設定cif實時或d1非實時(降幀)視訊上傳平台，供監控中心和相關管理人員調用，在有意外事件發生時，可以直接調取d1格式存儲的本地視訊錄像。

對于每個車站站台和各出入口、樓(扶)梯通道等位置設定的監控點位，則可以直接采用網絡錄影機，如網絡高速球、網絡槍機等，以減少工程施工難度，也可以采用模拟錄影機+視訊編碼器的方式建設。

接入網絡設計

對于車内監控點，建議采用3g無線網絡，如電信的cdma ev-do或中國移動td-scdma的hspa+等最新的3g或3.5g無線網絡技術，保證提供足夠的上行帶寬，今後可以更新到lte網絡。對于站内固定監控點位，則建議采用有線方式接入網絡，保證接入的穩定和可靠性。

監控中心設計

地鐵監控系統監控中心一般包括3個類型，從管理上可分為三個層級，第一類為車站監控中心，數量多，每個車站都有一個本地監控中心，實作本站監控圖像的浏覽，對本站錄影機的控制擁有最高權限;第二類監控中心為線路地鐵排程管理中心，一般每條線有一個，需要随時了解每個車站的大緻情況和列車運作的詳細資訊，對各車站的所有視訊均可以進行有選擇性的觀看，但對錄影機的控制權限較車站要低一級;第三類為車輛維護中心，一般一條線路有1-2個維護中心，監控的目标對象主要是車站和地鐵列車的各類硬體和裝置，對某些錄影機有控制權限，控制權限最低。線路監控管理中心和車站監控中心的組網架構如圖2所示。

海量存儲設計

為了儲存大量的視訊錄像資料，需要建立中心海量儲存設備，根據視訊監控錄像資料記錄的特點，推薦使用ip-san存儲技術。因為ip-san相比其它存儲方式，具有如下優勢：

·成本效益高;

·擴充能力強;

·集中式管理;

·以太網絡技術相當成熟，減少了配置、維護、管理的複雜度;

·基于網絡的存儲系統，資料遷移和遠端鏡像容易，隻要網絡帶寬支援，基本沒有距離限制，能更好地支援異地容災;

·易于和現有監控以太網絡相融合;

·網絡沒有距離限制，易于部署。

ip-san結合了scsi的速度和低成本，以及ip網絡和以太網的常見性和普遍性，使ip-san存儲解決方案成為一種經濟合算、可擴充且為人熟知的解決方案。

在項目中建議采用雙控制器磁陣，一台主機櫃可以擴充連接配接3個從櫃，提供51塊硬碟槽位，項目中可以配置多組ip-san磁陣實作大容量存儲。

系統平台設計

監控系統平台設計分業務管理平台和媒體服務平台兩部分，完成整個系統的裝置和使用者開銷戶管理、aaa管理、業務管理、裝置配置管理、平台聯網管理、運作維護、遠端更新等平台管理功能，以及視訊的存儲、分轉發功能，為業務使用提供全網支撐。

為了保證系統結構的安全，采用管理中心cms+分布式視訊監控vss媒體節點方式建設系統，cms裝置安放在地鐵監控總中心内，可以在每個站都設定為一個vss媒體節點，也可以将臨近的2個車站的錄影機集中起來建一個vss媒體節點，以減少視訊在地鐵整個傳輸網絡中的帶寬占用，同時提高系統的安全性。

智能應用設計

監控點位的倍增，帶來了更多的視訊資訊。海量的視訊資訊傳遞就意味着更高的寬帶資源，更多的儲存空間以及更多的人員對視訊資訊進行分析、判斷和處理。

目前，傳統的監控系統是由從業人員24小時值守檢視監控畫面，依據人對視訊資訊的内容作出判斷，對異常行為進行分析和處理，通過人防與技防的緊密結合確定社群的基本安全。但事實證明，人眼在緊盯監控螢幕20分鐘之後，其注意力會嚴重下降，并且面對數量較多的監控畫面，要從中發現一個異常行為的可能性是比較小的。基于人的生理特點，原本期望通過增加電子眼數量而提高安防等級，現在卻因為視訊資訊的急速增加而無法達到理想的預期目的。而對于安全部門而言，視訊監控圖像是重大案件偵破過程中的重要線索來源，對于可能存線上索的視訊錄像資訊往往是幾十路圖像連續十幾天的調看，傳統一幀幀回放對比的方式，大大增加了刑偵人員的驗證難度和破案周期。

智能視訊分析系統可以較好地解決上述問題，該系統采用了國際先進的圖像處理、模式識别和計算機視覺技術，能對視訊監控場景中的異常行為進行預警和報警，進而建構一套全自動、全天候、實時監控的智能系統。智能視訊分析系統将傳統的由人員值守的被動監控模式，轉化為主動的事中管理和便捷的事後搜尋分析模式，通過實時視訊，自動發現可疑情況，在第一時間關聯報警裝置的智能化分析管理系統。同時智能分析系統伺服器，能夠靈活接入ip寬帶網絡中指定區域内所有相關的前端裝置，不需要特别的更新和複雜設定，接入能力完全能夠滿足目前需求。

智能視訊分析技術常采用兩種方式進行布置，一種是采用嵌入式架構，通過将智能視訊分析軟體嵌入到具有dsp處理晶片的視訊伺服器、網絡錄影機等編碼裝置中，進行本地運算與分析，主要使用的畫面為cif格式，這種方式最大的優點是計算采用分布式處理，減少分析伺服器的數量，其大的缺點是部署不夠靈活，裝置安裝完成後不友善調整。第二種方式是采用背景處理的方式，通過和監控平台的融合，從網絡視訊監控平台中擷取數字化的碼流，解碼後直接分析，所有的分析全部集中在監控中心機房，可以根據需要配置和調整、修改需要分析的前端錄影機，與錄影機的位置無關，這是其最大的優點，可充分節省和利用資源，并且可以根據需要擴容，而不需要一次配置到位。最大的缺點就是增加了分析處理伺服器的數量和可能導緻部分網絡流量增加。在該系統中，使用了流媒體伺服器進行媒體的分發和中轉，背景處理方式就不會增加額外的網絡流量，是以，建議采用背景處理的方式建設智能視訊分析系統應用。

此外，系統還可提供的智能分析功能主要包括物品遺留報警、區域闖入報警、人臉識别布控、異常行為分析報警、人流量統計及分析報警等功能。

系統優勢介紹

該系統地鐵解決方案提供了靈活的移動接入方式，實作了視訊監控的無縫覆寫外，系統還具有以下特點。

iptv大容量系統基礎技術、分布式組網架構、子產品化設計

·采用iptv大容量分轉發技術架構，實作100萬以上級系統使用者容量;

·分布式組網架構，采用系統管理中心+節點方式;

·子產品化設計，整個系統包括中心管理系統cms、媒體分發網絡vdn、媒體排程單元、流媒體伺服器ss、專用接口機等部分，全部可以獨立部署;

·采取雙機熱備或負載均衡方式，實作功能子產品級的安全性。

分權分域及精細化權限管理

·靈活支援行業客戶的使用者分級管理功能，可實作集團客戶内部的自主管理，實作監控業務的整體營運，并能針對不同使用者劃分存儲轉發資源;

·視訊浏覽權限：包括實時視訊播放等;

·配置管理權限：包括配置前端裝置視訊參數、告警開關設定、告警參數、告警關聯配置等;

·錄像計劃配置權限：包括設定監控點定時錄像計劃等;

·錄像浏覽權限：包括錄像檔案查詢、錄像視訊播放等;

·雲鏡控制權限：包括雲鏡控制操作，共9級;

·報警管理權限：包括告警資訊接收、告警資訊處理;

·語言通訊權限：包括語言對講、語音廣播等;

·使用者管理權限：包括管理操作員帳号配置等;

·裝置管理權限：包括對pu裝置、通道的管理等;

·電視牆管理權限：包括對電視牆的配置及使用;

·電子地圖使用權限：包括對電子地圖的配置及使用。

統一網管運維，全網裝置統一管理

·系統采用snmp+tr069協定，建構統一的網管系統;

·平台伺服器、核心交換等主裝置采用snmp協定進行網管;

·量大且經常變化的視訊編碼裝置pu和用戶端cu，則采用tr069協定進行網管，操作簡單，并可納入itms統一網管平台;

·統一使用者帳号認證：使用者的手機号碼可作為使用者使用系統的統一賬号。

高安全性

·用戶端提供usb key安全認證功能、mac位址和ip位址或位址段綁定功能、同時登入帳戶數限制、使用者密碼及帳号過期設定和定期更改密碼提示等安全措施，確定用戶端使用的安全性;

·平台伺服器采用linux作業系統，配置硬體防火牆、殺病毒軟體，并采用端口封鎖、通路限制等加強措施，確定平台的安全;

·采用流化媒體封裝技術，通過md5信令加密、媒體分片存儲、專用轉碼工具，確定媒體傳輸和存儲的安全;

·支援業務節點内pop單元間的互備，和業務節點間的互備，從應用層上充分保證了系統的高可靠。

固網、移動監控融合支援，智能轉碼

·系統同時支援固網和移動監控業務，提供msp、pss、vau、無線pu、m_cu等全系列移動監控子產品元件，不需要其它廠家參與即可搭建起一套完整的融合性視訊監控業務解決方案;

·系統可适應各種網絡環境，包括：有線網絡(xdsl、lan、xpon、e1)等;無線網絡(cdma1x、ev-do、wcdma、edge、td-scdma、hsd/upa、wimax、wifi)等;

·系統可綜合接入固網前端、移動前端、固網/移動雙模前端，支援多碼流pu裝置;

·系統支援固網、移動手機監控用戶端接入服務;

·針對3g移動網絡應用，系統可提供智能轉碼功能，通過智能轉碼機制自動選擇最優的轉碼方案，以輸出适合手機播放的媒體碼流。

雲鏡鎖定功能

·支援使用者鎖定雲台，在使用者鎖定雲台期間其他使用者無法操作雲台，僅目前使用者可以進行雲鏡控制及解鎖;

·在雲鏡被鎖定後，其他使用者進行操作時用戶端給出相應的提示，如“雲鏡已被使用者xxxx鎖定，不允許操作”;

·企業初始化管理者可以強制解鎖;

·隻有帳号具備雲鏡鎖定權限、且已配置設定相應通道的雲鏡控制權限時，才允許使用者對該通道執行鎖定操作;

·moc用戶端、wmportal，mocplayer均提供該功能。

提供專業的網絡品質分析工具

·系統維護管理門戶支援同時展示pu的外網ip位址和内網ip位址，有效協助營運商進行業務管理及維護;

·在用戶端中內建了專業的網絡品質檢測分析功能。當用戶端播放出現花屏、綠屏、卡等現象時，可在用戶端中直覺展示網絡異常狀态，有助于使用者自行定位和解決故障;

·在moc用戶端的狀态欄中支援展示網絡狀态，包括總碼率、丢包率、抖動等資訊;

·支援對網絡狀況進行診斷，可以統計如下資料(丢包數、丢包率、碼率、亂序包數、幀大小、網絡抖動等)，并以圖形方式展示網絡狀況。

本文轉自d1net（轉載）