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发布：admin 時間：2017-04-06
随着城市化進程加快和人(ren)口集聚規模(mo)持續擴大，城市轨(gui)道交通承载的客流量(liang)不断增长，地鐵(tie)已成為現代都市交通體系中的重要(yao)支撐。当前地鐵網絡(luo)虽(sui)然采取了多層次安防防護措施，但(dan)在复雜(za)的運營環境中，列车運行、站臺秩序、乘客安全等方面仍存在隐患(huan)風险(xian)，偶发交通事(shi)故难以完全避免。
關键詞：地鐵轨道(dao)交(jiao)通监控 視頻监控(kong)系(xi)統 交通(tong)监控 智能监(jian)控 地鐵监(jian)控
下面讓我們來探討轨道交通視頻监控的发展(zhan)趨勢
一、智能化分析系統
地鐵各车站及列车作為城市公共交通枢纽，日均承载大量客流，屬於(yu)人流密集的公共集散(san)場所。在这類場景中(zhong)一旦(dan)发生突发事件，涉及人員疏散、應(ying)急調度、舆情管(guan)理等多個維度，其社會影響非常(chang)巨大(da)，可能波及城市正(zheng)常運營秩序。因此，从(cong)被動應對向主動防控轉變，實(shi)現预警、预防、應急反應智能化的趨(qu)勢將很明(ming)顯。為此，業界提出了相(xiang)應(ying)的技術方案，但關键點都集中於圖像内(nei)容分析技術。这是正確的方向，可以說圖像内容分析技術的发展(zhan)過程就是智能监控发展過程的核(he)心轨迹。
圖像作(zuo)為(wei)現代信息系統的重要载體，具有極大的信息量，它同(tong)時具有空(kong)間分辨和時間分辨的能力，能够(gou)記錄和呈現大量的場景細節(jie)，但真正把这些信(xin)息提取和挖掘出來是复雜和困难的，需要依靠先進的分析手段才能充分(fen)利用。前面講了圖像系統智能化的主要標志之(zhi)一是(shi)：系統(tong)从目視解释(shi)(視讀)走向機器解释(機讀)。它意味着：地鐵視頻(pin)监控等公共場(chang)所的視頻系統將改變以往對圖像信息不作任何處理的現状，處理就是對圖像信息(xi)自動的解讀(du)，是理解(understanding)圖像，这就是圖像(xiang)内容分析(xi)(video understanding)的含義所在。現(xian)在市場上出現了一些IV(intelligent video)產品，都是對圖像内容進行(xing)基本的分析，如目標的分离、分類(lei)、統計，簡單背景下單目標的行為(wei)分析和跟蹤等功能。與此同時，研究機構則把圖像内容分析作(zuo)為(wei)重要的課題，開展(zhan)深(shen)入的研究工作，國(guo)家"十一五"科技攻關就列入了相關的課題，推動该领域的技術進步。根據安全的需求，尤其是在平安城市、公共安全监測等(deng)應(ying)用背景下，智能监控技術的发展過程(cheng)或圖像内容分析技術的研究可分為以下几個阶段。
將運動目標从視(shi)頻圖像中分离出來是體現圖像(xiang)技術優勢、實現目標探(tan)測的前提基礎。傳統的視頻運動探測(ce)主要基(ji)於亮度變化檢測，並未充分发(fa)挥現代圖像處理技術的特點與潜(qian)力。在复雜的监(jian)控場景中(zhong)，準確確定圖像中是否存在探測(ce)目(mu)標（人員(yuan)、物體等具體對象），並將目標从复雜的背景圖像中有效分(fen)离(li)出來，是(shi)圖像内容分析的首要任務。目標(biao)分离完(wan)成后，后(hou)續的(de)分類、統計、關聯等深(shen)層(ceng)分析才能順利進行。同時判断圖像中有(you)无目標、目標(biao)的聚(ju)集状態或离散分布等特征，也構成了圖像(xiang)過滤處理的重(zhong)要基礎。
運動目標的智能监測與動態(tai)跟蹤涉及多個(ge)技術維度。系統需要對目標進行行為(wei)分析，通過圖像處理和算法判(pan)定其(qi)運動大方向、運(yun)動方式，並能发現和告警异常的行為模式。在此基礎上，系統產生目(mu)標的運動轨迹数據(ju)，實現目標的自動跟蹤(zong)功能。實現運動目標的跟蹤是極具难度的事，它要(yao)求(qiu)系統能够分析、预測目標的運動轨迹變化趨勢，並能實時(shi)地作出修正調整，以(yi)適應目標運動的(de)突发變化。
上述兩點在当前市場上虽然已有(you)相關產品和應(ying)用案例，但基本上仅限於簡(jian)單環境下针對少数目標的情况。在复雜(za)環(huan)境，即通(tong)常的視頻监控環境中實現这些功能(neng)，是圖像内容分析技術(shu)具有真正應用价值的關键所在(zai)。同時，解決多個圖像的綜(zong)合分析、圖像間目標的關聯性识別(bie)、以(yi)及目標跟蹤的连續性保障，这些都是当前市場迫切(qie)需要但尚(shang)未完全解決的問題。
3、在复雜環境下實(shi)現目標的(de)分离、行為分析和(he)運動跟蹤(zong)，特別是實現多目(mu)標的跟蹤。
二、集中/分散網絡化管理
从城市轨道交通的安防监控(kong)部署規模(mo)來看，每個地鐵站配(pei)置40個視頻监控點(dian)，每節车厢配置2個視頻监控點(dian)，隧道(dao)沿線每隔(ge)200米配置1個視頻监控點(dian)，按这樣的密度(du)計算，一個大型城市的城市轨道(dao)交通安防系統將擁有上萬個視頻监控點。这些监控(kong)設備(bei)分布在地面站點、運行车辆、地下隧道等复(fu)雜多樣的環(huan)境中，產生(sheng)的視頻数據量極為庞大。
根據当代城市轨道交通(tong)網絡化運營的发展趨勢和視頻系統的實际應用需(xu)求，新建的地(di)鐵視頻监控系統應当发(fa)展演進成為一個覆盖多個層級、縱(zong)橫协同(tong)的綜合监控體系，具體包括车站級监控、線路級监控、網絡級监控，
车站級监控系統構成了轨道交通(tong)運營中的核心本地监控網絡(luo)，涵盖车站、车辆、车辆段等多個(ge)場景(jing)，其中车站监控是当前部署的主要應用範围(wei)。该系統通常由摄像機、視頻矩阵(切换設備)、顯示設(she)備等硬件單元組成，形成完整的視頻采集與處理(li)鏈条。每路圖像信號經采(cai)集后進行視頻處理(li)，随后輸(shu)出兩路模擬視(shi)頻信號以支持多源分发需求。
線路級监控：每条線路(lu)的各车站將圖像信息通過光傳輸設備將圖像送到線路控(kong)製中心，給行(xing)车調度員(yuan)、電力調度員、防災調度員、調度主任和公安調度(du)值班員等提供圖像(xiang)顯示及控製。一般線(xian)路控製中心具備多路視頻信息(xi)的顯示能力，中心對於每路圖(tu)像具備(bei)任意選擇權和摄像機控製權。
網絡級(ji)中心作為地鐵視頻监控系統的核心枢纽(niu)，负責將各条線路采集的視頻信號(hao)實時(shi)傳送至地鐵網絡监控中心與公安监視中心，為網絡級(ji)的指挥(hui)調度人員提供統一的信息匯聚平臺，同時具(ju)備远程(cheng)圖像選路和對圖像的實時控製功能，使相關部門能够快速(su)響應突发(fa)事件。考虑到当前(qian)各大(da)城市地鐵線路监控中心多数采用相對集中或分散的設置方式，这種分布式架構虽(sui)便於各線(xian)路的独立運維，但在全網协同指挥時存在信息孤(gu)岛問題。
市級监控系統建設遵循各市交通聯動指挥的具體要(yao)求(qiu)，地鐵運營過程中產生的监控(kong)圖像数據需要通過專網實時傳送至市級應(ying)急指挥中心、公安部門等
我國各城市的轨道交通正處(chu)在建設发展阶段，目前尚未形成(cheng)完整的(de)轨道交通網絡體系，基本上是(shi)每条線路都有各自独立的控製中心(xin)，各(ge)線之間實行單独運營(ying)、單独治理的運管模式。从視頻监控角度看，各条線路的視(shi)頻监控系統也是(shi)独立部署、單独监控，而且大多数(shu)采用的是数字控製(zhi)的模擬視頻监控系統，这種分散式架構难以满足日益复(fu)雜的運營需求。随(sui)着城市轨道交(jiao)通不断发展，路網規模持續(xu)擴大，轨道交(jiao)通必將逐步形成一個完整的交通(tong)網，進而需要建立一個統一的調度和控製中心來對(dui)整個轨道交通網進(jin)行統筹運營、統筹治理，實現多線路协同運作。这(zhe)種全網統一管理(li)模式就是業界所說的大聯網。
三、高清化
地鐵作為城市轨道(dao)交(jiao)通系統的核心基礎設施，在客流密集、運營复雜的場景中，采用高清监控實現更(geng)精(jing)確、更高(gao)效的視頻應用顯然是非常迫切的需求。这不仅仅涉(she)及高清的實時监控(kong)與錄像存储功能，同時也關(guan)乎智能监控系(xi)統的構建與優化。圖像(xiang)的清晰度直接影響智能分析的準確性與處理效率(lv)——圖像越清晰，智能分析识別异常事件、追蹤目標對象的能力也(ye)就(jiu)越強。
網絡监控技術的廣(guang)泛部署推動了視頻监控向高清化(hua)方向发展，这一趨(qu)勢已(yi)經在安防、交通、金(jin)融、工業等(deng)多個领域得到廣泛認可與(yu)應用。與過去采用(yong)的傳統(tong)D1、CIF格式相(xiang)比，高清监控能够提供明顯(xian)改善的視頻清晰度以及視頻流畅(chang)度，这對於(yu)事后取證、實時決(jue)策以及細節识別具有重要意義。以目前最高(gao)等級的1080P分辨率為例，其規格為1920×1080像素(su)，相比之下圖像清晰度是CIF視(shi)頻的20倍，是D1視(shi)頻的5倍，能(neng)够捕捉更多的細節信息。
四、指挥調度可視(shi)化系(xi)統整合
在轨道交通運營體系(xi)中，监控、指挥(hui)、會議的一體化集成對提升線路的高效(xiao)運營管理和應急反(fan)應能力具有重要作用。这(zhe)種融合方案通過將监控系統與(yu)會議功能相結合，使得监控報警能够自(zi)動触发應急會議启動機製，並通過短信、電話(hua)、直接視頻等多種通信方式快速召(zhao)集预定義的相關(guan)部門人員進入會議室。当突(tu)发事(shi)件或紧急情况发生時，系統可切换至指挥(hui)状態，為應急指挥決策提供專業的可視化平臺支撐，同時將視(shi)頻會議功能與指(zhi)挥調度有機融合，使得管理者與被监測點之間能够實現實(shi)時交流互(hu)動，大幅縮短信息傳(chuan)遞鏈路。
為了在指挥調度可視過(guo)程中随時調用任意监控點(dian)的現場圖像信息，需要將指挥調度可視系統與視(shi)頻监控(kong)系統進行深度整合，使兩個系統能(neng)够有效聯動，確(que)保調度人員
五、安防綜合管理
城市(shi)轨道(dao)交通作為現代城市的重要基礎設施，其運營依(yi)赖於一個复雜而精密的系統架構，其中為信息提供傳輸通道的通信系統是由衆多各具功能的子(zi)系統組成的有機(ji)整體。通信系統應能傳輸和處理地鐵運營所(suo)需的信息(xi)，必须是安全、高(gao)效(xiao)、網絡結構合理、易維護(hu)的系統(tong)框架。在(zai)高鐵、地鐵等轨道交通環(huan)境中，系(xi)統應是傳(chuan)送语言、文(wen)字、数據和圖像等各種(zhong)信息的(de)綜合業務通信網，以满足日常調度(du)指挥、應急響(xiang)應等多元需求。轨道交通内的通信集成系統通常包括安防监控、門禁、電子围牆以及紧急告(gao)警等其(qi)他通信集成系統，这些子系統形成縱深防御(yu)的安全保障(zhang)體系。
随着城市轨道交通建設技術的不断创新(xin)以及應用功(gong)能的多樣性需求，集成系統中對安防綜(zong)合管理集成的要求也(ye)越來越高。現代轨道交通(tong)安(an)防體系需要實現組網灵活、易於擴充、支持多級管理的架構設(she)計，能够對不同種(zhong)類的模擬或数字視頻系統、報警系統、門禁及通道管理等多個子系統(tong)進行實時监控和管理(li)，將各類安防設備與管理功能有機(ji)融合，組成(cheng)強大的綜合集成管理(li)平臺，以满足(zu)轨道交通日常運營管理(li)和應急處置的需要。在(zai)高鐵、地鐵等轨道交通線路(lu)中，安防系統需要覆(fu)盖(gai)车站、隧道、列车等不同場景，確保乘客安全和(he)運營秩序(xu)。
