主頁（http://m.by236.com）：IP高清視頻監控系統設計原理淺析

　　1.前言

　　閉路電視監視系統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。當車站發生災情時，閉路電視監視系統可作為防災調度員指揮搶險的指揮工具。地鐵高清視頻監控系統構架有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比較容易視頻監控模式是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設計的主要依據之一，根據北京市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，地鐵是高風險區域，是恐怖分子襲擊的對象，高清視頻監控非常適合，既能看清大場面又能看清細節，對事后分析會有很大幫助，IP高清視頻監控組網簡單，可靠性高。

　　現在安全防范高清視頻監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字攝像機，200多萬像素是高清數字攝像機。網絡攝像機內置了數字化H.264壓縮控制器和基于WEB的操作系統，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控系統。

　　3.地鐵高清電視監控架構

　　3.1攝像機要求和布置原則：車站一般平均配置有60-80臺左右監控攝像機，公安甚至提出車站公共區域監控全覆蓋，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車站綜合控制室監視器設置要求：22液晶1080P高清監視器，至少6臺液晶監視器。有1臺以上監控終端。現在大部分地鐵視頻監控設計對控制室設置監視器多少重視不夠，慣性思維大部分設置1-2臺監視器，地鐵人流大，對車站運營調度指揮需2臺46監視器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控圖像，顯示高峰人流瓶頸監控圖像，至少6臺監視器。

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

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

　　網絡高清傳輸的應用

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

　　3.7每個車站視頻監控系統和控制中心配置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、數據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。它不對存儲的數據進行備份，而是把數據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據分別存儲于不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據發生損壞后，利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。控制中心1套IPSAN存儲作為系統冗余備份，當車站1套IPSAN存儲發生故障，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議采用ONVIF協議。進入數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控行業標準，ONVIF核心規范1.0，這一標準規范了網絡視頻設備之間的信息交換，定義了通用協議，便于不同廠家設備互聯互通。

　　4.網絡高清視頻傳輸