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地铁安防四大发展趋势
地铁安防四大发展趋势   在地铁领域,典型的安防系统的建设是分在不同的系统内,由于视频和报警、门禁分属不同的系统,尽管在各自的大系统内集成度相对较高。然而,基于视频、门禁和报警之间的安防集成联动则显得有些薄弱,不能充分发挥安防集成的优势。地铁安防作为安防领域的重头戏未来发展将会呈现怎样的趋势?高清?还是智能?

  目前中国内地共有36个城市向国家主管部门上报;城市轨道交通建设发展规划,其中28个城市获批,这28个城市计划至2015年前后规划建设96条轨道交通线路,建设线路总长2500多公里,总投资超过1万亿元。

  地铁安防打造安防领域重头戏

  地铁安防已经是国内外众多城市除信号系统外重点建设的系统之一,如果单纯从传统的安防系统如CCTV、门禁系统等弱电系统来估算,国内20多个兴建城市的规模,每个城市每条线的传统安防系统大约1亿,每个城市6条线计算,那么总计120多亿元人民币。由此,地铁安防是安防行业的重头戏。

  在整个地铁建设和运营成本上所占比例并不很高,但当遇到极端事件时,发挥的作用则是举足轻重的。安防行业作为国民经济中极具成长性的新兴产业,正在飞速发展之中,各个行业对安防产品的需求也日益增加。据悉,国内有33个城市正规划建设地铁,已有28个城市获得批复,地铁安防将会成为安防行业中的又一个热点。

  地铁建设的狂飙猛进,给安防企业带来了新的发展商机。2005年伦敦地铁爆炸案给全球轨道交通行业敲响了警钟,国内对于轨道交通安防的重视度及投资力度都呈上升趋势,视频系统在轨道交通中的比重加大。“从地铁安全威胁的角度来说,爆炸事件在国内发生的可能性很小,但是地铁人流高度聚集,尤其是在高峰时段人流量大,存在潜在危险,一点小情况的发生就可能造成人群的恐慌,致使人们盲目逃窜,造成人流的拥挤甚至踩踏事件发生,因此需要安防系统可进一步在客流控制、预警及危机处理等方面做更多的工作。”广州市地下铁道总公司建设事业总部总工程师室工程师陈钢指出。

  地铁安防领域,主要包括视频监控系统、门禁系统、防盗报警系统和智能视频分析。作为实时图像核实和历史图像的查询工具,视频监控系统是最核心、最重要的部分,占据70%-80%份额,门禁系统则主要针对地铁用户内部管理,约占10%-20%,防盗报警系统相对较小。从未来的投入来看,安检和爆炸物探测、可燃/有毒气体检测将在轨道交通中获得较大的应用。从应用需求来划分,地铁视频图像分为两个部分,一部分为运营服务的视频监控系统,主要为控制中心、车辆段、车站和运营所用;另一部分为公安服务的公安视频监控系统,实现市局、地铁分局、派出所和警务室的监控。

  地铁运营于相对狭小封闭的地下空间内,人流密集,易受攻击与破坏。随着地铁视频监控建设需求的日益高涨,监控摄像机数量倍增,仅凭值班员的主动监视发现问题,难以实现,智能是不变的需求。当前,地铁安全管理已从被动事后补救型发展为比较主动的预见性安全管理方法,通过智能视频分析技术实现预警、预防需求明显。安防技术发展十分迅速,地铁安防处于发展阶段,应该多一些新的技术及新厂商,兼容并蓄,用开放的心态来做。

  地铁安防四大发展趋势

  1、高清化

  由于高铁运行的特殊性,现阶段安防系统的建设在多数地铁里分属两大系统:门禁管理和报警属于综合监控,视频监控属于通信系统,两者都基于网络实现功能集成,统一管理,这便要求安防系统也必须提供相应的网络解决方案。

  在具体的实际运用中,视频监控的数字解决方案由于技术的局限而未应用开来,目前比较典型的做法是MPEG-2与MPEG-4双码流技术结合矩阵控制的数模解决方案。如图1所示,前端摄像机模拟信号经过信号分配,一路进本地的,通过摇杆键盘实现本地的实时控制和监视;一路进MPEG-2编码器,经过地铁内部网络,传输到监控中心经解码器解码后接监视大屏显示,并可进行控制;第三路进入MPEG-4编码器,实现实时存储。

  一般情况下,每个车站都会设置一个模拟矩阵,结合摇杆键盘来对本车站内所有图像进行监控。在地铁系统中,每个车站的摄像头并不是特别多,在这种情况下使用摇杆键盘便能实现对矩阵的快速控制,对图像进行切换。

  现有系统中,对于视频的传输和存储分别考虑采用了MPEG-2和MPEG-4的压缩方式:要在控制中心实现中心大屏幕浏览需要保证图像的质量,因此采用MPEG-2编码方式进行传输;而MPEG-2的压缩码流通常大于10mb/s,进行实时存储时,系统所需的存储空间会很大,将会大大增加投资成本,于是考虑采用MPEG-4编码(在D1、25帧/秒的情况下码流约为2mb/s),用以解决实时存储所需的存储空间问题。

  2、编码技术优化

  值得注意的是,视频编码技术的选择对城市轨道交通数字视频安防架构的设计和造价会产生巨大的影响,同时采用MPEG-2和MPEG-4两种压缩方式来解决图像质量和存储空间之间的矛盾问题,是一种巨大的投资浪费。随着编解码技术的发展,特别是可伸缩编码技术的应用,使图像质量和带宽之间的矛盾得到解决。如果选用可伸缩编码技术,以前需要由MPEG-2和MPEG-4双编码方式来完成的工作现在便只需单一算法即可得到完美的实现,以H。264-SVC为代表的编码标准是可伸缩编码技术应用的具体表现。具体来说,可伸缩编码技术有以下几个优势:

  第一,可扩展编码技术只提供唯一码流:这种码流可以灵活的满足不同设备和网络的需求,而不是对每个视频源进行多种格式的编码。

  第二,支持时间、空间、图像质量的扩展:这意味着通过一台标准的PC机可实现多种方式的解码,以满足不同处理能力的设备的需求,多个用户可以同时对同一个视频用不同的分辨率进行解码。

  第三,多分辨率功能使得对一个端口配置不同分辨率(空间上的和时间上的)图像成为可能,可以对每个物理视频端口选择不同的分辨率和帧数作为次分辨率和帧数。空间上的可伸缩性是指对于同样的一个图像源,可以在同一个时间内得到不同解析度的画面(D1,CIF,QCIF);时间轴上的可伸缩性是指在播放时帧率的可调性;此外,H。264-SVC图像压缩技术还支持图像质量的可调性,同一视频流可设置不同的图像质量进行观看或存储。

  第四,采用可伸缩性的压缩技术应用于城市轨道交通还可以很好地解决车载监控的问题。目前,由于无线带宽无法满足视频传输的要求,车载监控多为独立的系统,视频信息实时传输到司机室进行监控和本地存储,列车到站后再通过人工进行转存。而如果采用具有可伸缩特性的压缩技术,便可以根据需求选择合适的传输分辨率和帧数,达到图像无线实时传输要求,从而与车站监控系统形成完整的统一平台。

  另外,长期以来,在地铁安防中的视频监控系统一直有运营和安防两方面的需求,由于关注的内容不同,管理要求不同,目前通常是建立两套独立的系统,相互不干扰,独立管理。而如果采用网络化、数字化的软硬件结合的视频解决方案,可以轻易实现系统的扩展,并根据运营、公安的不同管理需求,确定控制的权限和先级,使运营和公安既能共享资源,同时又不相互影响,很大程度上减少重复投资的问题。

  3、智能化

  随着技术的发展,地铁安防系统对智能化的要求也在不断提高,希望把之前的被动安防逐渐转变为主动安防,从而大大降低对人员及其工作强度的需求,视频智能分析应用就是其中典型的表现。

  现阶段地铁安防建设基本上都提出了对智能视频分析的需求,但在大范围的应用并不多,主要原因是:很多智能视频分析功能对应用环境有着较高的要求,而且误报率通常达不到实际应用的需求。因此,必须根据智能视频分析现阶段的技术水平,结合地铁的实际情况应用,才能达到满意的效果。

  从目前来看,智能视频分析的一些技术已经可以在实际中进行应用,例如,针对摄像机状态进行智能检测的功能,摄像机黑帧检测、摄像机过度曝光、镜头遮挡、图像模糊、摄像机移位等,这些技术相对成熟,多数情况下能取得比较满意的效果。除此之外,诸如车站人流量定性检测、人员越线检测等一些较复杂的功能,其本身也符合地铁的管理需求,结合现场情况也可取得相应的智能化检测效果,只是相对复杂一些,应用应更谨慎和严密。将智能视频分析技术运用到地铁安防系统中,同时结合视频管理平台的应用,可极大地提高安防系统的智能化程度。

  4、安防大集成

  地铁安防对系统的集成度的要求也非常高,尤其是综合监控系统。实际上,与地铁安防相关的系统不只是视频、门禁和报警,像设备监控系统、消防报警系统、数据传输平台和信息播报系统等相关系统都应是安防系统的一部分。随着用户对安防的日益重视,整体安防系统的集成已经成为一个趋势,在一些地铁项目中也得到应用。并且,正是由于地铁安防系统集成涉及众多子系统,因此,只有在各系统协调的情况下,进行深度集成,才能满足轨道交通发展对安防系统的要求。

  地铁作为城市交通的动脉,缩短了时间与空间的距离,成为许多大城市缓解交通拥堵的重要交通工具。近年来,地铁综合安防系统需求旺盛,大大推动了其在国内的发展。但我们注意到,需求的另一面的是供给额,而供给恰恰是中国安防厂商的“软骨”。安全建设没有终点!地铁综合安防系统建设如何能控制投资成本、使之节能并对全系统运营维护管理更加行之有效和全方位提升地铁服务质量,都将值得我们再去探索和深思。

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