地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)可靠性淺談

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1傳統(tǒng)模式與新型地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)

1.1傳統(tǒng)模式下的地鐵視頻監(jiān)控

部分傳統(tǒng)模式下的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)對車站以及車輛段的監(jiān)控選用流媒體技術。在此結(jié)構(gòu)中，視頻信息流可能會全部保存，也可能在流媒體作用服務器體系中加以轉(zhuǎn)存，在系統(tǒng)整個規(guī)模存有幾十路的過程中，幾臺服務器能夠進行調(diào)度業(yè)務的處理。然而，在監(jiān)控規(guī)模擴展的情況下，流媒體轉(zhuǎn)發(fā)模式的問題相應凸顯，此種傳統(tǒng)計劃的弊端如下：（1）服務器的現(xiàn)有規(guī)模在監(jiān)控點數(shù)增加的情況下隨之擴大，特別是今后高清圖像需求會發(fā)生變化，相同檔次的服務器要配置與之相對應的服務器規(guī)模。（2）系統(tǒng)中設置車站級別的全局故障點，在某個服務器出現(xiàn)故障的過程中，勢必會降低多路視頻圖像保存的監(jiān)督效果，不能適應地鐵給予安防體系可靠性的需求。即便能在冗余的服務器中處理此問題，但是，服務器成本較高，在實踐中的應用少之又少。（3）多數(shù)服務器和機械設備機架占用了大部分空間，無法適應綠色環(huán)保的需求。需要注意的是，該設計理念會使整個系統(tǒng)的故障點數(shù)量增多。在出現(xiàn)突發(fā)事件或產(chǎn)生多個熱點區(qū)域時，流量會造成服務器癱瘓。

1.2新型地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)

新類型地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡中設有數(shù)據(jù)流的保存和數(shù)據(jù)流的監(jiān)控模塊，借助網(wǎng)絡通信設備傳遞給對應的保存設備以及解碼器體系，中間并不涉及服務器的參與。利用交換機器具備的組播技術可以適應用戶觀看視頻流復制的本質(zhì)需求，所以，可以把服務器在煩瑣的流媒體體系中釋放出來，僅負責機械設備注冊管理工作，在單臺服務器結(jié)構(gòu)中高效地管理幾千路視頻，減小整個體系的功率消耗，減少系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障點[1]。該設計思路可以有效緩解監(jiān)控系統(tǒng)高清視頻產(chǎn)生的大流量以及高寬帶沖擊，存在一定的優(yōu)勢：（1）監(jiān)控點數(shù)的實際規(guī)模與服務器數(shù)量沒有相關性，單臺視頻管理相應的服務器能適應幾千路的高清圖像監(jiān)控標準，不存在結(jié)構(gòu)體系瓶頸等問題；（2）系統(tǒng)中并不涉及車站級全局故障點，因為選取新時代的業(yè)務流與控制流分離框架，不管是管理類型的服務器還是保存類型的服務器，出現(xiàn)故障后都不會中斷監(jiān)控系統(tǒng)的實時流，保存流也不會受到約束，可以確保監(jiān)控信息記錄的正常進行，確保地鐵整個運行體系的可靠性；（3）在產(chǎn)生突發(fā)事件或事故以及設置多個特點區(qū)域的過程中，大規(guī)模突發(fā)流量在組播技術的作用下進行分發(fā)和復制，巧妙地處理大規(guī)模用戶使用問題，與公安管理方以及企業(yè)管理方在危機情況下需具備的可靠性調(diào)度相互適應[2]。

2地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

2.1傳統(tǒng)多級系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

地鐵監(jiān)控體系是一種多級別的框架，所以，體系存在的可靠性需要依托多級別框架。傳統(tǒng)模式下的地鐵視頻監(jiān)控體系不只是在單級別領域內(nèi)存在一些問題，還在多級別系統(tǒng)框架中存在不足。對于傳統(tǒng)的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)處理計劃，在最上級的平臺中，設置了統(tǒng)一化管理服務器，此服務器以管理注冊的模式或權限管理的模式存在，作用是給予前端一切設備的管理進行注冊以及權限配置處理。

2.2新型多級系統(tǒng)框架

新型的多級系統(tǒng)框架可以處理傳統(tǒng)多級系統(tǒng)框架存在的不足，任何一個管理服務器平臺都可以形成獨立的管理域，在域內(nèi)設置唯一認證注冊服務器，完成全域內(nèi)設備注冊與用戶統(tǒng)一網(wǎng)管工作，直接對前端設備加以管理，而上級平臺不能直接面對大量的前端設備。要適應下級給予下級控制管理的需求，下級管理服務器需要把本級區(qū)域內(nèi)的設備列表以推送的方式向上級區(qū)域注冊，并且在平級區(qū)域內(nèi)，借助推送的方式將本區(qū)域中資源共享給其他區(qū)域，保證跨域設備的實效性共享，資源之間協(xié)調(diào)優(yōu)化。

2.3先進的多級別系統(tǒng)框架模式

目前，存有一種相對先進的地鐵視頻監(jiān)控體系，可以在多級別系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)中彰顯整個體系的可靠性。該結(jié)構(gòu)設置借助上級管理區(qū)域（包括派出所）配置相應的熱備冗余管理服務器，有效地管理下面管轄體系中多個車站以及派出所的管理服務器設備，每種管理服務器在產(chǎn)生故障后都受會到熱備服務器的接管作用影響。依據(jù)NGN結(jié)構(gòu)框架帶來的業(yè)務流以及控制流分流科學技術，尤其是服務器的N+1熱備先進技術，平穩(wěn)切換控制流，并且業(yè)務流的交換流程在本地區(qū)可以完成的可靠性技術，能夠在很大程度上體現(xiàn)經(jīng)濟實用性。

3地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)可靠性建設思考

3.1車站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

車站視頻監(jiān)控子系統(tǒng)的建設可以對圖像進行地理信息和時間信息的保存，將畫面合成后存儲于視頻矩陣中，按照車站車控室的監(jiān)控器調(diào)用方式，輸入硬盤錄像機加以保存，并且設置彩色監(jiān)控器，用于車站值班員以及警務工作者查看車站情況，或者依據(jù)需求編制處理圖像。若為地下車站，在合成之后的站臺信號處理過程中，仍需要使用凸面鏡進行監(jiān)視。剩下的輸出端口中，一部分信息保存在視頻編碼器中，一部分充當系統(tǒng)擴展的參考依據(jù)。若控制中心存在給予車站的圖像調(diào)用需求，在得到鍵盤指令后，攝像機輸出的圖像信號要經(jīng)過前一端的矩陣模式引進在視頻編碼器的設備中，與此同時，視頻編碼器針對模擬圖像的處理應輸出相應的傳輸流，并且編碼器要控制相應的設備，尤其是云臺以及攝像機等。因為車站體系形式為模擬化，在實際傳輸過程中缺少編解碼的流程，所以，本地區(qū)的視頻時間要控制在小于50ms范圍內(nèi)，體現(xiàn)出地鐵視頻監(jiān)控子系統(tǒng)建設的可靠性。

3.2控制中心視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控圖像轉(zhuǎn)換流程為：1）控制終端設置的模擬鍵盤產(chǎn)生切換指令，選擇需要觀察的攝像頭編號以及操作事項；視頻監(jiān)控體系中，要設置一定的視頻服務器，判斷發(fā)起切換操作用戶的具體權限，若操作用戶是運營控制中心調(diào)度以及公安用戶，可以進行視頻切換處理；若車站用戶僅可以進行本站點切換，應直接向控制終端輸入失敗信息。2）在權限允許的情況下，服務器可以判斷切換的新圖像和原圖像是否存在相同的車站中，確定后，控制車站切換矩陣到圖像上，返回切換成功后，把信息轉(zhuǎn)換到服務器中，最后通過服務器控制視頻監(jiān)控體系的終端體系。3）如果鐵環(huán)的圖像和原有圖像并不處于相同的車站，需要查詢目標車站中對空閑編碼器的設置，如果沒有，要對控制終端進行失敗信息的處理。4）如果目標車站存在空閑編碼器，服務器發(fā)起指令時，目標車站的矩陣要把需求的目標攝像機圖像傳給空閑編碼器，通過編碼器向控制中心傳遞地鐵運行的視頻，并且及時關閉原有圖像給予編碼器的輸入指令，向服務中進行成功信息的輸入，由此保證服務器和控制終端體系信息的成功切換。

4結(jié)語

開展地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)可靠性研究具有十分重要的現(xiàn)實意義和價值，地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設置需要引起相關人員的關注，管理者要全面分析地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的具體設計情況，找到傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設置存在的不足，采取科學的方法強化地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，推動地鐵行業(yè)的前進與發(fā)展。

【參考文獻】

【1】劉嘉豪.優(yōu)化乘客信息顯示系統(tǒng)與提升地鐵運營服務水平[J].科技資訊,2018,16(12):21-22.

【2】施亦進,楊超華,郝衛(wèi)國.地鐵PIS系統(tǒng)雙機熱備可靠性方案技術研究[J].鐵路通信信號工程技術,2018,15(9):65-70.

作者：趙彥芳 單位：天津軌道交通運營集團有限公司