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大型分布式异构环境监控录像及控制

落鹤生 发布于 2012-09-01 12:07 点击:次 
怎样使投资最小化, 系统效益最大化,是各地建设单位必须考虑的一个问题。因此,如果要建设集中控制系统,进一步发挥既有的轨道交通安全防范系统的作用,就一定要考虑在保留既 有系统设备的基础上建设大型分布式异构环境下视频监控和录像控制系统,用最小的投入,获得最
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由于每条轨道交通建设的时间不同,采用的技术也不尽相同,如何尽可能地利用既有设备,将整个城市轨道交通安防系统进行集中控制是摆在各地政府面前的一个棘手的问题。随着城市发展的需要,大容量的公共交通工具——城市轨道交通建设正在如火如荼的进行中。然而,城市轨道交通的安全运行是各地政府、运营单位和公安机关极为关心的事情,各地和国家也先后颁发或正在制定有关的标准和法规。

 
大型分布式异构环境监控录像及控制

大型分布式异构环境监控录像及控制

 
 
  众所周知,中国的轨道建设已有四十年的历史,就是上海轨道交通的建设也有15年的历史。由于每条轨道交通建设的时间不同,采用的技术也不尽相同,如何尽可能地利用既有设备,将整个城市轨道交通安防系统进行集中控制是摆在各地政府面前的一个棘手的问题。
 
 
  大型分布式异构环境下视频监控和录像控制的提出
 
 
  在世博会开园前,上海共建设了420公里的轨道交通,共11条线和1条世博段。上海市公安局城市轨道交通分局会同上海申通地铁集团有限公司拟在上海市所瞎范围内建设轨道交通分局派出所分控中心,并要求在世博开园前建成投入运行。
 
 
  上海轨道交通建设情况
 
 
  截止到2010年4月底,上海轨道交通建设情况如下图,见图1。
 
上海轨道交通建设情况
 
 
  鉴于上海轨道交通的总里程已达到420公里,覆盖的区县达到了16个区(整个上海共有17个区、1个县),如果仅靠1个轨道分局的指挥中心 是没有办法做到及时有效地处理各种突发的事件。为解决这个问题,只有打破按线路控制安防系统的模式,建立按区域集中控制相关轨道交通线路安防系统的新模 式,具体区域划分如下,见图2。
 
上海轨道交通
 

 在整个上海市设立上海火车站派出所、人民广场派出所、东宝兴路派出所、徐家汇派出所、宜山路派出所、虹 桥综合交通枢纽派出所、陆家嘴派出所等七个公安分控中心分别控制、切换和显示各相关线路车站的图像信号,并可调用和刻录各相关线路车站的录像信号,接收各 相关线路车站的报警信号。其管辖范围如下,见图3-图9。

上海火车站公安分控中心

上海火车站公安分控中心

东宝兴路公安分控中心

东宝兴路公安分控中心

人民广场分控中心

人民广场分控中心

徐家汇公安分控中心

徐家汇公安分控中心

宜山路公安分控中心

宜山路公安分控中心

虹桥枢纽公安分控中心

虹桥枢纽公安分控中心

陆家嘴公安分控中心

陆家嘴公安分控中心

实现方案

 
 
  上海轨道交通自1995年建设至今已建设了11条线和1段世博线,由于建设时间的不同,采用的技术、设备和方式也不相同,要保留既有的系统设备,不影响既有线路的正常运行,又要实现集中控制,这就给系统的带来了很大的困难。
 
 
  现有的轨道交通就是大型分布式异构系统,经过调研,发现轨道交通在建设的过程中经常预敷设备用光纤,如果没有备用的光纤,利用轨道交通的线 路走向,也比较容易敷设。鉴于上述情况,整个上海轨道交通公安分控中心的建设就是实现大型分布式异构环境下视频监控和录像控制,其框图如下,见图10-图 13。

系统拓扑图

系统拓扑图

车站系统构成图

车站系统构成图

线路控制中心系统构成图

线路控制中心系统构成图

公安分控中心系统构成图

公安分控中心系统构成图
 
 

  从上述的框图中可以看到,不管是建设最早的1号线,还是最后建设的10号线;不管采用的是“模数结合”的系统,还是准数字系统,每个车站均 有4路视频信号通过模拟光端机送各自线路控制中心的矩阵。采用“模数结合”系统的车站视频信号由车站矩阵输出至光端机;采用准数字系统的视频信号则通过4 路视频解码器还原后输出至光端机。各线路控制中心的视频矩阵分别根据各自公安分控中心的人机控制界面的命令,将视频信号经8路视频光端机送相关的分控中心 矩阵,并经该矩阵输出至监视器上显示。分控中心的指令经本中心的视频服务器发出,一是控制本地的视频矩阵,二是以统一的协议,经光端机的IP通道至所控车 站的线路控制中心安防服务器,由该服务器将指令转换成线路既有的协议,一是将该线路控制中心的视频矩阵的链路打通,二是将指令经既有的传输通道送至被控车 站的视频服务器,由车站服务器将指令送车站的视频矩阵,将被控摄像机的图像切换至指定的输出通道(准数字模式则连通视频编码器和解码器的链路),由光端机 将该视频信号送本线控制中心的视频矩阵,经该矩阵输出经光端机至发出控制指令的分控中心的视频矩阵,由该矩阵输出至指定监视器上显示。控制云台的镜头的通 道也是如此,只是多了一个控制优先级的判断。各车站的入侵报警系统则与电视监控系统进行联动,当某一个车站发生入侵事件时,报警探测器祥本地的报警主机发 出报警信号。该主机收到报警信息后,一是将报警信息送报警键盘显示,驱动打印机记录报警发生的时间、地点等信息,驱动现场警灯和警号;二是将报警信息送本 地视频服务器,联动相关摄像机图像信号,在图像上叠加报警字符;三是通过传输系统,由本地的视频服务器向线路控制中心的视频服务器输送报警信息,以达到向 相关分控中心的安防服务器输送报警信息,联动该分控中心的视频矩阵,将相关图像切换至指定监视器上显示,并在图像上叠加报警字符。

控制信号和图像上传的链路图,见图14。

 
控制信号和图像上传的链路图 
 
  从上文中可以看到,只要在各车站增加一些光端机,在线路控制中心增加服务器和视频矩阵,就在保留既有系统设备的基础上实现轨道交通安防系统 的集中控制。其中的关键设备是安装在各部位的服务器,尤其是各线路控制中心的服务器起着承上启下的作用。能使各不同建设时期、不同实现技术整合在一起,尽 可能使用既有系统的设备,发挥系统最大作用的关键之关键是统一通信协议的使用。如果没有统一的通信协议,要保留既有系统,在短时间内实现各项功能是不可能 的。
 
 
  分控中心主要功能
 
 
  人机界面功能
  系统登录
  数据导入
  图像切换:快速选择线路、选择摄像机,并切换至电视墙
  云台、球机控制:摄像机控制、进行球机控制
  快速查询摄像机:快速查询(见图15)、GIS地图(见图16)
 
 快速查询

快速查询

GIS地图

GIS地图
录像查询和回放功能
 
 
  各车站既有的硬盘录像机的回放信号通过既有的传输通道上传,并经线路控制中心录像控制器和交换机→线路控制中心光端机→分控中心的交换机至分控中心的录像控制器,由该控制器的统一界面实现录像信号的查询和回放。
 
 
  服务器冗余功能
 
 
  由于线路控制中心的服务器是系统的关键设备,一旦出现故障,将影响相关分控中心控制和切换图像信号,因此在各线路控制中心均配置了双机热备的视频安防服务器,主备共同在线,主备之间通信切换方式如下,见图17。
 
 主备通信切换图

主备通信切换图
 
  报警功能
 
  当发生异常情况时,相关分控中心的安防服务器像本地视频矩阵发出切换指令,将相关图像信号切换至指定监视器上显示,同时在图像上叠加报警字符,提醒值班人员及时处警。
 
  结束语
 
  随着我国城市轨道交通的发展,随着反控防暴等级的不断提高,轨道交通的安全已是各地政府、公安管理部门、运营部门越来越重视的问题。然而, 我国还是一个发展中国家,各地的经济发展也不尽相同,轨道交通建设的规模也不一样,轨道交通安全防范建设的费用是一笔相当可观的数字。怎样使投资最小化, 系统效益最大化,是各地建设单位必须考虑的一个问题。因此,如果要建设集中控制系统,进一步发挥既有的轨道交通安全防范系统的作用,就一定要考虑在保留既 有系统设备的基础上建设大型分布式异构环境下视频监控和录像控制系统,用最小的投入,获得最大的效益,为建设“平安城市”、“平安轨交”奠定良好的基础。

作者单位:公安部第三研究所
(何伟)
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