高铁轨道交通智能视频监控系统解决方案.docx
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高铁轨道交通智能视频监控系统解决方案
高铁、轨道交通
智能视频监控系统
解
决
方
案
目录
1系统背景概述3
1.1高铁、轨道交通安防管理系统现状3
1.2高铁、轨道交通对安防系统的要求4
1.3智能安防管理系统5
3系统设计方案概述7
3.1系统设计思路7
3．2系统结构组成8
4系统功能特点10
5联网管理平台16
5.1系统主要组成模块介绍17
5.2系统功能模块介绍17
1
系统背景概述
高铁、轨道交通安防管理系统现状
城市高铁、轨道交通体现为高效率、高环保性和为多数人服务的现代化可持续发展的都市客运体系，因此大力发展城市快速高铁、轨道交通系统，是解决大城市交通问题的最重要途径。
中国的城市高铁、轨道交通建设正在进入快速有序的发展阶段，国家发改委和建设部提供的资料显示：
“十五”计划期间，中国城市高铁、轨道交通（地铁、轻轨）建设投资高达2000亿元，建成了总长度550公里左右的城市轨道线路。
“十一五”期间预计各城市在高铁、轨道交通建设方面还将投资6000多亿元，高铁、轨道交通市场存在着巨大的商业机会。
2015年中国将拥有超过2000公里的城市高铁、轨道交通线路，这样城市高铁、轨道交通系统能承担的城市交通客流量的比例将大幅度提高。
随着公共交通事业的快速发展，高铁、轨道交通出行已经成为人们方便快捷出行的最佳选择，高铁、轨道交通作为一个主要交通枢纽的公共场所，公共安全显得尤为重要。
通常高铁、轨道交通由诸如站台、设施中心、设备中心、消防中心、运输中心、调试中心、运营车辆段等多单位及各自管辖的区域所组成，各个单位对于高铁、轨道交通各区域的管理既有自立、又有交叉，高铁、轨道交通实行自动化监控管理具有作特殊的意义。
高铁、轨道交通的地域较大，人流集中而区域相对分散，因此，高铁、轨道交通的安全监控工作主要具有以下特点：
1、高铁、轨道交通有较大的面积区域和广泛的周界，开阔的地域，复杂的场内交通，大量的出入口和围栏，使得高铁、轨道交通监控的摄像头数量庞多。
一般现代化的大型国际高铁、轨道交通拥有多个站台、多条轨道和车库位及其它相应的配套设施，监控环境复杂。
2、高铁、轨道交通人和车流量大，作为城市重要的交通枢纽，高铁、轨道交通要求高级别的安全保护和地面安全，内部安全和周界安全等一体化安全都对全实时、零延时的视频和控制提出了更加严格的要求。
3、高铁、轨道交通的安全防范系统是一个综合性的多功能的监控系统，需要组成一个的完整统一的管理和调度系统，由具有最高权限级别的监视指挥中心对各个子系统进行管理。
本方案的提出，旨在利用当今最前沿的智能视频分析技术，对目前的高铁、轨道交通监控系统进行改造，实现在高铁、轨道交通周界、建筑、设备周围或内部中异常行为的智能识别、提前发现和自动报警，从而减轻监控人员的工作负担，提高监测准确度，使高铁、轨道交通管理工作更加有效。
客户的业务挑战
目前，高铁、轨道交通多已安装了传统或数字视频监控网络，配置数百台摄像机甚至上千台，一般采用少数的监视器轮流显示监控场景的方式。
同时，也不可能安排足够的安全监控人员对所有显示的视频进行全程不间断监控；另一方面，由于人类生理特性，监控人员无法做到长时间不间断地关注监视器上显示的监控视频，会造成大量的漏警。
因此，很多时候对于大量的视频源信号都只能采用自动录像的方式进行保存，依靠事后查验的方式，视频监控因此成为一个被动性的工具。
综上所述，我们发现普通的视频监控从主观和客观角度上都存在的弊端，导致不能充分发挥监控作用。
虽然花费了大量的人力，财力投入，但突发事件还是不能及时发现，更不用说有效预防。
近年来，国内外高铁、轨道交通已经发生多次乘客落入轨道，遗弃物爆炸或误入轨道周界，最后影响正常运营或造成人员伤亡事件。
高铁、轨道交通安全防范通常包括高铁、轨道交通周界监控、轨道监控、高铁、轨道交通财产安全和乘客及工作人员的人身和财产安全等。
高铁、轨道交通对安防系统的要求
面对高铁、轨道交通安防环境的日益复杂，高铁、轨道交通对安防系统提出了更新的要求。
具体要求如下：
高铁、轨道交通周界
高铁、轨道交通的周界防范系统主要用于轨道附近的围界，它的设计构思主要应考虑如下几个方面的问题：
1） 首先，在轨道区的围界处通常应设置围栏，它既是一种有形障碍物，设计时应注意考虑不能对机车运行过程中的通信联络产生干扰。
2） 高铁、轨道交通的枢纽站台通常都很大，如有换乘立体分层等。
系统应根据不同区域的具体情况和系统的技术要求把控制边界划分成若干小区域，以细化对边界的控制管理，提高报警的精确度。
3） 由于常规的周界防范系统只能起警戒作用，不能直接看到边界现场的情况，所以系统必须与各站台的电视监控系统密切配合，当边界受到入侵、破坏，系统发生报警时，能同时利用电视监控看到报警边界的情况，帮助及时处理问题。
4） 由于轨道围界远离站台，夜间很暗，为此，系统还应与围界处的照明系统进行联动，以保证必要的照度，同时，在报警的同时打开灯光对入侵者也是一种威慑。
轨道
轨道是高铁、轨道交通的重要通道，通常会拥有多条轨道并伴随之间的交叉穿越。
轨道两边设置有安全地带，因此对轨道安全的要求严格而简单。
1） 对轨道、安全缓冲带，根据安全级别不等，划等级监控。
交叉轨道区域复杂，可划分小区域。
2） 为了运行机车安全，轨道严禁人员或动物进入。
对于靠近轨道的不明目标给予警示和驱逐。
3） 轨道上若出现遗留物，会对机车运行造成重大安全隐患。
因此，对于轨道附近的遗落物体和从其他区域进入的不明物体要立即进行清除，并保持轨道的清洁。
财产安全
高铁、轨道交通财产包括车库机车、站内闸机、围栏、自动售票机、消防器具、屏蔽门、服务台等各种配套设施。
特别是夜间，当有不法分子逃脱了第一层周界监控后，潜入站内区域实施非法行为时。
第二层保护显得尤为重要。
1） 机车在空闲时段严禁有人或不明物体接近，防止对机车进行破坏行为。
2） 对于高铁、轨道交通中的各种辅助设备，对于站内的安全有着至关重要的作用。
因此对于盗窃和破坏行为也要高度警惕。
3） 工作区负责运输和保存大量设备，对于乘客的安全保障也显示出高铁、轨道交通的完善的体制和服务。
因此，对于工作区的误入、防盗、遗漏和人为损坏也是高铁、轨道交通财产监控的重要环节。
乘客活动区
乘客活动区域主要集中在各站台。
由于高铁、轨道交通站台楼面积复杂，尤其是枢纽站需要监控的出入口通道很多，不同的区域有不同的监控要求。
1） 站台内来往人流众多，某些乘客人从通道口进入特殊或工作区域的行为，单靠人眼很难发现。
因此，对在这类区域出入口处徘徊，进入或尾随的行为需要及时发现并阻止，必要是能够通过现场的扬声器进行语言警告。
2） 在站台或各种通道出入口，人员流动相对有序。
对突然有目标加速奔跑或移动进行重点监控，防止扰乱高铁、轨道交通秩序，造成乘客恐慌。
3） 在人流频繁的地区，经常会出现乘客遗忘包裹行李，或恶意丢弃包裹的行为。
对遗忘行李和包裹及时发现，能够给乘客带来尽可能小的损失，也能对恶意丢弃行为的及时发现并给予阻止。
4） 高铁、轨道交通通道出入口的通畅程度也给乘客的登机出行带来极大的方便，出入口的拥堵需要监控系统及时发现并立即疏导，有利于提高乘客满意度，避免扒窃等事件。
智能安防管理系统
针对高铁、轨道交通安防的现状，科技科技有限公司凭借着多年以来在安防行业的技术积淀，和在监狱、武警部队等行业安防领域的设计经验，设计了这套“智能化”“一体化”、“集成化”、“数字化”、“网络化”的高铁、轨道交通安防管理系统。
凭借着特有的技术优势，和多年来的设计经验，在本系统中融入了先进的“智能视频分析技术”、“音视频处理技术”、“信息处理技术”、“自动控制技术”和“网络传输技术”。
本系统将视频监控、周界报警、门禁控制和对讲系统无缝集成，实现各个子系统在一个平台下的统一管理，并且实现相互之间的联动，使整个安防系统真正实现了“一体化”管理，满足了高铁、轨道交通安防的要求。
本系统针对高铁、轨道交通环境的各个细节作了专门的设计，专门针对高铁、轨道交通环境量身定做。
2设计原则
1．系统充分体现了先进性、智能性、高性价比原则。
2.可扩展性
为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的接口以便系统扩充之用。
系统中控制部件（软、硬件）采用模块式结构、模组式交换矩阵、内部总线化等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。
灵活的组网方式，要求较少，只需要提供网络和供电即可方便监控点的增加。
几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级（至少三级）组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。
3.开放性
整个系统是一个开放系统，兼容性强，能与现有铁路管理系统和其他监控系统互融，提供完整的维护业务平台。
4.灵活性
系统可以很方便进行软件升级，硬件方面在若干年内不失其先进性，保证用户投资。
可调节图像质量与带宽占用，系统采用硬件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。
多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面多种浏览方式。
系统支持基于浏览器技术的网络浏览功能，可以方便灵活的使用。
5.先进性
采用国际最新的H.264图像压缩处理技术，网络适应能力强，图像清晰，画面质量高，占用带宽小，实时性强。
6.实时性
视频传输和智能报警延时小于0.2S。
7.可靠性
具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。
实行操作权限管理，保证统一、规范管理。
系统具有自诊断功能。
系统具备防雷和抗强电干扰能力，可适应较复杂的工作环境。
系统的平均无故障工作时间MTBF>50000小时。
8.完善性
具有强大的数据和告警的采控和处理功能。
当发生报警时（智能报警或外界设备触发报警），能把报警信息进行视频联动，也可以通过其它方式实现联动。
如实现告警时灯光、警笛联动并录像。
功能完善的录像管理体系。
系统可选用手动、告警、定时录像三种录像方式；提供指定阀值的滚动式录像删除功能（在保证客户录像存储时间的要求下），录像存储空间可以根据客户的需求配备存储空间，支持备份功能，能有效保证数据的安全性。
系统具备完善的控制功能：
系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作。
被授权的网上任一操作人员可对任一摄像点进行控制，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。
进行云台的预置和控制。
9.良好的硬件平台
系统硬件平台为机架式设计，实现高度一体化、高度工程化，便于施工、安装、调试。
3系统设计方案概述
3.1系统设计思路
为了满足高铁、轨道交通对数字化管理系统的要求，数字化高铁、轨道交通安防管理系统采用了“智能化”、“一体化”、“集成化”、“数字化”、“网络化”设计原则进行了设计。
智能化：
利用由上海科技基于全球领先的ObjectVedio智能视频分析算法开发的IVOBOX智能视频分析系统，将原有的被动式监控转化为主动式的监控。
一体化：
科技的监管指挥系统采用一体化的管理平台，将监控、门禁、报警等功能模块实现了“嵌入式集成”，由统一的管理平台软件来管理，同时实现各个功能模块之间的联动。
集成化：
本系统除了将监控、门禁、报警统一管理之外，还为对讲等系统提供接口，实现和对讲的联动。
同时，本系统还为“狱政信息管理系统”预留了友好的数据接口。
数字化：
本系统中的所有主控设备全部采用数字化管理主机，实现对整个系统中各个功能模块的数字化管理。
网络化：
本系统支持从前端监区值班室到高铁、轨道交通监控指挥中心，并支持若干网络终端的控制、报警、显示系统，使所有信息的传输畅通无阻。
3．2系统结构组成
智能视频解决方案是基于目前快速发展的计算机视频内容识别技术，用户可设置某些特定的规则，视频监测系统会识别目标行为是否符合这些规则，由此判断是否需要做出反应，例如联动报警等。
如果认为目标行为没有违反规则，系统将不做出反应。
这样可有效减轻监控人员的工作负荷，提供工作效率。
3．2．1 系统架构
监控前端
高铁、轨道交通摄像机设计为室外明装分体云台、可变镜头的彩色摄像机系统，安装在站内乘客区域，采用高分辨率的彩色摄像机。
对轨道和周界的前端摄像机设计，如有需观测的范围在半径1.5公里的需求，选用的长焦距1000mm，这样才能看清1500米外的人的面貌，采用高分辨率摄像机。
高铁、轨道交通监控（分）中心
部署于监控区域的摄像机将采集到的现场图像通过视频线、光纤或者IP网络传送到高铁、轨道交通分中心，高铁、轨道交通分中心会将这些图像数据经过视频矩阵或者视频矩阵输出到电视墙上，同时进行录像备份。
高铁、轨道交通分中心采集到的数据也可以经过专网上传给上一级的监控中心，上一级监控中心可实时查看现场图像或者提取存储资料，形成一个分层级的、分布部署和集中管理的监控体系。
3．2．2 典型场景
智能视频监控系统可应用于高铁、轨道交通不同的实际场景：
1） 物体丢弃或遗留
本系统“物体滞留监测”功能可监控高铁、轨道交通站台、通道处是否有包裹或物品遗留，一旦出现类似包裹可疑物体，系统将立即发出警报通知监控人员。
2） 周界监控
本系统“物体移动监测”可监控高铁、轨道交通周界是否有物体靠近或进入，一旦在设置范围内发现移动物体将触发警报。
3） 乘客活动区监控
对人流较大的通道，自动扶梯，本系统可采用“定向移动监测”，移动路径监测，监控人群的移动方向和路径。
4） 车库监控
系统“物体移动监测”，用于机车车库或其他非运营时期，进入机车周围的移动物体进行监控与警报，监控人员可通过灯光、语言进行阻止和警告。
5） 轨道监控
系统“突然出现监测”，用于监测高铁、轨道交通轨道和滑行道是否有可疑人员出现，或有不明物体遗留。
6） 站台监控
系统“物体徘徊监测”，用于监测站台、工作区域或轨道周界所设定的敏感区域是否有可疑行迹。
4系统功能特点
4.1智能监控的应用
针对高铁、轨道交通内部分高危区域系统科技智能视频分析系统来进行主动式防范，特别是针对丢包炸弹、跳轨、踩踏等非法行为进行自动识别，提前预警，加强管理效率，并且提高管理预见性。
4．1 .1 物体丢弃或遗留
本系统“物体滞留监测”功能可监控高铁、轨道交通站台、通道处是否有包裹或物品遗留，一旦出现类似包裹可疑物体，系统将立即发出警报通知监控人员。
4．1.2轨道监控
系统“突然出现监测”，用于监测高铁、轨道交通轨道和滑行道是否有可疑人员出现，或有不明物体遗留。
4．1.3站台管理
对高铁、轨道交通站台等车区域设警戒线，人行一但超出警戒区立即报警
4．1.4人流拥挤度
出入口的拥堵需要监控系统及时发现并立即疏导，有利于提高乘客满意度，避免扒窃等事件。
4．1.5人员异常活动
地铁通道或乘车区域等地如有人异常，比如打架，有人倒地等，立即触发报警。
4．1.6人员逗留
在地铁停运后，有人员常时间逗留地铁内，给地铁管理造成麻烦。
4．1.7地铁行乞
在地铁口或内部进行行乞给人们的通行和秩序造成很大影响，通过智能分析技术可以立即触发报警。
4．1.8铁路线非法进入
在重要区段及咽喉区设置入侵检测，用来识别人或动物入侵到高铁路轨。
4．1.9人数统计
高铁或地铁进出口的人数统计。
4.2智能监控子系统的功能特点
1、强大的环境适应能力
科技的IVOSYSTEM智能视频分析系统能够实现自主的环境学习，能够对复杂的现场环境、潮汐、低质量的画面、水面的反光、雪景自动适应；能够适应黑白彩色摄像机、低照度摄像机、全景摄像机、热感摄像机。
2、分布式、多极化统一管理
基于IP技术，实现各分散的工业无人值守基站的联网统一管理和调度；采用科技AM系列报警管理管理服务器产品，将监控视频与各类报警传感器通过IP网络统一进行管理和控制；良好的报警转发功能，能够在突发事件时，为应急指挥和部署提供出色的信息支撑。
3、报警输入、输出灵活设置
报警管理主机可以通过管理软件设置各个报警通道的报警方式，包括“闭路报警”和“开路报警”，检测闭路信号或开路信号作为报警触发信号。
2、报警联动输出
灵活设置报警信号触发时的联动输出，可以设置一个报警信号联动一路开关量输出，也可以设置一路报警信号联动多路报警输出。
联动的输出信号包括“声”、“光”报警输出等。
3、按防区、时间段的布、撤防设置
报警主机可以灵活设置报警点的布防和撤防状态，可以按照防区和时段设置，保证报警系统的灵活性。
4、报警联动切换视频
系统可以设置报警信号时，联动报警点的视频信号切换输出上屏幕墙，便于值班室干警第一时间掌握报警点情况，做出相应的处理。
5、报警联动电子地图
系统可以设置在有报警信号时，自动切换到电子地图，显示报警点位置，以及报警点周边的地形和情况，为处理警情提供依据。
6、报警联动录像
在有报警信号时，可以设定报警点的视频信号启动录象功能，录象文件作为将来事故分析的取证资料保存。
7、联动启动紧急预案
重点报警信号，可以联动预设的紧急预案。
紧急预案包括向所有监区值班室发布警情通知和启动相关门区自动锁死功能。
2联网管理平台
VStar是一个基于C/S架构的综合网络视频管理平台，主要是由多个前端设备、一个中心服务器、一个数据库、多个流转发服务器、多个录像服务器以及多个客户端组成，典型的组网图如下图所示：
系统主要组成模块介绍
v中心服务器
（1）客户端通信及管理模块
（2）数据库操作模块
（3）录像调度模块
（4）报警接收及联动模块
（5）心跳模块
v录像服务器
（1）中心服务器通信模块
（2）录像执行模块
（3）下载及在线服务模块
（4）心跳模块
v客户端
（1）中心服务器通信模块
（2）心跳模块
（3）报警接收处理模块
（4）实时播放模块
（5）录像回放/下载模块
（6）实时录像模块
（7）配置管理模块
系统功能模块介绍
VStar主要包含以下功能模块：
用户管理模块、服务器管理模块、设备管理模块、设备配置模块、实时视频浏模块、录像管理模块和报警管理模块等。
用户管理
VStar系统有三种类型的用户：
系统管理员、高级用户和一般用户。
系统中有一个具有所有权限的超级用户admin，且此超级用户不得删除。
系统提供用户分组功能，用户分组中不能包含子分组。
只包含一个管理员组，非管理员组则可以任意添加。
对于用户设备权限，管理员用户拥有查看所有设备的权力，而非管理员用户，则使用其所在组的设备权限。
可以为非管理员组分配设备权限。
服务器管理
主要是管理录像服务器、流转发服务器和NVR服务器，包括服务器的添加、编辑和删除操作。
上述服务器均支持在线测试功能。
对于录像服务器，可以指定录像存储磁盘及磁盘存储空间。
目前正在添加NVR服务器管理模块。
设备管理
目前VStar系统涉及到的设备种类主要是编码器和智能分析设备。
系统提供设备分组功能，设备组中可以包含子设备组。
当前系统支持使用IP的设备，也支持使用MAC地址的无线设备，对于使用IP的设备，支持设备的在线测试功能。
在对通道的操作中，可以为通道指定所使用的流转发服务器和录像服务器，也可以为通道配置计划录像时间。
设备配置
设备配置模块是用NvsConfiger控件来实现的，配置内容包括设备的基本信息、网络设置、音视频设置、端口设置、移动侦测设置、通道标签设置和云台设置等。
实时视频浏览
分屏模式为1，4，8，9，13，16，25，36。
视频窗口之间可以相互拖动，视频窗口可以全屏观看，可以关闭。
关闭视频窗口时，可以选择关闭当前视频窗口，可以选择关闭当页视频窗口，也可以选择关闭所有视频窗口。
支持单结点和多结点同时拖动到窗口中显示视频。
支持双击通道结点显示通道的视频。
支持将视频加到当前选中位置或视频窗口列表的尾部。
支持画面显示格式的调整，支持视频轮询。
支持视频窗口的抓图功能，支持自定义的窗口标签设置。
用户退出客户端时将自动保存退出时的视频窗口布局信息，当用户下次登陆时将按此时保存的视频窗口布局信息显示视频。
录像服务
VStar的录像包括实时录像（本地录像）、计划录像及报警录像（远程录像，即在录像服务器端实施的录像）。
录像服务包括录像的配置、录像文件的查询、下载、本地回放、在线回放等。
对于实时录像，用户可以手动停止，也可以在录像后到时间后自动停止，实时录像文件存储在客户端本地磁盘中。
计划录像是由录像服务器自动完成的，用户要事先配好录像计划，录像计划分“每天”和“星期”两种模式，每天可选两个时间段，计划精确到分。
报警录像则是报警联动录像，也是由录像服务器来完成。
录像服务器端的录像文件支持循环覆盖模式，当录像存储空间达到警戒后自动覆盖。
报警管理
报警管理包括报警触发条件的配置、报警联动的配置、报警的接收、联动处理。
对于报警触发条件，目前主要支持GPIO输入、移动侦测和智能报警三种类型。
对于联动类型，则主要支持GPIO输出、报警录像和云台预置位三种类型。
支持报警信息的查询，可查看查询结果中的报警的详细信息，比如已设置报警录像联动的报警可以查看到报警录像的相关信息，智能设备的报警则可查看对应的报警规则信息和报警图片信息。
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