hd-sdiip混合应用于城市轨道交通视频监控平台的研究

hd-sdiip混合应用于城市轨道交通视频监控平台的研究

视频监控是交通管理和控制的重要组成部分。传统的方法基于牌照识别和车辆分类。假设使用低分析率相机和数据库数据而不全面，这些传统方法将失败。在美国9·11事件后智能视频监控系统引起了全球范围内的广泛重视最后通过故障树方法对该混合系统进行可靠性分析,得到可靠性分析结果以验证该系统的稳定性。1轨道交通视频监控系统的功能特点轨道交通视频监控系统为控制中心提供有关列车运行、防灾救灾、客流情况等方面的视频信息,控制中心由调度员、车站、车辆段值班员等组成,为防灾调度指挥抢险提供指挥辅助工具,同时为地铁治安监控人员提供全线各车站站台、站厅、闸机、电梯等人流聚集、人员出入区域的视频信息,是保证城市轨道交通安全、有序、快捷、准时运营,维护日常治安,增强公共安全管理的重要组成部分。根据以上监管方面的需要,轨道交通视频监控系统需具备以下功能特点:①系统延时低,视频实时性强;②系统可靠性、稳定性强;③图像清晰、视频流畅,动态视频表现要求高;④存储可靠性、安全性高。在具体部署中结合地域分布特点,视频监控系统还必须充分考虑系统安全与防护的需求,因此在该视频监控系统中,采用HD-SDI/IP高清数字混合平台解决系统,可以满足城市轨道视频监控的需求。2视频监控系统的安装2.1高效的视频控制和警务服务系统架构见图1,各级车站下辖的所有HD-SDI前端设备通过专用SDI线缆和SDI光端机传输至本站的分控制中心,接入SDI视频分配器,然后由SDI视频分配器将本地视频源分为两部分,一部分接入各站的HD-SDI控制矩阵,通过SDI矩阵实现本地前端设备的控制、切换、上墙;另一部分接入本地的HD-SDIDVR中,实现本地存储和数据网络化,本地SDIDVR可实现对本地前端的控制,本地SDIDVR向本地警务提供必要的警务视频资源;各站高清快球的控制线接入多协议码分配器,多协议码分配器分别接受SDI矩阵和SDIDVR的控制命令从而控制前端高清快球。控制中心实际上是为了实现SDI系统和IP系统的融合,两者间独立运行相互补充,各有优势,将SDI监控平台无延时监控和IP数字平台扩展性强的特点融合在一起,同时两个系统在物理上实现互为备份的效果,增强了电视监控系统的可靠性。整个系统在业务数据传输上通过SDI光端机实现,各前端站点视频资源通过SDI光端机上传至中心站点,内部组网通过光纤自愈环网光端机构建而成,以保证系统的鲁棒性。2.2控制中心和现场层根据整体电视监控系统设计思路,采用控制中心远程监控,车站、车辆段本地监控,控制中心扩展和完善系统健壮性的系统,构建一个扁平的、全覆盖的两级视频监控网络。此外,按照相应需求可以将车辆段停车列检库的电视监控系统以子系统方式独立出来,比如,图1中分控中心,满足列检维修监控需要;虽然该系统为独立子系统,但考虑到后期扩展需要,可在环网处预留维修库子系统的接入,以满足后续控制中心对全线的控制和管理需要。控制中心通过软件平台实现对分控站点视频录像资源、实时视频资源等的管理,并为警务等需求提供相应视频资源,同时提供其他相应业务服务。整个系统在其内部组网的基础上,应具备系统兼容性,可以向警务等应用部门提供必需的视频资源,系统整体上实现在控制中心集中调用、集中控制,分控中心本地调用、本地存储的功能,见图2。控制中心和现场级设备由各区域工作人员使用并负责日常巡视及管理;电视监控系统维修人员则全面负责电视监控系统维修和故障处理、确保系统的正常使用。LCD显示屏上能够显示摄像机ID、监视器ID和键盘输入的数字。内置蜂鸣器会在系统出现故障时发出警报声,提醒操作人员。软件平台故障时,系统可直接从前端IPC获取视频,增加了可靠性,当系统中的模拟/SDI矩阵突发故障时,可以通过IP的模式对这些重要的模拟/SDI摄像机进行切换。3采集数据处理控制中心通过调用各车站段和车辆段前端采集数据进行总体控制,各分控中心通过局域网控制各个设备,对采集到的数据进行处理并上传到控制中心进行监控和管理。3.1高清网络显示设备控制中心监视设备包括:HD-SDI高清视频矩阵、视频综合管理平台、视频中心管理服务器、媒体存储服务器、存储设备、录像回放终端、以太网交换机、高清显示设备等。控制中心SDI高清切换矩阵通过HD-SDI视频专用通道接受车站SDI切换矩阵的HD-SDI高清视频图像,视频服务器管理车站SDI硬盘录像机上传的网络视频图像,HD-SDI高清视频图像和网络视频图像由视频综合管理平台统一进行管理,实现2种视频途径上墙显示,系统设备示意图见图3。3.2数字视频监控系统和模拟视频系统相互配合车辆段监视系统设备包括:车辆段停车列检模拟固定摄像机、车辆段HD-SDI高清云台摄像机、SDI光端机、车辆段数字硬盘录像机、2台液晶监视器、1台管理计算机、以太网交换机及完成本系统功能所需的所有设备。模拟前端摄像机视频通过同轴电缆传至模拟数字硬盘录像机,HD-SDI高清云台摄像机通过SDI光端机传至HD-SDI数字硬盘录像机,硬盘录像机接入本地以太网交换机。车辆段管理员可通过彩色液晶监视器监视本站视频图像,通过录像存储设备对本站图像进行录制,并在授权的情况下可通过监控终端调看本站存储的历史图像,并可利用便携式设备接入预留接口进行存储图像调看。3.3本系统的监控系统构成车站监视系统设备包括:前端摄像机、SDI光端机、车站SDI高清视频切换矩阵、HD-SDI视频分配器、高清监视器、多协议码分配器、HD-SDI硬盘录像机、视频监控终端、以太网交换机及完成本系统功能所需的所有设备。车站监控网络主要完成对本车站管辖范围内的视频信号的监控和录像,摄像机输出的HD-SDI信号经SDI视频专用线缆或者光纤传输至视频分配器,然后分别输出至HD-SDI硬盘录像机、本站SDI切换矩阵,然后经以太网交换机接入传输通道。前端摄像机控制信号接入多协议码分配器,接受来至SDI切换矩阵和SDI硬盘录像机的控制命令。本站可通过彩色液晶监视器监视本站视频图像,通过录像存储设备对本站图像进行录制,并在授权的情况下可通过监控终端调看本站存储的历史图像,并可利用便携笔记本接入预留接口进行存储图像调看。4核心设备的研制故障树方法FTA(FaultTreeAnalyse)最早在上世纪60年代由贝尔实验室提出,后经过改进用于系统的失效分析。该方法可以用于轨道交通监控系统的可靠性分析可靠度也叫可靠性,指的是系统在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力,它包括结构的安全性、适用性和耐久性,当以概率来度量时称可靠度,根据概率论理论朱继洲式中:R为可靠度;λ为失效率;t为运行时间。由此可知,各个设备的故障出现的时间和概率对于整个地铁视频监控系统的运行都有影响,而各个组成部分可以作为整个系统的设备构成来完成计算。本文所介绍的系统中用R式中平均无故障间隔时间MTBF(meantimebetweenfailure)如下计算。在该系统中式中:N该系统应用在大连202延伸线系统中,设备无故障间隔时间见表1(设备参数由厂家提供)。大连202轨道延伸线运营时间为07:00~20:00,总计13h,所以此处t=13,由此可以求得可靠度为0.9978,总的无故障间隔时间为5879.195,超过了5000h,可靠度接近1,达到了相关要求。5视频监控系统设计根据HD-SDI视频监控特点,结合