城市轨道交通CCTV系统发展及演变

王达

苏州轨道交通运营有限公司运营二分公司 江苏苏州 215000

摘 要：上世纪六十年代，新中国的首条地铁线路在首都北京破土动工，该条地铁线路的建设，在我国城市轨道交通发展中具有里程碑式的意义。直至发展至今天，城市轨道交通已经成为城市中不可或缺的交通工具，其高效性、便捷性使其成为当今世界最重要的交通形式之一。在过去的一个多世纪里，科技的进步使城市轨道交通的发展日新月异，而在轨道交通CCTV系统的演变发展中，数字化信号系统逐渐取代了模拟信号系统，这使得IP智能监控系统被得以广泛应用。城市轨道交通中的监控系统，即CCTV，将车站的客流情况、车辆安全门的开关以及出口、入口等区域的画面实时传输给车辆调度工作人员。CCTV系统对发生的一些敏感事件、站台的画面进行智能化分析，并发出联动警示，在传输到站内工作人员的同时，远距离的控制台、控制中心的调度工作人员、派出所警察同样可以及时收到信息，从真正意义上实现了远距离监控。本文我们将结合视频监控系统的发展历程，对城市轨道交通的CCTV系统发展及演变进行全面了解。

关键词：轨道交通；CCTV系统；发展；演变

作为城市重要的路网交通设施，轨道交通每天承载的乘客数量非常庞大，其在城市所发挥的作用不言而喻。因此城轨站内如果发生犯罪事件或是紧急性事件，极易引起群体性恐慌，进而造成严重后果。近年来，世界上城轨设施内发生的恶性犯罪案件和安全威胁事件屡见不鲜，为我国的城轨交通运营者敲响了警钟，如何利用CCTV系统避免此类事件的发生，成为了城轨交通运营者的工作重点，因此，对闭路电视监控系统，即CCTV，提出了更高的标准及要求。

一、城市轨道交通CCTV系统的基本构架

警用CCTV和专用CCTV是城轨交通CCTV系统的两大核心，专用CCTV系统的作用是：调度员利用其对列车客流、站内客流、车站动态以及乘客上车、下车等情况进行实时监控，为列车的准时性、安全性提供有力保障。在紧急事件发生的同时，将实时图像高效地传输给相关工作人员，以便实现对现场的救援指挥高效性、准确性，以最快的速度将乘客进行疏散。警用CCTV系统的作用是：工作人员可以通过系统对各个车站人员的出入、站内的拥挤情况进行监控，防止突发性犯罪的发生。

二、城市轨道交通CCTV系统的发展、演变

（一）CCTV系统的初期建设

    在建设初期，城市轨道交通CCTV系统为标清系统，其核心为典型的矩阵模式，模拟录像机、摄像机、分配器、光端机以及模拟矩阵是其主要的组成部分，该系统作为CCTV发展的初级阶段仅仅可以实现系统建设。

    设备室利用同轴电缆将模拟摄像机进行接入，利用分配器将视频信号分别分配给录像机、警用系统以及矩阵。录像机负责录像的回放以及视频的储存，而矩阵负责图像的实时切换。在建设初期，模拟监控系统的核心是矩阵设备，光端机将图像实时传输给矩阵设备，该种传输方式受制于传输距离的限制，当图像传输距离达到一定程度，图像信号极易发生畸变和衰减，周遭环境对信号易造成干扰，导致图像质量严重下降。然而，城市轨道交通CCTV系统中图像传输距离往往很长， 要想图像在不失真的情况下快速传输给控制台，该种传输技术已不能满足要求。同轴电缆是模拟图像最主要的传输媒介，而同轴电缆的特性是图像信号距离不宜过远，故该种媒介不宜应用在城轨交通CCTV系统建设中，更加适用于居民小区、写字楼等小规模设施。

    矩阵设备对图像信号的路数限制过于严苛，一旦图像信号超过了视频矩阵的限制要求，则需要对矩阵设备进行增加以形成矩阵网络，这种矩阵网络复杂异常，致使系统毫无拓展能力。而系统一旦建成，增加矩阵设备是一项繁杂且庞大的工程。除此之外，矩阵系统采取的硬联动方式，此种方式在警报系统中接线工程过于繁杂，加之周围环境条件的制约，工程完成的难度极大。模拟图像系统各个部分彼此实现互通的难度高，几乎都是独立运作的模式，只能在规定的范围内进行联动互通，故对图像源进行大规模的管理几乎无法实现。

    综上，传统的模拟信号系统对于跨度大、距离长的城市轨道交通CCTV系统来说，其功能就显得捉襟见肘了。

（二）数字化监控系统的应用

    科技飞速发展的今天，数字解码技术、数字编码技术已经具有较高水准，数字解码、数字编码技术可以将信号延时控制在300毫秒以内，进而大大满足了城市轨道交通CCTV系统对图像低延时的基本要求，而传统的模拟信号系统存在拓展难、建设维护难等诸多问题。故城市轨道交通CCTV系统迅速改变了以往的模拟矩阵模式，转为数字矩阵模式，以此实现球机控制以及画面的切换，同时，还可以利用编码器对图像进行模拟和还原，实现视频的实时录像。数字编码和解码技术的成熟运用，基本实现了城轨交通CCTV系统的数字化。

在城轨交通CCTV系统中，编码器摒弃了传统的模拟图像信号，将数字图像信号应用其中，依据带宽和对视频质量的要求，进而提供不同的编码方式和解码方式。其具有长距离传输毫无损耗的优点，故数字图像即使进行几十甚至上百千米的传输，图像质量仍旧不会下降。OCC控制台接收到的信号可以在客户端进行直观显示，图像终端更加可以利用编码器直接显示。同时，设置专用的图像服务器对人员的访问权进行统一管理，利用IP智能监控系统对用户的权限进行划分，从而防止系统被破坏以及监控录像的盗取。IP监控实现了数字化监控的诸多功能，在区域内部实现了诸多设备的分工独立协作，不再像从前一个设备必须完成所有功能，从真正意义上实现了各个设备之间的协同运行，将系统的性能发挥到极致。此外，IP智能数字监控系统使存储更加具有分布性,其通过专用的设备进行存储工作,提升了系统的存储管理性能。它采用的IPSAN系统，与过去的硬盘存储不同，其具有拓展性强、管理集中，部署分布等诸多优势，在大规模的监控应用中更加合适。

（三）高清智能监控系统的应用

进入21世纪，高清时代正式到来，随着高清智能监控系统的应用，城轨交通CCTV已大跨步迈进高清化、数字化的时代。

回顾监控行业的发展，以往40万像素的摄影机已经不能满足行业需求，标清的画质往往使人们虽然看得见，但是看不清。而高清网络摄像机的出现，将画质像素提高至200万，达到了1080P、2K甚至4K，它摆脱了编码器的束缚，使系统更加简洁，使得CCTV系统的维护性大大加强。高清智能监控系统依托于高清网络摄像机，通过光纤将设备室的交换机进行关联，充分解决了维护难、故障点多等难题。高清网络摄像机相较从前要求更高的点位密度，随之而来的则是系统急剧增强的压力，故系统的可靠性和IPSAN存储的高性能成为了其能够正常运行的有力保障。

在当今城轨交通CCTV系统运用中，网络接口作为IPC的主要输出接口，警用CCTV和专用CCTV系统的建设需要采用更加行之有效的建设方案，即公专合一系统和公专分建系统。前者需要将前端IPC在车站进行统一部署，通过将多余端口封闭等形式落实控制隔离，警用设施由平台负责管理，专用IPC和警用IPC分配访问权限，同时受到OCC以及公安局平台的管控。后者需要车站警用设施将IPC进行共享，将IPSAN进行合理布局，以防火墙的形式将网络进行隔离，图像在警用和专用IPSAN实现共同存储，在存储时间方面，警用应当大于专用，实现警用IPC和专用IPC访问权限的合理分配。

结束语：

    城市轨道交通作为人员密集的公共场所，CCTV系统在治安管理、案件调查、调度、疏导等方面肩负着重要使命及职责，目前我国的城轨交通CCTV系统已陆续展开了高清系统优化工程，其工程模式已趋于成熟，城轨交通CCTV系统运行的可靠与否关乎到城市交通能否顺畅运行，是社会安全的保障及城市经济发展的命脉，城轨交通CCTV在未来的发展必将大有可期。

参考文献：

[1]覃定明，李永霞.城轨信号系统信息安全技术方案研究[J].铁道工程学报,2017，53（12）：71-74.

[2]郜春海，刘波等.新一代城轨信息化体系中的系统发展[J].都市快轨交通，2018，3 1（4）：77-81，97.

[3]城市轨道交通信号系统通用技术条件: GB 12758— 2004[S]. 北京: 住房与城乡建设部, 2014.