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  • HD-SDI在地铁高清视频监控系统中的应用


        地铁视频监控需求主要有以下几点:
        1.为地铁出入口及站台等关键场所提供高分辨率图像视频信息,基于高清摄影机一般可以做到1280×960、1920×1080、2048×1536,甚至2560×1920的分辨率,HD-SDI高清则可以提供1920×1080及1280×720等宽广角且清晰细腻的高清图像,能够更好的捕捉一切目标细节,实现目标清晰可辨要求。
        2.为地铁系统提供更广的视频覆盖面,一台架设于地铁出入口的高清摄影机可以替代原有架设的2或3台标清摄影机,甚至更多。因此,对于站台区、票务窗口、进出卡口、主要出入口及大厅等,只需部署少量的高清摄影机即可达到效果。
        3.除了IP网络摄像机,HD-SDI高清目前在720P和1080i/1080P都可以支持60帧/秒,图像流畅度比标清高一倍。可以支持大屏显示,16:9宽屏显示,大大增强地铁监控上操作者的观看体验。
        4.HD-SDI高清监控可以提供更实时、更多细节、清晰的视频,为未来智能监控创造有利的条件。
        HD-SDI高清前端应用方案
        地铁监控系统过去一直都是在网络监控及模拟监控混合架构下运行,网络监控分为高清与标清二种方式。目前地铁系统仍以矩阵系统搭配网络储存设备DVR/NVR为主,因此在局域网络带宽及骨干带宽普遍不足下,本地存储与远程视频调阅都无法获得良好的高清图像效果,采用HD-SDI高清摄像机,首先可解决前端视频质量与顺畅问题,其次,在既有线路均为同轴电缆的情况下,更替HD-SDI监控摄像机取代原有模拟摄像机容易简单。
        为了有效提出HD-SDI监控摄像机在地铁监控系统的应用解决方案,笔者将地铁各监控点使用HD-SDI高清产生的实际效能做具体分析。
        1.地铁车站出入口:原系统采用部分为PTZ模拟摄像机及百万像素网络摄影机,模拟画面分辨率不足,人脸特征无法辨识。PTZ摄影机无法一次涵盖特定范围,容易产生画面死角;百万像素网络摄像机由于带宽问题导致录像前存在延迟或失帧情况,使录像结果不完整,损失部份细节内容。采用HD-SDI摄像机后,1080P画面涵盖出入口范围大小约为模拟摄像机的2至2.5倍,且进入存储系统之前为实时影像,无延迟及掉帧情况。
        2.地铁停车场:采用模拟摄像机或PTZ摄像机,对于车辆进出及人员进出存在画面不够清晰、车牌无法辨识及车灯光线的阻碍监控问题,改采用HD-SDI摄像机后,进出人员辨识度提高,车牌模糊度降低,加上HD-SDI监控摄像机的宽动态与背光补偿的电路能力高,因此对于灯光影响及逆光宽动态的解决能力远胜于原有模拟系统化,当然在停车场与DVR主控距离上可能存在问题,但在传输介质与转换器的搭配下,HD-SDI监控摄像机可以克服传输距离问题。
        3.站台:动态分析在此处是重要议题,为了掌握地铁站台层的人潮动态及站台边缘人群活动,同时还需掌握列车进出站的状态,及屏蔽门的运作正常与否,因此站台层的摄像机布建密度及功能最多最强。过去模拟高速球正常状态下没有办法立即补捉细微动作及清晰画质,因此给了HD-SDI在站台层应用的契机。此处采用HD-SDI摄像机不但可以降低摄像机布放的密度,更可以实现HD-SDI高速球巡查站台。至于百万像素网络摄像机所能提供的智能分析等功能,HD-SDI摄像机ISP芯片也可在固定或高速球机上提供完整的方案实现应用。
        4.售票机及票务卡口:原有地铁此部分均实行多组固定摄像机方式,对于售票区的监控甚至只采用一个高速球来因应,因此发生票务争纷时无法做好查证工作,同时对于卡口的人流也无法清晰的记录进出过程,对于取证存在录像结果误差产生纠纷。若在此二处也改采用HD-SDI摄像机,由于其不压缩无延时的特性,可以将售票取票付钞过程清晰记录,票务卡口进出的人群图像清楚的记录存查。从上述地铁四大关键地点HD-SDI摄像机的采用解决方案来看,对于地铁前端高清采集,网络百万象素摄像机并非唯一选项,需要评估解决方案如何布建及选型。当谈,HD-SDI地铁高清解决方案不只是前端问题,还需考虑传输、存储与管理解决方案内容及方法。
        HD-SDI系统传输解决方案
        地铁传输系统主要采用局域网或同轴线缆转换构成,为了实现地铁系统中本地信息的处理和存储要求,远程传输系统是地铁监控集中监控管理系统的关键,负责各种信号和指令的上传下达,实现系统的集中管理、多级联网、信息共享、互联互通互控。远程集中监控管理系统,地铁现行是以局域网为基础、通过互联网完成数据传输,将前端HD-SDI音视频数字信号进入DVR/NVR存储端后,将音视频信号转换后进行压缩编码传送到OCC集中监控中心控制端,同时将各级车站的副监控中心控制端,发出控制信号传回监控前端以完成双向视频控制需求。
        视频信号从前端到存储DVR或NVR,再往地铁OCC传送网络传输受到网络带宽的约束。以目前高清720P规格计算码流约是D1的2倍带宽达到4M左右,采取1080P计算码流所用带宽约为10M。以100M以太网为例,在确保流畅的前提下,实际上同时能承载5路左右的高清图像,如果同一视频源有多个使用者访问,占用的带宽会更大。换成千兆以太网可以承担几十路、对于小规模高清监控系统可以有效解决,对于大工程而言由于光纤通信技术的飞速发展,使得光纤传输监控系统的造价大幅降低,所以光纤和光端机在地铁监控系统中的应用将越来越普及。
        此外,在地铁监控系统中HD-SDI的信号传输,短距离100-200米左右可以采用同轴电缆传输,也可以加中继器的方式延长传输距离至400-500米左右。地铁隧道中长距离传输,可以通过转Fiber的光端机转换为光纤电缆传送,且为了满足多路HD-SDI信号单向或双向传送,光端机也有以WDM/DWDM/CWDM等多频道光波长分频方式的传输,达成一路以上的HD-SDI光纤信号载送传输要求,这可以让HD-SDI摄像机信号传输达到30-70公里。此种传输应用,以地铁系统原有光纤网络为基础,其他互联网络为辅,最大限度节约成本及降低带宽对高清传输的影响。