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天津市文化中心交通枢纽视频监控方式的分析

2014-03-16天津地铁建设发展有限公司

电子世界 2014年7期
关键词:视频信号高清摄像机

天津地铁建设发展有限公司 田 昊

一、工程概述

天津市文化中心交通枢纽工程西临友谊路,北临乐园道,包括地面公交枢纽场站、轨道交通地铁5号线、6号线、10号线、Z1线车站、区间及其相邻的地下商业及停车库等。建成后的文化中心交通枢纽将长期的服务于天津文化中心区域,极大的缓解了文化中心区域的交通压力,为市民参加各文化场馆活动和休闲娱乐提供了便利。

二、系统简介

视频监控系统是文化中心交通枢纽弱电系统中一个重要子系统,地下空间商业街中设置全覆盖的视频监控系统,是实时监视地下空间通行状况和强化管理的有力手段,并且在地下空间的安全、防灾、救援指挥中发挥重要作用。目前,视频监控系统的分为两种方式:1.模拟设备为主模拟监控系统。2.数字化的视频监控。由于文化中心交通枢纽项目是天津市的重点项目,在满足功能需要的同时,经济、实效、先进的构建视频监控系统就成为了重中之重。

三、方式对比

1.模拟设备为主模拟监控系统

以模拟设备为主的视频监控系统,图像信息采用视频电缆,以模拟方式传输,一般传输距离不能太远,主要应用于小范围内的监控,监控图像一般只能在控制中心查看。主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成,利用视频传输线将来自摄像机的视频连接到监视器上,利用视频矩阵主机,采用键盘进行切换和控制,录像采用使用磁带的长时间录像机;远距离图像传输采用模拟光纤,利用光端机进行视频的传输。

传统的模拟闭路电视监控系统有很多局限性:有线模拟视频信号的传输对距离十分敏感;有线模拟视频监控无法联网,只能以点对点的方式监视现场,并且使得布线工程量极大;有线模拟视频信号数据的存储会耗费大量的存储介质(如录像带),查询取证时十分烦琐。

2.数字化视频监控系统

目前,市场上的数字化视频监控系统大体分为两种:

(1)半模拟半数字视频监控系统

以视频网络服务器和视频综合管理平台为核心的数字化网络视频监控系统。

它是基于嵌入式技术的网络数字监控系统不需处理模拟视频信号的计算机,而是把摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成数字信号。嵌入式视频编码器具备视频编码处理、网络通信、自动控制等强大功能,直接支持网络视频传输和网络管理,这类系统可以直接连入以太网,省掉了各种复杂的电缆,具有方便灵活、即插即看等特点,使得监控范围达到前所未有的广度。

除了编码器外,还有嵌入式解码器、控制器、录像服务器等独立的硬件模块,它们可单独安装,不同厂家设备可实现互连。

这种方式是目前比较主流的监控系统,性能优于模拟监控系统,比全数字化视频监控有价格优势,技术也相对成熟,虽然某些时候施工布线会比较复杂,但总体来说瑕不掩瑜。

(2)全数字化的视频监控

该系统优势是摄像机内置Web服务器,并直接提供以太网端口,摄像机内集成了各种协议,支持热插拔和直接访问。这些摄像机生成JPEG或MPEG-4数据文件,可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录并打印,而不是生成连续模拟视频信号形式图像。更具高科技含量的是可以通过移动的3G网络实现无线传输,你可以通过笔记本、手机、PDA等无线终端随处查看视频。

下面我们从构建成本进行比较:

从表1中看出,使用模拟监控方案,每一个监控点必须都有专门的线缆铺设至中心,包括音频线、视频线、控制线,如果有100个监控点,都要报警上传、开关量下传、语音对讲(双向)、视频监看、云台控制,那么将会有6*100条线缆拉入中心,不论施使用网络监控方案,每一个监控点只需在现场使用很短的线缆连接(以2米计算),所有数据传输给网络视频服务器,网络视频服务器接入主干网络,进入中心后实际只是一根网线。

假设有100个监控点,假设每个监控点到中心的距离为200米,那么传统方案将使用6*100*200=120000米的线缆;而视频服务器接入主干网络将使用5*2(前端设备与视频服务器的连接线)*100+10(视频服务器与主干网络的连接线)*100=2000米的线缆。假设主干网络不存在,可以给他做个局域网网。网络与监控是两个系统。如果重新布线也就增加20000米。由此得出结论,传统方案与网络方案线材的成本比约为5∶1。

表1 两种方案设备构成对比

四、方式确定

通过分析模拟视频监视和数字视频监视的优缺点后,结合枢纽的实际情况进行分析如下:

1.定点摄像机需同时向运营监控和公安技防网系统提供图像信号,采用视频信号经视频分配器分配的方式,如定点摄像机采用高清数字产品,则无法给公安技防网提供模拟信号。如果像动点摄像机一样,采用运营监控和公安技防网分设,势必带来大量重复投资。

2.定点摄像机主要对固定目标进行监视,如扶梯、通道、大门,即使在大厅内也是以密集分布设备设置,最远目标也不超过30米,目前采用模拟的540-600线摄像机已经能满足需要,换用高清720P 130万像素高清摄像机对图像观感质量改善不大,但成本增大很多。

3.按D1格式存储,每路摄像机1.5Mb/秒*3600秒/小时=5400Mb/小时;5400Mb/8/1024=0.6592GB/小时;即每路图像每小时占用硬盘空间约为0.66GB。按存储30天计算每路图像占用硬盘空间约为0.66*24*30=475.2GB。枢纽现有设计约456路,总共需要475.2G* 456/1000=217TB。如全部改为全数字高清130万像素存储,每路摄像机8Mb/秒,容量需增大到5.3333倍,共计需要1157T。此容量无论从设备安放、系统管理、能耗上都是不经济的

4.如采用全数字系统实际传输码流为8Mb*456路*2=7296Mb,对核心交换机要求交换能力为7296Mb/0.4=18240mb=18Gb,对网络架构压力很大,目前尚无成功先例。

5.全数字高清信号传输在数字端需要网络接口,目前没有通用协议,各家产品不兼容,甚至自家各产品也不兼容,选用哪家高清摄像机即需要配同厂家的解码和管理设备。在解码后也不能使用普通BNC视频接口,只能用DVI、HDMI等高清接口,在系统扩展、子系统接口互联时都存在麻烦。以上还只是考虑本次实施的约456路信号情况,将来整个枢纽联网后对容量接口更有很大压力。

综上所述,根据文化中心枢纽实际工程使用要求和目前技术可行性,最终决定采用数字监控系统,以半模拟半数字方式构建。

五、结语

天津市文化中心交通枢纽项目作为大型的、现代化的城市立体交通体系,快速的提升了城市功能。其中,数字化的监控系统是其重要的管理手段。它以其远距离监控,良好的扩充性和可管理性,易于与其它系统进行集成等模拟视频监控系统所无法企及的优势,最终将完全取代模拟视频监控系统,这种基于视频交换技术的数字视频监控系统已经成为监控系统发展方向。它大大地简化和提高了信息传递的方式和速度,为保证人民安全和抢险救灾提供了强有力的科技支持。

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