深圳地铁2号线视频监控系统设计

2011-01-25 14:24:31 来源:安防知识网 责任编辑: cpslili 收藏本文

　　根据建设功能的需求，该视频监控系统采用双码流(MPEG-2、MPEG-4等)视、音频压缩编码标准的编码器。

　　1、MPEG-2：这是主要应用于音频、视频信息的压缩编码标准，1992年被ISO/IEC批准为正式标准，正式标准编号是ISO/IEC13818。MPEG-2即是实现DVD的标准技术，用于为广播、有线电视网、电缆网络以及卫星直播提供广播级的数字视频。
　　2、MPEG-4：1998年11月被ISO/IEC批准为正式标准，正式标准编号是ISO/IEC14496。它不仅针对一定比特率下的视频、音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4利用很窄的带宽，通过帧重建技术、数据压缩技术，以求用最少的数据获得最佳的图像质量。

　　利用MPEG-4的高压缩率和高图像还原质量，可以把DVD里面的MPEG-2视频文件转换为体积更小的视频文件。

　　视频编解码器的网络功能是系统的重要指标之一，视频编码器必须同时支持单播和组播两种方式。在实际运营过程中，一旦有紧急情况发生，会有一幅关键图像需要多点观看的需求。如果车站级监控中心与中央级监控中心所有的监视器和大屏都同时需要同一幅图像，在这种情况下就必须启动组播传输方式，确保此幅关键图像的正常传输。

　　此外，为了解决网络传输带宽占用和视频图像质量之间的矛盾，视频编码器必须支持双码流，一个用于实时视频观看，一个用于实时记录，二者之间不可相互影响。两种码流可以是互不相同的帧率和分辨率，其中第二种码流既可以调节帧率亦可以调节分辨率。该方案在设计时，编/解码器采用的是以MPEG-2和MPEG-4双制式图像压缩码流来工作，每种制式可独立工作，速率(512K~15M)和分辨率可调，完全具备上述各种参数和功能，可满足上述各种条件下的工作要求。

        网络需求分析在该方案中，综合信息以太网覆盖2号线全线控制中心、车辆段、停车场、主变电所、车站的站台、车轨以及列车上，为PIS、综合安防、办公自动化(OA)等系统的日常使用提供了一套完整的网络。由于视频监控、PIS流媒体数据流需要通过组播传输，通过路由协议、服务质量(QoS)、网络安全对整个网络进行规划，对于二层交换机，支持标准的IGMP Snooping协议，保护组播控制信息和组播包广播所有交换端口;对于三层交换机，支持PIM-DM或DVMP组播路由协议。由于数字视频传输既占有传输系统的大量带宽资源，又要求很高的实时性，因此视频编解码器、视频服务器、存储设备的选择必须具备极强的网络适应性和亲和性，且必须能够具备多种传输机制及功能(2号线的安防网络示意图如图1)。
　　车载网络该系统的车载网络采用工业级交换机10M/100M端口，列车上共有14路电视监控图像，按2Mbps计算，共计28M，加上PIS系统需要使用的10M左右带宽，基本上可以满足列车车载安防系统和PIS系统的需要。

　　列车车控系统通过RS485接口与车载服务器互联，不占用网络带宽。

　　车地无线网络车地无线网络作为骨干网络的延伸，必须要保证列车在80公里/小时运行速度的情况下，列车和运营控制中心服务器间实现双向传输视频影像的需求,做到车载AP同轨旁AP切换时做到0丢包，并且将延迟尽量的降低。该系统根据PIS系统提供无线通信网络，采用IEEE802.11g(网络理论带宽54Mbps，实际稳定带宽约25Mbps)，实际情况如下：

　　正常情况：2路2Mbps上传，2路2Mbps下传，需要网络带宽为8Mbps。

　　紧急情况：14路1Mbps上传，需要网络带宽为14Mbps。

　　考虑到PIS业务系统本身10M左右的带宽需求(预估)，闭路电视监控系统在紧急情况下需求14M，两者共需求24M带宽，而车地无线系统实际提供的稳定带宽约为25Mbps，基本上可以满足使用要求。

　　车站与中心网络(骨干网络日常情况：从车站到控制中心传输20路15Mbps带宽的视频流媒体，共计300Mbps(或60路4Mbps车站视频加30路2Mbps列车视频，共计300Mbps)。

　　极端情况：中心和车辆段用户(控制中心总调、行车调度、电力调度、环控调度)额外调看16路车站(或列车)的视频，按每路4Mbps带宽计算，加上日常的带宽需求，共计424Mbps。

　　此外，门禁子系统、入侵探测子系统等可能占用10Mbps左右带宽，加上PIS系统和OA系统占用的带宽约为200Mbps。

　　综上所述，日常情况下，车站到中心(包括列车到中心)总共的带宽需求是570Mbps;极端状态下的带宽需求是634Mbps，而骨干网络提供的带宽为1000Mbps，完全可以满足系统的需求。