视系统（CCTV）的接口功能较为固化，集成度不高，联动功能不强，运营人员使用起来没有感受到设置综合监控系统的便利。随着轨道交通及综合监控系统技术的发展，轨道交通运营业务需求将更加多元化、智能化、直观化，需要对系统功能进行整合，提高城市轨道交通运营水平。
综合监控系统和视频监视系统具有相同或相似的系统结构和管理控制模式，为两级管理三级控制架构。控制优先级类似，均为现场级优先。综合监控系统和视频监视系统主要业务均为IP业务，是基于以太网的系统。
综合监控系统承载的数据主要为电力监控类的高精度实时性数据，也有像门禁授权信息类关系型数据。而视频监视系统的数据主要有两类：第一类是控制数据，控制数据符合综合监控系统实时性数据的相关特征，综合监控系统对于视频监视控制数据集成目前已成熟，无技术难度。另一类数据为视频数据（流媒体数据）。视频数据对于传输带宽的要求较大，并且需要支持组播。
综合监控系统集成视频监视系统的主要技术难度为：综合监控系统集成商需能够对视频的编解码进行二次开发；能熟练的应用视频监视厂家提供的SDK开发包；需对网络有深刻的理解。系统既能满足工业以太网实时效果、又能满足视频流要求、同时能规避两者不同网络要求的冲突和问题、保证综合监控系统网络稳定运行。经评估，只要工程实施中解决好以上问题，集成方案便具备一定的工程可行性。
2 综合监控系统集成视频监视系统方案
2.1 车站视频监视系统集成方案
本方案相比界面集成方案，集成度更加深入。不但视频监视系统的控制数据接入了综合监控系统，而且视频数据也进入到了综合监控系统。视频监视系统本身的视频服务器、传输通道、存储设备仍然保留。控制终端和视频显示终端被综合监控系统的工作站集成整合。集成方案见图1。
城市轨道交通综合监控系统
集成视频监视系统研究
王皓：中铁第四勘察设计院集团有限公司，工程师，湖北 武汉，430063
摘 要：阐述城市轨道交通综合监控系统集成
视频监视系统的必要性，分析综合监控系统集
成视频监视系统的技术要点，论证综合监控系
统集成视频监视系统的工程可行性，提出几种
典型集成视频监视系统的方案，并以杭州地铁
为例对各方案工程实现进行了验证，为综合监
控系统的发展提出了一种方向。
关键词：综合监控系统；视频监视系统；集成
方案；工程实现
中图分类号：U298 文献标识码：A
文章编号：1001-683X（2015）05-0096-04
目
由于综合监控系统集成商使用了视频监视系统厂家提供的SDK软件开发包进行软解码开发，因此可以在综合监控系统平台可以和视频监视系统进行较好地深度融合。显示终端和控制终端实现了整合，因此在车站控制室的操作台和控制中心的调度台，可精简显示屏幕。运营人员操作简捷，以往需要来回注视多个屏幕，人工寻对应关系。而现在整合为一套平台，降低了工作人员的劳动强度。在涉及到设备故障和紧急事件具体定位时，优势明显。
2.2 含车载视频监视系统集成方案
电磁水泵
本方案相比集成车站视频监视系统方案，集成度更加深入。不但车站视频监视系统视频流接入了综合监控系统，车载视频流也接入了综合监控系统。
车站视频监视系统本身的视频服务器、传输通道、存储设备仍然保留。控制终端和视频显示终端被综合监控系统的工作站集成整合。系统构成见图2。
由图2分析本方案除了车载视频落地之外，另一个重点是：当车载视频落地后，两种不同视频源的解码。若不进行任何处理，对于综合监控系统平台，需要开发两套解码包。针对此种情况，监控系统可单独配置一台视频整合服务器，将车载视频监视系统进行二次编码，并和车站视频监视系统合并成为同一种性质及编码格式的视频源。此方案调用效率更高，且更加灵活。2.3 深度集成方案
本方案综合监控系统整合了地面视频监视系统和车载视频监视系统的所有后台设备，视频服务器、存储设备、主干网络、实时控制服务器及数据库、控制终端和显示终端均由综合监控系统统一实施整合。综合监控系
统深度集成视频监视系统方案现阶段在实际工程中尚无应用案例。系统结构见图3。
地面视频监视系统和车载视频监视系统仅仅提供前端现场级的摄像机、编码器、和接入交换机等设备，其余视频应用服务器、主干网络、存储设备和控制显示终端均不在设置，硬件整合度很大。并且所有控制和解码软件均有综合监控系统开发。
3 各集成方案难度及评价
3.1 车站视频监视系统集成方案
实现难度稍大，接口传递车站视频流，需要开发解码运算软件，软件开发量适中。3.2 含车载视频监视系统集成方案
实现难度较大，接口传递两种视频流，除了需开发解码运算软件之外，还需要做视频整合的二次编码等开发工作，软件开发量较大。
图1 车站视频监视系统集成方案示意图2 车站视频监视系统系统构成
图3 综合监控系统深度集成视频监视系统方案
通过通信传输系统至控制中心
ISCS工作站实现控制界面集成和视频显示 CCTV交换机 ISCS交换机
通过ISCS 主干网至控制中心
通过通信传输系统至控制中心
编码器字符/均衡/叠加
摄像机
CCTV服务器及存储设备
ISCS实时服务器
车载视频地面服务器及存储设备
车载摄像机
编码器字符/均衡/叠加
车载无线设备WLAN/LTE 地面无线设备WLAN/LTE PIS交换机
ISCS工作站实现控制界面集成和视频显示
ISCS交换机
至大屏幕投影系统
地面摄像机
编码器字符/均衡/叠加外接头
CCTV服务器及存储设备
通过通信传输系统至控制中心
ISCS实时服务器ISCS视频整合服务器
ISCS工作站实现控制界面集成和视频显示
车载摄像机
编码器字符/均衡/叠加
车载无线设备WLAN/LTE
地面无线设WLAN/LTE
通过ISCS主干网至控制中心
至大屏幕投影系统
ISCS交换机
地面摄像机
编码器字符/均衡/叠加
ISCS服务器及存储设备具备实时数据及视频应用服务
3.3 深度集成方案
实现难度最大，开发量最大，现有条件下仅在实验室内测试可行，但实际工程中由于人为主观因素，应用受限。需进一步跟踪技术，力争在一些示范性的工程中采用。
4 实际工程实现及验证
4.1 工程背景及技术难点分析
杭州地铁综合监控系统采用了集成视频监视系统的方案，采用区域式构成方案。2～4座车站为1个区域，设置1座区域中心站。综合监控系统区域中心站可调看区域管辖范围内的普通车站视频，同时中
央级综合监控系统工作站可调看车载视频，工程需考虑如下技术难点：
（1）视频监视系统数据视频带宽占用大；
（2）视频监视系统采用组播流传输视频，综合监控网络必须采用组播协议进行视频流的传输，由此导致视频监视系统视频流在综合监控全网站点形成流量叠加；
（3）综合监控系统普通数据流与视频监视系统视频数据流，多种业务需要隔离；
（4）应避免视频监视系统视频流在综合监控系统网络上跨区域传输；
（5）车载视频与地面视频整合问题。
4.2 主干网方案优化
针对以上实际工程的难度，杭州地铁主干网创造性的采用了单环双节点+链路聚合的技术，配合赫斯曼三层带路由功能交换机的VLAN技术，构建了适应视频监视系统的系统构成，同时链路聚合技术又提高了主干网带宽，又有一定的冗余保护，解决了视频流在综合监控系统主干网频繁切换流量叠加的问题，主干网系统图见图4。4.3 系统实验室环境验证
另外在视频调用功能投用之前，进行了实验室的局部验证环节，监控区域间数据交换情况（见图5）。组播模拟以下网络应用环境。
区域划分：区域1——车站1；区域2——车站2、车站3。
电脑防尘罩
区域1的车站1内部实际视频监视系统视频调用4路（每路带宽4M）；
区域2的车站2内部实际视频监视系统视频调用4路（每路带宽4M）；
铜绿微囊藻区域2的车站2调用车站3实际视频监视系统视频4路（每路带宽4M）；
区域2的车站2调用车站3模拟视频16路（每路带宽1M）。
视频流通信接口监控及抓包情况见图6，非视频流通信接口监控及抓包情况见图7。
测试结果显示：经过5 min测试，视频流通信口仅有
图4 主干网系统
图5 系统环境实验室验证示意
图6 视频流通信接口监控及抓包情况
控制中心 ...
主干网（聚合双环）
人民广场站
杭发场站 人民路站
MS4128 区域1
区域2
UDP数据包，而非视频流通信口仅有TCP数据包，并无发现视频数据流溢出现象，集成方案实施合理可行。4.4 车载视频整合
多媒体操作系统在系统设备招标阶段，对车站地面视频系统与车载视频系统均做出了限定要求，要求两系统支持浙江省地方标准DB-33《跨区域视频监控联网共享技术规范》。车站视频监视系统平台、车载视频监视系统平台和整合平台采用统一的标准互通协议实现联网。解决联网平台互通问题，既实现基于监控平台的图像共享，又不受限于厂商品牌。通过平台级的联网互通，屏蔽掉各个厂家和设备之间的差异，实现各个监控平台之间的互通，而不纠缠于监控系统内部的实现。同时平级系统之间的图像资源跨区域共享也可以很容易通过同一种互通标准实现。整合系统见图8。
4.5 实际效果
实际运营图片可以看到视频监视系统的软解码视频播放器完全嵌入至综合监控系统软件中，风格统一，车控室内设备屏幕布置精简，运营人员调用方便，反响良好（见图9）。能够满足实际运营需求，通过一段时间的验证，性能稳定。车载视频的实时图像解码效果总体良好。但视频在高架段-地下过渡段或背景光线变化强烈的时候，视频图像质量存在一定程度的下降。由于视
频相邻帧之间的图像点阵变化量较大，此时的解码运算量非常大，系统当时的响应性较差，工作站运行软件有一定的卡顿，是下一阶段需要继续优化的工作。
5 结束语
杭州地铁综合监控系统实现了车站视频监视系统集成方案和含车载视频监视系统集成方案，集成方案在实际工程中得到了验证。预计以后会有更多综合监控系统集成视频监视系统的线路开通。随着技术的发展，城市轨道交通综合监控系统在视频业务方面将具有更广泛的应用空间。
参考文献
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[3] 李森林，梁奕．北京地铁房山线综合监控系统与闭
路电视系统接口设计与实现[J]．城市轨道交通研
打印头校准究，2013(4)：131-134.
责任编辑 杨环
收稿日期 2015-03-25
图8 整合系统示意
图9 实际运营视频图
图7 非视频流通信接口监控及抓包情况示意
图注：
CCTV系统
CCTV子系统视频线 以太网 视频流 CCTV平台
流媒体服务器
编码设备
前端模拟摄像机
CCTV交换机
DB33标准
大屏系统
综合监控系统
ISCS中央级 视频综合服务器
ISCS交换机 综合监控工作站（合用）控制盘 乘客信息系统
PIS服务器
PIS平台 PIS交换机
车载设备
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