摆闸：关于地铁安防所必须需的技术应用分析

第1页：不得不提的智能分析

　　既然是全自动化管理的特殊领域。那除了事后防患，事前预防自然必不可少。按常理来说，要想达到事前防患，就不得不用到我们摆闸安防的一大杀手锏：智能分析。延伸来看，智能分析主要通过软件对图像中的异常情况进行分析从而告警给后台，达到防患于未然的效应。那么，要想从图像中分析出异常，前提是图像必须清晰!这个时候，高清的需求成为地铁安防的又一重要摆闸技术。

　　不得不提：智能分析

　　由于地铁建造的高成本及周期长的特点，中国各城市地铁线摆闸往往优先分布于交通最繁忙地区，以便于更好地解决交通拥堵问题，这就决定了地铁运营基本处于高负荷，尤其早晚高峰基本都人满为患的特点。客流量越大，对运营的压力越大，随之不安全因素或事故隐患也越多，因此对运营及公安视频监控系统的需求都成为必然，且在地铁系统中摆闸的比重不断增加。

　　北京博思廷科技有限公司总经理王巍认为：“随着监控路数的不断增加，人员紧盯屏幕变得不可能，事后查验亡羊补牢的方式也不能满摆闸足监控管理效率的要求，因此更注重对事故隐患的事前预防，及异常事件的及时告警等。这部分投入若实际发挥作用，产生效益明显，性价比很高。因此智能视频分析技术在地铁系统中的应用成为不可逆的趋势，并有越来越多的功能进入实用。”北京摆闸博思廷王巍从实际应用出发，总结了如下智能分析的功能应用。

　　·与客流检测相关的功能成为重中之重，尤其是人群截面流量或区域保有人数的计数及统计、突变检测、密度检测等，及时发现异常的拥挤事件，及时加强重点位置的人员干预，进行客流控制或引导，未雨绸缪，防患于未然，防摆闸止踩踏等事故发生。但也可能也是最大的技术难度所在，因为大厅、通道、站台等处的摄像机视角均有限制，客流都较复杂摆闸而且特征各异。目前常规客流统计算法(如商场出入口的人头检测)在地铁环境下一般无法达到统计精度要求，目前也有厂商通过优化几套不同的客流检测算法加以解决，一般时间准确率可达到95%以上，高峰期可达到85%以上;

　　·深圳及北京的电梯事故，使地铁对电扶梯逆行及停止等异摆闸常事件的视频检测也提出需求，若发挥作用可能减少损失，降低伤亡程度。但目前该算法的供应商较少，有些供应商只能依据电梯上的人员特征来判定电梯状态，且预警的作用有限，技术性能需要进一步完善。目前部分厂商研发的视频分析算法，不用以电梯上的人员为参照物，可在2～3秒钟内报警，具有较高的检测准确率;

　　·人脸识别功能，一摆闸般通过在通道或出入闸机口设置高清摄像机，采集客流中的部分正面人脸图像进行检测。检测到人脸后进行存储，并与目标人脸数据库进摆闸行比对，发现可疑人员后报警;亦可进行人脸检索。但在该场景下，目前暂时无法对人脸识别的准确率指标提出要求，因此只能定位在情报采集的用途;

　　·其它功能还有乘客追逐及剧烈运动检测，对乘客追逐、打架斗殴，以及剧烈活动等进行实时监测并报警;人员进入禁区及尾随检测，及时发现重点防护区内的人员入侵或尾随情况并报摆闸警;视频状态检测/图像异常告警识别，可在每时每刻监控摆闸每一路视频画面并对视频状态进行检测和诊断，当发现视频非正常工作状态(如视频丢失、视频被移动以至于偏离设定好的场景、视频被遮挡以至于无法正常监控、及由于聚焦偏离或水气凝结等各种原因造成视频模糊或视频质量下降)则自动报警;报警及显示场景重组，报警后自动创建报警事件并抓拍图片及录像(事件发生前及事件结束后的时长均可由用户调摆闸整设置，最长可达2小时)，并可以在任何时间对报警事件进行全过程回放，实现现场重组，便于查清事件全过程。

　　然而，在地铁视频中，由于摄像机视角限制及目标之间遮挡严重且频繁，即使一些大家相对熟悉的常规视频分析功能(如检测人员的越线检测、人员滞留、人员逆行等，及检测物品的物品遗留、物品移走等)的准确度实现也增加了相摆闸当的难度。加上轨道交通站内应该是最复杂的室内环境摆闸之一，也对算法提出了很多新的课题，需要花专门的功夫去深化分析和解决。博思廷凭借自身多年的经验，在技术和算法上都有显著的效应，可以提供多套算法，通过嵌入式硬件或者软件方式，较准确的实现在不同场合不同摄像机角度下的客流统计，并对客流数据实现本地以及远程多种形式摆闸的统计管理。

　　第2页：不能不用的高清监控

　　不能不用：高清

　　就上文所述，智能分析要想发挥较大的效应，首先得确保地铁站里的视频监控，首先要达到能够对监控对象进行高清监控，对人的摆闸每一个动作都看的清楚。这样做的好处除了利于后摆闸端的智能分析外，在前端安检人员无法准确的对被检人员进行安检的时候，后端的监控人员也许能从不同的角度，看出端倪，从而防患于未然。

　　浙江大华周晓军介绍道：“地铁视频监控早期使用的是模拟前端+模拟矩阵+数字编码存储设备来搭建系统的，也是目前绝大多数摆闸已建成地铁主要采用的系统。该系统目前应用的状况还是比较稳定的，但是也存在的一些问题，首先模拟前端采集的图像清晰度不够高，编码后只能达到D1的分辨率，以模拟矩阵为核心的系统在数据分享、远程传输等都存在着局限性。高清的应用使得监控的图像更加清晰，网络化以后，使得数据分享、远程传输变的更加容易和灵活。”据悉，现在网络高清和智能化也摆闸在地铁安防被越来越多的应用，如武汉地铁2号线、南京地铁3号线都采用了全高清的方案。

　　目前地铁视频监摆闸控点位设置越来越密集，在多线换乘站，监控点数可多达200个，一条地铁仅运营监控点数在一千路左右，多的可达两千路。而从目前地铁安防的建设需求上来看，越来越强调视频监控系统无死角覆盖，摄像头规模也越来越大。从2010年开始摆闸，地铁安防中高清1080P/720P视频监控的需求也逐渐显现。那么高清监控对传统的解决方案带来什么样的冲击，地铁高清监控系统的优点主要表现有哪些方面呢？

　　· 首先，监控点数的规模和服务器数量不存在强相关性，单台视频摆闸管理服务器可以满足几子路的标清，高清图像监控，系统中不存在主要的统瓶颈问题；

　　·其次，系统中不存在车站摆闸级全局故障点，由于采用了类似电信领域中的软交换架构(业务流和控制流相分离)，无论是管理服务器还是存储服务器发生故障均不会中断监控实时流，存储流也不受影响，保障了监控数据仍然正常的记录，从架构上极大地保证了系统的高可靠性；摆闸

　　·再次，当出现突发事件或事故，出现多个热点区域的时候，大规模突发的流量通过组播技术由交换机来进行复制、分发，从而轻松解决大规模多用户问题，满足公安和企业管理方紧急情况下高可靠性调度要求；摆闸

　　·最后，裸数据直存的方式大大减小了磁盘阵列性能的压力，使其能够轻松应对大规模高清图像输入同时且保证多路高清回放。裸数据块的方式也使数据所看即摆闸所存，所存即所用，所用即回放的高性能，保障了地铁行业应对紧急事件能快速处理的根本要求。

　　据悉，越来越多的地铁解决方案厂商也开始走全数字化道路，比如浙江宇视科技推出的的IP全数字监控解决方案基于NGN架构，全面支持高清、标清，虚拟化的存储管理，高性能的管理平台，摆闸多种备份技术(管理平台双机热备摆闸、N+1备份，存储设备N+M备份和网络层备份)，并注重系统的可靠性，不同部门业务逻辑的管理，实现多线路信息共享协作，物理资源共享，综合网管。此外，浙江大华推出全高清解决方案，采用了组播功能，即前端摄像机可实时发送出两个码流，一个是单播码流，一个是组播码流，组播码流主要是给需要预览使用，单播流主要用作存储。采用组播方式预览时，可以提高实时预览的速度，对于图像显示即时性有所保证；单播方式用于摆闸存储，可以提高存储的可靠性。而博世安博更是结合自身的广播系统、门禁系统等丰富经验，研发的地铁安保解决方案，运用高清与智能分析相结合，从而更好的实现人性化，高安全摆闸化管理。