城市轨道交通闭路电视监控系统

第六章闭路电视监控系统

城市轨道交通闭路电视（CCTV）监控系统为控制中心调度管理人员、车站值班员、列车司机及站台工作人员等对所管辖车站的站厅、站台、出入口、机房等主要区域提供实时视频监控服务，以确保城市轨道交通（以下简称城轨）系统正常安全地运行。

城轨CCTV监控系统采用车站、控制中心两级互相独立的监控方式，平常以车站值班员控制为主进行视频监控，控制中心调度员可任意选择上调各车站的任一摄像头的监控画面。在紧急情况下则转换为以控制中心调度员控制为主进行视频监控。在一个城市有多条线路的情况下，上层的线网管理中心可以设置为线网闭路电视监控中心，根据需要调看各线路监控画面，从而形成车站、控制中心和线网管理中心的三级视频监控系统。出于安全与事故取证要求，车站和控制中心还应具有录像功能。

第一节城轨对闭路电视监控系统的需求

城轨闭路电视监控系统是城轨运行、管理、调度的配套设备，使城轨中各工种的管理、调度人员能实时地看到现场情况，可以根据实际情况进行判断，下达调度指挥命令。

城轨CCTV监控系统可以为车站值班员提供对站厅的售票亭、自动售票机、闸机出入口、自动扶梯出入口、站台、机房等主要区域的监控；可以为列车司机和站台工作人员提供对相应站台的旅客上、下车情况；为控制中心的行车、环控、电力、公安等调度员或值班员提供对各个车站或机房的监控点画面。控制中心调度员可根据其权限选择上调各车站摄像机的监控图像，并能对该摄像机的云台和电动镜头进行控制。控制中心和车站的监控中心应具有录像功能。

城轨对闭路电视监控系统的基本需求如下：

1．城轨的CCTV监控系统监控画面的质量，应达到广播级标准清晰度（标清）电视或DVD的质量标准。车站值班人员、控制中心调度员应能对监控图像进行选择显示，以自动循环显示方式或画面分割方式调看已设置分组的图像，或调看某一监控点的图像。

2．系统可实现控制中心、车站和司机的三级监控。三级监控应是自成系统的，控制中心应有权调看车站级的监控点图像或回放历史图像。

3．车站一级的用户包括车站值班员或/和防灾值班员，应能任意地选择、控制本车站中任意一台或是一组摄像机的图像，并切换到相应的监视器上。

4．控制中心的用户包括行车调度员、环控（防灾）调度员、电力调度员、维修调度员、公安值班人员应能选择、控制全线所有车站（含机房）内的任意一台或一组摄像机的图像，并切换在其相应的监视器上。

5．通过合理安排2～4台站台定焦摄像机的位置，给列车司机提供能观察到全站台乘客上下列车情况的监控画面，用以控制车门和屏蔽门的开闭，防止夹伤乘客。站台摄像机无控制功能，其输出的视频信号送列车司机可以看到的站台监视器，或采用无线传输方式传至列车驾驶室的监视器上。

6．控制中心和车站的监控画面能进行选择与控制，可采用人工切换或自动扫描方式，平时循环或分割画面显示。

7．安防、门禁、烟雾等告警可与图像切换功能、摄像头控制进行联动。即报警时，环控（防灾）调度员所监控的画面自动切换至告警点相关的摄像机画面。若采用一体化摄像机，在安防告警时，摄像机的摄像头自动对准报警点并自动监听现场的声音；在门禁告警时，摄像机的摄像头自动对准被非法开启的门；烟雾告警时，摄像头自动对准烟雾告警区域等。若同时出现多处告警，则监视器循环显示事故现场。

8．各级用户的监视器是独立分设的，数量根据用户的需要而确定。

9．各个城轨车站配置有硬盘录像设备，各摄像机的监控画面均需进行自动录像，并能保存一定的时间，以备日后调看。在控制中心亦配置有硬盘录像设备，用以录制切换到中心

监视器上的图像。控制中心行车调度员使用的监控设备具有人工/自动录像和放像的功能。

10．城轨闭路电视监控系统的车站监控区域，按上、下行站台区及站厅区（进/出口、电梯、闸机、自动售票等）划分。

11．城轨闭路电视系统目前采用CCD彩色摄像机。分为带有云台、电动镜头的一体化摄像机和不可控制的定焦距的固定摄像机。车站值班员或控制中心调度员可通过操作控制键盘对一体化摄像机进行遥控，控制摄像机的角度、焦距、光圈和距离。

12．车站一级视频监控系统的视频信号采用射频同轴电缆连接，控制信号采用屏蔽2芯线连接；车站至控制中心的上行视频信号和下行控制信号，通过城轨专用传输系统进行传输。

13．各监视器显示的图像上应叠加有车站名称、监控区域名称、摄像机编号以及摄像日期和时间等信息，维护人员可以更改以上信息。

14．主要设备应具有人工或自动检查功能，自动部分包括：自测试、自诊断、故障寻迹等自检功能，并可上传故障告警信息，或由控制中心集中采集检测结果。

15．设备应具有抗电磁干扰的能力。

第二节闭路电视监控系统的组成

闭路电视监控系统由摄像机（含监听头，即话筒）、控制部分、传输部分、监视器、报警部分和网管部分等六部分组成，见图6－1。

图6－1 闭路电视监控系统的组成

一、摄像机

摄像机是一种视频输入设备，在视频监控系统中所采用的摄像机分为一体化摄像机和固定摄像机两大类。其中的一体化摄像机是受控摄像机，其摄像头安装在云台上，可以上下左右四个方向受控移动；另外摄像头上的镜头亦能受控调节焦距与光圈。

1．摄像头

摄像头的基本工作原理为，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器的表面，然后转换为电信号。图像传感器是一种半导体芯片，其主要部分是感光器，表面包含有几十万至几百万个光电二极管。光电二极管在受到光照射时，产生电荷，即将光图像转换为电图像，再通过电子扫描读取各光电二极管所产生的电信号，形成模拟视频信号输出。若是数字

摄像头还需经过A/D转换和数字信号处理，形成数字视频信号输出。

（1）摄像头的组成

①光学镜头（LENS）

光学镜头由几片透镜组成，通常有塑胶镜头和玻璃镜头。对光学设备而言，镜头很大程度上决定了画面的质量，而当前摄像头质量的瓶颈在于感光器，故镜头的因素并不凸显。根据不同的功能需求，摄像头中可以配置有下列几类镜头：定焦距镜头，焦距不变，只改变光圈大小；广角镜头，扩大监控范围；自动光圈、自动聚焦和电动变焦镜头，可通过旋转云台和电动变焦改变拍摄方向和目标；电动变焦距镜头，常用的变焦镜头有6倍、8倍和10倍等规格。

②感光器

感光器是摄像头的重要组成部分，半导体感光器件分为CCD和CMOS两大类。

a．CMOS感光器

CMOS感光器优点是体积小、集成度高、制造成本低和功耗较小，缺点是对光源要求较高。主要应用于要求不高的影像产品中，例如：可视话机、摄像手机和用于网络视频通信的低档摄像头等产品。

b．CCD感光器

CCD感光器具有成像质量高、分辨率高、灵敏度高、信噪比高、动态范围宽和抗震动等优点，缺点是生产工艺要求高、制造成本高和功耗较大。主要应用于高要求的影像产品中，例如：数码摄像机、数码相机和高性能的监控器等产品。CCD感光器具有很宽的感光范围，其感光范围延伸到红外区域。利用此特性，夜间若利用红外线光源照明，也可在CCD感光器上清晰地成像。

c．CMOS感光器与CCD感光器的比较

需要强调的是：CCD感光器通常需要3组以上的高压电源，而CMOS感光器只需单一低压电源（3.3 V或5 V）。

CMOS感光器生产工艺简单，可以方便地将时序控制、A/D转换、数字图像处理等周边电路与CMOS感光器集成在同一块芯片上制成单片数字摄像机。

CMOS感光器与CCD感光器相比，CMOS感光器在分辨率、光照灵敏度和信噪比等方面处于劣势，但近年来有了显著的改进。特别是采用CMOS感光器的百万像素级的数码相机已经问世，其分辨率已超过CCTV中所使用的CCD感光器的摄像头。

（2）摄像头的分类

目前所使用的摄像头分为：模拟摄像头、数字摄像头和网络摄像头。有带夜视（红外线）摄像功能的摄像头，也有不带此功能的摄像头。

①模拟摄像头

模拟摄像头多数采用CCD感光器件。此类摄像头输出的是模拟视频信号，故可通过视频电缆送视频监视器，直接显示所摄图像。模拟摄像头要与PC机配合工作时，需要在PC 机内插入视频捕捉卡或外置视频捕捉器进行A/D转换。

②数字摄像头

数字摄像头多数采用CMOS感光器件。数字摄像头将模拟摄像头和视频捕捉单元结合在一起，此类摄像头输出的是经压缩编码的数字视频信号。数字摄像头的输出可通过USB 接口直接插入PC机，由该PC机显示所摄图像，或通过该PC机进入IP网络由远端的PC 机显示所摄图像。

③网络摄像头

网络摄像头多数采用CCD感光器件。网络摄像头类似于数字摄像头，其不同点在于数字摄像头输出直接连接PC机的USB接口，而网络摄像头输出直接连接计算机局域网（LAN）