随着国内社会经济持续稳定快速发展，城市化进程不断加快，城市规模持续扩张，城市人口迅猛增长，同时，随之快速增加的还有机动车保有量。快速增长的人口和机动车所产生的大量交通需求，与有限的交通资源之间矛盾日渐突出，沉重的交通压力已经严重影响了我国大中型城市的正常运转。因此，通过大力发展轨道交通为主的公共交通体系，破解交通、环境、资源等难题，已成为社会各界共识。

　　十二五以来，随着轨道交通建设的大发展，我国主要的大型城市已经或将要陆续开始进入轨道交通网络化运营阶段。而地铁的建设通常采用“一线一中心”的建设模式，当轨交线路成网运行后，缺乏统一的调度管理能力，因此，为更好地实现全市轨交系统的运营协调、监督管理、应急指挥等，全市轨道交通路网指挥中心（以下简称TCC）的建设，已势在必行。

　　与城市轨道交通配套建设的视频监控系统，可提供清晰的连续全动态图像，直观、生动的反映现场的实际情况，非常适后台的TCC指挥中心领导、值班人员快速了解现场实际情况，为领导提供指挥协调决策提供第一手准确的现场情况，因此，TCC的视频监控中心是TCC的最重要组成部分之一。

　　一、城市轨道交通视频监控产品与技术应用情况

　　城市轨道交通由于其人员密度大，空间狭小，因此其安全因素一直以来受到政府、轨交运营公司内部及公安系统的高度重视。正是因为它是高危发生地，时常有盗窃、拥挤踩踏，乃至自杀/他杀的案件发生。安全防范系统特别是视频监控设备在轨交系统的应用十分广泛。各城市的轨交系统建设在视频监控系统（以下简称CCTV系统）上的投入不断增加，2000年以后，CCTV系统已经逐步由模拟视频系统全面的过渡到数字视频系统，近年来已经开始向高/标清混合视频监控系统、全高清视频监控系统发展。

　　由于每条城市轨道交通线路均独立运营，且建设周期均较长、投入较大，因此，通常各线路的CCTV都是分别设计、招标，造成各线CCTV系统采用不同厂商的产品及技术，由不同的集成商完成软件开发及系统集成的局面；且已经运营的轨交线路往往并存着各个阶段的视频监控系统（模拟系统、DVR系统、数字编解码设备、高清及高标清混合系统等）。

　　众所周知，数字视频系统长期以来，缺乏统一的国际、国内标准，各厂商产品之间的互联互通能力较差。客观上，给TCC视频监控中心的建设带来了很大的困难。

　　二、TCC视频监控中心的设计与实现

　　对于北京、上海、广州、深圳等前期已经建成的轨道交通线路，由于各城市轨道交通建设初期，往往没有计划建设TCC，因此，在TCC建设过程中，面临着很多复杂的问题，需要建设者全面、完善的统一规划、设计，逐个解决。

　　对于目前正在建设前几条轨道交通线路的城市，可从早期即可注重这些问题，提早准备，避免重走这些弯路。

　　1.TCC视频监控中心的建设方式

　　对于TCC的视频监控中心，可以建成以模拟视频矩阵为核心的视频中心，也可建成以网络为核心的数字视频监控中心。

　　模拟视频中心的建设相对简单，但考虑到视频技术的发展，高清视频的逐渐普及，模拟矩阵难以接入高清视频；而且，对于车站的存储视频，无论采用DVR存储或NVR、IPSan存储，模拟矩阵都难以实现的前端存储视频的检索、回放。

　　因此，数字视频中心的建设应为首选。

　　2.OCC到TCC视频监控中心的视频接入方式

　　TCC接収线路侧CCTV系统的视频上传，也可以选择两种上传方式：

　　模拟视频的上传，然后在TCC采用视频编码器编码成数字视频的方式

　　直接采用数字视频的上传方式。

　　这两种视频接入方式，各有一定的适用范围，对于两种模式都可用的情况，建议采用数字视频的额上传方式

　　（1）模拟视频上传方式

　　模拟视频上传实现起来相对简单，可从各线路的运营控制中心（以下简称OCC）提取模拟视频，上传到TCC后，再采用视频编码器编码成数字视频，供TCC用户使用，模拟视频的上传，适用于下述几种情况：

　　线路侧的CCTV建设时，采用的就是模拟视频监控系统。或OCC采用的是以模拟矩阵为核心的组网方式。

　　采用的是数字视频，但传输网络不是IP网络。如采用的西门子OTN传输解决方案的视频监控网络。

　　采用的是数字视频，但编码方式是非标准的或者是非主流的压缩方式，例如：耗费带宽巨大的MJPEG编码方式、小波编码方式。

　　上述方式，由于条件限制，若不做整体改造，则建议采用模拟视频上传。

　　（2）数字视频的上传方式

　　目前，国内绝大多数轨道交通线路，采用的均是采用主流的标准压缩编码技术（MPEG2、MPEG4、H.264）实现的数字视频监控系统。这类数字视频监控系统，虽然也可以采用解码成模拟方式，实现上传，但考虑到存储视频回放及高清视频的接入，建议直接采用数字视频的上传接入方式。

　　当然，由于存在不同厂商的编解码设备的兼容性不好的问题，数字视频的直接上传，需要在TCC设立综合视频网关，对上传的数字视频进行相应的处理或转换，以实现不同线路的数字视频汇集到TCC后，可直接被TCC视频监控平台使用。

　　3.全面的网络规划

　　由于轨道交通线路的建设，往往是每条线路独立建设、独立运营，因此，缺少全市统一的网络地址分配规划，各条线路均是各自独立取一段IP地址段中的保留地址使用，容易造成IP地址的重复使用。

　　为保证TCC能够长期、有效、顺利的实现与接入的每条轨道线路的网络系统实现连接，全市范围内的所有轨道交通线路的各级网络系统应首先实现统一规划网络IP地址，统一全网路由规则。

　　新建线路统一使用分配的IP地址段；对于已建成使用的轨交线路，可在TCC侧采用NAT的方式，将其原使用地址与统一规划后，分配给它的地址做一对一的地址转换，直到该线路的升级改造。

　　4.TCC接入网的设计

　　（1）网络的安全连接

　　由于TCC要汇接全市所有轨交线路的CCTV视频图像，在实现本功能时，既要保证TCC能够及时、准确的获得各个轨交线路的视频图像，又要保证TCC网络与各线路的网络直接的安全隔离及各线路网络之间的隔离，避免各网络间数据通讯的相互干扰。

　　因此，各线路的网络须经防火墙连接到TCC，防火墙负责保护TCC网络与各线路的网络之间及各线路网络之间的安全。在防火墙的设备选型时，需注意考虑数据的转发过滤能力及所需的时延。

　　（2）视频图像的兼容性

　　对于采用数字视频上传方式（请参见3.2.2数字的视频上传方式），TCC需要接入全部轨交线路的视频信号，对于数字视频信号要求能够保证视频信号的正确解码、显示输出。

　　数字视频的兼容性主要体现在两个方面：算法和封装。

　　由于历史原因，很多厂家的产品都存在部分采用私有视频压缩算法的情况，对于这类没有采用国际标准算法（ISO13818-1的MPEG2、ISO14996-1的MPEG4和ISO14996-1）的私有算法，只能采用该厂商自己的解码库才能正常解码，对于这类情况建议采用模拟视频上传方式。

　　由于数字视频的封装方式一直以来，业界没有具体标准，因此，即使各设备厂商采用标准算法，直接使用不同厂商的编、解码产品互联，也有很大比例的不能互通的情况，基于这种情况，可采用视频网关预处理的方式。

　　数字视频流的封装通常包括以下几部分：数字视频内核编码负载、视频封装、网络层封装及传输层封装，如下图所示：

　　由于视频层内容是采用标准的编码技术，为保证最大限度减小数字视频的传输延时，提高视频网关服务器的利用效率，可对接收的视频流直接剥掉传输层、网络层封装，按照统一的格式完成二次封装，可消除由于封装格式不统一带来的数字视频不能够直接互通的障碍。

　（3）接入网的结构

　　在网络层面，应考虑到网络连接的可靠性，应尽可能的在TCC和OCC的连接阶段，全部采用双链路及冗余设备连接，防火墙隔离的额连接模式。

　　对于视频业务的连接层面，可参照2011年12月，国家颁布的GB/T28181-2011标准（安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求GBT28181），设计成为借助视频网关的模式实现网络监间的互联，但由于TCC网络的特殊性，本网络实现的网间互联，只存在TCC调看个线路侧视频资源的需求，不存在相互调看的需求，且各线路侧的视频网络相互间不能通过TCC发生相互的关联。针对轨道交通的特殊应用需求，本文推荐采用视频网络联网控制单元的形式，实现各线路到TCC网络的上联，拓扑形式如下：

　　联网控制单元设备作为视频业务的连接层，采用双向代理的应用形式，负责实现将各条线不同厂商的编码器映射到本设备（配置与各线视频资源的对应关系）；接收TCC平台发出的相关视频指令并进行解析，根据指令到达的线路，由其调用各厂商提供的SDK进行视频格式和传输格式标准化；同样对于指令的回馈，由联网控制单元接収并重新打包成TCC使用的格式，并传输到TCC平台；同时联网控制单元负责对线路侧的视频接入、视频拆分、重新打包、视频分发等功能，使得TCC视频监控平台，可以在应用管理上变得简单、易用。

　　为保证系统的可靠性联网控制单元，应采取双主机冗余工作模式，采用模块化设计，保证最大化的保持其灵活性和扩展能力。

　　5.TCC的解码显示输出

　　由于轨道交通分期建设，不断发展、完善的建设特点，要求TCC能够在相当长的一段轨道交通线路建设周期内，能够正确接收、解码、显示输出新建各线的CCTV视频图像，不仅要求能够满足目前在建的各线使用MPEG2、MPEG4和H.264的数字视频格式，还必须能够适应今后几年高清图像的接收和显示输出。

　　由于TCC的解码显示方式主要以大屏幕/屏幕墙为主，同时还有大量的桌面显示需求及综合控制终端的切入使显示需求，可依据应用需求的多样性，配备不同的显示设备。

　　对于屏幕墙，可借助大屏幕控制器或电视墙解码器等设备，通过对接收的视频流智能识别、匹配相应的解码库，自适应解码多种不同的标清、高清视频流。

　　对于桌面显示器，配备智能化高标清自适应的高性能超级解码器。

　　同时，应提供解码库，及系统平台的SDK，给TCC应用业务的操控终端，用于桌面应用的集成。

　　6.网管、存储及日常操控

　　TCC的特殊性决定了它与通常意义上的指挥中心不同，而且区别很大。主要是因为两者的定位不同、任务不同。TCC作为协调中心和应急中心，主要的日常工作是“只监不控”，不干预各线路的正常调度和运营管理，而且，TCC监管的更多的是地铁业务，而视频只是作为了解现场情况的必要辅助工具，因此，对于TCC视频监控中心操控管理的特殊需求，应按需定制。

　　TCC视频监控平台的网管系统，应着重于系统的管理功能，面向系统的配置、设备运行状态的监管及故障报警的管理，不介入对视频操控的业务流程中，避免由于网管系统主机故障造成视频业务瘫痪。

　　通常TCC的值班员的日常操作以监看地铁运营业务为主，对视频操控较少，因此视频的操控终端不会单独设立，而是作为一个功能模块嵌入到综合业务操控终端中，且界面、功能应简洁、直观；

　　视频存储业务更是按需定制，由于TCC调看的是全市范围的图像，同时数量不大但范围广阔，切换频率高（通常是自动轮巡），难以按照传统的以摄像机名称存储。且存储后的视频如何定期删除，以保证有限的存储空间等问题，都需要实际工作要求，灵活满足用户需求。

　　7.其他应用

　　对于全市轨道交通的一个视频资源集中点，可以开发多种视频应用，为更好地提供领导决策提供信息，提高事故的应急处理，线索追查提供帮助等，如集中地车客流量辅助统计，移动流媒体发布，视频分析，高效的智能视频检索及全网视频设备使用完好率的监管等等应用。

　　三、结束语

　　城市轨道交通由于其安全、高效、环保，立体开发城市交通资源，日益成为解决城市交通拥堵问题的主要手段，以备全国更多的城市管理者重视，加大了建设力度。TCC的作用也随之越来越重要，其功能也在不断的丰富和完善，TCC的视频监控中心作为其主要的组成部分之一，也逐渐从建设的摸索阶段向试用阶段过渡，其技术的而创新和发展也必将为城市轨道交通的更加安全高效运营管理做出更大的贡献。