一、 前言
现今我国轨道交通的发展呈明显上升趋势，大、中型城市已广泛的铺设了轨道交通网，成为了城市居民普遍使用的交通工具。对于轨道交通这种人群众多的场所，安全问题可谓是首要问题，并且，单单依靠人为的力量去解决安全问题，已经成为了天方夜谭，视频监控系统对于人们的安全防范起到了很大的作用，当然视频监控系统在轨道交通上的利用，可以很好的解决实在与潜在的轨道交通安全问题。尤其是在世界反恐形势日趋严峻的今天，对于视频监控系统的要求也越来越高，视频监控系统已成为应对恐怖袭击、处理突发事件的有力辅助工具。视频监控系统应用在地铁车辆交通管理、乘客行为分析、乘客服务等多种非安全相关场所，以提高用户的投资回报。
二、 系统概述
随着城市轨道交通运输系统的不断发展，各相关的监控子系统如电力、环境、自动售检票、旅客向导、列车自动控制等系统的应用范围及自动化程度越来越广。而车载监控系统在监控子系统中是十分重要的一个环节，车载视频监控系统为司机查看列车内部情况，乘客活动情况，提供了方便，也为安全保卫部门对列车内部安全情况的掌握提供了方便。
作为轨道交通监控系统中非常重要的一个子系统，车载视频监控系统长期运行在颠簸晃动的车厢内部，对于硬件的抗潮湿抗颠簸能力要求严格，对于软件的操作方便简单易懂的要求也相对严格。因此，车载视频监控系统硬件的选择和软件的开发是至关重要的，博研高科车载视频监控系统，由博研自主研发生产的模拟半球摄像机，高清视频编码器，视频处理控制器和网络硬盘录像机组成。通过列车冗余切换的环形工业以太网，对车厢及司机室进行实时监控和录像。同时远端地铁管理人员和公安人员可以通过无线数据传输网络，对任一列车的任一摄像机图像进行实时监看。
三、 系统构成
1、 模拟半球摄像机
2、 高清视频编码器
3、 视频处理器（视频控制器）
4、 网络硬盘录像机
假设地铁车辆采用 6 节编组，每节车厢内设 2 台模拟半球摄像机，车头/车尾驾驶室各设置 1 台模拟半球摄像机，每列车共有 14 台模拟半球摄像机，其中 12 台监视车厢内，2 台监视驾驶操作台及车外。视频编码器采用 H.264 视频编码器，每个编码器通过屏蔽线缆与摄像机连接一一对应。每个编码器通过其自身独立的 10/100M 以太网口与车载工业以太网交换机上的 10/100M 以太网端口一一连接。视频编码器能够同时输出4 路视频，同时每路输出都可发送多路不同码流速率的视频流，其中 1 路码流可设置为恒定码流，供车载录像机进行录像。另外 1 路可以根据无线系统的带宽状况进行动态调节，从而同时保证车载录像品质及地面实时图像质量。车头车尾各设一台视频处理器（视频控制器），视频处理器（视频控制器）作为人机交互设备，整合高清视频编码器、视频处理器、网络视频硬盘录像机的控制功能。视频控制平台使用嵌入式硬件软件设计，稳定性高。可支持 LCD 触摸屏最多 4 路画面同时解码显示和控制，图像的实时上传，可同时发送 2 路视频，及时切换通道。实时的画面预览，还可选择监控通道，还有多种方式的录像回放，控制运营信息等功能。车头车尾各设一台网络视频录像机，主要完成录像管理回放等功能。网络视频录像机具备 2 个 10/100/1000Mbps 自适应的以太网端口，一个端口用于录像，另外一个端口用于录像回放及将实时视频发送到地面。车载无线通信服务器接入车头及车尾录像机为主从关系，交替工作。当主用录像机存储容量满了以后从录像机自动接替进行录像。反之，当从用录像机存储容量满了以后主用录像机自动接替录像并覆盖前面的录像。单台车载网络录像机能够具备 4 个 SATA 接口，每个 SATA 支持 2T 以上的硬盘。每个录像机容量满足 7 天的录像要求，两个录像机交替工作可以保证一共有 14 天的录像内容。
四、 车载视频监控系统的作用
1、 减少漏洞，提高服务质量
2、 提高乘客安全，减少案件与事故发生
3、 全方位控制列车情况，实现一对一的服务
4、 沿路站台实现无线动态监控，方便指挥调度和管理

五、 车载视频监控系统拓扑图

六、 系统配置
1、 模拟半球摄像机
型号：FD-00-01（微型模拟半球摄像机）
FD-00-01（微型模拟半球摄像机）是一款采用 1/3”CCD 传感器的模拟摄像机，该机支持日夜切换，满足日夜两用，具有优良的低照度特性。适用于金融、军队、监狱、机场、工厂、政府、酒店、轨道交通灯模拟摄像机监控，特别适用夜间或广源较弱等导致光线较暗，照度较低的环境。
详细参数：
传感器类型：1/3”SONY 4140 CCD
最低照度：0.05Lux/F1.2
电子快门：自动 1/60(1/50)~1/100，000sec
镜头：3.6mm
最大像素：NTSC:1028(H) ×508(V)/PAL:1028(H) ×596(V)
有效像素：NTSC:976(H) ×494(V)/PAL:976(H) ×582(V)
分辨率：700TVL
增益控制：自动
白平衡：支持
系统扫描 2:1Interlace
动态范围：数字宽动态
数字降噪：支持
背光补偿：支持
强光抑制：支持
信噪比：50dB 以上(AGC OFF)
电源：DC 12V2A
工作温度：-10℃~50℃
2、 高清视频编码器
型号：EN9104-OPIN
EN9104-OPIN（高清视频编码器）是采用嵌入式系统开发的网络视音频服务器。它采用了功能超强的视音频编解码芯片，可采集来自摄像机、麦克风等设备的模拟视频、音频信号，压缩输出为 DVD 质量的视频和数字音频码流，通过网络传输及组播技术，实现广播级高质量的远程视频传输。适用于包括远程教学、远程医疗、轨道交通、视频会议、监控和广播电视在内的各种数字视频应用领域
视频特性：
支持 4 路 D1 格式图像的网络传输；
视频编码方式采用 H.264 压缩算法，视频位速率 128K-5M bps，支持定速率/变速
率，在 1024Kbps 的码流下，回放录像分辨率即可达到 300TVL 以上；
编码等级 ISO/IEC-14496-10/H.264 Baseline/Main/High Profile ；
视频分辨率 PAL 制: 720×576,704×576,352×576,352×288 等；
NTSC 制： 720×480,704×480,352×480,352×240 等；
亮度，对比度，饱和度，色度可调整；
输出视频流格式： TS/PS/VES/AES 流等；
帧速率： PAL 制： 25 帧/秒 NTSC 制： 30 帧/秒。
音频特性：
音频采样频率： 8K,32K,44.1K,48K Hz；
音频位速率：8K,32K,64K，96K，128K bps 等；
音频模式：单声道(Mono)
音质：广播级品质
其他特性：
4 路音、视频信号压缩后经网络传输，网络传输延时≤200ms，声音与图像保持稳定同步；
报警联动功能：4 路开关量报警输入分别与 4 路视频信号联动，报警输入接口电路采用光电隔离；报警发生时将报警信号上传到网络（包含报警中心）；
支持多用户同时访问；
备份功能：板载 SD 卡（用户自行购买），对报警录像、报警日志进行 SD 卡备份；
SD 卡可存储报警录像、报警日志内容，当前 SD 卡写满，就会循环覆盖最早的录像文件。每个录像文件打包的时长为 10 分钟；
设备软件可通过以太网随时更新；
具有视频遮挡、视频丢失报警功能，报警发生时将报警信号上传到网络；
支持 DHCP 功能，当设置 DHCP 有效时，则 IP/掩码/网关显示 DHCP 获得的值，如果设为无效，则显示手工设定的 IP/掩码/网关值；
内置 Web 服务，支持 IE 浏览、配置、升级；
物理特性：
视频输入：视频输入信号为复合信号 PAL/NTSC 1.0VP-P,75Ω；
音频输入：音频输入信号为 600 欧姆 0bBm，采用变压器隔离；
电源：DC24V，供电范围 18V~32V；
功耗：≤5W；
工作地与外壳地隔离，即前面板固定位置与工作地隔离，大面积覆铜注意爬电距离；
工作温度： -20℃- 75℃；
存储温度： -40℃- 90℃；
工作湿度：10%-90%；
板卡尺寸： 168.5×100mm；
线路板厚度： 1.6mm。
3、 视频处理器（nMonitor）：
型号： MRB-NVR-S02-Touch
MRB-NVR-S02-Touch（视频处理器）是一款通用解码显示、触摸屏控制设备，支持网络录像及实时监控。适用于构建各种标清、高清视频传输系统及高清安防监控系统。可支持 SVC，可扩展性好。统一解码，能够解码其他厂家的 H.264 格式编码，具有标清高清混合解码显示功能。可通过以太网对软件进行更新、配置。
视频特性：
解码标准：H.264 AVC（HP，MP,Baseline）,SVC
解码速率：64kbps-15Mbps
解码视频分辨率：1920x1080p60 及以下
GOP 结构：I,IP
网络协议：TCP,UDP,IP,HTTP,NTP,RTP,IGMP,H.323
视频输出：1 个 VGA 接口
音频特性：
音频编码标准： AAC-LC， G.711
音频采样频率：48K
音频输入/输出：立体声输入/输出，欧品接口
接口特性：
硬盘接口： 4 个 SATA 接口，每个 SATA 支持 2T 以上
网络接口： 2 个
RS232： 1 个 DB9 接口
RS485： 1 个 DB9 接口，可以生产时候改为 RS232
USB 接口： 2 个 USB2.0 接口
物理特性：
电源： 12V-24V DC
功率： 10W（不含硬盘）
工作温度： -20℃- 75℃
存储温度： -20℃- 90℃
工作湿度： 10%-90%大气湿度
4、 网络硬盘录像机（NVR）
型号： MRB-NVR-S02-Rec
MRB-NVR-S02-Rec（网络硬盘录像机）是一款网络视频存储设备，适用于构建各种标清、高清视频传输系统及高清安防监控系统。支持 16 路 D1 网络视频图像存储，支持 2-4 块硬盘。一个光耦隔离断电延时接口，收到出发信号后，自动关闭录像文件，停止硬盘工作，放置录像文件丢失。可支持 U 盘， USB 硬盘进行备份。日志和故障检测，结果可通过无线网络传输到 OCC 监控中心。支持主从设备双备份机制。双网口设计。一个用于录像，另一个用于管理、监看和下载录像文件。两个网口可配置为不同的网段，相互独立。
详细参数：
VGA 输出： 1 个 DB15 接口，连接显示器。
硬盘接口： 4 个 SATA 接口，每个 SATA 支持 2T 以上。
网络接口： 2 个
RS232 接口 1：调试串口
RS232 接口 2：可以连接触屏控制器。
RS485：与 2xRS232 共用一个 9PIN 的插座。
双独立网口：一个从欧品连接器引出；另一个从前面板的 DB9 接口引出。
指示灯 6 个：电源，工作指示，网络 1，网路 2， DISK1， DISK2
音频输入/输出接口：用于连接车内可视 IP 对讲系统，用于 IP 对讲监视和实现音
频对讲功能。
USB 接口： 2 个 USB2.0 接口
物理特性：
电源： 12V-24V DC
功率： 10W（不含硬盘）
工作温度： -20℃- 75℃
存储温度： -20℃- 90℃
工作湿度： 10%-90%大气湿度
七、 系统运行优势
1、 稳定性高、适应温度变化
2、 抗磁抗震性强，不会因此产生死机现象
3、 操作方便，在显示屏上可直接观看现场情况
4、 先进的音视频处理方式，存储量大、可扩展性强
5、 可直流供电，列车上多数使用的是直流供电，要求车载视频监控系统的机器能够在直流供电情况下工作
6、 扩展性强，随着技术的成熟，终端设备在不需要完全更换的情况下功能得到扩展