李森林 胡 波

(国电南瑞科技股份有限公司 南京 210061)

闭路电视(CCTV)系统是地铁建设中一个重要的子系统，它担负着地铁运营中的安防重任，同时为事故追查提供视频资料。车站操作员能够控制本站的摄像机，控制中心操作员能够控制全线所有的摄像机。

综合监控系统(ISCS)是城市轨道交通自动化调度管理的重要工具，也是当今城市轨道交通监控系统的发展方向。综合监控系统通过对相关系统的集成和互联，将各分散的自动化系统组合成一个有机的整体，为跨专业的信息共享和联动提供平台，实现资源共享。在综合监控统一的软硬件平台、统一的人机界面上，调度人员可以对各个子系统进行高效便捷的操作，从而提高事故处理效率，提升地铁整体运营管理水平。

目前，国内新建的地铁线路均设置CCTV系统和ISCS，值班人员通过ISCS的终端来实现对CCTV系统的操作。下面以北京地铁房山线为例，对CCTV系统与ISCS互联进行论述。

1 CCTV系统功能结构和原理

北京地铁房山线全长24.7 km，共有11座车站、1座车辆段、1个控制中心和1个备用控制中心。其中，控制中心还没有建成，备用中心设在车辆段内。

1.1 CCTV 系统功能

北京地铁房山线CCTV系统由11个车站、1个车辆段、1个备用控制中心组成，备用中心和车站(车辆段)共享视频图像资源。

CCTV系统作为一种视频图像监控系统，具有直观、实时的图像监视、记录、跟踪等功能。CCTV系统具有两方面的功能:一方面是地铁运营的一个机电系统，称为运营CCTV系统;另一方面是地铁公安机关的监控手段，称为公安CCTV系统。

运营CCTV系统是地铁运营和维护的配套设备，是控制中心调度员和车站值班员的重要辅助工具，用来监视列车运行，掌握客流大小、流向，提高行车指挥透明度。在发生紧急情况(如火灾、反恐、自然灾害等)时，为控制中心和车站级调度员提供事发现场的实时视频图像，指挥现场救援及乘客疏导;同时，摄像机的全方位录像可为事后分析原因及查明责任提供依据。公安CCTV系统用于对车站人流密集的公共场所进行全方位的监视，是轨道交通公安部门及时发现并处置突发事件的重要工具。房山线运营CCTV系统和公安CCTV系统是统一设计、合并设置的。

由于地理上位置分散，CCTV系统在车站、车辆段、备用中心分别独立设置，各自组成独立的小系统，相互之间通过通信主干网相连，组成一个完整的大系统。

1.2 车站CCTV系统

一个典型的车站CCTV系统设备主要包括摄像机、字符发生器、视频分配器、视频矩阵、编码器、画面分割器、视频控制服务器、视频存储服务器、维护终端、控制键盘、视频显示器等，每个车站CCTV系统各自独立运行，为车站调度人员提供视频图像。同时，各个车站CCTV系统和控制中心CCTV系统通过网络相互连接，进行必要的信息交互。车站CCTV系统结构如图1所示。

1.3 备用中心CCTV系统

图1 车站CCTV系统的结构

备用中心CCTV系统与车站CCTV系统结构类似，特有的设备包括网管服务器、九画面分割器、大屏控制器等。通过备用中心CCTV系统，调度员能够查看全线所有的摄像机图像，并对车站的CCTV设备进行控制和监视。备用中心CCTV系统结构如图2所示。

图2 备用中心CCTV系统的结构

2 综合监控系统结构和接口关系

2.1 硬件结构

房山线综合监控系统是一个分布式的计算机网络控制系统，由控制中心综合监控系统、车站综合监控系统、车辆段综合监控系统等节点组成。每个节点被称为一个域，每个域都是一套独立的小综合监控系统，能自治独立运行，各个域之间共享数据、协调工作，从而构成一个大的综合监控系统。

综合监控的每个域之间通过通信主干网相连，每个域内都配有服务器和工作站，如果主干网出现故障，各个车站综合监控系统还能够独立工作，以保证地铁的正常运行。

2.2 软件结构

综合监控系统采用模块化软件结构，总体分为平台软件和应用软件两大部分。平台软件提供系统管理、商用数据库、实时数据库、图形工具、报表工具、权限管理、报警服务、Web信息发布等公共服务。应用软件由多个处理具体应用逻辑的软件模块组成，不同的软件模块相互独立，提供相应子系统的数据处理及控制功能。各个应用软件模块即插即用，配置非常灵活。

2.3 接口关系

按照系统间的耦合程度来分，综合监控系统与地铁中其他系统的接口关系分为集成和互联两种。

集成系统是被综合监控系统完全集合在其内的专业自动化系统，集成子系统完全融入综合监控系统，构成系统主体，全部功能都由综合监控系统实现，成为综合监控系统的一部分。北京地铁房山线综合监控系统集成了电力监控系统(PSCADA)和环境与设备监控系统(BAS)。

互联系统是保持独立运行且具有完整结构的专业系统，综合监控系统通过外部接口与互联系统进行必要的信息交互，以支持综合监控功能的实现。与北京地铁房山线综合监控系统互联的系统包括闭路电视(CCTV)、广播(PA)、乘客信息(PIS)、屏蔽门(PSD)等子系统。

3 CCTV系统与ISCS接口方式

北京地铁房山线CCTV系统与ISCS互联，在控制中心、备用中心、车辆段和车站存在接口，详细接口如图3所示。其中，上面的部分是备用控制中心网络结构，左下角为典型车站的网络结构。

CCTV系统与ISCS通过串口进行连接。在车站和备用中心，CCTV系统提供串口服务器，经串口与ISCS的前置机(FEP)相连。串口服务器和前置机分别是CCTV系统和ISCS的接口设备，负责隔离本系统的内部和外部，转换通信信号，并进行协议转换。CCTV与ISCS内部都是双网冗余结构，保证系统内部的可靠传输。在每一个接口，ISCS提供2台FEP、CCTV提供1台串口服务器与对方相连。CCTV系统的串口服务器是双网配置，分别与ISCS的2台FEP连接，形成单机双口、两条通道，其中任一通道值班，另一条通道备用，保证数据的可靠传输。

CCTV系统与ISCS之间的数据流可分为两种:一种是从ISCS流向CCTV的控制数据，另一种是从CCTV流向ISCS的状态数据。控制数据包括摄像机图像切换、云台PTZ控制、设置和调用预置位等操作。控制数据通常由ISCS人机界面发起，调度员在ISCS人机界面上进行某种操作后，发送命令至ISCS服务器，服务器进行相关处理后将命令发给FEP，再由FEP发给CCTV系统，CCTV收到这个命令后执行相应的动作，从而实现控制操作。状态数据包括摄像机故障状态、占用状态、CCTV服务器状态等，通常由ISCS定期地发起状态查询，CCTV系统响应查询，并将状态数据发给ISCS，ISCS服务器进行相应处理后发送给人机界面，人机界面再按照一定的形式显示这些状态信息。

图3 CCTV系统与ISCS接口

ISCS集成了CCTV系统的人机界面，所有对CCTV的操作完全通过ISCS的人机界面来完成。作为后备，CCTV系统在控制中心和每个车站都保留一套操作终端。通过ISCS平台，CCTV系统可以和其他子系统进行信息交换，实现联动。有了联动，CCTV系统不再只是一个单一的视频监控系统，而是能够给调度员提供更有力的帮助，发挥出更大的效益。

4 结语

北京地铁房山线已经投入运营，从运营情况来看，CCTV系统运行良好。中心调度员通过ISCS，可以非常方便地切换任意的摄像机图像，能对云台摄像机进行自由控制，可以选择将图像显示在大屏幕上，也可以将图像以单画面、4画面或者9画面的形式显示在自己的监视器上。通过查看实时图像，调度员可以很方便地对现场进行监视。

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