随着地铁、轻轨等城市轨道交通系统迅速扩展，对安全防范系统提出了更高的要求。轨道交通行业在建设之初就十分看重智能化视频监控等安全防范系统的建设，而随着北上广等一线重要城市的地铁全面应用高清智能化安防系统，我国的地铁安防进入全面高清智能时代。安防集成系统作为城市轨道交通维护和保证运输安全的重要手段，它能够为主用控制中心、备用控制中心的调度员、各车站值班员、列车司乘人员、车站警务员等提供有关列车运行、防灾救灾、旅客疏导以及社会治安等方面的视觉信息。
一、地铁安防现状
目前地铁行业的安防现状突出表现在以下几个方面：
1.各子系统的软硬件品牌繁多，设备码流及协议存在私有化情况，不利于后期的扩容改造。
2.已建系统不满足GB51151行业标准（2016年版本）和《反恐法》要求，尤其90天音视频存储周期的要求。
3.各部门的子系统平台较多，但是信息无法有效共享，均为单体运营，无法实现平台间的联动，以及数据融合，数据价值没有得到充分的发挥。
4.采集系统智能化水平较低、功能单一、没有生命力，无法满足日趋复杂化的场景化需求。
5.增加的前端点位越来越多，运维人员压力大，因此系统运维部门的人工检修压力大，且运维标准不统一，效率低。
6.不符GA1400协议，尤其传统采用外企非标方案的方式会导致后期无法对接公安系统。
7.传统的安防已愈加不符现在业主的需求，安防与各行各业的业务关联度越来越密切，安防+业务愈加明显。
8.智能分析需求增多，GB51151明确提出人脸识别和智能分析的要求，但是采用堆积服务器硬件提高算力的方式造成资源利用率低，且计算资源无法共享。
二、方案概述
鉴于传统安防愈加满足不了现有用户的需求和痛点，且安防与百行百业的业务关联度原来越高，本方案结合调研总结，以自研产品微云、云存储、SDC相机、算法仓等基于AI的新产品为基础，整合优质生态合作伙伴的产品和方案，构建地铁综合安防整体解决方案，突出以主动安全防范为核心的地铁安保方案。
提高地铁的安保水平、信息化水平和服务水平；
提高乘客的进出效率和体验；
提高地铁公安机关的预测预警和治安防范能力；
满足GB51151和GA1400标准要求，便于用户后期系统的扩容扩展。
鉴于地铁安防工程的重要性，本系统在设计方案时针对项目的实际要求，采用技术先进，性价比高的设备。系统基于人工智能、人脸识别、大数据等新技术。整个系统操作简单，维护方便，系统可靠性高。
该安防系统由图像摄取、图像显示及录制、车站控制处理、主用控制中心/备用控制中心控制处理及显示、派出所/控制处理及显示、视频流传输、解析设备、存储设备、大屏等设备组成，系统的架构主要有“感-传-知-用”的层级组成。
另外，为了方便运营维护，该系统设置了智能运维模块，可以智能识别图像质量问题，也可以对系统进行视频质量诊断，对安防监控系统的稳定进行保驾护航。
停车场周界防范系统由红外对射入侵探测器、报警主机、停车场操作终端、信号传输等设备组成。
本系统采用分布式网络结构，不会由于某个设备故障造成全网业务瘫痪或全网基本性业务功能的瘫痪，保障了系统长期有效稳定的运行。
本系统设置由控制中心和备用控制中心调度员行车监视、防灾监视、AFC监视、电力监视；车站值班员客运管理监视和防灾监视两大部分构成，采用中心远程监控和车站本地监控方式，组成完整的两级监视网络。
用户可在任何一个站点根据授权访问各站实时图像和历史图像。本系统在平台层提供了与传输、与集中告警、与时钟、与TIAS的接口，在车站提供了与换乘站、与传输、与TIAS的接口，可以实现与地铁其它子系统的对接。
紫光华智地铁视频监控系统的物理架构图（如图1）。
图1
基于“感-传-知-用”的层级架构，本方案的逻辑架构（如图2）。
图2
该逻辑架构主要包括边缘感知层、视频云架构层和应用平台层。其中边缘感知层：提供软件定义摄像机、门禁设备、周界设备等各种感知设备，同时可接入第三方数据，把这些信息汇聚统一纳入到安防体系中。
视频云架构层：提供高效的存储和计算底层支撑能力，基于业界先进的云计算、大数据基础架构，提供微服务支撑框架和强大的联网、视图解析以及视图库的能力，并通过云管平台进行统一资源管理调度，提高IT资源的利用率，将资源进行池化之后，也有助于后期的扩容。
应用平台层：面向轨道交通行业提供应用服务功能，应用是根本，安防的“用”是要发现目标、追踪目标、定位目标、采取行动，真正将AI+安防落地。
三、设计目标
本逻辑架构的设计可以将线路的安防系统整合到一个平台，实现了GB51151的集成平台的要求，在验收阶段有助于通过三方验收。主要的设计目标如下：
整个系统基于GB28281标准以及GA1400协议及行业开放的技术标准设计，避免未来系统互联、级联或扩展遇阻。
通过高效的人脸识别、视频智能分析、行为识别、联动核验等加强地铁信息化建设水平和服务能力。
从城市轨道交通规划、设计、施工等各个环节重视城市安防体系的整体构建，紧密贴合用户和市场需求。
整个系统可以将线路的安防数据进行整合纳管，包括正线、区间等视频和非视频系统，并统一运维。实现资源高效利用，便于后期弹性扩容。
四、方案优势
1.全面云化
轨道智慧视频监控管理平台建设采用全面云化思路，包括基础资源、平台层以及数据应用层，均依托云计算设计思路，满足资源的充分共享和弹性调度。从数据的采集和汇聚，以及解析和处理，再到最终的应用，都可实现对底层计算资源的快速调用。
采用云计算的建设思路，在建设过程中根据用户各部门的建设需求和各平台部署要求进行设计，满足业务架构和各项标准的同时，发挥云平台优势，建设一套有生命力的综合安防系统，支撑各安防子系统能够发挥最高效率，并且支撑今后长期的扩容升级需求。
2.软件定义
软件定义摄像机在硬件资源平台化、标准化的基础上，用软件定义摄像机的能力，实现摄像机利用效率最大化。解决了传统摄像机智能功能出厂固化，不能更改，无法满足多变场景的需求；软件定义摄像机实现在线动态加载智能算法，智能功能可按需定义，算法加载或卸载的过程中，摄像机音视频业务不中断；同时，软件定义摄像机实现了算法和应用的持续迭代，智能效果可随着迭代不断增强，让摄像机具有持久的生命力；软件定义摄像机1拖N功能，可将空余算力用于周边摄像机的智能解析共享，实现利旧项目中非智能摄像机的智能应用。
3.体验友好
采用互联网式交互界面风格，操作便捷，体验友好，系统从终端用户的角度出发，考虑日常应用的便捷与合理性进行业务流程设计，同时从管理方的角度出发，为管理业务提供更多高效的自动化管理手段：
可配置全局预案实现管理业务自动化；
全局电子地图监管功能，为管理员提供直观的图形化监控界面；
功能全面的大屏幕显示方案；
支持手机、iPad等远程客户端访问。
4.运维完善
视频质量诊断是一种智能化视频故障分析与预警工具，能有效预防因视频采集设备、视频传输等环节出现故障导致的图像质量问题，并及时发现破坏监控系统的不法行为，可以提醒运维人员迅速处理，保障监控系统有效运行。平台可按照诊断预案自动对摄像头进行检测，并记录所有的检测结果，并能够对异常点位进行重新巡检。
用户可通过Web网页对系统运行情况进行监控，接收报警，处理报警，查询历史信息。该功能主要包括对视频图像出现的对比度异常、亮度异常、模糊、偏色、画面冻结、视频抖动、云台失控、视频信号丢失等常见摄像头故障、视频信号干扰、视频质量下降进行准确分析、判断和报警。
