裴 勇，張 林，孟慶濤

（重慶光電信息研究院有限公司，重慶401120）

社會(huì)治安狀況和公共安全問(wèn)題的日趨復(fù)雜，迫切要求加快發(fā)展以主動(dòng)預(yù)防為主的智能安防系統(tǒng)。在公共安全需求和智能應(yīng)用發(fā)展的推動(dòng)下，全球?qū)I(yè)視頻監(jiān)控設(shè)備市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，2019年的增長(zhǎng)率達(dá)到9.3%。延續(xù)2017年（9.3%）與2018年（8.7%）的強(qiáng)勁增長(zhǎng)趨勢(shì)。在國(guó)際整體發(fā)展態(tài)勢(shì)下，中國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)也呈現(xiàn)子網(wǎng)高增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。據(jù)IHSMarkit視頻監(jiān)控信息服務(wù)的數(shù)據(jù)，2019年全球市場(chǎng)收入從2018年的182億美元增長(zhǎng)到199億美元，是繼2017年增長(zhǎng)9.3%，2018年增長(zhǎng)8.7%之后的第三次大幅度增長(zhǎng)。

中國(guó)視頻監(jiān)控技術(shù)經(jīng)歷了模擬監(jiān)控、模數(shù)結(jié)合監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、智能監(jiān)控4個(gè)發(fā)展階段。計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)及圖像處理、傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展為智能視頻監(jiān)控技術(shù)的創(chuàng)新帶來(lái)了生機(jī)與挑戰(zhàn)。智能攝像頭不但要看得見(jiàn)、看得清、看得遠(yuǎn)，還要看得懂。未來(lái)，中國(guó)視頻監(jiān)控市場(chǎng)將逐步從大規(guī)模布署轉(zhuǎn)向優(yōu)化提升。

智慧路燈作為智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施在近年來(lái)發(fā)展迅猛，隨著國(guó)家相關(guān)政策、5G建設(shè)，以及上海、杭州、深圳、南京、廣州、湖南、貴州、成都等相繼出臺(tái)相關(guān)行業(yè)規(guī)范，越來(lái)越多的智慧路燈項(xiàng)目逐步落地。視頻監(jiān)控作為智慧路燈的重要組成部分，具有重要作用，在路燈物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中融合視頻監(jiān)控系統(tǒng)能高效地和其他系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)動(dòng)，從而迅速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

1 問(wèn)題分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶不斷對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出新的要求，推動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大和功能的提升。從發(fā)展歷史來(lái)看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)逐漸網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能化。結(jié)合燈桿物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)在應(yīng)用中主要存在以下問(wèn)題：

1）系統(tǒng)管理性差，功能應(yīng)用少。系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的集中管理，較少有系統(tǒng)管理平臺(tái)，現(xiàn)有管理平臺(tái)的管理性不強(qiáng)、功能少。

2）視頻智能化程度低?，F(xiàn)有的視頻監(jiān)控資源在路燈物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中多是單系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)作，只能解決“看得見(jiàn)”的問(wèn)題，無(wú)法解決“看得懂”的問(wèn)題，增大了管理難度。

3）視頻碼流大，畫面不流暢。用戶在預(yù)覽視頻圖像時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象，尤其是視頻碼流高、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差的系統(tǒng)，嚴(yán)重影響用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

4）系統(tǒng)維護(hù)不方便，故障響應(yīng)不及時(shí)。系統(tǒng)缺乏對(duì)前端設(shè)備故障的自動(dòng)偵測(cè)與預(yù)警功能。

2 設(shè)計(jì)方案

2.1 設(shè)計(jì)原則

1）實(shí)用原則

以滿足實(shí)際應(yīng)用需求為原則，堅(jiān)持創(chuàng)新，兼容傳統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成、系統(tǒng)互聯(lián)、資源整合與信息共享。把實(shí)用性放在第一位，邊建設(shè)邊應(yīng)用，把系統(tǒng)建設(shè)成“實(shí)用工程”。

2）安全原則

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息傳輸和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)要注重安全性，保障系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠，避免遭到惡意攻擊和數(shù)據(jù)被非法提取的現(xiàn)象。

3）開(kāi)放性原則

系統(tǒng)建設(shè)必須按照開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)性原則設(shè)計(jì)，提供全套的技術(shù)資料和全面的技術(shù)培訓(xùn)，以滿足系統(tǒng)與其他系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行以及系統(tǒng)功能擴(kuò)展的需求。

4）擴(kuò)展性原則

技術(shù)選型除了考慮先進(jìn)、實(shí)用，還必須考慮系統(tǒng)的擴(kuò)展性，系統(tǒng)容量應(yīng)可持續(xù)發(fā)展。

5）穩(wěn)定性原則

從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理、技術(shù)支持及維修能力等方面保障系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

6）先進(jìn)性原則

系統(tǒng)的架構(gòu)和技術(shù)均符合高新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，在滿足功能的前提下，在一定時(shí)間內(nèi)能保持系統(tǒng)的先進(jìn)性。

7）標(biāo)準(zhǔn)性原則

系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高、開(kāi)放性越好，則系統(tǒng)的生命周期越長(zhǎng)?？刂茀f(xié)議、傳輸協(xié)議、接口協(xié)議、視音頻編解碼、視音頻文件格式等需要符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.2 設(shè)計(jì)方式

根據(jù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀，將圍繞以下方面設(shè)計(jì)：

1）網(wǎng)絡(luò)化

視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化指系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由集成式向集散式過(guò)渡，集散式系統(tǒng)采用多層分級(jí)的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實(shí)時(shí)多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)（見(jiàn)圖1）。對(duì)集散式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強(qiáng)、開(kāi)放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機(jī)界面友好，以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡(jiǎn)單化，系統(tǒng)安全，容錯(cuò)可靠等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化

2）智能化

視頻監(jiān)控的智能化是在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控基礎(chǔ)上引入智能算法，使視頻從過(guò)去的“看得清”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的“看得明白”（見(jiàn)圖2）。隨著安防大時(shí)代的到來(lái)，視頻數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長(zhǎng)，這不僅對(duì)數(shù)據(jù)的存放產(chǎn)生壓力，也對(duì)數(shù)據(jù)的分析提出了更高的要求。同時(shí)，大量的無(wú)用視頻造成嚴(yán)重信息污染，使線索的提取變得更加困難，并造成帶寬及存儲(chǔ)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，有用信息的分析獲取效率至關(guān)重要。

圖2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化

3）系統(tǒng)集成化

視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化在某種程度上打破了布控區(qū)域和設(shè)備擴(kuò)展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享及任務(wù)和負(fù)載的共享更便捷，是系統(tǒng)集成的一個(gè)重要概念（見(jiàn)圖3）。

圖3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成化

3 開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)

智能安防系統(tǒng)主要有異常行為甄別功能、視頻數(shù)據(jù)管理功能、云臺(tái)控制功能和GIS遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

異常行為甄別功能。智能安防系統(tǒng)平臺(tái)接收越界監(jiān)測(cè)、移動(dòng)偵測(cè)、視頻遮擋及入侵偵測(cè)等幾種行為的識(shí)別告警信息，可通過(guò)告警信息來(lái)查看抓拍的圖片和視頻，結(jié)合視頻設(shè)備的GIS信息精準(zhǔn)定位，查看異常的具體情況，并通知管理人員介入處理。具體的功能界面如圖4所示。

圖4 安防告警界面圖

視頻數(shù)據(jù)管理功能。提供視頻畫面的實(shí)時(shí)監(jiān)控和多路同時(shí)自動(dòng)錄像，可設(shè)定錄像文件存放路徑及存放時(shí)間，也可手動(dòng)錄像。錄像中途若發(fā)生設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器等故障，當(dāng)恢復(fù)后可自動(dòng)繼續(xù)錄像。具有本地及遠(yuǎn)程錄像查詢和回放功能，支持按時(shí)間和按計(jì)劃等查詢方式，支持暫停、快播、拖拽式的時(shí)間控制。具體的功能界面如圖5所示。

圖5 視頻管理功能

云臺(tái)控制功能?？赏ㄟ^(guò)后臺(tái)對(duì)前端球機(jī)進(jìn)行水平360°或垂直90°旋轉(zhuǎn)，且能對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小，放大、縮小后圖像清晰度不變。具體的功能界面如圖6所示。

圖6 云臺(tái)控制

GIS遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。結(jié)合GIS電子信息地圖，實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控，通過(guò)電子地圖直觀監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。具體功能界面如圖7所示。

圖7 GIS遠(yuǎn)程監(jiān)控功能

4 結(jié)論

智慧燈桿落地可以更好地獲取數(shù)據(jù)資源，結(jié)合智能安防有效避免各部門各自為政的局面，未來(lái)政府也在探索購(gòu)買服務(wù)的模式，加快城市精細(xì)化管理建設(shè)。

通過(guò)智慧路燈智能安防系統(tǒng)的建設(shè)，提升綜合管理監(jiān)測(cè)的可視化、精細(xì)化、動(dòng)態(tài)化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)對(duì)人、地、事、物、組織等管理全要素的智能感知、實(shí)時(shí)傳輸、動(dòng)態(tài)管理、高效應(yīng)用。系統(tǒng)具備眾多智能化優(yōu)勢(shì)，變被動(dòng)式監(jiān)控為主動(dòng)型防范，提高視頻資源使用效率。借助智慧燈桿物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用示范項(xiàng)目的成果，介紹智能安防系統(tǒng)的功能。各基礎(chǔ)功能成功運(yùn)行后可將基于路燈物聯(lián)網(wǎng)的成果應(yīng)用于全區(qū)、全市乃至全國(guó)的各領(lǐng)域建設(shè)，建成不同規(guī)模的示范應(yīng)用點(diǎn)，成為全國(guó)智慧路燈建設(shè)和運(yùn)管的標(biāo)桿。