張俊哲 吳勝華 王駿哲 賈強(qiáng)

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為城市管理中必不可少的手段。5G技術(shù)的快速發(fā)展，為城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用提供了更廣闊的發(fā)展空間。因此，本文闡述了5G技術(shù)，分析了5G技術(shù)下的城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并論述了5G技術(shù)對(duì)城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);城市管理;移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）31-0125-02

Application of Mobile Video Surveillance System for Urban Management based on 5G Technology

ZHANG Jun-zhe， WU Sheng-hua， WANG Jun-zhe， JIA Qiang

（Radar NCO School of Air Force Early Warning Academy， Wuhan 430345， China）

Abstract： With the development of network technology， mobile video surveillance systems have become an indispensable means for urban management. The rapid development of 5G technology provides a broader development space for the application of urban management mobile video surveillance systems. Therefore， this article expounds 5G technology， analyzes the structure of urban management mobile video surveillance system with 5G technology， and discusses the promotion of 5G technology for urban management mobile video surveillance system.

Key words： 5G Technology; Urban Management; Mobile Video Surveillance System

近年來(lái)，隨著城市經(jīng)濟(jì)與城市建設(shè)的快速發(fā)展，環(huán)衛(wèi)和執(zhí)法車(chē)輛等城市管理裝備一直在持續(xù)增加，而現(xiàn)有的城市管理指揮體系缺乏有效的信息化手段進(jìn)行支撐，城市管理工作面臨著網(wǎng)格化定位不準(zhǔn)、執(zhí)法指令下達(dá)滯后、實(shí)時(shí)監(jiān)控困難、協(xié)同作戰(zhàn)不力、現(xiàn)場(chǎng)反應(yīng)被動(dòng)等問(wèn)題。基于5G技術(shù)下的移動(dòng)視頻監(jiān)控技術(shù)可以幫助城市管理人員及時(shí)將管理監(jiān)督工作中的前端圖像回傳到監(jiān)控中心，使監(jiān)控中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)管理的各項(xiàng)舉動(dòng)實(shí)現(xiàn)有效的實(shí)時(shí)監(jiān)控[1]。一方面，對(duì)于管理者來(lái)說(shuō)，城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效解決對(duì)一線(xiàn)城市管理人員的監(jiān)督問(wèn)題，客觀(guān)記錄城市管理現(xiàn)場(chǎng)的全景信息，為后期追責(zé)提供視頻證據(jù)。另一方面，對(duì)于被管理者而言，移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生后的現(xiàn)場(chǎng)搜索、圖像記錄等功能，便于保障自身利益。因此，基于5G技術(shù)的城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠有效解決目前城市管理工作中的監(jiān)督問(wèn)題，幫助提高城市管理工作效率，同時(shí)也有助于提升城市安全系數(shù)。

1 5G技術(shù)

5G，即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，相比于前四代移動(dòng)通信技術(shù)而言，5G技術(shù)具備更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)能力、基礎(chǔ)共性能力和行業(yè)共性能力。

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)能力

5G網(wǎng)絡(luò)能力主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（eMBB，簡(jiǎn)稱(chēng)大帶寬）、海量機(jī)器類(lèi)通信（mMTC，簡(jiǎn)稱(chēng)大連接）及低時(shí)延高可靠通信（uRLLC，簡(jiǎn)稱(chēng)低時(shí)延）。大帶寬主要滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)高數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)需求，大連接使5G具備面向物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的能力，低時(shí)延是5G區(qū)別于前四代移動(dòng)通信技術(shù)的差異化能力。

1.2 5G基礎(chǔ)共性能力

5G技術(shù)的基礎(chǔ)共性能力包括人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和邊緣計(jì)算五種能力。物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備互聯(lián)起來(lái)形成的網(wǎng)絡(luò)，云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和大數(shù)據(jù)提供基礎(chǔ)的存儲(chǔ)和計(jì)算能力，為人工智能算法提供強(qiáng)大的人工智能計(jì)算能力，人工智能是對(duì)人類(lèi)智能的啟發(fā)式模擬，大數(shù)據(jù)是需要專(zhuān)門(mén)軟件處理的海量規(guī)模的數(shù)據(jù)，邊緣計(jì)算將遠(yuǎn)離用戶(hù)的云端存儲(chǔ)和計(jì)算能力向用戶(hù)邊緣遷移，為 5G 應(yīng)用提供比云計(jì)算更低時(shí)延的能力。

1.3 5G行業(yè)共性能力

5G技術(shù)的行業(yè)共性能力包括超高清視頻、視頻監(jiān)控、VR/AR、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人等。超高清視頻的典型特征就是高速率與大數(shù)據(jù)量，按照產(chǎn)業(yè)主 流標(biāo)準(zhǔn)，4K、8K視頻傳輸速率一般在50Mbps與200Mbps 以上，4G 網(wǎng)絡(luò)已無(wú)法完全滿(mǎn)足。5G網(wǎng)絡(luò)的大帶寬能力成為解決該場(chǎng)景需求的有效手段。視頻監(jiān)控能通過(guò)攝像頭和傳輸網(wǎng)絡(luò)，將采集的視頻信息傳送到視頻監(jiān)控云平臺(tái)或邊緣計(jì)算平臺(tái)（提升響應(yīng)時(shí)間），與人工智能融合，可用于目標(biāo)與環(huán)境識(shí)別。VR/AR是近眼現(xiàn)實(shí)、感知交互、渲染處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸和內(nèi)容制作等信息 技術(shù)相互融合的產(chǎn)物。5G 網(wǎng)絡(luò)賦予無(wú)人機(jī)超高清視頻傳輸（50-150Mbps）、低時(shí)延控制（10-20ms）、遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)協(xié)作和自主飛行等重要能力，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)人機(jī)設(shè)備的監(jiān)視管理、航線(xiàn)規(guī)范、效率提升。

目前，國(guó)內(nèi)安防產(chǎn)業(yè)快速向規(guī)?；⒆詣?dòng)化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)，而安防產(chǎn)業(yè)的核心系統(tǒng)——視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用5G的大帶寬和低時(shí)延能力，結(jié)合邊緣計(jì)算等技術(shù)，可以有效地改善傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)反應(yīng)遲鈍、監(jiān)控效果差等問(wèn)題，以更快的速度提供更加精確的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)[2]。同時(shí)，5G的大連接能力也使得視頻監(jiān)控范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，通過(guò)機(jī)器人、無(wú)人機(jī)等方式獲取更豐富的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，為城市管理部門(mén)提供更周全、更多維度的參考數(shù)據(jù)。

2 5G技術(shù)下城市移動(dòng)管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用構(gòu)成

本系統(tǒng)主要包括前端采集設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控運(yùn)營(yíng)平臺(tái)三部分。如圖1所示。

2.1 前端采集設(shè)備

本系統(tǒng)前端采集設(shè)備主要對(duì)城市管理過(guò)程中的音頻和視頻進(jìn)行采集，并通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心。其由支持國(guó)標(biāo)視頻專(zhuān)網(wǎng)的多媒體信息終端、數(shù)字式云集群指揮調(diào)度終端、多媒體信息傳輸模塊、車(chē)載前端數(shù)據(jù)集控終端四部分組成。

2.1.1多媒體信息終端

通過(guò)車(chē)載高線(xiàn)攝像機(jī)、音視頻編解碼模塊、加速度數(shù)據(jù)采集模塊和無(wú)線(xiàn)傳輸模塊等相關(guān)的無(wú)線(xiàn)數(shù)字視頻傳輸功能可以將管理現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)的音頻視頻等數(shù)字化信息通過(guò)多媒體信息傳輸模塊傳輸至監(jiān)控平臺(tái)，使得監(jiān)控平臺(tái)可以實(shí)時(shí)觀(guān)察管理現(xiàn)場(chǎng)。

2.1.2數(shù)字式云集群指揮調(diào)度終端

通過(guò)數(shù)字式云集群指揮調(diào)度終端中內(nèi)置的定位模塊，獲取車(chē)輛當(dāng)前的位置信息，包括當(dāng)前經(jīng)緯度、當(dāng)前速度、當(dāng)前工作速度矢量方位角、當(dāng)前時(shí)間等傳輸至平臺(tái)。

2.1.3多媒體信息傳輸模塊

多媒體信息傳輸模塊將現(xiàn)場(chǎng)音頻經(jīng)由數(shù)字化處理壓縮的方式通過(guò)視頻專(zhuān)網(wǎng)將語(yǔ)音信息傳輸至監(jiān)控平臺(tái)，并形成全雙工的云集群對(duì)講功能。

2.1.4 車(chē)載前端數(shù)據(jù)集控終端

根據(jù)車(chē)輛移動(dòng)監(jiān)控的實(shí)際需求特別定制的數(shù)據(jù)集控終端配有無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸通道，可以通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，保證城市管理車(chē)輛在移動(dòng)過(guò)程中數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻的正常通信。

2.2 傳輸網(wǎng)絡(luò)

城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要作用是實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備和監(jiān)控平臺(tái)之間的有效連接。由于傳輸網(wǎng)絡(luò)需要傳輸各類(lèi)音頻和視頻信號(hào)以及動(dòng)態(tài)圖像信號(hào)，而這一類(lèi)信號(hào)普遍信息量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、頻帶較寬，因此需要大帶寬、低時(shí)延和穩(wěn)定性強(qiáng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)。隨著5G技術(shù)的發(fā)展，傳輸網(wǎng)絡(luò)通過(guò)超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、信息中心網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)極大提高其在傳輸過(guò)程中的靈活性、傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，從而使得信息傳輸更便捷和安全[3]。本系統(tǒng)中的傳輸網(wǎng)絡(luò)由信號(hào)放大器、光纖和接口等部分組成，通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)和交換網(wǎng)對(duì)信息進(jìn)行傳輸和交換，5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提升了信息處理的質(zhì)量和效率。

2.3 監(jiān)控運(yùn)營(yíng)平臺(tái)

監(jiān)控運(yùn)營(yíng)平臺(tái)在城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中主要起到管理和協(xié)調(diào)的作用，是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心。平臺(tái)的主要功能包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、音頻視頻存儲(chǔ)管理、移動(dòng)偵測(cè)以及遠(yuǎn)程對(duì)講等。5G技術(shù)的大帶寬、低延時(shí)和大數(shù)據(jù)可以使城市管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)突破有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)無(wú)法達(dá)到的帶寬限制，大幅度降低了網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)的高額成本，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，打破圖像、音頻及視頻的同步傳輸所受地理?xiàng)l件的限制，極大地壓縮了傳輸時(shí)間[4]。本監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)拼接LED屏幕實(shí)現(xiàn)在多個(gè)顯示終端上同時(shí)顯示多個(gè)動(dòng)態(tài)畫(huà)面的功能，結(jié)合5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)圖像的無(wú)損傳輸。

3 5G技術(shù)對(duì)城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的促進(jìn)作用

5G技術(shù)帶來(lái)的自組織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、超密集網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和信息傳輸和共享能力等方面的應(yīng)用，對(duì)城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)有促進(jìn)作用，主要體現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：

3.1 擴(kuò)大了城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

5G技術(shù)所具備的網(wǎng)絡(luò)能力、基礎(chǔ)共性能力和行業(yè)共性能力，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全面發(fā)展，從而提高系統(tǒng)的應(yīng)用效率，因而可以全面推廣到城市管理工作中的方方面面，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，有利于進(jìn)一步打通城市管理工作中各部門(mén)間的壁壘，提升工作效率。

3.2 促進(jìn)了城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展

城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅需要通過(guò)車(chē)載設(shè)備實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的精準(zhǔn)定位，傳輸實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)高質(zhì)量視頻信息，還需要搭建監(jiān)控平臺(tái)隨時(shí)掌握車(chē)輛狀態(tài)[5]。5G技術(shù)的引入極大地激發(fā)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的變化，優(yōu)化了早期系統(tǒng)中存在的技術(shù)問(wèn)題，使得系統(tǒng)朝著智能化的方向不斷發(fā)展。

4 結(jié)論

隨著 5G 技術(shù)的快速發(fā)展和全面應(yīng)用，城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與5G 技術(shù)的結(jié)合將是大勢(shì)所趨。5G技術(shù)為城市管理移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供了更廣闊的發(fā)展空間，同時(shí)也可以使應(yīng)用場(chǎng)景更為豐富，能夠?yàn)橐猿鞘泄芾頌榇淼闹T多行業(yè)的發(fā)展提供支持。隨著5G技術(shù)和移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，相信未來(lái)的城市管理工作將更高效、更精準(zhǔn)和更安全。

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【通聯(lián)編輯：梁書(shū)】

收稿日期：2021-08-02

作者簡(jiǎn)介：張俊哲（1990—），女，碩士研究生，空軍預(yù)警學(xué)院雷達(dá)士官學(xué)校，助教，主要研究醫(yī)療設(shè)備開(kāi)發(fā)、傳感器開(kāi)發(fā)。