李成

（廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 廣州 510660）

1 引言

隨著城鎮(zhèn)化快速演進(jìn)，我國(guó)不斷涌現(xiàn)出一座座大城市和超級(jí)大城市，針對(duì)城市內(nèi)容易出現(xiàn)的種種安全風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合高空瞭望、視頻監(jiān)控以及5G傳輸技術(shù)，可構(gòu)建城市高空鷹眼超清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)筑起城市安全的“千里眼”，提前發(fā)現(xiàn)城市安全風(fēng)險(xiǎn)，防患于未然，實(shí)現(xiàn)城市消防監(jiān)控、城市重點(diǎn)目標(biāo)監(jiān)控、城市治安監(jiān)控、核心樞紐監(jiān)控、城市環(huán)境監(jiān)控、防空安全監(jiān)控、交通疏導(dǎo)監(jiān)控、自然災(zāi)害應(yīng)急監(jiān)控等能力，進(jìn)一步避免影響到人民生命財(cái)產(chǎn)安全等關(guān)系的事件的發(fā)生。

2 解決思路

在城市地標(biāo)高樓建筑上設(shè)置基于高點(diǎn)視頻監(jiān)控，構(gòu)建5G+鷹眼超清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)控視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市全城區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控智能識(shí)別預(yù)警，在發(fā)生恐怖襲擊、暴力沖突、非法聚集等突發(fā)事件時(shí)能夠準(zhǔn)確定位，并輔助決策管理部門指揮調(diào)度管理，以及確保在事件發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地掌握信息，采取必要的措施。

結(jié)合展示平臺(tái)的AR虛擬現(xiàn)實(shí)展示能力，利用前端的高空全景超清攝像頭，結(jié)合5G網(wǎng)絡(luò)大帶寬、高速率等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市中重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)高空視頻監(jiān)控，并對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行接入和展示，從而掌控城市重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)隱患，進(jìn)行提前預(yù)警預(yù)防，支撐輔助支撐和指揮調(diào)度等工作。

2.1 視頻聯(lián)網(wǎng)

支持通過(guò)RTMP、HLS以及GB/T28181等多種協(xié)議與其他相關(guān)單位視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及其他外部平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接。支持標(biāo)準(zhǔn)RTMP取流協(xié)議：通過(guò)專題頁(yè)面上開(kāi)發(fā)的視頻流播放插件，將視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及其他外部平臺(tái)提供給的RTMP取流地址，快速播放實(shí)時(shí)視頻流。支持標(biāo)準(zhǔn)HLS取流協(xié)議：通過(guò)專題頁(yè)面上開(kāi)發(fā)的視頻流播放插件，將視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及其他外部平臺(tái)提供的HLS取流地址，快速播放實(shí)時(shí)視頻流。支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP取流協(xié)議：通過(guò)平臺(tái)內(nèi)置的視頻接入服務(wù)+視頻轉(zhuǎn)碼服務(wù)，將RTSP協(xié)議轉(zhuǎn)換成RTMP/HLS協(xié)議，并通過(guò)專題頁(yè)面上開(kāi)發(fā)的視頻流播放插件，轉(zhuǎn)碼之后的RTMP/HLS取流地址，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻流的播放。支持國(guó)標(biāo)GB/T28181協(xié)議：通過(guò)與視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)以及其他外部平臺(tái)的GB/T28181協(xié)議進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)服務(wù)注冊(cè)、心跳檢測(cè)、設(shè)備信息查詢、設(shè)備目錄查詢、設(shè)備狀態(tài)查詢、實(shí)時(shí)視頻接入等流程，并通過(guò)視頻轉(zhuǎn)碼+視頻Web播放器，實(shí)現(xiàn)視頻流的播放。支持API方式對(duì)接：通過(guò)對(duì)接外部OpenAPI，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息、監(jiān)控點(diǎn)信息、視頻預(yù)覽、取流URL等功能的對(duì)接，并通過(guò)視頻轉(zhuǎn)碼+視頻Web播放器，實(shí)現(xiàn)視頻流的播放。支持鷹眼Web插件接入：在H5頁(yè)面上直接嵌入鷹眼Web插件，通過(guò)監(jiān)控點(diǎn)編碼調(diào)用視頻流進(jìn)行展示。

2.2 視頻轉(zhuǎn)碼

將原始視頻從視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中提取出來(lái)，根據(jù)專題展示的分辨率、視頻編碼和封裝要求進(jìn)行轉(zhuǎn)碼。通過(guò)高性能流媒體服務(wù)框架，支持多種協(xié)議的接入，包括RTSP/RTMP/HLS/HTTP-FLV/GB28181等協(xié)議，同時(shí)支持協(xié)議互轉(zhuǎn)。

（1）RTSP服務(wù)：支持RTMP/MP4/HLS轉(zhuǎn)RTSP，支持H264/H265等多種編碼。

（2）RTMP服務(wù)：支持RTSP/MP4/HLS轉(zhuǎn)RTMP，支持H264/H265等多種編碼。

（3）HLS服務(wù)：支持HLS文件生成，自帶HTTP文件服務(wù)器，支持H264/H265等多種編碼。

（4）GB28181服務(wù)：支持UDP/TCP國(guó)標(biāo)RTP(PS或TS)推流服務(wù)器，可以轉(zhuǎn)換成RTSP/RTMP/HLS等協(xié)議。

2.3 視頻播放

支撐視頻加密播放、清晰度切換、直播時(shí)移等業(yè)務(wù)場(chǎng)景，提供簡(jiǎn)單、快速、安全、穩(wěn)定的視頻播放服務(wù)，包含以下自定義組件：播放地址設(shè)置、封面設(shè)置、播放器寬度設(shè)置、播放器高度設(shè)置、自動(dòng)播放、自動(dòng)加載、循環(huán)播放、播放器控制面板、視頻寬度、視頻高度、延遲播放時(shí)間、延遲播放穩(wěn)步、清晰度切換、自定義播放器皮膚、播放按鈕樣式、H5加載動(dòng)畫、錯(cuò)誤提示、信息提示、按鈕提示、縮略圖等。

2.4 遠(yuǎn)程云臺(tái)控制

與視頻聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，通過(guò)API、國(guó)標(biāo)GB/T28181等方式實(shí)現(xiàn)在鷹眼專題對(duì)球機(jī)云臺(tái)進(jìn)行放大縮小轉(zhuǎn)動(dòng)等操作。

（1）通過(guò)API方式進(jìn)行云臺(tái)控制管理：根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)編號(hào)進(jìn)行云臺(tái)操作接口對(duì)接，包括云臺(tái)的左右上下轉(zhuǎn)動(dòng)、焦距大小改變、焦點(diǎn)前后移動(dòng)、光圈擴(kuò)大縮小等操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的速度控制。

（2）通過(guò)國(guó)標(biāo)GB/T28181方式進(jìn)行云臺(tái)控制管理：通過(guò)對(duì)接國(guó)標(biāo)GB/T28181協(xié)議，發(fā)送SIP信令，實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的左右上下轉(zhuǎn)動(dòng)、焦距大小改變、焦點(diǎn)前后移動(dòng)、光圈擴(kuò)大縮小等操作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)云臺(tái)的速度控制。

2.5 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可視化

支持通過(guò)柵格化、圖表、柱狀圖、餅圖等方式，對(duì)鷹眼范圍人口指數(shù)、電力指數(shù)、化工園區(qū)?；钒踩a(chǎn)指數(shù)、內(nèi)澇指數(shù)等各項(xiàng)監(jiān)測(cè)預(yù)警指數(shù)的可視化展現(xiàn)，并支持與GIS地圖及高空鷹眼全景監(jiān)控進(jìn)行標(biāo)簽融合展示。

2.6 3D實(shí)景建模

通過(guò)3D開(kāi)發(fā)服務(wù)將鷹眼結(jié)合三維仿真建模、熱力地圖數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更直觀地展示鷹眼的實(shí)時(shí)位置、周邊環(huán)境，可直觀反映重點(diǎn)區(qū)域的概況。

（1）GIS數(shù)據(jù)獲?。簽楂@取地標(biāo)城市模型GIS信息制作3D模型，利用Blender進(jìn)行該城市GIS數(shù)據(jù)收集；

（2）3D城市模型：在3Dmax中將地標(biāo)所處城市制作若干公里范圍的3D模型，包括制作該城市1:1比例的建筑大樓、房屋、道路、草地、湖泊、河流、海洋等城市模塊3D模型；

（3）3D地標(biāo)模型：在3Dmax中制作1:1比例的地標(biāo)建筑模型，包含制作地標(biāo)建筑詳細(xì)結(jié)構(gòu)，還原大部分地標(biāo)建筑外形；

（4）3D模型UV處理：在3Dmax中為模型制作貼圖作前期準(zhǔn)備，給每個(gè)模型進(jìn)行切割、縫合、展開(kāi)等步驟，制作排布均勻、分布合理的UV；

（5）3D模型貼圖：利用Substance Painter、Quixel Mixer、Photoshop等給予城市模型制作建筑大樓、房屋、道路、草地、湖泊、河流、海洋等貼圖，貼合場(chǎng)景表現(xiàn)，賦予模型所屬貼圖紋理；

（6）Unity 3D材質(zhì)：3Dmax中制作的模型導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D，為模型制作在Unity 3D引擎中Material和Shader，表現(xiàn)模型光照效果，加入前期制作貼圖，調(diào)整Heightlight、Shadow、Normal等材質(zhì)屬性；

（7）Unity 3D特效：使用Particle system制作粒子特效，包含地標(biāo)logo粒子特效、道路穿梭光效拖尾特效、Bloom光效、Depth of Cammer鏡頭特效；

（8）Unity 3D動(dòng)畫：使用Animator制作攝像機(jī)入場(chǎng)動(dòng)畫、攝像機(jī)待機(jī)動(dòng)畫、道路車流穿梭動(dòng)畫等；

（9）Unity 3D開(kāi)發(fā)：Unity開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)模型加載展示，鷹眼點(diǎn)位場(chǎng)景加載切換，場(chǎng)景動(dòng)畫控制，場(chǎng)景熱力特效控制，與服務(wù)端熱力數(shù)據(jù)接口通信，場(chǎng)景旋轉(zhuǎn)，場(chǎng)景移動(dòng)控制，資源分類打包加載，與前端js交互調(diào)用；

（10）3D前端開(kāi)發(fā)：通過(guò)接入直播視頻流、三維仿真建模、熱力地圖數(shù)據(jù)等多元數(shù)據(jù)直觀地顯示鷹眼的實(shí)時(shí)位置、周邊環(huán)境，直觀反映重點(diǎn)區(qū)域的概況。

2.7 預(yù)警分析

結(jié)合城市安全、安全生產(chǎn)和自然災(zāi)害等應(yīng)用場(chǎng)景，基于高空鷹眼視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，根據(jù)3D實(shí)景建模和區(qū)域?qū)崟r(shí)人口熱力數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)突發(fā)異常人流量識(shí)別預(yù)警及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件下的快速高效人員轉(zhuǎn)移等功能。

3 研究結(jié)論

通過(guò)結(jié)合高清城市高點(diǎn)的視頻監(jiān)控能力和5G智能超高速數(shù)據(jù)傳輸能力，構(gòu)建全面覆蓋的城市監(jiān)測(cè)預(yù)警和快速響應(yīng)體系?；?G、AR、大數(shù)據(jù)等信息化技術(shù)，結(jié)合城市公共安全、安全生產(chǎn)、自然災(zāi)害等業(yè)務(wù)需要，在應(yīng)急指揮及緊急救援場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)一線情況遠(yuǎn)程直觀呈現(xiàn)及指揮人員動(dòng)態(tài)俯視、及時(shí)指揮，實(shí)現(xiàn)快速發(fā)現(xiàn)安全異常、精準(zhǔn)全局指揮調(diào)度。