地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中無(wú)線監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

無(wú)線視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于眾多安防領(lǐng)域。地鐵安全防范系統(tǒng)是保證地鐵行車組織順暢、運(yùn)輸是否安全的重要設(shè)備，地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)中就有無(wú)線視頻監(jiān)控技術(shù)的運(yùn)用。

需求分析

對(duì)于地鐵來(lái)說(shuō)，監(jiān)控首先要滿足的是安全運(yùn)營(yíng)和防恐防爆的需求。地鐵系統(tǒng)由于客流量大、人員復(fù)雜，加上地鐵是一個(gè)地下空間，封閉、不透明、通風(fēng)不利，一旦發(fā)生事故，如火災(zāi)、爆炸等，影響會(huì)非常大，所以必須預(yù)先攔截可疑爆炸物，包括對(duì)一些液、固體爆炸物，以及毒氣等，進(jìn)行全面的防范。為了防止乘客攜帶易燃易爆物品和其他可能造成重大公共安全事故的可疑物品上車，車站也都加強(qiáng)了安檢措施，然而現(xiàn)有的安檢設(shè)備只對(duì)物、不對(duì)人進(jìn)行安檢，各種不安全隱患仍然存在，因此對(duì)地鐵車廂內(nèi)情況的監(jiān)控一直是大家期望實(shí)現(xiàn)的功能，但由于無(wú)線傳輸?shù)膸捪拗坪瓦\(yùn)動(dòng)速度的限制一直沒有很好的實(shí)現(xiàn)，隨著中國(guó)3G牌照的發(fā)放和3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，在高速運(yùn)行的地鐵車廂內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控就變得可行了。中興通訊作為國(guó)內(nèi)3G的市場(chǎng)龍頭，順應(yīng)市場(chǎng)的需要推出了“網(wǎng)絡(luò)視訊”視頻監(jiān)控系統(tǒng)地鐵無(wú)線解決方案，采用網(wǎng)絡(luò)化、智能化的視頻監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控在地鐵中全方位的覆蓋與應(yīng)用，在此與大家作一些經(jīng)驗(yàn)的分享。

無(wú)線固網(wǎng)融合視頻監(jiān)控方案設(shè)計(jì)

系統(tǒng)架構(gòu)

“網(wǎng)絡(luò)視訊”視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用全I(xiàn)P技術(shù)，提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與固定網(wǎng)絡(luò)相融合的端到端整體解決方案，可提供滿足WiFi/2.5G/2.75G/3G/WiMAX等各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控前端，以及全系列多功能的有線監(jiān)控前端、系統(tǒng)管理平臺(tái)和門戶、媒體分轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)平臺(tái)、多種監(jiān)控客戶端(包括手機(jī)客戶端/PC客戶端/WEB客戶端/硬件解碼器)等一系列的軟硬件設(shè)備。

該系統(tǒng)基于優(yōu)異的固網(wǎng)+移動(dòng)全網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)理念，按照電信級(jí)可靠性要求，采用軟件模組化設(shè)計(jì)和先進(jìn)的智能轉(zhuǎn)碼網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)方案，可提供性能卓越的移動(dòng)、固網(wǎng)融合的視頻監(jiān)控綜合應(yīng)用。針對(duì)地鐵系統(tǒng)監(jiān)控，其組網(wǎng)架構(gòu)如圖1所示。

前端設(shè)計(jì)

在地鐵車廂內(nèi)，根據(jù)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的情況，配置相應(yīng)接口的專用車載3G無(wú)線視頻服務(wù)器+半球攝像機(jī)，無(wú)線視頻服務(wù)器本身可配置一塊硬盤，實(shí)現(xiàn)高清晰、實(shí)時(shí)視頻(D1格式)的本地存儲(chǔ)，根據(jù)3G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，設(shè)置CIF實(shí)時(shí)或D1非實(shí)時(shí)(降幀)視頻上傳平臺(tái)，供監(jiān)控中心和相關(guān)管理人員調(diào)用，在有意外事件發(fā)生時(shí)，可以直接調(diào)取D1格式存儲(chǔ)的本地視頻錄像。

對(duì)于每個(gè)車站站臺(tái)和各出入口、樓(扶)梯通道等位置設(shè)置的監(jiān)控點(diǎn)位，則可以直接采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，如網(wǎng)絡(luò)高速球、網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)等，以減少工程施工難度，也可以采用模擬攝像機(jī)+視頻編碼器的方式建設(shè)。

接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

對(duì)于車內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)，建議采用3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如電信的CDMA EV-DO或中國(guó)移動(dòng)TD-SCDMA的HSPA+等最新的3G或3.5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證提供足夠的上行帶寬，今后可以升級(jí)到LTE網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于站內(nèi)固定監(jiān)控點(diǎn)位，則建議采用有線方式接入網(wǎng)絡(luò)，保證接入的穩(wěn)定和可靠性。

監(jiān)控中心設(shè)計(jì)

地鐵監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心一般包括3個(gè)類型，從管理上可分為三個(gè)層級(jí)，第一類為車站監(jiān)控中心，數(shù)量多，每個(gè)車站都有一個(gè)本地監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)本站監(jiān)控圖像的瀏覽，對(duì)本站攝像機(jī)的控制擁有最高權(quán)限;第二類監(jiān)控中心為線路地鐵調(diào)度管理中心，一般每條線有一個(gè)，需要隨時(shí)了解每個(gè)車站的大致情況和列車運(yùn)行的詳細(xì)信息，對(duì)各車站的所有視頻均可以進(jìn)行有選擇性的觀看，但對(duì)攝像機(jī)的控制權(quán)限較車站要低一級(jí);第三類為車輛維護(hù)中心，一般一條線路有1-2個(gè)維護(hù)中心，監(jiān)控的目標(biāo)對(duì)象主要是車站和地鐵列車的各類硬件和設(shè)備，對(duì)某些攝像機(jī)有控制權(quán)限，控制權(quán)限最低。線路監(jiān)控管理中心和車站監(jiān)控中心的組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

海量存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

為了保存大量的視頻錄像數(shù)據(jù)，需要建立中心海量存儲(chǔ)設(shè)備，根據(jù)視頻監(jiān)控錄像數(shù)據(jù)記錄的特點(diǎn)，推薦使用IP-SAN存儲(chǔ)技術(shù)。因?yàn)镮P-SAN相比其它存儲(chǔ)方式，具有如下優(yōu)勢(shì)：

·性價(jià)比高;

·擴(kuò)展能力強(qiáng);

·集中式管理;

·以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相當(dāng)成熟，減少了配置、維護(hù)、管理的復(fù)雜度;

·基于網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)遷移和遠(yuǎn)程鏡像容易，只要網(wǎng)絡(luò)帶寬支持，基本沒有距離限制，能更好地支持異地容災(zāi);

·易于和現(xiàn)有監(jiān)控以太網(wǎng)絡(luò)相融合;

·網(wǎng)絡(luò)沒有距離限制，易于部署。

IP-SAN結(jié)合了SCSI的速度和低成本，以及IP網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的常見性和普遍性，使IP-SAN存儲(chǔ)解決方案成為一種經(jīng)濟(jì)合算、可擴(kuò)展且為人熟知的解決方案。

在項(xiàng)目中建議采用雙控制器磁陣，一臺(tái)主機(jī)柜可以擴(kuò)展連接3個(gè)從柜，提供51塊硬盤槽位，項(xiàng)目中可以配置多組IP-SAN磁陣實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)。

系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)分業(yè)務(wù)管理平臺(tái)和媒體服務(wù)平臺(tái)兩部分，完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備和用戶開銷戶管理、AAA管理、業(yè)務(wù)管理、設(shè)備配置管理、平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)管理、運(yùn)行維護(hù)、遠(yuǎn)程升級(jí)等平臺(tái)管理功能，以及視頻的存儲(chǔ)、分轉(zhuǎn)發(fā)功能，為業(yè)務(wù)使用提供全網(wǎng)支撐。

為了保證系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的安全，采用管理中心CMS+分布式視頻監(jiān)控VSS媒體節(jié)點(diǎn)方式建設(shè)系統(tǒng)，CMS設(shè)備安放在地鐵監(jiān)控總中心內(nèi)，可以在每個(gè)站都設(shè)置為一個(gè)VSS媒體節(jié)點(diǎn)，也可以將臨近的2個(gè)車站的攝像機(jī)集中起來(lái)建一個(gè)VSS媒體節(jié)點(diǎn)，以減少視頻在地鐵整個(gè)傳輸網(wǎng)絡(luò)中的帶寬占用，同時(shí)提高系統(tǒng)的安全性。

智能應(yīng)用設(shè)計(jì)

監(jiān)控點(diǎn)位的倍增，帶來(lái)了更多的視頻信息。海量的視頻信息傳遞就意味著更高的寬帶資源，更多的儲(chǔ)存空間以及更多的人員對(duì)視頻信息進(jìn)行分析、判斷和處理。

目前，傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)是由工作人員24小時(shí)值守查看監(jiān)控畫面，依據(jù)人對(duì)視頻信息的內(nèi)容作出判斷，對(duì)異常行為進(jìn)行分析和處理，通過人防與技防的緊密結(jié)合確保社區(qū)的基本安全。但事實(shí)證明，人眼在緊盯監(jiān)控屏幕20分鐘之后，其注意力會(huì)嚴(yán)重下降，并且面對(duì)數(shù)量較多的監(jiān)控畫面，要從中發(fā)現(xiàn)一個(gè)異常行為的可能性是比較小的?；谌说纳硖攸c(diǎn)，原本期望通過增加電子眼數(shù)量而提高安防等級(jí)，現(xiàn)在卻因?yàn)橐曨l信息的急速增加而無(wú)法達(dá)到理想的預(yù)期目的。而對(duì)于安全部門而言，視頻監(jiān)控圖像是重大案件偵破過程中的重要線索來(lái)源，對(duì)于可能存在線索的視頻錄像信息往往是幾十路圖像連續(xù)十幾天的調(diào)看，傳統(tǒng)一幀幀回放對(duì)比的方式，大大增加了刑偵人員的取證難度和破案周期。

智能視頻分析系統(tǒng)可以較好地解決上述問題，該系統(tǒng)采用了國(guó)際先進(jìn)的圖像處理、模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)，能對(duì)視頻監(jiān)控場(chǎng)景中的異常行為進(jìn)行預(yù)警和報(bào)警，從而構(gòu)建一套全自動(dòng)、全天候、實(shí)時(shí)監(jiān)控的智能系統(tǒng)。智能視頻分析系統(tǒng)將傳統(tǒng)的由人員值守的被動(dòng)監(jiān)控模式，轉(zhuǎn)化為主動(dòng)的事中管理和便捷的事后搜索分析模式，通過實(shí)時(shí)視頻，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)可疑情況，在第一時(shí)間聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備的智能化分析管理系統(tǒng)。同時(shí)智能分析系統(tǒng)服務(wù)器，能夠靈活接入IP寬帶網(wǎng)絡(luò)中指定區(qū)域內(nèi)所有相關(guān)的前端設(shè)備，不需要特別的升級(jí)和復(fù)雜設(shè)置，接入能力完全能夠滿足目前需求。

智能視頻分析技術(shù)常采用兩種方式進(jìn)行布置，一種是采用嵌入式架構(gòu)，通過將智能視頻分析軟件嵌入到具有DSP處理芯片的視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)等編碼設(shè)備中，進(jìn)行本地運(yùn)算與分析，主要使用的畫面為CIF格式，這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算采用分布式處理，減少分析服務(wù)器的數(shù)量，其大的缺點(diǎn)是部署不夠靈活，設(shè)備安裝完成后不方便調(diào)整。第二種方式是采用后臺(tái)處理的方式，通過和監(jiān)控平臺(tái)的融合，從網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)中獲取數(shù)字化的碼流，解碼后直接分析，所有的分析全部集中在監(jiān)控中心機(jī)房，可以根據(jù)需要配置和調(diào)整、修改需要分析的前端攝像機(jī)，與攝像機(jī)的位置無(wú)關(guān)，這是其最大的優(yōu)點(diǎn)，可充分節(jié)省和利用資源，并且可以根據(jù)需要擴(kuò)容，而不需要一次配置到位。最大的缺點(diǎn)就是增加了分析處理服務(wù)器的數(shù)量和可能導(dǎo)致部分網(wǎng)絡(luò)流量增加。在該系統(tǒng)中，使用了流媒體服務(wù)器進(jìn)行媒體的分發(fā)和中轉(zhuǎn)，后臺(tái)處理方式就不會(huì)增加額外的網(wǎng)絡(luò)流量，因此，建議采用后臺(tái)處理的方式建設(shè)智能視頻分析系統(tǒng)應(yīng)用。

此外，系統(tǒng)還可提供的智能分析功能主要包括物品遺留報(bào)警、區(qū)域闖入報(bào)警、人臉識(shí)別布控、異常行為分析報(bào)警、人流量統(tǒng)計(jì)及分析報(bào)警等功能。

系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)介紹

該系統(tǒng)地鐵解決方案提供了靈活的移動(dòng)接入方式，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控的無(wú)縫覆蓋外，系統(tǒng)還具有以下特點(diǎn)。

IPTV大容量系統(tǒng)基礎(chǔ)技術(shù)、分布式組網(wǎng)架構(gòu)、模塊化設(shè)計(jì)

·采用IPTV大容量分轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)以上級(jí)系統(tǒng)用戶容量;

·分布式組網(wǎng)架構(gòu)，采用系統(tǒng)管理中心+節(jié)點(diǎn)方式;

·模塊化設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)包括中心管理系統(tǒng)CMS、媒體分發(fā)網(wǎng)絡(luò)VDN、媒體調(diào)度單元、流媒體服務(wù)器SS、專用接口機(jī)等部分，全部可以獨(dú)立部署;

·采取雙機(jī)熱備或負(fù)載均衡方式，實(shí)現(xiàn)功能模塊級(jí)的安全性。

分權(quán)分域及精細(xì)化權(quán)限管理

·靈活支持行業(yè)客戶的用戶分級(jí)管理功能，可實(shí)現(xiàn)集團(tuán)客戶內(nèi)部的自主管理，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控業(yè)務(wù)的整體運(yùn)營(yíng)，并能針對(duì)不同用戶劃分存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)資源;

·視頻瀏覽權(quán)限：包括實(shí)時(shí)視頻播放等;

·配置管理權(quán)限：包括配置前端設(shè)備視頻參數(shù)、告警開關(guān)設(shè)置、告警參數(shù)、告警聯(lián)動(dòng)配置等;

·錄像計(jì)劃配置權(quán)限：包括設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)定時(shí)錄像計(jì)劃等;

·錄像瀏覽權(quán)限：包括錄像文件查詢、錄像視頻播放等;

·云鏡控制權(quán)限：包括云鏡控制操作，共9級(jí);

·報(bào)警管理權(quán)限：包括告警信息接收、告警信息處理;

·語(yǔ)言通訊權(quán)限：包括語(yǔ)言對(duì)講、語(yǔ)音廣播等;

·用戶管理權(quán)限：包括管理操作員帳號(hào)配置等;

·設(shè)備管理權(quán)限：包括對(duì)PU設(shè)備、通道的管理等;

·電視墻管理權(quán)限：包括對(duì)電視墻的配置及使用;

·電子地圖使用權(quán)限：包括對(duì)電子地圖的配置及使用。

統(tǒng)一網(wǎng)管運(yùn)維，全網(wǎng)設(shè)備統(tǒng)一管理

·系統(tǒng)采用SNMP+TR069協(xié)議，構(gòu)建統(tǒng)一的網(wǎng)管系統(tǒng);

·平臺(tái)服務(wù)器、核心交換等主設(shè)備采用SNMP協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)管;

·量大且經(jīng)常變化的視頻編碼設(shè)備PU和客戶端CU，則采用TR069協(xié)議進(jìn)行網(wǎng)管，操作簡(jiǎn)單，并可納入ITMS統(tǒng)一網(wǎng)管平臺(tái);

·統(tǒng)一用戶帳號(hào)認(rèn)證：用戶的手機(jī)號(hào)碼可作為用戶使用系統(tǒng)的統(tǒng)一賬號(hào)。

高安全性

·客戶端提供USB Key安全認(rèn)證功能、MAC地址和IP地址或地址段綁定功能、同時(shí)登錄帳戶數(shù)限制、用戶密碼及帳號(hào)過期設(shè)置和定期更改密碼提示等安全措施，確?？蛻舳耸褂玫陌踩?

·平臺(tái)服務(wù)器采用Linux操作系統(tǒng)，配置硬件防火墻、殺病毒軟件，并采用端口封鎖、訪問限制等加固措施，確保平臺(tái)的安全;

·采用流化媒體封裝技術(shù)，通過MD5信令加密、媒體分片存儲(chǔ)、專用轉(zhuǎn)碼工具，確保媒體傳輸和存儲(chǔ)的安全;

·支持業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)POP單元間的互備，和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)間的互備，從應(yīng)用層上充分保證了系統(tǒng)的高可靠。

固網(wǎng)、移動(dòng)監(jiān)控融合支持，智能轉(zhuǎn)碼

·系統(tǒng)同時(shí)支持固網(wǎng)和移動(dòng)監(jiān)控業(yè)務(wù)，提供MSP、PSS、VAU、無(wú)線PU、M_CU等全系列移動(dòng)監(jiān)控模塊組件，不需要其它廠家參與即可搭建起一套完整的融合性視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)解決方案;

·系統(tǒng)可適應(yīng)各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包括：有線網(wǎng)絡(luò)(xDSL、LAN、xPON、E1)等;無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(CDMA1X、EV-DO、WCDMA、EDGE、TD-SCDMA、HSD/UPA、WiMAX、WiFi)等;

·系統(tǒng)可綜合接入固網(wǎng)前端、移動(dòng)前端、固網(wǎng)/移動(dòng)雙模前端，支持多碼流PU設(shè)備;

·系統(tǒng)支持固網(wǎng)、移動(dòng)手機(jī)監(jiān)控客戶端接入服務(wù);

·針對(duì)3G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，系統(tǒng)可提供智能轉(zhuǎn)碼功能，通過智能轉(zhuǎn)碼機(jī)制自動(dòng)選擇最優(yōu)的轉(zhuǎn)碼方案，以輸出適合手機(jī)播放的媒體碼流。

云鏡鎖定功能

·支持用戶鎖定云臺(tái)，在用戶鎖定云臺(tái)期間其他用戶無(wú)法操作云臺(tái)，僅當(dāng)前用戶可以進(jìn)行云鏡控制及解鎖;

·在云鏡被鎖定后，其他用戶進(jìn)行操作時(shí)客戶端給出相應(yīng)的提示，如“云鏡已被用戶XXXX鎖定，不允許操作”;

·企業(yè)初始化管理員可以強(qiáng)制解鎖;

·只有帳號(hào)具備云鏡鎖定權(quán)限、且已分配相應(yīng)通道的云鏡控制權(quán)限時(shí)，才允許用戶對(duì)該通道執(zhí)行鎖定操作;

·MOC客戶端、WMPortal，MOCPlayer均提供該功能。

提供專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析工具

·系統(tǒng)維護(hù)管理門戶支持同時(shí)展示PU的外網(wǎng)IP地址和內(nèi)網(wǎng)IP地址，有效協(xié)助運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行業(yè)務(wù)管理及維護(hù);

·在客戶端中集成了專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量檢測(cè)分析功能。當(dāng)客戶端播放出現(xiàn)花屏、綠屏、卡等現(xiàn)象時(shí)，可在客戶端中直觀展示網(wǎng)絡(luò)異常狀態(tài)，有助于用戶自行定位和解決故障;

·在MOC客戶端的狀態(tài)欄中支持展示網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，包括總碼率、丟包率、抖動(dòng)等信息;

·支持對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行診斷，可以統(tǒng)計(jì)如下數(shù)據(jù)(丟包數(shù)、丟包率、碼率、亂序包數(shù)、幀大小、網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)等)，并以圖形方式展示網(wǎng)絡(luò)狀況。