裴 勇，張 林，孟慶濤

（重慶光電信息研究院有限公司，重慶401120）

社會治安狀況和公共安全問題的日趨復(fù)雜，迫切要求加快發(fā)展以主動預(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)展的推動下，全球?qū)I(yè)視頻監(jiān)控設(shè)備市場快速增長，2019年的增長率達到9.3%。延續(xù)2017年（9.3%）與2018年（8.7%）的強勁增長趨勢。在國際整體發(fā)展態(tài)勢下，中國視頻監(jiān)控市場也呈現(xiàn)子網(wǎng)高增長的發(fā)展態(tài)勢。據(jù)IHSMarkit視頻監(jiān)控信息服務(wù)的數(shù)據(jù)，2019年全球市場收入從2018年的182億美元增長到199億美元，是繼2017年增長9.3%，2018年增長8.7%之后的第三次大幅度增長。

中國視頻監(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個發(fā)展階段。計算機、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)新帶來了生機與挑戰(zhàn)。智能攝像頭不但要看得見、看得清、看得遠，還要看得懂。未來，中國視頻監(jiān)控市場將逐步從大規(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)施在近年來發(fā)展迅猛，隨著國家相關(guān)政策、5G建設(shè)，以及上海、杭州、深圳、南京、廣州、湖南、貴州、成都等相繼出臺相關(guān)行業(yè)規(guī)范，越來越多的智慧路燈項目逐步落地。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)有機聯(lián)動，從而迅速發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

1 問題分析

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，用戶不斷對視頻監(jiān)控系統(tǒng)提出新的要求，推動視頻監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的擴大和功能的提升。從發(fā)展歷史來看，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢逐漸網(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題：

1）系統(tǒng)管理性差，功能應(yīng)用少。系統(tǒng)很難實現(xiàn)對設(shè)備的集中管理，較少有系統(tǒng)管理平臺，現(xiàn)有管理平臺的管理性不強、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)獨立運作，只能解決“看得見”的問題，無法解決“看得懂”的問題，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，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)，嚴重影響用戶的業(yè)務(wù)應(yīng)用。

4）系統(tǒng)維護不方便，故障響應(yīng)不及時。系統(tǒng)缺乏對前端設(shè)備故障的自動偵測與預(yù)警功能。

2 設(shè)計方案

2.1 設(shè)計原則

1）實用原則

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

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）開放性原則

系統(tǒng)建設(shè)必須按照開放性和標準性原則設(shè)計，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)同運行以及系統(tǒng)功能擴展的需求。

4）擴展性原則

技術(shù)選型除了考慮先進、實用，還必須考慮系統(tǒng)的擴展性，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，在滿足功能的前提下，在一定時間內(nèi)能保持系統(tǒng)的先進性。

7）標準性原則

系統(tǒng)的標準化程度越高、開放性越好，則系統(tǒng)的生命周期越長?？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)國家標準或行業(yè)標準的規(guī)定。

2.2 設(shè)計方式

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

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渡，集散式系統(tǒng)采用多層分級的結(jié)構(gòu)形式，具有微內(nèi)核技術(shù)的實時多任務(wù)、多用戶、分布式操作系統(tǒng)，以實現(xiàn)搶先任務(wù)調(diào)度算法的快速響應(yīng)（見圖1）。對集散式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件和軟件進行標準化、模塊化和系統(tǒng)化設(shè)計，視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的配置具有通用性強、開放性好、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、人機界面友好，以及系統(tǒng)安裝、調(diào)試和維修簡單化，系統(tǒng)安全，容錯可靠等優(yōu)點。

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，使視頻從過去的“看得清”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的“看得明白”（見圖2）。隨著安防大時代的到來，視頻數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長，這不僅對數(shù)據(jù)的存放產(chǎn)生壓力，也對數(shù)據(jù)的分析提出了更高的要求。同時，大量的無用視頻造成嚴重信息污染，使線索的提取變得更加困難，并造成帶寬及存儲資源的嚴重浪費。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)備擴展的地域和數(shù)量界限。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享及任務(wù)和負載的共享更便捷，是系統(tǒng)集成的一個重要概念（見圖3）。

圖3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成化

3 開發(fā)實現(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、云臺控制功能和GIS遠程監(jiān)控功能。

異常行為甄別功能。智能安防系統(tǒng)平臺接收越界監(jiān)測、移動偵測、視頻遮擋及入侵偵測等幾種行為的識別告警信息，可通過告警信息來查看抓拍的圖片和視頻，結(jié)合視頻設(shè)備的GIS信息精準定位，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。提供視頻畫面的實時監(jiān)控和多路同時自動錄像，可設(shè)定錄像文件存放路徑及存放時間，也可手動錄像。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)后可自動繼續(xù)錄像。具有本地及遠程錄像查詢和回放功能，支持按時間和按計劃等查詢方式，支持暫停、快播、拖拽式的時間控制。具體的功能界面如圖5所示。

圖5 視頻管理功能

云臺控制功能?？赏ㄟ^后臺對前端球機進行水平360°或垂直90°旋轉(zhuǎn)，且能對圖像進行放大、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 云臺控制

GIS遠程監(jiān)控功能。結(jié)合GIS電子信息地圖，實現(xiàn)視頻設(shè)備的遠程監(jiān)控，通過電子地圖直觀監(jiān)測和控制設(shè)備運行狀態(tài)。具體功能界面如圖7所示。

圖7 GIS遠程監(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，未來政府也在探索購買服務(wù)的模式，加快城市精細化管理建設(shè)。

通過智慧路燈智能安防系統(tǒng)的建設(shè)，提升綜合管理監(jiān)測的可視化、精細化、動態(tài)化、智能化水平，實現(xiàn)對人、地、事、物、組織等管理全要素的智能感知、實時傳輸、動態(tài)管理、高效應(yīng)用。系統(tǒng)具備眾多智能化優(yōu)勢，變被動式監(jiān)控為主動型防范，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)、全市乃至全國的各領(lǐng)域建設(shè)，建成不同規(guī)模的示范應(yīng)用點，成為全國智慧路燈建設(shè)和運管的標桿。