高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在體育場館中的運(yùn)用

周 岳

廣州天河體育中心

體育場館作為賽事、大型活動(dòng)及全民健身的主要場所，區(qū)域大、人員密集，原有的標(biāo)清攝像機(jī)、DVR等監(jiān)控設(shè)備因清晰度的問題，無論是在大型賽事的安保工作中，還是在日常治安聯(lián)防中都表現(xiàn)的捉襟見肘。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的迅速發(fā)展，高清視頻監(jiān)控已日趨成熟，將高清視頻監(jiān)控引入到體育場館中已勢在必行。

本文根據(jù)體育場館的特點(diǎn)及需求，結(jié)合國內(nèi)高清視頻建設(shè)情況，淺談高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在體育場館的應(yīng)用。

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

體育場館監(jiān)控區(qū)域一般包括體育場、辦公樓區(qū)域、體育館、廣場、全民健身區(qū)域及其他分散的場館，面臨著監(jiān)控點(diǎn)分散、監(jiān)控區(qū)域大、監(jiān)控環(huán)境復(fù)雜等問題，設(shè)計(jì)時(shí)采用“分級負(fù)責(zé)、綜合協(xié)調(diào)、統(tǒng)一指揮、充分利用”的思路。

分級負(fù)責(zé)——指以一定的地理區(qū)域來劃分監(jiān)控范圍，一般以各場館監(jiān)控中心等為基本單元，各個(gè)基本單元對所轄范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)分級負(fù)責(zé)機(jī)制。

綜合協(xié)調(diào)——指體育場監(jiān)控中心對各個(gè)場館的監(jiān)控進(jìn)行資源管理，實(shí)現(xiàn)不同場館之間的信息溝通、銜接，便于處理特殊情況。

統(tǒng)一指揮——指在體育場設(shè)置綜合監(jiān)控中心，便于收集各場館的各個(gè)基本單元信息，各場館監(jiān)控中心匯總到監(jiān)控中心，實(shí)現(xiàn)集中管理功能，便于對重要事件實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一指揮。

充分利用——指將原有的標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)也整合進(jìn)高清系統(tǒng)矩陣中，充分利用原有的標(biāo)清監(jiān)控設(shè)備，成為高清系統(tǒng)的有益補(bǔ)充。

二、前端系統(tǒng)

前端系統(tǒng)主要由高清網(wǎng)絡(luò)球型攝像機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)槍型攝像機(jī)、鏡頭、護(hù)罩、立桿、基礎(chǔ)、供電線路、機(jī)箱、防雷接地設(shè)備等組成。高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)從體育場光纖匯聚點(diǎn)處引電，使用網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備連接，通過傳輸系統(tǒng)把視頻圖像信號(hào)傳送到后端系統(tǒng)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。

在選擇高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)時(shí)，一般其應(yīng)具有如下基礎(chǔ)特性：

1、圖像傳感器性能不低于1/2.8"ProgressiveScanCMOS，輸出圖像不低于327萬的有效像素。

2、最低照度彩色：0.05Lux@(F1.6，AGCON)，黑白：0.005Lux@(F1.6，AGCON)，0LuxwithIR。

3、攝像機(jī)應(yīng)該提供SD卡接口，支持SD/SDHC卡本地存儲(chǔ)功能，支持?jǐn)嚯娪洃洝?/p>

4、支持音、視頻同步編碼并支持雙向語音對講功能；

5、支持多路報(bào)警輸入、輸出，支持多項(xiàng)報(bào)警聯(lián)動(dòng)。

三、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)包含前端和后端兩個(gè)部分。前端部分指視頻圖像采集點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)光端機(jī)、網(wǎng)絡(luò)光端機(jī)到接入交換機(jī)。后端指接入交換機(jī)到匯聚交換機(jī)、匯聚交換機(jī)到核心交換機(jī)。

1、傳輸線路

傳輸線路主要采用光纖實(shí)現(xiàn)，采用單模光纖，光學(xué)波長1310/1550nm。傳輸線路采用埋地穿管的敷設(shè)方式。前端允許分級匯聚，但不得超過兩級，前端匯聚交換機(jī)配置數(shù)量，以滿足系統(tǒng)應(yīng)用需求為準(zhǔn)，按需配置；即一個(gè)體育場館可以將本場館有高清采集點(diǎn)圖像信息先匯聚，再通過光纖傳輸?shù)奖镜氐谋O(jiān)控中心。

在前端攝像機(jī)比較分散的情況下，采用單路光電轉(zhuǎn)換器，在前端攝像機(jī)比較集中的監(jiān)控點(diǎn)，采用多路光電轉(zhuǎn)換器，既可滿足傳輸質(zhì)量要求，也可節(jié)約光纜資源。

2、傳輸安全設(shè)計(jì)

前端IP設(shè)備支持802.1x安全接入認(rèn)證協(xié)議，只有通過接入交換機(jī)802.1x準(zhǔn)入認(rèn)證的IP前端才能接入；前端紅外高清網(wǎng)絡(luò)攝像的IP和MAC地址綁定進(jìn)行安全認(rèn)證。

3、傳輸帶寬需求

由光纖鏈路組成的本地局域網(wǎng)，單路前端設(shè)備接入體育場館監(jiān)控中心：

1）1080P監(jiān)控圖像，碼率可按6Mbps（25幀/S）估算。

2）監(jiān)控點(diǎn)和存儲(chǔ)設(shè)備直接的傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬，應(yīng)至少大于所有需存儲(chǔ)監(jiān)控點(diǎn)的碼流總和的1.3倍。即帶寬要求≥監(jiān)控點(diǎn)數(shù)×碼率×1.3

四、后端系統(tǒng)

后端系統(tǒng)主要指體育場館的監(jiān)控中心的存儲(chǔ)設(shè)備、顯示設(shè)備、控制設(shè)備等。

1、存儲(chǔ)系統(tǒng)

采用IP-SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，使用分布存儲(chǔ)模式，將存儲(chǔ)設(shè)備分設(shè)在各體育場館監(jiān)控室內(nèi)，每路圖像存儲(chǔ)時(shí)間不少于30天。存儲(chǔ)容量按計(jì)算公式：∑(GB)＝碼流大?。∕bps）÷8×3600秒×24小時(shí)×1天÷1024（單路圖像存儲(chǔ)1天）。

2、顯示設(shè)備

大屏幕顯示系統(tǒng)應(yīng)采用高亮度、使用先進(jìn)的LCD顯示單元技術(shù)，保證信息顯示的清晰、逼真、明亮。

3、控制設(shè)備

控制設(shè)備包括了混合矩陣、網(wǎng)絡(luò)鍵盤等。

1）混合矩陣設(shè)備主要參數(shù)要求：

總線類型：雙高速總線；

槽位數(shù)：6個(gè)（1個(gè)中央主控板槽位，5個(gè)業(yè)務(wù)板槽位）；

網(wǎng)絡(luò)接口：8個(gè)，RJ4510M/100M/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口；

管理網(wǎng)口：1個(gè)，RJ45,10M/100M/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口。

2）網(wǎng)絡(luò)鍵盤主要參數(shù)要求：

控制模式：網(wǎng)絡(luò)方式，RS485，RS232；

TFTLCD面板：LCD觸控屏、800*480顯示分辨率；

操縱桿：四維搖桿；

網(wǎng)絡(luò)接口：1個(gè)，RJ45100M/1000M自適應(yīng)以太網(wǎng)口。

五、系統(tǒng)的功能

1、實(shí)時(shí)監(jiān)控功能

能夠全面實(shí)時(shí)監(jiān)控到系統(tǒng)中所有視頻圖像采集點(diǎn)的現(xiàn)場圖像。

2、高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的遠(yuǎn)程控制功能

系統(tǒng)能提供多級遠(yuǎn)程控制功能，即監(jiān)控中心的控制鍵盤、系統(tǒng)總控主機(jī)、系統(tǒng)遠(yuǎn)程客戶端均能夠遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)前端高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的焦距、變倍、光圈等參數(shù)。

3、電子地圖功能

電子地圖應(yīng)包括所有場館視頻采集點(diǎn)，每個(gè)視頻采集點(diǎn)應(yīng)在地圖上標(biāo)注標(biāo)記。并支持支持MAPINFO格式的矢量圖或JPEG等格式的靜態(tài)地圖兩種方式的電子地圖。報(bào)警時(shí)，能夠在地圖相關(guān)位置顯示報(bào)警；

4、故障診斷功能

支持分層級分類別檢測故障和提供故障報(bào)表；前端故障檢測類型：視頻丟失報(bào)警、遮擋報(bào)警、圖像清晰度、亮度、干擾、偏色以及云臺(tái)控制等；提供完備的日志功能，提供詳細(xì)的報(bào)警信息記錄，能夠保存報(bào)警的詳細(xì)信息。

5、智能應(yīng)用功能

1）非法闖入人員自動(dòng)檢測、報(bào)警

對重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行視頻智能分析，當(dāng)檢測到有目標(biāo)入侵產(chǎn)生報(bào)警，并驅(qū)動(dòng)球機(jī)進(jìn)行自動(dòng)跟蹤，對入侵目標(biāo)進(jìn)行取證。

2）異常事件的自動(dòng)檢測

對多種異常事件進(jìn)行檢測，包括徘徊、物品拿取、物品放置、涂鴉、違章停車等異常事件的檢測；

3）客流量、人員密度統(tǒng)計(jì)

體育場館舉辦各類賽事、表演時(shí)是客流量最高的時(shí)候，通過對出入口區(qū)域內(nèi)人群的密集程度獲得擁擠的估計(jì)值，實(shí)時(shí)檢測是否有群體聚集現(xiàn)象，當(dāng)區(qū)域范圍內(nèi)人員數(shù)量超過預(yù)設(shè)值時(shí)自動(dòng)預(yù)警。

結(jié)束語

隨著高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)融合多種先進(jìn)的智能監(jiān)控技術(shù)，包括音視頻結(jié)合、視覺成像和非視覺成像結(jié)合、目標(biāo)跟蹤和自動(dòng)報(bào)警結(jié)合、統(tǒng)計(jì)和自動(dòng)預(yù)警結(jié)合等，將為體育場館的提供全天候的科技安全保障。