■鞠拽堪 ｉ Ｄ匹ｎ ｉｎｔｆ ｒｉｎｇ Ｖ 。脚Ｌ ｃ 想恶 ＿ 【本文献信息】曾令卉．城市视频监控系统解决方案『Ｊ１．电视技术，２０１２，３６（５） 城市视频监控系统解决方案 曾令卉 （光纤通信技术与网络国家重点实验室武汉邮电科学研究院，湖北武汉４３００７４） 【摘要】主要介绍了城市视频监控系统的组成，具体包括视频监控管理平台子系统、传输网络子系统、前端监控点子系统、监 控中心子系统、无线传输子系统、可视化指挥子系统、安全平台子系统、运维管理子系统以及供电子系统等。设计力求通过此系 统，充分利用视频技术和互联网技术，全面提升城市管理水平。 【关键词】视频监控；监控系统；智能视频分析；流媒体传输 【中图分类号】ＴＮ９１９．８２；ＴＰ２７７ 【文献标识码】Ｂ Ｕｒｂａｎ Ｖｉｄｅｏ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ ＺＥＮＧ Ｌｉｎｇｈｕｉ （ＳＫＬ ｏｆ ＯＣＴＮ Ｗｕｈａｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｏｓｔｓ ａｎｄ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｗｕｈａｎ ４３００７４，Ｃｈｉｎａ） 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｃｏｍｐｏｓｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｆｒｏｎｔ－ｅｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｅｎｔｅｒ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｖｉｓｉｂｌｅ ｃｏｍｍａｎｄ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ． Ｔｈｉｓ ｓｃｈｅｍｅ ｓｔｉｒｖｅｓ ｔｏ ｔａｋｅ ｆｕｌｌ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｖｉｄｅｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｉｎｔｅｍｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ ｔｏ ｒａｉｓｅ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｃｉｔｙ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ． 【Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｖｉｄｅｏ ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ；ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｖｉｄｅｏ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｔｒｅａｍｉｎｇ ｍｅｄｉａ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ 平安城市…是一个特大型、综合性非常强的管理系 统，２００９年底，为了落实某市“平安城市”建设，该市公安 业 疗 艘居Ｉ安全平台子系统Ｉ ｌ监控中心子系统ｌ ： 俊 业务层Ｉ运维管理ｌ ｌ视频监控管理Ｉｌ可视化指挥ｌ ｌ子系统Ｊ Ｉ平台子系统 ＩＪ子系统Ｉ 局在全市组织建设２．５万个监控点，全部监控点按各分区 联网接入城市视频监控系统。 ｌ 用户需求 城市视频监控系统承担着整个城市安全监控的重 任，通过对城市视频监控系统的部署、使用和管理，可以 在全市范围内大力推进科技强警建设工作，利用科技手 段全面提高全市范围内的社会治安防控能力，实现对繁 华地带、重要场所、广场以及周边地区２４ ｈ不问断监控， 提升城市安全保障水平和道路交通管理水平，加强综合 ： Ｉ 传输网络子系统 Ｉ ｌＩ无线传输子系统ｌ 『 前端监控点子系统 图１城市视频监控系统层次结构 光纤资源不足的问题，节约光纤资源。传统的视频光端 机传输模式需要大量的光纤，而采用ＥＰＯＮ技术的传输 平均每１５个摄像头需要 根光纤，能够有效地节省光纤 资源。 本方案的系统设计遵循开放性原则，能够支持多种 硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。本系统在 接口上均采用标准的协议，使用国际标准的ＳＩＰ，ＲＴＳＰ， 治安管理水平，为创建平安城市提供强有力的保障。 ２ 方案制定 城市视频监控系统建设内容包括视频监控管理平台 子系统、传输网络子系统、前端监控点子系统、监控中心 子系统、无线传输子系统、可视化指挥子系统、安全平台 子系统、运维管理子系统及供电子系统等。系统结构如 图１所示。 ＲＴＰ／ＲＴＣＰ，ＭＰＥＧ一４，Ｈ．２６４，Ｇ．７１１和ＭＰ３协议设计前端 与平台的接口，支持国内主流前端设备厂家的设备接 入。在软件架构上均采用模块化设计，具有较强的扩展 性，能与新开发的各类应用系统无缝对接，最大限度地发 挥系统建设的整体效能。 本方案最大的特点是：全网数字化，应用无源光网络 （ＥＰＯＮ）技术，实现前端监控点的数字化接入，解决主干 基金项目：电子信息产业发展基金项目（财建［２００８］４８４号；工信部财［２００８１１９２号） 投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃａ ｌ《电视技术》第３６卷第５期（总第３８ｏ期）１ ３１ Ｉ Ｖ 。脚Ｌ 勰恶 ２．２网络传输子系统 嘲橱弦摇 ｔ ０匹 ｌ ｆｆ ｒｉ 城市视频监控系统以视频监控管理平台为核心，实 现对所有联网资源的控制和管理。整个系统采用分布式 体系结构，各类前端监控点图像信息利用不同传输方式 进行整合，视频监控管理平台提供视频资源存储、共享。 术，实现快速获取全区主要监控点的监控信息，能准确、 直观、快捷地反映和记录现场的动态情况。并且与上级 各主要组成子系统作介绍。 ２．１前端监控点子系统 本系统采用数字视频专网数据中心交换系统，充分 满足视频传输、存储及服务器的接入需求，采用光纤传输 来满足中间节点中心控制点的视频传输带宽需求。所有 系统网管、监控和节约投资的角度出发，建议采用ＰＯＮ 系统承载。光缆线路采用全程管道敷设，并进行一定的 换设备ＯＬＴ的主控板卡、电源卡采用１＋１备份方式，并对 接人监控点的ＰＯＮ卡进行一定的预留。 ２．３视频监控管理平台子系统 系统采用当今成熟的网络、通信、图像编解码等先进技 监控点全部采用光缆接入。在全光缆接人的基础上，从 监控中心联网、达到资源共享、信息共享的功能。下面就 纤芯预留。承载网的安全性保障为：在承载网的核心交 前端监控点完全实现了数字化，全部采用数字摄像 机，所传输信号为经过编码压缩后的网络数字信号，网络 信号通过光网络单元（ＯＮＵ）设备经光纤传人到光线路终 端（ＯＬＴ）。ＯＮＵ放在前端视频监控点附近，对于前端监 控摄像头较为聚集的位置，采用单独的ＯＮＵ设备，一端 连接ＥＰＯＮ光纤，另一端通过双绞线连接前端ＩＰＣ。无源 分光器＜ｐｏｓ）是一个连接ＯＬＴ和ＯＮＵ的无源设备，它不 需要电源，环境适应性强。其功能是分发下行数据，并集 中上行数据。 前端监控资源都由监控中心管理服务器进行管理和 控制。监控中心与各监控室通过光缆进行联网，可实现 对视频监控系统的所有视频图像信号的接收和对前端云 台的实时控制。视频监控管理平台子系统的管理服务器 在整个视频监控系统中具备最高的管理权限。 视频监控管理平台逻辑结构分为媒体层、控制层、业 务层。媒体层主要负责流媒体转发和视频流的录像和回 放，实现客户端对前端设备视频的实时浏览和存储回放 请求。控制层主要负责系统各个模块之间的信令传输和 控制，信令协议采用ＳＩＰ协议。业务层主要负责实现系 统的业务管理和网络管理。包括前端设备的人网、退网， 用户的分组及权限分配，前端设备和中心平台服务器等 设备的网管等。 ２．４监控中心子系统 前端设备根据具体点位的勘查，根据实际环境选择 安装，其中分布于案件多发区、商业繁华区和人员聚集区 等治安区域，交通路口、娱乐场所等重点部位的前端设备 可采用智能视频监控设备。 目前以ＩＰ网络化为代表的第三代视频监控系统得 到了广泛应用，虽然视频监控系统与设备在功能和性能 上得到了极大提高，但仍然受到了一些固有因素的限 制，其中既包含人类作为监控者自身在生理上的弱点， 也包含视频监控系统配置以及视频监控设备在功能和 性能上的局限性。这些限制因素使各类视频监控系统 监控中心子系统包括图像监控中心的电视墙显示系 统建设、相关应用管理设备的配置、监控中心机房建设和 ＵＰＳ电源建设等。 ２．５可视化指挥子系统 均或多或少地存在报警精确度差、误报和漏报现象多、 报警响应时间长、录像数据分析取证困难等缺陷，从而 导致整个系统在安全性和实用性的降低。为此，在传 统视频监控的基础上引入智能视频分析的功能，即借 助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或 利用可视化指挥子系统实现行政会议、调度指挥、业 务培训等应用。可视化指挥系统包括１台ＭＣＵ，视频终 端设备及辅助设施。城市视频监控系统中集成了各种城 市应急服务资源，包括了图像接入、视频会商、应急通信 等多个模块。在信息沟通、资源共享、决策会商中，蕴含 干扰信息，自动分析、抽取视频源中的关键有用信息， 从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼 睛，也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑，并具 有更为“聪明”的学习思考方式。通过“智能分析技 术”可以正确识别出不同物体及其运动轨迹规律，它可 以明确地区分出人、车或其他物体，一旦发现监控画面 中关键目标出现时，系统能够以最快、最佳的方式提供 着对数据、语音、视频等主要交流方式的巨大需求。当发 生各种突发事件的时候，需要相关部门协同工作。传统 的应对机制已不能适应日益增多的紧急突发事件处置的 需要，而应急联动指挥系统就是综合各种应急服务资源， 统一指挥，联合行动，为公共安全提供强有力的保障的系 统。视频会议、语音、监控多媒体须通过数字方式无缝融 合，采用统一多媒体调度平台，通过数字方式，调用现场 任意一路监控实时图像和历史图像到视频会议中，供实 时调阅、观看讨论，为快速、精确做出决策奠定良好基础。 有用信息或告警 。 １ ３２《电视技术》第３６卷第５期（总第３８ｏ期）ｌ投稿网址ｈｔｔＤ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ。ｃｎ Ｖ 。脚Ｌ。ｃ 勰恶 － ２．６无线传输子系统 ２。８运维管理子系统 无线视频监控子系统作为一种视频监控方式，应具 备所有普通视频监控的基本功能，如实时视频预览、录 实现关于视频系统的网络运维的用户、设备、应用集 中统一管理，使网络管理员可以方便直观地进行城市视 频监控系统的日常网络维护、管理和监控工作。对城市 像、报警等。但由于无线视频监控子系统使用环境的特 殊性，对远程视频浏览、无线终端与平台数据交互、无线 终端和平台的录像同步等需求尤为迫切。无线视频监控 子系统最基本的需求就是通过视频对车辆抵达区域现场 进行监控 ，希望可通过实时远程浏览车辆、监控现场的 视频，从而实时了解车辆、监控现场及周围环境的状况。 视频监控系统的ＩＴ资源情况进行全面梳理，将复杂的网 状结构按照业务、类型、节点等进行层次化关联，让管理 人员可以快速掌控资源的配置和运行状况。提供可视 化、仪表化、智能化导航管理的新型运维模式，大大降低 运维监控的技术难度，从整体到细节全面掌控武汉公安 局城市视频监控系统运行情况。 前端实现有两种方式：一种是车载系统，车载监控系 统安装在车辆上，主要功能为车辆运行监控、录像、无线 数据传输。车载无线视频服务器结构如图２所示。还有 一可以有效地接人和融合城市视频监控系统的基础监 控系统和服务平台，将技术监控和运行管理工作紧密结 种是单兵系统，单兵系统主要用于通信车无法到达的 合，为城市视频监控系统提供全面、集成化运维管理平 台。 ２．９供电子系统 地方，通过背负的方式深入到复杂的环境下进行视频图 像的采集传输。单兵系统主要由便携式无线视频服务 器、微型摄像机、语音对讲、报警器等组成，用于将监控现 场的音视频实时传送到监控中心，使执勤人员和监控中 心之间能够实时语音对讲，出现紧急情况时能够马上报 警，并联动监控中心进行处理。 为满足城市视频监控系统正常运行，需根据城市视 频监控系统实际耗电需求配置相应功率ＵＰＳ不间断电 源，ＵＰＳ供电范围为中心机房内的关键设备，包括各类服 务器、网络设备，应充分考虑供电系统冗余。 ３ 小结 本城市视频监控系统解决方案利用视频技术和互联 网技术，从社会治安监控需求出发，结合城市管理和应急 处突的需求，充分整合社会资源，采用急用先建、边建边 图２车载无线视频服务器结构示意图 用的方式，全面提升城市管理水平。 参考文献 ［１］武汉城市视频监控系统实施经验［ＥＢ／ＯＬ］．１２０１ １－０２—０２］．ｈｔｔｐ：／／ｎｅｔ— ｗｏｒｋｉｎｇ．ｃｔｏｃｉｏ．ｃｏｎ．ｃｎ／ｔｉｐｓ／４３７／９４２５９３７．ｓｈｔｍ１． ２．７安全平台子系统 区城市视频边界安全接入平台在宏观上主要负责在 本地区域公安数字视频专网与相关联网单位所需的接入 或共享图像资源需求，负责各本区域联网单位的认证、授 权及管理，与上级的视频安全监测与管理中心的集控系 统实现安全策略下载及无缝级联上报。 【２】林洪文，涂丹，李国辉．基于统计背景模型的运动目标检测方法［Ｊ】． 计算机Ｔ程，２００３，２９（１６）：９７－－９９． ［３］朱冰莲，潘哲明，李单单．基于图像配准的运动目标检ｂｎＪＪ［Ｊ］．电视技 术，２００７，３１（４）：９４—９６． 【４】ＣＵＣＣＨＩＡＲＡ Ｒ，ＰＩＣＣＡＲＤＩＭ，ＰＲＡＴＩ Ａ．Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｓ， ｇｈｏｓｔｓ，ａｎｄ ｓｈａｄｏｗｓ ｉｎ ｖｉｄｅｏ ｓｔｒｅａｍｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ．Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄＭａｃｈｉｎｅＩｎｔｅＬｌｉｇｅｎｃｅ，２００３，２５（１０）：１３３７—１３４２． 根据以上结构设计，数字视频专网对外提供图像资 源共享，或需要调用视频资源图像时，在通过有效的安全 验证的基础上，通过视频双向安全隔离设备及前后置媒 体传输单元（ＭＤｕ）所提供的视频流媒体服务代理服务， 将相关请求传递数字视频内部或传输到外部网络中，图 像数据的共享及调用由媒体传输单元（ＭＤＵ）双向地发 ［５］吴长树 一种基于公共移动通信的视频包多链路接收和播放方法： 中国，２００９１０２４１５８３．６ｆＰ１．２０１０—０５—１２． 出或回应请求。 通过在中心层部署一台３ＡＳ集控系统的设计，对下 级的视频边界接人系统进行统一监管，实现分布部署、 集中监管，使中心层既可对全网边界图像传输情况了如 指掌，又保持了各下级独立配置管理图像采集、共享的 灵活性。 作者简介： 曾令卉（１９８６一），女，硕士生，研究方向为数字通信。 责任编辑：许盈 收稿日期：２０１１—１２—２０ 投稿网址ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ＶｉｄｅｏＥ．ｃａ ｌ《电视技术》第３６卷第５期（总第３８ｏ期）１ ３３