論CCTV和IVT視頻監控系統技術航道監管的運用

【摘 要】文中介紹了浙江省內河CCTV系統建設的現狀。分析內河水域應用CCTV視頻監控存在的不足，探討智能視頻技術在海事管理過程中的具體運用，并提出了開發應用的建議。

【關鍵詞】系統建設；使用問題；海事管理

引言

近年來，隨著計算機技術、網絡技術及通訊技術的飛速發展，CCTV視頻監控（Closed Circuit Television）逐步向數字化、網絡化和智能化方向發展。CCTV視頻監控技術已在內河水域廣泛使用，并成為了內河水上安全、應急、搜救的重要技術手段。

智能視頻技術（IVT，Intelligent Video Technology），屬于計算機視覺（CV，ComputerVision）與人工智能（AJ，Artificial Intelligent）領域研究的一個分支，融合了圖像處理技術、計算機視覺技術、計算機圖形學、人工智能、圖像分析等多項技術，其發展目標在于在監視場景與事件描述之間建立一種映射關系。ⅣT核心部分是通過分析視頻，檢測其中的運動目標，識別并跟蹤目標，對異常事件作出判斷后進行報警。

CCTV系統中攝像頭和視頻傳輸技術解決了“眼睛”的問題，而智能視頻系統或設備則可以看作人的大腦。由于ⅣT的研究在國內起步較晚，在海事管理中的應用相對滯后，而智能視頻監控已經成為網絡化視頻監控領域最前沿的技術之一，有理由相信，ⅣT將在海事管理中扮演越來越重要的角色。

1 浙江省CCTV系統建設的現狀

浙江是水運大省，全省內河航道近千條，航道里程一萬多米，擁有京杭運河、杭申線、長湖申線、乍嘉蘇線、杭湖錫線、六平申線、錢塘江等干線航道，內河營運船舶數量常年保持在三萬以上，船舶數量多，管理面廣、量大。基于這一背景，浙江內河船舶綜合監管系統便應運而生，該系統主要通過CCVT技術的應用，全面對船舶實施自動識別和動態化綜合監管。

浙江內河通航水域船舶流量較大，部分航道等級偏低，船舶運輸技術狀況不佳以及水上安全監管力量不足等問題，給地方海事機構帶來了嚴峻的挑戰，CCTV的推廣使用改革了陳舊傳統的管理模式，發揮了CCTV實時、遠程、直觀等特點，進一步延伸監管領域，延長監管時間，優化資源配置，一定程度上緩解了海事監管量與監管資源不對稱的矛盾。

2 CCTV使用中存在的突出問題

內河航道里程較長，由于自然條件的差異，出現個別航段狹窄、彎曲、險淺，且船舶尺度相對小，船舶種類復雜，船舶數量較大。客觀因素導致了海事CCTV系統視頻源的海量化，而有限的人力資源難以充分利用這些視頻監控信息，使CCTV系統有時扮演一種事后“錄像查詢系統”的角色，難以達到“實時監控，即時反應”的目的。

雖然CCTV系統使海事人員能夠在不身處現場的情況下通過攝像頭看到現場的情景，但CCTV系統智能化程度不高已成為一個突出問題。一方面由于依賴海事值班人員去監看視頻，結果是費時、費力、效率較低，甚至會疏忽掉重要的監控信息；另一方面由于監控視頻錄像是按監控點和時間進行檢索，急需調用一段特定的監控視頻時需要花費較長的時間；此外，監控錄像的查詢方式只能滿足快速觀看方式的查找，對特定目標無法實現自動檢索。而IVT是借助計算機強大的數據處理功能，對視頻畫面中的海量數據進行高速分析，建立多種索引關鍵點，過濾掉用戶不關心的信息，為監控者提供有用的關鍵信息，從而提高監控整體效能。

3 IVT在海事管理中的具體應用

ⅣT的應用大體上可以分為安全相關應用和非安全相關應用兩大類。安全類相關的應用是目前智能視頻的主要應用，這些應用主要作用是協助政府或其他機構的安全部門提高公共環境的安全防護。非安全相關類的應用，可以被看作管理和服務的輔助工具，用以提高服務水平。

自2008年引進了以色列研發的一套智能監控系統，包含Cortex網絡智能管理平臺、Trigger4路嵌入式DSP主機、Behavior－Watch Products“智能識別”產品（基于PC版的），經過2年的實踐取得了一定的成效，隨著IVT技術的日益成熟，在海事管理方面應用也將越來越廣泛。

3.1 船舶流量的統計和控制

船舶流量數據是海事安全監管的基礎性數據，通過人工統計或者是通過船舶簽證數據進行統計分析，其準確性、及時性均存在不足，而利用ⅣT對轄區船舶流量的實時統計具有明顯的優勢。

利用IVT實現轄區船舶流量的數據智能統計分析，可以統計出船舶總流量，各船種船舶數量的比例，通航區域內船舶密度。海事人員可以進一步分析轄區船舶交通流特點，制定相應的管控措施，例如，根據轄區枯、洪水季節實時船舶流量信息，制定船舶分流、錯時、錯峰的控制措施，既最大限度提高通航效率，又有效確保航道暢通與航行安全。

3.2 船舶的識別和重點船

船舶的識別包括對船名、船舶類型、航行狀態和其他與安全有關信息的識別，并基于船舶識別實現對特定船舶的跟蹤。例如，對載運危險貨物的船舶實施智能跟蹤服務，此外，對違章船舶能實現智能識別和追蹤管理，利用船載設備與岸基設施的數據交換，識別目標船舶的靜態和動態數據，拓寬了海事交通管理信息網。

3.3 預警響應的實現

IVT可以提高海事在“預控”方面的能力，加強海事管理在“防”方面的手段與水平。例如，在CCTV中設置橋梁附近水域為重點監控區域，并建立船舶大小模型，設置相應的預警規則，預定大小船舶駛入重點監控區域時發出預警信號，同樣可以根據需求設定預設區域的控制、視頻移動偵側等條件，讓監管人員及時獲取預警信息并做出反應。

3.4 智能識別非法行為

傳統的CCTV主要依靠海事值班人員來判斷具體船舶的行為，由于船舶數量、種類、動態較繁雜，人工識別的效率較低。可以將移動偵測技術運用到海事管理中，例如，對于禁停水域通過設置船舶靜止時間范圍來實現對船舶違章停靠的智能化監控，而對于重點船舶特別是未經許可不得擅自航行的船舶的監控，可以通過設定特定區域物體移動即進行報曹進行智能化監控。

3.5 融入海事管理平臺

IVT的優勢在于對視頻圖像的智能化處理，可以將不同監控平合圖像統一格式進行存儲和管理，并且與GPS系統等利用接口進行實時數據交換，將宏觀調控與直觀監管有機結合起來。融合先進的視音頻編解碼與處理技術、圖像識別技術、地理信息技術，兼容數字/模擬監控設備，提供集圖像監控、報警聯動、集中存儲、定位跟蹤、GIS、事故分析于一體的視頻監控功能，滿足對圖像資源統一調度、突發事件應急指揮、區域集中實時監控、區域日常巡查、圖像資源相互協作共享等應用。

3.6 推進主動式信息服務

IVT不僅可以成為海事水上安全監管的利器，而且能夠應用到航運信息服務領域。例如，通過與可變情報板結合顯示各時段相關水域的船舶通航信息，過往船舶可直觀、及時掌握水域船舶流量、管控狀態等信息，可以通過IVT收集分析船舶的營運信息，給船舶經營提供一些建議性服務。

4 IVT的應用需要注意的問題

4.1 智能視頻不是萬能的

智能視頻系統的前景十分廣闊，但無論其設備多么高級或者算法軟件多么先進，都不是萬能的。人們認為智能系統能做到的與智能系統實際上能做到的，兩者之間有差距。IVT在海事管理方面的應用需要海事一線執法人員要在日常的工作中不斷思考、總結已有功能的優缺點，并根據實際需求提出新的設想，使海事智能化視頻系統不斷改進完善。

4.2 智能視頻系統的開發要有海事特色

IVT已形成了相對成熟的產品并成功應用于實際安防工程系統，在海事管理應用方面需要有一個專業開發的團隊，經過協同的工作才可能成功。海事管理人員應當發揮海事專業技術的優勢，提出功能需求井參與開發。要實現智能視頻系統的功效最大化，必須將海事管理的特色納入到開發體系中，在遵循各種標準協議的基礎上，根據具體需要選擇最優的解決方案。

5 結束語

智能化是視頻監控發展的必然趨勢，智能視頻監控設備比普通的網絡視頻監控設備具備更加強大的圖像處理能力和智能因素，因此可以為海事管理提供更多高級的視頻分析功能，可以極大的提高視頻監控系統的能力，并使視頻資源在海事管理方面發揮更大的作用。