高清視頻監控推動智能物流快速發展

■張茂

對于智能物流這塊廣闊天地，高清數字網絡化、智能化，一體化和層次化，柔性化與社會化。高清視頻對智能物流應用來說任重道遠，是挑戰，更是機遇。

何為智能物流

智能物流是利用集成智能化技術，使物流系統能模仿人的智能，具有思維，感知，學習，推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。智能物流的未來發展將會體現出四個特點：智能化，一體化和層次化，柔性化與社會化。在物流作業過程中的大量運籌與決策的智能化；以物流管理為核心，實現物流過程中運輸，存儲，包裝，裝卸等環節的一體化和智能物流系統的層次化；智能物流的發展會更加突出“以顧客為中心”的理念，根據消費者需求變化來靈活調節生產工藝；智能物流的發展將會促進區域經濟的發展和世界資源優化配置，實現社會化。

高清視頻監控

智能視頻技術源自計算機視覺技術，主要包括對圖像序列運動目標的檢測定位、識別和跟蹤。并在此基礎上對監視場景中目標行為的理解和描述，從而做到既能完成日 常管理又能在異常情況發生時能及時做出反應。智能視頻分析技術大幅提高了傳統視頻監控的智能化水平，可以有效提高監控效率，降低人力資源成本。智能視頻技術的具體應用包括入侵檢測、物體追蹤、丟包、移動物體檢測、非法滯留、人數統計、擁擠檢測、防止尾隨、流量控制等。

近年來，隨著各種高清、標清IP攝像機的普及，智能視頻技術得到了迅速發展并滲透到各個行業。智能視頻在物流中的應用主要在兩個方面：一個方面是物資倉庫的看管；另一個方面是物資運輸過程中的看管報警功能。 物資倉庫的看管：在倉庫外及倉庫內分別安裝攝像機，在非裝卸貨物的時間區間內，激活倉庫內攝像機視頻的看管報警功能，攝像機采集貨品視頻，對工作人員正常的進出系統自動忽略，一旦發現物品離開監控區域，系統自動報警。倉庫外的攝像機激活入侵報警功能，對倉庫各個正常出入口設置為合法出入口，對有可能被入侵的隱蔽口，設置視頻報警監視點，發現異常情況及時報警。智能化的視頻監控可以將管理人員從24小時不間斷的人工監控中解放出來。物資運輸過程度看管：物流過程的視頻監控，不限于倉庫、碼頭等固定場所，隨著移動數字視頻監控技術的發展，視頻監控也可應用于移動狀態下的運輸環節，比如危險品的運輸、貴重物品運輸等。在貨車車廂內安裝攝像機，配置廣角鏡頭，攝像機視頻信號接入視頻服務器，連接無線數據模塊，押運人員以及物流監控中心可以通過無線網絡訪問車載視頻服務器，實時的視頻圖像和報警信號也通過無線網絡進行傳輸，物流監控中心可以按需進行實時瀏覽現場圖像和受警。

高清視頻監控發展

最初，“高清”概念與標準是廣播電視業提出的。上世紀60年代，日本國家廣播公司NHK開始研究高清，90年代初期，NHK和索尼完成了研究并開始試播模擬制式的高清電視。但由于多種原因，歐洲并不接受日本的研究成果，80年代中期，飛利浦等公司也聯合完成一個高清研究計劃。然而在1990年，美國一舉推出數字高清電視HDTV，后來居上超越日本和歐洲，也是從那時起，大家承認了數字式電視是未來高清的發展方向。目前市場上的高清數字電視可以分為兩大陣營，分別是歐洲的數字電視廣播聯盟DVB和美國的先進電視系統聯盟ATSC。

高清對于視頻監控并不是件容易的事情。它涉及到監控系統的頗多環節，從前端攝像機到傳輸，再到記錄存貯和顯示設備，為了到達“高清”指標都需要做出相應調整，只要一個環節滿足不了要求，就達不到“高清”要求。

行業高清標準

高清視頻監控近年來得以迅速發展，主要是為了解決人們在正常監控過程中“細節”看不清的問題。“高清”即“高分辨率”，關于高清的定義，最早來源于數字電視領域，高清電視，又叫“HDTV”，是由美國電影電視工程師協會確定的高清晰度電視標準格式。電視的清晰度，是以水平掃描線數作為計量的。

高清前端采集技術

高清的視頻效果的保證首先來源于高清信息的采集，如果沒有前端高清視頻采集，無法談及后端的高清效果。無論是槍機、一體機還是網絡攝像機、模擬攝像機，采集的原理都是一致的，只是技術和器件上的區別。對于高清監控系統，前端采集設備一般使用網絡攝像機。我們知道，攝像機的清晰度主要取決于感光芯片，隨著300、500萬像素的CMOS圖像傳感器的上市，圖像傳感器即將進入“CMOS時代”。CMOS在高像素方面有著一定的優勢。

高清編碼標準

除了采集外，高清圖像編碼也是重要環節，高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1。

H.264也許是最有前途的一個了，相對于MPEG2、MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標準由國際電信聯盟電信標準化部（ITU-T）和國際標準化組織/國際電工委員會（ISO/IEC）共同研究發布，因此H.264有兩個名稱，一個是沿用 ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個則是AVC（高級視頻編碼）。H.264格式的最大特點是在保證畫面質量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和無線網絡信道的適應性，在數字視頻通信和存儲領域得到越來越廣泛的應用。但是需要注意的是，H.264獲得優越性能的代價是計算復雜度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

高清傳輸技術

監控系統傳輸技術主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網絡傳輸、微波傳輸、雙絞線平衡傳輸和寬頻共纜傳輸六種傳輸方式。每種傳輸技術都有其自身特點，有各自的應用層面，對于一個復雜的監控系統往往根據不同的傳輸距離，不同的監控要求，采用不同的傳輸方式。面對高清應用的超大數據量，以及實時性的要求，采用光纖傳輸是解決長距離視頻監控高速傳輸系統的最佳解決方式，通過把視頻及控制信號轉換為光信號在光纖中傳輸。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、重量輕、保密性好等一系列優點，廣泛應用于國家及省市級的主干通信網絡、有線電視網絡及高速寬帶計算機網絡。而在視頻監控系統中，光纖傳輸也已成為長距離音視頻及控制信號傳輸的首選方式。但光纖傳輸需專門的技術人員負責光纖熔接及設備維護方面的工作，另外對于近距離監控信號傳輸不夠經濟。

當然，由于高清占用了更高的網絡帶寬，在組建高清系統特別是大路數高清系統時對于網絡帶寬的使用還是應該精打細算。例如，如果使用100M以太網，實際上同時只能承載5路左右的高清圖像（考慮到以太網的碰撞偵聽特性）。如果同一視頻源有多個用戶訪問，占用的帶寬會更大。因此對于系統設計、組播、轉發等技術的使用就顯得尤為重要。

高清顯示技術

后端的顯示設備一般分為CRT、LCD、PDP三種。受高清電視技術發展的影響，監控顯示設備的高清化速度非常快。

CRT器件以其亮度高、反差大、色彩還原好、圖像細膩等優勢，一直保持著高指標、高質量的水平，是三種器件中觀看效果最好的。但由于受到自身重量、體積等因素影響，CRT監視器一般用于技術監看，適用于對圖像總體質量的最終把握。而LCD、PDP器件由于采用逐點顯示方式，沒有回掃線，具有圖像細膩、無閃爍現象，不易造成視覺疲勞的優勢。其中，LCD監視器以輕薄、省電為特色，PDP以高亮度、大尺寸聞名。

高清視頻對智能物流的影響

開放性

過去創建信息系統就是管好自己的流程和資源，現在是建一個開放的系統，即必須要有社會信息、外部信息的交換共享，同時還要有自身信息向社會發布的機會，這種開放性是提高運營水平的一個必然的趨勢。

在這個開放的過程中，一些熱門技術，像定位技術、傳感器技術等，將會成為實現開放性的關鍵技術手段。同時，我們還要認識到制約開放的主要問題是安全性。而現階段要解決安全的問題，一要靠技術，二要靠流程，三要靠法律，四要靠內部管理。安全的問題也在不斷變化，包括對安全問題的認識、承受程度等。這種變化使開放性和安全性之間的平衡狀態不斷調整，這也會促進系統自身逐漸地開放。在新的時代要建開放性的系統，而開放性的系統和安全性之間怎樣平衡，考慮這兩方面的關系，以及涉及到的相關技術、資源等，都是在推動系統開放性時需要考慮的因素。

動態性

適應快速變化的外部環境，提升精細化管理要求，這是目前企業發展的重要需求。當需要系統動態化的時候，定位信息服務將成為基礎。定位信息就是采集的信息里包含識別和時空兩個基本要素，定位信息捆綁其他狀態信息構成物流動態管理的“信息元”，上面可以加載其他管理信息，可以加溫度、壓力、濕度等信息。用傳感技術捆綁，捆綁在什么信息上，就對什么作動態管理。所以，識別信息加時空信息成為一個捆綁的信息元，可以形成動態信息的公共服務。現在已經出現了非常多這樣的位置服務公共信息平臺。

另一方面，運輸網絡的監管動態化和服務社會化將決定著物流管理動態化的進程。

集中性

信息化應用于網絡資源的整合和流程的管理的趨勢越來越明顯。信息如果不集中是無法加工和提升的，因此，這種集中管理有利于提高信息的處理能力和服務能力；同時，信息加工服務的人才是稀缺的，只有集中起來才能夠投資建設數據中心。所以，我們會看到信息管理的集中化是近期信息化建設非常重要的特征。同時我們還看到促進信息服務外包的技術，如云計算服務等也得到了快速發展，數據挖掘、知識管理的技術和人才需求急速上升，這些都是集中性帶來的變化。

關鍵技術

一些關鍵技術將得到快速發展。一是識別與采集信息技術，包括視頻智能識別、RFID、傳感器等；二是移動通訊技術，包括3G網，甚至4G網等移動無線通訊技術；三是智能終端，與其他行業的信息化相比，物流信息化中特有的兩種裝備，機載終端和手持終端，將得到快速發展。研究這兩個智能終端的差異性，將反映物聯網時代物品和人的管理方式。四是位置服務，基于位置的服務現在非常流行，除了傳統的GPS，發展最快的是通過智能手機提供的位置服務；五是商業智能技術，一旦管理轉移到依賴于信息加工、信息處理，即利用商業智能技術進行加工和處理信息，實現決策、實現增值時，商業智能技術將會熱門起來。

數據中心

數據中心常常是被忽視的領域，但是在物聯網推進過程中，遇到的各種問題可能沒有統一的答案，但是隨著一個個案例的出現，我們發現，這些案例體現的是數據中心經濟實體的成功。我們看到現在最成功的案例，發展最快的實體，恰恰都是以數據中心為基礎的。