高清視頻監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)在體育場館的實(shí)現(xiàn)

吳貽暉

高清視頻監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)在體育場館的實(shí)現(xiàn)

吳貽暉

（銅川職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西銅川，727031）

體育場館視頻監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)是提高體育場館安防的重要工具，它能夠有效的實(shí)現(xiàn)對體育場館人員及設(shè)施的監(jiān)控，為應(yīng)對各種突發(fā)事件的出現(xiàn)提供有力依據(jù)。經(jīng)調(diào)查研究，大多數(shù)體育館視頻監(jiān)控采用的都是模數(shù)結(jié)合系統(tǒng)，這種監(jiān)控系統(tǒng)分辨率不高，而當(dāng)前高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)分辨率已經(jīng)達(dá)到1080P，監(jiān)控領(lǐng)域的使用也不斷成熟，本文主要研究了高清視頻監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)在體育場館中的應(yīng)用。

高清;監(jiān)控;體育館

0 引言

從目前一些比較大型的體育館視頻監(jiān)控系統(tǒng)來看，大多是還是采用的模數(shù)混合型標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。例如，2008年北京奧運(yùn)會“鳥巢”的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案中總共包含八百多個不同的監(jiān)控點(diǎn)，采用的方案都是以DVR、編碼器作為主要前端，負(fù)責(zé)視頻編碼、存儲和熱備，以平臺管理軟件為后臺進(jìn)行統(tǒng)一控制管理，這樣的結(jié)合并沒有明顯的改善視頻監(jiān)控的分辨率，整體錄像的分辨率依舊是D1。但是，在以后的場館建設(shè)中隨著高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的引入，分辨率也發(fā)生了明顯的變化。例如，2010年的上海世博會中建設(shè)的大型體育場館就更多的采用了高清視頻監(jiān)控技術(shù)。

1 體育場館視頻監(jiān)控的特點(diǎn)

體育場館監(jiān)控主要涵蓋校園體育館、體育場、健身廣場等等。體育場館的監(jiān)控特點(diǎn)總體來講是靈活分散、監(jiān)控中的環(huán)境比較復(fù)雜，變化性較大。要保障體育場館井然有序的運(yùn)轉(zhuǎn)，體育場館要具備高清化、高集成化、智能化等特點(diǎn)。

首先，高清化主要是要實(shí)現(xiàn)視頻采集圖像、存儲以及顯示的高質(zhì)量，多應(yīng)用在體育場館的重要部位。重要部分主要包括：觀眾席區(qū)、體育場館的出入口位置、室外停車場外等，對這些地方要進(jìn)行大范圍、重點(diǎn)監(jiān)控。視頻分辨率可以采用720P(1280×720)或1080P(1920×1080)的高清整體解決方案，部署數(shù)字非壓縮的高清快球攝像機(jī)，這樣能夠更好的保障在人群密集區(qū)、人流量較大的地方的視頻監(jiān)控工作的順利進(jìn)行，而在運(yùn)動員區(qū)、主席臺區(qū)、競賽管理區(qū)以及裁判員區(qū)等可以采取標(biāo)清和高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的靈活部署。

其次，高集成化。在體育場館的集成化工作中包含了多個子系統(tǒng)，例如，安防安防各個子系統(tǒng)內(nèi)部的集成，相關(guān)機(jī)電設(shè)備（包含顯示系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、以及BAS等），這就要求各個設(shè)備廠家的接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，考慮到場館施工面積大、工期短、參與單位較多等實(shí)際情況，可以通過提供國際標(biāo)準(zhǔn)的連接方式或者OPC接口開放等方法來協(xié)調(diào)各系統(tǒng)的平臺連接，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成和互聯(lián)。當(dāng)然也可以采取其他的辦法，例如借助第三方平臺系統(tǒng)來進(jìn)行管理，不受體育場館各子系統(tǒng)的控制，在該平臺上集中管理一些常用功能，這樣還可以實(shí)現(xiàn)在更高層次的軟件管理平臺上進(jìn)行管理的目的。

最后，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化主要指的是自動的分析和抽取視頻源中的關(guān)鍵信息。假設(shè)人的眼睛就是這臺攝像機(jī)，那么大腦就是其智能視頻系統(tǒng)。在智能視頻技術(shù)中，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能取到了重要的作用，它可以幫助分析視頻畫面中龐大的數(shù)據(jù)，直接為監(jiān)控者過濾掉無效信息，提供最關(guān)鍵的有效信息。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的智能化能夠?qū)Ω鞣N物體進(jìn)行識別，有效監(jiān)控視頻中異常情況的發(fā)生，而且可以以最迅速、最理想的方式發(fā)出警報并提供有效信息，最大可能的減少了誤報和漏報的情況，最終幫助安全人員盡快處理危機(jī)。

2 高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體架構(gòu)

2.1 管理平臺

在體育場館的整個安保系統(tǒng)中，不僅包括視頻監(jiān)控，還涉及到出入口控制、安檢系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等其它子系統(tǒng)，這就要求一個后臺管理平臺來進(jìn)行統(tǒng)一管理和融合。數(shù)據(jù)量大、全網(wǎng)絡(luò)化、多子系統(tǒng)融合等是高清視頻監(jiān)控管理平臺所應(yīng)具有的特點(diǎn)。(圖1為典型的體育場管高清視頻監(jiān)控管理平臺融合)

圖1 典型的體育場管高清視頻監(jiān)控管理平臺融合

監(jiān)控管理平臺是整套監(jiān)控系統(tǒng)的核心。它可以集中統(tǒng)一管理所控范圍內(nèi)的一切設(shè)備，并對其進(jìn)行配置和狀態(tài)維護(hù)。同時還能夠完善的管理所支持域內(nèi)干線資源，電視墻，數(shù)據(jù)面服務(wù)器負(fù)載均衡和集群，支持資源虛擬化，并能夠根據(jù)用戶的使用習(xí)慣來對資源進(jìn)行定義，更有利于操作單資源、組資源。

由于體育場館安防的特殊性，包括報警、門禁、消防等多個子系統(tǒng)，所以要求視頻監(jiān)控管理平臺要能夠?qū)崿F(xiàn)與其它子系統(tǒng)對接的功能，能夠進(jìn)行多用戶的跨平臺調(diào)用。而且能夠?yàn)槠渌脖Ｏ嚓P(guān)單位（如武警、公安、消防、政府部門、上級指揮中心等）提供有效信息，這些單位若是想實(shí)時了解場館信息，都可以通過授權(quán)遠(yuǎn)程了解視頻資料。

在高標(biāo)準(zhǔn)場館的實(shí)際運(yùn)用中，系統(tǒng)平臺還支持應(yīng)急預(yù)案功能。若有突發(fā)事件出現(xiàn)，安保人員能夠快速的根據(jù)預(yù)案準(zhǔn)確地做好處理。

高清視頻監(jiān)控管理平臺應(yīng)該具備先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，支持互聯(lián)互通，同時應(yīng)具有柔性的較強(qiáng)的擴(kuò)展性。

2.2 前端監(jiān)控攝像機(jī)與IP傳輸

2.2.1 前端：1080P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)

全高清1080P網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)分辨率為1920×1080，像素大概在207萬，而標(biāo)清視頻監(jiān)控系統(tǒng)分辨率僅在720×576，像素大概在41萬，其清晰度僅僅是1080P的五分之一。1080P高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是與HDTV標(biāo)準(zhǔn)相一致的，橫縱比為16∶9，可以只顯示比較重要的細(xì)節(jié)。另外，這種基于IP的高清攝像機(jī)在系統(tǒng)的安裝、調(diào)試、維護(hù)上也都具有很大的優(yōu)勢。

體育場館中的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)要具備以下基本特征：第一，前端攝像機(jī)要支持1080P或者D1實(shí)時雙碼流，為減少存儲空間的使用量，平常課采用D1進(jìn)行圖像采集，當(dāng)出現(xiàn)警報時，自動轉(zhuǎn)成1080P；第二，輸出圖像的有效像素一般都大于200萬，逐行進(jìn)行掃描；第三，實(shí)時編碼在1920×1080@30幀/秒；第四，可以進(jìn)行音頻與視頻的同步解碼，并能夠?qū)崿F(xiàn)雙向語音的對講；第五，攝像機(jī)要有SD卡接口，便于SD/SDHC卡實(shí)現(xiàn)本地存儲功能；第六，能夠進(jìn)行多路報警輸入、輸出。

2.2.2 傳輸：IP網(wǎng)絡(luò)及光纖自愈環(huán)網(wǎng)

綜合考慮體育場館監(jiān)控的特點(diǎn)，主要采用IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻監(jiān)控傳輸，輔之以無線覆蓋。在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，星形組網(wǎng)形式是采用比較多的組網(wǎng)形式，其他用到比較多的組網(wǎng)形式還包括：基于PON分光技術(shù)來組網(wǎng)，基于交換機(jī)來構(gòu)建以太網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)來組網(wǎng)等，當(dāng)前出現(xiàn)了一種新型的組網(wǎng)方式，即光纖自愈環(huán)網(wǎng)，其優(yōu)勢在于既可以提供可靠性的保護(hù)，又能夠盡量減少光纖資源的使用。光纖自愈環(huán)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是基于一個專門應(yīng)用于編碼器、IPC網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)終端的鏈路層協(xié)議，這個協(xié)議叫做環(huán)網(wǎng)協(xié)議，它能夠有效的阻止環(huán)路廣播風(fēng)暴的出現(xiàn)，當(dāng)鏈路不能正常運(yùn)行時，它能夠快速進(jìn)行收斂，切換數(shù)據(jù)傳輸鏈路，從而實(shí)現(xiàn)其可靠性的保護(hù)，正常傳輸視頻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量。

圖2 光纖自愈環(huán)網(wǎng)

光纖自愈環(huán)網(wǎng)基于環(huán)網(wǎng)協(xié)議。環(huán)網(wǎng)協(xié)議是一個專門應(yīng)用于編碼器、IPC網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)終端的鏈路層協(xié)議，可以防止環(huán)路上產(chǎn)生廣播風(fēng)暴，鏈路故障時，具有快速收斂的特點(diǎn)，能夠快速切換數(shù)據(jù)傳輸鏈路，從而提供高可靠性的保護(hù)，保證視頻數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量能夠正常傳輸(圖2為光纖自愈環(huán)網(wǎng))。

通過前端設(shè)備組環(huán)網(wǎng)、掛接，能夠更容易接入前端高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。如果不方便鋪設(shè)網(wǎng)線、光纜，可引入WLAN作為無線延伸。這樣不僅能夠更廣泛的進(jìn)行監(jiān)控，又能夠靈活的調(diào)整和部署應(yīng)急監(jiān)控點(diǎn)，適應(yīng)體育場館中靈活多變的實(shí)際需求，對于體育場館的監(jiān)控具有不可替代的作用。

3 結(jié)論

高清視頻監(jiān)控除了能夠監(jiān)控體育場館動態(tài)，實(shí)現(xiàn)高清錄像之外，在視頻數(shù)據(jù)挖掘、智能視頻分析中也占有重要的位置，能夠?yàn)槠涮峁┲匾囊曨l素材。要要指出的是高清視頻監(jiān)控應(yīng)作為整體解決方案統(tǒng)一規(guī)劃和設(shè)計(jì)，而不僅僅是某部分的高清，從而更好的解決體育場館靈活多變的實(shí)際需求。視頻監(jiān)控作為體育場館安防系統(tǒng)重要的組成部分，對其安防工作的順利開展具有不可取代的作用。

[1] 徐志軍.體育場館安防系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)探討[J].智能建筑與城市信息2011（01）

[2] 尤勇昭.體育場館監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)特點(diǎn)[J].中國公共安全(綜合版)2012（06）

[3] 盧再軍.大型體育場館安防系統(tǒng)建設(shè)[J].智能建筑與城市信息.2012（11）

[4] 孔憲法.高清視頻應(yīng)用的技術(shù)瓶頸及解決方案[J] .通信與廣播電視.2013（06）

吳貽暉，男，1963年8月，本科，副教授，體育教學(xué)與訓(xùn)練

Implementation of HD video monitoring equipment system in the stadium

Wu Yihui
(Tongchuan Vocational and Technical College，Shaanxi Tongchuan，727031)

Sports video monitoring system is an important tool for improving the stadium security,it can realize the monitoring of the stadiums and facilities effectively,provide a strong basis for responding to various emergencies.After investigation,the majority of the stadium video monitoring are used in analog combination system,the monitoring system of the resolution is not high,but the current resolution HD video monitoring system has reached 1080P,the use of monitoring field has been mature,this paper mainly studies the application of high-definition video monitoring system in the stadium.

HD;monitoring;stadium