高清視頻監控系統在體育場館中的運用

周 岳

廣州天河體育中心

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

本文根據體育場館的特點及需求，結合國內高清視頻建設情況，淺談高清視頻監控系統在體育場館的應用。

一、系統結構

體育場館監控區域一般包括體育場、辦公樓區域、體育館、廣場、全民健身區域及其他分散的場館，面臨著監控點分散、監控區域大、監控環境復雜等問題，設計時采用“分級負責、綜合協調、統一指揮、充分利用”的思路。

分級負責——指以一定的地理區域來劃分監控范圍，一般以各場館監控中心等為基本單元，各個基本單元對所轄范圍內實現分級負責機制。

綜合協調——指體育場監控中心對各個場館的監控進行資源管理，實現不同場館之間的信息溝通、銜接，便于處理特殊情況。

統一指揮——指在體育場設置綜合監控中心，便于收集各場館的各個基本單元信息，各場館監控中心匯總到監控中心，實現集中管理功能，便于對重要事件實現統一指揮。

充分利用——指將原有的標清視頻監控系統也整合進高清系統矩陣中，充分利用原有的標清監控設備，成為高清系統的有益補充。

二、前端系統

前端系統主要由高清網絡球型攝像機、高清網絡槍型攝像機、鏡頭、護罩、立桿、基礎、供電線路、機箱、防雷接地設備等組成。高清網絡攝像機從體育場光纖匯聚點處引電，使用網線與網絡傳輸設備連接，通過傳輸系統把視頻圖像信號傳送到后端系統進行處理和存儲。

在選擇高清網絡攝像機時，一般其應具有如下基礎特性：

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、攝像機應該提供SD卡接口，支持SD/SDHC卡本地存儲功能，支持斷電記憶。

4、支持音、視頻同步編碼并支持雙向語音對講功能；

5、支持多路報警輸入、輸出，支持多項報警聯動。

三、網絡傳輸系統

網絡傳輸系統包含前端和后端兩個部分。前端部分指視頻圖像采集點到網絡光端機、網絡光端機到接入交換機。后端指接入交換機到匯聚交換機、匯聚交換機到核心交換機。

1、傳輸線路

傳輸線路主要采用光纖實現，采用單模光纖，光學波長1310/1550nm。傳輸線路采用埋地穿管的敷設方式。前端允許分級匯聚，但不得超過兩級，前端匯聚交換機配置數量，以滿足系統應用需求為準，按需配置；即一個體育場館可以將本場館有高清采集點圖像信息先匯聚，再通過光纖傳輸到本地的監控中心。

在前端攝像機比較分散的情況下，采用單路光電轉換器，在前端攝像機比較集中的監控點，采用多路光電轉換器，既可滿足傳輸質量要求，也可節約光纜資源。

2、傳輸安全設計

前端IP設備支持802.1x安全接入認證協議，只有通過接入交換機802.1x準入認證的IP前端才能接入；前端紅外高清網絡攝像的IP和MAC地址綁定進行安全認證。

3、傳輸帶寬需求

由光纖鏈路組成的本地局域網，單路前端設備接入體育場館監控中心：

1）1080P監控圖像，碼率可按6Mbps（25幀/S）估算。

2）監控點和存儲設備直接的傳輸網絡帶寬，應至少大于所有需存儲監控點的碼流總和的1.3倍。即帶寬要求≥監控點數×碼率×1.3

四、后端系統

后端系統主要指體育場館的監控中心的存儲設備、顯示設備、控制設備等。

1、存儲系統

采用IP-SAN網絡存儲設備，使用分布存儲模式，將存儲設備分設在各體育場館監控室內，每路圖像存儲時間不少于30天。存儲容量按計算公式：∑(GB)＝碼流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小時×1天÷1024（單路圖像存儲1天）。

2、顯示設備

大屏幕顯示系統應采用高亮度、使用先進的LCD顯示單元技術，保證信息顯示的清晰、逼真、明亮。

3、控制設備

控制設備包括了混合矩陣、網絡鍵盤等。

1）混合矩陣設備主要參數要求：

總線類型：雙高速總線；

槽位數：6個（1個中央主控板槽位，5個業務板槽位）；

網絡接口：8個，RJ4510M/100M/1000M自適應以太網口；

管理網口：1個，RJ45,10M/100M/1000M自適應以太網口。

2）網絡鍵盤主要參數要求：

控制模式：網絡方式，RS485，RS232；

TFTLCD面板：LCD觸控屏、800*480顯示分辨率；

操縱桿：四維搖桿；

網絡接口：1個，RJ45100M/1000M自適應以太網口。

五、系統的功能

1、實時監控功能

能夠全面實時監控到系統中所有視頻圖像采集點的現場圖像。

2、高清網絡攝像機的遠程控制功能

系統能提供多級遠程控制功能，即監控中心的控制鍵盤、系統總控主機、系統遠程客戶端均能夠遠程控制調節前端高清網絡攝像機的焦距、變倍、光圈等參數。

3、電子地圖功能

電子地圖應包括所有場館視頻采集點，每個視頻采集點應在地圖上標注標記。并支持支持MAPINFO格式的矢量圖或JPEG等格式的靜態地圖兩種方式的電子地圖。報警時，能夠在地圖相關位置顯示報警；

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表；前端故障檢測類型：視頻丟失報警、遮擋報警、圖像清晰度、亮度、干擾、偏色以及云臺控制等；提供完備的日志功能，提供詳細的報警信息記錄，能夠保存報警的詳細信息。

5、智能應用功能

1）非法闖入人員自動檢測、報警

對重點區域進行視頻智能分析，當檢測到有目標入侵產生報警，并驅動球機進行自動跟蹤，對入侵目標進行取證。

2）異常事件的自動檢測

對多種異常事件進行檢測，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、人員密度統計

體育場館舉辦各類賽事、表演時是客流量最高的時候，通過對出入口區域內人群的密集程度獲得擁擠的估計值，實時檢測是否有群體聚集現象，當區域范圍內人員數量超過預設值時自動預警。

結束語

隨著高清視頻監控系統融合多種先進的智能監控技術，包括音視頻結合、視覺成像和非視覺成像結合、目標跟蹤和自動報警結合、統計和自動預警結合等，將為體育場館的提供全天候的科技安全保障。