一種5G+高空鷹眼超清視頻監控的智能應用

李成

（廣東省電信規劃設計院有限公司，廣東 廣州 510660）

1 引言

隨著城鎮化快速演進，我國不斷涌現出一座座大城市和超級大城市，針對城市內容易出現的種種安全風險，結合高空瞭望、視頻監控以及5G傳輸技術，可構建城市高空鷹眼超清視頻監控系統，構筑起城市安全的“千里眼”，提前發現城市安全風險，防患于未然，實現城市消防監控、城市重點目標監控、城市治安監控、核心樞紐監控、城市環境監控、防空安全監控、交通疏導監控、自然災害應急監控等能力，進一步避免影響到人民生命財產安全等關系的事件的發生。

2 解決思路

在城市地標高樓建筑上設置基于高點視頻監控，構建5G+鷹眼超清視頻監控系統，通過5G網絡傳輸監控視頻信號，實現對城市全城區內實現全天候實時監控智能識別預警，在發生恐怖襲擊、暴力沖突、非法聚集等突發事件時能夠準確定位，并輔助決策管理部門指揮調度管理，以及確保在事件發生時能夠及時、準確、有效地掌握信息，采取必要的措施。

結合展示平臺的AR虛擬現實展示能力，利用前端的高空全景超清攝像頭，結合5G網絡大帶寬、高速率等優勢，實現對城市中重點區域的實時高空視頻監控，并對監控數據進行接入和展示，從而掌控城市重點區域的實時風險隱患，進行提前預警預防，支撐輔助支撐和指揮調度等工作。

2.1 視頻聯網

支持通過RTMP、HLS以及GB/T28181等多種協議與其他相關單位視頻聯網平臺以及其他外部平臺進行對接。支持標準RTMP取流協議：通過專題頁面上開發的視頻流播放插件，將視頻聯網平臺以及其他外部平臺提供給的RTMP取流地址，快速播放實時視頻流。支持標準HLS取流協議：通過專題頁面上開發的視頻流播放插件，將視頻聯網平臺以及其他外部平臺提供的HLS取流地址，快速播放實時視頻流。支持標準RTSP取流協議：通過平臺內置的視頻接入服務+視頻轉碼服務，將RTSP協議轉換成RTMP/HLS協議，并通過專題頁面上開發的視頻流播放插件，轉碼之后的RTMP/HLS取流地址，實現實時視頻流的播放。支持國標GB/T28181協議：通過與視頻聯網平臺以及其他外部平臺的GB/T28181協議進行對接，實現服務注冊、心跳檢測、設備信息查詢、設備目錄查詢、設備狀態查詢、實時視頻接入等流程，并通過視頻轉碼+視頻Web播放器，實現視頻流的播放。支持API方式對接：通過對接外部OpenAPI，實現設備信息、監控點信息、視頻預覽、取流URL等功能的對接，并通過視頻轉碼+視頻Web播放器，實現視頻流的播放。支持鷹眼Web插件接入：在H5頁面上直接嵌入鷹眼Web插件，通過監控點編碼調用視頻流進行展示。

2.2 視頻轉碼

將原始視頻從視頻聯網平臺中提取出來，根據專題展示的分辨率、視頻編碼和封裝要求進行轉碼。通過高性能流媒體服務框架，支持多種協議的接入，包括RTSP/RTMP/HLS/HTTP-FLV/GB28181等協議，同時支持協議互轉。

（1）RTSP服務：支持RTMP/MP4/HLS轉RTSP，支持H264/H265等多種編碼。

（2）RTMP服務：支持RTSP/MP4/HLS轉RTMP，支持H264/H265等多種編碼。

（3）HLS服務：支持HLS文件生成，自帶HTTP文件服務器，支持H264/H265等多種編碼。

（4）GB28181服務：支持UDP/TCP國標RTP(PS或TS)推流服務器，可以轉換成RTSP/RTMP/HLS等協議。

2.3 視頻播放

支撐視頻加密播放、清晰度切換、直播時移等業務場景，提供簡單、快速、安全、穩定的視頻播放服務，包含以下自定義組件：播放地址設置、封面設置、播放器寬度設置、播放器高度設置、自動播放、自動加載、循環播放、播放器控制面板、視頻寬度、視頻高度、延遲播放時間、延遲播放穩步、清晰度切換、自定義播放器皮膚、播放按鈕樣式、H5加載動畫、錯誤提示、信息提示、按鈕提示、縮略圖等。

2.4 遠程云臺控制

與視頻聯網平臺進行對接，通過API、國標GB/T28181等方式實現在鷹眼專題對球機云臺進行放大縮小轉動等操作。

（1）通過API方式進行云臺控制管理：根據監控點編號進行云臺操作接口對接，包括云臺的左右上下轉動、焦距大小改變、焦點前后移動、光圈擴大縮小等操作，同時實現云臺的速度控制。

（2）通過國標GB/T28181方式進行云臺控制管理：通過對接國標GB/T28181協議，發送SIP信令，實現云臺的左右上下轉動、焦距大小改變、焦點前后移動、光圈擴大縮小等操作，同時實現云臺的速度控制。

2.5 監測數據可視化

支持通過柵格化、圖表、柱狀圖、餅圖等方式，對鷹眼范圍人口指數、電力指數、化工園區危化品安全生產指數、內澇指數等各項監測預警指數的可視化展現，并支持與GIS地圖及高空鷹眼全景監控進行標簽融合展示。

2.6 3D實景建模

通過3D開發服務將鷹眼結合三維仿真建模、熱力地圖數據等多元數據，實現更直觀地展示鷹眼的實時位置、周邊環境，可直觀反映重點區域的概況。

（1）GIS數據獲取：為獲取地標城市模型GIS信息制作3D模型，利用Blender進行該城市GIS數據收集；

（2）3D城市模型：在3Dmax中將地標所處城市制作若干公里范圍的3D模型，包括制作該城市1:1比例的建筑大樓、房屋、道路、草地、湖泊、河流、海洋等城市模塊3D模型；

（3）3D地標模型：在3Dmax中制作1:1比例的地標建筑模型，包含制作地標建筑詳細結構，還原大部分地標建筑外形；

（4）3D模型UV處理：在3Dmax中為模型制作貼圖作前期準備，給每個模型進行切割、縫合、展開等步驟，制作排布均勻、分布合理的UV；

（5）3D模型貼圖：利用Substance Painter、Quixel Mixer、Photoshop等給予城市模型制作建筑大樓、房屋、道路、草地、湖泊、河流、海洋等貼圖，貼合場景表現，賦予模型所屬貼圖紋理；

（6）Unity 3D材質：3Dmax中制作的模型導入Unity 3D，為模型制作在Unity 3D引擎中Material和Shader，表現模型光照效果，加入前期制作貼圖，調整Heightlight、Shadow、Normal等材質屬性；

（7）Unity 3D特效：使用Particle system制作粒子特效，包含地標logo粒子特效、道路穿梭光效拖尾特效、Bloom光效、Depth of Cammer鏡頭特效；

（8）Unity 3D動畫：使用Animator制作攝像機入場動畫、攝像機待機動畫、道路車流穿梭動畫等；

（9）Unity 3D開發：Unity開發實現模型加載展示，鷹眼點位場景加載切換，場景動畫控制，場景熱力特效控制，與服務端熱力數據接口通信，場景旋轉，場景移動控制，資源分類打包加載，與前端js交互調用；

（10）3D前端開發：通過接入直播視頻流、三維仿真建模、熱力地圖數據等多元數據直觀地顯示鷹眼的實時位置、周邊環境，直觀反映重點區域的概況。

2.7 預警分析

結合城市安全、安全生產和自然災害等應用場景，基于高空鷹眼視頻監控數據，根據3D實景建模和區域實時人口熱力數據，可實現突發異常人流量識別預警及應對突發事件下的快速高效人員轉移等功能。

3 研究結論

通過結合高清城市高點的視頻監控能力和5G智能超高速數據傳輸能力，構建全面覆蓋的城市監測預警和快速響應體系?；?G、AR、大數據等信息化技術，結合城市公共安全、安全生產、自然災害等業務需要，在應急指揮及緊急救援場景下實現現場一線情況遠程直觀呈現及指揮人員動態俯視、及時指揮，實現快速發現安全異常、精準全局指揮調度。