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隨著經濟的高速發展，社會治安形勢日趨復雜，各類突發事件、刑事案件、治安案件和災害事故時有發生，大型集會和重要保衛任務十分繁重。2005 年9月中國公安部正式啟動城市聯網報警與監控系統建設（3111工程），在全國范圍內省、市、縣三級開展報警與監控系統建設，推動“平安城市”建設步伐。目前各主要城市如北京、廣州、深圳、杭州已開始加快建設城市視頻監控系統。上海市公安局加強對巡邏警車及警員的無線通信裝備配置，依托有/無線通信、圖像通信、GPS巡邏、運鈔車自動定位、GIS地理信息、計算機輔助決策系統和計算機網絡平臺，進一步提升指揮中心的應急反應、社會聯動、指揮調度和輔助決策能力。 1、無線流媒體監控技術概述 無線流媒體網絡多媒體監控管理平臺集無線通信、流媒體、視頻處理、計算機網絡和自動化技術于一身，是視頻、音頻、數據和圖示一體化的解決方案。兼備網絡視頻監控、視頻會議、視頻直播等功能，具有超大規模組網能力，為無線監控系統在公安行業的應用提供了技術保障，為各種突發事件和應急事件提供良好準備，使車載監控、公共交通工具（公共汽車、地鐵、長途汽車等）監控等難度較大的監控成為可能。無線網絡、流媒體業務主要面向GPRS/EDGE、 CDMA、3G等提供較高帶寬（100kbit/s以上）的無線分組網絡。3G網絡空中接口帶寬的增加為流媒體業務的開展提供良好基礎，結合無線系統不受時間、地點限制的特點，使移動流媒體業務更具吸引力。視頻編碼器和自適應高性能流媒體服務器設備使得圖像清晰度達到Full D1（DVD）效果，實時性好，方便使用，可直接通過Web方式進行遠程監控和遠程管理，為用戶提供靈活的監控畫面選擇、電子地圖使用，充分利用防火墻 /VPN、加密、權限管理、安全認證，實時時鐘等技術，保證監控系統和錄像資料不被越權使用和破壞。 在城市安防聯網系統中，由于前端設備及主干網絡帶寬的限制，海量用戶并發訪問視頻資源時極易產生網絡擁塞。在大規模聯網監控系統中采用流媒體分發技術，依靠分布式流媒體服務器集群可實現音/視頻流的分層轉發，從根本上避免大規模并發流量產生的網絡瓶頸；單臺流媒體服務器的帶寬在 100M～1000M左右，可以滿足千路用戶的點播請求（以每路384kbps計算）。這樣前端設備只需發送一份數據到流媒體服務器上，再由流媒體服務器進行緩沖轉發，客戶端則統一連接到流媒體服務器獲取視頻數據，真正實現多路用戶的并發訪問，節省了前端設備寶貴的帶寬。雖然流媒體服務器是分布式管理的，但對所有用戶的授權是集中式管理的，從而保證了服務的連續性和業務數據的安全性。 2、無線流媒體監控系統的相關技術 CDMA無線流媒體監控系統是集流媒體編解碼、嵌入式及CDMA1X網絡通信技術等高新技術的整合產品，融合了傳統監控、無線網絡、動態跟蹤、手機點播等技術，為各種復雜環境、重要區域或遠程地點的日常、應急監視和控制提供卓越的監控應用。 2.1 流媒體編解碼技術 隨著數字視頻編解碼技術、嵌入式視頻服務器及網絡技術的發展，網絡視頻監控系統正迅速從傳統的基于有線電視技術的模擬視頻監控系統向基于IP技術的數字視頻監控系統方向發展，數字監控已在某些領域取代原有的模擬監控。基于IP技術的數字視頻監控系統采用數字編碼壓縮技術（MPEG4、H.264 或M-jpg2000）、數字視頻壓縮技術將模擬視頻信號、數據信號或語音進行編碼，壓縮并打成IP包，通過有線或者無線IP網絡把視頻信息以數字化形式進行傳輸。只要是網絡可到達地方就一定可實現視頻監控和記錄，用戶可在安裝有專用解壓縮軟件的計算機、掌上電腦（PDA）、手機或電視墻、大屏幕上觀看瀏覽，控制遠程實時視頻圖像，并結合實時錄像報警聯動、數據傳輸、語音對講等，這種監控可與很多其它系統進行完美的結合。 壓縮技術就是將數據中冗余信息去掉（去除數據之間相關性），壓縮技術包含幀內圖像數據壓縮技術、幀間圖像數據壓縮技術和熵編碼壓縮技術。 MPEG-4系統設計過于復雜，使MPEG-4難以完全實現并兼容，加上高昂的專利費，很難在視頻會議、可視電話等領域實現。用H.264（MPEG- 4/part10）視頻壓縮標準，壓縮比極高、圖像質量好、信道適應性更好、碼流更低。H.264的設計簡潔，使它比MPEG-4更容易推廣，更容易在視頻會議、視頻電話中實現，更容易實現互連互通，可簡便地和G.729等低比特率語音壓縮組成一個完整的系統。 2.2 嵌入式視頻Web服務器技術 嵌入式視頻服務器的網絡 化數字視頻監控為業界公認最穩定、最有效的系統，由嵌入式處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統及特定應用程序等組成，是集軟硬件于一體的獨立工作“器件”。嵌入式操作系統是實時的，是一種支持嵌入式系統應用的操作軟件，它是嵌入式網絡計算機視頻室極為重要的組成部分，包括與硬件相關的底層驅動軟件、系統內核、設備驅動接口、通信協議、圖形界面、標準化瀏覽器等，具有通用操作系統的基本特點。 嵌入式視頻Web服務器原理：用嵌入式實時多任務操作系統。攝像機送來的視頻信號數字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內部總線送到內置Web服務器，用戶可直接用瀏覽器觀看Web服務器上攝像機圖像，授權用戶可控制攝像機、云臺、鏡頭的動作或對系統配置。由于把視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的設備內，省掉復雜電纜，安裝又方便（一個IP地址），用戶無需安裝任何硬件設備，僅用瀏覽器即可觀看。 嵌入式系統應具有的特點是：a）高可靠性。在惡劣的環境或突然斷電的情況下，要求系統仍然能夠正常工作；許多嵌入式應用要求實時處理能力，這就要求嵌入式操作系統具有實時處理能力；嵌入式系統中的軟件代碼要求高質量、高可靠性，一般都固化在只讀 存儲器中或閃存中，也就是說軟件要求固態化存儲，而不是存儲在磁盤等載體中。b）體積小。不具備像硬盤那樣大容量存儲介質，大多用閃存作存儲介質，結構緊湊，體積微小。 2.3 CDMA1X無線網絡通信技術 CDMA1X是聯通在優化CDMA網絡中推出的第2.75代數據傳輸通信技術，CDMA1X在傳遞速率、功能方面較GPRS具有優勢，可取代過去傳統有線MODEM、X.25、數傳電臺、短信等方式。為確保視頻壓縮文件穩定傳輸需有足夠的網絡帶寬，不同視頻壓縮文件對網絡帶寬要求不同，為達到更好視頻質量，網絡帶寬就更重要。CDMA1X理論速率153.6kbps，實際速率80kbps，超過有線電話撥號上網的56kbps，是平均 30kbps～40kbps的GPRS數據傳輸的2-3倍，用MPEG-4格式可穩定可靠地傳輸數字視頻流。 3、無線流媒體監控系統組網特點 1）無線流媒體監控具有傳輸速率高、實時性強、傳輸距離遠、低時延（對視頻應用非常關鍵）和設備成本低的特點。可提供高效和經濟的視頻傳輸解決方案。寬帶無線接入設備提供11Mbps/54Mbps的高網絡帶寬，可將不同地點現場視頻信息通過無線通信手段實時傳送到監控中心，支持采用 H.263/MPEG-1/2/4等格式的數字視頻流穩定可靠地持續傳輸，最遠傳輸距離可以達到50km以上，并且不受山川、河流、橋梁、道路等復雜地形限制。 2）組網靈活，可擴展性好。由于沒有線纜限制，擴充性強，可靈活方便地進行安裝布署；維護費用低，一次性投資無運營費用，工程建設周期短；保護用戶已有投資，即使用戶需搬遷辦公地點，只需把無線設備搬遷至新地點安裝即可。 3）系統功能強大、靈活，全數字化錄像便于保存和檢索。根據監控中心存儲空間大小。圖像采集尺寸、質量和頻率，可記錄長達幾小時到幾個月的錄像數據，實現網絡化異地存儲。用戶可對記錄下來的錄像數據進行播放、定位及快放、慢放等。 4）高可靠性，保證不間斷視頻監控。抗射頻干擾性能強，接收靈敏度理想，寬范圍天線能提供強大、可靠的無線傳輸；安全性較高，無線網絡有ESSID、MAC地址過濾及Web加密等安全措施與視頻系統管理結合多重加密手段，安全性等同于有線。 5）地域的遠程實時監控。遵循全球統一的技術標準和通信協議TCP/IP，因特網傳輸多媒體信息，視頻傳輸依賴的通信網絡包括LAN/WAN、ISDN、DDN、ATM、PSTN等。 6）移動性。無線局域網設置允許用戶在任何時間、任何地點訪問網絡數據，不需要指定明確的訪問地點，因此用戶可在網絡中漫游。 4、無線流媒體監控系統組成 1）視頻圖像采集點 在公安警車安裝監控攝像機（彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦）、CDMA視頻數據處理終端（視頻編解碼器）和軟件系統。監控攝像機采集突發事件視頻信號，云臺由控制中心計算機控制，可對攝像機進行水平360°、垂直90°及變焦控制。視頻編解碼器負責把攝像機的模擬視頻信號轉變成數字信號，同時進行壓縮，另外也傳輸控制信號，視頻編解碼器內置10/100M網卡，通過網線連接到無線設備上，編碼壓縮處理后的監控信息通過無線網絡匯集到監控管理中心，監控中心能看到現場實時圖像信息，監控人員通過監控中心局域網或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像，遙控云臺。為充分保證每個監控點帶寬，用MPEG4編碼標準，帶寬占用較低，并可實現圖像優質傳輸和存儲，且傳輸距離較遠。 2）CDMA無線網絡 通過CDMA1X IP路由器用點對多點方式覆蓋城市無線寬帶網絡，在點安裝CDM A 1X IP路由器（以太網接口）。具有傳輸距離遠、低時延（對視頻應用非常關鍵）和設備成本低特點，提供高效和經濟的視頻傳輸方案。 3）控制中心 由視頻編解碼器、電視墻、監控服務器、硬盤錄像機、監控PC/PDA/CDMA手機等組成，可完成現場圖像接收與顯示、錄像的存儲、檢索、回放、備份、恢復等。用H.264編解碼技術和針對CDMA1X等無線信道的動態自適應傳輸算法和準可靠傳輸糾錯技術、自適應門限非線性濾波降噪技術和基于運動目標分析的邊緣鋸齒抑制算法，使CDMA 1X視頻服務器平均延時小于3s，最高支持D1分辨率，多通道CIF幀率最高可達25幀/秒（PAL制）；視頻編解碼器對經CDMA1X無線網絡傳送來的前端監控點攝像機采集的視頻信號進行編解碼處理，傳到監控中心視頻監控服務器上，再經交換機通過內部局域網傳至各個相關部門或人員的客戶端。用戶可通過監控中心云臺控制設備控制現場任意點的云臺，鏡頭的光圈、焦距、變倍，云臺的上、下、左、右，自動控制遠端電源、攝像機開關等。現場傳回視頻圖像轉化為數字信號存儲在硬盤錄像機，可快捷實現資料存儲、更新、查詢、備份等為執法提供依據。 5、無線流媒體監控系統應用范圍 CDMA無線流媒體監控系統具有獨特的移動性、易操作性，可在很多行業里應用。 1）運動物體內視頻監控 車載視頻監控系統適用于公安警車、金融運鈔車、消防車、貨運車、長途客車、城管監察車、應急搶險車等，在重要車輛（運鈔車，油罐車，物資車等）安裝監控裝置，可了解運輸途中上下車人員和貨物在車內搬運情況，防止被盜搶，及時了解現場情況做出應急處理。巡邏人員無需架傳輸線路，攝像裝置即可將現場圖像拍攝并傳送到單位進行反饋。 2）有線網絡無法到達的地方 如公安偵查臨時布防、環境監測、部隊野戰訓練、森林防火、石油開采、石油輸油管線、物流、運輸船、長途車、火車、防洪搶險、電力高壓線路、高速公路、施工現場視頻監控管理等，如架設在高速公路上監控超高、超速車輛，架設在輸油管線上監控偷漏油事件，架設在堤壩上觀測水流和高度，架設在煤礦了解開工狀況和煤礦安全生產，架設在旅游景點危險地段了解事故現場等。 3）人員無法接近的場所 易燃易爆場所、烈性疾病傳染區、生化武器危險區等。 4）民用需求 本系統支持手機觀看（視頻和音頻），可提供重要路段車流量信息、手機電視、家庭、監控、幼兒園和醫院看護、演唱會和賽事轉播等服務。 |
