電信運(yùn)營商將視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在土建工程的分析

劉 明，周樹文

長春電信工程設(shè)計(jì)院股份有限公司，吉林 長春 130012

0 引言

視頻監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在保安、生產(chǎn)管理等場合，其特點(diǎn)是直觀、方便、信息內(nèi)容詳實(shí)，本文結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)和土建工程的現(xiàn)實(shí)需求，闡述了如何在施工現(xiàn)場建立一個(gè)完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以及視頻監(jiān)控信號(hào)可采用何種承載網(wǎng)絡(luò)傳送至各類客戶端，從而使電信運(yùn)營商從中獲得收益。

1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)概述

攝像系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、記錄系統(tǒng)五大系統(tǒng)組成了視頻監(jiān)控系統(tǒng)。攝像系統(tǒng)通過同軸視頻電纜或超五類線將視頻圖像傳送到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)再將視頻信號(hào)分配到各顯示系統(tǒng)和記錄系統(tǒng)，需要傳輸?shù)恼Z音信號(hào)可同步錄入到記錄系統(tǒng)內(nèi)。控制系統(tǒng)可發(fā)出操作指令，對攝像系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)作控制及對鏡頭進(jìn)行調(diào)焦變倍的操作或云臺(tái)上、下、左、右的運(yùn)動(dòng)操作，并可通過控制系統(tǒng)對多路攝像機(jī)及云臺(tái)實(shí)現(xiàn)隨意切換。利用記錄系統(tǒng)，可對監(jiān)控畫面進(jìn)行回放、處理、錄入等操作，使圖像效果達(dá)到預(yù)期要求。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一種防范能力較強(qiáng)的綜合系統(tǒng)，以其及時(shí)、準(zhǔn)確、直觀、和信息內(nèi)容豐富而廣泛應(yīng)用于許多場合。最近幾年，伴隨圖像處理、傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及其網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了跨越式的發(fā)展。

2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過了三個(gè)階段的發(fā)展，分別是:第一代:模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）；第二代:數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)（DVR）；第三代: IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)（IPVS）。

2.1 第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)模擬閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）作為第一代視頻監(jiān)控系統(tǒng)， 由攝像機(jī)、監(jiān)視器、錄像機(jī)和線纜等專用設(shè)備組成。模擬CCTV系統(tǒng)具有以下局限性:

1）監(jiān)控能力有限,只能完成本地監(jiān)控，特別是受模擬視頻信號(hào)對傳輸距離和纜線放大器的限制，使此系統(tǒng)只能支持一定范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控；

2）一般會(huì)受到圖像分割器、切換器和矩陣輸入容量的限制，使此系統(tǒng)擴(kuò)展能力有限；

3）CCTV系統(tǒng)的監(jiān)控畫面必須經(jīng)錄像機(jī)存入錄像帶中，錄像帶容量較小需要頻繁更換，且錄像帶易于丟失、被盜、損壞，致使此系統(tǒng)記錄能力有限。

2.2 第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)

當(dāng)前“模擬-數(shù)字”監(jiān)控系統(tǒng)(DVR)作為第二代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是“半模擬-半數(shù)字”的以數(shù)字硬盤錄像機(jī)為核心的系統(tǒng)，硬盤錄像機(jī)與攝像機(jī)之間仍采用同軸電纜傳送圖像信號(hào)，硬盤錄像機(jī)除具有錄像和回放的基本功能外，還可以支持受限制條件下的IP網(wǎng)絡(luò)訪問，由于這一代系統(tǒng)是非標(biāo)準(zhǔn)封閉系統(tǒng)，因此市場上在售的DVR品種繁多，標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一。第二代DVR系統(tǒng)仍存在較多局限,具體有以下幾點(diǎn):

1）第二代DVR系統(tǒng)方案需要在每個(gè)攝像機(jī)與DVR之間布放單獨(dú)的視頻纜線，這導(dǎo)致了布線的復(fù)雜性；

2）第二代DVR系統(tǒng)的有限擴(kuò)展性，限制了此系統(tǒng)最多一次只能擴(kuò)展16個(gè)攝像機(jī)；

3）第二代DVR系統(tǒng)控制多個(gè)監(jiān)控點(diǎn)或硬盤錄像機(jī),需要配備相應(yīng)的管理軟件和專業(yè)的外部服務(wù)器才能實(shí)現(xiàn)，這體現(xiàn)了其可管理性有限；

4）第二代DVR系統(tǒng)只能通過DVR間接訪問攝像機(jī)，不能從任意客戶機(jī)訪問任意攝像機(jī)，這就限制了其遠(yuǎn)程監(jiān)視/控制能力；

5）第二代DVR系統(tǒng)的記錄單元與RAID冗余和磁帶相比，DVR的磁盤有發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，記錄資料沒有備份。

2.3 第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)

IP網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)IPVS作為第三代視頻監(jiān)控系統(tǒng)，與上兩代系統(tǒng)相比具有明顯優(yōu)勢。該系統(tǒng)特點(diǎn)是將Web服務(wù)器內(nèi)嵌于攝像機(jī)上，同時(shí)在攝像機(jī)上配備以太網(wǎng)端口。這類攝像機(jī)不是生成連續(xù)模擬視頻信號(hào)形式的圖像，而是生成JPEG或MPEG4格式的數(shù)據(jù)文件，并通過網(wǎng)絡(luò)共享，供授權(quán)客戶機(jī)訪問、監(jiān)視、記錄并打印，且不受地點(diǎn)和時(shí)間的限制。IPVS具有的優(yōu)勢有以下幾點(diǎn):

1）簡單性:可以利用現(xiàn)有局域網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，通過有線或無線方式傳送攝像機(jī)輸出的圖像，同時(shí)可以發(fā)送各種控制命令；

2）強(qiáng)大可控性:運(yùn)行整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)只需要一套控制管理軟件和一臺(tái)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器；

3）易升級(jí)、易可擴(kuò)展性:監(jiān)控服務(wù)器能夠方便升級(jí)到更大帶寬、更大容量、更快處理，使系統(tǒng)能夠輕松添加更多攝像機(jī)；

4）全面遠(yuǎn)程監(jiān)視:客戶終端經(jīng)授權(quán)既可以通過中央服務(wù)器訪問監(jiān)視圖像，也可以直接訪問任意攝像機(jī)；

5）存儲(chǔ)可靠:為了永久保護(hù)監(jiān)視圖像不受硬盤驅(qū)動(dòng)器故障影響，系統(tǒng)應(yīng)用了SCSI、RAID以及磁帶備份存儲(chǔ)技術(shù)。

3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在土建工程中的應(yīng)用

3.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用在土建工程中的意義

土建工程項(xiàng)目是一個(gè)龐雜的施工及管理過程，其中，土建工程現(xiàn)場管理是整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施中極為重要的環(huán)節(jié)，土建工程施工現(xiàn)場管理質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到工程項(xiàng)目主體的建設(shè)質(zhì)量、建設(shè)安全以及工程成本的高低。因此，將視頻監(jiān)控系統(tǒng)布置在施工現(xiàn)場，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化管理方案，從而提高土建工程現(xiàn)場管理的水平，將能夠降低工程造價(jià)、減少施工過程中因疏忽造成工程成本的增加，提高了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，這在實(shí)踐與理論兩方面都具有較高的意義。

土建工程中管理者可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)對整個(gè)施工過程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)現(xiàn)場施工技術(shù)人員也可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的音頻和視頻與監(jiān)控終端前的管理者進(jìn)行“身臨其境”般的溝通，而且管理者還可以通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)截取有價(jià)值的影像資料，這對以后“竣工驗(yàn)收”、“生產(chǎn)使用”、“改建擴(kuò)建”、“總結(jié)經(jīng)驗(yàn)”都有重要意義。

3.2 移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與土建工程完美組合

隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)逐步從以個(gè)人電腦為中心向以手機(jī)等移動(dòng)終端為中心轉(zhuǎn)變，視頻監(jiān)控行業(yè)也伴隨著一系列的產(chǎn)品更新和系統(tǒng)升級(jí)，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和智能終端發(fā)展的移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)也將作為本行業(yè)新的前沿領(lǐng)域。

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)前端采集，并結(jié)合傳統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)和可移動(dòng)監(jiān)控終端形成的監(jiān)控系統(tǒng)。移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)將前端視頻采集圖像傳輸給手機(jī)、PDA、MP4、筆記本電腦等多種形態(tài)的移動(dòng)終端，從而實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。在此系統(tǒng)中，監(jiān)控前端和監(jiān)控終端主要是以無線局域網(wǎng)（WLAN）、中國移動(dòng)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)或中國電信的CDMA1X網(wǎng)絡(luò)作為接入環(huán)境，對于其他的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境此系統(tǒng)也能接入。

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)擺脫了有線的限制，發(fā)揮了無線環(huán)境特有的優(yōu)勢，使監(jiān)控終端的位置以及使用范圍不再受地理環(huán)境的限制。針對土建工程現(xiàn)場管理的要求和特點(diǎn)，將這種無線環(huán)境下的監(jiān)控系統(tǒng)布置在土建工程現(xiàn)場，較之以前的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)，有著無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。

3.3 電信運(yùn)營商在土建工程中的收益分析

近十年來，中國全社會(huì)的土建工程量成倍增長，房地產(chǎn)行業(yè)始終是國家的支柱產(chǎn)業(yè)，2011年全國房地產(chǎn)開發(fā)總投資約61740億元，可以看到房地產(chǎn)行業(yè)中蘊(yùn)育巨大的商機(jī)，而視頻監(jiān)控系統(tǒng)在土建工程現(xiàn)場管理中的重要作用越來越顯著，這決定它的需求將與日俱增，作為無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)者和移動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)提供者的電信運(yùn)營商在此領(lǐng)域有這巨大的便利優(yōu)勢，投入較少的成本，就會(huì)獲得較高的收益。

4 結(jié)論

移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)雖然在土建工程中大有可為之勢，然而無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)將直接影響其未來發(fā)展。目前，3G網(wǎng)絡(luò)是移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的主要網(wǎng)絡(luò)，雖然3G網(wǎng)絡(luò)還存在傳輸不穩(wěn)定、帶寬受限、延時(shí)、丟包、運(yùn)行費(fèi)用高等問題，但面向商用的剛性需求，電信運(yùn)營商們也在加快3G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展步伐并不斷創(chuàng)新，且提出了更高層次的LTE、4G等網(wǎng)絡(luò)。可以看到，隨著未來移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)QoS的提高，移動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)在土建工程中有更廣泛地應(yīng)用。

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[2]梁篤國.網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)及應(yīng)用[M].人民郵電出版社，2009，9.

[3]陳琦.一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].中國科技論文在線，2011，6.