高清視頻監(jiān)控推動(dòng)智能物流快速發(fā)展

■張茂

對(duì)于智能物流這塊廣闊天地，高清數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化、智能化，一體化和層次化，柔性化與社會(huì)化。高清視頻對(duì)智能物流應(yīng)用來(lái)說(shuō)任重道遠(yuǎn)，是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇。

何為智能物流

智能物流是利用集成智能化技術(shù)，使物流系統(tǒng)能模仿人的智能，具有思維，感知，學(xué)習(xí)，推理判斷和自行解決物流中某些問(wèn)題的能力。智能物流的未來(lái)發(fā)展將會(huì)體現(xiàn)出四個(gè)特點(diǎn)：智能化，一體化和層次化，柔性化與社會(huì)化。在物流作業(yè)過(guò)程中的大量運(yùn)籌與決策的智能化；以物流管理為核心，實(shí)現(xiàn)物流過(guò)程中運(yùn)輸，存儲(chǔ)，包裝，裝卸等環(huán)節(jié)的一體化和智能物流系統(tǒng)的層次化；智能物流的發(fā)展會(huì)更加突出“以顧客為中心”的理念，根據(jù)消費(fèi)者需求變化來(lái)靈活調(diào)節(jié)生產(chǎn)工藝；智能物流的發(fā)展將會(huì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和世界資源優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)社會(huì)化。

高清視頻監(jiān)控

智能視頻技術(shù)源自計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)，主要包括對(duì)圖像序列運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)定位、識(shí)別和跟蹤。并在此基礎(chǔ)上對(duì)監(jiān)視場(chǎng)景中目標(biāo)行為的理解和描述，從而做到既能完成日 常管理又能在異常情況發(fā)生時(shí)能及時(shí)做出反應(yīng)。智能視頻分析技術(shù)大幅提高了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控的智能化水平，可以有效提高監(jiān)控效率，降低人力資源成本。智能視頻技術(shù)的具體應(yīng)用包括入侵檢測(cè)、物體追蹤、丟包、移動(dòng)物體檢測(cè)、非法滯留、人數(shù)統(tǒng)計(jì)、擁擠檢測(cè)、防止尾隨、流量控制等。

近年來(lái)，隨著各種高清、標(biāo)清IP攝像機(jī)的普及，智能視頻技術(shù)得到了迅速發(fā)展并滲透到各個(gè)行業(yè)。智能視頻在物流中的應(yīng)用主要在兩個(gè)方面：一個(gè)方面是物資倉(cāng)庫(kù)的看管；另一個(gè)方面是物資運(yùn)輸過(guò)程中的看管報(bào)警功能。 物資倉(cāng)庫(kù)的看管：在倉(cāng)庫(kù)外及倉(cāng)庫(kù)內(nèi)分別安裝攝像機(jī)，在非裝卸貨物的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，激活倉(cāng)庫(kù)內(nèi)攝像機(jī)視頻的看管報(bào)警功能，攝像機(jī)采集貨品視頻，對(duì)工作人員正常的進(jìn)出系統(tǒng)自動(dòng)忽略，一旦發(fā)現(xiàn)物品離開(kāi)監(jiān)控區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警。倉(cāng)庫(kù)外的攝像機(jī)激活入侵報(bào)警功能，對(duì)倉(cāng)庫(kù)各個(gè)正常出入口設(shè)置為合法出入口，對(duì)有可能被入侵的隱蔽口，設(shè)置視頻報(bào)警監(jiān)視點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)異常情況及時(shí)報(bào)警。智能化的視頻監(jiān)控可以將管理人員從24小時(shí)不間斷的人工監(jiān)控中解放出來(lái)。物資運(yùn)輸過(guò)程度看管：物流過(guò)程的視頻監(jiān)控，不限于倉(cāng)庫(kù)、碼頭等固定場(chǎng)所，隨著移動(dòng)數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控也可應(yīng)用于移動(dòng)狀態(tài)下的運(yùn)輸環(huán)節(jié)，比如危險(xiǎn)品的運(yùn)輸、貴重物品運(yùn)輸?shù)取Ｔ谪涇囓噹麅?nèi)安裝攝像機(jī)，配置廣角鏡頭，攝像機(jī)視頻信號(hào)接入視頻服務(wù)器，連接無(wú)線數(shù)據(jù)模塊，押運(yùn)人員以及物流監(jiān)控中心可以通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)車載視頻服務(wù)器，實(shí)時(shí)的視頻圖像和報(bào)警信號(hào)也通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，物流監(jiān)控中心可以按需進(jìn)行實(shí)時(shí)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)圖像和受警。

高清視頻監(jiān)控發(fā)展

最初，“高清”概念與標(biāo)準(zhǔn)是廣播電視業(yè)提出的。上世紀(jì)60年代，日本國(guó)家廣播公司NHK開(kāi)始研究高清，90年代初期，NHK和索尼完成了研究并開(kāi)始試播模擬制式的高清電視。但由于多種原因，歐洲并不接受日本的研究成果，80年代中期，飛利浦等公司也聯(lián)合完成一個(gè)高清研究計(jì)劃。然而在1990年，美國(guó)一舉推出數(shù)字高清電視HDTV，后來(lái)居上超越日本和歐洲，也是從那時(shí)起，大家承認(rèn)了數(shù)字式電視是未來(lái)高清的發(fā)展方向。目前市場(chǎng)上的高清數(shù)字電視可以分為兩大陣營(yíng)，分別是歐洲的數(shù)字電視廣播聯(lián)盟DVB和美國(guó)的先進(jìn)電視系統(tǒng)聯(lián)盟ATSC。

高清對(duì)于視頻監(jiān)控并不是件容易的事情。它涉及到監(jiān)控系統(tǒng)的頗多環(huán)節(jié)，從前端攝像機(jī)到傳輸，再到記錄存貯和顯示設(shè)備，為了到達(dá)“高清”指標(biāo)都需要做出相應(yīng)調(diào)整，只要一個(gè)環(huán)節(jié)滿足不了要求，就達(dá)不到“高清”要求。

行業(yè)高清標(biāo)準(zhǔn)

高清視頻監(jiān)控近年來(lái)得以迅速發(fā)展，主要是為了解決人們?cè)谡１O(jiān)控過(guò)程中“細(xì)節(jié)”看不清的問(wèn)題?！案咔濉奔础案叻直媛省保P(guān)于高清的定義，最早來(lái)源于數(shù)字電視領(lǐng)域，高清電視，又叫“HDTV”，是由美國(guó)電影電視工程師協(xié)會(huì)確定的高清晰度電視標(biāo)準(zhǔn)格式。電視的清晰度，是以水平掃描線數(shù)作為計(jì)量的。

高清前端采集技術(shù)

高清的視頻效果的保證首先來(lái)源于高清信息的采集，如果沒(méi)有前端高清視頻采集，無(wú)法談及后端的高清效果。無(wú)論是槍機(jī)、一體機(jī)還是網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、模擬攝像機(jī)，采集的原理都是一致的，只是技術(shù)和器件上的區(qū)別。對(duì)于高清監(jiān)控系統(tǒng)，前端采集設(shè)備一般使用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。我們知道，攝像機(jī)的清晰度主要取決于感光芯片，隨著300、500萬(wàn)像素的CMOS圖像傳感器的上市，圖像傳感器即將進(jìn)入“CMOS時(shí)代”。CMOS在高像素方面有著一定的優(yōu)勢(shì)。

高清編碼標(biāo)準(zhǔn)

除了采集外，高清圖像編碼也是重要環(huán)節(jié)，高清視頻編碼最常用的編碼格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1。

H.264也許是最有前途的一個(gè)了，相對(duì)于MPEG2、MPEG4而言，其壓縮效率是三種編碼中最高的。H.264標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部（ITU-T）和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織/國(guó)際電工委員會(huì)（ISO/IEC）共同研究發(fā)布，因此H.264有兩個(gè)名稱，一個(gè)是沿用 ITU-T組織的H.26x名稱，叫“H.264”，另一個(gè)則是AVC（高級(jí)視頻編碼）。H.264格式的最大特點(diǎn)是在保證畫面質(zhì)量的情況下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的壓縮比、更好的IP和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道的適應(yīng)性，在數(shù)字視頻通信和存儲(chǔ)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是需要注意的是，H.264獲得優(yōu)越性能的代價(jià)是計(jì)算復(fù)雜度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

高清傳輸技術(shù)

監(jiān)控系統(tǒng)傳輸技術(shù)主要有視頻基帶傳輸、光纖傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、微波傳輸、雙絞線平衡傳輸和寬頻共纜傳輸六種傳輸方式。每種傳輸技術(shù)都有其自身特點(diǎn)，有各自的應(yīng)用層面，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的監(jiān)控系統(tǒng)往往根據(jù)不同的傳輸距離，不同的監(jiān)控要求，采用不同的傳輸方式。面對(duì)高清應(yīng)用的超大數(shù)據(jù)量，以及實(shí)時(shí)性的要求，采用光纖傳輸是解決長(zhǎng)距離視頻監(jiān)控高速傳輸系統(tǒng)的最佳解決方式，通過(guò)把視頻及控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)在光纖中傳輸。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、不受電磁波干擾、重量輕、保密性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國(guó)家及省市級(jí)的主干通信網(wǎng)絡(luò)、有線電視網(wǎng)絡(luò)及高速寬帶計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。而在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，光纖傳輸也已成為長(zhǎng)距離音視頻及控制信號(hào)傳輸?shù)氖走x方式。但光纖傳輸需專門的技術(shù)人員負(fù)責(zé)光纖熔接及設(shè)備維護(hù)方面的工作，另外對(duì)于近距離監(jiān)控信號(hào)傳輸不夠經(jīng)濟(jì)。

當(dāng)然，由于高清占用了更高的網(wǎng)絡(luò)帶寬，在組建高清系統(tǒng)特別是大路數(shù)高清系統(tǒng)時(shí)對(duì)于網(wǎng)絡(luò)帶寬的使用還是應(yīng)該精打細(xì)算。例如，如果使用100M以太網(wǎng)，實(shí)際上同時(shí)只能承載5路左右的高清圖像（考慮到以太網(wǎng)的碰撞偵聽(tīng)特性）。如果同一視頻源有多個(gè)用戶訪問(wèn)，占用的帶寬會(huì)更大。因此對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組播、轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)的使用就顯得尤為重要。

高清顯示技術(shù)

后端的顯示設(shè)備一般分為CRT、LCD、PDP三種。受高清電視技術(shù)發(fā)展的影響，監(jiān)控顯示設(shè)備的高清化速度非常快。

CRT器件以其亮度高、反差大、色彩還原好、圖像細(xì)膩等優(yōu)勢(shì)，一直保持著高指標(biāo)、高質(zhì)量的水平，是三種器件中觀看效果最好的。但由于受到自身重量、體積等因素影響，CRT監(jiān)視器一般用于技術(shù)監(jiān)看，適用于對(duì)圖像總體質(zhì)量的最終把握。而LCD、PDP器件由于采用逐點(diǎn)顯示方式，沒(méi)有回掃線，具有圖像細(xì)膩、無(wú)閃爍現(xiàn)象，不易造成視覺(jué)疲勞的優(yōu)勢(shì)。其中，LCD監(jiān)視器以輕薄、省電為特色，PDP以高亮度、大尺寸聞名。

高清視頻對(duì)智能物流的影響

開(kāi)放性

過(guò)去創(chuàng)建信息系統(tǒng)就是管好自己的流程和資源，現(xiàn)在是建一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，即必須要有社會(huì)信息、外部信息的交換共享，同時(shí)還要有自身信息向社會(huì)發(fā)布的機(jī)會(huì)，這種開(kāi)放性是提高運(yùn)營(yíng)水平的一個(gè)必然的趨勢(shì)。

在這個(gè)開(kāi)放的過(guò)程中，一些熱門技術(shù)，像定位技術(shù)、傳感器技術(shù)等，將會(huì)成為實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性的關(guān)鍵技術(shù)手段。同時(shí)，我們還要認(rèn)識(shí)到制約開(kāi)放的主要問(wèn)題是安全性。而現(xiàn)階段要解決安全的問(wèn)題，一要靠技術(shù)，二要靠流程，三要靠法律，四要靠?jī)?nèi)部管理。安全的問(wèn)題也在不斷變化，包括對(duì)安全問(wèn)題的認(rèn)識(shí)、承受程度等。這種變化使開(kāi)放性和安全性之間的平衡狀態(tài)不斷調(diào)整，這也會(huì)促進(jìn)系統(tǒng)自身逐漸地開(kāi)放。在新的時(shí)代要建開(kāi)放性的系統(tǒng)，而開(kāi)放性的系統(tǒng)和安全性之間怎樣平衡，考慮這兩方面的關(guān)系，以及涉及到的相關(guān)技術(shù)、資源等，都是在推動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)放性時(shí)需要考慮的因素。

動(dòng)態(tài)性

適應(yīng)快速變化的外部環(huán)境，提升精細(xì)化管理要求，這是目前企業(yè)發(fā)展的重要需求。當(dāng)需要系統(tǒng)動(dòng)態(tài)化的時(shí)候，定位信息服務(wù)將成為基礎(chǔ)。定位信息就是采集的信息里包含識(shí)別和時(shí)空兩個(gè)基本要素，定位信息捆綁其他狀態(tài)信息構(gòu)成物流動(dòng)態(tài)管理的“信息元”，上面可以加載其他管理信息，可以加溫度、壓力、濕度等信息。用傳感技術(shù)捆綁，捆綁在什么信息上，就對(duì)什么作動(dòng)態(tài)管理。所以，識(shí)別信息加時(shí)空信息成為一個(gè)捆綁的信息元，可以形成動(dòng)態(tài)信息的公共服務(wù)?，F(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了非常多這樣的位置服務(wù)公共信息平臺(tái)。

另一方面，運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)管動(dòng)態(tài)化和服務(wù)社會(huì)化將決定著物流管理動(dòng)態(tài)化的進(jìn)程。

集中性

信息化應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)資源的整合和流程的管理的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。信息如果不集中是無(wú)法加工和提升的，因此，這種集中管理有利于提高信息的處理能力和服務(wù)能力；同時(shí)，信息加工服務(wù)的人才是稀缺的，只有集中起來(lái)才能夠投資建設(shè)數(shù)據(jù)中心。所以，我們會(huì)看到信息管理的集中化是近期信息化建設(shè)非常重要的特征。同時(shí)我們還看到促進(jìn)信息服務(wù)外包的技術(shù)，如云計(jì)算服務(wù)等也得到了快速發(fā)展，數(shù)據(jù)挖掘、知識(shí)管理的技術(shù)和人才需求急速上升，這些都是集中性帶來(lái)的變化。

關(guān)鍵技術(shù)

一些關(guān)鍵技術(shù)將得到快速發(fā)展。一是識(shí)別與采集信息技術(shù)，包括視頻智能識(shí)別、RFID、傳感器等；二是移動(dòng)通訊技術(shù)，包括3G網(wǎng)，甚至4G網(wǎng)等移動(dòng)無(wú)線通訊技術(shù)；三是智能終端，與其他行業(yè)的信息化相比，物流信息化中特有的兩種裝備，機(jī)載終端和手持終端，將得到快速發(fā)展。研究這兩個(gè)智能終端的差異性，將反映物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代物品和人的管理方式。四是位置服務(wù)，基于位置的服務(wù)現(xiàn)在非常流行，除了傳統(tǒng)的GPS，發(fā)展最快的是通過(guò)智能手機(jī)提供的位置服務(wù)；五是商業(yè)智能技術(shù)，一旦管理轉(zhuǎn)移到依賴于信息加工、信息處理，即利用商業(yè)智能技術(shù)進(jìn)行加工和處理信息，實(shí)現(xiàn)決策、實(shí)現(xiàn)增值時(shí)，商業(yè)智能技術(shù)將會(huì)熱門起來(lái)。

數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心常常是被忽視的領(lǐng)域，但是在物聯(lián)網(wǎng)推進(jìn)過(guò)程中，遇到的各種問(wèn)題可能沒(méi)有統(tǒng)一的答案，但是隨著一個(gè)個(gè)案例的出現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)，這些案例體現(xiàn)的是數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟(jì)實(shí)體的成功。我們看到現(xiàn)在最成功的案例，發(fā)展最快的實(shí)體，恰恰都是以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)的。