數(shù)字視頻監(jiān)控的現(xiàn)實(shí)與展望

□文/修樹斌

數(shù)字視頻監(jiān)控的現(xiàn)實(shí)與展望

□文/修樹斌

項(xiàng)目概況

申蘇浙皖高速公路浙江段是上海至重慶高速公路的組成部分，起于浙蘇兩省交界處，沿途經(jīng)過南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安，止于浙皖交界處的界牌。路段分兩期實(shí)施，全長約88.2公里，于2004年6月正式施工，2010年10月一期與二期工程同步建成通車。

全路段設(shè)計(jì)時(shí)速120 公里/小時(shí)，在湖州設(shè)置監(jiān)控通信收費(fèi)分中心，設(shè)浙蘇和浙皖2處省界主線收費(fèi)站，設(shè)南潯、織里、湖州、長興西、林城、泗安6 處匝道收費(fèi)站，共8 處收費(fèi)站。

路段上視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行如下改造：

高流量和特殊路段實(shí)現(xiàn)全程視頻監(jiān)控:平均日主線流量高的路段或特殊路段，至少每2Km 設(shè)置一個(gè)攝像機(jī)，實(shí)現(xiàn)全程視頻監(jiān)控和監(jiān)控點(diǎn)密集覆蓋。

增加對(duì)高清視頻的支持：在收費(fèi)廣場(chǎng)、互通立交、隧道口、擁堵易發(fā)點(diǎn)、事故易發(fā)點(diǎn)等特殊監(jiān)控點(diǎn)，更新改造的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需支持在這些點(diǎn)接入高清攝像機(jī)，以滿足高畫質(zhì)、寬視場(chǎng)、長縱深的視頻監(jiān)控要求。

路段在湖州設(shè)一個(gè)無人值守分中心，在練市設(shè)區(qū)域監(jiān)控中心。區(qū)域監(jiān)控中心可以通過客戶端和電視墻實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控。

視頻監(jiān)控的現(xiàn)實(shí)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的主要用戶界面為業(yè)務(wù)管理客戶端，這個(gè)客戶端與以往的有所不同，可以連接4臺(tái)監(jiān)視器，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多屏”的觀看模式，4臺(tái)監(jiān)視器分別對(duì)應(yīng)電子地圖、主屏、電視墻和報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻。主屏顯示客戶端的主工作界面，幾乎所有的操作控制都在這個(gè)界面里進(jìn)行。電子地圖則以具體的方位來形象地列出相應(yīng)資源，方便調(diào)用。電視墻監(jiān)視器其實(shí)類似以前的主監(jiān)，當(dāng)切換電視墻上的視頻時(shí)，相應(yīng)的視頻也會(huì)在這臺(tái)主監(jiān)上顯示出來。報(bào)警聯(lián)動(dòng)視頻則是當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)，設(shè)置的聯(lián)動(dòng)視頻會(huì)自動(dòng)在這個(gè)監(jiān)視器上顯示出來。

通過鼠標(biāo)雙擊打開業(yè)務(wù)控制客戶端軟件時(shí)，首先進(jìn)入的是登錄界面。這個(gè)界面除通常要求的用戶名、密碼和缺省或已配置好的服務(wù)器地址外，最主要的是可根據(jù)用戶的要求，配置背景圖，形成獨(dú)特的項(xiàng)目帶入感。

登錄進(jìn)入客戶端后，可在界面上部看到兩層功能。上面一層包括資源、用戶、設(shè)備和關(guān)于，下面一層包括實(shí)時(shí)顯示、歷史回放、電視墻控制、告警管理、電子地圖和視頻檢測(cè)。

界面的左側(cè)是資源列表，就是列出所有的視頻資源。與眾不同的是，這里的資源列表包含兩棵資源樹：我的資源樹和默認(rèn)資源樹。默認(rèn)資源樹是所有用戶共享的資源樹，按缺省的方式組織所有視頻信號(hào)。我的資源樹則由用戶自己定義，可根據(jù)用戶實(shí)際應(yīng)用需要，重新組織資源樹，從而極大地方便使用。

無論哪棵資源樹，都能通過圖標(biāo)方式明確表示出視頻信號(hào)是高清還是標(biāo)清，可控還是不可控，當(dāng)前是在線還是離線等。

下面對(duì)幾個(gè)主要功能的應(yīng)用情況進(jìn)行簡(jiǎn)單描述：

實(shí)時(shí)顯示

進(jìn)入實(shí)時(shí)顯示界面就可以從資源列表中選擇相應(yīng)的視頻信號(hào)顯示。一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都有單切、組切和輪切幾種視頻切換功能，本系統(tǒng)也不例外，且支持最多100組組切，每組包含最多100個(gè)視頻信號(hào)。本系統(tǒng)也支持不同數(shù)量的視頻同時(shí)顯示，如4、9、16和25畫面等顯示方案，且支持以方案為單位的切換。實(shí)際操作時(shí)，如果以16畫面顯示，即同時(shí)調(diào)看16路實(shí)時(shí)視頻信號(hào)，切換顯示完全不同的另外16路視頻的顯示方案可在1秒內(nèi)完成。

在調(diào)看實(shí)時(shí)視頻時(shí)，可以且只能打開一路視頻的聲音，對(duì)可控前端進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。除通常的PTZ控制外，還支持雨刷、加熱和照明等控制，還支持最多10個(gè)預(yù)置位的設(shè)置和調(diào)用。對(duì)于雨刷控制，還特別支持多前端聯(lián)動(dòng)控制方式，方便對(duì)前端進(jìn)行清潔維護(hù)。

實(shí)時(shí)顯示還有一個(gè)特別功能，就是可以對(duì)剛觀察到的異常情況，可立即進(jìn)行回看，而無需調(diào)度錄像進(jìn)行回放的操作，這特別方便現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)對(duì)異常情況進(jìn)行確認(rèn)。

歷史回放

歷史回放主要包含兩個(gè)部分：錄像的檢索和錄像的回放。

錄像檢索可以查找出指定視頻信號(hào)在特定時(shí)間內(nèi)的錄像，且以標(biāo)尺的形式呈現(xiàn)。與以往不同，檢索的結(jié)果不再是一個(gè)個(gè)錄像文件，而是錄像在時(shí)間上的分布情況。

在進(jìn)行錄像播放時(shí)，只需要將時(shí)間標(biāo)尺上的錄像區(qū)域拖到播放指針處，就可從指針位置開始播放。為了精確定位錄像的播放或下載位置，可以將時(shí)間標(biāo)尺展開，方便調(diào)節(jié)時(shí)間顯示的精度，精度最高時(shí)可以通過鼠標(biāo)拖放達(dá)到秒級(jí)。

電視墻控制

電視墻控制是監(jiān)控中心重要的控制功能，其具體的操作功能與客戶端的實(shí)時(shí)顯示類似。

電視墻控制的特別之處是視頻不在客戶端顯示，但客戶端上可配置與電視墻完全一致的控制模板，甚至包括電視墻的背景。電視墻的控制通過將視頻信號(hào)拖放到控制模板對(duì)應(yīng)的監(jiān)視器上實(shí)現(xiàn)。

為了方便不同場(chǎng)景的應(yīng)用，電視墻控制支持一次完成整個(gè)電視墻的切換，并稱之為預(yù)案切換，類似實(shí)時(shí)顯示中的預(yù)案切換。不同的是，電視墻的預(yù)案可以改變電視墻上拼接屏的顯示方式，也即業(yè)務(wù)控制客戶端同時(shí)也能對(duì)拼接屏進(jìn)行控制。

告警管理

告警管理除有通常告警相關(guān)的基本信息，和確認(rèn)、清除等處警操作外，還支持與視頻信號(hào)的聯(lián)動(dòng)，即當(dāng)發(fā)生一個(gè)具體的告警時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)出與之相關(guān)的實(shí)時(shí)視頻信號(hào)，顯示在指定的監(jiān)視器上，方便直觀了解告警的具體情況。當(dāng)沒有指定的監(jiān)視器時(shí)，還可彈出告警實(shí)時(shí)彈窗，該彈窗就是一個(gè)處警工作臺(tái)，能完成所有處警操作，同時(shí)也能顯示和控制與該告警聯(lián)動(dòng)的視頻信號(hào)。

電子地圖

打開電子地圖，本路段全貌呈現(xiàn)出來，同時(shí)能看到視頻監(jiān)控的前端布設(shè)點(diǎn)位及告警配置信息等。通過視頻信號(hào)名稱或地理位置可以查找到相應(yīng)的視頻信號(hào)，可以在電子地圖上進(jìn)行告警處理等。

視頻檢測(cè)

本系統(tǒng)的視頻檢測(cè)實(shí)際是對(duì)視頻信號(hào)的質(zhì)量進(jìn)行診斷，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)視頻信號(hào)存在的問題，發(fā)出告警，以使系統(tǒng)得到及時(shí)的維護(hù)，確保視頻信號(hào)良好。

系統(tǒng)還可對(duì)診斷結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)出現(xiàn)異常情況的規(guī)律，對(duì)視頻質(zhì)量做出適當(dāng)?shù)念A(yù)測(cè)，可據(jù)此對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行提前檢查和處理，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的展望

從前面的操作體驗(yàn)中可以看出，本系統(tǒng)已具備視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能，同時(shí)還提供了一些方便實(shí)用的新功能，完全滿足高速公路視頻監(jiān)控和收費(fèi)稽查的要求。然而，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)該向行業(yè)化、智能化進(jìn)一步發(fā)展。未來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該在以下幾方面進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)：

系統(tǒng)應(yīng)更具有行業(yè)特點(diǎn)。

高速公路視頻監(jiān)控的主要場(chǎng)合不外乎外場(chǎng)道路沿線、隧道和收費(fèi)站，近期逐漸將服務(wù)區(qū)也納入監(jiān)控范圍，治超點(diǎn)等特殊場(chǎng)合也有可能進(jìn)入監(jiān)控范圍內(nèi)。高速公路的每個(gè)監(jiān)控場(chǎng)合各有其不同特點(diǎn)，有不同的運(yùn)營要求，因此對(duì)視頻監(jiān)控的要求也各不相同。理解了這些行業(yè)要求，就有可能提供更方便的操作模式，更直觀全面的監(jiān)視效果。

系統(tǒng)應(yīng)更具智能化

目前高速公路行業(yè)也在深受“互聯(lián)網(wǎng)+”的影響，各種先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新理念紛紛涌入，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)已為大家熟知。因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)充分利用云平臺(tái)靈活的資源配置來利用好既有的資源，并提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。另外，云平臺(tái)也為大數(shù)據(jù)分析提供了海量資源的準(zhǔn)備。部分?jǐn)z像機(jī)已具有一定的數(shù)據(jù)分析能力，如進(jìn)行車牌識(shí)別等，但攝像機(jī)的主要計(jì)算資源都集中于視頻的壓縮編碼和視頻信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)龋貏e將來采用H.265壓縮算法，其運(yùn)算量是當(dāng)前H.264算法的3倍左右，要真正做好視頻的壓縮編碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸，就不可能有太多的資源用于視頻信號(hào)的分析處理了。從廣電的視頻質(zhì)量可以看到攝像機(jī)的視頻壓縮處理還有很大的提升空間，而從每臺(tái)IPC都只能支持3個(gè)左右的碼流并發(fā)輸出可以看出網(wǎng)絡(luò)接口沒有得到充分利用。此外，在攝像機(jī)前端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析僅僅只孤立的利用了一臺(tái)攝像機(jī)采集到的數(shù)據(jù)，無法利用全系統(tǒng)內(nèi)不同設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析。由此可以看出，后臺(tái)進(jìn)行視頻的集中分析處理會(huì)成為一種必然的選擇，這種方式一方面增加了分析處理的靈活性，即要對(duì)哪些視頻信號(hào)進(jìn)行分析，針對(duì)哪些事件或?qū)傩赃M(jìn)行分析等，另一方面可通過簡(jiǎn)單的后臺(tái)升級(jí)來采用更先進(jìn)的大數(shù)據(jù)分析方法，提高分析的效率和準(zhǔn)確率。

系統(tǒng)應(yīng)更便于運(yùn)維

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，讓原來的矩陣+鍵盤的簡(jiǎn)單系統(tǒng)變成了由前端攝像機(jī)+IP網(wǎng)絡(luò)+后端存儲(chǔ)和軟件管理平臺(tái)等構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，通過軟件的整合，屏蔽了大量的硬件信息，從而提供了一個(gè)友好的業(yè)務(wù)管理界面，也就是更便于應(yīng)用。然而，這樣的復(fù)雜系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)維提出了很高的要求，原來的系統(tǒng)管理員很難對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的管理和維護(hù)，很多時(shí)候都得由廠家來主導(dǎo)，可見提高系統(tǒng)的運(yùn)維管理特性的重要性。

結(jié)束語

通過對(duì)申蘇浙皖高速公路上視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際操作體驗(yàn)，感受到了技術(shù)進(jìn)步，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)界面已遠(yuǎn)較以前的鍵盤友好，且能提供更豐富的功能和更全面的信息呈現(xiàn)。但系統(tǒng)變得更復(fù)雜，提供的大多是通用的功能，尚未廣泛采用當(dāng)前最新的技術(shù)，說明視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍有廣闊的提升發(fā)展空間。

作者單位：浙江省交通投資集團(tuán)有限公司申嘉湖杭分公司