科技城智慧天網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)質(zhì)量策略研究

周波

【摘要】本文對某市全市公安智慧天網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用、運(yùn)行質(zhì)量跟蹤分析，尋找到嚴(yán)重影響智慧天網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的主要因數(shù)，提出解決影響質(zhì)量的策略，合理應(yīng)用到現(xiàn)實生產(chǎn)場景，在實際運(yùn)行維護(hù)中起到了良好的作用，保證了智慧天網(wǎng)高質(zhì)量運(yùn)行。為今后全市智慧天網(wǎng)擴(kuò)容、改建、新建補(bǔ)點(diǎn)提供了技術(shù)參考，更好地協(xié)助智慧城市綜合管理。

【關(guān)鍵詞】智慧天網(wǎng);運(yùn)行;質(zhì)量

中圖分類號：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.16.001

1. 概述

某市科技城智慧天網(wǎng)項目建設(shè)運(yùn)行到目前為止已完成4期工程建設(shè)，目前已達(dá)到天網(wǎng)系統(tǒng)7套市縣主要監(jiān)控平臺、監(jiān)控大廳顯示大屏、圖像處理軟件、視頻服務(wù)器、圖像存儲器，以及各縣市區(qū)光纖線路接入、光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、前端監(jiān)控攝像頭、電源、桿路等6500余個遠(yuǎn)端監(jiān)控點(diǎn)位與卡口，覆蓋綿陽涪城區(qū)、游仙區(qū)、高新區(qū)、經(jīng)開區(qū)、安州區(qū)以及縣市（江油市、梓潼縣、鹽亭縣、三臺縣、北川縣、平武縣）區(qū)域內(nèi)主要城區(qū)、公路沿線范圍。業(yè)務(wù)主要為治安管控、偵查破案、反恐維穩(wěn)、智慧調(diào)度、人口管理、城市監(jiān)控、規(guī)范執(zhí)法、公共服務(wù)等綿陽市智慧城市管理服務(wù)。

某市天網(wǎng)項目主機(jī)平臺在市公安局機(jī)房，建有一套監(jiān)控主平臺系統(tǒng)，各縣市公安局所在地相應(yīng)建有一套監(jiān)控系統(tǒng)，各系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)、經(jīng)過電信傳輸系統(tǒng)對接市公安機(jī)房接口，完成圖像數(shù)據(jù)對接。監(jiān)控覆蓋綿陽市范圍各城區(qū)街道、公路、卡口、小區(qū)、人口密集場所等形成全市天網(wǎng)監(jiān)控圖像一體化管理。目前綿陽本地圖像還經(jīng)過電信傳輸系統(tǒng)上傳至省公安廳監(jiān)控平臺對接，納入省天網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)體系運(yùn)轉(zhuǎn)。監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量總體由平臺服務(wù)器系統(tǒng)、前端信息采集設(shè)備、光纖線路傳輸系統(tǒng)等各個環(huán)節(jié)構(gòu)成。

某市天網(wǎng)系統(tǒng)平臺有2種。綿陽現(xiàn)業(yè)、江油、安州、鹽亭、三臺采用海康威視平臺系統(tǒng)，梓潼、平武、北川采用浙江大華平臺系統(tǒng)。接入系統(tǒng)監(jiān)控總點(diǎn)位大約在6500左右，目前還在繼續(xù)新增監(jiān)控點(diǎn)位，綿陽現(xiàn)業(yè)天網(wǎng)監(jiān)控平臺系統(tǒng)及視頻服務(wù)器、圖像存儲器位于市公安局主機(jī)房，由電信、移動、廣電、聯(lián)通各自光纖線路傳輸系統(tǒng)匯聚到市公安主機(jī)房ODF架，接入接口服務(wù)器，經(jīng)圖像處理，由公安圖像中心監(jiān)控大屏顯示，或圖像中心值班臺式電腦進(jìn)行觀看，系統(tǒng)正常運(yùn)行各項參數(shù)指標(biāo)集中處理、分析、報告。市公安監(jiān)控系統(tǒng)平臺還接入市城管監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，市智慧交通系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，各縣公安天網(wǎng)系統(tǒng)自行建設(shè)一套獨(dú)立完整的天網(wǎng)系統(tǒng)，光纖線路傳輸由電信、移動、廣電接入到當(dāng)?shù)貐^(qū)域市縣公安ODF架后，匯聚到本地接入服務(wù)器接口，再經(jīng)過電信傳輸系統(tǒng)將監(jiān)控信號傳輸?shù)绞泄簿种鳈C(jī)房接口，縣市各自平臺監(jiān)控由縣市公安本地值班監(jiān)控，也可以滿足省、市需要調(diào)看市、縣監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)，全市平臺維護(hù)由九州視訊公司負(fù)責(zé)日常平臺系統(tǒng)運(yùn)行值守，各運(yùn)營商電信、移動、廣電負(fù)責(zé)各自接入點(diǎn)位的光纜線路的路由暢通和遠(yuǎn)端光貓設(shè)備的維護(hù)，桿路和電源引入由九州視訊公司負(fù)責(zé)維護(hù)與電費(fèi)繳納。系統(tǒng)維護(hù)流程貫穿于九州、電信、移動、廣電、廠家駐場技術(shù)人員等全流程、全響應(yīng)、全處理階段。由九州負(fù)責(zé)運(yùn)行故障分發(fā)、跟蹤、月度分析、半年考核原始數(shù)據(jù)提取分類。

2. 技術(shù)簡介

2.1 信息采集技術(shù)：

天網(wǎng)視頻監(jiān)控點(diǎn)位信息采集主要通過物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，將遠(yuǎn)端攝像頭采集的數(shù)字信號通過視頻技術(shù)，實現(xiàn)人、車、環(huán)境（背景環(huán)境）的感知，對人員的人體、人臉進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，對環(huán)境的態(tài)勢感知，為平臺提供數(shù)據(jù)來源。

遠(yuǎn)端攝像頭安裝在獨(dú)立的電桿上，也可以是一桿多機(jī)、一機(jī)多用、一機(jī)多采。

攝像頭采用400萬像素全結(jié)構(gòu)化球機(jī)：具有主要的功能：紅外夜視250M，鏡頭變倍不低于32倍，支持機(jī)動車、非機(jī)動車、人臉、人體的檢測，支持跟蹤、抓拍、上報最優(yōu)抓圖畫面。機(jī)動車屬性（車牌及顏色，車輛類型及車身顏色，安全帶，抽煙，打電話，車內(nèi)飾品），非機(jī)動車屬性（車身類型及顏色，騎車人數(shù)，上衣類型及顏色，帽子），人體屬性（上衣類型及顏色，性別，表情，戴眼鏡，戴口罩），具有絆線入侵、區(qū)域入侵、穿越圍欄、徘徊檢測、物品遺留、物品移除、快速移動檢測報警;支持聯(lián)動跟蹤、電子防抖、光學(xué)透霧。供電方式AC220V/3A±2;接口類型BNC接口+RJ45接口+485接口。

立桿：6.5m高*（2-5m）長，圓錐型。立桿材質(zhì)采用碳素結(jié)構(gòu)鋼或采用的低合金結(jié)構(gòu)鋼。桿件防雷接地，地阻在10歐姆以下。

400萬像素人臉抓拍：400萬CMOS AI多攝全結(jié)構(gòu)化雙鏡頭一體機(jī)。具有專業(yè)智能功能，復(fù)雜場景的深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)全結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)精準(zhǔn)采集，實現(xiàn)全方位態(tài)勢感知，抓拍人臉：支持對運(yùn)動人臉進(jìn)行抓拍等

400萬像素槍球一體機(jī)：主要功能：支持深度學(xué)習(xí)算法，有效提升檢測準(zhǔn)確率;支持機(jī)動車、非機(jī)動車抓拍，支持人體抓拍、絆線入侵、區(qū)域入侵、穿越圍欄、徘徊、快速移動檢測;支持聯(lián)動跟蹤;槍球一體化設(shè)計，兼顧全景與細(xì)節(jié)，設(shè)備具備全景，支持H.265編碼，實現(xiàn)超低碼流傳輸。

卡口點(diǎn)900萬像素抓拍攝像機(jī)，圖像尺寸4096×2160，支持自動識別背光、運(yùn)動速度、霧（雨）天、正常等場景，車牌捕獲率≥99%，車牌識別準(zhǔn)確率≥99%，配置高截光LED補(bǔ)光燈以及爆閃燈。

2.2 平臺圖像存儲技術(shù)

視頻存儲服務(wù)器：配置兩顆64位8核處理器，主頻2.1GHz，內(nèi)存配置不低于48GB，采用DDR4，單臺服務(wù)器最大支持不低于256GB，可組成多個DDR4通道，單設(shè)備應(yīng)支持最大磁盤數(shù)量≥36;單盤≥14TB企業(yè)盤，單服務(wù)器配置2個GE網(wǎng)卡和2個10GE網(wǎng)卡，單臺可支持?jǐn)z像機(jī)接入不小于3024路;可同時支持視頻存儲不小于1024路，視頻轉(zhuǎn)發(fā)不小于1024路，錄像下載不小于512路。

視頻云存儲管理軟件：具有視圖接入、視圖緩存、視圖轉(zhuǎn)發(fā)、設(shè)備注冊、注銷，實時瀏覽、云臺控制、錄像回放等業(yè)務(wù)功能，支持統(tǒng)計視頻設(shè)備的在線率、離線率、當(dāng)前狀態(tài)、錄像完整性、丟包率報表統(tǒng)計，支持視頻流和圖片流直存，無需額外接入單獨(dú)的轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，支持H.264、H.265等多種編碼格式，支持通過Web進(jìn)行系統(tǒng)的集中配置和管理，支持通過網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)告警上報、性能報表統(tǒng)計、拓?fù)涑尸F(xiàn)，支持按照指定設(shè)備、通道、時間、報警信息等要素檢索聯(lián)網(wǎng)設(shè)備歷史圖像資料進(jìn)行跨域遠(yuǎn)程回放和下載，具有備份功能：手動實況備份、告警聯(lián)動實況備份、手動歷史錄像備份、告警歷史錄像備份、前端歷史錄像備份

道路交通智能終端服務(wù)器：采用嵌入式Linux操作系統(tǒng);支持不低于12路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)接入;支持大容量存儲，單塊硬盤1*4T硬盤、具有圖片合成、字符疊加、正反卡口抓拍圖片合成、相同道路交通車牌去重、故障恢復(fù)功能（具有車流量統(tǒng)計、區(qū)間測速、黑白名單功能;支持安全登錄、WEB會話Session ID、數(shù)據(jù)傳輸加密、固件完整性等安全檢驗;具有跨網(wǎng)段訪問攝像機(jī)和斷網(wǎng)續(xù)傳功能;

卡口磁盤陣列：硬件架構(gòu)：配置iSCSI、CHAP、LACP存儲協(xié)議，采用非服務(wù)器架構(gòu)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計，標(biāo)準(zhǔn)4U機(jī)架式設(shè)備，支持高速緩存16GB以上;配置BBU（鋰電池保護(hù)）+Flash卡確保緩存數(shù)據(jù)零丟失，可保護(hù)緩存數(shù)據(jù)斷電長達(dá)72小時;RAID保護(hù)方式：RAID 0，1，3，5，6，10，30，50，60，磁盤系統(tǒng)：最大可支持1024個LUN，LUN大小256TB;支持SAS/SATA硬盤與SSD硬盤同機(jī)柜混插，支持本地?zé)醾浔P、全局熱備盤技術(shù)

2.3 光纖線路傳輸技術(shù)

遠(yuǎn)端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)輸出圖像數(shù)字視頻信號通過桿體上的ONU光貓設(shè)備接入至局端OTL，光纖線路之間通過光分路器（一般采用光分比為1∶8或1：16配置）實現(xiàn)多點(diǎn)到局點(diǎn)的接入。傳輸1080P高清攝像機(jī)信號，電信EPON傳輸技術(shù)作接入組網(wǎng)靈活，系統(tǒng)穩(wěn)定性較高。

網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議：接入IP協(xié)議，傳輸層TCP和UDP協(xié)議

媒體傳輸協(xié)議：視頻流基于IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸時支持RTP/RTCP協(xié)議。

信息傳輸延遲時間：前端設(shè)備與信號直接接入的監(jiān)控中心相應(yīng)設(shè)備間端到端的信息延遲時間應(yīng)不大于2s;前端設(shè)備與用戶終端設(shè)備間端到端的信息延遲時間應(yīng)不大于4s。

建議傳輸帶寬：30Mbps--50Mbps（400萬像素全結(jié)構(gòu)化球機(jī)、400萬像素全結(jié)構(gòu)化槍機(jī)）：51Mbps--100Mbps（400萬像素槍球一體機(jī)、高點(diǎn)監(jiān)控、900萬像素卡口）。

2.4 運(yùn)維管理技術(shù)

運(yùn)維管理服務(wù)器：CPU：1顆，Hygon7151，內(nèi)存：64GB，DDR4內(nèi)存硬盤：單硬盤容量最大可支持到8TB，SATA硬盤，網(wǎng)卡：板載2x1000Mb網(wǎng)卡

中心管理服務(wù)器：CPU：1顆Hygon，7151內(nèi)存：64GB，DDR4內(nèi)存、硬盤：8塊，3.5"熱插拔硬盤，單硬盤容量可到8TB SATA硬盤。

中心管理單元：負(fù)責(zé)從配置服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，與各個應(yīng)用服務(wù)（接入服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)、存儲服務(wù)）進(jìn)行通信，管理各類視頻任務(wù)（瀏覽、回放、錄像、云臺、上墻等），處理碼流管理、級別搶占、任務(wù)調(diào)度、負(fù)載均衡控制等邏輯，各節(jié)點(diǎn)之間通過中心管理服務(wù)進(jìn)行級聯(lián)，實現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)資源調(diào)度、雙機(jī)熱備、集群管理、實錄分離、星型聯(lián)網(wǎng)等功能。

3. 運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)及運(yùn)行質(zhì)量評價考核

平臺運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)：監(jiān)控點(diǎn)位在線率、圖像清晰度，

傳輸通道設(shè)備技術(shù)指標(biāo)：掉包率

光纖線路技術(shù)指標(biāo)：光衰合格率

電源指標(biāo)：監(jiān)控點(diǎn)位掉電率

其他指標(biāo)：樹木遮擋觀看圖像

運(yùn)行質(zhì)量評價：由各接入運(yùn)營商、九州視訊提供月度運(yùn)行質(zhì)量分析，由公安局所對區(qū)域內(nèi)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量給予半年年度評價考核。

4. 天網(wǎng)合作單位的維護(hù)職責(zé)界面與日常故障處理

天網(wǎng)運(yùn)行平臺：由廠家（?？低?、浙江大華）三年維保負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程及中心現(xiàn)場駐場技術(shù)人員處理。

光纜及傳輸設(shè)備：由運(yùn)營商（電信、移動、廣電）對應(yīng)視頻采集點(diǎn)位接入界面，并負(fù)責(zé)處理各自光纖線路接入、光貓及傳輸鏈路的開通、故障處理。

桿路、攝像機(jī)（球機(jī)、卡口槍機(jī)）、電源：由九州視訊公司負(fù)責(zé)管理第三方代維公司施工維護(hù)人員具體點(diǎn)位的安裝、搭電、調(diào)測、開通、交付監(jiān)控平臺以及故障處理，并負(fù)責(zé)電費(fèi)繳納等。

5. 天網(wǎng)運(yùn)行故障分析

平臺系統(tǒng)運(yùn)行到目前為止，未發(fā)生故障。故障主要在光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)、線路以及桿體、攝像機(jī)、電源方面，按月對天網(wǎng)設(shè)備故障處理詳單原因分類匯總，圖1為2021年2月、3月故障處理實例。

影響天網(wǎng)質(zhì)量的主要因數(shù)以2020年度1-12月份故障處理匯總數(shù)據(jù)為例：

從故障處理類型分析，影響天網(wǎng)質(zhì)量的主要因數(shù)排序為：1、市政公路施工造成光纖線路中斷次數(shù)最多，2、傳輸設(shè)備傳輸信號掉包網(wǎng)絡(luò)故障、3、設(shè)備故障中光貓設(shè)備因室外高溫、夏天雷電損壞，4、電源故障主要是空開跳閘或市電片區(qū)停電造成區(qū)域大面積監(jiān)控點(diǎn)位中斷監(jiān)控信號，5、前端攝像頭采集圖像模糊不清，6、前端攝像頭壞，無采集信號輸出，7、城市樹木增長過快，造成圖像遮擋，監(jiān)控圖像不清。8、外力撞擊（汽車撞擊）桿體造成攝像頭、光纜中斷。

6. 應(yīng)用策略 提高質(zhì)量的方法以及采取的措施

綜合協(xié)調(diào)法：根據(jù)影響天網(wǎng)質(zhì)量的主要因數(shù)排序得出：因城市道路增寬改建、擴(kuò)建、鋪瀝青路面、建綠色人行通道、美化人行道路造成監(jiān)控點(diǎn)位光纖、光交接箱中斷，應(yīng)采取的措施是：在市政施工前提前開好多方協(xié)調(diào)會協(xié)調(diào)，做好光纖應(yīng)急迂回預(yù)案，及時優(yōu)化調(diào)整開通光纖備用路由。及時辦理城市管道路面開挖證。

專人看守法：在市政施工中，派維護(hù)人員隨工現(xiàn)場看護(hù)，布放安全警示帶、警示燈提示，對市政野蠻施工單位及時制止，大型基建開挖設(shè)備施工影響光纜線路，減少外力施工造成光纖通信中斷影響。

臨時開通法：對已中斷監(jiān)控點(diǎn)位，無法現(xiàn)場恢復(fù)光纖或光交箱的，需要保留點(diǎn)位在線，應(yīng)組織多方技術(shù)人員另行選點(diǎn)，臨時開通監(jiān)控點(diǎn)位。

正式恢復(fù)法：跟蹤市政施工進(jìn)度，分步驟及時重新安裝光纖交接箱、布放光纖、新建桿路、布放電源線、還原重新開通調(diào)測監(jiān)控點(diǎn)位視頻圖像，撤除臨時開通點(diǎn)位設(shè)備與線路。

市電直供法：片區(qū)停電造成監(jiān)控點(diǎn)位信號中斷的主要監(jiān)控點(diǎn)位在是小區(qū)、居民戶轉(zhuǎn)供電，或城市路燈電源，小區(qū)、居民戶主容易關(guān)總電源，建議監(jiān)控點(diǎn)位電源線搭電點(diǎn)盡量采用直供電，城市路燈電源白天將關(guān)閉總閘，晚上根據(jù)天氣陰暗才開啟城市路燈照明。建議使用供電直供電，減少城市路燈開關(guān)風(fēng)險。開關(guān)跳閘應(yīng)及時排除隱患或更換保護(hù)開關(guān)。

雷雨季巡檢法：對前端光貓設(shè)備因室外高溫、夏天雷電損壞，每年雨季到來時全部點(diǎn)位安排巡檢1次，重點(diǎn)對接地線是否老化（地阻是否合格）、超期限服域的光貓老化進(jìn)行更換，或攝像頭更換。

剪枝法：對城市樹木增長過快，擋住了攝像機(jī)鏡頭信號，造成圖像遮擋，監(jiān)控圖像不清的點(diǎn)位，重點(diǎn)協(xié)調(diào)城市環(huán)衛(wèi)所，派工人安排1次點(diǎn)位附近的修剪樹枝。

技術(shù)攻關(guān)法：對傳輸設(shè)備傳輸信號掉包嚴(yán)重的，故障點(diǎn)位難以判斷，涉及鏈路過長，從平臺、傳輸設(shè)備、光纖線路、終端點(diǎn)采集設(shè)備等多方聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)，找出掉包原因，及時處理，恢復(fù)正常高清圖像。

設(shè)備光貓故障，在接單后2小時內(nèi)更換備用光貓，配置IP地址參數(shù)。

如遇外力撞擊，應(yīng)配合交警，加強(qiáng)現(xiàn)場處理管控，及時安排施工隊伍搶修，做好責(zé)任賠付工作。

7. 結(jié)束語

作者對某市天網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量分析，對全市整體天網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的了解、熟悉、參與，重點(diǎn)負(fù)責(zé)電信光纖線路及傳輸系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的管理，從故障處理分析中找到嚴(yán)重影響視頻監(jiān)控質(zhì)量的主要原因，并提出應(yīng)對策略，有效指導(dǎo)綿陽全市天網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量提升，非常具有現(xiàn)實意義。截止發(fā)稿時，天網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量穩(wěn)步提升，故障發(fā)生率降低，光纖線路故障處理時限大大縮短，三家接入網(wǎng)路運(yùn)營商（電信、移動、廣電）以及九州終端維護(hù)商配合密切，處理及時，保障了某市天網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量良好，中國電信某分公司為某市科技城智慧城市建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何強(qiáng).四川“全球眼”業(yè)務(wù)平臺建設(shè)及組網(wǎng)方案建議（即平臺規(guī)劃）.四川通信科研規(guī)劃設(shè)計有限公司.2006，49-53

[2]徐正清.EPON技術(shù)和應(yīng)用探討.通信網(wǎng)技術(shù)理論觀察[J].2007，2（4）：195-196

[3]陳小東，施剛，雷弘麟，曾海彬，杜玲，鄧曉紅，張樊.四川電信FTTH運(yùn)維培訓(xùn)（專用教材），