公共安全突发事件无线移动智能视频监控车的实现方案.pdf
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1、203CPSE 第十三届安博会(2011.11.1-4深圳会展中心)随着现代科学技术与信息社会的进一步发展,人们对获取的信息要求越来越高,因而视频监控的应用越来越广泛。视频监控主要完成的功能是,能对另一个地方的事物和发生的事情的视频进行监视和控制。所谓监视,即是指对被监控场景的了解和掌握;而所谓控制,则是对被监控地点的事情的一种反应。无线移动通讯网络的发展,为各种智能设备的远程无线通讯提供了新的手段,也成为了嵌入式系统应用的一个重要领域。无线移动视频监控系统是将监控前端设备的音视频数据通过无线移动通讯网络传送到监控中心,从而实现实时的远程图像传送和移动监控的目的。本文论述一般车载式无线移动视频
2、监控系统的组成、原理,公共安全突发事件无线移动智能视频监控车应具备的智能化功能及其实现方案,以及这种监控车的应用范围。雷玉堂公共安全突发事件无线移动智能视频监控车的实现方案Intelligent Transport System智能交通无线网络的发展,给视频监控技术又带来了全新的应用方式。如利用公共移动通讯网络,就可以将多个难于连线的监控点与控制中心连接起来,达到无线移动视频监控的目的。而这种无线移动视频监控系统,由于其无需连线,而具有安装方便、灵活性强、性价比高等特性,而被很多行业所接受,它在军事、公检法、安保、金融、交通、电信、电力、石油、新闻、消防、水利等领域,有线网络无法到达的地方,以
3、及人员无法接近的场所,尤其在公共安全重大突发性事件中得到广泛的应用。一般,公共安全重大突发性事件包括:战争、地震、台风、洪涝、飞机失事、火车出轨、客轮遇险、特大交通安全事故、特大建筑质量安全事故、民用爆炸物品和危险化学品特大事故、生物恐怖事件、山体崩塌滑坡、井下透水/瓦斯/坍塌、锅炉/压力容器/压力管道和特种设备特大事故、特大急性中毒、重大疾病与突发性疫情、重大环境污染、聚众械斗/骚乱/暴乱/叛乱、邪教活动、核泄露事故、网络黑客事件以及其他特大安全事故等。这类公共安全重大突发性事件的共同特点是,具有突然性;没有预见性或难以预见等。因此,我们必须在平时制定相应的应对预案,以加强对此类事件的监控。
4、除避免事件发生外,一个重要目的是,能对突发事件顺利地实施监控和采取应急救援等措施。信息和网络技术的应用,是应急救援预案设置工作的一项重要内容,是保证突发性事件应急指挥和处理所必须的硬件。只有在一个有效、高速、安全的现代信息网络上才能实现快速反应,从而达到应急指挥和监控的目的。因此,可以将视频监控系统安装在可以高速移动和机动的车辆或飞机上,这就将应急指挥的监控范围和应急程度大大提高。由无线移动数字图像传输设备组成的车载式视频图像传输系统,主要目的是,用于移动车辆对应急指挥中心的数据、语音和图像进行实时传输。这就可使指挥机关和领导能在指挥中心或在办公室中甚至首长车内看到实时传输的现场图像和声音,如
5、亲临现场及时了解重大突发事件现场实况,从而可作出准确的分析判断,以达到实时指挥,提高决策系统的快速准确性,增强快速反应能力、指挥能力和突发事件的处置能力。因此,保证信息的可靠、安全和实时快速传输是该系统的核心要求。所以,车载式无线移动视频监控系统的研究和应用,对于提高应急指挥快速反应能力,打击恐怖活动,打击各种犯罪,维护社会安定,保障人民生活安全,有效处理各种突发事件,具有重要的社会、政治和经济意义。随 着 通 讯 技 术 的 发 展,以CDMA、GSM/GPRS为主的移动通信网络发展迅速。目前,中国联通和中国移动网络覆盖广,各基站设备设施先进,对自然环境的抗风险能力较强。因此,以CDMA、G
6、SM/GPRS网络为基础形成的数据服务,不受地理环境和天气条件的限制而组网方便,对应用所需的额外设备要求不高,投资和运行费用低,并且数据传输准确,安全可靠性高,时效性和带宽基本满足大部分业务的信息传输要求。尤其3G将过渡到CDMA-OFDM调制技术,而能弥补CDMA的缺陷PDA?INTERNET?1?DVS?DVR?2?1PDA?INTERNET?1?DVS?DVR?2?1图1、车载式无线移动视频监控系统的组成及原理框图图2、车载系统的组成及原理框图205CPSE 第十三届安博会(2011.11.1-4深圳会展中心)传输高速视频。所以,在公共安全重大突发性事件里,采用无线传输公用通讯网络方式的
7、车载式移动视频监控是一种较好的选择。本文论述一般车载式无线移动视频监控系统的组成、原理,公共安全重大突发性事件无线移动智能视频监控车应具备的智能化功能及其实现方案,以及这种监控车的应用范围。一般车载式无线移动视频监控系统的组成与工作原理车载式无线移动视频监控系统,是将拾取视频图像的摄像机安装在可开动的车上,并利用公用移动通信网络,将远程的多个监控点设备(含利用手机摄取的视频信息)连接起来,而进行的一种传输视频和控制信号的系统。实际上,这种无线移动视监控系统,是通过在基于BREW平台的手机或者具有嵌入式操作系统的PDA上安装专用的视频解码软件,用户就可以随时随地打开手机或PDA,通过公用移动通信
8、网络去进行监控。据此,也可查看家中、公司的情况,从而能放心地工作和旅行。因此,这种无线移动视频监控不受时空限制,而非常灵活、方便、实时、实用。而且,由于手机号码的唯一性,这种监控又非常安全可靠,加上成本低,又能实现现场无人职守等视频监控功能,因而其应用将非常广泛,是视频监控发展的一个方向。显然,这种移动多媒体业务,被看成是3G时代的主要业务应用。车载式无线移动视频监控系统,采用了先进的视频压缩算法H.264或MPEG4流媒体视频数据压缩技术的无线传输网络解决方案,并整合了公用移动通信网络的数据通讯功能和数字视频编码功能。即把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩,通过智能无线通讯终端发射到公用移动
9、通信网络,实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码,链路的控制维护等功能。根据应用,把实时动态图像传到距离用户最近的联通通信网络。并可以通过internet访问系统服务器得到实时图像信息。该系统整合了公用移动通信网络和internet网络的优势,从而在空间和距离上产生了突破性拓展。车载式无线移动视频监控系统的组成与工作原理框图如图1所示。由图1可知,车载式移动视频监控系统主要由监控前端的车载系统、移动终端、传输网络、远程监控管理中心等四个部分组成。现分述如下:监控前端监控前端这里主要是车载系统,这种车载系统的组成及原理框图如图2所示。由图2可知,车载系统主要由48台摄像机、无线网络视频服
10、务器DVS或无线网络数字硬盘录像机DVR、以及微机或笔记本电脑与监视器、手机与对讲机等组成。这种车载系统可安装在不同用途的车、船、飞机上,如安装在公共安全重大突发性事件监控车、交警流动监控车、110巡逻车、红十字救护车、银行运钞车、电视采访车、公交车、长途巴士、出租车、消防车等车辆及船舶、直升机等可移动运载工具上,从而可实现对异地事发现场的实时监控。显然,选择摄像机的多少是根据车的大小与需要而设,并可根据需要选择十字标尺摄像机(一般至少选12台),以便对目标的距离与大小进行检测,以及对现场易倒塌的物体进行预/报警等。由图2可看到,摄像机所采集的视频信号输入到无线网络视频服务器或嵌入式无线网络数
11、字硬盘录像机或安装视音频压缩卡的PC式无线网络Intelligent Transport System智能交通DVR中,它一方面将视频信号分割显示在监视器与微机屏幕上;另方面经H.264或MPEG4编码、压缩为数字信号,并按照标准的无线移动网络通信协议发送到无线移动网络,供移动终端显示和传输到远程监控管理中心去处理。通过微机,还可控制安装在车顶上的摄像机的电动变焦镜头、全方位云台、室外防护罩雨刷及红外灯开关等。值得指出的是,这里专用的无线网络视频服务器或无线网络DVR是监视系统前端的核心设备,它集成了视频捕捉、视频分割、视频编码压缩、网络传输及报警触发等功能。它们根据预定的间隔定期采集视频数据
12、,将选中的模拟视频信号编码压缩成所需格式的数字视频流,通过公用移动通信网络模块无线发送。前端还可采用三可变夜视级摄像机,并配备红外聚光灯等,解决大雾、暴雨等恶劣环境下的照明问题。无线移动监视系统前端的车载系统,采用汽车蓄电池进行供电。各监视前端,通过公用移动通信网络无线信道连接监控中心的监视系统服务器,由视频监视系统软件进行集中显示和统一管理。移动终端移动终端,包括有中国联通的CDMA与中国移动的GSM/GPRS网络运行BREW/WinCE/Linux平台的手机、3G手机,或者PDA以及带CDMA网卡的笔记本电脑等。显然,这些终端需安装专用视频解码软件,方可实现移动视频监控功能。值得指出的是,
13、装有摄像头的手机同时也是移动采集端,其所采集的图像除可传给其他移动终端外,也可传到监控管理中心。传输网络移动视频监控系统的传输网络,采用中国联通的CDMA与中国移动的GSM/GPRS公用移动通信网络以及3G的公用移动通信网络来实现视音频实时监控。本系统目前优先考虑CDMA方式,在CDMA信号覆盖不良的区域才选择GRPS方式,待3G的CDMA-OFDM方式全部启用后,再完全采用CDMA-OFDM传输方式。远程监控管理中心,可以通过internet访问系统服务器得到实时的图像信息。由于系统整合了公用移动通信网络和internet网络的优势,从而在空间上和距离上产生了突破性的拓展。远程监控管理中心远
14、程监控管理中心,除电视墙与声光报警等设备外,按照逻辑功能可划分有数据库服务器、管理服务器、流媒体服务器和备用服务器等服务器群。数据库服务器提供系统数据的集中管理服务。该服务器采用MySql数据库进行数据综合管理,主要用于移动终端的流媒体业务支持能力的协商。该数据库系统功能有:用户帐号、登录信息管理;DVR与视频服务器信息管理;计费和流量统计管理等。管理服务器主要负责与数据库交互,为整个移动监控系统提供业务逻辑控制。其功能模块包括建立并维护多个客户端的网络连接;鉴权和身份认证;维护用户的登陆会话;接受用户的服务器定位搜索请求,从数据库服务器返回结果;根据用户的监控点要求,将用户需要浏览的服务器数
15、据流重定位到客户端设备。流媒体服务器是移动流媒体业务平台的服务器,是提供流媒体业务的核心设备,主要负责移动流媒体的录像保存、实时流媒体转发和码流负载均衡控制等。备用服务器在管理服务器或者数据库服务器发生意外故障的时候,能够自动转入服务状态,以替代执行管理服务或者数据库服务。备用服务器与主服务器组成双机冗余热备系统的可靠性设计,以确保整个系统工作的可靠性。总之,车载式无线移动视频监控系统,是集无线移动通讯网技术功能和数字视频编码技术为一体,把摄像机拍摄的图像信息经过压缩,通过无线移动通讯接口发射到公用移动通信网络。根据应用,把实时图像传到手机、PDA、营运商网关。我们还可以通过Internet从
16、营运商网关得到实时图像信息。这种移动视频监控系统,具有经济,可靠、高效、便捷、安全的突出特点。尤其可在移动状态传输视频,部署非常灵活、广泛,真正实207CPSE 第十三届安博会(2011.11.1-4深圳会展中心)现了“千里眼、顺风耳、处处通”,使人类视觉得到了无限延伸!无线移动智能视频监控车应有的智能功能应有防止罪犯遮挡、破坏摄像机的检测识别与预/报警的智能功能这一智能功能是保障安防监控系统安全正常而又稳定可靠地工作的保证,而属于最基本的智能功能。因为当犯罪分子企图实施犯罪而遮挡摄像机、或使摄像机转向、或剪断电源线等时,被智能监控系统侦测与捕捉后,会立即进行声光报警,以便能及时抓捕罪犯,保障
17、车载安防监控系统能安全正常而又稳定可靠地工作。应有人员异常行为的检测识别与预/报警的智能功能这一智能功能的好处是,当罪犯拿出刀或枪对准车上工作人员或司机进行威胁时,智能系统即能分析识别为异常。这时,就能立即启动声光报警,从而可抓捕罪犯,以保障监控车工作人员与司机的安全。应有人的面像的检测识别与预/报警的智能功能这一智能功能的安置,能检测有案底的罪犯在公共安全突发事件处或附近露面的面像,当将所获面像与数据库中被通辑的留有面像等的案犯的面像相同时,就会立即启动声光报警,而使犯罪分子落网。最好应有人的步态的检测识别与预/报警的智能功能这一智能功能的好处是,当有案底的罪犯在公共安全突发事件处进行煽动或
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