視頻監控系統在體育場館中的應用探討

時間:2014-04-05 來源:英飛拓 點擊:4807次

1. 前言

近年來,隨著全民健身運動的提倡和國家對體育環境的大力投入,越來越多大型體育場館開始或者已完成建設。特別是剛剛結束的2012倫敦奧運會,中國體育健 兒在奧運會上發揚的體育精神更引燃了市民的運動熱情。在大型體育場館內將會舉辦盛大體育賽事、大型演出,同時體育館也會面向廣大市民開放、使用。體育場館 在使用期間的安全問題關系到運動員、演員、群眾及財產的安全。

體育場館的安保體系是集功能強大的人防和技防為一體的混合體系。而隨著現代視頻監控的高清化和智能化的興起,視頻監控系統已經成為體育場安全防范體系的重要組成部分之一,設計一套安全、可靠、實用、可擴展、技術先進的視頻監控系統尤為重要。

2. 設計思路

視頻監控系統在經歷傳統模擬系統到IP數字系統的轉變過程,采用網絡高清視頻監控系統由于能提供高清實時視頻、錄像、回放、報警聯動及智能視頻分析等高新技術的應用,可以大大減輕現場安保人員的人力投入和全局安保。

體育場館是為舉行賽事,活動的大型建筑群體,在體育賽事或者活動舉行時,其人員出入流動大,重要的專業設備多,部分區域人群密集度高。在賽后,體育場館又是市民健身休閑的主要場合,需要保證市民在場館內的安全以及體育場館自身的財產安全。

體育場館安防建設主要包括視頻監控、出入口門禁控制、周界入侵報警、電子放哨及車輛管理等五個部分。

其中能體現技防的視頻監控系統在體育場館有以下幾個方面的實際需求:

  • 對體育館內外全方位、高清晰、實時的視頻監控并可以實現控制。

  • 場館內突發事件的主動告警、聯動及與人防相配合的現場指揮。 

  • 物品丟失及偷盜行為的錄像查詢及回放。

  • 特殊場景的智能行為分析,如人員入侵、人數統計、物品遺留等

  • 門禁系統聯動,如遇特殊情況將嫌疑人控制在現場,以便安保人員以及警方抵達現場。

  • 系統開放性:由于安防系統功能的特殊性、聯動的復雜性、集成的層次性,需要充分考慮各子系統之間的開放性。 

3. 系統特點

目前,視頻監控系統在市場上給用戶仍然在宣傳“新技術、新產品”的概念,其中新技術當仁不讓的會提到全IP網、高清,智能分析等字眼。那么,這些新興技術 在體育場館的視頻監控建設時是否能成熟、穩定、可靠的運用。接下來讓我們來分析下這些新技術的特點和實用性。

網絡技術

無疑,網絡的快速發展也極大的推動了視頻監控IP化的發展。在經歷了幾年前玩IP化概念的時代到今天琳瑯滿目且較為穩定的網絡產品。全數字化網絡視頻 采用網絡來傳輸視頻,以系統具有強大的無縫擴展能力的特點已經被市場所認可。所有的設備都以IP地址進行標識,增加設備只是意味著IP地址的擴充。而要解 決與設備兼容或者與其它系統融合的問題也異常簡單。采用統一、標準的ONVIF協議即可完成一系列攝像機的接入。從實用性來說,平臺所提供的接入服務器功 能,能完美的與其它系統進行融合。聯動方式靈活,可以由用戶自己定義,能夠充分滿足任何特殊、復雜應用系統的要求。

高清技術

對于視頻監控系統而言,圖像清晰度是反饋給安保人員最直接、最關鍵的技術指標。隨著數字信號處理技術的不斷進步和各類高效壓縮算法的出現,目前已經可以實現高清視頻在低帶寬下的傳輸,讓人眼對體育場館內重要區域能看的更清、更細致,辨識效果更好。

IP攝像機實現了高清晰的畫質及高可靠性。在實際建設時,可根據實際需求靈活的選擇前端設備,比如比賽場地、賽事出入口等采用infinova高清槍式攝 像機。體育場館外及場館內空曠區域等可采用infinova高清快球攝像機。在光線內外差異較大的區域,可采用infinova的寬動態高清攝像機解決背 光問題。

智能分析技術

在安防監控領域,智能視頻分析技術所代表的第四代視頻監控系統,正在快速推向市場。單純的數字化、網絡化視頻監控技術僅僅解決了傳輸與控制的問題,而對于大型體育場館監控聯網系統,要實現真正的高科技應用整合還必須合理運用智能化的監控系統技術。

Infinova公司自主研發的核心算法是通過使用國際先進的計算機視覺技術和視頻圖像處理技術相結合,能對樹葉搖晃,光照,陰影特殊處理,在復雜背 景下,性能表現良好;已具備入侵檢測、人數統計、人員徘徊、軌跡跟蹤、物品遺留等智能化的功能。同時具有較高的檢測率,較低誤報率和漏報率。同時能提供視 頻異常檢測的服務,包括偏色、遮擋、噪聲干擾、視頻信號丟失、亮度過高。當前端攝像機出現異常時,立即能告知平臺報警,安保人員去現場及時排除狀況。

4. 實際案例剖析

某體育館是廣東地區首個按NBA國際標準設計建設的體育場館,系統全部采用全IP網絡攝像機,部分重點點位采用高清IP攝像機。整個系統示意圖如下所示:

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前端采集

主要負責現場音視頻數據的采集,并可以通過控制信號對現場攝像機進行遙控,達到收集現場數據、實時監控的目的。前端監控點通過IP通信網絡講編碼后的數據 信息傳輸到中心管理平臺集中管理和控制。本系統采用了約300個攝像機分別部署于大廳出入口、走廊、場館比賽區、觀眾區、場館頂端馬道層、車庫、場館外圍 道路、廣場等重要位置,以實現客戶要求的全方位視頻覆蓋。其中比賽場地、入場閘口采用高清攝像機進行監控能達到很好的效果。

系統由于前端攝像機較多,且監控點較為分散,故對前端設備采用分布式管理。將場館分為A/B/C/D四個弱電間;室內、室外的攝像機均采用就近接入原則,將其接進離攝像機較近的弱電間,然后統一傳到中央機房,系統原理圖如下所示:

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網絡傳輸交換

網絡傳輸進行整個系統數據傳遞的主要部分,其核心設備是接入點二層交換機和中心機房的核心三層交換機。主要負責將前端IP攝像機數據傳遞到控制中心, 經由流媒體進行轉發至電視墻,或者是轉發給網絡存儲設備;將控制中心用戶發出的控制命令發送至前端攝像機,以完成攝像機的PTZ操作。

項目在前端數據采集點共配備20臺24口二層交換機,分別分布在四個弱電間一樓以及音頻控制室機房內;在中心機房配備2臺三層交換機。二層交換機與三層交換機之間通過光纖連接,中心機房的三層交換機之間用萬兆光纖連接已保證高清視頻的帶寬傳輸要求。

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平臺管理

完成此次視頻監控任務的重要操作平臺,該平臺采用英飛拓數字視頻監控軟件,本平臺管理軟件繼承矩陣系統的主要功能特點,同時支持ONVIF協議能兼容 多種IP前端設備接入,提供語音對講,錄像檢索、回放,支持各種報警信號聯動,支持遠程視頻控制,支持智能分析模塊,能提供SDK滿足第三方系統的接入。

平臺管理是整個網絡監控系統的核心,其主要設備是若干臺大型數字視頻網絡管理服務器(中心服務器)、流媒體服務器、錄像服務器、視頻管理客戶端、視頻解碼器、電視墻、網絡鍵盤等。

平臺采用C/S架構,同時又支持B/S架構。對于C/S架構的應用來說,可以分為兩部分:一部分為server即控制中心,一部分為client即客 戶端??刂浦行牟渴鸶鞣N管理服務器,用于管理網絡視頻的存儲、媒體轉發、訪問權限、控制權限等,屬于管理層;客戶端部署客戶端管理電腦、控制鍵盤及電視墻 等,用于實現視頻監控系統的各項操作,屬于操作層。

數據存儲

由于采用高清監控設備,而且系統為統一管理及統一存儲的模式,采用服務器+IPSAN的存儲模式能很好的完成統一存儲的需求,IPSAN能提供大容量 的存儲同時能支持大量數據的并發寫入。整個系統的視頻數據在體育場館的安保中心進行集中存儲,方便錄像的統一管理,增加了數據管理的便利性,統一的高性能 海量存儲設備提高了數據存儲的安全性和可擴展性,數據可以方便地進行備份。

本系統采用的數字網絡化的視頻安防監控系統解決方案是基于數字視頻技術和網絡傳輸的視頻安防監控系統,綜合運用多媒體視頻技術、計算機網絡技術、工業 控制技術,實現了視頻/音頻的數字化、系統的網絡化、應用的多媒體化以及管理的智能化。系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化,以IP包的形式在網絡上 傳輸,實現了集中監控、集中管理,為客戶的安保工作節省了大量的人才、物力,提高了工作效率。

5. 結束語

從目前的整個視頻監控系統的發展來看,高清化的特點已經在一些大型體育場館的實際項目中得到了很好的應用,隨著網絡技術的不斷提高,高清的高帶寬傳輸 要求已經基本可以滿足。智能化將是目前發展的必然趨勢,智能分析技術算法和分析的準確率也在不斷提高,將智能分析技術完美的和目前的視頻監控實際應用結 合,將會把體育場館目前的數字化推向智能化的道路上。另外值得提出的是,視頻監控系統與其他子系統的聯動性需求也是在不斷的增加,未來監控系統將不再是單 一的視頻監控系統,而是完整性、可靠性及易操作性的大管理平臺。

我國目前體育場館的安防系統、安檢系統和設施也是出于不斷的完善中,未來的體育館安防市場需求還是很大。加上國家大力提倡全民健身運動,改建、新建和擴建體育場館的項目也會越來越多,體育場館的監控系統市場機會也會增加。

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