高清視頻監控設備系統在體育場館的實現

吳貽暉

高清視頻監控設備系統在體育場館的實現

吳貽暉

（銅川職業技術學院，陜西銅川，727031）

體育場館視頻監控設備系統是提高體育場館安防的重要工具，它能夠有效的實現對體育場館人員及設施的監控，為應對各種突發事件的出現提供有力依據。經調查研究，大多數體育館視頻監控采用的都是模數結合系統，這種監控系統分辨率不高，而當前高清視頻監控系統分辨率已經達到1080P，監控領域的使用也不斷成熟，本文主要研究了高清視頻監控設備系統在體育場館中的應用。

高清;監控;體育館

0 引言

從目前一些比較大型的體育館視頻監控系統來看，大多是還是采用的模數混合型標清視頻監控系統。例如，2008年北京奧運會“鳥巢”的視頻監控系統方案中總共包含八百多個不同的監控點，采用的方案都是以DVR、編碼器作為主要前端，負責視頻編碼、存儲和熱備，以平臺管理軟件為后臺進行統一控制管理，這樣的結合并沒有明顯的改善視頻監控的分辨率，整體錄像的分辨率依舊是D1。但是，在以后的場館建設中隨著高清視頻監控系統的引入，分辨率也發生了明顯的變化。例如，2010年的上海世博會中建設的大型體育場館就更多的采用了高清視頻監控技術。

1 體育場館視頻監控的特點

體育場館監控主要涵蓋校園體育館、體育場、健身廣場等等。體育場館的監控特點總體來講是靈活分散、監控中的環境比較復雜，變化性較大。要保障體育場館井然有序的運轉，體育場館要具備高清化、高集成化、智能化等特點。

首先，高清化主要是要實現視頻采集圖像、存儲以及顯示的高質量，多應用在體育場館的重要部位。重要部分主要包括：觀眾席區、體育場館的出入口位置、室外停車場外等，對這些地方要進行大范圍、重點監控。視頻分辨率可以采用720P(1280×720)或1080P(1920×1080)的高清整體解決方案，部署數字非壓縮的高清快球攝像機，這樣能夠更好的保障在人群密集區、人流量較大的地方的視頻監控工作的順利進行，而在運動員區、主席臺區、競賽管理區以及裁判員區等可以采取標清和高清視頻監控系統的靈活部署。

其次，高集成化。在體育場館的集成化工作中包含了多個子系統，例如，安防安防各個子系統內部的集成，相關機電設備（包含顯示系統、廣播系統、消防系統、以及BAS等），這就要求各個設備廠家的接口標準實現統一，考慮到場館施工面積大、工期短、參與單位較多等實際情況，可以通過提供國際標準的連接方式或者OPC接口開放等方法來協調各系統的平臺連接，從而實現系統集成和互聯。當然也可以采取其他的辦法，例如借助第三方平臺系統來進行管理，不受體育場館各子系統的控制，在該平臺上集中管理一些常用功能，這樣還可以實現在更高層次的軟件管理平臺上進行管理的目的。

最后，視頻監控系統的智能化主要指的是自動的分析和抽取視頻源中的關鍵信息。假設人的眼睛就是這臺攝像機，那么大腦就是其智能視頻系統。在智能視頻技術中，計算機處理數據的強大功能取到了重要的作用，它可以幫助分析視頻畫面中龐大的數據，直接為監控者過濾掉無效信息，提供最關鍵的有效信息。視頻監控系統的智能化能夠對各種物體進行識別，有效監控視頻中異常情況的發生，而且可以以最迅速、最理想的方式發出警報并提供有效信息，最大可能的減少了誤報和漏報的情況，最終幫助安全人員盡快處理危機。

2 高清視頻監控系統整體架構

2.1 管理平臺

在體育場館的整個安保系統中，不僅包括視頻監控，還涉及到出入口控制、安檢系統、報警系統等其它子系統，這就要求一個后臺管理平臺來進行統一管理和融合。數據量大、全網絡化、多子系統融合等是高清視頻監控管理平臺所應具有的特點。(圖1為典型的體育場管高清視頻監控管理平臺融合)

圖1 典型的體育場管高清視頻監控管理平臺融合

監控管理平臺是整套監控系統的核心。它可以集中統一管理所控范圍內的一切設備，并對其進行配置和狀態維護。同時還能夠完善的管理所支持域內干線資源，電視墻，數據面服務器負載均衡和集群，支持資源虛擬化，并能夠根據用戶的使用習慣來對資源進行定義，更有利于操作單資源、組資源。

由于體育場館安防的特殊性，包括報警、門禁、消防等多個子系統，所以要求視頻監控管理平臺要能夠實現與其它子系統對接的功能，能夠進行多用戶的跨平臺調用。而且能夠為其它安保相關單位（如武警、公安、消防、政府部門、上級指揮中心等）提供有效信息，這些單位若是想實時了解場館信息，都可以通過授權遠程了解視頻資料。

在高標準場館的實際運用中，系統平臺還支持應急預案功能。若有突發事件出現，安保人員能夠快速的根據預案準確地做好處理。

高清視頻監控管理平臺應該具備先進的系統架構，符合相關標準規范，支持互聯互通，同時應具有柔性的較強的擴展性。

2.2 前端監控攝像機與IP傳輸

2.2.1 前端：1080P高清網絡攝像機

全高清1080P網絡攝像機分辨率為1920×1080，像素大概在207萬，而標清視頻監控系統分辨率僅在720×576，像素大概在41萬，其清晰度僅僅是1080P的五分之一。1080P高清網絡攝像機是與HDTV標準相一致的，橫縱比為16∶9，可以只顯示比較重要的細節。另外，這種基于IP的高清攝像機在系統的安裝、調試、維護上也都具有很大的優勢。

體育場館中的高清網絡攝像機要具備以下基本特征：第一，前端攝像機要支持1080P或者D1實時雙碼流，為減少存儲空間的使用量，平常課采用D1進行圖像采集，當出現警報時，自動轉成1080P；第二，輸出圖像的有效像素一般都大于200萬，逐行進行掃描；第三，實時編碼在1920×1080@30幀/秒；第四，可以進行音頻與視頻的同步解碼，并能夠實現雙向語音的對講；第五，攝像機要有SD卡接口，便于SD/SDHC卡實現本地存儲功能；第六，能夠進行多路報警輸入、輸出。

2.2.2 傳輸：IP網絡及光纖自愈環網

綜合考慮體育場館監控的特點，主要采用IP網絡進行視頻監控傳輸，輔之以無線覆蓋。在視頻監控系統中，星形組網形式是采用比較多的組網形式，其他用到比較多的組網形式還包括：基于PON分光技術來組網，基于交換機來構建以太網環形網絡來組網等，當前出現了一種新型的組網方式，即光纖自愈環網，其優勢在于既可以提供可靠性的保護，又能夠盡量減少光纖資源的使用。光纖自愈環網的實現是基于一個專門應用于編碼器、IPC網絡攝像機終端的鏈路層協議，這個協議叫做環網協議，它能夠有效的阻止環路廣播風暴的出現，當鏈路不能正常運行時，它能夠快速進行收斂，切換數據傳輸鏈路，從而實現其可靠性的保護，正常傳輸視頻數據業務流量。

圖2 光纖自愈環網

光纖自愈環網基于環網協議。環網協議是一個專門應用于編碼器、IPC網絡攝像機終端的鏈路層協議，可以防止環路上產生廣播風暴，鏈路故障時，具有快速收斂的特點，能夠快速切換數據傳輸鏈路，從而提供高可靠性的保護，保證視頻數據業務流量能夠正常傳輸(圖2為光纖自愈環網)。

通過前端設備組環網、掛接，能夠更容易接入前端高清網絡攝像機。如果不方便鋪設網線、光纜，可引入WLAN作為無線延伸。這樣不僅能夠更廣泛的進行監控，又能夠靈活的調整和部署應急監控點，適應體育場館中靈活多變的實際需求，對于體育場館的監控具有不可替代的作用。

3 結論

高清視頻監控除了能夠監控體育場館動態，實現高清錄像之外，在視頻數據挖掘、智能視頻分析中也占有重要的位置，能夠為其提供重要的視頻素材。要要指出的是高清視頻監控應作為整體解決方案統一規劃和設計，而不僅僅是某部分的高清，從而更好的解決體育場館靈活多變的實際需求。視頻監控作為體育場館安防系統重要的組成部分，對其安防工作的順利開展具有不可取代的作用。

[1] 徐志軍.體育場館安防系統解決方案設計探討[J].智能建筑與城市信息2011（01）

[2] 尤勇昭.體育場館監控系統建設特點[J].中國公共安全(綜合版)2012（06）

[3] 盧再軍.大型體育場館安防系統建設[J].智能建筑與城市信息.2012（11）

[4] 孔憲法.高清視頻應用的技術瓶頸及解決方案[J] .通信與廣播電視.2013（06）

吳貽暉，男，1963年8月，本科，副教授，體育教學與訓練

Implementation of HD video monitoring equipment system in the stadium

Wu Yihui
(Tongchuan Vocational and Technical College，Shaanxi Tongchuan，727031)

Sports video monitoring system is an important tool for improving the stadium security,it can realize the monitoring of the stadiums and facilities effectively,provide a strong basis for responding to various emergencies.After investigation,the majority of the stadium video monitoring are used in analog combination system,the monitoring system of the resolution is not high,but the current resolution HD video monitoring system has reached 1080P,the use of monitoring field has been mature,this paper mainly studies the application of high-definition video monitoring system in the stadium.

HD;monitoring;stadium