前言
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市的信息化建設(shè)也在逐步深入。如何更快更好的實(shí)現(xiàn)城市的信息化建設(shè)，是我國正在關(guān)注的問題。“數(shù)字城市”概念的提出，符合了中國目前工業(yè)化和信息化并行的經(jīng)濟(jì)生活現(xiàn)狀，在中國城市現(xiàn)代化建設(shè)中具有重要意義。“數(shù)字準(zhǔn)格爾”項(xiàng)目，是“數(shù)字鄂爾多斯”建設(shè)中重要的一部內(nèi)容。通過這一數(shù)字城市的建設(shè)，將為鄂爾多斯市其他市（旗）的數(shù)字化、信息化建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)，使準(zhǔn)格爾市成為鄂爾多斯市、內(nèi)蒙古自治區(qū)，乃至全國數(shù)字化城市建設(shè)的樣板點(diǎn)。大唐移動依靠自身豐富的WiFi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以及成熟可靠的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)方案，正在為包括數(shù)字準(zhǔn)格爾項(xiàng)目在內(nèi)的國內(nèi)多個(gè)數(shù)字城市建設(shè)，提供所需的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備支持和建設(shè)服務(wù)。
數(shù)字城市實(shí)現(xiàn)更透徹的感知
“數(shù)字城市”是什么樣的一個(gè)理念，實(shí)現(xiàn)什么樣的功能，簡單來說，可以總結(jié)為：
更透徹的感知——延伸的感知觸角遍布城市角落；
更全面的互聯(lián)互通——無線和有線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)真正意義的互聯(lián)互通；
更深入的智能化——海量信息的分析和整理，實(shí)現(xiàn)智能指揮和決策。
“更透徹的感知”是指超越傳統(tǒng)傳感器、數(shù)碼相機(jī)和RFID的更為廣泛的一個(gè)概念。具體來說，它是指利用無線視頻技術(shù)和傳感網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)、隨地感知、測量、捕獲和傳遞信息的設(shè)備、系統(tǒng)或流程。
以上所指的監(jiān)控設(shè)備，可以是道路監(jiān)控探頭，可以是數(shù)字城管終端，可以是帶在我們身體上的監(jiān)測儀，甚至可以是消防員頭盔上的攝像機(jī)。這些設(shè)備通過無線、視頻和數(shù)字傳感裝置，從一個(gè)城市的地下管線壓力，到城市所有交叉路口的交通狀況，從人體的血壓、脈搏，到居民社區(qū)的安全、保衛(wèi)等信息，都可以被快速獲取并進(jìn)行分析，從而為城市的管理者提供豐富翔實(shí)的現(xiàn)場信息和第一手?jǐn)?shù)據(jù)。便于城市管理者根據(jù)各種事件的要求，迅速采取應(yīng)對措施，并對城市的長期規(guī)劃和發(fā)展起到積極的推進(jìn)作用。因此，無線、視頻網(wǎng)絡(luò)和傳感網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，對于“數(shù)字城市”實(shí)現(xiàn)更透徹的感知、更全面的互聯(lián)互通和更深入的智能化，都具有極其重要的意義。
目前，大唐移動提供端到端的無線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)解決方案，該方案涵蓋的產(chǎn)品包括各種類型的高清、標(biāo)清監(jiān)控設(shè)備，具有豐富應(yīng)用的無線終端產(chǎn)品，以及承載這些監(jiān)控信息所需的無線承載網(wǎng)絡(luò)、后臺處理和存儲系統(tǒng)等內(nèi)容。
無線、視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)促使城市全面協(xié)調(diào)發(fā)展
無線網(wǎng)絡(luò)及視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，可以為數(shù)字城市提供無線、無縫的寬帶基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，促使城市建設(shè)全面、協(xié)調(diào)發(fā)展。
無線與視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)包含兩部分內(nèi)容：
第一部分是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，即通過在重點(diǎn)地區(qū)進(jìn)行視頻監(jiān)控點(diǎn)的覆蓋，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的城管局、交管局、公安局等政府部門對于城市的視頻監(jiān)控和統(tǒng)一指揮。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)是實(shí)時(shí)反映城市管理的狀況，便于政府部門及時(shí)了解城市管理工作的各種情況，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和指揮。
第二部分是為了傳遞以上監(jiān)控系統(tǒng)信息，而建立的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，用以傳送高清和標(biāo)清監(jiān)控設(shè)備，以及傳感器設(shè)備采集的實(shí)時(shí)信息，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化城市“更透徹的感知”。
無線、視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)解決方案
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通過無線方式互連，在有線落地點(diǎn)通過光纖接入到有線網(wǎng)絡(luò)中，所有Mesh設(shè)備可以同時(shí)提供無線覆蓋，為各種無線應(yīng)用提供服務(wù)。無線網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)如圖：
圖1：無線覆蓋網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
無線Mesh 網(wǎng)絡(luò)是一種與傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的網(wǎng)絡(luò)，它以快速部署、結(jié)構(gòu)靈活等優(yōu)勢被廣泛的應(yīng)用于城市無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中。在市中心、商業(yè)辦公和公共區(qū)域等環(huán)境下構(gòu)建室外無線覆蓋區(qū)，為市政、公安、消防、城管等公共安全部門提供無線寬帶接入和高帶寬的音頻/數(shù)據(jù)/視頻服務(wù)，同時(shí)能夠?yàn)榫用裉峁┟赓M(fèi)WiFi寬帶上網(wǎng)服務(wù)，同時(shí)，可以為各種無線應(yīng)用提供服務(wù)。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域之一，監(jiān)控系統(tǒng)主要用于對重要區(qū)域或遠(yuǎn)程地點(diǎn)的監(jiān)視和控制。視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集的視頻文件信息，被無線網(wǎng)絡(luò)及時(shí)地傳送給監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)動態(tài)地報(bào)告被監(jiān)測點(diǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理。
快速部署的無線Mesh網(wǎng)絡(luò)
無線Mesh網(wǎng)絡(luò)是具有高移動性、自動修復(fù)、架設(shè)便捷和免維護(hù)的“無中心”網(wǎng)絡(luò)。在位置變動頻繁、成長快速、各類突發(fā)性事件，以及不方便鋪設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的情況下，用無線Mesh網(wǎng)絡(luò)解決方案是最明智的方法。
無線網(wǎng)絡(luò)可以表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢優(yōu)勢：首先，無線網(wǎng)絡(luò)使用無線鏈路進(jìn)行信號傳輸，避免了對光纖的依賴。建設(shè)方便，運(yùn)維簡單；第二，在無線網(wǎng)路信號覆蓋范圍內(nèi)，豐富的無線終端可以安裝在任意位置。靈活性高，擴(kuò)展方便；第三，無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不僅可滿足數(shù)據(jù)和視頻傳輸需求，還可以為其它應(yīng)用提供傳輸通道，如：可以提供移動辦公、語音通信以及定位等業(yè)務(wù)；第四，無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可靈活調(diào)整站點(diǎn)布設(shè)位置和加入新站點(diǎn)，滿足未來擴(kuò)容或應(yīng)用方案調(diào)整的需求，有效地保護(hù)投資；最后，無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本低廉，其建設(shè)成本相當(dāng)于同等帶寬有線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的1/8左右。
視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)解決方案
無線視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)主要包括視頻監(jiān)控、Mesh承載網(wǎng)和其他輔助設(shè)備三大部分。根據(jù)具體需求的不同，可以靈活的組合。無線視頻監(jiān)控架構(gòu)如下圖所示:
圖2：視頻網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖
在無線視頻網(wǎng)絡(luò)中，可以使用的前端設(shè)備方案以下三種模式：
圖3:無線視頻網(wǎng)絡(luò)前端方案
第一種模式，CPE設(shè)備采用MST200設(shè)備，此設(shè)備可以向前或向后兼容各種攝像設(shè)備。其中，接入數(shù)字?jǐn)z像頭和模擬攝像頭設(shè)備的連接方式有所不同，連接模擬攝像頭設(shè)備需要添加視頻服務(wù)器設(shè)備，完成模擬設(shè)備轉(zhuǎn)換功能。
第二種模式，采用的MSR設(shè)備連接攝像頭，該設(shè)備可以支持最大4路攝像頭的連接，同時(shí)MSR可以通過有線資源和有線網(wǎng)絡(luò)直接互通。
第三種模式，采用一體化方式，將WiFi設(shè)備和攝像頭設(shè)備實(shí)現(xiàn)一體化配置，更易于實(shí)現(xiàn)快速部署。
低成本高效率的無線視頻網(wǎng)絡(luò)
數(shù)字城市中的無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，超越原模擬視頻系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)由于線路敷設(shè)造成的高成本、高消耗的難題，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更方便也更安全；
無線客戶端可以提供以下應(yīng)用：
錄制：能夠支持多個(gè)攝像頭的實(shí)時(shí)查看和錄制功能
遠(yuǎn)程監(jiān)控：能夠進(jìn)行隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控
回放和查看：能夠回放錄制的視頻，并可以放大視頻畫面，查看某一特定場景畫面
突發(fā)事件評估：能夠通過實(shí)時(shí)監(jiān)控應(yīng)對突發(fā)事件，確保做出迅速反應(yīng)
智能手機(jī)應(yīng)用功能：隨著社會的發(fā)展，3G技術(shù)的智能手機(jī)應(yīng)用也越來越廣泛，手持智能終端用戶通過三級授權(quán)，可瀏覽已授權(quán)的視頻采集點(diǎn)實(shí)時(shí)圖像及錄象資料
高清視頻監(jiān)控可顯著提升城市治安水平
由于受到成本的限制，高清技術(shù)在視頻監(jiān)控行業(yè)一直未得到有效地應(yīng)用。而現(xiàn)在芯片技術(shù)及壓縮算法的發(fā)展，高清的視頻監(jiān)控產(chǎn)品逐漸興起。現(xiàn)在D1標(biāo)清視頻壓縮格式業(yè)已正式寫入數(shù)字硬盤錄像系統(tǒng)(DVR)國家標(biāo)準(zhǔn)。高清攝像機(jī)和高清視頻編解碼器也逐步得到應(yīng)用和推廣，其清晰度可以達(dá)到1920*1080或1600*1200，高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供的高質(zhì)量視頻圖像，將為城市社會治安監(jiān)控效果帶來顯著的提升。
高清視頻監(jiān)控具有如下特點(diǎn)：
圖像清晰度更高、細(xì)節(jié)更加清楚
傳統(tǒng)的標(biāo)清分辨率的圖像對于多數(shù)的監(jiān)控場景，基本上無法對細(xì)節(jié)進(jìn)行分辨。而當(dāng)發(fā)生案件時(shí)，從錄像資料中很難對監(jiān)控現(xiàn)場涉案的人員、物品準(zhǔn)確認(rèn)定，不具備優(yōu)秀的偵破工作指導(dǎo)性和法律質(zhì)證能力。在一些重要的監(jiān)控場所，應(yīng)采用高清攝像機(jī)獲取高清晰度的監(jiān)控畫面，更能清楚地呈現(xiàn)監(jiān)控原貌。高清視頻監(jiān)控圖像與標(biāo)清視頻圖像清晰度的直觀比較如下圖所示：
圖4：高清和標(biāo)清圖像效果對比
監(jiān)控目標(biāo)覆蓋范圍更廣、提高監(jiān)控效能
在傳統(tǒng)的標(biāo)清監(jiān)控技術(shù)構(gòu)架下，為了保證監(jiān)控的覆蓋率，盡可能的減少監(jiān)控死角，需要安裝部署相當(dāng)規(guī)模數(shù)量的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，因此監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，從幾百路向成千上萬路甚至數(shù)十萬路的規(guī)模發(fā)展。如此規(guī)模龐大的監(jiān)控資源，在同一時(shí)間里卻只有極少部分能夠得到實(shí)時(shí)的監(jiān)控，而絕大多數(shù)監(jiān)控圖像被無差別的記錄保存下來，從而形成了海量級的視頻錄像數(shù)據(jù)資料。而這些規(guī)模龐大的錄像資料中也僅有極少部分因可能與某些已知的事件相關(guān)聯(lián)。而被備份以外，其他的錄像信息則不斷的被新的錄像數(shù)據(jù)所覆蓋。這就是典型的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)大規(guī)模、高成本、低效率的建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀。
在高清監(jiān)控技術(shù)構(gòu)架下，單臺高清攝像機(jī)能夠相當(dāng)于幾臺普通攝像機(jī)的監(jiān)控覆蓋面，且圖像分辨率更高、信息量更豐富，因此采用高清監(jiān)控可以非常有效的縮減系統(tǒng)規(guī)模，節(jié)省傳輸鏈路和設(shè)備，從而減少總體建設(shè)成本，高清監(jiān)控技術(shù)將推動視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用向著集約化、效能化轉(zhuǎn)變。如圖下圖所示：一臺高清攝像機(jī)即可覆蓋整個(gè)十字路口，實(shí)現(xiàn)原先需要多個(gè)攝像機(jī)才能達(dá)到的功能。
圖5：高清視頻監(jiān)控的大范圍覆蓋效果圖示
高清攝像機(jī)能實(shí)現(xiàn)數(shù)字PTZ功能
高清攝像機(jī)不僅提升了圖像清晰度，使得數(shù)字PTZ功能得以體現(xiàn)，也實(shí)現(xiàn)了在整幅大圖像中對某個(gè)局部細(xì)節(jié)進(jìn)行放大或移動。而且這種大范圍整幅圖像監(jiān)控拍攝，不會錯(cuò)過監(jiān)控范圍內(nèi)的任何情況，給日后的調(diào)閱查證提供了有效手段。同時(shí)由于數(shù)字PTZ方式?jīng)]有機(jī)械移動部件，設(shè)備也更經(jīng)久耐用。
有利于圖像識別和智能視頻分析的應(yīng)用
圖像識別和智能分析技術(shù)一直未能得到業(yè)界普遍期待的大規(guī)模應(yīng)用，主要原因是識別的精確度離用戶的期待還有不小的差距，而圖像的分辨率則是影響識別精確度的主要因素。
高清攝像機(jī)圖像信息高清攝像機(jī)采用先進(jìn)的感光器使圖像細(xì)節(jié)更加清晰、更加細(xì)膩，逐行掃描方式可以給我們提供更好的圖像質(zhì)量，有效解決了隔行掃描帶來的梳狀模糊現(xiàn)象，給智能分析等應(yīng)用提供了有利的前提條件。高清攝像機(jī)在城市道路監(jiān)控中使用，可以使監(jiān)控區(qū)域覆蓋多個(gè)車道，同時(shí)清晰地記錄車牌號碼、前排司乘人員特征、車輛顏色、外形等特征，這是一個(gè)普通標(biāo)清攝像機(jī)所不能同時(shí)實(shí)現(xiàn)的。這對于車牌、人臉識別等智能分析應(yīng)用具有重要意義。
無線、視頻網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展
無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的內(nèi)容，是基于現(xiàn)有的數(shù)字城市建設(shè)要求和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的信息化建設(shè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的建設(shè)，將大大推動城市信息化發(fā)展的進(jìn)程，推動城市發(fā)展進(jìn)入新的階段。
同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展和高清圖像對比技術(shù)的發(fā)展，我們的無線和視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)違法建筑、綠化帶潑污水等違章行為的自動識別、自動報(bào)警功能。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，則更進(jìn)一步推進(jìn)了無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，從而為最終“數(shù)字城市”向“智慧城市”的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
結(jié)束語
大唐移動承建的“數(shù)字準(zhǔn)格爾”一期建設(shè)項(xiàng)目中，無線基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、視頻網(wǎng)絡(luò)以及無線應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，是“數(shù)字準(zhǔn)格爾”基礎(chǔ)平臺的建設(shè)的重要內(nèi)容。通過無線、視頻網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)，可以最終實(shí)現(xiàn)包括視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)等信息的高速傳遞。“數(shù)字準(zhǔn)格爾”一期建設(shè)的完成，將大大推動準(zhǔn)格爾城市信息化發(fā)展的進(jìn)程，推動城市發(fā)展進(jìn)入新的階段。
