公安远程视频监控（精选八篇）
公安远程视频监控 篇1
随着3G技术与数字视频监控技术的发展,3G无线网络的不断完善,3G技术成为远程视频监控一个重要的技术手段,特别是在2008年后,得到越来越广泛的应用,但受3G带宽瓶颈及运营商网络建设的限制,存在网络带宽不足、网络覆盖率不高、带宽稳定性低等问题,已远远无法满足公安业务对3G视频监控中图像稳定性和清晰度的要求。
2 公安3G无线远程视频监控技术现状
2008年奥运会成功举办后,公安3G无线远程视频监控技术在公安应急指挥通信得到广泛应用和发展,2010年公安3G无线远程视频监控在广西开始得到广泛应用,3G无线远程视频监控均为单卡设计,图像质量为D1 (720×576)。3G网络是现阶段最主流的图像传输通道,但是3G网络带宽又是影响视频监控的最大瓶颈,在现有IP资源和网络基础条件下,带宽成为制约网络视频监控向前发展的最主要因素。随着网络图传产品的像素分辨率不断提高,图像传输视频流所需的带宽环境要求也越来越高。
公安3G无线视频传输编码方式一般采用H.264/MPEG4[1],就单路视频传输而言,要得到25帧/秒的CIF (360×288)画质图像所需占用的网络带宽为上行384～512 kbps[2],要得到25帧/秒的4×CIF[3]图像所需占用的网络带宽为不少于上行1.5 Mbps。以中国电信为例,其提供的3G网络(CDMA2000)最高理论下行速度为3.1 Mbps,最高理论上行速度为1.8Mbps,理论上可满足25帧/秒的4×CIF图像传输所需的网络带宽。但考虑到基站覆盖、信号强弱以及用户数量等多种因素,目前其3G网络的速率无法稳定保障一路4×CIF图像的信号传输,如应用在于大规模的公安应急指挥网络视频监控系统则更无法得到有效保障。
3 3G无线双卡远程监控设计与实现
3.1 设备具体设计实现
3G无线双卡远程监控设备设计包括以下方面:处理器(CPU),用于处理前端设备的数据;2个3G模块,即第一、第二通讯模块,用于与视频系统的控制平台通讯。该双卡前端设备中进行通讯控制方法的拓扑设计如图1所示。
第一、第二通讯模块通过USB与CPU进行连接,每个模块都作为一个USB Modem的从设备。系统加载USB Modem驱动后,USB Modem将在系统中注册USB转串口,通过USB转串口与3G模块进行通信。这两个USB转串口,一个用pppd[4]进行拨号,pppd拨号成功后,会向系统注册一个网络设备ppp0,用户可通过网络编程使用3G网络进行通信及传输数据;另一个USB转串口,用于给3G模块发送AT指令以及接收3G模块返回的值,该值用于获取当前信号的强度、当前网络制式、3G SIM卡的状态、检查当前是否有短信或来电呼入等。
码流转发代理服务端(PS),是布置在控制平台上的一个软件。第一、第二通讯模块通过与控制平台建立TCP连接,即第一、第二通讯连接。控制平台通过第一、第二通讯连接接收两条链路通讯模块的数据,并把相关联的数据存放在同一个缓冲区内。由于TCP协议提供的是可靠的、面向连接的传输控制协议,它提供端到端、全双工通信,采用字节流方式,如果字节流太长,将其分段传输。TCP的高可靠性,非常适合视频数据,确保了传输数据的正确性,不出现丢失或乱序。
当一个3G模块用于3G网络接收数据时,另一模块可进行短信或呼叫等操作,两个模块也可以同时接收3G网络数据,两张卡可看作两个设备,双卡的拨号及一系列AT操作可以互相独立。因此,在3G端图像传输设备中设计两个通信卡,并通过相应电路保证两个通信卡与前端设备的处理器之间的配合,可以在有限带宽下增加前端设备所使用的带宽,提高前端设备与后台系统的通讯能力及稳定性,改善传输效率,实现双卡拨号、双卡协同工作,得到更好的视频效果。
3.2 流程设计
设计流程如图2所示:首先判断所述的第一通讯连接的网络状态以及第二通讯连接的网络状态均处于非拥堵状态,如第一、第二通讯连接都处于非拥堵状态,则将待传输数据平均给第一、第二通讯连接进行传输;如第一通讯连接处于拥堵状态,第二通讯连接的网络状态处于非拥堵状态,则自动选择第二通讯连接来传输待传输数据;如两个通讯连接都处于拥堵状态,则减少待传输数据包的数量,并相应地降低编码码率,有效降低单位时间传送的数据位数,提高传输效率。
4 实际应用效果
当在单卡配置模式下(如图3所示),码流达到了346 kbps左右,画质达到D1 (720×576)效果,无法看清前段车辆车牌,在人流密集处,画面卡顿卡顿现象严重,无法满足现阶段公安3G视频监控图像资源高清稳定的要求。单卡配置下实际成像效果如图4所示。
在双卡模式下(如图5所示),码流达到了1 Mbps以上,画质达到720 P (1280×720 progressive)效果,画面流畅,可观察到前方车辆的车牌(如图6所示),即使在人流使用3G网络密集区域也能保证画面稳定流畅的传输。
5 结语
在现有3G网络传输带宽不足的情况下,通过基于WDR(Wireless Dual-card Revolution)无线双卡技术的3G视频监控系统,可以将行政执法中采集到的现场情况图像,实时高清传回指挥中心进行现场视频监控和录像存储,现场指挥领导可以在第一时间了解现场情况,有利于做出进一步的决策,指挥和监督现场人员的执法活动,同时为公安执法提供强有力的违法犯罪证据,满足公安执法活动先进性、专业性、及时性、有效性、权威性、可指挥及可监督性的要求。
参考文献
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公安远程视频监控 篇2
远程视频监控能够做到无人值守安全百分百。在特殊领域变电站、医院、油田或边境等地，在不适合人们长期生活的环境中远程监控得到了很好的应用。在电力行业中，随着无人值守变电站管理模式的全面推广，无人值守变电站综合监控系统包括远程视频监控、报警系统、数据采集系统、门禁系统、综合网络系统、存储管理等。它将这几大系统有机地结合在一起，在监控中心通过通信网络对变电站内部情况进行远程控制，了解站内故障及告警险情，做到及时发现及时处理。远程监控可提高变电站运行和维护的安全性及可靠性。变电站远程监控系统采用模块化设计，集中管理且操作简便，各个系统之间无缝融合，易于使用。
在医院，安防监控的作用尤为突出。它不仅关系到病人的生命安全，同时也是对远程医疗技术的一种考验。安防监控网络化对医疗远程监控起到重要的作用，尤其在一些无人值守的环境中，安防监控要在特定的温度、湿度环境下能正常工作。随着人们的消费水平及服务意识的不断提升，越来越多的家庭选择远程医疗监控，特别是对那些患有长期慢性病的患者，选择在家治疗也许还能减少一部分开支。在远程手术方面，要保证画面的清晰、流畅、不间断。在处理突发重大公共事件方面，不仅要有过硬的高清监控产品，更要有功能成熟的安防监控信息平台。
在油田或边境地区，那里不适合人们长期生活。不仅缺乏水资源，也许连最基本的生存条件都无法满足。但是在特殊的领域，安防监控也不能少。因此做到无人值守的远程监控解决了难题。以中蒙边境为例，“电子哨兵”将侦查到的信息传回监控平台；为消除环境干扰因素，该地区还增加了夜间红外热成像进行监控。
随着3G网络建设的不断发展，未来无人值守的远程监控系统将会全面迈向无线化、智能化及高清化。3G无线远程视频监控将会发挥覆盖面广、高效可靠、高存储等优势，为无人值守的地区贡献力量。
公安天网视频监控业务存储技术研究 篇3
随着改革开放的深入推进、经济的迅速发展和城市化建设步伐加快, 交通事业发展迅猛, 城市道路不断扩张, 社会治安情况日趋复杂, 当前治安形势多样性、复杂性、犯罪作案手段隐蔽性以及刑事案件高发, 这些都对公安系统提出更高的要求。城市主要路段、重要设施及重点防范场所需要部署视频监控系统, 通过构建公安天网, 充分应用现代高清化视频图像技术以及设备, 整体提高政府对社会治安管理的效能, 推动管理工作机制的不断完善和创新, 以保障人民群众的安居乐业。
公安天网视频监控系统主要是将本地监控、本地录像图像以联网方式进行实时传输和存储, 主要实现三个功能:一是现场实时监控, 掌控社会面治安动态, 发现情况及时进行处置;二是较高清晰度和较高分辨率的实时录像, 保存30天以上, 满足事后倒查的需要;三是各级系统联网, 保证在重大突发事件发生时, 各级公安机关和其他政府职能部门能够调用实时图像进行指挥和调度。公安天网视频监控系统存储部分在整个视频监控系统中占据重要位置, 因此有必要对公安视频监控存储技术进行探讨。
2 存储技术分析
2.1 存储技术发展
监控存储技术经历了从基于服务器的存储 (DAS) , 基于网络连接的存储 (NAS) , 发展到基于存储区域网络 (SAN) , 在数据存储容量和读写速度上有较大幅度的提高。
DAS:将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上。
NAS:将存储设备通过标准的网络拓扑结构 (例如以太网) , 连接到一群计算机上。数据共享。
SAN:以Fabric为基础, 提供一个专有的、高性能的、可共享的、稳定的存储系统网络。
(1) SAN与DAS比较 (图1所示)
(2) SAN与NAS比较 (图2所示)
SAN与NASDAS相比, 扩展性强、距离限制远、支持异构平台, NAS具有性能瓶颈, 在性能上NASDAS远不如SAN。
目前主流的存储技术为SAN, 一个完整的SAN系统应用通常包括前端应用服务器、传输网络、存储设备等三部分, 服务器可以是Windows、Linux、Unix等各种系统的服务器、小型机、集群等, 传输网络可以是FC网络、IP网络等, 而具体采用哪种网络及接口卡, 则由这其中关键的存储设备体系决定。
2.2 视频监控存储特点
编码器或采集服务器以流方式写入数据, 实时存储监控点的实时图像和画面, 存储的文件类型为流媒体文件, 因此检索服务器也会以流方式来读取已存储的视频文件。
数据读写操作的持续时间长。由于摄像头一般都是7*24小时工作的, 即使采集后视频数据采用分段保存, 写入操作的持续也有可能长达2-6个小时, 后期回放时也需要相同的时间。为了保证视频采集过程中和回放过程不会发生丢帧现象, 存储系统中又必须要有足够的带宽。
除了数据读写时间长外, 由于视频采集过程中, 视频文件格式一般都不会发生变化, 且码率保持恒定, 因此视频监控系统的读写操作还具有码率恒定, 也就是带宽恒定的特点。
视频监控系统存储的读写方式与数据库系统存储和文件服务器存储采用的小数据块读写或文件传输读写方式有着根本的区别, 因此视频监控系统不能采用数据库系统等常用的存储设备。
视频监控系统一般具有摄像头数量多, 视频图像存储时间长, 存储容量大都特点, 因此视频监控系统存储必须支持大容量, 满足长时间大容量视频图像存储的需求。
2.3 视频监控存储技术选择
(1) 存储系统网络架构分析
如图3所示, 存储设备由前端网络接口、控制器、后端磁盘通道, 以及磁盘柜和磁盘等构成。控制器是存储设备的核心, 它是一个处理性能的体现, 且对各种协议架构都能有相应的优化处理措施, 各种存储设备之间不体现明显的差别。因此存储设备的差别主要体现在前端网络接口 (IP或FC) , 以及后端磁盘通道 (STAT、SAS或FC) 上。一般认为前端提供FC网络接口、通过FC协议与应用服务器相连接的设备为FC SAN设备, 而IP SAN设备则指前端提供IP网络接口、通过i SCSI协议与应用服务器连接的设备。
SAN系统存储硬盘根据不同的类型, 配置容量如表1所示。
(2) FC SAN
由前端服务器、网络接口、控制器、后端磁盘通道, 以及磁盘柜和磁盘等构成。控制器 (光纤交换机) 利用光纤连接, 采用光纤通道协议 (Fiber Channel, 简称FC SAN) 。服务器通过配置HBA接口卡接入网络, HBA接口卡可配置2G、4G、8G;传输网络利用光纤连接各层设备, 采用光纤通道协议;控制器采用光纤交换机, 光纤交换机可配置2G、4G、8G、16G端口;磁盘接口根据所选择硬盘类型确定。
光纤通道协议实际上解决了底层的传输协议, 高层的协议仍然采用SCSI协议;多个服务器和存储设备之间可以任意连接, 支持存储容量共享。通过相应的软件使得FC SAN上的存储设备表现为一个整体, 因此有很高的扩展性。可以通过软件集中管理和控制FC SAN上的存储设备, 提供数据共享。
FC SAN协议则是SCSI Over FC, 主流速度为2Gb~16Gb。FC SAN协议的最大帧长度为2048字节, 其中包括36字节的控制字节 (4字节起始标志SOF+4字节结束标志EOF+4字节CRC校验+24字节帧头) , FC-SAN有效的报文传输率为 (2048-36) /2048=98.2%。
优点:扩展性好、传输效率高、传输安全性高、传输延时极小、占用主机资源少、技术成熟。
缺点:部署成本较高、需要专属网络。
(3) IP SAN
由前端服务器、网络接口、控制器、后端磁盘通道, 以及磁盘柜和磁盘等构成。控制器 (以太网千兆交换机) 采用IP方式连接, 采用TCP/IP协议。应用服务器通过IP方式接入IP传输网络, 通过控制器 (以太网千兆交换机) 以GE或者10GE连接至存储磁盘。
基于TCP/IP的网络, 实现IP-SAN网络。这种方式是将服务器和存储设备通过专用的IP网络连接起来, 服务器通过“Block I/O”发送数据存取请求到存储设备。最常用的是i SCSI技术, 就是把SCSI命令包在TCP/IP包中传输, 即为SCSI over TCP/IP。
IP SAN协议则是i SCSI, 目前以太网的主流速度是GE和10GE, 而且GE可以通过捆绑实现带宽成倍数的增长。TCP报文的一般长度为1500字节, 其中包括54字节的报文头 (14字节以太网头+20字节IP头+20字节的TCP头) , i SCSI有效的报文传输效率为 (1500-54) /1500=96.4%。IP存储产品支持巨帧, 也就是支持9000字节的帧, IP-SAN有效传输效率为 (9000-54) /9000=99.4%。
优点:部署成本低、保护现有投资、维护简便、适合远距离传输、远程备份。
缺点:相对FC SAN, IP SAN传输速率低、占用大量主机资源。
(4) 主流存储系统比较
目前主流的视频监控存储技术为FC-SAN与IP-SAN, 两种技术的分析比较如表2所示。
根据公安天网视频监控系统对于存储系统容量需求大、存储时间长、读写频繁等特点, IP SAN均能够满足此类业务存储要求, 结合IP SAN性价比高、总体建设成本低的优势, 因此公安天网视频监控业务存储技术建议选用IP SAN方式。
3 存储容量计算
3.1 视频监控码流
(1) CIF
CIF=352×288像素, CIF格式实时码率1024Kbit/s。CIF格式具有如下特性:
1) 电视图像的空间分辨率为家用录像系统 (Video Home System, VHS) 的分辨率, 即352×288。
2) 使用非隔行扫描 (non-interlaced scan) 。
3) 使用NTSC帧速率, 电视图像的最大帧速率为30 000/1001≈29.97幅/秒。
4) 使用1/2的PAL水平分辨率, 即288线。
5) 对亮度和两个色差信号 (Y、Cb和Cr) 分量分别进行编码, 它们的取值范围同ITU-R BT.601.即黑色=16, 白色=235, 色差的最大值等于240, 最小值等于16。
(2) D1
D1格式 (525i) :720×576, 和NTSC模拟电视清晰度相同, 525条垂直扫描线, 483条可见垂直扫描线, 4:3或16:9, 隔行/60Hz, 行频为15.25 KHz, 相当于我们所说的4CIF (704×576) 。D1格式实时码率2048Kbit/s。
(3) 720P
720p格式 (750p) :1280×720 (水平720线, 逐行扫描) , 是标准数字电视显示模式, 750条垂直扫描线, 720条可见垂直扫描线, 16:9, 分辨率为1280×720, 逐行/60Hz, 行频为45KHz。720P (100万像素) 格式实时码率4096Kbit/s,
(4) 1080P
1080p格式 (1125p) :1920×1080 (水平1080线, 逐行扫描) , 分辨率为1920×1080P/60Hz, 行频为67.5KHZ.是标准数字电视显示模式, 1125条垂直扫描线, 1080条可见垂直扫描线, 16:9, 专业格式。1080P (200万像素) 格式实时码率8192Kbit/s。
3.2 存储容量计算公式
存储容量计算公式: ( (实时码率Kbit/s/8) ×3600秒×24小时×天数×摄像机路数) /1024/1024。
3.3 存储容量计算举例
根据上述存储容量计算公式, 按照如下存储技术要求进行存储系统容量测算。
(1) 视频监控存储参数举例
存储高清图像数据应采用1080P (1920*1080P) 格式, 录像数据应保存30天, 共65路高清设备。存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索, 允许多用户同时检索、调用录像。
(2) 存储系统的空间需求计算
按8Mbps码流计算, 存放1天的数据总量8192Kbit/s/8×3600秒×24小时× (1天) /1024/1024=84.375GB。
30天需要的容量∑ (GB) =84.375GB×30天=2531.25GB≈2.47TB。
65个点位, 使用率为85%计算, 则是:2.47*65/85%=189T。按3T硬盘计算需63块。
4 视频监控存储部署模式
在将来的监控系统建设中, 前端存储、后端存储和中心存储缺一不可, 随着海量网络存储设备的日趋成熟, 中心存储的优势将越来越明显。公安天网视频监控系统一般采用3级架构, 即市-区/县-派出所, 存储平台在物理结构上可根据实际情况采用以下三种模式进行建设:
第一种是分布式采集存储模式, 即由派出所建设系统平台, 负责视频前端镜头的采集、存储以及辖区社会视频图像资源的整合, 并把汇聚的视频图像资源向第二级平台提供;
第二种是集中式采集存储模式, 即由区县公安局视频图像分中心负责视频前端镜头的采集、存储以及辖区社会视频图像资源的整合, 并把汇聚的视频图像资源直接分发给辖区派出所使用。派出所不建系统, 只作为用户使用第二级平台的视频图像资源;
第三种是混合式采集存储模式, 即区县公安局根据实际情况, 灵活使用集中式或分布式模式, 一部分派出所自建汇聚整合平台, 另一部分派出所视频图像信息资源直接汇聚整合到区县公安局视频图像分中心。系统将根据城市视频信息管理的需要, 采用合适图像采集、存储和整合方式。
三级平台都可以根据需要建设视频前端镜头和整合社会视频图像信息资源。其他部门、行业、单位自成体系的视频图像信息系统, 可以根据需要在三级平台的任意一级进行整合。三级平台都在通信协议和编码标准方面保证协议的规范性, 保证上一级平台能直接调用本级平台的所有实时画面和录像。
目前在公安天网视频监控存储系统中部署较多的存储方式为第二种及第三种, 项目实际建设时建议采用第二种模式进行部署。
5 结论
通过对各种存储技术的分析比较, 根据公安天网视频监控存储系统的特点, 建议选择IP SAN技术作为其存储技术。存储部署模式应根据实际需求确定部署模式, 建议采用集中式采集存储模式。存储容量需要根据不同的码流通过计算作出合理配置, 在满足系统需求的同时, 充分节约建设投资。
摘要：本文对公安天网视频监控业务存储技术进行了专项研究, 结合主流存储技术及前端视频监控摄像头码流等, 分析得出公安视频监控业务存储技术选择、容量计算、部署模式, 以期对实际运行的公安天网视频监控业务中存储应用及容量计算提供参考。
关键词：视频监控,存储,分辨率,码流
参考文献
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公安远程视频监控 篇4
关键词：视频监控系统,问题,改进
自平安城市创建及科技强警战略实施以来,公安机关开展了大规模的视频监控系统建设工作,侦查破案、维护社会稳定等方面发挥了积极而重要的作用。但是,随着平安建设的深入推进,公安视频监控建设中也暴露出不少问题,急需进一步改进和完善。
1 视频监控系统的特点
1.1 即时性
从探测手段来说,视频监控是一种主动直接的探测。在安全防范系统里面,它是技术、功能集成的核心,进而建立起与其它子系统联动的综合性平台。为此,视频监控系统能够常年累月不间断的运行,忠实的记录监控设定区域、每个时间段的图像探测信息。
1.2 直观性
视频监控系统通过即时记录特定时空环境和人物活动的图像情况,能够直接显现出人物的体貌特征、事情的发展变化过程和周围的环境背景等重要信息,为公安机关划定侦查方向、缩小侦查范围、串并案侦查等提供重要的参考和引导。
1.3 相对连贯性
单个视频监控点只能记录特定时空的活动情况。但是,连串的视频监控体系却可以把系列孤立的视频监控片段组成一个整体,有利于揭示事情的发生与发展过程,有利于展现犯罪嫌疑人的活动轨迹,有利于明确侦查思路。
2 当前公安视频监控建设存在的问题
2.1 视频图像技术亟待提高
在许多案件的侦查中,视频图像技术方面的问题阻碍了其作为关键性证据作用的发挥。如在周克华抢劫银行的系列案件中,视频监控图像辨识度不高,导致关键细节难以准确认定。
还有现有智能分析技术水平有限,侦查实践中要耗费太多的时间和人力来回看海量的视频图像资料等等。
2.2 实战应用较被动
不少单位和民警认为视频图像系统主要是服务于事后的侦查破案,而对加强社会治安防控、驾驭处置突发事件和预防犯罪等方面的作用认识不到位。例如在上海12.31踩踏事件中,踩踏区域有众多的监控,但是却没有及时意识到短时间人流聚集的后果及危险程度,眼睁睁的看着踩踏事件的发生而无能为力。
2.3 视频与公安内外系统融合不深
现有的视频监控系统与公安内网的八大资源信息库,社会防控前端的卡口、车辆等系统对接滞后,共享程度还不太高,相关工作机制和程序不规范,致使社会治安防控体系立体化不强,大量的视频监控图像信息无法发挥整体效能,形成有效的战斗力。
2.4 综合研判水平不高
当前,对视频图像的研判还主要停留在人工浏览、手工操作层面。通过视频图像看到的大量嫌疑信息只能零散的保存在办案人员的大脑或笔记中,还需通过案件情况碰头会、人工绘制图表等方式进行整理、研判,工作繁琐、效率低下。
2.5 管理运维系统未能健全
对视频图像信息资料还缺乏科学规范的管理流程。大多数系统还未能实现对视频图像进行自动化巡检和自动提示报警,还没有建立涉及故障发现、受理与处置,定期维护等工作流程的科学机制,维护的及时性和有效性难以得到保障,难以满足不断增长的设备和资料的管理维护需求。
3 加强公安视频监控建设的建议
3.1 加快视频图像关键技术攻关
要加强视频结构化描述技术的研发,深化人像比对、数据挖掘等视频技术的应用,实现核心芯片、关键算法等技术瓶颈的突破,提高行为判断、图像分析、目标筛查等视频专业应用手段建设,促进视频监控数据信息高效转化,提升数据汇集、分析能力,提高视频综合应用效能。
3.2 加大集成应用力度
要加强视频监控系统与IT技术,情报系统、无线图传系统等公安业务系统的融合,深化视频图像信息预测预警、实时监控、轨迹追踪、快速检索等应用,实现跨区域、跨部门、跨警种的视频图像信息整合与共享,既确保视频监控系统更加稳定可靠,又能够形成积聚的资源优势和整体优势,有效支撑公安实战应用。
3.3 强化体系性防控预警功能
要加强智能分析技术攻关,能够实现对特定时空、特定事件有针对性的布防。要提升跨部门、跨区域、甚至跨城市视频监控数据信息的联动分析,促进联动防控。要完善农村技防建设,加快形成城区和农村联通互补的治安防控体系。要鼓励有条件的地方依托公安机关视频图像共享平台,依法逐步开展视频图像信息在社会治理等领域的应用。
3.4 完善案件研判系统化流程
要加强智能视频识别和视频智能检索技术应用,提升对视频图像分析和转化的规模和时间效应。要加强视频与侦查、刑事技术、网侦技术、技术侦查等有机结合,探索同步上案制度。要整合视频图像信息与公安业务数据、案件资源系统、电子地图,形成集约性资料,提升案件决策侦查的科学化水平。
3.5 加强管理维护运营
要建立完善视频资料调取、图像处理、备份存档、信息研判、提交查证和串并案等工作流程,制定完善系统定期维护制度、保密制度等安全运行管理规章制度。要发挥监理、检测、认证等第三方专业机构的积极作用,创新专业运维服务机制。要加强运维管理智能化建设,实现设备运维自动化、实时化,全面提升联网系统整体运维管理能力。
参考文献
[1]俞福祥,蔡杰.信息主导侦查的几点启示[J].湖北警官学院学报,2011,(9):77.
公安监控点位选择探讨 篇5
关键词：平安城市,数字摄像机,点位布控
1 绪论
平安城市建设是基于数字化、网络化、高清化、智能化、云计算、物联网等先进技术, 面向全市的高清数字视频监控管理应用系统。
2 选点原则
2.1 监控点分类
要想选好监控点, 就需要先了解监控点的重要性。我们根据监控点的重要性分为以下几类:
A类一级:市公安局确定的核心监控区域及城市的交通枢纽、要害单位等。如:加油站, 地铁口……
A类二级:区级公安分局确定的重点监控区域及按属地原则区、县辖内的重要公共场所。如步行街, 公园……
A类三级:公安派出所确定的一般治安监控点、街道或镇及各企事业单位、居民社区的治安监控区域。
B类一级:区、县级市确定的用于各地区城市管理、安全生产等非治安防控目的的视频监控点。
B类二级:各单位周边需要监控的区域。
B类三级:在建小区、开发区、规划建设的单位、居民社区等。
根据点位的类型, 优先安装A类一级监控点, 以此类推。
2.2 立杆位置选择注意事项
(1) 立杆点与立杆点之间的距离原则上不小于300米。
(2) 原则上立杆的位置距离监控目标区域最近距离不得小于5米, 最远距离不得大于50米, 这样才能保证监控画面能包含更多的有价值信息。
(3) 在附近有光源的地方, 优先考虑利用光源。但要注意摄像机的安装位置应在顺光方向。
(4) 尽量避免安装在有高反差的地方, 如果必须安装则考虑: (1) 开启曝光补偿 (效果不明显) ; (2) 采用补光灯; (3) 将地下道的摄像机设置在出入口外面; (4) 设置在通道靠里一点。
(5) 立杆位置尽量避开绿化树木或有其他遮挡物体, 如果必须安装则要考虑避开树木或其他遮挡物的遮挡, 还要为树木以后的生长留下空间。
(6) 勘察时就要注意, 尽量从交警信号机, 路灯配电箱, 政府、较大的企业、事业单位 (如:政府部门、公交公司, 供水集团, 医院等) 取电, 便于协调, 提高用电的稳定性。尽量避免小商业用户取电, 特别是民用用电。
(7) 安装在道路一侧的枪机, 注意要逆向拍摄行人, 非机动车道来往行人的脸部特征。
3 杆件选型
3.1 合理选择杆件, 避免摄像机被遮挡
在社会治安监控杆件的选择上, 根据不同摄像机类型, 尽量选择满足达到最佳监控效果的稿件高度为宜:3.5—5.5米之间的高度都可作为选择高度。
(1) 枪型摄像机杆件高度的选择。
根据枪型摄像机智能固定监控某一特定位置, 且公安监控需对监控对象所占画面像素要求不得低于30像素, 所以针对枪型摄像机立杆的选择, 尽量选取高度相对较低的杆件类型, 通常选择高度为3.5-4.5米之间的立杆。
(2) 球型摄像机杆件高度的选择。
球型摄像机具有云台功能, 可以360度旋转, 且焦距可调, 所有球形摄像机所选择的杆件应尽可能的高, 通常我们选择4.5-5.5米之间的杆件类型。
上述各种高度的杆件, 应根据立杆位置与监控目标的位置的距离和取景方向选择合理的横臂长度, 避免横臂过短不能拍摄到合适的监控内容。在有被遮挡的环境中, 宜选择1米或横臂2米, 以减少遮挡。
3.2 适当兼顾杆件美观
公安监控应该综合考虑城市美观, 尽量使公安监控设施融入城市环境。在同一个广场、同一条道路或者同一个区域适当考虑安装同一类型杆体, 杆体尽量做到与被监视区域垂直。横臂指向与路面方向垂直, 避免横臂角度多样造成外观凌乱。在周围立杆比较多的情况下可考虑共杆。
4 摄像机选型及应用环境
本次项目摄像机主要选择了:一体化摄像机 (枪机) ;全方位摄像机 (球机) ;高清卡口摄像机和HD-SDI四种类型。
4.1 卡口摄像机
卡口摄像机主要运用环境:一般部署在交通信号灯口、监视城市路况、全市各主要出城道口等地点, 对车辆进行实时记录和监测 (包括车型、颜色、车牌号码、驾驶者及车内前排座其他的详细情况等) 。
4.2 枪机
枪机的特点是单体功能少, 监控方向直观暴露, 不能远程变焦。适合固定方向, 固定区域的不间断的监控任务。在安装调试结束后, 只能够固定监控一个区域。监控枪机的运用环境:各停车场, 广场, 地下人行通道, 人行天桥等出入口等场所采用枪机。在监控宽度比较狭窄的地方也可采用枪机 (如巷道内部) 。在仅监视景物的位置或移动时, 也可选用枪式摄像机。
4.3 球机
球机的特点是单体功能多, 监控方向隐蔽, 可变向变焦, 可远程操控, 适应多种实战应用需求。球机的主要运用环境:街道各出入口、主干道交叉口、周界等宽广地区, 市场、广场等人流密集的地方采用球机。
4.4 HD-SDI摄像机
HD-SDI摄像机主要分布在市局要求的重要单位, 重点地段, 要害部门, 交通枢纽等核心监控目标区域内。在宽广地区高空监控点。
4.5 枪球共杆
球机虽然是单体功能多, 监控方向隐蔽, 可变向变焦, 可远程操控, 适应多种实战应用需求。但是它的缺点是在一个时间点也是只能完成监控一个区域的监控任务。在一些复杂环境中既需要对周围范围内实现布控同时也需要对重要部位实现不间断监控, 在这种情况下就会出现枪球共杆的情况。枪球共杆就是实现可变监控 (球机) 与固定监控 (枪机) 之间的互补, 在需要的情况下还可实现枪球联动的应用。
5 镜头选型
为了让现场人员通过现场环境就能选择合适的镜头, 我们做了一组镜头对照图。现场安装人员可以根据杆件高度和监视目标区域距离杆件水平距离来直接判断选用镜头的类型。摄像头的焦距决定了监控范围的远近, 焦距越小范围越近。
6 监控摄像机选取原则
监控设备种类多种多样, 要想取得最佳监控成效, 必须科学规划合理选择, 在不同的地域、环境、场景, 应当使用不同的设备。球机通常安装在一般道路路口, 广场等监控范围比较广的区域, 或者需要进行控制跟踪监控的区域。枪机通常针对固定的需要无疏漏监控的区域, 或者需要进行“横断面控制”的区域。同样的枪机, 也应当根据场景选择合理的镜头、工作焦段、朝向等等。
枪机:
(1) 摄像机镜头焦距越小, 看的角度越大, 行人车辆在画面中较小, 需要很近才能看清人的面部和车牌。所以, 小焦距枪机镜头通常用于捕获轨迹和大范围场景管控。
(2) 反之, 摄像机镜头焦距越大, 看的角度越小, 能监控的距离越远, 画面中局部被放大, 通常用于道路横断面管控, 捕获人脸和车牌。
图1为不同焦距枪机的实际拍摄效果对比:测试枪机高度约20米, 距离目标中心约30多米。
下面为监控摄像机镜头角度和距离计算表:
使用的720P、1/3″CCD枪机, 拍摄范围尺寸如下表所示 (近似值) :
7 实例演示
安全技术防范系统遵循木桶效应, 一个水桶无论有多高, 它盛水的高度取决于其中最低的那块木板, 也可称为短板效应。摄像机的布点同样遵循“木桶效应”, 疏漏的布点可能造成某个嫌疑人成功逃脱, 给图像侦查工作带来被动。
由于摄像机都有个相对的视场角, 每台摄像机的监控范围总是有限。布点的原则就是将这些有限的摄像机放置在最合适的位置, 发挥最大效能, 真正做到封闭成环、汇聚成网。布设监控点位时应当尽量做到:直接拍摄到案发现场情况。必须做到:案事件后, 能有效捕获嫌疑人活动轨迹。
捕获轨迹:在任意路口、岔口、巷口应设置摄像机, 尽量做到图像全覆盖。如果道路较宽阔, 应选用小焦距大角度镜头, 覆盖整个路口。再选用中长焦距控制横断面。如果不能做到路口各个方向全覆盖, 应当在下一个路口进行补充, 或者充分利用球机快速巡航功能, 做到首尾相应, 形成封闭区域。
7.1 首尾相接式控制路口
以某路口布点举例说明如何首尾相接式控制路口, 东西路双向七车道 (往东3车道往西4车道, 加上非机动车道、人行道、隔离绿化, 总宽约50米, 属于比较大的路口) , 使用四台枪机首尾相接布点, 如下图2。
四个枪机首尾相接互相监控, 做到了整个路口无盲区, 枪机无“灯下黑”死角, 过往人车无疏漏。另外, 如有必要, 可另加一台球机进行操纵监控。
7.2 对角线相对式控制路口
以黄山路与科学大道路口举例说明如何相对式控制路口, 黄山路、学大道都是双向八车道, 宽度约40~50米, 路口很大。可以采用西北两台枪机, 东南两台枪机, 如图3所示布点。
《公安视频情报》教学内容设置研究 篇6
关键词：公安视频情报,教学研究,计算机视频,视频技术,公安信息
1 引言
视频是最重要的公安情报源之一。从时间的维度来看,视频的存储可使得情报信息永存,不会随时间的流逝而丢失;从空间的维度来看,网络化的视频可以在任何地方供警务工作人员查看。公安情报业务实践也已证明其在犯罪案件侦查、犯罪预防、提供诉讼证据等方面具有不可替代的地位。从公安情报学的学科设置来看,视频情报也是公安情报学的重要组成科目。鉴于其重要性,中国人民公安大学从2014年开始为公安情报学专业本科生开设《公安视频情报》课程。由于公安情报民警在视频情报工作中主要涉及视频情报系统的建设,视频的采集、存储传输与处理,公安视频情分析三个方面的业务。因此,通过《公安视频情报》课程的学习,学生应该掌握视频情报系统的构建、数字视频处理与智能分析技术、公安视频情报分析方法等三个方面的知识与技能。其中,视频情报系统是公安情报工作的业务平台,数字视频处理与智能分析技术是公安情报工作的理论基础,公安视频情报分析方法是公安情报工作的业务实务。本文从上述三个方面研究《公安视频情报》课程的内容设置。
2 视频情报系统的构建
视频情报系统是公安情报工作的业务平台。伴随着计算机、网络、存储、云计算、大数据等技术的迅速发展,视频情报系统一直不断升级、系统结构不断变化、功能不断完善、应用领域也在一直不断发展。公安情报民警是业务平台的使用者,在公安实践中一般都要参与到视频情报系统的建设中。[1]因此,掌握视频情报系统的发展历程、技术特点、性能指标、发展趋势等知识是非常重要的。本部分的主要教学应该以视频情报系统的发展历程为主线,着重介绍不同阶段视频情报系统的基本概况、核心技术和产品的选型等知识点。视频情报系统按照主流设备发展过程可以分为四个大的阶段:
2.1 模拟视频情报系统阶段
20世纪70年代开始的模拟视频情报系统(又称为闭路电视情报系统)主要由以模拟摄像机为核心视频采集设备、多画面分割器、键盘与矩阵控制器和磁带录像机等四部分组成。早期的视频情报系统所有的部件都是模拟设备,称为模拟系统。模拟视频情报系统具有技术成熟、性能稳定、操控性好等优点。但是,由于磁带录像机的存储能力比较小,为实现长期存储就需要经常地更换磁带,自动化程度很低,另外磁带录像机的视频检索效率十分低下。虽然现在模拟视频情报系统仍有大规模的实际应用,但是随着计算机、多媒体、网络、存储等技术与视频情报技术的不断融合,视频情报系统的构架方式已发生了根本变化,在新部署的项目中模拟系统基本上已退出舞台。
2.2 数字视频情报系统阶段
20世纪90年代开始的数字视频情报系统以数字视频录像机为标志性产品,模拟的视频信号由数字视频录像机实现数字化编码压缩并进行存储。数字视频录像机对磁带录像机实现了全面的取代,在视频存储、传输、检索、浏览等方面实现了飞跃。最初,数字视频录像机只是用来取代磁带录像机的,即只是数字化的存储设备而已。后来,随着其网络化、存储容量、软件管理等方面的不断增强,数字视频录像机产品有利飞跃,可以联网构成完整的视频情报系统。现在,已经可以建立完全以数字视频录像机和网络为支撑的数字化视频情报系统,可实现视频情报系统中的矩阵控制、预览、回放、存储、软件管理等功能。
2.3 智能网络视频情报系统阶段
2000年起兴起的智能网络视频情报系统主要由网络摄像机、高清摄像机、视频编码器、网络录像机、海量存储系统及视频内容分析技术组成。它集成了视频的网络传输、视频分发、远程控制、远程播放、视频文件存储、视频内容分析以及自动报警等多种功能。
2.4 智能高清视频情报系统阶段
2010年开始的智能高清视频情报系统还正处在发展和探索的过程之中。智能高清视频情报系统的发展主要得益于传感器、编码芯片、互联网移动互联网、云计算、大数据等新兴技术的出现与发展。目前,高清视频情报系统中共有四种高清摄像机:模拟高清(960H)、数字高清(HD-SDI)、网络高清、HDCVI模拟高清。
3 数字视频处理与智能分析技术
在公安情报系统中,视频是体量最大的大数据。数字视频处理与智能分析技术主要解决公安视频情报系统的三大问题。问题一是视频数据如何存储;问题二是视频内容如何识别;问题三是视频目标如何搜索。本部分的教学内容涵盖解决这三大问题的理论和方法。
3.1 视频编码压缩
视频能够被压缩源于其具有空间冗余、时间冗余和视觉冗余。利用这三种冗余,科学家们发明设计了静态图像和动态图像(视频)压缩编码方法。静态图像压缩方法中最常用的是JPEG图像压缩。它利用颜色空间变化和量化技术来去除图像中的视觉冗余;利用DCT(离散余弦变换)和游程编码、哈弗曼编码、算术编码等熵编码算法来去除图像中的空间冗余。对视频而言,除了视觉冗余和空间冗余,还有较多的时间冗余。视频编码一般使用运动估计和运动补偿技术来去除视频中的时间冗余。
视频编码标准已经历了三代的发展。[2]1991-1994年的MPEG-1、MPEG-2属于第一代标准,是由动态图像专家组(Moving Picture Expert Group)制定的视频压缩标准。MPEG-2的压缩比大约为80:1。2003年的AVC/H.264,ACS1为第二代压缩标准,其压缩比大约为150:1。2013年的HEVC/H.265,AVS2为第三代压缩标准,其压缩比约为300:1。压缩比的不断翻倍带来的是视频清晰度的提高和存储空间的减少,同时压缩算法的复杂度也更加复杂。
3.2 视频内容识别
该部分的教学内容分三个层次:低级处理、中级处理、高级处理。掌握低级处理的知识,首先应该学习数字图像、视频的成像原理和过程包括模数转换、采样、插值[3]、量化、颜色空间的转换等知识。然后,低级处理主要是包括一些原始操作如对比度增强、图像锐化、降噪(常见的方法有均值、高斯、拉普拉斯、中值、Sobel等空间滤波和离散傅里叶变换、布特沃低通、高斯低通、高通滤波、高频强调、带阻和带通滤波等频域滤波)等图像视频的预处理。低级处理的特点是输入和输出都是视频。[4]
中级处理主要包括点的检测、边缘检测、区域的分割等。点的检测包括Harris、Shi-Tomasi、Susan、高斯-拉普拉斯等角点检测方法以及SIFT(Scale Invariant Feature Transform)、SURF(Speeded Up Robust Features)等特征点检测算法。[5]边缘检测包括Sobel、Prewitt、Roberts、交叉检测、Canny、霍夫变化等算法。区域的检测包括基于阈值处理的区域检测、基于区域生长、分离和聚合的区域检测、分水岭变换区域分割、基于显著性计算的区域检测[6]、基于高斯混合模型的区域检测等。中级处理的特点是输入是视频图像,输出是提取出的特征如点、边缘、区域等。
高级处理包括对识别的目标进行总体了解,执行的通常是如人类视觉相关的认知功能。[4,7]首先需要掌握的知识是物体识别,具体包括支持向量机、图匹配的识别、识别中的优化、模糊系统和Boosting方法等理论以及人、人脸、车辆、动物、房屋、河流的识别等识别技术。然后是图像理解,具体包括活动表观模型、快速物体检测、隐马尔科夫模型、高斯混合模型和期望最大化等。另外还有运动分析等相关内容。
3.3 视频目标智能检索
在公安视频情报系统中,包含成千上万的摄像头,每个摄像头的视频文件需要至少需要存储1个月左右,在如此海量的信息中快速地发现情报,对传统人工的方法而言已经是不可完成的任务。另外,找到有用线索后,如何利用它找到更多的线索、如何查找关联视频等人工操作也是无法完成的。对视频情报系统而言,最重要的两个功能是视频摘要和检索。视频摘要可缩短视频事件的回放时间,并能帮助警务人员快速发现线索。视频检索可实现事件线索的快速查找或者缩小查找的范围,极大地帮助减轻警务人员的工作负荷,提高效率。
智能检索的具体教学内容包括智能预处理和智能检索两部分。智能预处理包括雨雪过滤、云影抑制、人、车辆、动物、房屋、河流的识别等。智能检索包括根据人脸、虹膜、步态、衣着等进行特定人的检索,根据汽车外形、车牌等进行特定车辆的检索。对特定目标物的检索、协同检索以及多目标分类等。还包括轨迹分析、事件判断、动态过滤、入侵检测、遗留物检测、逆行检测、车辆行为识别、拥挤探测等对特定目标行为的分析等内容。
4 公安视频情报分析方法
在公安业务实践中如何有效利用视频来获得犯罪情报,进而为犯罪案件的侦破提供情报也是公安情报人员必备的业务能力。视频情报分析方法[8]可分为视频顺查情报分析法、视频回查情报分析法、视频联查情报分析法三类。
4.1 视频顺查情报分析法
按照事件发展的趋势去寻找和发现线索,从而达到扩大信息的来源和范围的目的。事件一般都是沿着时间轨迹、空间轨迹和逻辑轨迹发展的[8],因此视频情报分析方法可以分为三种。第一种是以时间轴为基准的顺查,主要以事件发生的时间为起点分析视频中的变化,从而发现有价值的情报。第二种是以空间点为基准的顺查,根据视频分析犯罪嫌疑人下一步可能出现的空间,从而还原其活动并搜集情报。在进行视频情报分析时,一般要以犯罪嫌疑人的体貌特征、衣着特征、交通工具、随身携带的物品作为重要标记依据空间点来顺查。第三种是以逻辑顺序为基准的顺查,根据视频中犯罪嫌疑人的行为活动来分析其下一步的东西,从而顺查获得情报。在公安业务实践中,这三种顺查方法不是孤立的,往往需要综合应用才能更好地服务公安情报工作。[8]
4.2 视频回查情报分析法
与视频顺查情报分析法相对应的是视频回查情报分析法。回查和顺查一样都是按照事物发展轨迹去查证。不同之处是顺查是以事件发生的时间为起点沿着事物发展的趋势进行情报搜集与分析;回查是以事件发生的时间点为起点逆着事物发展的趋势进行情报搜集与分析。和视频顺查情报分析法一样,是回查情报分析法也包括三种,即以时间轴为基准的回查、以空间点为基准的回查和以逻辑顺序为基准的回查。
4.3 视频联查情报分析法
在视频情报分析时,要对视频中隐含的隐性信息进行发掘和查证。视频中包含反应人的走动、交谈、通话、购物、取款、上网、住宿、吃喝等行为[8],这样就可以利用多维立体情报分析模式,联合网吧上网信息、银行卡信息、手机信息、车辆轨迹、购物信息、住宿信息、甚至指纹信息和DNA信息等进行情报的搜集与分析。具体的联查方法包括视频与通话信息联查法、视频与银行卡信息联查法、视频与上网信息联查法、视频与住宿信息联查法、视频与痕迹联查法、视频与车辆轨迹、航班、交通罚款等出行信息联查法。
5 结论
从服务公安情报业务实践主旨出发,本文研究了公安情报学专业本科生课程《公安视频情报》的主要教学内容。公安情报民警在视频情报工作中主要涉及视频情报系统的建设,视频的采集、存储传输与智能处理,公安视频情分析三个方面的业务。因此,该课程的主要教学主要包括视频情报系统的构建、数字视频处理与智能分析技术、公安视频情报分析方法等三个方面的知识与技能。将来,《公安视频情报》的教学方式和方法、实训内容和方法等方面还需进一步深入的研究。
参考文献
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公安远程视频监控 篇7
生产工艺要求, 生产过程控制必须稳定可靠, 系统运行的安全性能要好, 报警准确及时。2007年我公司在产品精制装置采用了ABB的利用S800系列远程I/O实现控制的DCS系统, 从运行情况来看取得了较好的效果, 运行良好。
1 产品精制系统改造简介
产品精制装置控制系统主要包括:冗余A C 4 6 0控制器;A F 1 0 0远程通讯网络;S800远程I/O卡件;Advasoft for Unix开放操作站。
该系统由两部分组成:控制器及工作站、远程I/O卡件。其中, 控制器主要完成整个系统数据及信息处理。工作站是操作工与系统进行会话的人机交互界面, 主要完成整个系统的系统参数设定、显示和信号发送等功能。现场远程I/O是一座桥梁把现场仪表与控制器连接起来, 在控制器及现场仪表之间传送各种信息。把现场仪表的显示信息发送到控制器, 并把控制器的信号传送给各现场仪表。实现操作工对装置工艺生产流程的实时监控。
2 产品精制控制系统的硬件特点
首先、该系统采用的ABB AC460控制器实现真正意义的DCS控制器冗余, 产品精制系统就是利用公司二联合DCS系统的电源及控制器母板, 实现了6个CPU同时工作, 数据通过高速模板总线进行交换。与二联合系统共存, 但又互不影响。而且AC460控制器支持在线插拔, 方便系统的维护。其次、我公司所采用的AC460控制器及S800远程现场I/O全部具有在线插拔及自动识别功能, 系统上电后, 网络、操作站、控制器能够自动识别I/O模块, 不需要对模块进行地址设定。再次、AC460控制器采用分散的数据库管理模式, 使网上所有节点均可享有其它节点的数据和信息, 实现了真正的数据共享, 系统资源的真正分散。这也是我公司一、二联合实现了工艺参数上网的基础。
3 产品精制控制系统的软件特点
产品精制系统采用的ADVASOFT软件不仅符合操作工画面操作的习惯而且避免了操作工的系统监控软件培训。另外, 该软件可以在控制器正常运行的条件下对参数回路进行修改和调试确保参数的准确性及实时性。操作画面更新及时。画面在1s内完成, 数据刷新时间较短, 为实时监控工艺参数提供了便利。对于非正常状况的参数提供报警显示, 及时提醒操作工进行操作调整。报告和存储管理功能可以对工艺控制参数进行转存。使我们很容易分析出第一事故点。
4 系统功能及远程联网在我公司生产实际的实现
4.1 系统功能
(1) 数据库组态。产品精制装置、动力站、二联合三装置共用同一数据库, 产品精制装置数据库是在不影响二联合及动力站系统的正常工作的情况下进行的。从数据库构架到具体的回路组态。产品精制装置数据库作为整个数据库的一个子数据库, 被组态在新增的CPU3块下。我们通过离线操作实现组态。
(2) 画面组态。人机界面的好坏直接牵扯到系统的正常应用, 画面作为操作工与装置通过系统交流的窗口, 我们配合工艺严格按照我公司产品精制装置的实际工艺布局组态。详细到每一个阀门的方向及位置。使操作工通过观察画面就可以了解到装置的实际位置。实现了系统画面的直观且图形化。
(3) 报警组态。按照工艺设计要求, 每一参数都有相应的安全操作范围, 对于非安全范围的参数数据就应发出警告及提示, 防止不正常生产的发生。对于每一参数, 我们设定了两种报警, 除系统自动生成的报警外, 我们在每一参数显示上组态了发光报警。
(1) 系统自报警:产生于DCS画面中央顶部。为黄色闪光报警。
(2) 画面发光报警:产生于画面参数位号显示位置。
在特殊的情况下, 还可以实现声音报警, 在报警条件下, 系统发送报警信号至报警器, 产生刺耳的声音报警提示。
(4) 长庆石化公司的特色应用。在长期的生产实践中形成了具有长庆石化特色的许多DCS的使用经验。
(1) 小画面:因为生产装置的庞大和操作条件的限制, 操作工不可能用一幅操作画面监控所有的装置操作, 于是小画面诞生了, 从开始的一个、两个、到最多四个。不仅满足了操作需要, 而且还可以实现不同岗位的相互监控。
(2) 报警的应用:DCS服务于生产, 生产反作用于DCS。系统在装置建设时的设计报警值不能满足精细的操作的需要, 为得到更高的操作要求, 在小范围内设定报警值, 使操作工况更平稳, 系统原有的报警设定值已从原来的几十, 几百精确到个位数。
(3) 历史趋势:操作工关注一段时间内的装置运行参数, 历史趋势就成了他们最好的工具, 趋势显示的最大值、最小值成为了查看超限的利具。查看趋势分析操作, 从而调整操作。
4.2 远程联网软件实现
通过局域网、TCP/IP协议实现在UNIX微机工作站上监控DCS画面, 通过Exceed软件在WIN2000微机上实现DCS系统的组态和操作, 实现在局域网的任一终端远程监控DCS.这种基于微机监控DCS的方法经济且易于实现, 实际应用效果较好。
5 结尾
ABB DCS系统在长庆石化公司应用的新特点:第一个采用跨系统移植数据库、编译、安装新数据库, 这在系统建设上是少有的。从一个系统的数据库移植至另一数据库, 既保证了原系统数据库的正常使用, 又要按期完成产品精制装置移植合并后的二联合系统的平稳正常运行。
(1) 利用现有系统资源扩充、加装控制器。产品精制系统的控制器是安装在二联合系统的控制器机柜扩展插槽上的, 利用了二联合系统的电源、机柜。而且是在不影响二联合数据库正常使用的情况下进行的。
远程无线视频监控系统设计 篇8
1系统工作原理与结构
系统在整体上由前端采集模块、无线传输链路、监控中心三部分组成,如图1。前端嵌入式采集设备将由USB摄像头采集到的视频数据经过压缩编码以后,通过3G无线模块发送到3G无线网络,经过无线传输链路送至远程监控中心。传输至监控中心的视频数据流经过解码以后,能通过监控终端进行实时查看。监控中心采用客户机/服务器结构,服务器接收视频图像后进行视频解码,客户机连入局域网访问服务器,进行图像的监控。无线传输链路与后端监控连接方法有两种:一种是通过3G无线网络直接与远程无线监控终端端,一种是经过3G无线网络与Internet传送至远程视频服务器。本文采用第二种方案。
2系统硬件组成
前端嵌入式视频采集设备的核心采用基于ARMv5E的Xscale核心的芯片PXA255,连接如图2。PXA255在嵌入式开放领域应用非常广泛,具有功耗小、性能高、高效率的特点。集成了64 Mbytes SDRAM,32 Mbytes Flash,同时它具有丰富的外围接口,如UART串口、USB HOST接口、SD卡接口、JTAG接口、LCD控制器等。数字摄像头通过USB口与芯片相连,UART串口与无线通讯模块相连,负责将信号发送至3G无线网络。
3系统软件设计
3.1系统软件组成
嵌入式Linux是将日益流行的Linux操作系统进行裁剪修改,使之能在嵌入式计算机系统上运行的一种操作系统。嵌入式Linux既继承了Interlnet上无限的开放源代码资源,又具有嵌入式操作系统的特性。它被广泛应用在移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、消费性电子产品以及航空航天等领域中,它具有内核小、代码开放的优点。本系统所有软件设计都是基于嵌入式Linux操作系统的。Linux经过配置与裁剪后安装入系统。整个软件系统由图像采集模块、图像压缩模块以及数据传输模块构成。图像经过前端采集后进行压缩,传输模块负责将数据发送至无线网络。视频流解码后在监视中心能进行实时查看。
3.2图像采集模块
图像采集模块负责采集前端视频采集模块获得的数据。前端视频采集使用的是数字摄像头,免去了将模拟视频信号转为数字的的过程,提高了工作效率,节省了成本。采集到的视频数据以文件的形式存于缓冲区内,供其他模块使用。Linux下的V4L(video for Linux)是进行视频音频数据采集、文字电视广播、VBI数据等的API接口。图像采集模块使用了基于V4L的编程。获取视频的流程一般包括:启动设备、获取设备及图像信息、设备图像格式化、关闭设备。视频采集流程图如图3所示。
3.3图像压缩模块
USB摄像头获取的视频信号必须经过压缩编码以后才适合在无线网络上进行传输。本系统没有采用专用硬件芯片,而是使用软件对图像进行压缩编码。采用MEPG-4标准。MPEG-4提供高压缩率,采用分层可扩展性编码,可以根据不同的带宽调整质量,根据需要进行模块的添加,支持多种多媒体应用。MPEG-4提供的码率控制技术符合无线信道带宽窄且不停变化的特性[2]。
3.4数据传输模块
TCP与UDP传输难以支持实时传输和QOS等问题[4]。为实现视频压缩数据在IP上实时传输,需要对数据进行RTP封包。RTP提供端到端的服务,支持在单目标广播和多目标广播网络中传输实时数据。RTP本身不能保证数据传输的次序、及时性和服务质量,要与RTCP一起使用。在RTP会话期间,发端周期性的向收端发送RTCP控制信息包,用来监视服务质量[5]。视频数据封装在RTP信息包中,每个包封装在UDP消息段中,然后封装在IP数据包中进行传输。如图4。
3.5远程监控模块
远程监控端系统模块基于Socket编程实现,采用多线程方式以进行合理分配资源。监控中心服务器拥有一个固定IP地址,连接入Internet。前端采集模块启动后就自动请求与监控中心IP建立连接。服务器实时监听经由无线网络传来的数据,选择性的接受连接请求,并分配接收数据和解码线程。服务器通过共享端口向各个监控客户端发送数据。
4小结
本文设计了一种基于3G网络的嵌入式远程无线视频监控系统。目前,该系统正在试用中,监测结果较好,不过仍然需要进一步完善。系统通过搭建好的无线平台和Internet实现远程视频监控,无论身在何地,只需一台固定IP的电脑,便可实现对现场的实时监控。该系统具有视频压缩比高、传输质量好、组建方便灵活的特点。随着3G网络的覆盖在全国范围内不断扩展,该系统的适应性及实用性将有更多的体现。
参考文献
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