高清视频监控系统在体育场馆中的运用

周 岳

广州天河体育中心

体育场馆作为赛事、大型活动及全民健身的主要场所，区域大、人员密集，原有的标清摄像机、DVR等监控设备因清晰度的问题，无论是在大型赛事的安保工作中，还是在日常治安联防中都表现的捉襟见肘。随着视频监控技术的迅速发展，高清视频监控已日趋成熟，将高清视频监控引入到体育场馆中已势在必行。

本文根据体育场馆的特点及需求，结合国内高清视频建设情况，浅谈高清视频监控系统在体育场馆的应用。

一、系统结构

体育场馆监控区域一般包括体育场、办公楼区域、体育馆、广场、全民健身区域及其他分散的场馆，面临着监控点分散、监控区域大、监控环境复杂等问题，设计时采用“分级负责、综合协调、统一指挥、充分利用”的思路。

分级负责——指以一定的地理区域来划分监控范围，一般以各场馆监控中心等为基本单元，各个基本单元对所辖范围内实现分级负责机制。

综合协调——指体育场监控中心对各个场馆的监控进行资源管理，实现不同场馆之间的信息沟通、衔接，便于处理特殊情况。

统一指挥——指在体育场设置综合监控中心，便于收集各场馆的各个基本单元信息，各场馆监控中心汇总到监控中心，实现集中管理功能，便于对重要事件实现统一指挥。

充分利用——指将原有的标清视频监控系统也整合进高清系统矩阵中，充分利用原有的标清监控设备，成为高清系统的有益补充。

二、前端系统

前端系统主要由高清网络球型摄像机、高清网络枪型摄像机、镜头、护罩、立杆、基础、供电线路、机箱、防雷接地设备等组成。高清网络摄像机从体育场光纤汇聚点处引电，使用网线与网络传输设备连接，通过传输系统把视频图像信号传送到后端系统进行处理和存储。

在选择高清网络摄像机时，一般其应具有如下基础特性：

1、图像传感器性能不低于1/2.8"ProgressiveScanCMOS，输出图像不低于327万的有效像素。

2、最低照度彩色：0.05Lux@(F1.6，AGCON)，黑白：0.005Lux@(F1.6，AGCON)，0LuxwithIR。

3、摄像机应该提供SD卡接口，支持SD/SDHC卡本地存储功能，支持断电记忆。

4、支持音、视频同步编码并支持双向语音对讲功能；

5、支持多路报警输入、输出，支持多项报警联动。

三、网络传输系统

网络传输系统包含前端和后端两个部分。前端部分指视频图像采集点到网络光端机、网络光端机到接入交换机。后端指接入交换机到汇聚交换机、汇聚交换机到核心交换机。

1、传输线路

传输线路主要采用光纤实现，采用单模光纤，光学波长1310/1550nm。传输线路采用埋地穿管的敷设方式。前端允许分级汇聚，但不得超过两级，前端汇聚交换机配置数量，以满足系统应用需求为准，按需配置；即一个体育场馆可以将本场馆有高清采集点图像信息先汇聚，再通过光纤传输到本地的监控中心。

在前端摄像机比较分散的情况下，采用单路光电转换器，在前端摄像机比较集中的监控点，采用多路光电转换器，既可满足传输质量要求，也可节约光缆资源。

2、传输安全设计

前端IP设备支持802.1x安全接入认证协议，只有通过接入交换机802.1x准入认证的IP前端才能接入；前端红外高清网络摄像的IP和MAC地址绑定进行安全认证。

3、传输带宽需求

由光纤链路组成的本地局域网，单路前端设备接入体育场馆监控中心：

1）1080P监控图像，码率可按6Mbps（25帧/S）估算。

2）监控点和存储设备直接的传输网络带宽，应至少大于所有需存储监控点的码流总和的1.3倍。即带宽要求≥监控点数×码率×1.3

四、后端系统

后端系统主要指体育场馆的监控中心的存储设备、显示设备、控制设备等。

1、存储系统

采用IP-SAN网络存储设备，使用分布存储模式，将存储设备分设在各体育场馆监控室内，每路图像存储时间不少于30天。存储容量按计算公式：∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024（单路图像存储1天）。

2、显示设备

大屏幕显示系统应采用高亮度、使用先进的LCD显示单元技术，保证信息显示的清晰、逼真、明亮。

3、控制设备

控制设备包括了混合矩阵、网络键盘等。

1）混合矩阵设备主要参数要求：

总线类型：双高速总线；

槽位数：6个（1个中央主控板槽位，5个业务板槽位）；

网络接口：8个，RJ4510M/100M/1000M自适应以太网口；

管理网口：1个，RJ45,10M/100M/1000M自适应以太网口。

2）网络键盘主要参数要求：

控制模式：网络方式，RS485，RS232；

TFTLCD面板：LCD触控屏、800*480显示分辨率；

操纵杆：四维摇杆；

网络接口：1个，RJ45100M/1000M自适应以太网口。

五、系统的功能

1、实时监控功能

能够全面实时监控到系统中所有视频图像采集点的现场图像。

2、高清网络摄像机的远程控制功能

系统能提供多级远程控制功能，即监控中心的控制键盘、系统总控主机、系统远程客户端均能够远程控制调节前端高清网络摄像机的焦距、变倍、光圈等参数。

3、电子地图功能

电子地图应包括所有场馆视频采集点，每个视频采集点应在地图上标注标记。并支持支持MAPINFO格式的矢量图或JPEG等格式的静态地图两种方式的电子地图。报警时，能够在地图相关位置显示报警；

4、故障诊断功能

支持分层级分类别检测故障和提供故障报表；前端故障检测类型：视频丢失报警、遮挡报警、图像清晰度、亮度、干扰、偏色以及云台控制等；提供完备的日志功能，提供详细的报警信息记录，能够保存报警的详细信息。

5、智能应用功能

1）非法闯入人员自动检测、报警

对重点区域进行视频智能分析，当检测到有目标入侵产生报警，并驱动球机进行自动跟踪，对入侵目标进行取证。

2）异常事件的自动检测

对多种异常事件进行检测，包括徘徊、物品拿取、物品放置、涂鸦、违章停车等异常事件的检测；

3）客流量、人员密度统计

体育场馆举办各类赛事、表演时是客流量最高的时候，通过对出入口区域内人群的密集程度获得拥挤的估计值，实时检测是否有群体聚集现象，当区域范围内人员数量超过预设值时自动预警。

结束语

随着高清视频监控系统融合多种先进的智能监控技术，包括音视频结合、视觉成像和非视觉成像结合、目标跟踪和自动报警结合、统计和自动预警结合等，将为体育场馆的提供全天候的科技安全保障。