基于5G技术的城市管理移动视频监控系统的应用

张俊哲 吴胜华 王骏哲 贾强

摘要：随着网络技术的发展，移动视频监控系统已成为城市管理中必不可少的手段。5G技术的快速发展，为城市管理移动视频监控系统的应用提供了更广阔的发展空间。因此，本文阐述了5G技术，分析了5G技术下的城市管理移动视频监控系统的结构，并论述了5G技术对城市管理移动视频监控系统的促进作用。

关键词：5G技术;城市管理;移动视频监控系统

中图分类号：TP311   文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）31-0125-02

Application of Mobile Video Surveillance System for Urban Management based on 5G Technology

ZHANG Jun-zhe， WU Sheng-hua， WANG Jun-zhe， JIA Qiang

（Radar NCO School of Air Force Early Warning Academy， Wuhan 430345， China）

Abstract： With the development of network technology， mobile video surveillance systems have become an indispensable means for urban management. The rapid development of 5G technology provides a broader development space for the application of urban management mobile video surveillance systems. Therefore， this article expounds 5G technology， analyzes the structure of urban management mobile video surveillance system with 5G technology， and discusses the promotion of 5G technology for urban management mobile video surveillance system.

Key words： 5G Technology; Urban Management; Mobile Video Surveillance System

近年来，随着城市经济与城市建设的快速发展，环卫和执法车辆等城市管理装备一直在持续增加，而现有的城市管理指挥体系缺乏有效的信息化手段进行支撑，城市管理工作面临着网格化定位不准、执法指令下达滞后、实时监控困难、协同作战不力、现场反应被动等问题。基于5G技术下的移动视频监控技术可以帮助城市管理人员及时将管理监督工作中的前端图像回传到监控中心，使监控中心对现场管理的各项举动实现有效的实时监控[1]。一方面，对于管理者来说，城市管理移动视频监控系统可以有效解决对一线城市管理人员的监督问题，客观记录城市管理现场的全景信息，为后期追责提供视频证据。另一方面，对于被管理者而言，移动视频监控系统可以实现事故发生后的现场搜索、图像记录等功能，便于保障自身利益。因此，基于5G技术的城市管理移动视频监控系统不仅能够有效解决目前城市管理工作中的监督问题，帮助提高城市管理工作效率，同时也有助于提升城市安全系数。

1 5G技术

5G，即第五代移动通信技术，相比于前四代移动通信技术而言，5G技术具备更强的网络能力、基础共性能力和行业共性能力。

1.1 5G网络能力

5G网络能力主要体现在三个方面：增强型移动宽带（eMBB，简称大带宽）、海量机器类通信（mMTC，简称大连接）及低时延高可靠通信（uRLLC，简称低时延）。大带宽主要满足用户对高数据速率的业务需求，大连接使5G具备面向物联网业务的能力，低时延是5G区别于前四代移动通信技术的差异化能力。

1.2 5G基础共性能力

5G技术的基础共性能力包括人工智能、物联网、云计算、大数据和边缘计算五种能力。物联网是将各种信息传感设备互联起来形成的网络，云计算为物联网平台和大数据提供基础的存储和计算能力，为人工智能算法提供强大的人工智能计算能力，人工智能是对人类智能的启发式模拟，大数据是需要专门软件处理的海量规模的数据，边缘计算将远离用户的云端存储和计算能力向用户边缘迁移，为 5G 应用提供比云计算更低时延的能力。

1.3 5G行业共性能力

5G技术的行业共性能力包括超高清视频、视频监控、VR/AR、无人机、机器人等。超高清视频的典型特征就是高速率与大数据量，按照产业主 流标准，4K、8K视频传输速率一般在50Mbps与200Mbps 以上，4G 网络已无法完全满足。5G网络的大带宽能力成为解决该场景需求的有效手段。视频监控能通过摄像头和传输网络，将采集的视频信息传送到视频监控云平台或边缘计算平台（提升响应时间），与人工智能融合，可用于目标与环境识别。VR/AR是近眼现实、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等信息 技术相互融合的产物。5G 网络赋予无人机超高清视频传输（50-150Mbps）、低时延控制（10-20ms）、远程联网协作和自主飞行等重要能力，可以实现对无人机设备的监视管理、航线规范、效率提升。

目前，国内安防产业快速向规模化、自动化、智能化转型升级，而安防产业的核心系统——视频监控系统利用5G的大带宽和低时延能力，结合边缘计算等技术，可以有效地改善传统视频监控系统反应迟钝、监控效果差等问题，以更快的速度提供更加精确的监控数据[2]。同时，5G的大连接能力也使得視频监控范围进一步扩大，通过机器人、无人机等方式获取更丰富的监控数据，为城市管理部门提供更周全、更多维度的参考数据。

2 5G技术下城市移动管理视频监控系统的应用构成

本系统主要包括前端采集设备、传输网络、监控运营平台三部分。如图1所示。

2.1 前端采集设备

本系统前端采集设备主要对城市管理过程中的音频和视频进行采集，并通过5G网络上传到监控中心。其由支持国标视频专网的多媒体信息终端、数字式云集群指挥调度终端、多媒体信息传输模块、车载前端数据集控终端四部分组成。

2.1.1多媒体信息终端

通过车载高线摄像机、音视频编解码模块、加速度数据采集模块和无线传输模块等相关的无线数字视频传输功能可以将管理现场实时的音频视频等数字化信息通过多媒体信息传输模块传输至监控平台，使得监控平台可以实时观察管理现场。

2.1.2数字式云集群指挥调度终端

通过数字式云集群指挥调度终端中内置的定位模块，获取车辆当前的位置信息，包括当前经纬度、当前速度、当前工作速度矢量方位角、当前时间等传输至平台。

2.1.3多媒体信息传输模块

多媒体信息传输模块将现场音频经由数字化处理压缩的方式通过视频专网将语音信息传输至监控平台，并形成全双工的云集群对讲功能。

2.1.4 车载前端数据集控终端

根据车辆移动监控的实际需求特别定制的数据集控终端配有无线数据传输通道，可以通过5G网络进行数据传输，保证城市管理车辆在移动过程中数据、语音和视频的正常通信。

2.2 传输网络

城市管理移动视频监控系统中，传输网络的主要作用是实现前端设备和监控平台之间的有效连接。由于传输网络需要传输各类音频和视频信号以及动态图像信号，而这一类信号普遍信息量大、实时性强、频带较宽，因此需要大带宽、低时延和稳定性强的传输网络。随着5G技术的发展，传输网络通过超密集异构网络、自组织网络、信息中心网络等技术极大提高其在传输过程中的灵活性、传输速率和网络覆盖范围，从而使得信息传输更便捷和安全[3]。本系统中的传输网络由信号放大器、光纤和接口等部分组成，通过数据网和交换网对信息进行传输和交换，5G网络技术提升了信息处理的质量和效率。

2.3 监控运营平台

监控运营平台在城市管理移动视频监控系统中主要起到管理和协调的作用，是整个监控系统的核心。平台的主要功能包括实时监控、音频视频存储管理、移动侦测以及远程对讲等。5G技术的大带宽、低延时和大数据可以使城市管理视频监控系统突破有线网络无法达到的带宽限制，大幅度降低了网络布线的高额成本，实现实时监控功能，打破图像、音频及视频的同步传输所受地理条件的限制，极大地压缩了传输时间[4]。本监控系统通过拼接LED屏幕实现在多个显示终端上同时显示多个动态画面的功能，结合5G移动网络，实现图像的无损传输。

3 5G技术对城市管理移动视频监控系统的促进作用

5G技术带来的自组织网络结构、超密集网络架构和信息传输和共享能力等方面的应用，对城市管理移动视频监控系统有促进作用，主要体现在如下两个方面：

3.1 扩大了城市管理移动视频监控系统的应用范围

5G技术所具备的网络能力、基础共性能力和行业共性能力，可以实现移动视频监控系统的全面发展，从而提高系统的应用效率，因而可以全面推广到城市管理工作中的方方面面，扩大其应用范围，有利于进一步打通城市管理工作中各部门间的壁垒，提升工作效率。

3.2 促进了城市管理移动视频监控系统的智能化发展

城市管理移动视频监控系统不仅需要通过车载设备实现车辆的精准定位，传输实时现场高质量视频信息，还需要搭建监控平台随时掌握车辆状态[5]。5G技术的引入极大地激发了系统结构上的变化，优化了早期系统中存在的技术问题，使得系统朝着智能化的方向不断发展。

4 结论

随着 5G 技术的快速发展和全面应用，城市管理移动视频监控系统与5G 技术的结合将是大势所趋。5G技术为城市管理移动视频监控系统提供了更广阔的发展空间，同时也可以使应用场景更为丰富，能够为以城市管理为代表的诸多行业的发展提供支持。随着5G技术和移动视频监控系统的不断发展和完善，相信未来的城市管理工作将更高效、更精准和更安全。

參考文献：

[1] 贾庆民.5G移动通信网络中缓存与计算关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，2019.

[2] 吕振国，尹萍.5G技术与移动视频监控技术在城市执法中的联合应用[J].中国安防，2021（3）：88-91.

[3] 姜楠.基于5G网络的物联网视频监控系统的应用[J].通信电源技术，2020，37（10）：209-211.

[4] 李沛锋.基于5G的智能视频监控系统设计研究[J].中国新通信，2020，22（14）：68.

[5] 杨骋.数字视频监控系统的智能化应用[J].集成电路应用，2020，37（12）：56-57.

【通联编辑：梁书】

收稿日期：2021-08-02

作者简介：张俊哲（1990—），女，硕士研究生，空军预警学院雷达士官学校，助教，主要研究医疗设备开发、传感器开发。