機(jī)場(chǎng)安防系統(tǒng)一般包括：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、出入口控制系統(tǒng)、周界防范系統(tǒng)以及火災(zāi)報(bào)警、緊急逃生系統(tǒng)等。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為機(jī)場(chǎng)安全防范系統(tǒng)的基礎(chǔ)系統(tǒng)，在機(jī)場(chǎng)安全系統(tǒng)內(nèi)占據(jù)極其重要的位置，機(jī)場(chǎng)的監(jiān)視攝像點(diǎn)大多安裝在候機(jī)廳、安檢通道、登記口、電梯、周界、停機(jī)坪和建筑物頂層。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是可以直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)視，機(jī)場(chǎng)的客貨流動(dòng)量大，飛機(jī)起降量大，空防安全和地面安全、內(nèi)部安全和周界安全等一體化安全都對(duì)全實(shí)時(shí)、零延時(shí)的視頻和控制提出了更加嚴(yán)格的要求。機(jī)場(chǎng)的面積區(qū)域一般都比較廣闊，分散的建筑和設(shè)施也比較多，而現(xiàn)代化的國(guó)際機(jī)場(chǎng)一般擁有多個(gè)候機(jī)大樓、多條主跑道和停機(jī)位、復(fù)雜的場(chǎng)內(nèi)交通道路和相應(yīng)的配套設(shè)施，之前如果是采取標(biāo)清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)，則需要的攝像點(diǎn)數(shù)量多，一般在幾百路以上。由于現(xiàn)在有了百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，一個(gè)百萬攝像機(jī)一般可以替代幾個(gè)模擬攝像機(jī)的效果，最為關(guān)鍵的是，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)對(duì)于監(jiān)控圖像的看、錄效果是一致的。也就是說在瀏覽器看到的效果就是錄像的效果;而標(biāo)清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)圖像的看、錄是不一致的，舉個(gè)例子來說，現(xiàn)在標(biāo)清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般有CIF(352×288分辨率)、4CIF(702×576分辨率)、full D1(720×576分辨率)的錄像效果，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的分辨率可以達(dá)到1280×720以上，甚至更高。

　　標(biāo)清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)多采用模擬矩陣進(jìn)行組網(wǎng)連接(采用VCR或DVR錄像)，其聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)展成本比較高、集成難度大并且管理困難。網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻編碼壓縮技術(shù)，將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流，利用網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)進(jìn)行視頻流的轉(zhuǎn)發(fā)和存儲(chǔ)，在后端利用DAS或SAN實(shí)現(xiàn)海量、長(zhǎng)期的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

　　另外國(guó)際機(jī)場(chǎng)的安全防范系統(tǒng)是一個(gè)綜合性的多功能的監(jiān)控系統(tǒng)，由于機(jī)場(chǎng)范圍內(nèi)的各建筑一般比較分散且相距較遠(yuǎn)，根據(jù)機(jī)場(chǎng)的內(nèi)部管理和相關(guān)職能的不同，監(jiān)控系統(tǒng)則會(huì)根據(jù)各個(gè)管理部門和職能部門的需要來安裝，監(jiān)控系統(tǒng)分成很多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的監(jiān)控中心，在標(biāo)清數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控的統(tǒng)一綜合管理和調(diào)度非常難，但是采用數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案，就不存在這個(gè)問題。

　　項(xiàng)目的用戶需求分析

　　機(jī)場(chǎng)作為航空交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，有著其自身的特點(diǎn)。機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，眾多的視頻監(jiān)控點(diǎn)數(shù)對(duì)攝像機(jī)的類型、安裝方式有各自不同的具體需求，不同部門的不同應(yīng)用也有各自的需求，具體如下。

　　操作用戶可以對(duì)系統(tǒng)中所有硬件設(shè)備和用戶進(jìn)行集中管理，將攝像機(jī)按類別分組，各分組還可以自由組合成新的一組，這樣使攝像機(jī)的分組樹層次更加清晰，方便用戶瀏覽管理，用戶可以按自己的瀏覽習(xí)慣保存各自的瀏覽界面。視頻監(jiān)控系統(tǒng)的顯示元素包括攝像機(jī)和電子地圖，可以根據(jù)需要設(shè)置多種顯示元素，實(shí)現(xiàn)人性化的運(yùn)用管理。系統(tǒng)能按照操作管理員的意圖，對(duì)任意一個(gè)攝像機(jī)進(jìn)行計(jì)劃或者手動(dòng)錄像。支持按照不同的錄像檢索方法，在實(shí)時(shí)圖像和錄像回放的過程中，對(duì)于重要的事件或是時(shí)間點(diǎn)可以隨時(shí)對(duì)視頻錄像進(jìn)行標(biāo)識(shí)說明，以便在以后的錄像回放時(shí)，有重點(diǎn)的選擇回放時(shí)間點(diǎn)。在錄像回放過程中，可以按照時(shí)間切片來快速定位到目標(biāo)錄像。對(duì)百萬像素高清圖像可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字放大顯示、圖像增強(qiáng)，支持多用戶的分級(jí)管理，可設(shè)定不同用戶的操作、管理權(quán)限，滿足不同用戶具備不同的管理權(quán)限。同時(shí)系統(tǒng)可與商業(yè)收銀系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)。

　　系統(tǒng)的建設(shè)特點(diǎn)

　　由于機(jī)場(chǎng)的特殊性，還需要各子系統(tǒng)組成一個(gè)物理和邏輯資源共享的完整系統(tǒng)，由具有最高控制級(jí)別的監(jiān)視指揮中心對(duì)分散的子系統(tǒng)進(jìn)行全局統(tǒng)一管理。機(jī)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)跨度比較大，需要考慮視頻信號(hào)的傳輸、機(jī)房的利用、網(wǎng)絡(luò)資源的使用等。

　　憑借內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)的視頻綜合管理服務(wù)器，與IP網(wǎng)絡(luò)直接連接，新的百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)不需要與PC或其他軟硬件直連，就能拍攝并傳輸圖像。[nextpage]

　　節(jié)約空間，降低基礎(chǔ)設(shè)施和維護(hù)成本，百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以直接接入網(wǎng)絡(luò)端口并利用PoweroverEthernet(PoE)供電，以UPS作為備用電源，不再需要附加硬件或接線盒，部署新系統(tǒng)時(shí)也不需要拆除舊的基礎(chǔ)設(shè)施。

　　增加視頻編碼器用來將現(xiàn)有模擬攝像機(jī)的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式，既能保護(hù)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)，又能讓機(jī)場(chǎng)享用基于百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的IP高清視頻監(jiān)控解決方案。

　　該方案不再需要安裝成排的錄像機(jī)，尋找信息時(shí)也不需要在一大群硬盤里大海撈針，可以讓機(jī)場(chǎng)管理部門和職能部門省時(shí)省力。

　　解決方案的系統(tǒng)架構(gòu)

　　系統(tǒng)構(gòu)架見圖1。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　系統(tǒng)的功能特色

　　在本系統(tǒng)中，值班操作人員能一目了然的看到數(shù)百個(gè)攝像機(jī)中每一個(gè)攝像機(jī)的所在地點(diǎn)，以及所負(fù)責(zé)的控區(qū)。在查看整個(gè)防區(qū)內(nèi)所有監(jiān)控點(diǎn)分布圖的同時(shí)，隨即就能看到圖上某個(gè)攝像頭的畫面，一旦有警情發(fā)生，系統(tǒng)可以快速通知相關(guān)負(fù)責(zé)人，同時(shí)提示哪條路線可以盡快趕到事發(fā)地點(diǎn)。

　　根據(jù)用戶的需要，可自由設(shè)定監(jiān)控畫面的顯示布局，并將其保存下來以便隨時(shí)調(diào)出查看，還可以通過有限的顯示窗口來顯示所有的監(jiān)控圖像。

　　控制攝像機(jī)云臺(tái)時(shí)要選中攝像機(jī)圖像，除了用戶可以通過云臺(tái)控制區(qū)來操作，用戶還可以在選中圖像上直接對(duì)其進(jìn)行攝像機(jī)控制，如果想仔細(xì)觀看監(jiān)控圖像某一局部畫面時(shí)，可以控制云臺(tái)左右移動(dòng)和攝像機(jī)放大操作來實(shí)現(xiàn)，也可以通過攝像機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦到選中的區(qū)域，自動(dòng)放大圖像。

　　受天氣環(huán)境影響，對(duì)于模糊不清的圖像可以通過增強(qiáng)圖像質(zhì)量，提高圖像清晰度。圖像質(zhì)量增強(qiáng)技術(shù)是針對(duì)圖像從多方面提高圖像視覺效果的一種視頻圖像處理技術(shù)。在視頻圖像選中區(qū)域可以選擇多種圖像增強(qiáng)處理的其中一種，以提高圖像畫面質(zhì)量。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)安全系統(tǒng)內(nèi)占據(jù)極其重要的位置，百萬像素高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)將在機(jī)場(chǎng)的運(yùn)用，將使機(jī)場(chǎng)安全有了更強(qiáng)大的保護(hù)傘。

        在監(jiān)控中，常常會(huì)有多個(gè)攝像機(jī)同時(shí)監(jiān)控一個(gè)場(chǎng)景的不同區(qū)域，但每個(gè)攝像機(jī)都是獨(dú)立畫面，采用視頻拼接技術(shù)，可以將多個(gè)獨(dú)立攝像機(jī)的圖像進(jìn)行拼接，提高圖像分辨率，實(shí)現(xiàn)全景和廣角瀏覽監(jiān)控，節(jié)約系統(tǒng)成本(見圖2)。

圖2  多個(gè)獨(dú)立攝像機(jī)的圖像拼接圖[nextpage]

　　在大場(chǎng)景監(jiān)控應(yīng)用中，可將一組多個(gè)攝像機(jī)的視頻圖像進(jìn)行變形拼接，形成一個(gè)覆蓋全范圍的全景視頻畫面(見圖3)，并可實(shí)現(xiàn)全景攝像機(jī)下的抓拍和圖像操作，還支持目標(biāo)物體攝像機(jī)移動(dòng)跟蹤。

圖3   多個(gè)攝像機(jī)的視頻圖像變形拼接的全景視頻畫面圖

　一個(gè)大型監(jiān)控平臺(tái)中監(jiān)控圖像有很多，面對(duì)眾多監(jiān)控畫面，如果監(jiān)控圖像還沒有形成錄像文件，當(dāng)突發(fā)事件發(fā)生時(shí)需要及時(shí)查看事件發(fā)生的瞬間圖像資料時(shí)，能否查閱?可以通過系統(tǒng)的即時(shí)回放功能調(diào)用視頻數(shù)據(jù)緩存的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行回放，保證每個(gè)攝像機(jī)的瞬間錄像圖像可以即刻調(diào)出回放，讓實(shí)時(shí)瀏覽和錄像回放在時(shí)間上無縫銜接(見圖4)。

圖4  實(shí)時(shí)瀏覽和錄像回放在時(shí)間上無縫銜接圖[nextpage]

　　查看監(jiān)控錄像時(shí)，最麻煩的是錄像文件太多，怎么樣才能方便、快捷地找到想要查看的錄像時(shí)間呢?在監(jiān)控過程中，常常會(huì)有重要的圖像攝像機(jī)，如何才能記錄下來這些時(shí)間點(diǎn)，以方便日后的錄像查看呢?在錄像回放過程中，能否對(duì)重要的時(shí)間點(diǎn)做標(biāo)記?

　　錄像的快照檢索功能是指監(jiān)控系統(tǒng)將長(zhǎng)時(shí)段的錄像文件按十個(gè)時(shí)間段等分，生成快照?qǐng)D片，利用快照?qǐng)D片對(duì)錄像進(jìn)行定位檢索，方便用戶快速定位到所需的錄像資料，簡(jiǎn)化了在繁重錄像資料中逐一回放的工作。

　　錄像的書簽是指在設(shè)置錄像計(jì)劃的監(jiān)控圖像中，對(duì)于重要的事件或是時(shí)間點(diǎn)可以隨時(shí)添加標(biāo)示說明，以便在以后的錄像回放時(shí)，有重點(diǎn)的選擇回放時(shí)間點(diǎn)。同時(shí)在錄像回放過程中，也可隨時(shí)對(duì)錄像文件添加書簽(見圖5)。

圖5  錄像的書簽圖

聯(lián)動(dòng)報(bào)警功能是監(jiān)控系統(tǒng)針對(duì)視頻編碼設(shè)備、POS機(jī)等其他硬件特點(diǎn)開發(fā)的報(bào)警應(yīng)用(見圖6)。在視頻監(jiān)控時(shí)，如果前端發(fā)生警情，最快時(shí)間發(fā)現(xiàn)警報(bào)，告知監(jiān)控人員，對(duì)于敏感監(jiān)控區(qū)域，不可能24小時(shí)一直觀看的圖像，通過客戶端軟件的報(bào)警計(jì)劃可設(shè)置7種行為報(bào)警響應(yīng)：

　　· 啟動(dòng)錄像：?jiǎn)?dòng)服務(wù)器對(duì)報(bào)警的攝像機(jī)圖像進(jìn)行錄像;

　　· 模擬監(jiān)視器輸出：報(bào)警圖像輸出在電視墻或顯示器上;

　　· 客戶端信息提示：給所有登錄的客戶端發(fā)出一個(gè)消息提示;

　　· 客戶端語音提示：激活所有登錄的客戶端播放報(bào)警聲音;

　　· 客戶端圖像輸出：使客戶端彈出已設(shè)置報(bào)警時(shí)要顯示的攝像機(jī)圖像，同時(shí)彈出此點(diǎn)的所有相關(guān)地圖和數(shù)據(jù)庫(kù)信息，包括聯(lián)系人、電話、地址、保安人數(shù)、所屬警區(qū)等信息;

　　· 開關(guān)量輸出：開關(guān)量報(bào)警的輸出，使攝像機(jī)前端安置的警燈發(fā)出報(bào)警信號(hào);

　　· 調(diào)用云臺(tái)預(yù)置位：觸發(fā)報(bào)警攝像機(jī)，指向報(bào)警時(shí)的預(yù)置監(jiān)控位置。

圖6 聯(lián)動(dòng)報(bào)警圖[nextpage]

　　根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)要求，本項(xiàng)目新建的前端視頻監(jiān)控點(diǎn)位全部采用基于標(biāo)準(zhǔn)H.264算法的百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。它采用百萬像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機(jī)采集壓縮后的有效分辨率為1280×720，預(yù)覽和回放的圖像線數(shù)也達(dá)到了700TVL廣播級(jí)圖像畫質(zhì)， 而且為全實(shí)時(shí)25幀/秒。在原來監(jiān)控系統(tǒng)整改的系統(tǒng)中，采用基于標(biāo)準(zhǔn)H.264算法、單路D1分辨率的視頻編碼器來把視頻監(jiān)控圖像接入到網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)配。

　　如何構(gòu)建大規(guī)模、跨地域的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)呢?分析大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，不難看出按業(yè)務(wù)分級(jí)布防和管理是這類應(yīng)用的特點(diǎn)。顯然，與業(yè)務(wù)流程吻合的軟件體系才是高效和穩(wěn)定的軟件體系，分布式多服務(wù)器體系正好符合大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求。

　　功能強(qiáng)大、穩(wěn)定的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)是系統(tǒng)的基礎(chǔ)。多服務(wù)器分布協(xié)調(diào)工作是系統(tǒng)的強(qiáng)大保障。

　　通過分布在網(wǎng)絡(luò)上的各個(gè)子服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，可以真正做到系統(tǒng)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的本地化，將網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)和存儲(chǔ)負(fù)擔(dān)化整為零，從而不但使得大規(guī)模組網(wǎng)成為可能，并且極大的減少了系統(tǒng)構(gòu)建成本。

　　本方案采用的是一臺(tái)目錄服務(wù)器、多臺(tái)子服務(wù)器的配置架構(gòu)。

　　目錄服務(wù)器用來支持多目錄、多中心服務(wù)，輕松實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備的管理，支持多中心數(shù)據(jù)同步和互備份，保障了數(shù)據(jù)的完整性。響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和系統(tǒng)的強(qiáng)壯性，避免了信息孤立和垃圾信息的產(chǎn)生。

　　系統(tǒng)上采用的子服務(wù)器是采用All-In-One的設(shè)計(jì)架構(gòu)，每臺(tái)子服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)如下功能：

　　· 實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻圖像管理、轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)的高效集成，簡(jiǎn)單安裝，讓您不再為名目繁多的服務(wù)器而困惑。子服務(wù)器是系統(tǒng)的控制中心，保障系統(tǒng)中所有設(shè)備、各種資源安全有效地運(yùn)行與共享，包括應(yīng)用管理、設(shè)備管理、服務(wù)器間連接與切換、用戶管理、日志管理、心跳管理、客戶端在線管理等。子服務(wù)器支持海量圖像的匯聚與轉(zhuǎn)發(fā)。提供的分布式多轉(zhuǎn)發(fā)中心架構(gòu)，最大限度的分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸和擁塞。配合中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式，支持應(yīng)用層路由優(yōu)化，限制無效網(wǎng)絡(luò)流量的產(chǎn)生。子服務(wù)器支持海量圖像的存儲(chǔ)，支持DAS、NAS和SAN存儲(chǔ)設(shè)備。提供的分布式存儲(chǔ)模式降低了存儲(chǔ)成本和存儲(chǔ)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)支持音視頻數(shù)據(jù)和行業(yè)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)和檢索;

　　· 機(jī)場(chǎng)內(nèi)的所有安防業(yè)務(wù)，包括用戶、數(shù)據(jù)流、錄像等，做到業(yè)務(wù)本地化，服務(wù)器節(jié)點(diǎn)采用支持冗余備份的服務(wù)器體系;

　　· 用戶可以根據(jù)應(yīng)用的需要，輕松地在各服務(wù)器之間構(gòu)建無限多叉樹的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，滿足分級(jí)和分層管理的需要，做到管理網(wǎng)絡(luò)化。

　　案例實(shí)際應(yīng)用情形

　　基于標(biāo)準(zhǔn)H.264壓縮算法的百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可輕松對(duì)監(jiān)控區(qū)域?qū)嵤└咔逦膱D像采集，是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在視覺效果上無法相比的。前端百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在進(jìn)行高清視頻采集的同時(shí)還可集成音視頻輸入輸出、報(bào)警輸入輸出、控制接口等功能，實(shí)現(xiàn)音頻監(jiān)聽、高清圖像采集和報(bào)警探測(cè)器聯(lián)動(dòng)、控制等擴(kuò)展功能。百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)與傳統(tǒng)模擬攝像機(jī)相比不僅僅是清晰的提升，還有功能集成的多樣化。百萬像素網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可輕松接入到傳輸網(wǎng)絡(luò)中去，并可以通過傳輸網(wǎng)絡(luò)直接接入到網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的軟件管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了高清成像、低碼流傳輸和存儲(chǔ)實(shí)用性的革命性突破，將高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)推向了大規(guī)模的實(shí)際應(yīng)用。