5 火車站全時空立體可視化平臺技術(shù)方案

1、火車站口全時空立體可視化平臺技術(shù)方案口北京正安融翰技術(shù)有限公司2014年6月TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 一、項目建設(shè)的必要性1 HYPERLINK l bookmark6 二、需求分析1 HYPERLINK l bookmark8 三、建設(shè)目標和建設(shè)內(nèi)容2 HYPERLINK l bookmark10 .建設(shè)目標2 HYPERLINK l bookmark12 .建設(shè)內(nèi)容2 HYPERLINK l bookmark14 四、技術(shù)方案4 HYPERLINK l bookmark16 .攝像機點位規(guī)劃4 HYPERLINK l bookmark18 .三

2、維建模5 HYPERLINK l bookmark20 .全景視頻融合7 HYPERLINK l bookmark22 .跨鏡頭智能分析11 HYPERLINK l bookmark24 五、平臺部署15 HYPERLINK l bookmark26 .軟件平臺架構(gòu)15.硬件部署17 HYPERLINK l bookmark28 六、平臺建設(shè)環(huán)境要求19 HYPERLINK l bookmark30 .攝像機要求19 HYPERLINK l bookmark32 .鏈路要求20 HYPERLINK l bookmark34 .指揮中心要求20 HYPERLINK l bookmark36 七、

3、平臺特點與優(yōu)勢21 HYPERLINK l bookmark38 八、效益分析22 和預(yù)處理。高性能圖形服務(wù)器：完成前端固定攝像機采集的監(jiān)控視頻與三維模型的拼接融合，實現(xiàn)全景立體監(jiān)控。實現(xiàn)了大場景監(jiān)控、定制巡航、二維/三維信息關(guān)聯(lián)、攝像機反向關(guān)聯(lián)、歷史視頻以全景方式回溯反查功能等立體可視化控制。監(jiān)控視頻存儲服務(wù)器（包括視頻存儲管理服務(wù)器和磁盤陣列）：監(jiān)控視頻控制存儲。球機聯(lián)動控制服務(wù)器：實現(xiàn)球機快速目標捕獲，即根據(jù)監(jiān)控人員選中所需要觀測的目標或區(qū)域，系統(tǒng)自動調(diào)用最佳位置球機鎖定該區(qū)域。智能分析服務(wù)器：實現(xiàn)針對特定區(qū)域的跨鏡頭視頻智能分析。全時空立體可視化平臺既可以實現(xiàn)大視野的實時視頻全景立體監(jiān)

4、控，又可以實現(xiàn)歷史視頻的全景回溯，同時通過調(diào)用球機可以實現(xiàn)對局部細節(jié)的精細觀察，通過智能分析實現(xiàn)*站重點區(qū)域跨鏡頭智能分析。實時視頻通過視頻資源接入服務(wù)器接入到平臺中，在高性能圖形服務(wù)器中完成并顯示拼接融合的全景立體監(jiān)控，并通過視頻存儲管理服務(wù)器將實時視頻存儲到磁盤陣列中；當(dāng)需要回溯歷史視頻時，通過視頻存儲管理服務(wù)器調(diào)用存儲在磁盤陣列中歷史視頻，在高性能圖形服務(wù)器中完成并顯示拼接融合的全景歷史視頻，實現(xiàn)對歷史事件的全景還原回溯；當(dāng)在高性能圖形服務(wù)器的全景畫面中選中可疑目標或區(qū)域時，球機聯(lián)動控制服務(wù)器調(diào)用對應(yīng)的球機鎖定該區(qū)域并可手動調(diào)節(jié)球機焦距實現(xiàn)細節(jié)觀察;針對特定區(qū)域特定業(yè)務(wù)要求定制開發(fā)智能分

5、析功能，智能分析服務(wù)器對跨區(qū)域跨鏡頭的全景視頻自動分析，發(fā)現(xiàn)特定異常并報警，提醒相關(guān)工作人員注意。如果沒有球機協(xié)同追視及智能分析功能，上述球機聯(lián)動控制服務(wù)器以及智能分析服務(wù)器可以不用。各種類型的服務(wù)器數(shù)量將根據(jù)具體項目的規(guī)模詳細設(shè)計。全時空立體可視化平臺可輕松實現(xiàn)橫向擴容，新增監(jiān)控點位只需增加對應(yīng)的硬件設(shè)備即可輕松實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)點位數(shù)量升級。全時空立體可視化平臺可以通過“旁路”的方式在原有監(jiān)控系統(tǒng)完全利舊的前提下實現(xiàn)全時空立體可視化監(jiān)控的功能。六、平臺建設(shè)環(huán)境要求1.攝像機要求對新增攝像機的要求如下：(1)使用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)攝像機模擬攝像機本身清晰度較差，為了處理監(jiān)控視頻，最佳方案是在數(shù)字化基礎(chǔ)上進行

6、，選用模擬攝像機將會多一次模數(shù)轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致圖像清晰度、色彩飽和度下降。(2)使用標準網(wǎng)絡(luò)接口數(shù)字攝像機幾乎均有網(wǎng)絡(luò)接口，而且網(wǎng)絡(luò)接口相關(guān)設(shè)備較多，可以方便構(gòu)架出最優(yōu)性價比的標準化連接方式。(3)各攝像機之間傳輸時間差最大不能超過300ms各個攝像機實時視頻流匯聚到指揮中心，相互之間的傳輸時間不能相差太大。此點主要通過指揮中心整體建設(shè)集成及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化加以保障。為保證全場景多路視頻實時處理的效果，對傳輸時間差提出不超過300ms的要求。(4)使用符合環(huán)境要求的攝像機對于溫差較大等環(huán)境惡劣區(qū)域，攝像機不方便維護，建議用戶采用經(jīng)過實際環(huán)境測試的品牌攝像機。(5)使用1080P高清攝像機要求使用1080

7、P高清攝像機。視頻壓縮標準要符合H.264壓縮標準，支持RTSP視頻接入。(6)槍式攝像機使用廣角鏡頭所有槍式攝像機配備廣角低畸變鏡頭，攝像機CD尺寸不大于1/2.7，CS接口，支持換鏡頭。廣角鏡頭建議采肺heiaSL183A1.8mm或富士能2.26mm百萬鏡頭。(7)球機要求球機SDK必須支持PTZm個參數(shù)(水平、俯仰、縮放)的接口調(diào)用，參數(shù)是相對某一原始點的絕對偏移量。建議使用安訊士AXISQ6035、大華DH-SD6582-HS、DH-SD6982-HN，在確認采用其他品牌之前，提供該品牌測試樣機及完整的SDK。（8）穩(wěn)定性要求攝像機安裝完畢后，安裝位置和安裝角度不能發(fā)生偏移。.鏈路要

8、求要求采用如下網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：采用路由器以太網(wǎng)連接方式，主干網(wǎng)應(yīng)采用光纖連接。所有攝像機構(gòu)成一個單獨的圖像傳輸局域網(wǎng)，以保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。視頻網(wǎng)絡(luò)建設(shè)本著資源共享、有效利用現(xiàn)有資源的思路進行建設(shè)，由于前端采用1080P高清攝像機，確保單路12Mbps的接入帶寬要求，將各種視頻資源統(tǒng)一接入中心機房。所有監(jiān)控視頻資源最終上行傳送中心機房。要求監(jiān)控視頻網(wǎng)絡(luò)傳送的視頻數(shù)據(jù)符合H.264規(guī)范的高清分辨率壓縮碼流。圖像幀率為25fps。攝像機傳輸?shù)臅r間要求同步，可以有系統(tǒng)誤差，但不能有隨機誤差。所有監(jiān)控攝像機經(jīng)一級交換機級聯(lián)接入光纖主干網(wǎng)。視頻數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)傳送延時不得超過1秒。任意兩路監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)傳送延時相差不得

9、多于200毫秒（視頻傳送誤差少于五幀）。需保證線纜質(zhì)量及所用交換機性能，保證平臺接收到的數(shù)據(jù)帶寬滿足監(jiān)控視頻實時傳輸要求。.指揮中心要求全時空立體可視化平臺作為一個旁路接入的系統(tǒng)，將完全不會影響原有指揮系統(tǒng)的正常使用，即在沒有全時空立體可視化平臺或全時空立體可視化平臺不啟動的情況下，原有指揮系統(tǒng)都可以正常工作。為更好發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，為用戶實現(xiàn)更大實戰(zhàn)應(yīng)用價值，給出全時空立體可視化平臺建設(shè)相結(jié)合的具體技術(shù)建議如下:（1）大屏顯示系統(tǒng)要求要求全時空立體可視化平臺所有服務(wù)器和視頻矩陣（或大屏控制器）在同一機房，且布線距離不能超過10米。為了達到最佳的顯示效果，要求為平臺預(yù)留6路1080P的DVI同時上

10、大屏，高性能圖形服務(wù)器輸出與視頻矩陣（或大屏控制器）輸入之間連接線牢固，保證線材傳輸1080P信號衰減小。大屏控制系統(tǒng)需保證大屏上6路DVI信號的任意擺放，以保證系統(tǒng)窗口按照甲方要求部署。大屏控制系統(tǒng)需為提供若干展示模式，通過模式進行軟件布局切換。要求大屏控制器滿足6路DVI信號同時上大屏(保證幀率25fps)。DVI線需采用高質(zhì)量線纜，雙公頭，不能經(jīng)過轉(zhuǎn)接頭。(2)對電源和機柜空間的要求指揮中心需提供足夠的機柜空間和電源。(3)操作臺相關(guān)要求需要在正對展示大屏位置提供一個軟件操作臺，至少容納1人操作。操作臺上需預(yù)留22寸顯示器及鍵鼠擺放空間。高性能圖形服務(wù)器到操作臺布線距離不超過50米，要保

11、證DVI信號和鍵鼠信號質(zhì)量，確保信號衰減不會給平臺操作及顯示問題帶來問題。具體要求如下：高性能圖形服務(wù)器和操作臺布線距離小于15米時采用DVI線。USB傳輸采用延長器，需要預(yù)埋2根高質(zhì)量DVI線及2根高質(zhì)量直連網(wǎng)線備用。高性能圖形服務(wù)器和操作臺布線距離大于15米小于50米時采用DVI延長器。USB傳輸采用延長器，需要預(yù)埋4根高質(zhì)量網(wǎng)線備用。特殊情況下，高性能圖形服務(wù)器和操作臺布線距離大于50米時，采用光纖傳輸，需要1臺1080P的高清發(fā)送、接收光端機，預(yù)埋2根單模光纖。要求上述提及的網(wǎng)線為RJ45,單根直通，不能經(jīng)過配線架；DVI線需采用高質(zhì)量線纜，雙公頭，不能經(jīng)過轉(zhuǎn)接頭。七、平臺特點與優(yōu)勢與

12、傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，全時空立體可視化平臺在以下幾個方面有重大突破：打破傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯示分鏡頭畫面的局限，實現(xiàn)了對整個監(jiān)控區(qū)域整體大場景全時空的實時立體展示。指揮人員能夠以全景視角觀察現(xiàn)場局勢、部署安保力量。打破傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)各個分鏡頭畫面只有局部視角的局限，實現(xiàn)重點區(qū)域的全局觀測，可以以全局視角觀察重點區(qū)域的實時動態(tài)。實現(xiàn)了二維全局地圖與立體監(jiān)控的結(jié)合，攝像機的位置和覆蓋區(qū)域以及用戶當(dāng)前觀察點的位置可同步顯示在二維地圖及三維場景中。打破傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)無法自動挑選最佳視角的局限，通過交互設(shè)置實現(xiàn)自動地調(diào)用最佳位置球機對目標區(qū)域進行精細觀察。系統(tǒng)將場景內(nèi)所有球機關(guān)聯(lián)融合于三維全景監(jiān)控中

13、，突破傳統(tǒng)球機聯(lián)動概念，以全景監(jiān)控中的事件目標為驅(qū)動，有的放矢地關(guān)注細節(jié)，實現(xiàn)縱覽全局和細節(jié)把控的有機結(jié)合。支持對歷史視頻的全景還原回溯，實現(xiàn)了全時空環(huán)境下正向或反向播放搜索，為事件事后追查提供了極大的便利。打破傳統(tǒng)視頻智能分析中各個分鏡頭孤立分析的局限，可在全景視頻范圍內(nèi)實現(xiàn)跨鏡頭連續(xù)智能分析。全景智能分析結(jié)果與監(jiān)控視頻無縫對接。同時，為確保將來的規(guī)模擴展、功能擴充、軟件升級等需要和可持續(xù)性發(fā)展，平臺提供標準的對外集成接口，以實現(xiàn)更多樣的上層應(yīng)用體系。平臺接口標準遵循下列原則：規(guī)范性：系統(tǒng)的控制協(xié)議、傳輸協(xié)議、接口協(xié)議以及視編解碼等應(yīng)用協(xié)議，符合相關(guān)的國家或行業(yè)標準的規(guī)定；擴展性：平臺擴展性

14、強，通過將各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)融合到平臺中，可實現(xiàn)對各部門業(yè)務(wù)的協(xié)同管理，從而為綜合業(yè)務(wù)管理提供有力的技術(shù)支撐?？煽啃裕翰捎贸墒斓募夹g(shù)和可靠的設(shè)備，平臺具有較強的容錯和故障恢復(fù)能力。八、效益分析建設(shè)*站全時空立體可視化平臺，對*站重點區(qū)域進行全景視頻可視化，通過全天候、精確化、無縫隙的全景可視化監(jiān)管提供全方位、全空間的運行態(tài)勢感知功能，為提高*站實時指揮調(diào)度管理水平提供強有力的技術(shù)支撐，將對*站的信息化建設(shè)產(chǎn)生深遠的影響，帶來巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。系統(tǒng)增強了*站的安全管控能力，通過進行全天候、精確化、無縫隙的監(jiān)管。一方面，監(jiān)控人員可以根據(jù)系統(tǒng)的異常預(yù)警，及時、準確的發(fā)現(xiàn)問題，快速做出響應(yīng)，避免危險情況的出現(xiàn)或者防止事態(tài)進一步擴大；另一方面，通過技術(shù)與管理的創(chuàng)新結(jié)合，管理人員可以直觀方便的對問題進行分析，進而找出問題的根源，改進管理方式，如調(diào)整人員部署策略、改變決策依據(jù)、實施人防與技防相結(jié)合的高效管理。通過對*站大場景的全局監(jiān)控，為進行攝像頭的布置規(guī)劃