大型体育场馆监控需求及方案解析

　　2008年北京用一场精彩绝伦的开幕式向世界展示了中国的魅力。各国政要、体育健儿、记者、游客从全世界齐集北京，见证了"同一个世界、同一个梦想"的北京奥运会。奥运会在中国的成功举办，呈现给世界的不仅是一次赛事，更让世界重新认识了中国，也让越来越多的国际赛事来到中国，给国内体育场馆的建设提供了巨大契机。即将来临的第十六届广州亚运会、2011年第二十六届深圳大运会、2013年第六届天津东亚运动会等重大国际赛事和2010年与2014年各省运动会等重大国内赛事，无疑为正在成长的体育场馆建设市场注入了活力，运动场馆对群众越来越高的开放度，这些都致使各地在兴建、完善更多的体育场馆。由于体育场馆建筑和使用的特殊性，对场馆设置的安全性，先进性的要求提到空前高度，这也为安防市场带来了不可多得的商机。

　　体育场馆的需求分析

　　体育场馆不同于一般的民用建筑，尤其诸如举办是奥运会之类的大型运动场馆，其特点是专业性强、技术要求高，在其安防解决方案中不仅仅要满足日常的监控需要，还需将一些新技术、新设备应用进去，以展示国家的国民经济实力。同时，随着 "一馆多用"的发展趋势，除了赛事期间的监控，还应满足一些日常的表演、会议、活动等需求。在做体育场馆安防系统时必须考虑以下几点：

　　（1）作为一个人群密度会突发增加的场所，赛事期间在人流极限情况下，流动频繁、复杂，本身存在很大的安全保障问题。这就要求监控系统有很好的延展性，要满足活动赛事和日常公共活动开放场所要求。

　　（2）在赛事期间，要确保重要人物的安全，比如，在奥运会期间，因为国家领导人以及国际奥委会的成员都会参加，安防系统一个很重要的作用就是确保这些重要的贵宾以及运动员、裁判员的安全。

　　（3）针对突发事件要有相应的应急机制，比如，目前在赛场上的球迷暴动、运动员打斗已经屡见不鲜，而且人群密度大的时候也是恐怖分子破坏活动的高发时期，这些突发性事件，要求报警系统和视频监控要能有效结合。

　　（4）观众出入口的视频质量要有保证，作为大量人群的主要出入通道，要确保录像存储时间足够长，而且在追查时，能够看清人的体貌特征。

　　（5）体育场所中除了视频监控系统外，还有很多其他防范系统。如图1所示。
 

　　从使用率上看，视频监控系统是整个体育场馆防范系统中占比重最大的，要占到70%.作为安全防范的核心系统，如何有效地和其他系统结合，也是在方案设计时必须要考虑的。例如，在发生紧急事故时，更需要视频监控系统、广播系统、疏散逃逸系统三者有效集成。国家在2009年也对相关体育场馆的安全防范系统做出了相应规定，主要目的是确保视频监控能够有效的和其他系统结合，发挥更大作用。

　　场馆保障

　　场馆监控是整个系统的重中之重，运动员、裁判员、观众等人员非常集中，大型体育场馆甚至可以容纳5万人以上。体育场馆监控的主要特点是监控数量比较大，监控范围比较集中。如，北京五棵松体育馆就安装有600个监控点；这些监控点要覆盖整个体育场馆，包括比赛馆、观众席、进出通道、休息区以及场馆周界。体育场馆建设的主要需求是图像质量高，能够满足大场景、长纵深的监控；不受天气影响，可满足24小时监控需求；能够方便快捷地查找录像文件，方便索引取证。基于场馆监控的特点和需求，可设计采用光纤传输加智能矩阵和数字存储相结合的方式。如图2所示。
 

▲图2 光纤传输加智能矩阵和数字存储相结合的监控系统架构

　　公共场所保障

　　公共场所的监控特点是人流量大，监控范围广，涉及到广场、街道、景区沿线、站点等区域。这些地区也是平时公安重点巡逻的路线。但也因为监控范围太大，警力覆盖密度不足，遇到突发事件后，需要及时向上级汇报，并寻求附近相关警力的支援。对这类流动性强的单兵移动监控系统主要采用无线监控系统。如图3所示。
 

　　在北京奥运会期间，网络运营商已经在重点地段覆盖了包括WIMAX、WIFI甚至SCDMA网络环境。在这些信号覆盖区，装备了两种监控终端设备。一种是警用车载监控系统，一种是个人手持MID监控终端。

　　前者适合一个小组成员使用。在警车上安置一台摄像机，摄像机信号经过车载无线编码器进行编码，形成数字信号，以无线网络信号传输出去。该系统通过车载电源和UPS供电，可以实时地将现场情况回传总部，同时也可以录制在本地的硬盘中，方便日后查询。后者则采用linux操作系统，具有一个摄像头功能，允许操作员人员看到自己监控的画面，也可以看到总部转发过来的其他地方的画面。有了这两套系统，总部可以总体衆-调各个警员的监控资源，总体调度警力，同时方便警员现场取证。

 　　体育场馆监控解决方案

　　通过上面对的监控需求分析，整个视频监控的架构也就清晰起来，下面在视频传输管理、报警联动、智能视频监控、集中平台管理几个方面来分享一下天地伟业的解决方案。

　　视频传输管理

　　体育场馆监控系统由视频采集设备、传输设备、核心管理设备三部分构成。如图4所示。
 

　　大型体育场馆的面积比较大，长宽一般在二三百米以上，监控前端需要采用高倍数快球才能覆盖，而且需要多个点组合监控。安装时还要注意现场灯光问题，一般体育场都会安装比赛用灯光，通常为大型惰性气体灯、光照强度大，安装时不能逆光安装，并且可以充分利用现场灯源。对于停车场、进出通道等位置安装红外一体机，满足24小时监控需求。在光线不足的情况下红外灯能自动打开可监控50米范围的场景。对于传输部分在场馆建设时就会预留光纤传输线路，可根据需要选择相应路数的光端机将就近的监控点用光纤传输至指挥中心。光纤的无损传输可以还诊-出高清晰的视频信号，满足监控需求。在监控中心通过视频分配器分别进入智能矩阵管理系统和NVR数字管理中心。智能矩阵系统可以实现视频监控序列设定，切换至屏幕墙，可以管理处理报警信息，安保人员可以通过键盘方便地管理大型监控系统。其网络控制管理模块还可以实现和上级级联，实现远程管理功能。NVR系统则实现了监控点信息的高清晰录像功能，管理人员通过计算机可以方便地查找出某段录像文件。

　　对于前端，可针对不同的场所监控特性选择不同的视频采集设备，在出入口通道需要选用高清的摄像机，而对于较为空旷而且人流量大的部位，需要选择支持多个预置位、可高速旋转的智能球。

　　传输环节，应采用模数结合的传输方式，对于贵宾区、运动员区、主席台等一类安全防范等级的重要场所，为确保视频信号质量无损伤，应采取直传或光纤传输等模拟方式直接传回到控制中心。对于其他场所，在传输时可应充分利用体育场馆内铺设的网络系统，这对安装以及日后扩容等都非常方便。

　　在管理中心的实时监控核心设备上，由于体育场馆内的几百个视频信息都汇总于此，需要解决在比赛期间有限的时间内监控数量庞大的视频画面，且能够快速定位。该系统中选用具备传统矩阵功能和网络WEB管理功能的天地伟业智能网络矩阵作为核心的视频管理设备，智能网络矩阵的高密度视频接入输出路数，适合于这种大型的集中视频管理场所，可以将几百路视频全部接入进来，进行全交叉切换，配合矩阵提供的每路输入视频2行汉字叠加的点位信息描述，可以精准定位视频源，当需要调用某一个视频图像时能够迅速定位、切换到屏幕墙上；可以将视频点位进行分组管理，根据不同的需求将视频信息分编成组，例如根据场所，将重要来宾所在场所、重要设施区域、运动员区、各个进出口编成四组视频组，通过网络矩阵强大的宏编糪-功能，既可让不同的视频组在屏幕墙上分组轮巡切换，也可以通过一个按键将一组的所有画面一起显示在屏幕墙上，或者将重要的场所视频所在组锁定在几个屏幕上保证长期不间断监控。这样，在赛事有限的时间内，不但可以保证重点部位的监控，而且也将不会错过其他部位的实时监控。在控制功能上，矩阵的16级前端控制权限判断，多重冲突解决策略，32个控制分区，5级用户安全管理模式；加上三维摇杆键盘的矢量变速控制，可以快速准确地响应操作指令，提升了对动态目标跟踪定位的操控水平。

　　报警联动系统

　　对于报警联动系统，在警情发生时除了要在当地进行声光等报警响应外，还需要第一时间将警情通知到中心，在中心平台的电子地图上标注警情、同时在屏幕墙上弹出报警画面，关联视频点进行联动。本方案中在报警联动设备上，配合核心监控的智能网络矩阵，使用网络报警主机，它具备多路开关量输入接口，可以接收来自报警探测器的常开/常闭/电平输入能兼容市面上绝大多数主流的报警信号，并将其转换为网络信号。具备网络接口，不受安装地点的限制，由于体育场馆内报警系统的点位大多比较分散，它可以依附于体育场馆的网络铺设，根据实际报警点的位置放置，支持远程管理，对于这样的各地离中心比较远的大型场所是十分必要的。

　　当有警情发生时可以迅速在指挥中心的大屏上将图像弹出，同时可以为每个报警点定义若干个关联视频点，同步弹出，例如：当特殊人员在触发报警时，可以将报警点所在地以及周边所有出入口的视频同时在屏幕墙上弹出，可清晰看到其行进路线。

　　智能视频监控

　　在北京奥运会期间，每天平均的人流量达到15万次，对于出入口、人流通道等监控视频点，除了要求采用高清设备，可以分辨人的体貌特征，而且还要求录像存储时间足够长，回放要求D1的分辨率。另一方面，需要解决人脸识别和行为分析等来更加充分地保证"电子眼"对实时监控的作用，在人流密集区，通过行为分析模块，对人流密度实时进行分析，一旦超过危险密度值就向中心发出报警信息，从而有效提前启动应急预案。在出入通道等地方，可使用人脸识别模块配合体育场馆的传统门票验证防范，通过前端的人脸识别采集与系统后台的人脸黑名单库对比，发现可疑分子或者疑似分子，就会将警情以及图片上传到指挥中心，以便相关人员进行进一步的确认，采取防范措施，大大提高了监视的效率。另外，智能视频还提供了越界以及入侵检测、遗物检测、拥挤检测，这些都会提高系统的防暴检测、巡更系统的效率。虽然目前智能视频监控还不能做到尽善尽美，但由于它真正的"基于场景内容分析"的技术，不可否认，它是体育场馆监控的必然趋势。

　　集中平台管理

　　作为应急指挥中心平台，包含数据库服务器，中心服务器组，存储服务器、代理服务器，中心管理服务器、接入服务器，是所有功能系统所依托的架构。它更多要考虑应用层上的需求，为各个功能模块和用户直接搭建一个友好的交互桥梁，在赛事期间，为不同的人员提供视频浏览、警情处理，录像资料远程回放及下载服务，而且强大的用户验证系统和加密机制保证了系统的安全性。同时接入服务器为公安部门、筹备组委员会的相关系统提供视频以及报警接口，确保这些部门可以在赛事期间对安全防范的监控。

　　结束语

　　随着体育场馆在中国的大规模建设以及应用，体育场所监控中使用到的新技术、新设备会越来越多，同时监控系统和横向的其他防范系统的结合也会越来越密切。  （作者单位：天津天地伟业数码科技有限公司）