视频处理技术在港口安防管控中的应用

武超

摘要：通过基于视频处理技术的港口安防管控平台建设，进一步加强现场安全质量环保管理，对现场各项作业、货物储存状态、场地使用规划等方面无死角实时动态监管，有效发挥生产调度中心调度室中控室的中枢指挥作用，从而保证作业过程衔接的流畅性，提高生产作业效率，实现场区生产作业的全方位动态化、实时化、可视化的综合管控。

关键词：视频处理  汇聚层  集中存储  网络化

1  背景

随着全球一体化进程的加快和国际经济活动的日趋频繁，现代化的大型枢纽港作为以交通运输和仓储配送为基础的现代物流服务的推进器与连接器的重要地位越来越突出。

港口的客流、物流及码头生产经营活动的全过程、全方位的监控和安全管理已成为现代港口现代化建设的重要组成部分。打造港口数字化视频联网监控系统，将港口各作业区域，锚地、航道、泊位、堆场、大门、闸口、磅房、港区道路、查验平台等场景统一纳入港口可视化、智能化的安全管控体系，为日照港各单位调度中心、边检、海关等港区相关业务单位提供全方位可视化的综合数字监控，创建一个安全、方便、快捷、高效的港口营运环境。

2  现状

集团各公司监控共有3500台，其中一公司218台，图像良莠不齐，80%为模拟摄像机，数字化程度低；多个泊位区域摄像机扎堆，光缆用尽，资源浪费严重；各个公司以各自单位为中心建设，没有统一的标准，资源共享差；具体的现状如下几个方面：

2.1 监控传输链路混乱，资源浪费严重

监控系统没有专网传输，集团200多台编解码设备，就近接入集团办公网络，增加了办公网络的带宽瓶颈。80%的模拟摄像机每路、都要占用1芯光缆，造成了现场光缆资源的浪费。网络的接入及光缆的使用杂乱无序，隐患故障很难排查，急需搭建集团监控专网，规范监控光缆资源的使用。

2.2 分散建设、自行维护、共享困难

港区监控长时间内采用“各自为战”的模式进行建设，即以各自泊位、堆场为主的视频监控系统。没有一个统一的互联互通的标准，对于不同期建设视频监控系统便成为一个个的信息孤岛，难以共享。同一个关键监控点，查验单位和生产单位可能要安装多个摄像头，重复投资。监控图像存储多以DVR分散存储，存储时间多数达不到3个月，不能满足联检、生产单位的需求。DVR良莠不齐查询录像，质量难以保证。集团没有成熟的监控出口，资源共享差。各公司自行维护，维护团队能力良莠不齐。联检单位直接协调各单位调用监控图像，服务效果不佳，满意度低。急需建立一套成熟稳定的监控综合平台，生产作业监控点集中存储，对外形成统一的监控出口。

2.3 监控摄像机老化

港口监控系统近10多年的建设，一直沿用初期建立的模拟视频矩阵为中心的模拟监控系统，所采用的矩阵、标清摄像机等进口监控设备，设备占比超过了80%。10年时间这些设备已经落伍，图像质量差，用户体验度低。随着以高清视频网络摄像机、高清视频网络录像机为代表的国产高清晰度视频监控设备的规模化应用，技术越来越成熟，并且在国内其他港口有可借鉴的成功案例，建设成本和维护成本较进口设备大幅下降，监控的国产化、数字化改造迫在眉睫。

3  系统设计

集团港区构建统一的监控专网，构建一套成熟稳定的综合数字视频监控平台，利用现代化的信息技术手段，在码头作业区、泊位、堆场、大门、磅房、港口铁路、道路监控、闸口等区域分布建设高清网络摄像机进行覆盖，建成“统一编解码标准、统一联网协议、统一传输链路、统一存储、统一图像标注”的视频管理系统，整合现有各个公司的可利用价值的网络平台资源，实现视频图像信息的全网共用。

3.1 监控专网设计

3.1.1 核心层设计

要求核心交换机双机热备，配置千兆板卡，支持万兆升级。详细指标见技术规格书。原科达网络监控平台迁移至视频监控专网，与新建存储服务器及相关设备一并部署在核心机房，核心交换机提供相应接口；监控专网与生产办公网专线互联，IP地址不冲突，生产办公网客户端可以通过专线访问监控资源；监控专网独立出口，防火墙利旧，解决个别用户通过互联网调取监控资源的需求。核心层基于IP地址划分VLAN，定义访问控制列表，按照区域归属不同VLAN，IP地址手动指定。

3.1.2 汇聚层及接入层设计

汇聚层设备为可网管千兆交换机，直连核心，单机部署，采用双线上连核心，双线双千兆热备，单模光缆，根据传输距离选择光模块型号，其中岚山机房光缆长度超过50公里。汇聚层以下为接入层，接入层单机单线连接，根据该区域监控摄像机数量和网络带宽要求灵活选择传输方式，要求每台摄像机共享百兆带宽。

3.2 综合性监控平台设计

平台可实现监控设备接入管理、实时监控、报警联动、录像存储、检索回放、智能分析等。平台可管理从几十到几千规模的监控系统，具备良好的伸缩性；可管理模拟、模数混合、IP化、全数字的各类终端设备，具备良好的兼容性；可部署在各种网络环境下，从局域网到广域网，从有线到无线，具备广泛的适应性。支持GB/T 28181国家标准，通过开放的体系架构，全面、丰富的产品支持。

视频应用功能

包括实时监控调度、视频预案及轮巡、录像回放取证、资源快速搜索、电视墙控制、视频抓拍抓录、视频查询下载、告警管理、网络对讲、智能应用（人脸识别、车牌识别、客流量等）、报警主机控制、操作日志等。

视频网管功能

通过视频网管功能，管理人员可以实现设备在离线状态统计和视频质量诊断，有利于及时发现故障和修复。

电子地图功能

通过GIS 电子地图，能够直观显示监控点的位置，快速搜索出周边的监控点，实现基于电子地图的研判与指挥调度应用。

3.3集中存储设计方案

综合监控平台的存储模块关联IPSAN，按照监控综合平台的监控布局，配置相应的存储单元内。每台IPSAN存储固定的数量的摄像机数量，存储时间满足3个月。摄像机按照2M码流算，每台IPSAN可以存储100路3个月，500路视频源需要配置5台IPSAN。存储流的流向如下：

网络摄像机直接编码输出视频码流，写入IPSAN；模拟摄像机经视频综合平台编码输出视频码流，写入IPSAN；

存储服务器与网络摄像机、视频综合平台、IPSAN、图像工作站之间信令交互，管理和控制录像存储过程、录像数据、录像检索过程等等；

IPSAN与交换机之间通过双千兆链路连接，可达2000Mbps数据带宽，支持负载均衡，存储系统支持200个客户端并发访问。

3.4 监控摄像机网络化的设计

彻底改造。新装摄像机，接入网络，接入平台，共享客户端；

网化改造。生产单位利用办公网传输的监控，包括摄像机、硬盘录像机、平台等在规定时间内切入监控专网内。摄像机或硬盘录像机更换监控专网IP，然后直接挂接在新平台上，很多单位的监控已经专网化，但是只是摄像机和自己平台组的一个纯专网，只需更换IP地址，不需要太多硬件投入。

4  结束语

目前集团已基本完成场区监控系统数字化改造，全部采用数字高清摄像机代替原来的模拟机，并对场区的光缆敷设面积进一步扩大，在日照港股份一公司泊位、堆场等区域组建监控专网并升级改造300台数字高清摄像机，绝大部分实现了生产作业区域监控覆盖，2021年又在部分还存在一定盲区的场地，再次实施了监控扩容，增加18台监控摄像机，目前公司泊位、堆场、装车线已经实现监控全覆盖。

参考文献

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[2] 马保国，王文丰，侯存军．基于．NET Remoting的分布式系统实现．计算机技术与发展．2006(3)：50-55.