高清视频监控推动智能物流快速发展

■张茂

对于智能物流这块广阔天地，高清数字网络化、智能化，一体化和层次化，柔性化与社会化。高清视频对智能物流应用来说任重道远，是挑战，更是机遇。

何为智能物流

智能物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来发展将会体现出四个特点：智能化，一体化和层次化，柔性化与社会化。在物流作业过程中的大量运筹与决策的智能化；以物流管理为核心，实现物流过程中运输，存储，包装，装卸等环节的一体化和智能物流系统的层次化；智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念，根据消费者需求变化来灵活调节生产工艺；智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源优化配置，实现社会化。

高清视频监控

智能视频技术源自计算机视觉技术，主要包括对图像序列运动目标的检测定位、识别和跟踪。并在此基础上对监视场景中目标行为的理解和描述，从而做到既能完成日 常管理又能在异常情况发生时能及时做出反应。智能视频分析技术大幅提高了传统视频监控的智能化水平，可以有效提高监控效率，降低人力资源成本。智能视频技术的具体应用包括入侵检测、物体追踪、丢包、移动物体检测、非法滞留、人数统计、拥挤检测、防止尾随、流量控制等。

近年来，随着各种高清、标清IP摄像机的普及，智能视频技术得到了迅速发展并渗透到各个行业。智能视频在物流中的应用主要在两个方面：一个方面是物资仓库的看管；另一个方面是物资运输过程中的看管报警功能。 物资仓库的看管：在仓库外及仓库内分别安装摄像机，在非装卸货物的时间区间内，激活仓库内摄像机视频的看管报警功能，摄像机采集货品视频，对工作人员正常的进出系统自动忽略，一旦发现物品离开监控区域，系统自动报警。仓库外的摄像机激活入侵报警功能，对仓库各个正常出入口设置为合法出入口，对有可能被入侵的隐蔽口，设置视频报警监视点，发现异常情况及时报警。智能化的视频监控可以将管理人员从24小时不间断的人工监控中解放出来。物资运输过程度看管：物流过程的视频监控，不限于仓库、码头等固定场所，随着移动数字视频监控技术的发展，视频监控也可应用于移动状态下的运输环节，比如危险品的运输、贵重物品运输等。在货车车厢内安装摄像机，配置广角镜头，摄像机视频信号接入视频服务器，连接无线数据模块，押运人员以及物流监控中心可以通过无线网络访问车载视频服务器，实时的视频图像和报警信号也通过无线网络进行传输，物流监控中心可以按需进行实时浏览现场图像和受警。

高清视频监控发展

最初，“高清”概念与标准是广播电视业提出的。上世纪60年代，日本国家广播公司NHK开始研究高清，90年代初期，NHK和索尼完成了研究并开始试播模拟制式的高清电视。但由于多种原因，欧洲并不接受日本的研究成果，80年代中期，飞利浦等公司也联合完成一个高清研究计划。然而在1990年，美国一举推出数字高清电视HDTV，后来居上超越日本和欧洲，也是从那时起，大家承认了数字式电视是未来高清的发展方向。目前市场上的高清数字电视可以分为两大阵营，分别是欧洲的数字电视广播联盟DVB和美国的先进电视系统联盟ATSC。

高清对于视频监控并不是件容易的事情。它涉及到监控系统的颇多环节，从前端摄像机到传输，再到记录存贮和显示设备，为了到达“高清”指标都需要做出相应调整，只要一个环节满足不了要求，就达不到“高清”要求。

行业高清标准

高清视频监控近年来得以迅速发展，主要是为了解决人们在正常监控过程中“细节”看不清的问题。“高清”即“高分辨率”，关于高清的定义，最早来源于数字电视领域，高清电视，又叫“HDTV”，是由美国电影电视工程师协会确定的高清晰度电视标准格式。电视的清晰度，是以水平扫描线数作为计量的。

高清前端采集技术

高清的视频效果的保证首先来源于高清信息的采集，如果没有前端高清视频采集，无法谈及后端的高清效果。无论是枪机、一体机还是网络摄像机、模拟摄像机，采集的原理都是一致的，只是技术和器件上的区别。对于高清监控系统，前端采集设备一般使用网络摄像机。我们知道，摄像机的清晰度主要取决于感光芯片，随着300、500万像素的CMOS图像传感器的上市，图像传感器即将进入“CMOS时代”。CMOS在高像素方面有着一定的优势。

高清编码标准

除了采集外，高清图像编码也是重要环节，高清视频编码最常用的编码格式是MPEG2-TS、MPEG4、H.264和VC-1。

H.264也许是最有前途的一个了，相对于MPEG2、MPEG4而言，其压缩效率是三种编码中最高的。H.264标准由国际电信联盟电信标准化部（ITU-T）和国际标准化组织/国际电工委员会（ISO/IEC）共同研究发布，因此H.264有两个名称，一个是沿用 ITU-T组织的H.26x名称，叫“H.264”，另一个则是AVC（高级视频编码）。H.264格式的最大特点是在保证画面质量的情况下，它可以把文件大小控制在MPEG2格式的二分之一甚至三分之一。所以其更高的压缩比、更好的IP和无线网络信道的适应性，在数字视频通信和存储领域得到越来越广泛的应用。但是需要注意的是，H.264获得优越性能的代价是计算复杂度增加，因此H.264的硬件要求是最高的。

高清传输技术

监控系统传输技术主要有视频基带传输、光纤传输、网络传输、微波传输、双绞线平衡传输和宽频共缆传输六种传输方式。每种传输技术都有其自身特点，有各自的应用层面，对于一个复杂的监控系统往往根据不同的传输距离，不同的监控要求，采用不同的传输方式。面对高清应用的超大数据量，以及实时性的要求，采用光纤传输是解决长距离视频监控高速传输系统的最佳解决方式，通过把视频及控制信号转换为光信号在光纤中传输。光纤传输具有衰减小、频带宽、不受电磁波干扰、重量轻、保密性好等一系列优点，广泛应用于国家及省市级的主干通信网络、有线电视网络及高速宽带计算机网络。而在视频监控系统中，光纤传输也已成为长距离音视频及控制信号传输的首选方式。但光纤传输需专门的技术人员负责光纤熔接及设备维护方面的工作，另外对于近距离监控信号传输不够经济。

当然，由于高清占用了更高的网络带宽，在组建高清系统特别是大路数高清系统时对于网络带宽的使用还是应该精打细算。例如，如果使用100M以太网，实际上同时只能承载5路左右的高清图像（考虑到以太网的碰撞侦听特性）。如果同一视频源有多个用户访问，占用的带宽会更大。因此对于系统设计、组播、转发等技术的使用就显得尤为重要。

高清显示技术

后端的显示设备一般分为CRT、LCD、PDP三种。受高清电视技术发展的影响，监控显示设备的高清化速度非常快。

CRT器件以其亮度高、反差大、色彩还原好、图像细腻等优势，一直保持着高指标、高质量的水平，是三种器件中观看效果最好的。但由于受到自身重量、体积等因素影响，CRT监视器一般用于技术监看，适用于对图像总体质量的最终把握。而LCD、PDP器件由于采用逐点显示方式，没有回扫线，具有图像细腻、无闪烁现象，不易造成视觉疲劳的优势。其中，LCD监视器以轻薄、省电为特色，PDP以高亮度、大尺寸闻名。

高清视频对智能物流的影响

开放性

过去创建信息系统就是管好自己的流程和资源，现在是建一个开放的系统，即必须要有社会信息、外部信息的交换共享，同时还要有自身信息向社会发布的机会，这种开放性是提高运营水平的一个必然的趋势。

在这个开放的过程中，一些热门技术，像定位技术、传感器技术等，将会成为实现开放性的关键技术手段。同时，我们还要认识到制约开放的主要问题是安全性。而现阶段要解决安全的问题，一要靠技术，二要靠流程，三要靠法律，四要靠内部管理。安全的问题也在不断变化，包括对安全问题的认识、承受程度等。这种变化使开放性和安全性之间的平衡状态不断调整，这也会促进系统自身逐渐地开放。在新的时代要建开放性的系统，而开放性的系统和安全性之间怎样平衡，考虑这两方面的关系，以及涉及到的相关技术、资源等，都是在推动系统开放性时需要考虑的因素。

动态性

适应快速变化的外部环境，提升精细化管理要求，这是目前企业发展的重要需求。当需要系统动态化的时候，定位信息服务将成为基础。定位信息就是采集的信息里包含识别和时空两个基本要素，定位信息捆绑其他状态信息构成物流动态管理的“信息元”，上面可以加载其他管理信息，可以加温度、压力、湿度等信息。用传感技术捆绑，捆绑在什么信息上，就对什么作动态管理。所以，识别信息加时空信息成为一个捆绑的信息元，可以形成动态信息的公共服务。现在已经出现了非常多这样的位置服务公共信息平台。

另一方面，运输网络的监管动态化和服务社会化将决定着物流管理动态化的进程。

集中性

信息化应用于网络资源的整合和流程的管理的趋势越来越明显。信息如果不集中是无法加工和提升的，因此，这种集中管理有利于提高信息的处理能力和服务能力；同时，信息加工服务的人才是稀缺的，只有集中起来才能够投资建设数据中心。所以，我们会看到信息管理的集中化是近期信息化建设非常重要的特征。同时我们还看到促进信息服务外包的技术，如云计算服务等也得到了快速发展，数据挖掘、知识管理的技术和人才需求急速上升，这些都是集中性带来的变化。

关键技术

一些关键技术将得到快速发展。一是识别与采集信息技术，包括视频智能识别、RFID、传感器等；二是移动通讯技术，包括3G网，甚至4G网等移动无线通讯技术；三是智能终端，与其他行业的信息化相比，物流信息化中特有的两种装备，机载终端和手持终端，将得到快速发展。研究这两个智能终端的差异性，将反映物联网时代物品和人的管理方式。四是位置服务，基于位置的服务现在非常流行，除了传统的GPS，发展最快的是通过智能手机提供的位置服务；五是商业智能技术，一旦管理转移到依赖于信息加工、信息处理，即利用商业智能技术进行加工和处理信息，实现决策、实现增值时，商业智能技术将会热门起来。

数据中心

数据中心常常是被忽视的领域，但是在物联网推进过程中，遇到的各种问题可能没有统一的答案，但是随着一个个案例的出现，我们发现，这些案例体现的是数据中心经济实体的成功。我们看到现在最成功的案例，发展最快的实体，恰恰都是以数据中心为基础的。