圍繞當(dāng)前警務(wù)實(shí)戰(zhàn)需要，針對(duì)移動(dòng)視頻發(fā)展中出現(xiàn)的不足與局限，提出了基于移動(dòng)視頻的要素信息智能調(diào)度顯示技術(shù)，將車輛附屬信息(車速、車牌等)、安保任務(wù)名稱、時(shí)間信息、當(dāng)前車輛位置、距離目的地距離等要素信息在移動(dòng)視頻畫面中予以綜合顯示，以便后方指揮部進(jìn)行同步監(jiān)看調(diào)度，以解決傳統(tǒng)移動(dòng)視頻應(yīng)用單一的難題，提升警務(wù)通信指揮調(diào)度的效能。
一、引言
近年來(lái)，各地*機(jī)關(guān)在大力推進(jìn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí)，陸續(xù)開(kāi)展了移動(dòng)視頻建設(shè)應(yīng)用工作，由于移動(dòng)視頻具有優(yōu)異的機(jī)動(dòng)性、靈活性，能夠?qū)潭ㄓ芯€監(jiān)控進(jìn)行有效地補(bǔ)充，滿足多層次的視頻調(diào)度保障需要，成為*機(jī)關(guān)重要的應(yīng)急通信手段，在各類警務(wù)工作中發(fā)揮了重要支撐作用。但是隨著業(yè)務(wù)需求的快速發(fā)展，現(xiàn)有簡(jiǎn)單的移動(dòng)視頻調(diào)看應(yīng)用已難以滿足實(shí)戰(zhàn)需要，如何在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)研究、運(yùn)用相關(guān)的分析算法來(lái)進(jìn)一步豐富移動(dòng)視頻畫面中的信息量，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)視頻的智能調(diào)度運(yùn)用，已成為當(dāng)前*移動(dòng)視頻應(yīng)用中迫切需要研究解決的一項(xiàng)重要課題。
二、移動(dòng)視頻應(yīng)用現(xiàn)狀
目前*有線視頻監(jiān)控系統(tǒng)已發(fā)展至一定規(guī)模，移動(dòng)視頻作為有線視頻監(jiān)控的重要輔助手段得到大力推進(jìn)，*部在2010年4月下發(fā)的《關(guān)于深入開(kāi)展城市報(bào)警與監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用工作的意見(jiàn)》中明確要求：“為適應(yīng)*和處置突發(fā)事件的工作要求，應(yīng)儲(chǔ)備一定數(shù)量的便攜式無(wú)線傳輸視頻監(jiān)控設(shè)備……”，各地根據(jù)實(shí)戰(zhàn)需要，相繼建成了各級(jí)各類移動(dòng)視頻系統(tǒng)，如靜中通、動(dòng)中通衛(wèi)星通信系統(tǒng)，*340MHz無(wú)線圖像傳輸系統(tǒng)，3G、4G公網(wǎng)(專網(wǎng))移動(dòng)圖傳系統(tǒng)等，在工作中發(fā)揮了重要作用。但是隨著業(yè)務(wù)需求和視頻信息技術(shù)的快速發(fā)展，我們清醒地認(rèn)識(shí)到，當(dāng)前*移動(dòng)視頻的應(yīng)用基本停留在單一的視頻信息采集、實(shí)時(shí)上傳顯示層面，所提供的信息是以事件現(xiàn)場(chǎng)的純視頻或者音頻為主，雖然畫面信息已基本能夠反映出一定的現(xiàn)場(chǎng)情況，但是反映的信息內(nèi)容還不夠全面，例如事件發(fā)生的地理位置、移動(dòng)目標(biāo)的相關(guān)動(dòng)態(tài)信息等則不得而知，還需從第三方再詢問(wèn)輔助信息結(jié)合移動(dòng)視頻再開(kāi)展指揮調(diào)度，給身處后方的安保指揮部門及時(shí)掌握了解全方信息帶來(lái)不便，進(jìn)而影響指揮調(diào)度的工作效率，甚至貽誤戰(zhàn)機(jī)。因此，結(jié)合警務(wù)實(shí)戰(zhàn)需要，在定位、導(dǎo)航以及視頻解析技術(shù)快速發(fā)展應(yīng)用的今天，發(fā)展*移動(dòng)視頻的智能應(yīng)用在主、客觀方面均已具備了較好的條件，需要技術(shù)部門積極研究推進(jìn)并予以落地。
三、移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示技術(shù)
（一）基本概念
“移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示”的關(guān)鍵是要素信息和智能調(diào)度顯示。“要素信息”指的是與安保、警衛(wèi)任務(wù)相關(guān)的或者是指揮員關(guān)注的一些信息，比如執(zhí)行任務(wù)中的車輛信息(車牌、車速等)、任務(wù)的名稱或代號(hào)、時(shí)鐘信息、起終點(diǎn)位置、車輛當(dāng)前行駛的地理位置、行駛里程、剩余時(shí)間等要素；“智能調(diào)度顯示”是指上述要素信息能夠自動(dòng)采集、推送至移動(dòng)視頻畫面中動(dòng)態(tài)投射顯示，藉此取代以往人工獲取安保信息的方式，真正做到讓指揮員不需問(wèn)詢、一目了然直接進(jìn)行指揮決策，以達(dá)到“讓圖像會(huì)說(shuō)話”的應(yīng)用目的。
?。ǘ┧柽\(yùn)用的關(guān)鍵技術(shù)
移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示涉及多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)研究，zui關(guān)鍵的是以下四個(gè)方面的技術(shù)，即OBD車載診斷系統(tǒng)的前端信息獲取、位置與導(dǎo)航信息的逆向解析、里程校驗(yàn)算法、數(shù)據(jù)反向推送動(dòng)態(tài)投射技術(shù)。下面讓我們來(lái)討論一下這幾個(gè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。
1. OBD車載診斷系統(tǒng)的前端信息獲取
(1)車載診斷系統(tǒng)(OBD)信息
OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫，中文翻譯為“車載診斷系統(tǒng)”，OBD裝置監(jiān)測(cè)汽車多個(gè)系統(tǒng)和部件，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、催化轉(zhuǎn)化器、顆粒捕集器、氧傳感器、排放控制系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、EGR等。OBD是通過(guò)各種與排放有關(guān)的部件信息，聯(lián)接到電控單元(ECU)，ECU具備檢測(cè)和分析與排放相關(guān)故障的功能。當(dāng)出現(xiàn)排放故障時(shí)，ECU記錄故障信息和相關(guān)代碼，并通過(guò)故障燈發(fā)出警告，告知駕駛員。ECU通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，保證對(duì)故障信息的訪問(wèn)和處理。
OBD車輛信息的采集獲取是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示的*步，也是zui關(guān)鍵的一步，OBD車輛信息的采集需要支持KWP2000、CANBUS、J1850PWM和ISO9141等電子通訊協(xié)議，可解讀支持標(biāo)準(zhǔn)OBD車輛的全部代碼，以便完成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀取工作，提供錯(cuò)誤代碼預(yù)警等功能；OBD車輛信息的采集模塊在設(shè)計(jì)使用時(shí)要充分考慮車輛內(nèi)部電磁環(huán)境，包括保護(hù)電路的搭建，保證模塊長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定、正常的運(yùn)行。
(2)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的采集
除了上述與OBD系統(tǒng)對(duì)接并獲取車輛信息外，為了掌握車輛行駛動(dòng)態(tài)地理位置，還需要解決車輛衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的采集工作。目前車輛衛(wèi)星定位主要有GPS和北斗兩種，從安全保密的角度出發(fā)，國(guó)內(nèi)一般使用北斗定位系統(tǒng)，在位置信息服務(wù)終端上使用北斗定位模塊，提供更加的位置服務(wù)，其定位效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于使用傳統(tǒng)GPS定位模式。在提供位置服務(wù)的同時(shí)也可提供車速和加速度信息服務(wù)，該服務(wù)結(jié)合OBD數(shù)據(jù)可以更加的描述車輛狀態(tài)信息。
獲取了OBD信息和衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)后，再通過(guò)相關(guān)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至后臺(tái)。
2. 位置與導(dǎo)航信息的逆向解析
與一般情況下知道某一地理位置再獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)信息相反，本節(jié)需要的是對(duì)地理位置的逆向解析。逆向地理位置解析，又稱逆地理編碼服務(wù)，是從已知的地理坐標(biāo)到對(duì)應(yīng)的地址描述(如省市、街區(qū)、道路、門牌號(hào)等)的轉(zhuǎn)換服務(wù)。通過(guò)該功能可快速獲取某一地理位置處地物的名稱、具體地址、類型以及附近道路、省市區(qū)等信息。
如圖4所示，逆向地理位置解析包含衛(wèi)星定位坐標(biāo)獲取、地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換以及地圖坐標(biāo)與地理位置匹配三個(gè)步驟。其中衛(wèi)星定位坐標(biāo)獲取由定位芯片實(shí)現(xiàn)，地圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及地理位置信息匹配則由位置信息逆向解析服務(wù)器和專網(wǎng)地圖引擎實(shí)現(xiàn)，逆地理位置解析主要依靠調(diào)用AMap庫(kù)中Geocoder類的getAddress接口實(shí)現(xiàn)。
3. 里程校驗(yàn)算法
里程的統(tǒng)計(jì)是根據(jù)衛(wèi)星定位模塊輸出的RMC數(shù)據(jù)包中的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算的。一般而言，衛(wèi)星定位模塊每秒輸出一次經(jīng)緯度信息，依據(jù)前后兩個(gè)經(jīng)緯度之間的點(diǎn)計(jì)算上一秒時(shí)間內(nèi)的里程，zui后將每一秒內(nèi)的里程數(shù)累加起來(lái)就是總里程數(shù)，當(dāng)然這是理論算法，為了提升里程計(jì)算的度，算法中需要增加經(jīng)緯度過(guò)濾漂移算法，并且增加相關(guān)系數(shù)(例如通過(guò)時(shí)速與間隔時(shí)間的計(jì)算對(duì)里程予以同步校驗(yàn))，以使每一秒時(shí)間內(nèi)的里程更接近實(shí)際的里程值。
4. 數(shù)據(jù)反向推送動(dòng)態(tài)投射
如圖5所示，通過(guò)前端設(shè)備獲取到的相應(yīng)信息，結(jié)合逆向地理位置解析數(shù)據(jù)以及里程校驗(yàn)算法，字符疊加服務(wù)接收到解析服務(wù)器推送來(lái)的信息后，解析出其中所有的數(shù)據(jù)，包括終端ID、街道名、速度等信息，解析出數(shù)據(jù)信息后，根據(jù)終端ID，查詢相應(yīng)的數(shù)據(jù)列表，再獲取一些輔助信息，如任務(wù)號(hào)、車牌信息等。綜合以上各種信息后，利用OSD(on screendisplay：屏幕菜單式調(diào)節(jié)方式)疊加技術(shù)，將信息在視頻畫面中動(dòng)態(tài)疊加顯示。
（三）技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
目前，移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還處于起步階段，移動(dòng)視頻和要素信息的結(jié)合應(yīng)用鮮見(jiàn)，而單個(gè)應(yīng)用卻很廣泛。例如在OBD信息的采集應(yīng)用上，主要是圍繞OBD開(kāi)展的車輛系統(tǒng)監(jiān)測(cè)應(yīng)用，比如車輛安全實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程調(diào)試診斷、故障檢查等。國(guó)內(nèi)外許多廠家圍繞OBD研發(fā)了多種診斷軟件，通過(guò)互聯(lián)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，比如元征、百度、騰訊等的互聯(lián)網(wǎng)車載盒子，主要用于車輛遠(yuǎn)程診斷和故障告警應(yīng)用，但僅僅用于OBD信息采集應(yīng)用而沒(méi)有結(jié)合視頻。而在移動(dòng)視頻的應(yīng)用上，有安防企業(yè)的車載視頻終端，但是主要用于視頻采集和傳輸，不支持OBD信息等數(shù)據(jù)的綜合采集傳輸。
四、警務(wù)應(yīng)用的建議
在當(dāng)前大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)+等技術(shù)的快速發(fā)展背景下，傳統(tǒng)的移動(dòng)視頻應(yīng)用面臨新的挑戰(zhàn)，適時(shí)增加智能應(yīng)用功能亦是大勢(shì)所趨，對(duì)于當(dāng)前警務(wù)指揮調(diào)度工作的迫切需要而言，進(jìn)一步豐富移動(dòng)視頻畫面中的信息含量則是一個(gè)重要的智能化實(shí)戰(zhàn)課題，在此過(guò)程中建議關(guān)注以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。
（一）選擇合適的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)
選擇一個(gè)合適的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)是本文研究應(yīng)用的基礎(chǔ)前提。目前各地*機(jī)關(guān)移動(dòng)視頻應(yīng)用所依托的網(wǎng)絡(luò)大體有運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)(3G、4G)、*340MHz、衛(wèi)星等，個(gè)別使用地方自建的網(wǎng)絡(luò)，如南京的4G無(wú)線政務(wù)專網(wǎng)。以上網(wǎng)絡(luò)優(yōu)缺點(diǎn)各異，例如公網(wǎng)的安全性不強(qiáng)、帶寬易堵塞、視頻延時(shí)大等，*340MHZ需要投資建站且頻率資源有限，衛(wèi)星設(shè)備投資大、體積大、攜帶不便，受天氣、環(huán)境影響較大，政務(wù)專網(wǎng)前期需要系統(tǒng)規(guī)劃和巨大建設(shè)投資，但是安全保密性強(qiáng)、帶寬傳輸有保障、視頻延遲小等。
（二）有效采集獲取前端數(shù)據(jù)
在選擇了合適的無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)后，接下來(lái)就是考慮如何實(shí)現(xiàn)對(duì)前端數(shù)據(jù)的采集獲取。主要采集三個(gè)方面的信息：一是車輛附屬信息的采集，主要是通過(guò)與OBD車載診斷系統(tǒng)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)車速、里程等信息的獲取上傳；二是車載視頻的采集，要支持高清化、低延時(shí)移動(dòng)視頻的實(shí)時(shí)采集上傳，這是所有要素信息顯示的基礎(chǔ)；三是衛(wèi)星定位信息的采集，要支持GPS、北斗模式，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛地理經(jīng)緯度信息的實(shí)時(shí)采集上傳。從警務(wù)實(shí)戰(zhàn)、設(shè)備運(yùn)行效率及后期維護(hù)等角度出發(fā)，以上各信息采集模塊應(yīng)予以統(tǒng)一整合，形成小型化的綜合采集傳輸終端，實(shí)現(xiàn)前端數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一匯聚上傳至后臺(tái)。
（三）迭代優(yōu)化數(shù)據(jù)解析算法
前端數(shù)據(jù)信息(車輛附屬信息、車載視頻信息、衛(wèi)星定位信息)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心后臺(tái)后，需要配合解析服務(wù)器+地圖引擎予以流程化的分析解讀，zui終轉(zhuǎn)化成車速、里程等要素信息，加上車牌、任務(wù)名稱、時(shí)間信息等提前預(yù)置信息，通過(guò)字符疊加服務(wù)器工作，zui終顯示在視頻畫面中。在此過(guò)程中，車速的數(shù)據(jù)是簡(jiǎn)單而固定的，關(guān)鍵是里程數(shù)值的確定，不能*依賴車載終端采集數(shù)據(jù)而解析計(jì)算的結(jié)果，必須配套一定的校驗(yàn)技術(shù)予以多重校驗(yàn)，以zui大程度縮小誤差范圍，盡可能的提高里程的程度。
五、結(jié)束語(yǔ)
移動(dòng)視頻要素智能調(diào)度顯示技術(shù)目前處于起步階段，但其未來(lái)的應(yīng)用發(fā)展卻不容小覷。在警務(wù)工作中，可以滿足多個(gè)警種部門的不同業(yè)務(wù)需求，解決以往工作中遇到的困擾，例如警衛(wèi)部門可以通過(guò)該技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)警衛(wèi)對(duì)象車隊(duì)的全程智能精細(xì)化調(diào)度，時(shí)刻掌握車輛行駛的各類數(shù)據(jù)質(zhì)態(tài)，進(jìn)一步提升警衛(wèi)工作的精細(xì)化調(diào)度水平，為保證警衛(wèi)對(duì)象的安全提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。再如警務(wù)保障部門，通過(guò)技術(shù)應(yīng)用可以將各單位的警務(wù)車輛納入平臺(tái)統(tǒng)一管理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)相關(guān)車輛的車速、油耗等行駛信息和故障告警，進(jìn)一步解放警力、提高工作效率。
移動(dòng)視頻要素智能調(diào)度顯示技術(shù)，形象化稱之為 “讓圖像會(huì)說(shuō)話”。目前主要是基于機(jī)動(dòng)車考慮，隨著技術(shù)發(fā)展以及警務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)，不久的將來(lái)該技術(shù)可逐步向警務(wù)空域應(yīng)用延伸，比如警務(wù)直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等，應(yīng)用成效將更加顯著。而實(shí)際上，在警務(wù)工作中，圍繞圖像可開(kāi)展的研究實(shí)踐很多，諸如“讓圖像會(huì)識(shí)別”、“讓圖像會(huì)測(cè)量”、“讓圖像會(huì)統(tǒng)計(jì)”、“讓圖像會(huì)采集”、“讓圖像會(huì)跟蹤”、“讓圖像會(huì)測(cè)量”、“讓圖像會(huì)思考”等，需要我們不斷地去思考和實(shí)踐，以推動(dòng)*科技信息化向更高層次發(fā)展。
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原標(biāo)題 *技術(shù) | *移動(dòng)視頻要素信息智能調(diào)度顯示應(yīng)用技術(shù)探討 作者：許勇 徐海亮
