本文將重點介紹一套智能無線網(wǎng)絡解決方案，其中包括了智能視頻、視頻分析、自適應視頻和視頻編碼等技術，從而能夠滿足公共治安場所和交通管理系統(tǒng)的需求。
隨著全球范圍內對安全問題的日益關注，許多公共安全和交通運輸機構都面臨著增強通訊基礎設施的挑戰(zhàn)，以提高效率和安全性。雖然削減總體成本很重要，但伴隨著越來越多關鍵業(yè)務（Mission Critical)的增多，這些組織機構需要構建起能夠提供安全服務的通訊基礎設施。例如，基于IP的網(wǎng)絡解決方案已經(jīng)被融合到現(xiàn)有的網(wǎng)絡設施中，并能很容易地在未來時間內實現(xiàn)網(wǎng)絡擴展和技術升級，同時能保持盡量低的投資成本。 \r\n為此，Cisco Systems為這些關鍵業(yè)務的網(wǎng)絡應用提供了無線和移動式的解決方案，滿足了公共治安場所和交通運輸機構復雜的安全需要。Cisco的解決方案能夠使無線網(wǎng)絡以基于標準、安全、可擴展的結構，覆蓋整個城市區(qū)域，見圖1。這種網(wǎng)絡基礎設施融合了無線熱點、移動網(wǎng)絡和固定戶外應用等方式，例如視頻監(jiān)控、交通信號控制和生化傳感器等。此外，基于IP的標準架構也能夠為其他機構或應用提供公共的、互用性的通訊系統(tǒng)。 \r\n\r\n\r\n主要挑戰(zhàn)\r\n如今，越來越多的公共治安場所和交通運輸機構已經(jīng)計劃構建城市范圍的無線移動網(wǎng)絡，但他們一般會面臨以下幾方面的挑戰(zhàn)：\r\n·對于那些在關鍵業(yè)務應用中使用無線技術的機構來說，安全一直是需要考慮的問題，用戶要確保的是，無線網(wǎng)絡的機密數(shù)據(jù)和資源與企業(yè)級有線網(wǎng)絡可以享有同樣的安全等級。在城域規(guī)模的無線網(wǎng)絡中，需要執(zhí)行的安全工作包括例如授權、鑒證、防火墻、入侵偵測和加密等一系列安全服務；\r\n·對于在多種無線網(wǎng)絡中運行的車輛或使用者來說，良好的網(wǎng)絡接入性能或靈活性至關重要。例如，警察在執(zhí)行重要任務時，如查找發(fā)生事故的地形圖、接收監(jiān)控視頻或者核對疑犯照片時，決不能失去與網(wǎng)絡的連接，而需要重新認證或重新連接等； \r\n·波形因素（Form factor）和堅固性，是在戶外或車輛上配置網(wǎng)絡技術時遇到的挑戰(zhàn)。這種系統(tǒng)工作在惡劣的條件和空間中，設備的供電性能有時非常有限；\r\n·與現(xiàn)有網(wǎng)絡和其他機構網(wǎng)絡之間的互通性，對于公共安全來講也是十分重要的?；跇藴实腎P網(wǎng)絡，其設計本質就是能夠與其他網(wǎng)絡相連接；同時，它們還可以很容易地實現(xiàn)升級和擴展，保護投入收益。但另一方面，專用網(wǎng)絡使得與其它類圖際醯幕チネㄊ擲眩簧兜叫錄際鹺陀τ靡不崛迷吹募際醣淶煤廖藜壑怠? \r\n關鍵業(yè)務應用的無線移動網(wǎng)絡\r\n靈活、標準的多業(yè)務網(wǎng)絡\r\n覆蓋整個城市范圍的網(wǎng)絡必須要設計出最大的靈活性，并關注所有聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增長的生產能力和效率性。一個基于IP的多業(yè)務網(wǎng)絡可以取代多種專用網(wǎng)絡，用單一架構來支持所有類型的信息——包括數(shù)據(jù)、語音或視頻，這樣就能使政府機構很容易在未來配置和整合新的應用，保持較低的投入成本。通過在有線網(wǎng)絡上擴展無線網(wǎng)絡的應用，能夠讓政府部門、公共治安部門和交通運營機構超越現(xiàn)有的物理基礎設施，擴展原有有線網(wǎng)絡的服務和應用，從而為戶外工作人員和市民提供新的提高通訊和服務質量的方法。 \r\n在普通的IP網(wǎng)絡中，不同的部門可以在發(fā)生緊急事件時迅速地實現(xiàn)通訊，同時還能接入被保護的數(shù)據(jù)。最新的無線技術為用戶提供了前所未有的靈活性、安全性和機動性。IP網(wǎng)絡應該可以為有線或無線局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)提供基于標準性的連接，包括整合的802.11b/g和FCC 4.9-GHz無線網(wǎng)絡，且可以升級到未來的無線技術。網(wǎng)絡基礎設施必須足夠靈活，以提供回傳的選擇、選擇使用無線網(wǎng)橋，租用電線或地下光纖用于連接無線覆蓋局域?；A設施的結構必須設計有足夠的冗余，以確保不會出現(xiàn)單個節(jié)點的故障。\r\n當一個或多個部門的組織架構和應用被連接到一個普通的IP網(wǎng)絡時，系統(tǒng)可以實現(xiàn)下列改進和優(yōu)勢：\r\n·增加可用的信息量；\r\n·提高效率和資源管理能力；\r\n·更好、更快地做出決策；\r\n·增加公民安全性和部門生產效率。\r\n新的應用\r\n戶外無線基礎設施需要基于強大的路由器，并運行在網(wǎng)絡Layer 3上，以提供服務運營質量（QoS）、可擴展性、可靠性和管理性等重要特性。\r\n對于城市區(qū)域的戶外無線基礎設施，強大的路由器可以用于建立寬帶無線覆蓋區(qū)域或熱點，從而能互相連接或以網(wǎng)格的形式覆蓋城市范圍。在城市移動網(wǎng)絡內，路由器需要提供回傳的選擇，不管是通過無線網(wǎng)橋、租用的電線或地下光纖等。強大的路由器應該不僅可用于建立無線覆蓋區(qū)域，而且還能把固定或有線的應用融合到城市移動網(wǎng)絡中，包括監(jiān)控攝像頭、交通信號控制器和生化傳感器等。\r\n路由器可以為建筑物提供無線網(wǎng)格結構，使網(wǎng)絡能夠到達更寬廣的區(qū)域，并能擴展到移動控制單元。由于系統(tǒng)運行在基于802.11或4.9-GHz標準的網(wǎng)絡，因此路由器支持多個有線和無線回傳選項。無線網(wǎng)絡可以允許不同的應用部門在同一個網(wǎng)絡上進行通訊，只要遵守制定的用于傳輸敏感通訊的規(guī)則。\r\n網(wǎng)絡安全、可靠性和可管理性\r\n為了利用先進的IP服務功能，例如安全性、服務運營質量（QoS）、網(wǎng)絡擴展性、可管理性和移動IP等等，無線網(wǎng)絡需要聯(lián)合網(wǎng)絡Layer 2 LAN和Layer 3 WAN的路由功能。網(wǎng)絡路由器需要運行在網(wǎng)絡Layer 3上，以提供重要的功能，如擴展性、標準的路由協(xié)議和鏈路冗余等。遠程管理功能讓網(wǎng)絡管理者隨時監(jiān)視和控制遠程網(wǎng)絡，同時在不同的設備和用戶之間進行連接。強大的調試工具和故障修理命令，可以讓網(wǎng)絡管理者能很快地隔離網(wǎng)絡故障，并安全地對網(wǎng)路配置做出調整。 \r\n此外，IP網(wǎng)絡還必須提供綜合的網(wǎng)絡安全特性，包括授權、認證、防火墻、入侵偵測和三倍數(shù)字加密標準（3DES），或用于虛擬專用網(wǎng)絡VPN的高級加密標準 (AES）等。\r\n\r\n城市移動網(wǎng)絡的應用\r\n固定基礎設備\r\n城市移動網(wǎng)絡在整個市區(qū)范圍內建立起了高速寬帶的無線覆蓋區(qū)域。無線覆蓋區(qū)域可以連接固定的IP網(wǎng)絡設備，例如監(jiān)控攝像頭、交通信號控制器和生化傳感器等。強大的戶外無線設備可以配置在建筑物、燈桿和交通燈上，這些地方普遍要面對的是苛刻的環(huán)境條件。 \r\n車輛內部網(wǎng)絡\r\n路由器——城市規(guī)模無線網(wǎng)絡的構建基石——通過移動IP，它可以為關鍵業(yè)務應用提供良好的無線接入功能，不管車輛所處的位置或者運行狀態(tài)。\r\n為了向車內或街道上的管理人員提供移動接入功能，Cisco開發(fā)的解決方案建立起了一個車輛內部網(wǎng)絡，能夠連接車內的多種設備（如筆記本電腦、攝像頭、DVR和打印機），使它們在車輛運行在無線覆蓋區(qū)域之間的時候都一直保持網(wǎng)絡連接的狀態(tài)。對于運行中的個人或乘客來說，在不同的無線網(wǎng)絡之間進行轉換是被允許的，而且設備（如筆記本電腦、PDA、監(jiān)控攝像頭）和關鍵業(yè)務應用一直保持著良好的連接狀態(tài)。同時，該網(wǎng)絡還可以提供車輛連接熱點，讓管理人員能夠通過手持的網(wǎng)絡設備，來訪問這個車輛內部網(wǎng)絡。\r\n智能無線視頻監(jiān)控\r\n隨著公眾對安全的日益關注，以及經(jīng)濟實用、安全性高的IP視頻監(jiān)控技術的出現(xiàn)，公共治安管理部門和交通運輸機構正在忙于尋找如何把智能視頻監(jiān)控融合到整個城市網(wǎng)絡中的方法。而基于標準的無線IP網(wǎng)絡能夠幫助這些部門把智能視頻整合到安全性高、經(jīng)濟實用、標準的視頻監(jiān)控應用之中。\r\n無線網(wǎng)絡和視頻智能化之間的聯(lián)合，使得用戶能夠配置視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，從而使得視頻應用更為普遍，并產生更大的效果，同時減少整體投入的成本。通過網(wǎng)絡的合理應用，智能分析和對視頻內容的快速反應，把視頻方案打包到移動無線的環(huán)境中，這樣，視頻監(jiān)控和安全性的范圍都得到了相當大的擴展。在多種不同的位置上都可以進行視頻分析，從而做出反應，例如巡邏車、救火車、公交車、交通信號燈和燈柱等。 \r\n無線移動解決方案優(yōu)先處理對延時敏感的業(yè)務或優(yōu)先級應用，從而為流媒體提供低延時的路由。組播功能夠使視頻監(jiān)控影像有效的播放，從而增強對事件的了解和多用戶之間的通訊功能。 \r\n智能無線網(wǎng)絡功能和智能視頻功能（例如智能視頻分析、應用自適應視頻、視頻編碼、模擬和數(shù)字攝像機之間的互通性等）被整合在一起，見圖3。智能無線視頻監(jiān)控解決方案為公共治安管理部門和交通運輸機構提供了眾多的好處，其中有：\r\n·擴展了視頻數(shù)據(jù)流的用途，并可以在多個位置監(jiān)控；\r\n·有效利用了網(wǎng)絡資源，包括多用途網(wǎng)絡和多點傳送；\r\n·易于接入，可實時共享視頻監(jiān)控信息；\r\n·基于標準的解決方案，提供了與其它網(wǎng)絡和應用的互操作性，同時易于升級和擴展，以保持較低的成本投入；\r\n·可與其它危險物探測器結合應用，利用不同用途的網(wǎng)絡資源。\r\n帶路由器的無線智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供了網(wǎng)絡邊緣視頻處理的功能，與傳統(tǒng)的視頻網(wǎng)絡相比，傳統(tǒng)的系統(tǒng)是在中心位置進行視頻分析。 \r\n在網(wǎng)絡邊緣進行智能視頻的處理帶來了許多好處，其中包括：\r\n·由于在網(wǎng)絡邊緣實現(xiàn)視頻分析，因此可以更好地利用可用的無線帶寬；\r\n·無線智能視頻可以配置在固定基礎設備或車內視頻監(jiān)控的解決方案中；\r\n·由于不需要單獨的視頻服務器單元和供電設備，因此降低了成本；\r\n·提高了與任意類型攝像機的互操作性；\r\n·在邊緣處理智能視頻使用了無線回傳，而不需要對每個攝像機建立專用的連接；\r\n·局部視頻處理可以決定視頻的大小尺寸、幀速率和畫質，因此確定了所需的帶寬；\r\n·在邊緣處理智能視頻可以讓用戶訪問本地的視頻流，而不用在監(jiān)控攝像機與中心網(wǎng)絡之間進行傳輸。\r\n目前，許多公共安全部門把數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)看作是保護公眾、維護法律的重要工具，這個市場需要固定和移動式的視頻監(jiān)控解決方案。帶智能視頻功能的、戶外移動式的無線路由器，滿足了公共安全部門和交通運輸機構對高安全性、經(jīng)濟實用、基于標準的視頻監(jiān)控應用的需求。\r\n車載視頻監(jiān)控\r\n警察部門一般都需要在警車內安裝移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以對事件進行記錄，無論是制止犯罪行為，或是車輛超速行駛。視頻監(jiān)控系統(tǒng)也已被證明是一項十分重要的工具，不管是用于保護執(zhí)勤的警察，或是提供可靠的事件記錄。強大的無線移動路由器（圖2)可以配置在車內，與網(wǎng)絡視頻錄像機一起，捕捉和記錄直接從公共汽車上的視頻攝像頭過來的視頻流。 \r\n\r\n在警察到達犯罪現(xiàn)場之前，無線車載解決方案連續(xù)地捕捉監(jiān)控攝像頭的視頻流，并通過無線技術（例如4.9GHz、802.11或高速移動網(wǎng)絡技術）使得在網(wǎng)絡中的任意位置都能訪問到這些視頻流。這種視頻監(jiān)控解決方案也可以連接到集中式的視頻管理和記錄系統(tǒng)中。對于公共安全機構和執(zhí)法部門來說，移動數(shù)字視頻系統(tǒng)提供了更安全的存儲功能、更長的記錄功能和更好的檔案管理功能，并且能連接到多種移動式的無線網(wǎng)絡中。\r\n戶外無線固定基礎設施視頻監(jiān)控\r\n現(xiàn)在，越來越多的公共治安部門都安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)來保護市政機構，例如監(jiān)獄、警察局、交通樞紐和公共建筑物等。智能無線視頻監(jiān)控解決方案可以提供移動式和戶外環(huán)境下的視頻監(jiān)控圖像，在整個城市區(qū)域內，允許在同一IP網(wǎng)絡上運行數(shù)據(jù)和語音通訊。\r\n路由器與高性能的無線網(wǎng)絡相連接，前端是覆蓋整個區(qū)域范圍的視頻攝像頭，同時也減少了有線回傳的數(shù)量。系統(tǒng)還可以提供對重要用戶所定義事件的視頻分析功能，例如越過周界、偷盜和無目的閑逛等行為，警報將直接從路由器發(fā)送給那些能快速做出反應的人，例如警車、醫(yī)務人員或控制中心等。視頻圖像可以通過網(wǎng)絡發(fā)送到多個目的地，同時，用戶所需要的圖像質量、帶寬將和可用的通訊鏈路進行匹配。只有當警報被觸發(fā)時，才可以通過要求最大的網(wǎng)絡容量，來進一步智能化地調整網(wǎng)絡帶寬。\r\n智能無線視頻監(jiān)控解決方案所帶來的優(yōu)勢在于：\r\n·安全性，無線視頻網(wǎng)絡減少了投入配置的成本；\r\n·分層性多種無線技術，例如4.9 GHz、802.11和蜂窩式移動通訊；\r\n·車輛在多種無線技術區(qū)域內可任意穿行； \r\n·先進的音視頻壓縮、流媒體和本地存儲技術；\r\n·有效地利用網(wǎng)絡帶寬；\r\n·智能化、按照指令、自動進行視頻分析；\r\n·有效地發(fā)送視頻和警報，以作出快速回應；\r\n·方便易用，配置迅速，安全可靠；\r\n·靈活、可擴展性強，可以用于不同范圍的大型網(wǎng)絡，如國土安全、公共治安場所和交通運輸?shù)?；\r\n·可與先進的視頻管理和存檔解決方案進行整合。\r\n智能公交系統(tǒng)\r\n無線和移動網(wǎng)絡還可以讓公共交通運輸部門在他們的核心業(yè)務中采用這種前沿的應用技術，它具有實時連接性，可以提供運輸過程中乘客的信息，還能向乘客提供新聞或娛樂信息。通過無線IP移動式解決方案，車輛可以和后端服務器機構相連接。車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的IP網(wǎng)絡連接性，從而提高了服務質量，以及火車、公交車乘客的安全保障。\r\n智能交通管理\r\n目前，許多美國交通運營機構都在尋求一種節(jié)省成本、提高車行效率的方法，而又不用對實際路面進行改進或擴展。基于無線IP的交通信號管理系統(tǒng)可以用于改善交通流量，提高效率，降低成本。先進的交通管理系統(tǒng)（ATMS）能讓信號控制器連接到智能網(wǎng)絡，增強了數(shù)據(jù)采集和分析的能力，以及交通信號更好的定時功能。通過基于標準的無線IP基礎設施，信號控制器和智能網(wǎng)絡連接在一起，系統(tǒng)經(jīng)濟實用，設計靈活，配置迅速，并可為未來的應用開發(fā)提供網(wǎng)絡基礎設施。與此同時，城市交通運營機構還可以在那些沒有無線回傳的位置，使用可擴展的、基于標準的無線技術，來連接交通信號控制器。 \r\n如今，基于標準的IP無線移動通訊系統(tǒng)正越來越多地被應用于全球范圍內城市規(guī)模的區(qū)域中，它提高了公共安全部門和交通運輸機構的工作效率，增強了公共安全保障。無線移動網(wǎng)絡可以設計擴展到整個城市區(qū)域；另外，該網(wǎng)絡還可以用于促進無線移動式通訊系統(tǒng)、無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)、公共交通運輸管理系統(tǒng)的未來發(fā)展。 \r\n
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