无线移动网络为城市提供安全保障 - 安防知识网

本文将重点介绍一套智能无线网络解决方案，其中包括了智能视频、视频分析、自适应视频和视频编码等技术，从而能够满足公共治安场所和交通管理系统的需求。

随着全球范围内对安全问题的日益关注，许多公共安全和交通运输机构都面临着增强通讯基础设施的挑战，以提高效率和安全性。虽然削减总体成本很重要，但伴随着越来越多关键业务（Mission Critical)的增多，这些组织机构需要构建起能够提供安全服务的通讯基础设施。例如，基于IP的网络解决方案已经被融合到现有的网络设施中，并能很容易地在未来时间内实现网络扩展和技术升级，同时能保持尽量低的投资成本。 \r\n为此，Cisco Systems为这些关键业务的网络应用提供了无线和移动式的解决方案，满足了公共治安场所和交通运输机构复杂的安全需要。Cisco的解决方案能够使无线网络以基于标准、安全、可扩展的结构，覆盖整个城市区域，见图1。这种网络基础设施融合了无线热点、移动网络和固定户外应用等方式，例如视频监控、交通信号控制和生化传感器等。此外，基于IP的标准架构也能够为其他机构或应用提供公共的、互用性的通讯系统。 \r\n\r\n\r\n主要挑战\r\n如今，越来越多的公共治安场所和交通运输机构已经计划构建城市范围的无线移动网络，但他们一般会面临以下几方面的挑战：\r\n·对于那些在关键业务应用中使用无线技术的机构来说，安全一直是需要考虑的问题，用户要确保的是，无线网络的机密数据和资源与企业级有线网络可以享有同样的安全等级。在城域规模的无线网络中，需要执行的安全工作包括例如授权、鉴证、防火墙、入侵侦测和加密等一系列安全服务；\r\n·对于在多种无线网络中运行的车辆或使用者来说，良好的网络接入性能或灵活性至关重要。例如，警察在执行重要任务时，如查找发生事故的地形图、接收监控视频或者核对疑犯照片时，决不能失去与网络的连接，而需要重新认证或重新连接等； \r\n·波形因素（Form factor）和坚固性，是在户外或车辆上配置网络技术时遇到的挑战。这种系统工作在恶劣的条件和空间中，设备的供电性能有时非常有限；\r\n·与现有网络和其他机构网络之间的互通性，对于公共安全来讲也是十分重要的。基于标准的IP网络，其设计本质就是能够与其他网络相连接；同时，它们还可以很容易地实现升级和扩展，保护投入收益。但另一方面，专用网络使得与其它类图际醯幕チネㄊ掷眩簧兜叫录际鹾陀τ靡不崛迷吹募际醣涞煤廖藜壑怠? \r\n关键业务应用的无线移动网络\r\n灵活、标准的多业务网络\r\n覆盖整个城市范围的网络必须要设计出最大的灵活性，并关注所有联网用户不断增长的生产能力和效率性。一个基于IP的多业务网络可以取代多种专用网络，用单一架构来支持所有类型的信息——包括数据、语音或视频，这样就能使政府机构很容易在未来配置和整合新的应用，保持较低的投入成本。通过在有线网络上扩展无线网络的应用，能够让政府部门、公共治安部门和交通运营机构超越现有的物理基础设施，扩展原有有线网络的服务和应用，从而为户外工作人员和市民提供新的提高通讯和服务质量的方法。 \r\n在普通的IP网络中，不同的部门可以在发生紧急事件时迅速地实现通讯，同时还能接入被保护的数据。最新的无线技术为用户提供了前所未有的灵活性、安全性和机动性。IP网络应该可以为有线或无线局域网和广域网提供基于标准性的连接，包括整合的802.11b/g和FCC 4.9-GHz无线网络，且可以升级到未来的无线技术。网络基础设施必须足够灵活，以提供回传的选择、选择使用无线网桥，租用电线或地下光纤用于连接无线覆盖局域。基础设施的结构必须设计有足够的冗余，以确保不会出现单个节点的故障。\r\n当一个或多个部门的组织架构和应用被连接到一个普通的IP网络时，系统可以实现下列改进和优势：\r\n·增加可用的信息量；\r\n·提高效率和资源管理能力；\r\n·更好、更快地做出决策；\r\n·增加公民安全性和部门生产效率。\r\n新的应用\r\n户外无线基础设施需要基于强大的路由器，并运行在网络Layer 3上，以提供服务运营质量（QoS）、可扩展性、可靠性和管理性等重要特性。\r\n对于城市区域的户外无线基础设施，强大的路由器可以用于建立宽带无线覆盖区域或热点，从而能互相连接或以网格的形式覆盖城市范围。在城市移动网络内，路由器需要提供回传的选择，不管是通过无线网桥、租用的电线或地下光纤等。强大的路由器应该不仅可用于建立无线覆盖区域，而且还能把固定或有线的应用融合到城市移动网络中，包括监控摄像头、交通信号控制器和生化传感器等。\r\n路由器可以为建筑物提供无线网格结构，使网络能够到达更宽广的区域，并能扩展到移动控制单元。由于系统运行在基于802.11或4.9-GHz标准的网络，因此路由器支持多个有线和无线回传选项。无线网络可以允许不同的应用部门在同一个网络上进行通讯，只要遵守制定的用于传输敏感通讯的规则。\r\n网络安全、可靠性和可管理性\r\n为了利用先进的IP服务功能，例如安全性、服务运营质量（QoS）、网络扩展性、可管理性和移动IP等等，无线网络需要联合网络Layer 2 LAN和Layer 3 WAN的路由功能。网络路由器需要运行在网络Layer 3上，以提供重要的功能，如扩展性、标准的路由协议和链路冗余等。远程管理功能让网络管理者随时监视和控制远程网络，同时在不同的设备和用户之间进行连接。强大的调试工具和故障修理命令，可以让网络管理者能很快地隔离网络故障，并安全地对网路配置做出调整。 \r\n此外，IP网络还必须提供综合的网络安全特性，包括授权、认证、防火墙、入侵侦测和三倍数字加密标准（3DES），或用于虚拟专用网络VPN的高级加密标准 (AES）等。\r\n\r\n城市移动网络的应用\r\n固定基础设备\r\n城市移动网络在整个市区范围内建立起了高速宽带的无线覆盖区域。无线覆盖区域可以连接固定的IP网络设备，例如监控摄像头、交通信号控制器和生化传感器等。强大的户外无线设备可以配置在建筑物、灯杆和交通灯上，这些地方普遍要面对的是苛刻的环境条件。 \r\n车辆内部网络\r\n路由器——城市规模无线网络的构建基石——通过移动IP，它可以为关键业务应用提供良好的无线接入功能，不管车辆所处的位置或者运行状态。\r\n为了向车内或街道上的管理人员提供移动接入功能，Cisco开发的解决方案建立起了一个车辆内部网络，能够连接车内的多种设备（如笔记本电脑、摄像头、DVR和打印机），使它们在车辆运行在无线覆盖区域之间的时候都一直保持网络连接的状态。对于运行中的个人或乘客来说，在不同的无线网络之间进行转换是被允许的，而且设备（如笔记本电脑、PDA、监控摄像头）和关键业务应用一直保持着良好的连接状态。同时，该网络还可以提供车辆连接热点，让管理人员能够通过手持的网络设备，来访问这个车辆内部网络。\r\n智能无线视频监控\r\n随着公众对安全的日益关注，以及经济实用、安全性高的IP视频监控技术的出现，公共治安管理部门和交通运输机构正在忙于寻找如何把智能视频监控融合到整个城市网络中的方法。而基于标准的无线IP网络能够帮助这些部门把智能视频整合到安全性高、经济实用、标准的视频监控应用之中。\r\n无线网络和视频智能化之间的联合，使得用户能够配置视频监控网络，从而使得视频应用更为普遍，并产生更大的效果，同时减少整体投入的成本。通过网络的合理应用，智能分析和对视频内容的快速反应，把视频方案打包到移动无线的环境中，这样，视频监控和安全性的范围都得到了相当大的扩展。在多种不同的位置上都可以进行视频分析，从而做出反应，例如巡逻车、救火车、公交车、交通信号灯和灯柱等。 \r\n无线移动解决方案优先处理对延时敏感的业务或优先级应用，从而为流媒体提供低延时的路由。组播功能够使视频监控影像有效的播放，从而增强对事件的了解和多用户之间的通讯功能。 \r\n智能无线网络功能和智能视频功能（例如智能视频分析、应用自适应视频、视频编码、模拟和数字摄像机之间的互通性等）被整合在一起，见图3。智能无线视频监控解决方案为公共治安管理部门和交通运输机构提供了众多的好处，其中有：\r\n·扩展了视频数据流的用途，并可以在多个位置监控；\r\n·有效利用了网络资源，包括多用途网络和多点传送；\r\n·易于接入，可实时共享视频监控信息；\r\n·基于标准的解决方案，提供了与其它网络和应用的互操作性，同时易于升级和扩展，以保持较低的成本投入；\r\n·可与其它危险物探测器结合应用，利用不同用途的网络资源。\r\n带路由器的无线智能视频监控系统提供了网络边缘视频处理的功能，与传统的视频网络相比，传统的系统是在中心位置进行视频分析。 \r\n在网络边缘进行智能视频的处理带来了许多好处，其中包括：\r\n·由于在网络边缘实现视频分析，因此可以更好地利用可用的无线带宽；\r\n·无线智能视频可以配置在固定基础设备或车内视频监控的解决方案中；\r\n·由于不需要单独的视频服务器单元和供电设备，因此降低了成本；\r\n·提高了与任意类型摄像机的互操作性；\r\n·在边缘处理智能视频使用了无线回传，而不需要对每个摄像机建立专用的连接；\r\n·局部视频处理可以决定视频的大小尺寸、帧速率和画质，因此确定了所需的带宽；\r\n·在边缘处理智能视频可以让用户访问本地的视频流，而不用在监控摄像机与中心网络之间进行传输。\r\n目前，许多公共安全部门把数字视频监控系统看作是保护公众、维护法律的重要工具，这个市场需要固定和移动式的视频监控解决方案。带智能视频功能的、户外移动式的无线路由器，满足了公共安全部门和交通运输机构对高安全性、经济实用、基于标准的视频监控应用的需求。\r\n车载视频监控\r\n警察部门一般都需要在警车内安装移动视频监控系统，以对事件进行记录，无论是制止犯罪行为，或是车辆超速行驶。视频监控系统也已被证明是一项十分重要的工具，不管是用于保护执勤的警察，或是提供可靠的事件记录。强大的无线移动路由器（图2)可以配置在车内，与网络视频录像机一起，捕捉和记录直接从公共汽车上的视频摄像头过来的视频流。 \r\n\r\n在警察到达犯罪现场之前，无线车载解决方案连续地捕捉监控摄像头的视频流，并通过无线技术（例如4.9GHz、802.11或高速移动网络技术）使得在网络中的任意位置都能访问到这些视频流。这种视频监控解决方案也可以连接到集中式的视频管理和记录系统中。对于公共安全机构和执法部门来说，移动数字视频系统提供了更安全的存储功能、更长的记录功能和更好的档案管理功能，并且能连接到多种移动式的无线网络中。\r\n户外无线固定基础设施视频监控\r\n现在，越来越多的公共治安部门都安装视频监控系统来保护市政机构，例如监狱、警察局、交通枢纽和公共建筑物等。智能无线视频监控解决方案可以提供移动式和户外环境下的视频监控图像，在整个城市区域内，允许在同一IP网络上运行数据和语音通讯。\r\n路由器与高性能的无线网络相连接，前端是覆盖整个区域范围的视频摄像头，同时也减少了有线回传的数量。系统还可以提供对重要用户所定义事件的视频分析功能，例如越过周界、偷盗和无目的闲逛等行为，警报将直接从路由器发送给那些能快速做出反应的人，例如警车、医务人员或控制中心等。视频图像可以通过网络发送到多个目的地，同时，用户所需要的图像质量、带宽将和可用的通讯链路进行匹配。只有当警报被触发时，才可以通过要求最大的网络容量，来进一步智能化地调整网络带宽。\r\n智能无线视频监控解决方案所带来的优势在于：\r\n·安全性，无线视频网络减少了投入配置的成本；\r\n·分层性多种无线技术，例如4.9 GHz、802.11和蜂窝式移动通讯；\r\n·车辆在多种无线技术区域内可任意穿行； \r\n·先进的音视频压缩、流媒体和本地存储技术；\r\n·有效地利用网络带宽；\r\n·智能化、按照指令、自动进行视频分析；\r\n·有效地发送视频和警报，以作出快速回应；\r\n·方便易用，配置迅速，安全可靠；\r\n·灵活、可扩展性强，可以用于不同范围的大型网络，如国土安全、公共治安场所和交通运输等；\r\n·可与先进的视频管理和存档解决方案进行整合。\r\n智能公交系统\r\n无线和移动网络还可以让公共交通运输部门在他们的核心业务中采用这种前沿的应用技术，它具有实时连接性，可以提供运输过程中乘客的信息，还能向乘客提供新闻或娱乐信息。通过无线IP移动式解决方案，车辆可以和后端服务器机构相连接。车载视频监控系统具有良好的IP网络连接性，从而提高了服务质量，以及火车、公交车乘客的安全保障。\r\n智能交通管理\r\n目前，许多美国交通运营机构都在寻求一种节省成本、提高车行效率的方法，而又不用对实际路面进行改进或扩展。基于无线IP的交通信号管理系统可以用于改善交通流量，提高效率，降低成本。先进的交通管理系统（ATMS）能让信号控制器连接到智能网络，增强了数据采集和分析的能力，以及交通信号更好的定时功能。通过基于标准的无线IP基础设施，信号控制器和智能网络连接在一起，系统经济实用，设计灵活，配置迅速，并可为未来的应用开发提供网络基础设施。与此同时，城市交通运营机构还可以在那些没有无线回传的位置，使用可扩展的、基于标准的无线技术，来连接交通信号控制器。 \r\n如今，基于标准的IP无线移动通讯系统正越来越多地被应用于全球范围内城市规模的区域中，它提高了公共安全部门和交通运输机构的工作效率，增强了公共安全保障。无线移动网络可以设计扩展到整个城市区域；另外，该网络还可以用于促进无线移动式通讯系统、无线视频监控系统、公共交通运输管理系统的未来发展。 \r\n