数字多媒体技术在智慧城市中的应用探索

文｜ 上海理想信息产业（集团）有限公司 于 清

1 前言

智慧城市利用新一代信息技术和宽带网络的资源，发挥信息通信优势，来构建城市发展的智慧环境，为城市管理与运营提供高效、灵活的支撑手段，为公众提供更人性化、更便捷的服务模式，提高人们美好生活感知度。其中数字多媒体的应用在智慧城市中将发挥重要作用。

2 数字多媒体在智慧城市中的作用

城市中现有的各种功能系统，还无法满足智慧城市的发展要求，在传统的信息化、智能化的设施上，增加感知、交互、智能判断、协同运作等能力，使得城市设施具备可监控、可管理、可控制的能力，是实现智慧城市的必要条件。

2.1 打造城市的“智慧之眼”

智慧城市需要智能化的视频监控系统，构成城市管理者的眼睛，实现对道路交通、公共场所、重点区域的有效监控，为城市的管理和公众生活提供服务和帮助。

现有的城市视频监控系统主要存在以下不足：以区域部署为主，联网程度不高，共享能力不强；视频监控的智能化程度不高，主要依赖人眼监视；服务公众的视频监控业务不多。

数字视频监控系统将有效解决城市监控的难点，在数字监控平台上可以远程共享视频内容，使用户的不同部门、不同地区和不同层次的人员充分掌握所需视频信息，大大提高监控资源的利用率，取得较好的效益。同时，数字视频系统也在不断开发智能化的应用，可以对数字视频图像进行分析、处理和识别，实现面容比对、车牌识别、人群密度检测、行为动态分析、入侵检测等，当被监控的目标图像一旦发生可疑行为或入侵设定的范围，系统即可发出告警。

随着电信3G网络的应用发展，无线视频监控业务可以逐步为公众提供服务。用户可通过3G手机查看家庭安防、热点区域、公共道路等视频监控的图像，为公众的生活带来便利。

数字视频技术还正在不断朝着高清化、智能化的方向发展，可以预见在智慧城市中的数字视频监控有着广泛的应用前景。

2.2 建设城市的“智慧之窗”

在现代化的城市大街上、社区中、公交车辆里、商务大楼内到处都设有各种各样的信息屏、广告屏、互动屏等，发布着大量的信息和广告，成为人们了解城市运行状态、文化潮流、时尚消费等的窗口。其中绝大多数是非联网的独立屏幕，信息的更新靠人工完成，工作量巨大，发布的信息和受众的需求匹配度不高。

网络型的数字媒体信息发布系统能较好地实现信息的实时更新，同时实时监控屏幕的显示内容和工作状态，并能根据受众的不同及时调整展示内容，这样大大提高了信息发布的效率与效果。

随着城市光网的推进和社区智能化的建设，社区与居民家里逐步配置了电信魔屏、有接受信息功能的可视对讲屏等终端，将这些用户家中的屏幕和数字媒体信息发布平台结合，可以针对每家每户的不同需求发送有针对性的服务信息，给人们生活带来极大的便利和帮助。

2.3 推进城市的“智慧之声”

现在城市里的企业、社区、公共场所、部分道路都有各自独立的公共广播系统，可以在本地区实现紧急广播、发布通知、消防告警等功能。随着城市信息化的发展，信息通达的要求不断提升，需要在整个地区，甚至整个城市的范围内构建一体化的广播系统，实现远程、多级的广播信息发布和管理。

数字广播系统通过网络可对各个广播终端实现远程的管理和控制，并根据需要针对不同的广播终端喇叭播放不同的广播信息，可在公安交通管理、安保监控管理以及重大活动管理等方面发挥重要的作用。

图1 世博园区数字视频监控系统拓扑图

3 数字多媒体技术在世博会的应用

随着多媒体技术向数字化、网络化的不断发展与完善，数字多媒体音视频系统已经逐步应用到社会的信息服务、社区管理、商业展示等方面，在上海世博会期间，园区建设了多套数字多媒体系统并获得成功应用，成为最具亮点的展示之一。

3.1 数字视频监控系统

程视频传输与回放、自动异常检测、结构化的视频数据存储等功能。

世博园区的数字视频监控的系统包括前端摄像系统、传输网络、监控服务平台等组成。前端摄像机摄取的视频信号以及主控设备向前端设备传送的控制信号等，通过网络传输媒体进行传送。监控服务平台具有业务管理功能，对传送过来的视频流进行转发、分发、显示和存储，对报警进行联动处理。世博园区数字视频监控的拓扑图如图1所示。

世博园区数字视频监控系统共建设3000多个视频监控终端，覆盖5.28km2，平台设计了多层次的控制和管理体系，实现了监控信息的资源共享。系统主要有以下应用特点：

（1）强大的扩展能力和可控性。数字视频监控系统的前端监控设备可利用网络覆盖范围进行布点，实施简便，有较强的扩展能力，监控平台对每台终端设备通过地址进行识别和控制，系统有较强的操控能力。

（2）提供远程访问实现资源共享。用户通过远程网络连接到数字视频服务器，经身份认证后即可实现视频图像的调阅和对摄像机进行管理和控制，系统可同时供多用户使用，实现资源共享。

（3）需要较高的网络带宽和设备性能。根据运行经验，为获得较好的监控图像，每一路视频至少需要1M带宽，高清视频需要4M甚至更多。这样对主机设备和存储也带来较高的性能要求，如果带宽和设备性能不够，会造成视频监控系统的数据丢失、图像不流畅、监控停顿等状况。

（4）可实现智能视频分析。系统中对部分终端采用了视频分析技术，实现人流密度分析、越界告警等功能，实现视频监控的智能化应用。

3.2 数字媒体信息发布系统

数字媒体信息发布系统采取集中控制、统一管理的方式，将文字、图片、动画、音频、

数字视频监控系统是以数字视频处理技术为核心，结合了计算机多媒体技术、通信及自动控制技术的一种新型监控系统。除了具有传统视频监视的所有功能外，还具有远视频及滚动字幕等各类媒体文件组合成多媒体节目，通过网络传输到数字媒体控制器，然后由数字媒体控制器按照控制规则在相应的显示设备上进行有序的播放和控制。

世博园区数字信息发布系统包括三个主要部分：中心控制系统、终端显示系统和网络平台[1]。

中心控制系统具有资源管理、播放设置、终端管理及用户管理等主要功能，可对播放内容进行编辑、审核、发布、监控，同时设定各个终端的显示模板。中心对每一台播放终端的工作状态进行自动检测，能及时发现播放终端的异常情况，并对所有播放终端进行统一管理和控制。

终端显示系统包括媒体播放机、视音频传输器、显示终端，主要通过媒体播放机接收和存储传送过来的视频、图片、文字等多媒体信息，并按照设定的显示模板将信息内容展示在LED、PDP等显示终端上。

网络平台利用世博园区已有业务网络系统，构建信息发布系统VPN，为系统的可靠运行提供保证。世博园区数字媒体信息发布系统拓扑图如图2所示。

世博园区数字媒体信息发布系统利用园区业务专网，覆盖了3.28km2的园区范围，可以管理和控制上网的每一个终端。系统能根据不同区域和受众群体，做到分级分区管理，有针对性地发布信息，使得信息发布安全、准确、快捷。本系统在世博会其间为各类游客发布了21万多条信息和180多个视频文件，在世博组织管理和运营中发挥了重要作用。

3.3 数字广播系统

数字广播系统采用IPAudio技术，将音频信号以标准IP包形式在网络上进行传送，根据用户对广播功能的要求，通过计算机来控制、管理、播放的广播系统。数字广播系统涵盖了传统广播系统的所有功能，并充分利用网络资源，只需将数字音频终端接入网络即可扩展数字化广播系统，每个接入点无需单独布设音频线路，系统设备使用简单，安装扩展方便，每个终端有独立的IP地址，因而可以控制任意一个终端播放不同的节目。真正实现广播内容针对不同地域、不同人群的可达、可控。

上海世博会园区数字广播系统是业内应用范围最广、规模最大的数字广播系统。园区广播系统构建了3200多个广播终端，覆盖了5.28km2的世博园区，形成三级垂直管理模式。世博园区广播系统拓扑图如图3所示。

图2 世博园区数字媒体信息发布系统拓扑图

图3 世博园区数字广播系统拓扑图

世博园区的广播系统分为总控、片区、地块三个层次进行管理控制[2]。总控机房的广播是园区广播的最高优先级别，可对单个或者多个片区机房的系统进行控制，实现不同区域发布不同的广播信息，并可对这些区域进行优先级广播。片区机房可以实现本片区各地块的独立广播或组合广播，也可向总控系统主机上传音频信息或从系统主机调出音频节目，实现强大的互动功能。整个系统可通过网络进行远程监控和管理维护，总控中心可操作和监控到每个片区设备的工作状况，监控各个终端的播放内容，并可对系统进行远程升级维护。

世博园区整个数字广播系统性能稳定、使用便捷，每天播放各种信息几千次，在世博会的运营期间发挥了重要作用。该系统的主要特点如下：

（1）系统可扩展能力强，依靠网络资源，广播终端直接连入网络，系统可覆盖范围广。

（2）系统具有通过网络实现远程监控、远程诊断和远程软件升级的功能。

（3）广播系统多种分区广播功能可自由设定，包括矩阵分区、每终端可重复分区、自由组合、独立广播、多区广播、全体广播、定时广播等，也可对任意终端进行独立广播。

4 结论与展望

智慧城市采用先进的信息化技术打造安全、高效、便捷的生活、工作和管理模式，为公众提供精确化、智能化的服务。数字多媒体技术在城市管理和运行服务中已经逐步发挥作用，随着数字多媒体在智能化、无线化、高清化技术方面的不断发展，其应用也将成为智慧城市重要的管理和服务手段。正在进行的多个智慧城镇的规划中，数字视频监控、数字媒体发布和数字广播系统成为智慧城镇的重要应用。我们可以期待，不久的将来数字媒体技术将为人们生活提供更多的智慧服务。

1 中国2010年上海世博会信息化工程.东方出版中心.2011.6

2 于清，黄汉贵.论上海世博园区公共广播工程.智能建筑.2010.11