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世界杯如火如荼,安防如何与体育搭界?

2018-06-28  15:05  来源:中国安防行业网

近几日,世界杯在如火如荼上演中,在每场比赛开始前,视频裁判的介绍成为本届世界杯与以往最大不同点,同时比赛中涉及视频裁判的判罚也成为本届世界杯的一大热点。据了解,本届世界杯球场四周安装了33台高清摄像机和两个专用的越位摄像机,其中的8台可以用超慢镜头录制每场比赛的细节。国际足联专门安排了13名专门的VAR裁判执法,在莫斯科国际广播中心的录像操作室还设立了专门的视频辅助裁判团队。这是体育与视频技术又一次深度结合,其实一直以来无论是体育本身还是体育场馆建设与安防都有着千丝万缕的联系。

 体育界安防技术应用的初衷与演进 

早期安防与体育搭界,基本上是基于防范公共场所频发的暴恐以及突发应急事件,导致政府以及社会高度关注人口密度大、环境因素复杂的公共体育场馆安全。 例如1985年著名的“5·29”比利时布鲁塞尔海塞尔惨案导致39人死亡,1985年谢菲尔德希斯堡球场踩踏更导致96人死亡。

  在国内,国家出台的《大型群众性活动安全管理条例》明确要求,按照负责许可的公安机关的要求,配备必要的安全检查设备,对参加大型群众性活动的人员进行安全检查, 配备与大型群众性活动安全工作需要相适应的专业保安人员以及其他安全工作人员。

  另外在 《体育场馆公共安全通用要求》中提出需要提高体育场馆及其内部部位目标的风险等级和相应防护措施,建设安全防护有关的各子系统。在《加强全国足球比赛安全管理工作的规定(试行》中明确要求举办中超联赛等足球比赛应当按照《大型群众性活动安全管理条例》的规定,具备相应的安全条件,对足球赛场硬质隔离、出入口通道以及视频监控系统等设施应达到的标准作出了具体规定,以切实保障球迷观众的人身安全和良好赛场秩序。

根据历来的经验,在大型体育赛事期间,可能会有不法份子图谋影响赛事的正常进行,破坏社会稳定。城市治安布控的作用在此时非常重要。在不影响整个城市正常秩序的情况下,尽量为大型体育赛事提供便利。目前,体育场馆的防护重点主要包括:人员密集区,来宾、要员保护,运动中心整体防护,赛场暴力与反恐,场内重要设施的防护。因此体育场馆安防系统的建设应以核验身份、出入控制、物理隔离、预防和处置突发事件为核心,实现安防系统的应急联动和辅助分析决策,及时预警和掌控赛场内各种可疑现象、突发事件的发生,安防系统建设也主要由视频监控系统、入侵报警系统、周界防范系统、出入口控制系统、安防专用通信系统、安防信息综合管理系统等组成。

  需要指出的是,近些年体育赛事举办已经成为国内安防行业发展的重要机遇,2008年北京奥运会、2010年广州亚运会和2011年深圳大运会,各承办城市的借助承办赛事的契机不断完善城市公共安全系统建设,提高城市安全防范能力。

  近两年,随着视频监控技术、物联网技术的不断发展,以及人工智能技术的介入,安防行业中越来越多的产品技术开始与体育业务管理深度融合。

  在巴西世界杯中使用的门线技术(GoalControl),其原理是在每座球场上空安装14台高速摄像机,每个球门由7台摄像机监控,球经过门线不到一秒钟,该系统就会将球是否越线(进球)的结论,通过无线信号发送到主裁判的手表上,并且只发送到主裁判的手表中。另外该技术还能提供多角度的3D画面,以满足赛中和赛后直播和录播的需求。

  在国内,多家安防企业开始逐渐把推进视频技术与体育融合,早在2017年六月份,海康威视便与荷兰足球豪门阿贾克斯达成合作,为其球场及青训基地建立视频分析和处理技术解决方案。方案应用“鹰眼”系列全景摄像机和“深眸”系列全局摄像机产品,通过场内的人脸识别和行为分析,用于实时训练指导、战术分析等方面,帮助球队在日常训练以及比赛中获得更好的视频分析方案。另外,海康威视还与全国男子篮球联赛(NBL)展开深度合作,以深耕安防多年的视频智能技术为核心,运用人工智能、大数据分析、云计算等技术,为联赛提供基于视频采集和人工智能的体育场景互动解决方案。

  在现阶段物联网技术以及人工智能技术蓬勃发展的背景下,安防企业将与体育产业擦出更多别样的火花。

体育场馆建设对安防系统的需求

体育场馆属于重要场所,通常新建场馆在场馆投入使用之前,或多或少都建设有各自的技防系统,其主要建设内容是视频监控、报警系统、门禁系统、巡更系统等。而一次大型活动,可能涉及到的体育场馆多大数十个,甚至上百个,而且分布在不同的城市中。其建设单位、设计单位、出资单位都是不一样的,场馆内的安保技术系统的基础设施也不同,很多场馆甚至是旧场馆的改造,很多场馆的安保系统根本不能满足国际化大型活动安全保卫的要求。

  为满足大型活动安保的要求以及国家安防相关标准规范,大型活动中使用的场馆,必须对场馆安保系统进行整体的统一规划、统一标准、统一设计,以确保场馆的安保系统能够满足活动组织机构的要求,实现所有场馆资源的互联互通,为上一级公安总体的指挥调度提供信息。场馆安保规划设计包括:风险等级划分、封闭区周界设计、出入口管理设计、要害部位分类管理、区域分类管理、运行流线规划等。

  其中场馆安保技术系统的设计首先需要对场馆的风险等级进行划分,通常场馆分为竞赛场馆、训练场馆和非竞赛相关设施,主要根据场馆的大小、观众的人数、比赛项目的激烈程度、比赛性质、群众关注程度、最高领导人级别的各种情况进行综合评定,对每一个场馆进行等级划分,按照场馆等级进行安保技术系统的建设。同时结合场馆项目特点、场馆容量、观众数量、重点场次、风险评估等多类变化因素,分级采取相应的安保措施。

  另外,在场馆安保工作中,重点设施、要害部位及重点部位是安保防护的一个重点,是暴恐最关注的地方,也是发案率较高的地方,需要安保人员进行重点防护。在安保运行中需要对重点设施、要害部位及重点部位进行标识,为安保团队制定相应安保工作提供重要依据。

  场馆技防系统是尤为关键的一环,技防系统主要是依据场馆功能区域划分和运行规划设计,综合运用视频监控、报警、门禁、停车场管理、周界报警等技防系统,进行设计与建设。在举办大型活动时,场馆原有的技防系统通常不能完全满足安保要求,需要对技防系统的点位覆盖补充,对其功能性能进行提升,对系统进行改建、扩建,必要是还需要增设一些临时的技防系统。在场馆的要害部位要增设监控、报警点位,在重要的工作场所增设门禁系统,特别是场馆的周界、出入口、场院区域以及周边区域和道路等部位,需要新建必要的技防系统。

视频技术成为体育运动大数据分析重要驱动力

  以往,安防视频技术是体育场馆安全防范建设中依仗核心技术,目前安防行业中几家重点企业开始结合体育特点,运用视频智能技术,探索体育数字化发展新方向。其中通过视频智能分析技术,不但可以感知场馆内的信息、球员信息、场外信息等,同时将这些信息汇聚成数据资源,为体育赛事参与方提供多维度的数据支撑。

在体育赛事中,单一数据统计和非结构化视频记录是有一定的局限性的,并不能产生什么价值。通过结合统计和视频将视频数据结构化、精细化则能够辅助体育赛事、体育训练,并提供有价值的解决方案。

  通过视频的精细化、结构化,不仅仅是简单的数据统计,而是结合视频,比如在NBA中,每个球队都有庞大的技术分析团队帮助每个人实现视频分析、技术分析。实质内容就是视频数据的结构化、精细化,会对每个运动员每个动作进行分析,从而得出一些有价值的结论,指导运动员训练以及比赛。同时系统还能够测量球员的无球跑动和球员之间的间隔,可以计算出速度、距离参数和能量区域效率,同时计算力量、爆发力和耐力,查询球员间隔、投篮轨迹和投篮区域。这些统计数据都将成为NBA球队获得比赛胜利、争夺冠军的体系的一部分。

  对于一些类型的体育赛事而言,策略是十分重要的。人类定下的策略总是不可避免地带有个人偏见与想法,但人工智能可以规避这些缺点,从现有的比赛中提取最优战术,或者是分析人类策略并重新加以利用。人工智能创造出的策略总能给人类惊喜,甚至在某些方面超出人类。

  目前,NBA已建立了一套完整的数据计算系统,系统能够通过固定摄像机追踪篮球的移动,该系统能在人类无法量化的比赛中挖掘数据,并通过机器学习进行数据建模。通过算法的创建,AI可以不断进行自我完善,对每一次识别结果都能做出反馈。通过对模拟数据的处理,完成人类教练的工作。

体育场馆视频监控应用 如何看得清、看得懂

“视频监控看得清”

为了满足不断发展的体育场馆安保技防建设,提高视频监控对于体育场馆的监控管理效力。越来越多的高清、智能视频监控技术应用于大型体育场馆的技防建设与改造之中。

随着视频监控技术的发展,网络高清摄像机和SDI接口的数字高清摄像机技术已非常成熟。由网络化、数字化摄像机为主构成的纯数字化视频监控系统除了能实现高清监控之外,摄像机输出的原始数字化信号也避免了在半网络化架构中由于编解码过程而引起的视频信号衰减,保证了视频信号的传输质量。同时,随着视频监控系统的数字化和网络化,智能分析的应用也变得更加简单。

体育场馆的视频监控一般设在场馆周界、室外停车场、场馆出入口、检录厅、主赛场及看台、热身训练场、楼梯前室、电梯厅、电梯轿厢、重要机房等区域。

在大多数室外场所,如周界、室外停车场区域,一般建议采用高清分辨率的固定或球型摄像机产品。而在室内重点场所,如检录厅、场馆出入口、比赛场馆等作为运动员、来宾、要员及观众出入的通道和人员聚集区,则续架设高清(百万像素)分辨率的摄像机产品实现高清视频监控。透过高清摄像机监控覆盖更大范围以及更清晰的人员特征及活动情况。这无论是对于摄像机的清晰度、图像的实时控制要求,还是对于视频的传输、存储、显示设备的技术要求都相对较高。

从视频监控的技术角度出发,要实现真正意义上的高清监控,满足“看得清”的监控需求,就必须在视频的采集、编码、传输、实时预览、录像存储和回放等。将上述系统架构与体育场馆的实际情况相结合,可以清晰地把监控系统分为前端子系统、传输子系统、存储子系统以及显示与控制等部分。

在体育场馆的视频监控系统中,经常采用星形架构的以太网络实现高清网络视频信号的传输。传输距离根据选用的线路不同,从百米到几十公里,与之前模拟、数字这两种方式相比,传输的造价相对较低,且性能稳定,是目前在高清监控系统中应用范围最广的一种高性价比传输方式。

   “视频监控看得懂”

体育场馆在视频监控系统建设中,基本确立了“全方位、立体式”的建设目标,尤其在智能监控系统部署上提出了全面监控的要求,其中包括多种最新智能视频技术的整合应用。智能视频分析主要包括两大类:一类是基于背景建模技术的智能行为分析;另一类是基于特征识别技术的智能特征识别如人脸识别。

智能行为分析,其原理主要是:对视频流采用对运动目标的检测、跟踪、分类技术,将视频内的目标经背景建模、前景目标分割、跟踪及分类等图像识别算法,完成由图像数据到事件参数的转变,从而实现对各种突发事件的实时智能检测。智能特征识别是通过建立特征识别无需背景模型而需要目标物体的特征,因此机器会存有一个可以用于描述这些特征的数据库,特征识别也就是在所得的图像中寻找与特征库里具有一定相似程度的物体以进行匹配,如果特殊库里描述的特征越多,得到的结果越正确,同时需要的计算量也越大。

从人工智能技术上来看,安防监控主要运用的技术是以图像识别为基础的人脸识别、车辆识别、行为特征识别等技术和以语义理解为基础的视频结构化分析。随着AI技术的成熟,体育场馆内视频监控通过融合人工智能技术,应用人群与行为特征分析技术,实现在热点区域、重点场所为主要部署场景。

图像识别技术不仅可以实现静态识别,也可以完成动态识别和轨迹识别。通过对视频的迅速分析,信息分析平台可以监测出可视范围内的人群数量,并且捕捉每个个体的行为动作,形成重点场所及区域的面状布防,体育场馆便是其重要应用的领域。

人群与行为识别技术是图像识别的一个延伸,通过更为优化的 AI 算法与模型实时分析可视范围内的人物、车辆及其行为。其主要功能包括,人数统计分析:统计视野范围内人群的数量,跟踪个体行为轨迹,防止人群密度超负荷;个体跟踪:结合人脸识别技术,跟踪特定人员的运动轨迹与行为举止,实现提前预警;禁区管控:对禁区范围实现实时监控,对违规行为实时报警;异常行为分析:对人物行为进行分类,并及时预警异常动作行为。AI 技术将对区域布防业务提供强大附加功能,减少安保人员投入,减少应急响应时间,保障体育场馆赛事活动顺利进行。