系统分析与设计论文

2022-05-16

要写好一篇逻辑清晰的论文,离不开文献资料的查阅,小编为大家找来了《系统分析与设计论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。摘要:智能停车系统是建立在信息化技术基础上,为了缓解自驾车用户在出行过程中的停车问题,通过引入数据库进行用户、平台和停车场三方规范联合管理,达到对停车位的有序监测分配,实现了剩余车位查询、车位预定、智能挑选车位、停车场进出口导航等功能,从而减少车主在寻找停车位上所耗损的时间。

第一篇:系统分析与设计论文

《物流系统分析与设计》系统教学法初探

【摘 要】物流业向着科技含量高、供应链式协作化的方向大踏步发展,带来了国内对于专业物流人才特别是高端人才的巨大需求,也引发了高校设立物流相关专业的热潮。如何根据时代需要,培养实践型、复合型的人才成为了本科物流教育关注的重点。文章从工作实际环境出发,运用系统的思想,对重要专业课的讲授方法提出了几点改革建议。

【关键词】物流教育 复合型 本科

【中途分类号】C42

1 引言

伴随着互联网与信息技术的飞速发展,电子商务逐渐在经济生活中扮演着越来越重要的角色,世界经济经历了农业经济、工业经济,正向知识经济迈进。后工业社会的来临要求抛弃那种单纯依靠增加投入,以消耗资源、污染环境为代价的粗放式增长方式,而发展一种以智力要素投入为主,科技含量高、资源消耗少、环保、人力资源优势可以得到充分发展的新兴工业化发展道路。在这一趋势中,现代服务业特别是现代物流作为重要的生产性服务,起到了支撑性的作用。

长期以来,我国服务业人才的培养没有得到足够的重视,高层次服务人才短缺的现象比较严重。我国物流从上世纪80 年代初高歌猛进,据相关资料显示,截至2010年,中国物流业对相关人才的需求量将达到年均2万至3万人,如果按照当前发展速度,那时我国的物流从业人员缺口将达到600万之巨。而与此相对应的我国高校当前还无法满足物流专业对人才的需求。

广州正在进行向国家申报成立保税物流港,如果获通过审批,和保税区形成港区联动,就能形成一个自由贸易区,因此可以为这个吞吐量全国第三的综合枢纽港引来更多航运、物流巨头加盟。这也给广州甚至广东高校着力研究如何开展应用型物流人才的培养提供了巨大的动力。

2 本科物流教学特点及教学现状分析

物流作为一门实践性、操作性、技术型极强,同时又高度重视以系统的角度进行整体规划、设计与优化的复合型学科,其人才培养面临着很大的难度,要求学生应在掌握必要的基础理论和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作所必需的基本知识和职业技能。因此作为一所应用型的本科院校,物流教育更应该注意与当地物流发展进行横向联动,发展一种复合实践型的人才培养体系。

作为一所建于2000年9月的独立学院,松田学院大力推进“高校与区域经济社会联动发展”,形成特有的办学方针,以培养应用性、复合型的人才为目标,按“宽口径、厚基础、高素质、强能力”培养要求,强调适应市场需要,重视实践教学环节。但由于受多方面因素限制,和很多本科院校一样,在物流教育方面主要存在以下问题:

2.1 物流教学基础设施不足

物流是一门操作性与实践性较强的学科,需要大量实践分析课程与实训环境的配合。但大部分教师自身实践较少,学校可以争取到与企业合作的机会也很少。另外由于资金等各个方面的原因,学校实验室的建设环境不理想,缺乏主要的物流设备设施与模拟环境。另外从软件的配备上来讲,国内缺乏高质量的配套实验软件以及国内该领域的系统性教材。所以即使是应用型人才的培养计划也是理论课课时居多,实践课的课时却相当少,与该学科实践性强的特点不符,影响了人才培养的质量。

2.2 教学手段单一

虽然大部分基本实现课堂引入多媒体教学形式,但课件的制作水平不高,基本是教案的重现,没有充分体现多媒体视、听效果与教学内容的有机结合,不具有生动性。另外,还有一部分授课方式是传统的板书。物流的学习需要大量图片、视频的演示,将实际操作环境重现,因此传统板书就限制了对图片,特别是复杂图片的引入与讲解,上课大多依靠教师简单的模拟与口述,教学表现力较弱,导致学生大多反映物流课抽象、枯燥。

2.3 师资力量薄弱

物流具有活动多方、作业过程复杂、需求多样等特点,是一个涵盖面非常广、运作环节多的领域。要想培养出理论基础扎实又能适合社会需求的人才,对于物流教师综合素质的要求非常高。现今物流教师的来源多是重点院校毕业的硕博人才,科研能力强,但是大多缺乏实际企业的工作经历,擅长的研究领域没有实际的检验环境,能够将理论转化解决企业实际问题的利器的全面型教师太少。这样在学生实践指导方面就会有所欠缺。

2.4 传统分章节讲授削弱知识结构的系统性

大部分教材对于知识的安排均是以章节的形式体现的,这表现了作者对于知识点的把握、知识层次的梳理。在教学过程中,教师的授课基本上是按照教学大纲的要求,依照教材给出的知识框架进行课程的准备与讲授。但通常情况下一个重点章节所占课时较多,其他次要章节在时间上要做出让步,甚至简单几句带过。但是一门课的学习是一个系统的工作,每一个部分都只是整体的分支,多个分支有机结合才构成完整的知识体系。然而大部分的授课思路被教材的安排所限制,无法站在学科宏观层面按照这门课程的体系框架去授课,以《物流系统分析与设计》为例,一个学期下来学生可能只知道信息系统设计是重点章节,而忽略物流组织的控制设计是对信息系统设计更上层的指导。

3 系统教学法的引入

3.1 引入背景

物流系统分析与设计》这门课教学目的在于通过教与学,使学生正确理解物流系统分析的概念,掌握物流系统分析的普遍规律、基本原理和一般方法,并能综合运用于对实际问题的分析,初步具备解决一般物流系统的定性分析和重要决策问题的定量分析能力,培养学生的综合物流管理素质。

浙江大学沈祖志教授主编的课程教材知识安排系统性和整体性很强,首先阐述物流系统的概念并分析了其内涵,给出了构建物流系统的整体框架,其次针对框架下的组织系统、网络系统、物流控制系统、信息系统、绩效评估系统进行了原理分析、体系构建,可以说这本教材为物流系统的分析与规划提供了很好的思路与工具。

但是课程的某些环节难度较大,特别是一些重点章节花费时间较长,特别是学生系统思维较为薄弱。如果此时讲授仍然按照传统的分章节讲述,学生感觉只学到了组织系统、信息系统、控制系统等单独一方面的知识,很难将这些知识融合,形成物流系统的立体思维。因此针对《物流系统分析与设计》这样注重整体思维培养的课程,作者结合自己的教学实践,提出系统教学法。

为了体现出系统教学法的核心思想,作者将系统教学法与传统教学法在教法设计、教学方式及运用手段等各个方面进行了对比,如表1所示:

3.2 系统教学法的具体实施

首先选择合适的物流企业作为实施对象,由于物流系统的学习涉及的方面非常广,因此企业的选择大多是国内外知名、运作规范的先进物流企业,以第三方企业为佳。原因是第三方企业提供的多样物流服务,设施、设备齐全,操作规范,便于结合教材内容进行分析。

其次组织学生熟悉企业的背景,包括企业的服务范围、企业文化、战略、经营特色、主要合作伙伴与竞争对手;了解企业的主要组织架构、网络覆盖、信息化水平、运作实力;了解企业优劣势,面临的机遇与主要困难;

再次给出企业的组织架构图、企业运营网络图、展示企业信息系统实现的主要功能、并提供企业在绩效管理方面的奖惩措施与考核制度(包括各种指标、评分卡等)。目的是同步给出企业经营涉及的各个方面,避免学生过分注重某一方面,而忽略此元素拥有与其他元素相互作用,相互配合实现企业目标的使命。

最后在给出整体架构的情况下,逐次对于各个方面进行分析与设计指导,以组织架构的分析与设计为例,步骤如下:

1)介绍物流组织结构的演进、发展;

2)讲述几种常见组织类型,并逐一分析优缺点以及适合的企业类型;

3)帮助学生分析企业进行组织选择应该考虑的因素;

4)引导学生按照教材提供的组织设计过程为此案例企业设计组织架构,在结合对现有组织架构分析的基础上,让学生总结自我设计与企业所采用模式各自的优缺点,从对比中学习;

5)最后针对学生设计中存在的缺陷予以总结,强化组织结构系统分析与设计的重要性与分析思路。

3.3 系统教学法效果分析

在教学改革之初,由于案例企业选择难度较大,只是在物流系统控制机制与物流信息系统的分析设计这两个方面进行知识点系统地结合,多数学生表示体会到这两个知识点内在联系,不再是以往得到的两个割裂的平行的知识点,而是一个具有层次之分但又互相联系的框架。当然因为只是初步探索,再加上一堂课只有45分钟,如果过分强调整体展现,也会造成“四处开花”,课堂秩序较乱,学生思维驾驭不了的状况,因此可以多找出一些典型的物流企业,就企业的某两个或三个方面的结合来分析与设计,较为切实可行。

系统教学法另外一个优势就是避免传统案例教学浮于表面的做法,能够让学生按照教材提供的思路与工具、方法,对企业进行多方面深入的分析,不光了解企业好与差,并更能帮助企业分析出薄弱的地方,结合自己的所学提出改善的方法,提高学生解决实际问题的能力。

3.4 与当地企业联动模式下的结合

地方性高校在一个地区的发展中起着非常重要的角色,针对地区实际的需求调整培养重点,输出对整个地区发展所需的合格人才,为一个地区的长远成长提供持续的推动力量。另外科研,作为高校的基本职能之一,更成为地区发展的科技创新基地。而企业作为技术创新的主体,必须吸收高校、科研机构和社会其他技术创新要素,才能更快、更好、持续地增强创新能力,可以为高校的研究提供很好的实践环境。因此两者的联动发展可以实现双赢。

如果在系统教学法的教学改革中可以得到当地企业的大力支持,学校牵线,企业响应,教师带队,引导学生关注所在地区实际物流运营状况,关注社会需求,而不是脱离实际闭门造车,也可以增强学生参与的积极性与热情。在对实际企业分析中,结合企业有关人员的介绍,教师要引导学生依靠教材知识对企业实际情况进行分析,按照课堂讲授的思路进行评价、提供改进思路。最后将学生的成果与企业座谈,让学生接受实践的检验。教师可以结合教学要点与企业的结论对学生薄弱环节进行重点指导,这样教与练相结合,及时反馈与指导可以让学生对于知识有更深入的理解,并培养了综合应用能力。

联动基本思路如下:

(1)学校领导及任课教师深入研究学科及课程特点,分析知识框架,并就本门课程的发展历程、对社会经济各方面的影响、未来趋势与上升空间进行分析、阐述,形成系统报告;

(2)根据知识要求,寻找区域目标企业,调研目标企业的发展历程,理出经营思路及业务重点,了解当前及更远时期内企业具体需求。形成企业调研报告;

(3)根据知识系统报告与企业调研报告,首先分析目标企业与主体课程的密切程度;其次根据教学大纲,确定合理授课思路,据此调整知识框架,确定知识难重点;

(4)将课程知识框架及学生能力规划形成预实施报告,提交企业有关部门,进行联合论证,在符合大纲范围内,进行再次调整,形成最终实施报告;

(5)根据最终实施报告,进行培养目标、课时分配、考查方式、作业要求等各方面的实际安排。

因此系统教学法的实施缺少不了与当地企业的联动,在联动中帮助学生树立理论联系实际、在实践中检验自己所学的意识。高校的研究成果也可以为企业提供较为系统和客观的评价,给出较为科学合理的改善建议,可以促进双方共同成长。

4 结语

教学改革的关键之一在于教师的素质。而物流这样一门系统性和综合性都较强的学科对于教师的理论水平与实践能力都提出了很高的要求。作者所探索的方向就是首先帮助学生建立系统学习物流的意识,然后在教学工作中结合对实际问题的分析设计,帮助学生实现理论的学到企业实际应用的转化,可以为当地的发展输出一批素质较为全面的生力军。

参考文献

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[2] 徐文瑞.应用型本科物流教学的几点思考[J].中国科教创新导刊,2008(14).

[3] 孙铁邦.河南高校与企业科研层对接的困境与对策[J].合作经济与科技,2008.10.

[4] 严霄蕙,马骏,马洁.以工作过程为导向的物流教学研究[J].当代经济,2008(4).

[5] 北青网,物流人才缺口达600万之巨 形成就业空间[N].北京青年报2007.10.09.

作者:张武梅

第二篇:城市智能停车系统分析与设计

摘要:智能停车系统是建立在信息化技术基础上,为了缓解自驾车用户在出行过程中的停车问题,通过引入数据库进行用户、平台和停车场三方规范联合管理,达到对停车位的有序监测分配,实现了剩余车位查询、车位预定、智能挑选车位、停车场进出口导航等功能,从而减少车主在寻找停车位上所耗损的时间。通过第三方支付平台合作和管理员系统的建立,使得停车快捷而安全,保护了用户的个人信息,改善了用户的使用感受。

关键词:智能;停车系统;功能设计;数据库

1 概论

随着私家车的普及,城市内的私家车数量不断增加,据相关数据显示,中大型城市中平均不到五个人就拥有一辆私家车,由此可推断,各地承受了几百万辆私家车的交通负荷,随之而来的是停车位难找、车位分布不合理、各个停车场停车数量分布极度不均衡、交通拥挤等问题。智能停车系统正是在这样的背景下应运而生,该系统涵盖了剩余车位查询功能、智能挑选车位功能、全市停车场联网功能、车位预订查询功能、停车明细查询功能、智能导航功能等,完善智能的停车系统有力地缓解了路面交通压力,极大地便利了用户的生活。

2 需求分析

在技术不断更新的大数据时代智能停车系统通过借助简化停车管理结构,引入数据库应用系统,再通过和第三方平台合作,可以改善用户的出行体验,缓解交通压力。

2.1 停车管理基本情况简述

近年来城市汽车拥有量不断增加,人们对于车位的需求量、停车场服务质量、收费的便捷度不断提高。在哪停车、如何方便停车、放心停车已成为政府及百姓要面临的重要问题。为了减轻车位严重供给不足的问题,2015年下半年,中国发改委第七部门联合发布《关于加强城市停车设施建设的指导意见》,文件中要求充分調动社会各界积极性,加速推进停车设施的建设、实施。传统的停车管理已经无法满足人们的需求,先进可靠的停车系统在服务、管理方面的作用越来越大。

2.2 必要性

面对车主和停车场之间的信息不对等,车主难以寻找有剩余车位的停车场,也常常面临停车易、倒车难,目的地剩余车位不明确、停车场进出口不明朗等问题。与此同时,停车场也面临停车位利用不充分,盈利额难以提高等问题,智能停车系统可以提高停车场的车位利用率,因此智能停车系统建立是极其必要的。

2.3 可行性

从技术上看,智能停车系统设计需要实现的环节不是很复杂,在技术上是可行的。需要用到经费的地方也不多,系统的开发成本和运行费用也不会过于昂贵,在经济上也是可行的。从操作上看,运行系统是Windows操作系统,输入设备是键盘和鼠标,通过app平台发布用户所需信息,操作简便,界面友好,因此也是可行的。

3 智能停车系统功能

智能停车系统总体结构图如下图所示,用户及停车场双方相互关联,用户方享受车位预定、剩余车位查询、停车明细查询等功能,停车场利用数据库和信息化提供智能挑选适宜车位功能、全市联网功能、停车场进出口导航及游玩路线推荐功能。

3.1 剩余车位查询功能

该功能将各个停车场的剩余资源进行汇总,实时更新传输到用户平台上,使用户快捷明了的选择适合的车位,剩余车位查询功能是该系统中重要的功能之一。

3.2 智能挑选适宜车位功能

该功能为用户分析出一条距离目的地最近、停车最便捷、交通情况最适宜的停车路线,缓解了交通压力。不仅如此,在系统的数据存储器内还会保留不同用户、同一用户在不同时间在各个停车场等停车消费额,确保用户能够享受性价比最高的停车服务。

3.3 车位预定功能

智能停车系统会为用户在常用的停车场保留车位预约的优先权,也支持高信用高活跃度的用户在停车位分配上保留优先权。体现了智能系统的人性化管理。

3.4 全市联网功能

建立适用于全市停车场的网站,购买独立的服务器,开辟一条畅通的全市停车信息联网路径,实现信息的传递共享。

3.5 停车场进出口导航及游玩路线推荐功能

由于各大导航引擎很少关注到停车场内部的进出口导航,而用户也常常在停车场里迷路,因此开发导航功能是十分必要的。同时在智能停车系统中添加游玩路线推荐功能,将主要面向自驾游用户。

3.6 停车明细咨询功能

如果发生车身被划伤等情况,用户有权以自己的停车明细记录要求停车场调用监控,这也就加强了停车场管理人员的责任感,减少了停车过程中的损失,使用户认识到智能停车系统带来的安全性。智能停车系统良好细致的服务可以大大降低传统停车存在的安全隐患,可以有效地避免一些交通事故纠纷。

4 智能停车系统详细设计

4.1 数据库结构设计

智能停车系统数据库主要包含用户表、停车场信息表等,显示的输出结果主要是结合数据库或一个单独表单的查询结果,联合查询所有想要的信息:剩余车位、停车场进出口、预定车位等。上述表示意图如下:

4.2 智能停车系统组织结构

智能停车系统设置组织结构则如下图:

在智能停车系统的组织结构中,车位管理和收费管理中所获取的信息将经过数据库处理,通过网络上传至第三方接口以及全市联网的数据存储器,再根据用户平台上所提出的用户需求拿取所需数据进行分析,从而更优质地利用了所得信息。

同时,在智能停车系统中,传统的人工输入停车位信息将被数据库的父子表关联取代,保证了效率和信息的正确性。原本在停车场外显示的孤立数据也将在整合之后集中显示在用户的交互页面。

不仅如此,智能停车系统还将简化传统的停车流程,把停车信息输入、信息添加、信息验证、信息操作等前端的用户信息录入打包转移到交互界面上来实现,并且将后期的停车信息查询等也转移到交互界面上来,在停车场方面只留下在数据库协助下的停车位信息搜集,极大地简化了停车流程,减轻了停车场的工作负荷。

首先,停车场管理系统会和用户输入的信息进行验证,如果双方用户信息相同,那么就将激活该城市智能停车系统。在停车场信息表中减少一个剩余车位,再将数据传到用户平台上,从而实现剩余车位查询功能;同时在用户表加入一个新的字段内容,从而实现每位用户对自己的停车明细的咨询功能;在车位信息表中,修改车位的状况,激活该车位的地理位置,计算出该车位距进出口的距离,从而实现智能挑选车位和进出口导航功能;最后,通过验证用户的信用状况,可以允许用户预先了解剩余车位中的车位状况,从而实现预定车位的功能。

4.3 系统功能设计

1) 剩余车位查询功能

通过第三方平台提供的数据支持,将报上来的数据进行整理,通过逻辑算法做模块化处理,呈现出如下图所示的数据管理办法。

通过如上方法,可以将已使用停车位和全部停车位相对比,将数据库关联得出剩余车位,通过网络输送到云用户平台,同时储存到数据存储器中以便今后进一步的运算。

2) 智能挑选适宜车位功能

根据客户自愿提供的定位信息和数据存储器中所保留的剩余车位信息,再结合当前停车场内的车辆分布和进出口分布,通过计算得出距离用户所在地最近的车位,同时发送给信息系统绑定的导航,使得用户能够最快最方便就到达所需的车位,减少了浪费在找车位上的时间。

同时,如果是提前寻找或预定车位的用户,智能停车系统将会调用第三方平台提供的交通情况,结合合作停车场提供的车位情况,提供给车主适合的车位进行选择。

3) 车位预订功能

根据第三方平臺(如支付宝)提供的用户信用状况,智能停车系统会为用户提供不同时长的提前预约功能,为已经安排好出行计划的用户提供了非常大的便利。提前预约的车位信息独立于已经被占用的车位信息,双方同级但不重叠,并且提前预约的信息与用户更改、退还车位的信息实时联动,保证信息的准确。

4) 全市联网功能

智能停车系统本着为人民服务的宗旨,会把内各个停车场的车位初始信息输入原始数据库中,让与本系统合作的停车场加入聚合数据等第三方接口平台,并要求将停车场内部的数据库接入智能停车系统的数据库中,为系统的数据库提供实时的数据。

5) 停车场进出口导航及游玩路线推荐功能

智能停车系统内会引入停车场提供的地图,将其数字化信息化后录入后台数据,结合用户在交互界面上提供的具体车位位置,在数字地图上确认用户所在地,再根据车辆分布情况和进出口情况规划合理的路线,通过语音导航使得车主顺利离开。智能停车系统会提供不同进出口周围的景点以及游玩路线,提高了自驾游客户的使用体验,也体现了本系统的人性化理念。

6) 停车明细咨询功能

智能停车系统会为客户提供官方的停车明细记录,如停车时间、停车记录以及由此产生的停车费等,如果离开后用户对停车过程中产生的问题有疑问或者对服务不满,可以根据系统官方提供的明细和停车场工作人员核实确认。

4.4 第三方接口

智能停车系统为了方便数据搜集,将寻求一些第三方接口平台的合作,如聚合数据、APIstore等,同时,随着移动支付的发展,系统还会绑定微信、支付宝等第三方支付平台,方便用户的消费和使用。

4.5 用户信息安全性保障

在互联网发达的大数据时代,用户信息的安全至关重要,而近年来计算机病毒日益猖獗,通过第三方支付平台的用户日益增加,提高网络信息安全至关重要。智能停车系统将会制定完善的用户信息安全管理制度,杜绝买卖用户信息、对相关人员设定管理权限,对用户信息进行保密设置,同时为了防止恶意用户或软件通过网络对智能停车系统的入侵和攻击应选择性能合适及较强的防火墙与入侵检测系统,让用户安心使用本系统。

5 结论

通过对智能停车系统的系统功能设计、管理组织结构设计、系统总体结构设计和数据库结构设计等四方面的讨论,借助数据库将多个模块表单相互关联,构建了一个比较完善的智能停车系统,实现整体系统的一体化;在投入实施过程中,还将实现全市联网,第三方接口大数据分析,移动支付普及,达到信息化、便捷化的目标。建立自身的网络信息安全体系保证用户信息的安全性。

智能停车系统缓解了用户的停车难问题,也改善了交通负担问题,有效地缓解违章停车的问题。其中提供的停车位信息获取、智能挑选适宜车位、车位预定及导航功能极大地方便了用户,预计将吸引大量的用户加入系统,由此可见,智能停车系统的前景是极为可观的。

参考文献:

[1] 戴帅, 刘金广, 朱建安, 巩建国. 中国城市机动化发展情况及政策分析[J]. 城市交通, 2015(2).

[2] 李栋. 车位管理系统WEB模块的设计与实现[D]. 山东大学, 2013.

[3] 谢凯生. 智能停车系统设计方法研究[J]. 数字技术与应用, 2014(5).

[4] 邓丽. 数据库原理与技术简明教程[M]. 大连: 东软电子出版社, 2012.

[5] 谢钧, 谢希仁. 计算机网络教程[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2014.

作者:于小玄

第三篇:智能视频分析系统设计与应用

摘 要 随着社会的发展,安防监控系统越来越受到人们的重视。本文在介绍智能视频分析技术的基础上对智能视频分析系统进行了设计,并对智能视频分析系统的应用前景进行了展望。

关键词 智能化 视频分析 系统设计 监控

1 引言

进入21世纪以来,经济和社会的发展促使着人们不断提高安防意识,对于安防监控的业务需求不断增大,如何通过经济的、高效的、智能的和可行的技术手段来提高安防监控,保障公众安全和财产安全,成为了智能监控领域内普遍关注的热点问题。

传统的利用摄像头和录像监视设备组成的监控系统存在着诸多问题:例如需求操作人员进行查看和管理维护,只能作为事后取证的工具,无法解决快速报警、目标跟踪及定位等问题。智能视频分析技术是一种新的技术,是在视频监控系统发展到一定程度时市场自然提出的要求。

2 智能视频分析技术

智能视频分析技术属于模式识别技术的一种,就是指采用智能化的视频分析算法,利用计算机对视野范围内的目标的特定行为进行分析和提取,让计算机判断出这些个体进行了一些什么行为,进而可以判断这些行为是否符合某些规则,是否属于“某一类型”的行为,而这些类型的行为是应该提醒监控人员注意的“可疑行为”。当发现存在符合某种规则的行为(如定向运动、越界、游荡、遗留等)发生时,自动向监控系统发出提示信号,采取某种对应措施(如声光报警器报警)或通知监控人员进行人工干预等。智能视频分析技术实现用计算机“代替”人进行分析,也即实现了“自动分析”或是“智能分析”。

智能视频主要技术包括以下几个方面:

(1)目标检测

在视频监控系统中,目标检测处于智能分析的低层,包括动目标以及静目标检测,是各种后续处理的基础。

(2)目标跟踪

目标跟踪即对监控区域内的运动目标的轨迹进行跟踪,是目标监控的最基本的应用,也是其他事件监测的基础,处于智能视频分析的中层。

(3)目标分类和识别

属于智能视频分析的中高层。目标分类指根据检测到目标的形状、外观、轮廓等特征进行分类(如行人、车辆、动物等),目标识别指对目标的身份进行甄别,实际应用中,如人脸识别,步态识别,车牌识别等。

(4)视频内容分析和理解

属于高级智能视频分析,是真正实现监控智能化的关键。在上述低级处理的基础上,进一步对场景中的行为,复杂事件等进行分析和识别,并用自然语言等加以描述。其中最典型的是对场景中的运动目标特别是人的行为的理解和描述。

(5)系统设计

智能视频分析系统是以基于图像处理、模式识别技术的计算机视觉技术为核心,结合多媒体技术、计算机网络技术的一种主动监控分析系统。

本文中基于ARM Cortex的智能视频分析系统,旨在打造基于智能视频分析技术的成套安防报警管理系统解决方案。本系统借助计算机强大的数据处理功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,以数字化、网络化视频监控为基础,采用ARM Cortex嵌入式多任务系统技术、数字图像压缩/处理技术、智能视频分析等技术,提供了入侵检测、徘徊检测、遗弃物检测、物品搬移检测、自动跟踪检测、非法停车检测、烟火检测以及防尾随、人流统计和智能监控异常检测等功能。该系统中所做的智能视频分析能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效地协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象。

本文中所设计的智能视频分析系统可以划分为几个子模块:

(1)ARM Cortex处理平台

实际应用环境中越来越复杂的算法带来了巨大的计算量,目前广泛应用在智能分析设备中DSP芯片计算能力有限,已经不能满足某些复杂算法的需要。并且无法植入嵌入式操作系统,无法成为一个独立的嵌入式终端。本系统采用TI公司的以ARM Cortex-A9为核心的OMAP4430处理器,该处理器具有双核对称处理器、1GHZ的运算速度。ARM NEON技术将DSP和媒体处理能力提高了近4倍,并支持改良的浮点运算,满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。本系统充分利用其对于图像处理的优化支持和开发工具,完成视频分析算法的移植和运行工作。基于ARM Cortex的硬件平台使用的关键技术包括核心芯片技术和ARM Cortex嵌入式实时多任务处理系统技术,以实现网路升级、许可证管理等各项功能,节约在更新换代时购置新设备成本。

(2)算法分析模块

运用数字视频处理技术与智能分析技术,对已有的算法进行改进,开发具有自主知识产权的智能视频分析算法,并使用VC6.0实现,完成入侵检測、围栏入侵检测、区域入侵检测、徘徊检测、遗弃物检测、物品搬移检测、自动跟踪检测、非法停车检测、车牌自动识别、人流(车流)统计、烟火检测、智能监控防尾随、智能分析之异常检测。

(3)视频传输与控制信号的架设

关键技术包括MPEG-4编码与解码;媒体数据传输和控制协议;SIP协议开发。RTP提供具有实时特征的、端到端的数据传输服务。在视频数据前插入包含有载荷标识、序号、时间戳和同步源标识符的RTP包头,然后利用数据报套接字(UDP)在IP网络上传输RTP包。RTCP负责管理传输质量在当前应用进程之间交换控制信息。在RTP会话期间,各参与者周期性地传送RTCP包,包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料。SIP服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率,甚至改变有效载荷类型。RTP/RTCP可视为应用程序,集成于嵌入式终端的应用程序中。SIP协议开发是在摄像头所级联的嵌入式终端中,基于ARM实现SIP协议编程。

(4)手持終端设备无线视频通信

在基于ARM Cortex的智能视频分析系统中,网络通讯是非常重要的一部分,无线视频通信技术,采用了基于IEEE 802.11b标准的无线局域网络,提供了宽带图像传输环境。采用了MPEG-4压缩技术,在高图像质量的前提下,可实现高压缩效率。本无线视频通信方案可有效地权衡视频通信中有效性和可靠性的矛盾,保证图像高质量和实时性强地传输。

3 应用前景

智能视频分析系统还属于新兴领域,根据权威的IDC报告称:智能视频分析系统在中国的市场普及率还未达到5%。目前国内智能视频分析系统已经应用于高速公路、地铁、商场、银行和住宅小区等场所,服务于安全防卫、交通管理或者行为分析等应用。随着安防发展的不断加快,人们的安全防范意识不断增强,将会对智能视频分析提出更高的要求。不同行业对于智能视频分析的要求是不同的,不同行业间检测行为类型与异常事件的特殊性也是智能视频分析技术研究中不得不面临的问题。智能视频分析技术只要结合行业实际应用,针对不同行业具体要求,满足用户需求,必然会在各行业中逐步显现威力。虽然目前智能视频分析技术对环境适应性有一定限制,但随着图像处理、图像分析以及计算机视觉等学科的发展,众多优秀算法的提出将使得智能视频分析更加智能。智能视频分析是监控领域最新的、最具发展潜力的方向,随着投入力量的不断增加,智能视频监控产品必定会有更加广阔的前景。

参考文献

[1] 蔡立公,浅析智能视频分析系统的设计[J], 黑龙江科技信息,2011(30).

[2] 陈冬冬,张曼琳,贾平,汪永强,智能视频分析技术在综合安防系统中的应用[J],计算机系统应用,2011(5).

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[4] 余莉琪,基于IVS智能视频分析在平安校园中的应用研究[J],科技信息,2012年第33期.

[5] 肖沁雨,智能视频监控关键技术分析[J],制造业自动化,2012(12).

作者:张铠

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