大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要點分析

大型監(jiān)控系統(tǒng)的特點

    隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及和行業(yè)管理部門對管理水平提高的需求增加，城市公安、交通、金融、環(huán)保、電力、醫(yī)療、教育等管理部門對城市范圍內(nèi)的大型聯(lián)網(wǎng)安全與視頻監(jiān)控平臺的需求也在這兩年開始大量增加，其中尤其以城市公安和金融領(lǐng)域的需求最為突出。

　　在城市公安領(lǐng)域，公安部門正在大力進(jìn)行科技強(qiáng)警示范城市的建設(shè)，首批22個城市的城市治安監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開始實施，2008年科技強(qiáng)警示范建設(shè)城市將達(dá)到180個，而最終我國660個城市和1642個縣城都需要上基于網(wǎng)絡(luò)的公共安全與圖像監(jiān)控系統(tǒng)。

　　而在金融領(lǐng)域，在過去的幾年中，國內(nèi)各大國有銀行和商業(yè)銀行根據(jù)中國人民銀行總行和公安部關(guān)于銀行圖像監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化改建要求，已經(jīng)建設(shè)完成了大量基層網(wǎng)點的數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)改造工作，目前也已經(jīng)開始進(jìn)行各種聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的改造試點工作。

    隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、圖像編解碼技術(shù)的成熟，實現(xiàn)這些新興行業(yè)客戶需求的已經(jīng)取得了重大的突破，大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)正在全國各地迅速地建設(shè)起來。

    隨著城市治安系統(tǒng)、行業(yè)治安系統(tǒng)的建設(shè)，我們可以看到這些大型的監(jiān)控系統(tǒng)有著一些共同的特點：

1 以平臺為核心，以網(wǎng)絡(luò)為紐帶

    我們現(xiàn)在的安防系統(tǒng)的規(guī)模及規(guī)劃，已經(jīng)讓人有點生畏，或者讓使用者有點生畏。數(shù)量眾多的攝像頭采集的圖像如何監(jiān)看？數(shù)量眾多的編解碼設(shè)備如何管理？數(shù)量眾多的后端服務(wù)器如何配合及管理？靠人力已經(jīng)不能解決大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的管理問題了，所以打造一個管理平臺的需求就顯得非常迫切。一個好的管理平臺可以將所有的攝像頭納入管理，將所有的報警點納入管理，將所有的編解碼設(shè)備納入管理，將所有的后臺服務(wù)器納入管理，從而使得整套系統(tǒng)能夠順暢運(yùn)行。

    而以平臺作為核心來管理整個監(jiān)控系統(tǒng)要有一個前提，就是要有一個足夠帶寬（或者說經(jīng)過管理后可以滿足要求的足夠帶寬）的網(wǎng)絡(luò)來連接這些設(shè)備和服務(wù)器，沒有網(wǎng)絡(luò)一切就是空談。

2 接入多家不同的設(shè)備，實現(xiàn)互聯(lián)互通

    由于安防行業(yè)的歷史狀況（獨立的小規(guī)模應(yīng)用為主），造成了設(shè)備的生產(chǎn)廠家非常眾多，而且各個廠家都有自己的一套編解碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖龇�。這個現(xiàn)狀對于組成大型網(wǎng)絡(luò)的非常不利的。但是也是因為這個現(xiàn)狀的存在，所以就要求我們的大型監(jiān)控系統(tǒng)平臺能夠接入多家廠商的設(shè)備。一者保護(hù)用戶原有的投資；二者在用戶在新系統(tǒng)建設(shè)時減少投入提供解決辦法。

    現(xiàn)在看來，已建和在建的大型監(jiān)控系統(tǒng)都在這個方面做出了大量的努力，都接入了國內(nèi)主流廠商的視頻編解碼設(shè)備，并且在用戶端基本實現(xiàn)了對設(shè)備廠家和型號的透明化。

3 安防和業(yè)務(wù)應(yīng)用的結(jié)合越來越緊密

    安防系統(tǒng)作為保安（保衛(wèi)）系統(tǒng)的一項專門業(yè)務(wù)，一直以來和行業(yè)的其他應(yīng)用保持著一定的距離。然而隨著網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的深入，隨著管理層次的細(xì)化，越來越多的要求顯示，安防系統(tǒng)需要和行業(yè)的其他業(yè)務(wù)應(yīng)用作更緊密地結(jié)合。以下簡單舉一些例子：網(wǎng)吧監(jiān)控。

　　網(wǎng)吧有著典型的行業(yè)特色，在業(yè)務(wù)層面，網(wǎng)吧的經(jīng)營者關(guān)注著網(wǎng)吧的運(yùn)營狀況，而公安部門和工商管理關(guān)注著網(wǎng)吧有沒有違規(guī)經(jīng)營，所以對于網(wǎng)吧的視頻監(jiān)控而言，這兩方面的需求是不一樣的。而從監(jiān)管的角度來講，一般的安防監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該能滿足一定的要求，而從經(jīng)營者的角度來看，普通的安防監(jiān)控系統(tǒng)顯然不能滿足他的需求（而且會增加他的投入）。所以安防系統(tǒng)怎樣和網(wǎng)吧的業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合，減少投入，增加應(yīng)用效益，是我們安防系統(tǒng)需要考慮的，而只有解決了這樣的問題，我們的安防系統(tǒng)才是大家都?xì)g迎的。從而幫助客戶成功。

大型監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要點

針對這幾個特點，我們可以分析得到大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要點：

1 平臺本身

1.1 集中式管理

    集中式管理體現(xiàn)在一個系統(tǒng)由一個中心管理控制服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行管理，任何系統(tǒng)的配置變化以及新單元的加入都由這個中心管理服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一認(rèn)證，分配，調(diào)度，從而保證系統(tǒng)的一致性，可用性，安全性，并使接入系統(tǒng)中的各個單元得到及時的一致性的信息與指令。系統(tǒng)中其它服務(wù)器統(tǒng)一由中心管理服務(wù)器進(jìn)行負(fù)載分配，在服務(wù)器發(fā)生變化時，由中心管理服務(wù)器及時進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)移，達(dá)到系統(tǒng)資源的合理分布與均衡。集中式管理主要還體現(xiàn)在系統(tǒng)管理員只要在自己的辦公桌前就可以管理系統(tǒng)中的所有設(shè)備，同時也可管理系統(tǒng)中的服務(wù)器和客戶單元，而無需站在任何被管對象前。集中式管理使系統(tǒng)在架構(gòu)上簡單，系統(tǒng)可靠，客戶單元接入容易，便于認(rèn)證以及權(quán)限的管理，對于具有控制爭奪的請求可以采用統(tǒng)一的策略進(jìn)行處理，并保證信息的一致性。

    集中式管理還體現(xiàn)在組織機(jī)構(gòu)的一個中心多級管理這樣的管理體系上，中心建立主控中心域，有一個中心控制服務(wù)器，下級建立分中心域，有一個分中心控制服務(wù)器，上級中心的指令可下發(fā)到下級中心，下級中心的信息以及請求也可提交給上級中心，進(jìn)行集中發(fā)布，并按照統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)對用戶進(jìn)行管理，實現(xiàn)下級多個區(qū)域的管理，對于跨域的請求可由上級系統(tǒng)進(jìn)行仲裁，并授予兩個域的互連。

1.2 分布式服務(wù)

　　由于一個服務(wù)器無法承擔(dān)過多的設(shè)備訪問，要保證大量的并發(fā)訪問，可采用多服務(wù)器形式，進(jìn)行分布式服務(wù)，同時對不同的訪問類型也要進(jìn)行分服務(wù)器處理。一個域中存在多個應(yīng)用服務(wù)器，允許動態(tài)增加或減少應(yīng)用服務(wù)器，當(dāng)相應(yīng)服務(wù)器連接上中心控制服務(wù)器時，該服務(wù)器則變?yōu)榭捎�。中心控制服�?wù)器按一定的策略協(xié)調(diào)服務(wù)器之間的負(fù)載（DVR的訪問分配）。系統(tǒng)允許動態(tài)增加或減少服務(wù)器。如果某服務(wù)器連接斷開，則自動將其負(fù)載分配到其他活動服務(wù)器。

　　在中心控制服務(wù)器發(fā)生故障的時候，應(yīng)用服務(wù)器保持工作，在故障排除后，應(yīng)用服務(wù)器連接上控制服務(wù)器時，向控制服務(wù)器匯報當(dāng)前DVR設(shè)備現(xiàn)狀，以及客戶端的訪問狀態(tài)。

　　客戶端在請求系統(tǒng)訪問時，會得到中心控制服務(wù)器的連接信息，自動連接到要訪問的設(shè)備的管理服務(wù)器，并提交要進(jìn)行的訪問請求。

1.3 分級式存儲

　　由多域存儲與前端存儲組成，各域管理各自的設(shè)備，一個域中有多個存儲服務(wù)器，均衡設(shè)備的負(fù)載，并將數(shù)據(jù)資源存儲在統(tǒng)一路徑之下，這里采用的是統(tǒng)一目錄訪問協(xié)議，因此不同的存儲服務(wù)器在訪問同一資源時其路徑是一致，由此達(dá)到中心存儲的目的。其次在前端設(shè)備上也提供了本地存儲，將視頻存儲在本地，主要是實現(xiàn)斷網(wǎng)不斷存儲的目的，并可采用不同的策略在中心存儲必要的、需要長期保存的數(shù)據(jù)，而在前端設(shè)備上存儲短期的全面的視頻數(shù)據(jù)。

1.4 媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

　　由于視頻監(jiān)視存在著大量的重復(fù)性，對于客戶端的訪問，系統(tǒng)采用基于轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的的傳輸方式進(jìn)行實時視頻的分發(fā)，并通過多網(wǎng)卡，隔離設(shè)備與客戶端網(wǎng)段，設(shè)備網(wǎng)段采用安全的TCP連接，這樣既可避免兩類網(wǎng)段的沖突，又確保了數(shù)據(jù)來源的完整性，同時也增加了服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的實際帶寬。

　　對于DVR上的歷史錄像查看是通過流媒體點播服務(wù)器對用戶的請求進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)送，系統(tǒng)基于TCP進(jìn)行傳輸，可確保視頻數(shù)據(jù)的完整性。針對大量的錄像查看的請求，服務(wù)器還做了緩存存儲與命中策略，對于查看同段錄像的請求大大降低了對DVR的重復(fù)請求，也保證了客戶端得到數(shù)據(jù)的及時性。

1.5 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性

    采用了系統(tǒng)的分布式服務(wù)，并實現(xiàn)動態(tài)服務(wù)增加與減少的處理，實現(xiàn)了系統(tǒng)的可動態(tài)延伸；

    其次，采用不同類型的服務(wù)分離，以及服務(wù)注冊/注銷機(jī)制，使系統(tǒng)達(dá)到了可動態(tài)的擴(kuò)展能力。

2 設(shè)備接入

2.1 統(tǒng)一接入?yún)f(xié)議

    要想把各個不同廠家的設(shè)備接入到大型監(jiān)控系統(tǒng)中來，設(shè)備必須將統(tǒng)一按照系統(tǒng)的設(shè)備接入?yún)f(xié)議來通信，只有整個系統(tǒng)中所有的設(shè)備講的是同一種語言，整個系統(tǒng)才能實現(xiàn)互聯(lián)互通的目的。

    所以定義一個通用、可擴(kuò)展的的設(shè)備接入?yún)f(xié)議是大型監(jiān)控系統(tǒng)的一個重要的技術(shù)工作。

2.2 提供視頻開發(fā)包

    我們統(tǒng)一的通信協(xié)議，并不意味著全部解決了系統(tǒng)的互聯(lián)互通問題，由于各種各樣的原因，各個廠家的音視頻數(shù)據(jù)編碼格式上存在著諸多的不同，而要求各個廠家按照統(tǒng)一的編碼格式、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)封裝格式來輸出音視頻數(shù)據(jù)，顯然有些過于苛求。所以較好的做法是將不同廠家的設(shè)備編碼出來的數(shù)據(jù)，用該廠家提供的解碼庫（解碼設(shè)備）來解碼。

    因此，如果要把設(shè)備接入到大型監(jiān)控系統(tǒng)中來，設(shè)備廠家需要提供視頻開發(fā)包。

3 中間件技術(shù)

    行業(yè)的特色各種各樣，客戶的要求千差萬別，將安防系統(tǒng)融合到其他的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中將是今后的一個趨勢。因此，我們的大型監(jiān)控系統(tǒng)基于的管理平臺需要是一個具有很大開放性的平臺，能夠提供各種開發(fā)接口：輸入的、輸出的、中間控制的等等。

    因此將安防系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺建設(shè)成一個中間件平臺，是一個比較好的解決方法。

       在這個中間件平臺上提供 集中管理、設(shè)備接入、媒體轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲、電子地圖服務(wù)、報警接入等等。