大型化視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)
2009/02/02
隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的普及和行業(yè)管理部門(mén)對(duì)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(mén)對(duì)城市范圍內(nèi)的大型聯(lián)網(wǎng)安全與視頻監(jiān)控平臺(tái)的需求也在這兩年開(kāi)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(mén)正在大力進(jìn)行科技強(qiáng)警示范城市的建設(shè)，首批22個(gè)城市的城市治安監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施，2008年科技強(qiáng)警示范建設(shè)城市將達(dá)到180個(gè)，而最終我國(guó)660個(gè)城市和1642個(gè)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(guò)去的幾年中，國(guó)內(nèi)各大國(guó)有銀行和商業(yè)銀行根據(jù)中國(guó)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(diǎn)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(kāi)始進(jìn)行各種聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控管理系統(tǒng)的改造試點(diǎn)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(shí)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(guó)各地迅速地建設(shè)起來(lái)。
一、大型監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
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(diǎn)：
1.以平臺(tái)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(diǎn)生畏，或者讓使用者有點(diǎn)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(wèn)題了，所以打造一個(gè)管理平臺(tái)的需求就顯得非常迫切。一個(gè)好的管理平臺(tái)可以將所有的攝像頭納入管理，將所有的報(bào)警點(diǎn)納入管理，將所有的編解碼設(shè)備納入管理，將所有的后臺(tái)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(tái)作為核心來(lái)管理整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)要有一個(gè)前提，就是要有一個(gè)足夠帶寬（或者說(shuō)經(jīng)過(guò)管理后可以滿足要求的足夠帶寬）的網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接這些設(shè)備和服務(wù)器，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)一切就是空談。
2.接入多家不同的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通
由于安防行業(yè)的歷史狀況（獨(dú)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(gè)廠家都有自己的一套編解碼和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖龇ā＿@個(gè)現(xiàn)狀對(duì)于組成大型網(wǎng)絡(luò)的非常不利的。但是也是因?yàn)檫@個(gè)現(xiàn)狀的存在，所以就要求我們的大型監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)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(shí)減少投入提供解決辦法。
現(xiàn)在看來(lái)，已建和在建的大型監(jiān)控系統(tǒng)都在這個(gè)方面做出了大量的努力，都接入了國(guó)內(nèi)主流廠商的視頻編解碼設(shè)備，并且在用戶端基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備廠家和型號(hào)的透明化。
3.安防和業(yè)務(wù)應(yīng)用的結(jié)合越來(lái)越緊密
安防系統(tǒng)作為保安（保衛(wèi)）系統(tǒng)的一項(xiàng)專(zhuān)門(mén)業(yè)務(wù)，一直以來(lái)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(lái)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(jiǎn)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(yíng)者關(guān)注著網(wǎng)吧的運(yùn)營(yíng)狀況，而公安部門(mén)和工商管理關(guān)注著網(wǎng)吧有沒(méi)有違規(guī)經(jīng)營(yíng)，所以對(duì)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(lái)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(yíng)者的角度來(lái)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(huì)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(wèn)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。
二、大型監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)要點(diǎn)
針對(duì)這幾個(gè)特點(diǎn)，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(diǎn)：
1.平臺(tái)本身
1.1 集中式管理
集中式管理體現(xiàn)在一個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)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(gè)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(gè)單元得到及時(shí)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(shí)，由中心管理服務(wù)器及時(shí)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(shí)也可管理系統(tǒng)中的服務(wù)器和客戶單元，而無(wú)需站在任何被管對(duì)象前。集中式管理使系統(tǒng)在架構(gòu)上簡(jiǎn)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(duì)于具有控制爭(zhēng)奪的請(qǐng)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(gè)中心多級(jí)管理這樣的管理體系上，中心建立主控中心域，有一個(gè)中心控制服務(wù)器，下級(jí)建立分中心域，有一個(gè)分中心控制服務(wù)器，上級(jí)中心的指令可下發(fā)到下級(jí)中心，下級(jí)中心的信息以及請(qǐng)求也可提交給上級(jí)中心，進(jìn)行集中發(fā)布，并按照統(tǒng)一的組織機(jī)構(gòu)對(duì)用戶進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)下級(jí)多個(gè)區(qū)域的管理，對(duì)于跨域的請(qǐng)求可由上級(jí)系統(tǒng)進(jìn)行仲裁，并授予兩個(gè)域的互連。
1.2 分布式服務(wù)
由于一個(gè)服務(wù)器無(wú)法承擔(dān)過(guò)多的設(shè)備訪問(wèn)，要保證大量的并發(fā)訪問(wèn)，可采用多服務(wù)器形式，進(jìn)行分布式服務(wù)，同時(shí)對(duì)不同的訪問(wèn)類(lèi)型也要進(jìn)行分服務(wù)器處理。一個(gè)域中存在多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，允許動(dòng)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(shí)，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(wèn)分配）。系統(tǒng)允許動(dòng)態(tài)增加或減少服務(wù)器。如果某服務(wù)器連接斷開(kāi)，則自動(dòng)將其負(fù)載分配到其他活動(dòng)服務(wù)器。
在中心控制服務(wù)器發(fā)生故障的時(shí)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(shí)，向控制服務(wù)器匯報(bào)當(dāng)前DVR設(shè)備現(xiàn)狀，以及客戶端的訪問(wèn)狀態(tài)。
客戶端在請(qǐng)求系統(tǒng)訪問(wèn)時(shí)，會(huì)得到中心控制服務(wù)器的連接信息，自動(dòng)連接到要訪問(wèn)的設(shè)備的管理服務(wù)器，并提交要進(jìn)行的訪問(wèn)請(qǐng)求。
1.3 分級(jí)式存儲(chǔ)
由多域存儲(chǔ)與前端存儲(chǔ)組成，各域管理各自的設(shè)備，一個(gè)域中有多個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器，均衡設(shè)備的負(fù)載，并將數(shù)據(jù)資源存儲(chǔ)在統(tǒng)一路徑之下，這里采用的是統(tǒng)一目錄訪問(wèn)協(xié)議，因此不同的存儲(chǔ)服務(wù)器在訪問(wèn)同一資源時(shí)其路徑是一致，由此達(dá)到中心存儲(chǔ)的目的。其次在前端設(shè)備上也提供了本地存儲(chǔ)，將視頻存儲(chǔ)在本地，主要是實(shí)現(xiàn)斷網(wǎng)不斷存儲(chǔ)的目的，并可采用不同的策略在中心存儲(chǔ)必要的、需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)，而在前端設(shè)備上存儲(chǔ)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(duì)于客戶端的訪問(wèn)，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(shí)時(shí)視頻的分發(fā)，并通過(guò)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(lèi)網(wǎng)段的沖突，又確保了數(shù)據(jù)來(lái)源的完整性，同時(shí)也增加了服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際帶寬。
對(duì)于DVR上的歷史錄像查看是通過(guò)流媒體點(diǎn)播服務(wù)器對(duì)用戶的請(qǐng)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(duì)大量的錄像查看的請(qǐng)求，服務(wù)器還做了緩存存儲(chǔ)與命中策略，對(duì)于查看同段錄像的請(qǐng)求大大降低了對(duì)DVR的重復(fù)請(qǐng)求，也保證了客戶端得到數(shù)據(jù)的及時(shí)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(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)服務(wù)增加與減少的處理，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的可動(dòng)態(tài)延伸；
其次，采用不同類(lèi)型的服務(wù)分離，以及服務(wù)注冊(cè)/注銷(xiāo)機(jī)制，使系統(tǒng)達(dá)到了可動(dòng)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(gè)不同廠家的設(shè)備接入到大型監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái)，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(lái)通信，只有整個(gè)系統(tǒng)中所有的設(shè)備講的是同一種語(yǔ)言，整個(gè)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的目的。
所以定義一個(gè)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(gè)重要的技術(shù)工作。
2.2 提供視頻開(kāi)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(wèn)題，由于各種各樣的原因，各個(gè)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(gè)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(lái)輸出音視頻數(shù)據(jù)，顯然有些過(guò)于苛求。所以較好的做法是將不同廠家的設(shè)備編碼出來(lái)的數(shù)據(jù)，用該廠家提供的解碼庫(kù)（解碼設(shè)備）來(lái)解碼。
因此，如果要把設(shè)備接入到大型監(jiān)控系統(tǒng)中來(lái)，設(shè)備廠家需要提供視頻開(kāi)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(wàn)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(gè)趨勢(shì)。因此，我們的大型監(jiān)控系統(tǒng)基于的管理平臺(tái)需要是一個(gè)具有很大開(kāi)放性的平臺(tái)，能夠提供各種開(kāi)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(tái)建設(shè)成一個(gè)中間件平臺(tái)，是一個(gè)比較好的解決方法。
在這個(gè)中間件平臺(tái)上提供 集中管理、設(shè)備接入、媒體轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲(chǔ)、電子地圖服務(wù)、報(bào)警接入等等。
投影時(shí)代
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