跨區域大型視頻監控系統技術要點

      隨著寬帶網絡的普及和行業管理部門對管理水平提高的需求增加，城市公安、交通、金融、環保、電力、醫療、教育等管理部門對城市范圍內的大型聯網安全與視頻監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域的需求最為突出。網絡傳輸技術、圖像編解碼技術的成熟，實現這些新興行業客戶需求的已經取得了重大的突破，大型視頻監控系統正在全國各地迅速地建設起來。

　一、大型視頻監控系統的特點

     隨著城市治安系統、行業治安系統的建設，我們可以看到這些大型視頻監控系統有著一些共同的特點：

1．以平臺為核心，以網絡為紐帶

     我們現在的安防系統的規模及規劃，已經讓人有點生畏，或者讓使用者有點生畏。數量眾多的攝像機采集的圖像如何監看？數量眾多的編解碼設備如何管理？數量眾多的后端服務器如何配合及管理？靠人力已經不能解決大規模監控系統出現的管理問題了，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機納入管理，將所有的報警點納入管理，將所有的編解碼設備納入管理，將所有的后臺服務器納入管理，從而使得整套系統能夠順暢運行。

      而以平臺作為核心來管理整個監控系統要有一個前提，就是要有一個足夠帶寬（或者說經過管理后可以滿足要求的足夠帶寬）的網絡來連接這些設備和服務器，沒有網絡一切就是空談。

2．接入多家不同的設備，實現互聯互通

      由于安防行業的歷史狀況（獨立的小規模應用為主），造成了設備的生產廠家非常眾多，而且各個廠家都有自己的一套編解碼和網絡傳輸的做法。這個現狀對于組成大型網絡的非常不利的。但是也是因為這個現狀的存在，所以就要求我們的大型視頻監控系統能夠接入多家廠商的設備。一者保護用戶原有的投資；二者在用戶在新系統建設時減少投入提供解決辦法。

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

3．安防和業務應用的結合越來越緊密

      安防系統作為保安（保衛）系統的一項專門業務，一直以來和行業的其他應用保持著一定的距離。然而隨著網絡監控的深入，隨著管理層次的細化，越來越多的要求顯示，安防系統需要和行業的其他業務應用作更緊密地結合。以下簡單舉一些例子：網吧監控。

      網吧有著典型的行業特色，在業務層面，網吧的經營者關注著網吧的運營狀況，而公安部門和工商管理關注著網吧有沒有違規經營，所以對于網吧的視頻監控而言，這兩方面的需求是不一樣的。而從監管的角度來講，一般的安防監控系統應該能滿足一定的要求，而從經營者的角度來看，普通的安防監控系統顯然不能滿足他的需求（而且會增加他的投入）。所以安防系統怎樣和網吧的業務系統結合，減少投入，增加應用效益，是我們安防系統需要考慮的，而只有解決了這樣的問題，我們的安防系統才是大家都歡迎的。從而幫助客戶成功。

　　二、大型監控系統的技術要點 

針對這幾個特點，我們可以分析得到大型視頻監控系統的技術要點：

1．平臺本身

1.1 集中式管理

       集中式管理體現在一個系統由一個中心管理控制服務器統一進行管理，任何系統的配置變化以及新單元的加入都由這個中心管理服務器進行統一認證，分配，調度，從而保證系統的一致性，可用性，安全性，并使接入系統中的各個單元得到及時的一致性的信息與指令。

      系統中其它服務器統一由中心管理服務器進行負載分配，在服務器發生變化時，由中心管理服務器及時進行負載轉移，達到系統資源的合理分布與均衡。集中式管理主要還體現在系統管理員只要在自己的辦公桌前就可以管理系統中的所有設備，同時也可管理系統中的服務器和客戶單元，而無需站在任何被管對象前。集中式管理使系統在架構上簡單，系統可靠，客戶單元接入容易，便于認證以及權限的管理，對于具有控制爭奪的請求可以采用統一的策略進行處理，并保證信息的一致性。

       集中式管理還體現在組織機構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器，下級建立分中心域，有一個分中心控制服務器，上級中心的指令可下發到下級中心，下級中心的信息以及請求也可提交給上級中心，進行集中發布，并按照統一的組織機構對用戶進行管理，實現下級多個區域的管理，對于跨域的請求可由上級系統進行仲裁，并授予兩個域的互連。

1.2 分布式服務

       由于一個服務器無法承擔過多的設備訪問，要保證大量的并發訪問，可采用多服務器形式，進行分布式服務，同時對不同的訪問類型也要進行分服務器處理。一個域中存在多個應用服務器，允許動態增加或減少應用服務器，當相應服務器連接上中心控制服務器時，該服務器則變為可用。中心控制服務器按一定的策略協調服務器之間的負載（DVR的訪問分配）。系統允許動態增加或減少服務器。如果某服務器連接斷開，則自動將其負載分配到其他活動服務器。

      在中心控制服務器發生故障的時候，應用服務器保持工作，在故障排除后，應用服務器連接上控制服務器時，向控制服務器匯報當前DVR設備現狀，以及客戶端的訪問狀態。

     客戶端在請求系統訪問時，會得到中心控制服務器的連接信息，自動連接到要訪問的設備的管理服務器，并提交要進行的訪問請求。

1.3 分級式存儲

     由多域存儲與前端存儲組成，各域管理各自的設備，一個域中有多個存儲服務器，均衡設備的負載，并將數據資源存儲在統一路徑之下，這里采用的是統一目錄訪問協議，因此不同的存儲服務器在訪問同一資源時其路徑是一致，由此達到中心存儲的目的。其次在前端設備上也提供了本地存儲，將視頻存儲在本地，主要是實現斷網不斷存儲的目的，并可采用不同的策略在中心存儲必要的、需要長期保存的數據，而在前端設備上存儲短期的全面的視頻數據。

1.4 媒體數據轉發

       由于視頻監視存在著大量的重復性，對于客戶端的訪問，系統采用基于轉發服務器的的傳輸方式進行 實時視頻的分發，并通過多網卡，隔離設備與客戶端網段，設備網段采用安全的TCP連接，這樣既可避免兩類網段的沖突，又確保了數據來源的完整性，同時也增加了服務器網絡的實際帶寬。

      對于DVR上的歷史錄像查看是通過流媒體點播服務器對用戶的請求進行視頻數據的轉送，系統基于TCP進行傳輸，可確保視頻數據的完整性。針對大量的錄像查看的請求，服務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的重復請求，也保證了客戶端得到數據的及時性。

1.5 系統的可擴展性

   采用了系統的分布式服務，并實現動態服務增加與減少的處理，實現了系統的可動態延伸；

   其次，采用不同類型的服務分離，以及服務注冊/注銷機制，使系統達到了可動態的擴展能力。

2．設備接入

2.1 統一接入協議

     要想把各個不同廠家的設備接入到大型監控系統中來，設備必須將統一按照系統的設備接入協議來通信，只有整個系統中所有的設備講的是同一種語言，整個系統才能實現互聯互通的目的。

     所以定義一個通用、可擴展的的設備接入協議是大型監控系統的一個重要的技術工作。

2.2 提供視頻開發包

      我們統一的通信協議，并不意味著全部解決了系統的互聯互通問題，由于各種各樣的原因，各個廠家的音視頻數據編碼格式上存在著諸多的不同，而要求各個廠家按照統一的編碼格式、統一的數據封裝格式來輸出音視頻數據，顯然有些過于苛求。所以較好的做法是將不同廠家的設備編碼出來的數據，用該廠家提供的解碼庫（解碼設備）來解碼。

       因此，如果要把設備接入到大型監控系統中來，設備廠家需要提供視頻開發包。

3．中間件技術

      行業的特色各種各樣，客戶的要求千差萬別，將安防系統融合到其他的業務應用系統中將是今后的一個趨勢。因此，我們的大型視頻監控系統基于的管理平臺需要是一個具有很大開放性的平臺，能夠提供各種開發接口：輸入的、輸出的、中間控制的等等。、

      因此將安防系統的基礎平臺建設成一個中間件平臺，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、設備接入、媒體轉發、集中存儲、電子地圖服務、報警接入等等。