IP數字網絡監控在世博中心的應用

文｜泰豪上海公司 魏 達

視頻監控系統發展經歷了二十幾年的時間，從早期的模擬監控到數模混合監控，再到現在方興未艾的網絡監控，監控系統在技術上發生了很大變化。本文將重點介紹IP數字網絡監控在世博中心的應用情況。

1 世博中心項目簡述

（1）功能多樣化

世博中心作為世博永久性場館中最重要的場館之一，在世博會期間將承擔世博會運營指揮中心、慶典會議中心、國宴招待中心、新聞中心、論壇活動中心等功能。而世博會后期又將轉變為具有政務中心和國際會議中心的功能。因此，世博中心本身具有功能多樣化的特點。

（2）出入口多、功能流程復雜多變

世博中心出入口多、功能流程復雜多變。在世博中心整個建筑的周圍設置有大量的出入通道，以適應建筑功能的各種不同需要。因此，世博中心的功能流程十分復雜和多變。

此外，2010年上海世博會是一種全新理念的現代展覽會，是一個超大型的集展示、游覽、交流于一體的綜合性國際博覽會。世博中心具有潛在安全風險大和不安定因素多的特點。

2 IP數字網絡監控系統的解決之道

針對世博中心的特殊需求，無論是模擬監控方案還是當前常用的“DVR/DVS+流媒體服務器”方案，都無法很好的滿足要求。

目前，基于IP尋址的多媒體通信技術發展勢頭強勁，監控設備的數字化、網絡化發展已經普遍展開，IP網絡數字監控系統的建設已成為發展趨勢。因此，世博中心采用全數字網絡化的視頻監控系統解決方案已成為一種必然選擇。

世博中心視頻監控系統采用的全數字分布式網絡監控系統是完全基于數字視頻技術和網絡傳輸技術的視頻監控系統，該系統綜合運用了多媒體視頻技術、計算機網絡技術、工業控制技術，實現了視頻/音頻的數字化、系統的網絡化、應用的多媒體化以及管理的智能化等。系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化，以IP包的形式在網絡上傳輸，實現了集中監控、集中管理。

3 IP數字網絡監控系統的特點

（1）高清晰的圖像質量。本監控方案采用最新的專業圖像技術，可提供FULL D1（4CIF）高清晰圖像分辨率，支持H.264 MainProfile標準，編碼帶寬最高可達2M，尤其是在高動態圖像監控場合，可以為用戶提供廣播級的高清圖像質量。

（2）專業可靠的海量存儲。

（3）便利的管理維護。將IP網管及業務控制平臺的技術應用至IP監控系統，徹底改變傳統監控只能依靠人工進行系統管理和維護的局面，實現編解碼、存儲、網絡傳輸和業務軟件（服務器）四大平臺的統一管理。

（4）設備高可靠性。采用電信級器件和制造工藝，充分滿足高風險等級場所的高可靠性監控需求。

（5）國際標準的高契合。設備控制信令完全符合IETF SIP標準（會話初始協議），SIP協議可以方便的和其他多媒體系統互通。圖像編碼完全符合國際標準，圖像格式標準化可通過國際通行的第三方公司Tektronix測試儀器的嚴格測試。存儲技術完全符合國際iSCSI標準，充分支持端到端的網絡視頻IP SAN存儲。

4 世博中心系統設計概要

世博中心視頻監控系統將采用數字化解決方案，如圖1所示。

在數字視頻監控系統中，前端采用模擬攝像機，所有攝像機通過分布在樓層各處的弱電間，分別連接進入相對應的弱電匯聚機房進行數字編碼壓縮和本地數字視頻存儲。

為確保IP數字視頻監控系統的網絡安全和網絡帶寬，提供給使用者一個高質量的圖像質量和暢通的使用平臺，本設計需建立一套獨立的安防系統專用網絡。

5 數字網絡視頻系統的組成部分

（1）前端視頻攝像系統。負責攝取現場景物并將其轉換為電信號，經視頻傳輸線纜及相關傳輸設備將電信號傳送到監控中心，通過解調、放大后將電信號轉換成圖像信號，送到監視器上顯示出來。

（2）數字視頻編解碼系統。數字視頻編解碼器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多種標準編碼格式，提供從單路到16路各種密度的規格，可支持實時流和存儲流雙流設計，并能夠支持高至8Mbps的高清碼流或低至128Kbps的標清碼流。

（3）網絡視頻存儲系統。專業的IP存儲技術和強大的數據管理服務器構建完善的網絡存儲系統，存儲資源可以根據需求分布式部屬，并加以統一資源管理和調度，支持動態存儲資源管理、在線部屬，可以基于統一平臺滿足不同存儲質量、容量和服務質量的需求，可以提供完善的備份和存儲生命周期管理功能，同時提供視頻圖像的NAS備份功能。

圖1

（4）系統管理平臺。包括專用的視頻管理服務器、數據管理服務器、客戶端和流媒體服務器。

（5）承載網絡系統。采用安防專用網絡資源對前端視頻編碼器傳輸的數據進行接入、匯聚、交換。通過設備自身安全特性和防火墻等實現對邊界安全接入的控制，同時可通過網絡本身的設備、協議冗余實現整個監控網絡的穩定性。

6 IP數字網絡監控系統的業務流程

世博中心數字視頻監控系統解決方案借鑒了NGN（下一代通訊網絡）架構，采用視頻流控制和承載交換相分離的機制，可以高質量的實現各種監控業務，包括實時監控、視頻信息存儲及歷史視頻流回放等。其中VM視頻管理服務器是整個系統的信令控制和管理核心，所有監控的控制流都由VM視頻管理服務器處理。

數據管理服務器作為存儲系統的管理核心，可以對分布式部屬的IP SAN網絡存儲設備進行統一的存儲資源管理，靈活實現各種應用；系統中的實時監視流則是通過IP網絡進行以分布式的交換和處理。

本套系統基于組播網的業務流處理機制——實時監視流與存儲流分開處理，系統管理和業務流程如下所述：

（1）實時視頻流

實時流具有偶發性，并具備大收斂比，可通過IP網絡組播和MS8000流媒體分發服務器的部署實現實時圖像流的分發功能，支持大規模監控，減少傳統方案的瓶頸和圖像的延時。

（2）存儲視頻流

視頻存儲流采用文件方式直接寫入存儲中，充分發揮IP SAN存儲的高效、可靠和可擴展性，解決大容量存儲中間服務器的瓶頸問題。

（3）點播回放流

視頻管理客戶端和解碼器通過UDP單播訪問EC編碼器，引入相應監控場景的音視頻流，從而實現實時查看不同監控場景的功能。

7 結束語

隨著會展經濟的發展，展覽館安防，尤其是直觀的視頻監控必然得到越來越多的重視。社會對公共安保的日益關注、技術的進步、價格的降低，以及IPv6在未來的普及等因素，使得視頻監控全IP化是大勢所趨，而且必然隨著展會經濟的迅速發展而得廣泛的應用。IP數字網絡監控系統在世博中心的應用，將起到很好的示范作用，帶動IP數字網絡監控系統在大型場館中的普及。