綜議智能高清平臺建設

■郭輝

綜議智能高清平臺建設

■郭輝

智能高清平臺經過在2011年的應用，哪些技術獲得突破，還面臨哪些瓶頸？

在視頻監控領域，隨著智能化、高清化、平臺化三駕馬車的發力，基于端到端的智能高清平臺初具規模，大規模聯網監控成為發展趨勢，高清監控也在逐漸形成一套完善的解決方案。構成高清、智能、平臺這三者橋梁的聯網監控將如何適應新的市場需求，會為視頻監控帶來什么新變化？這些一直都是大家非常關注的焦點和熱點。對于平臺來說，聯網監控從最初模擬時代的光端機加模擬矩陣開始逐步演變到現在的數字時代的服務器加數字網絡矩陣的方式，而且隨著技術的發展，一些新概念和新名詞還會層出不窮。

在聯網監控中，經常會提到“域”這個概念，其本意是指一個獨立的組織單元，即包含了安防監控五要素：“采、傳、存、控、顯”，并由此構成的獨立監控系統，隨著網絡化的發展，域也從之前的物理域衍生到了邏輯域。如果在該獨立組織單元內，可以對所有監控資源進行統一管理，并實現基本業務應用，通常稱為物理域；如果在該組織單元內存在多個面向業務的邏輯資源的組合，可以稱之為邏輯域。舉例來說：派出所監控、企業園區監控、廠區監控等都屬于物理域范疇，而派出所監控中某個街道的監控域、企業園區監控中某個部門的監控域等都可以認為是在物理域中劃分出的邏輯域。如果在聯網監控中，有一個獨立的組織單元，則稱為是單域；如果有多個獨立的組織單元，通過單個或多個管理平臺實現多域的互聯互通，則稱為是多域。

在多級聯網中，根據實際需求和技術方案的不同會有不同的管理模式，其中常見的有如下幾種：一種是分布式管理，即各個域實行區域自治的管理，獨立的對所屬域的監控點位的資源進行統一的管理和配置，并且在本地實現視頻信息的存儲和管理；另一種是集中管理，即所有多域的所有資源進行統一的管理和調配，并且對不同域的不同設備進行全部兼容和接入，可實現混合接入并實現統一、開放、高效的大平臺管理系統。

智能高清平臺功能概述

在模擬時代的視頻監控系統中，對于視頻監控平臺的需求，各個行業差別不大，基本都是矩陣+錄像方式，而在網絡化，IT化、智能化的今天，視頻監控平臺已不僅僅局限于“安防監控”，甚至擴展至“運營監控”。因此，在不同的行業應用中，如平安城市、交通、工廠等，不再是單一的“監控”需求，而是大量的、有特點的、定制化的需求，這些都需要廠家提供整體解決方案。在這樣的趨勢下，一套完善的智能高清平臺，涵蓋了網絡攝像機（IPC）、硬盤錄像機（DVR）、視頻編碼器(DVS)、網絡錄像機（NVR）、視頻存儲技術、傳輸技術、中央管理平臺技術（CMS）、高清攝像機全線產品的系統，其應用遠遠地超過了“安防”的范圍，其中平臺是核心，其他產品或技術都處于輔助角色。總的來看，當前視頻監控系統在市場應用上具備以下特點：

業務模式越來越復雜

過去，安防監控系統的建設主要是為了安全防范，但現在有更多的客戶在使用過程中越來越看重管理方面的需求。 比如高清平安城市項目，用戶不僅僅希望系統為公安提供破案的依據，還希望用于政府的應急指揮、搶險救災、環保部門的排污檢測等多種業務應用；銀行系統建設的視頻監控，一方面是為了保障銀行安全，另一方面也可以記錄營業人員的金融操作過程，以便在產生金融糾紛時（如：點錯錢、發現假幣），可以通過視頻監控追蹤并確認是哪個環節出了錯誤；教育行業除了需要進行校園安保的視頻監控外，還希望利用系統實現電子考場管理、遠程教育等功能；交通行業的視頻監控不僅用于交通違章，還可用于交通擁堵直播、交通流量監測等；保險理賠行業則將視頻監控系統用于遠程定損等應用。由于視頻信息是直觀的，視頻監控系統不僅保障了人們的安全，而且滿足了各行各業的業務需要，發揮著越來越多的作用。各種復雜的業務應用模式，對平臺的業務擴展性提出了更高的技術要求。

應用規模越來越大

以前的視頻監控系統通常僅有幾十個或幾百個攝像點，而目前視頻監控系統應用規模越來越大，覆蓋一個城市、甚至覆蓋全國的需求經常會被提及。典型的如平安城市，要實現一個城市的關鍵視頻監控信息的聯網覆蓋，甚至是多個城市的視頻信息共享以及向上級視頻系統的匯報。軌道交通的視頻監控建設會在每個鐵道場站設幾個或幾十個攝像點，一條鐵路線幾十個場站連接起來，幾百條鐵道線又都匯集到鐵道部，是一個非常龐大的系統。視頻監控系統呈現出強大的聯網需求，而一旦實現聯網，視頻采集點應用的數量越來越多，覆蓋越來越廣，對平臺的技術要求和擴展能力也越來越高。

產業鏈合作越來越緊密

傳統的安防設備廠商往往會同時生產攝像機、矩陣、監控顯示器等所有產品組件，而隨著視頻監控的網絡化應用的發展，產業鏈的分工將越來越細。有些廠商專門做攝像頭，有些廠商專門做DVR，有些廠商則可能專門做平臺，有些廠商做監視器。之后再通過集成商進行集成，提供給最終客戶。這種緊密的產業合作模式，需要平臺提供越來越標準化的接口。 技術進步改進視頻監控平臺架構，而以前的視頻監控平臺只要負責管好設備及用戶信息就可以了，但隨著技術的進步，特別是視頻智能分析技術的發展，攝像機輸出的不僅有視頻信息，還帶有很多視頻智能分析的結果，這些智能視頻的功能可能都需要平臺去分析、處理，這將要求平臺設備對智能業務能夠很好地適應和支撐起來，以滿足越來越強大的視頻智能功能的發展。智能只是其中一種技術，還有網絡傳輸技術如3G或4G技術的進展，都可能需要平臺支持這些新技術的進步，以提供更靈活、更強大的功能。

智能高清平臺面臨的挑戰

隨著視頻監控點位的增加，高清化和智能化的不斷普及，越來越多的多級聯網存在單域、多域共存的情況，既需要滿足區域自治又需要能夠集中管理等業務需求也變得越來越迫切，對平臺提出新的挑戰，主要在以下幾個方面：

視頻點位多：一個單域聯網可能有幾十個監控點位，而一個多域聯網其監控點位可能達到數百個，而如果對N個單域和M個多域進行集中管理的話，那么在中心平臺的視頻點位就可能多達上萬路，如何對上萬路視頻進行集中管理和資源的分配是一個很大的挑戰。

廠家品牌雜：由于一個多級聯網的區域中不可能只用某一個品牌廠家的設備，肯定有著各種不同的廠家，如果保證各個廠家的監控設備能夠順利接入平臺，實現互聯互通，對平臺來說是一個嚴峻的考驗。

網絡環境亂：由于經濟發展的不平衡和運營商之間的相互競爭，通常在一個大的聯網監控系統中，會涉及到很多的網絡環境，常見的有EPON接入、ADSL接入、光纖接入、專線接入、VPN接入等等，如何讓不同網絡環境中的設備實現統一管理是項目實施人員一個很頭痛的問題。

平臺對接難：在多域環境下，由于每一個多域都需要部署一個平臺管理系統，而不同的平臺之間又相互保持著獨立性，A平臺是不可能去直接管理B平臺的設備，如何實現在高清平臺中對多域環境下的不同平臺進行對接是需要考慮的問題。

安裝部署難：一個大的平臺通常會有非常多的功能和設置選項，在部署中如果沒有一定的專業知識和實踐經驗通常都會在安裝部署中遇到很大的困難，而且在交付使用的時候，實際操作人員面對這些琳瑯滿目的功能模塊會感到不適應，并且由于各個功能之間相互的不獨立，會導致后續的功能升級非常慢。

視頻分析：視頻分析已經在目前的智能平臺中得到了一定的應用，但是目前大部分廠家都是“雷聲大，雨點小”。視頻分析到底能做什么，不能做什么、怎么做、怎么設計，這些都是平臺商面臨的問題。而且視頻分析技術不是萬能的，不但需要很大成本代價，其應用也很有局限性。此外全球視頻分析的廠家不多，而大多數視頻監控廠家為快速出產品采用直接OEM的方式，導致目前市場上產品一般是“同一血統”，有很大的局限性。

海量的存儲數據：高清錄像對存儲的需求是巨大的，如何保證在7x24小時的情況下滿足海量的高清數據存儲是各個平臺廠家的瓶頸所在。

智能高清平臺解決之道

隨著高清監控的普及，越來越多的廠商意識到“得平臺者得市場”，紛紛不遺余力的推出各自的綜合監控平臺，以滿足大路數、多區域、高清化、智能化平臺建設的需要。以天地偉業的最新綜合監控平臺Easy7為例，該平臺的特點為：1）面向大、中型用戶跨區域網絡化視頻集中管理領域設計，支持上萬路數的高清、標清混合接入；2）具備信息資源管理、設備管理、用戶管理、網絡管理、安全管理等功能，可實現監控中心對所有視頻圖像集中管理；3）支持多品牌設備聯網，保證聯網視頻傳輸質量，提供資源統一檢索和數據共享；4）采用了創新技術，在網絡擁塞控制、QOS網絡音頻及視頻傳輸、高質量低碼率視頻處理、系統負載均衡、大容量并發數據網絡存儲和內容檢索等方面，提供卓越的用戶體驗；5）支持對重要監控錄像的精確比對和智能備份等功能，滿足多樣化的用戶需求；6）支持統一身份認證和權限管理，保證信息數據的安全；7）多樣化存儲方式，將小范圍、集中式的局域性監控擴展到大范圍、多網絡結構的分布式監控，將單機管理存儲擴展到集中式存儲和分布式存儲；8）實現應急聯動功能，將單一的音視頻監控，擴展到參與視頻會議、生產調度、實戰指揮等多種管理系統的信息共享和策略聯動。

松耦合、高內聚構建異構網絡

對于智能高清平臺而言，首先要面臨的問題就是如何實現高清、標清、模擬的混合接入并滿足異構網絡的互聯互通，針對這一難題，各平臺廠家有著不同的解決方案，以天地偉業智能高清監控平臺為例，采用分層設計的理念，遵循多層體系結構模型和多業務交換技術要求，將平臺結構分為接入層、處理層、接口層、業務層四個功能層面。平臺系統總體架構如圖1所示。

此外，智能監控平臺在設計時，采用松耦合、可伸縮的分布式架構，各個功能層面之間采用標準通用協議接口，實現了各功能層之間的分離和協議的開放，使業務應用獨立于具體接入設備，可以根據用戶需求特征靈活自定義配置業務單元模塊，系統運行效率更高。在各個模塊內部又采用高內聚的設計架構，模塊內各個元素緊密結合，一個模塊完成一個功能，便于該模塊功能的實現和擴容。

第一層為業務層：是面向于用戶實際操作的客戶端，通過對安全管理具體業務流程的歸納匯總而生成的各種專業個性化應用模塊工具，是具體業務最終應用的展現窗口。

第二層為接口層：將處理層進行多種應用接口的封裝，包括WebService接口、SIP協議接口、HTTP訪問接口和RTSP訪問接口等，便于業務層進行應用集成和用戶定制配置，支持第三方業務應用系統的二次開發。

第三層為處理層：是整個系統平臺的核心中樞，基于開放高效的中間件應用服務、智能檢索引擎和系統管理工具，為業務層提供基礎服務、管理策略和方法手段，同時按照所需服務進行管理、組織和調度各類設備和信息資源。

第四層是接入層：將各類安防硬件設備與信息資源進行歸納、抽象，屏蔽不同類產品的控制差別，并接入到平臺進行管理，用戶可對系統中的設備及信息資源進行統一組織調度，無需關注其具體位置和形態。接入層涉及模塊包括：流媒體接入、模擬矩陣接入、數字矩陣接入、報警設備接入、通訊設備接入等。

通過分層設計理念，可以給終端用戶和甲方在實際操作中帶來非常大的便利，而且整個系統也更穩定、可靠性更高。

首先在業務層，通過組織業務模塊可以支持不同的應用，例如：為公安機關社會治安管理工作中的接處警、案件偵破、動態監管、重點區域動態預警、重點和暫住人口監管等業務提供完整的處置流程和輔助工具，并可擴展用于交通指揮系統、城管執法系統等。

其次在接口層，可通過協議接口實現多平臺接入和聯動，例如：接入治安卡口系統、無線車載監控系統、三臺合一系統、單兵作戰系統以及辦公協同系統，就可以實現公安業務的融合應用，并且為多級聯網和綜合聯動提供數據源。

另外在處理層，用戶可根據實際需要，來實現所需的功能需求，例如：可實現對對前端的球機進行PTZ控制、視頻流轉發、信息存儲檢索、數字矩陣切換、全網資源管理、GIS地圖定位、系統運行保障、設備時鐘同步等。

最后在接入層，由于各個模塊之間相互的松耦合，各個模塊不相互依存，可根據需求靈活裁剪和擴容，例如：如果需要流媒體接入則使用流媒體模塊，整個系統有模擬信號，則使用模擬矩陣接入；有網絡視頻，則采用數字矩陣接入模塊；如果有聯動報警，那么就采用報警設備接入模塊、涉及到多往融合如3G、模擬、門禁等則使用通訊設備接入模塊等。

智能高清監控平臺存儲

對于高清平臺存儲來說，存儲的類型一般采用兩種方式：分布式存儲和集中存儲；存儲設備部分，一般會有：NVR（Network Video Recorder）網絡視頻錄像機和IP-SAN兩種存儲設備。其中NVR作為新興的產品，在網絡攝像機尤其是高清攝像機的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對網絡視頻流進行錄像、存儲，并提供實時顯示和代理轉發等功能，一般多采用嵌入式架構，硬解碼支持多路網絡標清或者高清攝像機接入。以天地偉業的嵌入式NVR為例，它可以支持16路標清或者8路高清網絡攝像機的接入；嵌入式硬解碼，可以實時預覽、錄像；內置硬盤盤位，可以實現存儲；內置代理轉發模塊可以對接入的視頻流進行轉發；此外還帶有VGA和BNC兩種輸出接口可以解碼上墻顯示；此外它還可以作為節點設備，在系統做中做節點監控和分布式存儲。高清存儲的另一個重要設備就是IP-SAN。隨著高清的普及，IPSAN在存儲中扮演著越來越重要的角色，IP-SAN通過采用IP構架的以太網傳輸，具備良好的擴展性、共享性和較低的分攤應用成本，是目前多路高清監控存儲主要采用的技術之一，而存儲介質儲多半是采用我們常見的硬盤，容量一般是TB級別，隨著2TB硬盤甚至更高容量的產品走入我們視線，大型高清監控系統PB級海量存儲解決方案也得到普遍應用。

結束語

在智能高清監控系統中，隨著系統的擴大，高清監控平臺的地位日益提升，其重要地位不容替代，但是在實際應用中，客戶的需求在不斷的變化，產品定制化需求日益迫切，也同時對平臺軟件提供商提出更高的要求。

2011年是智能高清監控平臺迅速發展的一年，期待2012年有更佳的表現。

天津天地偉業數碼科技有限公司