復雜異構視頻監(jiān)控系統(tǒng)及在平安城市建設中的應用

本刊記者 賀小花

復雜異構視頻監(jiān)控系統(tǒng)及在平安城市建設中的應用

本刊記者 賀小花

一個安防監(jiān)控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統(tǒng)，或由于產(chǎn)品提供來自不同廠商，從而造成“信息孤島”的局面。為打破這種尷尬局面，復雜異構視頻監(jiān)控系統(tǒng)應運而生。

系統(tǒng)興起原因

當前，在視頻監(jiān)控平臺，存在一個不爭又尬尷的事實：一個安防監(jiān)控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統(tǒng)，或者由于產(chǎn)品提供來自不同廠商，在數(shù)據(jù)交換中沒有一個統(tǒng)一的標準，因此造成接口眾多、訪問性差，從而形成了一個個的“信息孤島”。為了平臺間各子系統(tǒng)良好協(xié)作，監(jiān)控平臺異構體系逐漸出現(xiàn)在安防舞臺上。

異構視頻監(jiān)控的出現(xiàn)是必然的，因為當前在視頻監(jiān)控實際應用中存在的某些問題，只有異構監(jiān)控體系才能解決。比如一個大的綜合性視頻監(jiān)控平臺的建設要求構造一個大規(guī)模、廣范圍的視頻監(jiān)控管理平臺，形成對所轄范圍的有效的視頻監(jiān)控,而現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于技術體系不一，采用的標準各異，存在著相互之間難以兼容互通的問題。又比如綜合視頻監(jiān)控管理平臺不可能只采用一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，必需兼容使用多種不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。以平安城市為例，平安城市項目是一個特 大型、綜合性非常強的管理系統(tǒng)，不僅需要滿足治安管理、城市管理、交通管理、應急指揮等需求，而且還要兼顧災難事故預警、安全生產(chǎn)監(jiān)控等方面對圖像監(jiān)控的需求，同時還要考慮報警、門禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動。由于這些系統(tǒng)所采用的技術體系、整體架構都存在著巨大的差別，因此在這些系統(tǒng)的互聯(lián)過程中必然會出現(xiàn)系統(tǒng)異構的問題。

在視頻監(jiān)控的大型項目中，越來越多的品牌需要相互兼容，系統(tǒng)需要集成與融合，如何解決協(xié)議和接口標準不統(tǒng)一的難題，成為各大廠家攻關的方向。經(jīng)過市場的錘煉和技術的不斷革新，人們逐漸發(fā)現(xiàn)成長于IT行業(yè)的異構系統(tǒng)同樣也適用于安防行業(yè)，在視頻監(jiān)控領域最先得到應用。

2009年，安防異構系統(tǒng)的建設序幕在浙江省第一個被揭開。當年，浙江省公安廳對異構視頻監(jiān)控平臺制定標準，規(guī)定該省平安工程聯(lián)網(wǎng)能共享平臺建設。

系統(tǒng)技術需求

要打破信息孤島的局面，復雜異構方式的監(jiān)控平臺需要解決不同廠商、不同產(chǎn)品的兼容和多個子系統(tǒng)互相集成的問題，需要考慮到平臺的網(wǎng)絡接入和資源開發(fā)方式，還需要立足大型聯(lián)網(wǎng)用戶的角度去設計，把握好互利與共享的原則。因此，編解碼標準、通信信令技術、媒體傳輸技術、SIP協(xié)議的封裝、信息安全和接口統(tǒng)一也就成為了異構化監(jiān)控平臺的關鍵技術。

編解碼標準：由于監(jiān)控是業(yè)務發(fā)展優(yōu)先于標準發(fā)展，所以沒有一個統(tǒng)一標準對各種系統(tǒng)進行規(guī)范，甚至同一代的設備，由于只有一些基本企業(yè)標準，基本上各種業(yè)務環(huán)節(jié)，都無法實現(xiàn)互通。如模擬攝像頭的控制信號，接入信令標準，編解碼標準等等，而且目前各種設備都在現(xiàn)網(wǎng)有一定的存量，并且很多產(chǎn)品都無法升級，無法采用統(tǒng)一規(guī)范標準后進行互聯(lián)。如何適應各種不同標準是最大的困難。統(tǒng)一的編解碼標準，采用業(yè)界通行的標準才能降低異構的工作量；另外，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對于視頻編碼格式的轉換也非常主要，需要將各平臺中不通的編碼格式進行在線轉換，一般采用H.264/MJPG4編碼格式。

通信信令技術：信令技術主要用于視頻通信的會話建立和管理。

媒體編解碼技術：媒體編解碼技術主要對原始視頻碼流進行壓縮以及恢復，常見的有H.264/Mpeg4編解碼技術。

媒體傳輸技術：媒體傳輸主要解決編碼后的媒體流如何在網(wǎng)絡上傳輸?shù)膯栴}。

SIP協(xié)議的封裝：SIP協(xié)議由互聯(lián)網(wǎng)工程任(IETF:Internet Engineering Task Force)制定的，用于多方多媒體通信的框架協(xié)議。它是一個基于文本的應用層控制協(xié)議，獨立于底層傳輸協(xié)議，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會話。SIP協(xié)議之前一直用于通信行業(yè)，近年在監(jiān)控行業(yè)中的使用也越來越多，支持與使用SIP協(xié)議的平臺與設備也相繼增多。因此，在異構平臺中對SIP協(xié)議的標準封裝成為平臺間互聯(lián)互通的關鍵。統(tǒng)一的交互協(xié)議，不同平臺間需要制定統(tǒng)一的標準交互協(xié)議才有可能實現(xiàn)大規(guī)模的平臺互聯(lián)。目前國際上有PSIA、ONVIF等標準協(xié)議，國內(nèi)也有T669、DB33等行業(yè)標準協(xié)議。

信息安全和接口統(tǒng)一：這是異構監(jiān)控平臺中的基本問題。從整體上、系統(tǒng)地研究異構平臺融合所涉及的安全關鍵技術和管理問題，研究保證平臺安全的個性和共性問題，顯得尤為重要。要通過對安全機制和協(xié)議的廣泛研制與應用，積極建立新型主動安全防護系統(tǒng)，以真正達到可信、可控、可用這一安防行業(yè)的最終目標。

總之，統(tǒng)一的編解碼標準，采用業(yè)界通行的標準才能降低異構的工作量；統(tǒng)一的交互協(xié)議，才有可能實現(xiàn)大規(guī)模的平臺互聯(lián)；統(tǒng)一的封裝、傳輸技術，才有利于視頻信息的有效存儲；信息安全和接口統(tǒng)一，才能保證資源的有效共享。

系統(tǒng)在平安城市建設中的應用

異構視頻監(jiān)控由于其固有的優(yōu)勢，能滿足大型監(jiān)控項目中信息共享的需求。當前，在全國各地的平安城市建設項目中，異構視頻監(jiān)控被廣泛應用，并已發(fā)揮其巨大作用。下文將以東莞市和蚌埠平安城市建設為例，分析異構視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實際應用情況。

東莞市治安視頻監(jiān)控解決方案

東莞市城市社會治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對一些治安重點監(jiān)控區(qū)域，如居民小區(qū)、城區(qū)路面、商業(yè)中心、車站廣場等人流集中的場所實施遠程實時監(jiān)控，進行遠程錄像備份。目前該市的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)試點項目已通過驗收。

治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構主要由五個部分組成，分別為前端部分、信號傳輸部分、中央控制顯示部分、數(shù)字圖像檢索回放部分及數(shù)據(jù)存儲、IP承載網(wǎng)。前端系統(tǒng)采用點位設計。信號傳輸系統(tǒng)設計內(nèi)容主要分傳輸方式、傳輸管道兩部分。中央控制顯示部分的設計采用數(shù)字化監(jiān)控中心管理系統(tǒng)。數(shù)字圖像檢索回放部分以加大容量模塊化矩陣切換設備作為核心設備，以數(shù)模結合方式，實現(xiàn)對快球的遠程的控制、權限的管理，并采用外置存儲方式進行集中式數(shù)據(jù)存儲。

東莞市治安視頻監(jiān)控是大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的典型實例。該項目數(shù)字部分建設采用流媒體分發(fā)技術，構建分層匯聚的視頻傳輸架構，將各鎮(zhèn)區(qū)公安分局的監(jiān)控點連接起來。同時通過集中存儲的模式，在市公安局的大型存儲中心將匯聚的視頻流以文件格式保存下來，提供遠程的錄像檢索和回放。

蚌埠平安城市監(jiān)控系統(tǒng)

“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要綜合考慮公安、交通、消防、城管等職能部門的需求，全面滿足治安防控和城市管理的需要，所以視頻信息的覆蓋面要盡可能的廣泛。前端監(jiān)控點的部署，根據(jù)城市治安重點設立，主要集中在商業(yè)金融街區(qū)、社區(qū)、娛樂場所、主要路段、交通樞紐區(qū)等，布控點以圖像采集、音頻采集及報警信息采集等設備為主。前端采集的視音頻信息通過編碼后經(jīng)由網(wǎng)絡上傳到監(jiān)控平臺，由公安統(tǒng)一利用和管理。2009年，蚌埠公安建立覆蓋全市重點單位、場所、道口等的“平安蚌埠”視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以先進的技防手段加強社會治安監(jiān)管力度，提升社會治安管理水平。按照蚌埠城市治安防控與管理的需求以及公安的業(yè)務模式，系統(tǒng)采用了“前端就近匯聚，兩級平臺級聯(lián)部署”的架構，滿足城市分布散、范圍廣、數(shù)量大的監(jiān)控資源的接入、處理、轉發(fā)與存儲需求，管理上采用“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的架構，滿足公安業(yè)務流程與管理模式，提高了公安上下級協(xié)作與警力合理調(diào)配，讓資源利用更充分，接處警效率更高。

針對蚌埠市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設需求，該系統(tǒng)采用了EPON技術組建匯聚網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡匯聚機房部署OLT，鋪設光纖到監(jiān)控前端，在光纖線路上部署分光器，靈活接入各前端監(jiān)控點。前端視頻編碼器通過ONU接入光纖，實現(xiàn)“樹型分叉”式的前端接入，可有效節(jié)約光纖資源，減少建設成本，后期擴容也更為方便。

該系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡化架構建設，能夠實現(xiàn)圖像資源的網(wǎng)絡化傳輸和多級聯(lián)網(wǎng)、分級分域的管理。系統(tǒng)采用兩級級聯(lián)架構部署，在市局部署一級監(jiān)控平臺，負責整個系統(tǒng)的中心管理、業(yè)務管理、權限認證等功能，在7個匯聚機房設立二級監(jiān)控平臺，負責各轄區(qū)內(nèi)視頻圖像的匯聚、轉發(fā)、分發(fā)和信令管理，完成本平臺內(nèi)的管理控制功能，并通過網(wǎng)絡將重要圖像資料上傳到市公安局一級平臺。各級公安通過訪問相應的監(jiān)控平臺，可對城市監(jiān)控圖像進行利用和管理。

錄像——城市治安監(jiān)控最大的特點之一就是信息量大，如此龐大的信息資料的可靠存儲是一大問題。蚌埠城市治安監(jiān)控系統(tǒng)采用了先進的IP SAN存儲技術，分布式存儲與集中存儲相結合的存儲方案，由匯聚機房二級平臺負責其下轄范圍內(nèi)的監(jiān)控圖像與報警錄像的存儲，由市一級平臺負責整個市的重點部位監(jiān)控圖像和報警錄像的存儲。分布式存儲，減輕了中心存儲的壓力以及對中心網(wǎng)絡帶寬的占用，而集中存儲與分布式存儲相結合，則可互為備份，保證了重點資料的可靠存儲。存儲的錄像可通過網(wǎng)絡進行查詢、下載、回放等。

分級分域管理——系統(tǒng)采用“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的管理架構，分別部署市局、分局、派出所三級監(jiān)控中心，對城市監(jiān)控資源進行統(tǒng)一管理和調(diào)度。該網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有強大的管理功能和嚴格的分級分權機制，按照各級公安的職能劃分，分別賦予不同的權限。市公安局設立一級監(jiān)控中心，具有一級控制權限，可對全市所有監(jiān)控點及監(jiān)控資源進行調(diào)看和管控；縣（區(qū)）公安分局（業(yè)務部門）設立二級監(jiān)控中心，具有二級控制權限，可對其轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控點及下屬單位監(jiān)控資源進行調(diào)看和管控；派出所及基層實戰(zhàn)單位設置三級監(jiān)控中心，具有三級控制權限，能對其下屬監(jiān)控點進行調(diào)看和管控。在沒有特殊需求時，各級用戶不能越級訪問。

這種“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的管理模式，一方面，各級監(jiān)控中心與監(jiān)控平臺之間通過專線網(wǎng)絡連接，構成互聯(lián)互訪、資源共享的社會面治安防控體系；另一方面，職能、區(qū)域、權限劃分明確，使得各領域管理更專注，資源協(xié)調(diào)更合理，接處警更加迅捷，大大提高公安執(zhí)法效率。

通過聯(lián)網(wǎng)，蚌埠的城市治安監(jiān)控圖像資源可納入安徽省圖像調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)省級范圍的資源共享與統(tǒng)一調(diào)度。

結束語

伴隨著平安城市項目在全國的大力推廣，以及上海世博會、廣州亞運會、深圳大運會的召開，經(jīng)過實踐的反復檢驗，復雜異構視頻監(jiān)控系統(tǒng)受到市場的廣泛歡迎，越來越多的客戶看到了這個系統(tǒng)的技術優(yōu)勢。順理成章，異構視頻監(jiān)控的推廣是必然趨勢，“信息孤島”的局面將成為歷史。