城市視頻監控系統的設計與實現

王強

摘要：本文對城市視頻監控系統關鍵技術的應用情況分析后，對城市視頻監控系統設計和實現加以研究，旨在合理設計城市視頻監控系統，實時獲取相關關鍵信息，為確保城市安全打下良好的基礎。

關鍵詞：互聯網;技術應用;監控

我國國民經濟水平的快速發展下，社會治安情況越來越復雜，公共安全問題成為社會各界關注的重點。為有效維護城市的治安、秩序，建議在城市中安裝視頻監控系統，便于為安全部門提供相關信息、及時作以相應的決策，從而有效保障我國城市交通的安全問題。

一、城市視頻監控系統關鍵技術的應用分析

（一）雙流分離技術的應用

結合網絡監控實時流、存儲流的需求，建議在系統創新性編碼器產品中進行雙流設計，以便確保實時流輸出、存儲流輸出的效果。實時流支持單和組播存儲流支持單播流，編碼器——IP SAN盤陣間可實行兩端連接，以此達到實時流低延時需求、訪問需求的效果，并且確保存儲流分布存儲、大量存儲滿足相關要求。如此一來，有效處理媒體服務器轉發存儲流問題的同時，利于不斷完善系統的功能。

（二）圖像處理技術的應用

系統方面會使用專業圖像技術提高圖像的分辨率，支持不同的編碼格式，H.264可支持MainProfile，編碼帶寬能達到4M～8M，特別為在高動態圖像監控中應用效果更加理想，能為用戶提供清晰的圖像[1]。經組播優化的方式，于專網方案下在系統<300ms性能時，達到城市動態視頻監控的效果。

（三）IP網管、業務控制技術的應用

在IP技術只能監控基礎上，應用IP網管技術、業務控制平臺技術，轉變以往監控人工系統管理、維護的弊端，獲得編解碼、網絡傳輸，以及業務軟件等同時管理的效果。

（四）海量存儲技術的應用

系統支持網絡存儲、本地緩存，均為比較常用的存儲模式，網絡存儲中可使用IP SAN監控圖像或是影音存儲設備，分布并集中管理、分享、兼容等。如果發生網絡故障問題，本地編碼器會經內置緩存的方式，將相關圖像信息保存起來，然后利用IP SAN存儲、本地緩存融合的方式，達到海量存儲的目的。

（五）控制、交換分離技術的應用

系統架構可按照NGN架構，建議在大規模擴展系統中應用，而系統控制、交換為分離狀態，因網絡承載交換存儲流碼流、實時流碼流，因而能夠通過管理服務器，對相關信息進行有效的處理。

二、城市視頻監控系統設計和實現的研究

（一）系統設計及實現

城市視頻監控系統主要通過前端采集設備、監控平臺，以及傳輸線路幾個部分構成。城市卡口系統監控點、電子警察監控點的前端采集設備均經地感線圈、攝像機及編碼器等構成。所有的編碼器對應負責一臺攝像機信號編碼方面工作，車輛通過后攝像機觸發、工作，這時攝像機所采集圖像信號會借助編碼器的作用編碼，而卡口存在較多攝像設備，會提供編碼器連接、傳輸數據的通道。城市治安監控點攝像機，會聯系具體狀況應用槍機/球機進行全日監控，從而充分發揮出監控設備的最大作用。不僅如此，城市卡口系統、電子警察監控點有較多編碼器ONU，能進行光纖網絡、OLT進行連接，獲得IP網絡傳輸信號的效果。使用ONY進到光分系統中，結合具體狀況匯集交換機信號，在此之后利用光網絡介入主要的交換機[3]。一般來講，核心網絡設備會通過監控平臺管理數據、調用數據，達到實時監控的效果，核心設備經交換機互聯，通過IP形式傳輸數據信息并加強管控。

中心機房中合理配置以太網交換機，核心交換機配置電源和主控板，于管轄區內監控點，利用EPON及時將視頻數字信號傳輸于中心機房，這時監控中心部署匯集交換機能介入硬件解碼器、VC客戶端，下屬部門可介入交換機并和核心交換機實行連接。需要注意的是，中心機房內部部署了IP SAN存儲設備，使用DM能對海量數據存儲、管理，對于前段存儲、視頻數據生命周期和全局存儲等均能進行嚴格的管理，而且管控的效果較好。如若某一監控點圖像集中存儲，這時前端編碼器、IP SAN設備可構建有效連接，存儲視頻流協議封裝處理后，能通過數據塊寫入數據信息于存儲設備[4]。趨于該種狀態下，監控視頻數據存儲不需轉換視頻，可避免發生文件系統錯誤問題，同時不會對流媒體服務器性能構成不良影響，系統可擴展性較好。

（二）系統組播專網設計及實現

1、信令流設計和實現

VM視頻管理服務，為系統管理、信令服務器中的重點部分，可對編碼解碼器、客戶端，以及DM數據管理服務器等作集中處理，同時DM數據管理服務器能合理配置IP SAN架構NVR。

2、實時流設計和實現

客戶端、解碼器閱讀圖像期間，會于視頻管理服務器發出請求，待認證后會向前端發出相應的指令，這時以組播形式接入交換機，實時傳輸信息于核心交換機。然后利用組播的形式，將視頻流傳輸VC客戶端、遠程訪問媒體交換服務器，如果系統存在遠程單播的訪問需求，媒體交換服務器能將組播實時流——單播視頻流轉換，并且在第一時間傳輸于中心交換機，遠程接入交換機后發送到VC客戶端，供客戶遠程訪問[5]。

3、存儲流設計和實現

前端編碼器輸出、實時流為獨立存儲的格式，經單播形式接入交換機后，將存儲流傳輸于中心核心交換機、預先設定NVR網絡視頻系統中，獲得端——端IP SAN存儲的效果。

4、本地回放流設計和實現

本地VC客戶端調取圖像需向視頻管理服務器提出調取請求，通過認證后做好請求信息記錄工作、明確存儲位置。在此之后，將歷史圖像信息通過單播形式傳遞于中心交換機、VC客戶端，回放數據流后以iSCSI格式接收信息、解碼還原圖像信息。

結語：

城市視頻系統，直接關系到國家、城市的安全問題，因此需要構建城市視頻監控系統。主要目的：為相關安全管理目標提供有利信息、規范人們的行為，順應時代的發展需求發揮出視頻監控系統的最大作用。

參考文獻：

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[3]閆春旺，呂運洲，黃毅，等.滄州市實景視頻監控系統的設計[J].數碼設計（下），2019，000（007）：117.

[4]徐耀林，梁旭.基于樹莓派的智能視頻監控終端系統的設計和實現[J].科技風，2018，363（31）：15-16+25.

[5]姚玲，彭霞.基于云業務構架的城市視頻監控網絡設計[J].綿陽師范學院學報，2019，038（005）：95-99.