視頻流資源的集中管理和共享利用研究

一、前言

隨著信息技術的飛速發展，視頻流資源已成為現代社會信息獲取和傳遞的重要手段。在建筑、安防、智慧城市等多個領域，視頻監控系統扮演著至關重要的角色。然而，目前市場上主流的安防IPC攝像機（如海康威視、大華等品牌）輸出的視頻流格式多樣且復雜，往往無法在網頁端直接播放，需依賴特定的插件、App或云服務平臺進行觀看。這種局限性不僅增加了用戶使用的復雜性，也限制了視頻流資源的集中管理和高效共享。

為了解決這一問題，“視頻流資源的集中管理和共享利用研究”應運而生。本研究旨在通過構建一個通用的視頻流轉換服務，實現對傳統視頻流的互聯網化轉換，使其能夠直接在Web網頁或微信公眾號等平臺上穩定播放。圖像傳輸與分發系統的設計，關鍵在于實現圖像的高效壓縮和實時傳輸，以適應不同網絡環境和終端設備的需求[1，不僅能夠簡化用戶的使用流程，提升用戶體驗，還能夠實現視頻資源的云端集中管理和跨平臺共享，為視頻資源的有效利用提供有力支持。

流式媒體技術是一種新的傳送時間連續的數據和音/視頻媒體的技術，它允許用戶在文件完全下載之前就開始觀看，從而大大減少了啟動延時并降低了對緩存容量的需求[2。這種技術的發展對于建筑、安防、智慧城市等多個領域中視頻監控系統的應用至關重要，因為它不僅提高了視頻資源的可訪問性，還增強了用戶體驗。

本研究將從視頻流轉換技術、云平臺架構設計、資源管理和分發策略等方面進行探討，力求在技術上實現創新突破，在應用上滿足實際需求，為相關領域的發展貢獻智慧與力量。通過本研究的實施，預期將實現視頻流資源的統一便捷接入、操作和管理，提高資源利用效率，降低運維成本，為智慧工地的應用場景提供更加高效、便捷的視頻監控解決方案。

二、視頻流資源的現狀與挑戰

（一）視頻流資源的現狀

隨著網絡技術的不斷進步和普及，視頻流資源的應用日益廣泛。在建筑、交通、安防、智慧城市等眾多領域，視頻監控系統作為關鍵的信息獲取工具，已經成為不可或缺的組成部分。目前，市場上主流的安防IPC攝像機品牌眾多（如海康威視、大華等），這些攝像頭設備通常采用多種視頻流協議進行數據傳輸，包括但不限于HLS、RTMP、HttpFlv、GB28181等標準協議，以及部分廠商自定義的私有協議，如圖1所示。

然而，盡管這些攝像頭設備在功能上豐富多樣，但在視頻流資源的共享和管理方面卻存在諸多不便。首先，由于不同設備之間采用的視頻流協議存在差異，導致視頻資源無法直接互聯互通，給跨平臺、跨設備的視頻監控和集中管理帶來了極大的挑戰。其次，許多傳統安防攝像頭設備的視頻流只能通過特定的軟件或平臺進行訪問和播放，不僅限制了用戶的使用靈活性，也增加了系統部署和維護的復雜性。

（二）當前面臨的挑戰

1.協議多樣性導致的互操作性問題

由于市場上存在多種視頻流協議，且不同廠商之間往往存在技術壁壘，導致視頻資源難以實現跨平臺、跨設備的無縫對接和互聯互通，不僅增加了系統集成的難度，也降低了視頻資源的利用效率。

2.播放平臺受限

許多傳統安防攝像頭設備的視頻流只能在特定的軟件或平臺上播放，需要安裝特定的插件或App，或者通過海康威視的螢石云、大華的樂橙云等平臺進行訪問。這種限制不僅降低了用戶體驗，也限制了視頻資源的廣泛傳播和共享。

3.缺乏統一的視頻流管理和分發機制

當前市場上缺乏一個統一、高效的視頻流管理和分發平臺，使得視頻資源的集中管理和共享利用變得十分困難。各企業或機構往往需要根據自己的需求獨立建設視頻監控系統，并自行解決視頻流的轉換、存儲、分發等問題，不僅造成了資源的浪費，也增加了系統維護的成本。

綜上所述，視頻流資源的現狀面臨著諸多挑戰，包括協議多樣性導致的互操作性問題、播放平臺受限、缺乏統一的視頻流管理和分發機制以及安全性和穩定性問題等。針對這些問題，本文將重點研究視頻流資源的集中管理和共享利用技術，以期為實現視頻資源的高效利用和廣泛共享提供有力的技術支撐。

三、研究內容

目前工地接入視頻的流程大致如下：

（一）工地端

這些攝像頭均勻分布在工地的各個角落，負責實時捕捉清晰、高質量的視頻圖像。它們通過安全可靠的有線或無線方式與第二層的網絡視頻錄像機（NVR）相連。NVR（NetworkVideoRecorder）是一種以因特網協議為基礎的網絡監控存儲設備，從萌芽發展到市場商品化大約歷經了五年的時間[4。NVR設備則高效接收來自攝像頭的視頻流，進行專業的編碼、安全存儲，根據實際需求將視頻流上傳至云平臺，如圖2所示。

（二）云平臺

云眸、螢石云、樂橙云等頂尖云服務提供商，為智慧工地構建強大的云端支撐。它們與工地NVR深度集成，高效處理海量視頻流數據，提供云存儲、智能分析、遠程訪問等一站式解決方案。同時，開放豐富的API接口，為業務層提供強大的數據交互能力，助力智慧工地管理升級。

（三）業務層

業務層的核心是后臺管理頁面，它涵蓋了以下關鍵功能：

設備管理：負責攝像頭和NVR的注冊、配置、狀態監控等。

直播流地址獲取：提供接口供用戶或第三方平臺獲取實時視頻流的播放地址。

回放地址獲取：提供接口供用戶查詢并獲取歷史視頻錄像的播放地址。

云臺控制：充許用戶通過Web界面或移動應用遠程控制攝像頭的方向和焦距。

視頻托管：管理視頻數據的存儲、索引、檢索等，確保視頻數據的安全性和可訪問性。

（四）代碼層

代碼層通過精心設計的接口與NVR及通道緊密交互，實現以下功能：

工廠模式：創建和管理不同類型的視頻流處理組件，提高代碼的復用性和可擴展性。

讀寫數據庫：與MySQL和Redis等數據庫交互，執行數據的增、刪、改、查操作。

自定義函數：封裝業務邏輯，實現特定的功能需求。

消息通道：負責組件之間的異步通信，確保數據的實時傳輸和處理的解耦。

緩存機制：使用Redis等緩存系統提高系統的響應速度和吞吐量，減少數據庫壓力。

（五）數據庫

數據庫層采用MySQL和Redis相結合的方式，實現數據的全面存儲與高效交互。

MySQL：存儲結構化數據（如用戶信息、設備信息、視頻流元數據等）。

Redis：作為緩存和消息隊列使用，提高數據訪問速度和系統并發處理能力。

（六）展示層

展示層為用戶提供直觀、易用的界面，包括以下幾種：

智慧工地看板：為工地管理人員提供綜合的監控和管理界面，展示工地實時視頻、設備狀態、報警信息等。

視頻監控看板：為安全監控人員提供詳細的視頻監控界面，支持多畫面預覽、錄像回放、云臺控制等功能。

第三方平臺：通過API接口與第三方平臺（如政府監管平臺、施工單位管理系統等）集成，實現數據的共享和聯動。

四、結語

本課題構建了一個高效、統一的視頻流轉換服務系統，該系統顯著提升了工地視頻管理的便捷性。傳統的安防IPC攝像機輸出的視頻流格式多樣，且多數無法在網頁端直接播放，要求管理人員必須使用特定的軟件或App來查看視頻，極大地增加了管理復雜度。通過本課題的研究，實現了視頻流的互聯網化轉換，使得轉換后的視頻流可以直接在Web網頁或微信公眾號上穩定播放，從而簡化了視頻查看流程，提高了管理效率。

傳統的工地視頻管理方式往往是分散的，視頻數據存儲在各自的設備上，難以實現統一管理和快速調用。本課題設計的視頻流轉換服務系統支持將分散的視頻資源集中到云端進行管理，管理人員只需通過網頁或移動應用即可隨時隨地查看、管理和分發視頻資源。這種云端集中管理方式不僅提高了視頻資源的安全性，還使得視頻資源的共享和利用變得更加靈活和高效。

在工地項目中，視頻資料往往涉及工程安全、施工進展等重要信息，其安全性和隱私保護至關重要。本課題通過實現視頻流的互聯網化轉換和云端集中管理，增強了視頻資料的安全性和隱私保護能力。首先，轉換后的視頻流支持HTTPS等安全協議，保證了數據傳輸過程中的加密性和完整性。其次，云端管理平臺具備嚴格的權限控制機制，只有被授權用戶才能訪問和管理視頻資源，有效防止了信息泄露和非法訪問。

工地視頻的實時性和交互性對于項目管理至關重要。本課題設計的視頻流轉換服務系統支持實時視頻流的轉換和傳輸，通過遠程視頻監控系統，建設單位管理人員可以在任何時間、任何地點查看施工現場情況，促進施工單位加強工程施工安全質量、文明施工管理，同時也有效降低了施工現場危險事件發生的概率。同時，系統還支持視頻流的交互操作（如縮放、拖動、暫停等），進一步提升了管理人員的用戶體驗。

此系統不僅提升了工地視頻管理的便捷性和效率，還推動了工地視頻監控技術的智能化發展。通過整合人工智能、大數據等先進技術，有關人員可以對視頻流進行智能分析，自動識別出異常情況（如人員闖入、設備故障等），并自動發送警報通知相關人員。這種智能化的視頻監控系統能夠大大提升工地安全管理水平，降低安全事故風險。

綜上所述，本課題的研究成果在提升工地視頻管理的便捷性、實現云端集中管理、增強安全性和隱私保護、提升實時性和交互性，以及推動智能化發展等方面均具有重要意義。這些成果將直接應用于工地項自管理中，為工程項目的順利進行提供有力保障。

參考文獻

[1]潤堂.面向實時視頻監控的圖像傳輸及分發系統設計與實現[D].北京：北京郵電大學，2015

[2]卓力，沈蘭蓀，朱青.視頻流關鍵技術的研究進展[J].電子學報，2002（08）：1213-1218.

[3]螢石云官方文檔[EB/OL].https：//open.ys7.com/help/1753.

[4]葉晨.NVR技術在視頻監控系統中的應用[J].中國安防，2012（07）：42-45.

作者單位：上海建工羿云科技有限公司

■責任編輯：王穎振楊惠娟