本文以某高清數(shù)字視頻監(jiān)控管理中心平臺為例,其采用了全新的數(shù)字引擎和三層架構構建,能兼容不同廠商的多種硬件設備,采用模塊化組件架構,是專為現(xiàn)代復雜多變的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控環(huán)境設計。
如某省“平安城市”高清視頻監(jiān)控系統(tǒng),前端設備分布在每個市內,采用一二級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺,在省公安廳設立一級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺,在市公安局設立二級聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺。
目前前端有800多個監(jiān)控點安裝高清網(wǎng)絡快球,分布在十幾個市內。監(jiān)控點通過光纖直接到網(wǎng)絡運營商機房,接入到城域網(wǎng),市公安局通過VPN專線(300M)接入到城域網(wǎng),從而構建起二級監(jiān)控平臺內部網(wǎng)絡;市公安局通過VPN專線(622M)接入到省公安網(wǎng),省公安廳通過VPN專線(1G)接入到省公安網(wǎng),從而構建起一級全范圍內聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺網(wǎng)絡。后端監(jiān)控平臺由性能優(yōu)越的硬件設備和視頻監(jiān)控軟件組合而成,聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控平臺邏輯上分為二級,一級省公安廳監(jiān)控平臺,二級市公安局監(jiān)控平臺。其拓撲結構如圖1所示。
模塊化組件
高清視頻監(jiān)控管理平臺各個功能都可細分為由各不同的模塊來實現(xiàn),包括目錄服務、管理控制中心、網(wǎng)絡報警&電子地圖管理、網(wǎng)絡視頻存儲、網(wǎng)絡數(shù)字矩陣控制、網(wǎng)絡解碼服務器、流媒體轉發(fā)服務器等。采用不同的模塊組合以適用于不同規(guī)模和要求的監(jiān)控系統(tǒng)需求,實現(xiàn)方便、靈活應用(參見圖2)。
分級管理
高清視頻監(jiān)控平臺采用分級管理策略,這在大型化監(jiān)控系統(tǒng)中尤為重要。每級平臺都可以作為一個獨立的管理平臺中心域,負責完成該中心域內所有設備的認證管理,視頻轉發(fā)和存儲,多級平臺中互相聯(lián)系,又可互不影響,任何一個平臺出現(xiàn)問題都不會影響其他平臺的正常運行。[nextpage]
高穩(wěn)定性
該高清視頻監(jiān)控平臺采用多層次結構,各層次相互聯(lián)系又相互獨立,一級監(jiān)控平臺通過每個二級監(jiān)控平臺目錄服務器獲得前端設備,進行集中認證;二級監(jiān)控平臺目錄服務器獨立地對本區(qū)域內設備進行集中認證。
在各個監(jiān)控平臺中心都會有目錄服務器,進行內部設備的集中驗證,因此目錄服務器的穩(wěn)定對監(jiān)控平臺是十分重要的,保證目錄服務器運行穩(wěn)定也就保障監(jiān)控平臺系統(tǒng)內部的穩(wěn)定。系統(tǒng)采用目錄服務器雙機熱備份,當提供目錄服務的主目錄服務器出現(xiàn)故障的時候,備份目錄服務器自動提升為主目錄服務器,對監(jiān)控平臺提供目錄服務。目錄服務器還提供設備配置信息數(shù)據(jù)庫配置,在對目錄服務器進行誤操作導致的配置信息、設備信息錯誤后,影響正常使用,可通過數(shù)據(jù)庫備份文件恢復目錄服務器。所以,“平安城市”項目分布各地的監(jiān)控平臺中心大都采用目錄服務器雙機熱備的方式。
實時狀態(tài)查看、完整的日志記錄
高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺包含有狀態(tài)服務器、日志服務器。狀態(tài)服務器實時監(jiān)控平臺內所有設備、軟件模塊服務器狀態(tài)記錄、提供實時狀態(tài)查詢,并在檢測到設備狀態(tài)異常情況下,提供聲音提示,保證系統(tǒng)正常運行。日志服務器記錄各個軟件模塊實時的登錄、操作信息,提高平臺系統(tǒng)的安全性。
遠程實時高清監(jiān)控
用戶在任意一臺聯(lián)網(wǎng)到監(jiān)控網(wǎng)絡的計算機上,經(jīng)過授權的賬號登錄就能夠看到實時監(jiān)控圖像。如該“平安城市”一級監(jiān)控平臺,用戶可以通過不同授權的賬號登錄瀏覽全省的攝像機圖像,或瀏覽具體某個市的攝像機圖像;如果在二級監(jiān)控平臺,一個市需要跨市監(jiān)控另一個市的監(jiān)控點圖像,就可以通過一級監(jiān)控平臺授權的用戶,使用瀏覽軟件以這個用戶登錄到一級監(jiān)控平臺目錄服務器中獲取另一個市監(jiān)控攝像機設備信息,并瀏覽實時圖像。
此外,還支持各類百萬像素高清視頻的接入顯示,從采集、編解碼一級顯示都能夠達到720P、1080P的高清效果。可實現(xiàn)現(xiàn)場畫面靈活切換、遙控遠端攝像機云臺,提供電子地圖方式實時觀看監(jiān)控畫面。
高效的媒體轉發(fā)服務
高清視頻監(jiān)控平臺采用“一進多出”的碼流轉發(fā)策略,有效地解決了前端攝像機的上行帶寬和資源限制問題。前端攝像機只需要發(fā)送一路碼流給監(jiān)控平臺相應的轉發(fā)服務器,利用轉發(fā)服務器的轉發(fā)功能,能夠將一路音視頻數(shù)據(jù)同時轉發(fā)給監(jiān)控網(wǎng)絡中的多個用戶瀏覽和錄像使用,極大地節(jié)約了網(wǎng)絡帶寬。
“平安城市”高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在一二級監(jiān)控平臺中心使用轉發(fā)服務器實現(xiàn)高效的視頻流轉發(fā)服務。這對大而全、網(wǎng)絡條件又復雜的監(jiān)控平臺來說極為重要。一級監(jiān)控平臺要訪問前端攝像機視頻圖像,是經(jīng)過一級監(jiān)控平臺轉發(fā)服務器到二級監(jiān)控平臺轉發(fā)服務器,再由二級轉發(fā)服務器到前端攝像機。這樣就保證了在網(wǎng)絡傳輸主干道上每個攝像機視頻流永遠是一路視頻圖像,從而保證最大限度地利用了網(wǎng)絡運營商提供的有限帶寬,保證了在有限帶寬條件下,實現(xiàn)大批量攝像機的視頻流暢傳輸,轉發(fā)服務流程示意參見圖3。