隨著國內(nèi)城市監(jiān)控大舉興起，大量視頻監(jiān)控系統(tǒng)建立并投入應(yīng)用，安防系統(tǒng)之間如果進行整合以提高綜合應(yīng)用效率，安防系統(tǒng)如何與業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行融合，這是橫亙在安防系統(tǒng)應(yīng)用端最大的問題之一。本文從視頻監(jiān)控管理平臺的設(shè)計出發(fā)，期望可以就上述問題給大家一個答案。

    建設(shè)城市音視頻監(jiān)控系統(tǒng)意味著城市的功能向信息化社會轉(zhuǎn)變。隨著人口的大量增加，市區(qū)建筑面積的日益擴大，城市機構(gòu)的大量涌現(xiàn)，這對現(xiàn)有的城市信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)會產(chǎn)生一定的阻力，同時為城市信息化提供了新的市場空間。目前，信息消費已經(jīng)逐漸成為市民日常支出的一個重要組成部分，人口增加意味著信息消費的增加，將有利于通信、信息服務(wù)等行業(yè)的發(fā)展，同時也有利于推動城市信息化的進程；合理的視頻監(jiān)控設(shè)備的設(shè)置和采用推動了電子產(chǎn)品的開發(fā)和普及，能夠使城市管理部門在第一時間發(fā)現(xiàn)問題，提出應(yīng)對措施，對城市突發(fā)事件有了應(yīng)急的反應(yīng)能力和提供事后追述和分析的數(shù)據(jù)、資料。

    視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全技術(shù)防范體系的一個重要組成部分，是一種先進的、防范能力較強的綜合性集成防范系統(tǒng)，它可以通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺）直接觀看現(xiàn)場監(jiān)視現(xiàn)場情況，可以把被監(jiān)控場所的圖像內(nèi)容、錄像等同時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，使被監(jiān)控場所的情況一目了然。

    利用計算機數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控報警業(yè)界的新型產(chǎn)品，它將數(shù)字化視頻圖像記錄與多畫面圖像顯示功能結(jié)合在一起，具有技術(shù)先進、靈活方便、擴張性強等特點。系統(tǒng)采用高檔的工業(yè)控制微機、PC工作站機或者PC服務(wù)器，增加攝像機圖像輸入路數(shù)，提高多畫面圖像的顯示速率、增加對云臺和鏡頭的控制功能，配之以良好的人機交互界面，便構(gòu)成了以計算機為核心的數(shù)字式監(jiān)控報警系統(tǒng)。

設(shè)計原則
    根據(jù)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求和國家有關(guān)法規(guī)的要求，經(jīng)研究、分析設(shè)計本系統(tǒng)方案，此系統(tǒng)設(shè)計具有性能先進、質(zhì)量可靠、方便擴展、與其它信息系統(tǒng)實現(xiàn)無縫連接的能力。

    依據(jù)的相關(guān)規(guī)范包括：《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》GA 241.9-2000、《社會公共場所安全防范工種設(shè)計規(guī)范》、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB 50198-94等。

先進性
    考慮發(fā)展的需要，使系統(tǒng)與未來擴展的設(shè)備有互聯(lián)性與互操作性。系統(tǒng)建成后，其系統(tǒng)整體技術(shù)性能完全可以達到世界先進水平，并能在一定時期內(nèi)保持技術(shù)領(lǐng)先的地位。

可靠性
    系統(tǒng)必須具有高度的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。設(shè)計的系統(tǒng)和選用的產(chǎn)品能夠確保在24小時連續(xù)工作模式下無故障運行。系統(tǒng)管理平臺上也采用授權(quán)、密碼、口令、驗證、確認等手段，能確保系統(tǒng)設(shè)備可靠、無誤地工作，確保應(yīng)用可靠。[nextpage]

實用性
    我們在考慮系統(tǒng)的設(shè)計方案時，既要充分考慮管理的需要，又要考慮到具體職能部門的機構(gòu)設(shè)置、管理模式、崗位分配、崗位職能等，使本系統(tǒng)適應(yīng)于現(xiàn)代化辦公的需要。

可用性
    弱電系統(tǒng)工程對營造現(xiàn)代化的辦公、休閑環(huán)境和氣氛起到很重要的作用，因此提供的“各弱電子系統(tǒng)”需可持續(xù)使用，所選用的產(chǎn)品均具有很高的質(zhì)量標準和制造水平，其平均無故障工作時間長，即使發(fā)生臨時性故障，產(chǎn)品維修維護方便，故障后需恢復(fù)正常工作的時間極短。

可維護性和可擴展性
    系統(tǒng)全部采用模塊化積木式結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)用軟件中具有一定的開放性，設(shè)置擴展接口，以滿足今后系統(tǒng)的擴展、升級要求，充分保護用戶投資。

集成性
    充分考慮各子系統(tǒng)及以后系統(tǒng)的擴展，以便實現(xiàn)集中管理、監(jiān)測和分散控制，達到信息共享。

安全性
    本系統(tǒng)的設(shè)計具有高度的安全性和保密性，通過對系統(tǒng)分級保護、數(shù)據(jù)存儲權(quán)限的控制等手段，并具有病毒探測、薄弱環(huán)節(jié)分析、密碼管理功能，可以有效地防止各種形式的對系統(tǒng)的非法侵入和攻擊。系統(tǒng)的所有終端用戶在對系統(tǒng)進行操作和訪問之前都必須進行注冊登記。不同級別的授權(quán)具有相應(yīng)的操作權(quán)限。

建設(shè)目標
    根據(jù)政府部門要求和安全管理相關(guān)需求進行設(shè)計，設(shè)計依據(jù)根據(jù)國家有關(guān)標準，根據(jù)地標DB11/Z384.1-2006《圖像信息管理系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》的總體平臺結(jié)構(gòu)要求，并結(jié)合其需求制定出圖像信息管理系統(tǒng)功能實現(xiàn)目標。

前端實時圖像的調(diào)閱
    所有前端攝像機可進行圖像的實時調(diào)閱，支持點播圖像抓幀。

云臺攝像機的遠程控制
    根據(jù)控制優(yōu)先級別允許和限制通過手動或自動操作，對前端的云臺攝像機的各種動作進行遙控。

前端存儲的歷史圖像提取調(diào)用
    可以按照用戶方需要對通道、時間等要素檢索歷史圖像文件并回放。[nextpage]

前端圖像存貯與管理
    實現(xiàn)圖像信息的存貯。圖像信息采用管理服務(wù)器集中存儲方式，客戶端也可以存貯重要事件圖像信息，提供用戶遠程下載錄像和錄像回放。

圖像信息管理系統(tǒng)整體圖像文件索引
    建立圖像信息管理系統(tǒng)整體圖像文件索引，形成圖像信息數(shù)據(jù)倉庫。授權(quán)用戶可通過索引查詢并提取回放相關(guān)重要歷史圖像信息。

前端監(jiān)控圖像轉(zhuǎn)發(fā)
    支持多級轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，支持多個用戶同時訪問同一個監(jiān)控點的圖像信息。

系統(tǒng)中用戶管理與權(quán)限管理
    具有對用戶進行授權(quán)和認證的功能。用戶及權(quán)限管理模塊應(yīng)定義用戶對設(shè)備的操作權(quán)限、訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限和使用程序的權(quán)限。

圖像信息系統(tǒng)管理
    對系統(tǒng)內(nèi)圖像設(shè)備進行管理，采集、監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)的監(jiān)控設(shè)備、相關(guān)服務(wù)器的運行情況，并能進行故障診斷及定位分析；服務(wù)器群提供基于WEB的遠程管理功能；提供日志和統(tǒng)計報表功能。

開放式系統(tǒng)
    系統(tǒng)應(yīng)能與其它系統(tǒng)建立連接口，并為其服務(wù)。系統(tǒng)提供完整的二次開發(fā)空間及接口，可以提供二次開發(fā)的控件及接口，以便根據(jù)實際業(yè)務(wù)需求進行二次開發(fā)。

    圖像信息管理平臺建成后可以對下屬所有前端監(jiān)控點的實時圖像進行查看、歷史圖像調(diào)閱、并且可以利用預(yù)留的開發(fā)接口對前端的其它數(shù)據(jù)加以整合，實現(xiàn)統(tǒng)一管理集中管理。

建設(shè)任務(wù)
    充分利用網(wǎng)絡(luò)資源建立覆蓋項目的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過管理平臺的權(quán)限分配，使不同的人員管理權(quán)限許可范圍內(nèi)的前端監(jiān)控圖像，充分開發(fā)圖像信息資源，實現(xiàn)決策支持的科學(xué)化，同時預(yù)留網(wǎng)絡(luò)接口，便于與其它系統(tǒng)連接或者系統(tǒng)的升級，避免資金的重復(fù)浪費。

系統(tǒng)總體設(shè)計
設(shè)計思路
    系統(tǒng)設(shè)計需要實現(xiàn)“大容量、多畫面處理、實時錄像和回放、聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控”的目標，需要便于以后系統(tǒng)用戶的安裝、操作和今后的維護便利。

    系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該考慮各種兼容要求和擴容要求：包括監(jiān)控點后期擴容、系統(tǒng)規(guī)模擴容、臨時授權(quán)用戶遠程監(jiān)控等各種可能擴容方式下對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的兼容和便利性，設(shè)計的系統(tǒng)能夠滿足兼容和平滑擴展的要求。

    系統(tǒng)設(shè)計需要對網(wǎng)絡(luò)傳輸路由具有良好的適應(yīng)性，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源的情況，在不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬下可以靈活設(shè)置編碼格式，獲得不同的圖像質(zhì)量。

    基于開放性考慮的原因，系統(tǒng)軟件全部采用通用的主流標準，如系統(tǒng)采用標準的TCP/IP協(xié)議、接口標準通用等，以便于與其它各個標準子系統(tǒng)的集成。

    系統(tǒng)考慮了操作冗余、數(shù)據(jù)安全和遠程鑒權(quán)等技術(shù)手段，保障系統(tǒng)安全運行和不受外部入侵，完善的身份認證能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

    在技術(shù)性價比上，方案采取實用的原則，不追求高端設(shè)備的堆砌，而是本著實用的原則進行了科學(xué)的配置建議，以求達到最大的技術(shù)性價比。

    數(shù)字網(wǎng)絡(luò)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備是視頻服務(wù)器和平臺化監(jiān)控系統(tǒng)軟件。視頻服務(wù)器采用嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)。攝像機送來的視頻信號在網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內(nèi)部總線送到網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)上用戶可以直接在PC機上通過監(jiān)控客戶端軟件觀看視頻服務(wù)器傳送過來的攝像機所拍攝的圖像，還可以控制攝像機鏡頭和云臺的動作或?qū)ο到y(tǒng)進行配置操作。[nextpage]

    由于視頻服務(wù)器可以直接連入局域網(wǎng)，達到即插即用，省掉多種復(fù)雜的電纜，安裝方便（僅需設(shè)置一個IP地址），用戶也無需安裝任何硬件設(shè)備，僅通過PC機用瀏覽器即可觀看。

總體框架
    在本方案的設(shè)計中，所有的視頻的傳輸、切換主要是由網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器及綜合管理軟件來完成。視頻服務(wù)器支持單路D1的畫質(zhì)，能清晰的顯示監(jiān)控畫面的圖像信息，滿足系統(tǒng)的嚴格要求。

    網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理現(xiàn)主要分為一級管理，下設(shè)一個視頻監(jiān)控中心，所有的前端監(jiān)控源通過網(wǎng)絡(luò)全部接入到監(jiān)控中心的視頻管理服務(wù)器上進行統(tǒng)一的管理?？紤]到未來整個行業(yè)的聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)還需要提供能與上級部門連接及系統(tǒng)擴容的接口，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

框架結(jié)構(gòu)
    軟件系統(tǒng)是一套采用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多媒體信息壓縮、解壓技術(shù)實現(xiàn)的數(shù)字圖形監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)控的視頻、音頻、告警、控制信號可傳至網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的每一個節(jié)點，用戶可以利用計算機網(wǎng)絡(luò)在不同地點同時監(jiān)視、控制遠程某一或某些場所，同時具有動態(tài)感知、視頻存儲、告警管理等功能，如圖2。

分布式服務(wù)器集群架構(gòu)
    隨著數(shù)字網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)規(guī)模的快速發(fā)展，客戶對系統(tǒng)訪問的響應(yīng)時間、監(jiān)控圖像質(zhì)量以及所提供服務(wù)的可靠性、即時性等要求也越來越高，使得以單臺服務(wù)器來支撐整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的方式已無法滿足客戶需求，取而代之的是一組服務(wù)器群。

    在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中，我們提出并運用了先進的MAXROUTER負載均衡算法（對個別服務(wù)器配置最大連接數(shù)閥值或加權(quán)值）以及基于實際響應(yīng)時間的智能流量分配算法，在性能不同的服務(wù)器之間進行負載平衡，充分利用服務(wù)器群中的每一臺服務(wù)器，保護用戶投資。

多級組網(wǎng)
    可按多級組網(wǎng)的方式，形成大規(guī)模的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，高一級的監(jiān)控中心能管理和監(jiān)控低一級監(jiān)控中心的運行。組網(wǎng)經(jīng)濟，基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，利用寬帶資源或客戶原有資源，成本低。[nextpage]

擴展性
    可與其它標準接口的設(shè)備配套使用。系統(tǒng)接供OCX控件和DLL動態(tài)庫，可與其它信息管理系統(tǒng)集成。用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨時增加前端監(jiān)控點的數(shù)量。系統(tǒng)應(yīng)該是一個開放的、通用的視音頻處理平臺，可制定相定的功能模塊。

先進穩(wěn)定的C/S結(jié)構(gòu)
    系統(tǒng)主干框架采用C/S結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)嚴密，系統(tǒng)穩(wěn)定，且高度保密，適合專業(yè)部門使用。在C/S結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)有嚴格的用戶身份認證機制，對用戶的合法性及權(quán)限有嚴密的控制。系統(tǒng)內(nèi)，客戶端與服務(wù)器之間有專有的通訊協(xié)議，可防止竊聽和復(fù)制，從而達到系統(tǒng)的整體安全和保密效果。另外從總體系統(tǒng)安全性上考慮，由于B/S結(jié)構(gòu)是建立在瀏覽器基礎(chǔ)上的，功能上就受到瀏覽器本身功能的限制，如瀏覽器不支持直接寫屏，很多時候會造成系統(tǒng)顯示的不必要延時等。而且目前網(wǎng)絡(luò)上的絕大多數(shù)病毒是針對瀏覽器的，所以導(dǎo)致整個監(jiān)控系統(tǒng)易受到攻擊，給日常工作帶來不必要的麻煩。因此，建議采用專業(yè)的C/S結(jié)構(gòu)。

    考慮到部門領(lǐng)導(dǎo)或某種場合下使用的方便性，系統(tǒng)應(yīng)該配置專門的插件，用戶可通過瀏覽器訪問系統(tǒng)的服務(wù)器，后臺自動安裝該插件后，用戶即可方便使用該系統(tǒng)的全部功能，使用效果上和B/S幾乎沒有差別。但需要說明的是，其后臺運行模式依然是專業(yè)的C/S結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)
    TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上開發(fā)專用通訊層，針對圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做優(yōu)化處理，以適合多點視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，降低系統(tǒng)資源的占用率。該通訊層支持多種TCP/IP協(xié)議的傳輸，包括TCP、UDP、RTP和組播等，具體數(shù)據(jù)傳輸路線結(jié)構(gòu)如圖3所示。

數(shù)據(jù)存儲、處理、分析技術(shù)
    為了對告警數(shù)據(jù)進行分析處理，建議綜合管理系統(tǒng)使用Microsoft公司的SQL Server數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的分布存儲和訪問，有效地降低系統(tǒng)負擔(dān)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時，系統(tǒng)支持對數(shù)據(jù)的多種查詢和分析方式。

    系統(tǒng)該應(yīng)該提供各類數(shù)據(jù)庫，如告警數(shù)據(jù)庫、歷史統(tǒng)計值數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)事件數(shù)據(jù)庫，從而為整體數(shù)據(jù)的存儲、處理及分析提供強有力的依據(jù)。

    系統(tǒng)采用文件傳輸協(xié)議進行錄像文件的傳輸，防止外來入侵對文件系統(tǒng)的破壞和由于錄像文件過大而帶來的不穩(wěn)定性。[nextpage]

分布設(shè)計
監(jiān)控前端
    視頻編碼器選用網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器進行視頻傳輸，將前端攝像機的視頻、音頻信號直接輸入到編碼器完成模擬信號數(shù)字化，然后通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化后的信號傳到監(jiān)控中心。

    根據(jù)前端監(jiān)控源所處的物理環(huán)境，攝像機須根據(jù)現(xiàn)場具體情況選擇防塵、防雨、云臺控制等類型的機型。

視頻監(jiān)控中心
    中心放置數(shù)臺管理服務(wù)器、存儲設(shè)備、客戶端電腦、解碼器、電視墻等。視頻管理服務(wù)器通過安裝視頻監(jiān)控服務(wù)器端軟件，對前端各監(jiān)控點的攝像頭等設(shè)備進行遠程控制與管理。服務(wù)器將接收到編碼器的視頻流進行轉(zhuǎn)發(fā)并實時錄像。解碼器可以將數(shù)字化的視頻信號解碼成模擬信號在電視墻上顯示。管理人員可利用位于網(wǎng)絡(luò)中的PC機，通過安裝客戶端軟件和配給的相應(yīng)權(quán)限進行實時瀏覽和管理整個監(jiān)控系統(tǒng)?？蛻舳丝梢愿鶕?jù)具體情況增加，只要PC與本網(wǎng)絡(luò)相連即可，中心則無須增加任何設(shè)備。若監(jiān)控點發(fā)生問題，值班人員及時通知事發(fā)地點的值班人員或親自處理，系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖4。

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對部分前端視頻的存儲需要達到30天以上，因此選擇磁盤陣列保證系統(tǒng)的存儲需求，硬盤容量需要根據(jù)服務(wù)器所管理的點位數(shù)量和圖像的畫質(zhì)等參數(shù)而定。

軟件設(shè)計
    軟件的設(shè)計需要從全天候全方位的畫面監(jiān)視、圖像遠程調(diào)節(jié)、音視頻存儲、日志信息查詢、圖像聯(lián)網(wǎng)等方面進行考慮。

·監(jiān)視功能：根據(jù)監(jiān)控點的實際情況，提供全天候及全方位的畫面監(jiān)視功能。通過實時觀測手段進行圖像查看，采用全天候、多方位、固定、移動等方式對監(jiān)看目標進行實時、直觀、清晰的監(jiān)視，全天24小時均可在監(jiān)控中心、監(jiān)控室觀察到前端現(xiàn)場的實時監(jiān)看畫面。監(jiān)視界面分為16、13、12、10、9、8、7、6、5、4、3、單畫面顯示，可通過輪詢選擇對所有的鏡頭進行分時段的瀏覽；
·圖像遠程調(diào)節(jié)：系統(tǒng)通過矩陣的控制功能來操作前端活動云臺的運動方向，攝像機的焦距及景深來達到最佳的監(jiān)控效果；
·音視頻存儲功能：可以通過錄像計劃對音視頻信息進行記錄，可采用硬盤、磁盤陣列多種存儲介質(zhì)，有本地和遠程兩種存儲方式；
·日志信息查詢：通過查詢此日志了解與分析系統(tǒng)運行情況；
·圖像傳輸功能：利用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮編碼后，將模擬音、視信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號通過以太網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到遠程用戶，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計算機的遠程觀看；
·圖像聯(lián)網(wǎng)功能：各級目錄管理中心內(nèi)安裝各分級遠程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在實時觀看的同時還可調(diào)用遠程目錄管理中心的錄像資料。相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)也可通過中心的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)隨時隨地監(jiān)看或調(diào)用各級目錄管理中心的圖像，使本系統(tǒng)更好地為化工系統(tǒng)服務(wù)。