復雜異構視頻監控系統及在平安城市建設中的應用

本刊記者 賀小花

復雜異構視頻監控系統及在平安城市建設中的應用

本刊記者 賀小花

一個安防監控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統，或由于產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，復雜異構視頻監控系統應運而生。

系統興起原因

當前，在視頻監控平臺，存在一個不爭又尬尷的事實：一個安防監控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統，或者由于產品提供來自不同廠商，在數據交換中沒有一個統一的標準，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良好協作，監控平臺異構體系逐漸出現在安防舞臺上。

異構視頻監控的出現是必然的，因為當前在視頻監控實際應用中存在的某些問題，只有異構監控體系才能解決。比如一個大的綜合性視頻監控平臺的建設要求構造一個大規模、廣范圍的視頻監控管理平臺，形成對所轄范圍的有效的視頻監控,而現有的視頻監控系統由于技術體系不一，采用的標準各異，存在著相互之間難以兼容互通的問題。又比如綜合視頻監控管理平臺不可能只采用一種視頻監控系統，必需兼容使用多種不同的視頻監控系統。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，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、安全生產監控等方面對圖像監控的需求，同時還要考慮報警、門禁等配套系統的集成以及與廣播系統的聯動。由于這些系統所采用的技術體系、整體架構都存在著巨大的差別，因此在這些系統的互聯過程中必然會出現系統異構的問題。

在視頻監控的大型項目中，越來越多的品牌需要相互兼容，系統需要集成與融合，如何解決協議和接口標準不統一的難題，成為各大廠家攻關的方向。經過市場的錘煉和技術的不斷革新，人們逐漸發現成長于IT行業的異構系統同樣也適用于安防行業，在視頻監控領域最先得到應用。

2009年，安防異構系統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控平臺制定標準，規定該省平安工程聯網能共享平臺建設。

系統技術需求

要打破信息孤島的局面，復雜異構方式的監控平臺需要解決不同廠商、不同產品的兼容和多個子系統互相集成的問題，需要考慮到平臺的網絡接入和資源開發方式，還需要立足大型聯網用戶的角度去設計，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協議的封裝、信息安全和接口統一也就成為了異構化監控平臺的關鍵技術。

編解碼標準：由于監控是業務發展優先于標準發展，所以沒有一個統一標準對各種系統進行規范，甚至同一代的設備，由于只有一些基本企業標準，基本上各種業務環節，都無法實現互通。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網有一定的存量，并且很多產品都無法升級，無法采用統一規范標準后進行互聯。如何適應各種不同標準是最大的困難。統一的編解碼標準，采用業界通行的標準才能降低異構的工作量；另外，在視頻監控系統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絡上傳輸的問題。

SIP協議的封裝：SIP協議由互聯網工程任(IETF:Internet Engineering Task Force)制定的，用于多方多媒體通信的框架協議。它是一個基于文本的應用層控制協議，獨立于底層傳輸協議，用于建立、修改和終止IP網上的雙方或多方多媒體會話。SIP協議之前一直用于通信行業，近年在監控行業中的使用也越來越多，支持與使用SIP協議的平臺與設備也相繼增多。因此，在異構平臺中對SIP協議的標準封裝成為平臺間互聯互通的關鍵。統一的交互協議，不同平臺間需要制定統一的標準交互協議才有可能實現大規模的平臺互聯。目前國際上有PSIA、ONVIF等標準協議，國內也有T669、DB33等行業標準協議。

信息安全和接口統一：這是異構監控平臺中的基本問題。從整體上、系統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議的廣泛研制與應用，積極建立新型主動安全防護系統，以真正達到可信、可控、可用這一安防行業的最終目標。

總之，統一的編解碼標準，采用業界通行的標準才能降低異構的工作量；統一的交互協議，才有可能實現大規模的平臺互聯；統一的封裝、傳輸技術，才有利于視頻信息的有效存儲；信息安全和接口統一，才能保證資源的有效共享。

系統在平安城市建設中的應用

異構視頻監控由于其固有的優勢，能滿足大型監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，異構視頻監控被廣泛應用，并已發揮其巨大作用。下文將以東莞市和蚌埠平安城市建設為例，分析異構視頻監控系統的實際應用情況。

東莞市治安視頻監控解決方案

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

治安視頻監控系統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、數字圖像檢索回放部分及數據存儲、IP承載網。前端系統采用點位設計。信號傳輸系統設計內容主要分傳輸方式、傳輸管道兩部分。中央控制顯示部分的設計采用數字化監控中心管理系統。數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，以數模結合方式，實現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據存儲。

東莞市治安視頻監控是大規模聯網監控系統的典型實例。該項目數字部分建設采用流媒體分發技術，構建分層匯聚的視頻傳輸架構，將各鎮區公安分局的監控點連接起來。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。

蚌埠平安城市監控系統

“平安城市”視頻監控系統，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。前端監控點的部署，根據城市治安重點設立，主要集中在商業金融街區、社區、娛樂場所、主要路段、交通樞紐區等，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由網絡上傳到監控平臺，由公安統一利用和管理。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”視頻監控系統，以先進的技防手段加強社會治安監管力度，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務模式，系統采用了“前端就近匯聚，兩級平臺級聯部署”的架構，滿足城市分布散、范圍廣、數量大的監控資源的接入、處理、轉發與存儲需求，管理上采用“三級監控中心，分級分域管理”的架構，滿足公安業務流程與管理模式，提高了公安上下級協作與警力合理調配，讓資源利用更充分，接處警效率更高。

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

該系統采用全網絡化架構建設，能夠實現圖像資源的網絡化傳輸和多級聯網、分級分域的管理。系統采用兩級級聯架構部署，在市局部署一級監控平臺，負責整個系統的中心管理、業務管理、權限認證等功能，在7個匯聚機房設立二級監控平臺，負責各轄區內視頻圖像的匯聚、轉發、分發和信令管理，完成本平臺內的管理控制功能，并通過網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控平臺，可對城市監控圖像進行利用和管理。

錄像——城市治安監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。蚌埠城市治安監控系統采用了先進的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的監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絡進行查詢、下載、回放等。

分級分域管理——系統采用“三級監控中心，分級分域管理”的管理架構，分別部署市局、分局、派出所三級監控中心，對城市監控資源進行統一管理和調度。該網絡視頻監控系統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控中心，具有一級控制權限，可對全市所有監控點及監控資源進行調看和管控；縣（區）公安分局（業務部門）設立二級監控中心，具有二級控制權限，可對其轄區內各監控點及下屬單位監控資源進行調看和管控；派出所及基層實戰單位設置三級監控中心，具有三級控制權限，能對其下屬監控點進行調看和管控。在沒有特殊需求時，各級用戶不能越級訪問。

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

通過聯網，蚌埠的城市治安監控圖像資源可納入安徽省圖像調度系統，實現省級范圍的資源共享與統一調度。

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，經過實踐的反復檢驗，復雜異構視頻監控系統受到市場的廣泛歡迎，越來越多的客戶看到了這個系統的技術優勢。順理成章，異構視頻監控的推廣是必然趨勢，“信息孤島”的局面將成為歷史。