基于B/S架構的某省電網公司統一視頻監控平臺設計與實現

【摘要】省電網統一視頻監視平臺整體架構采用B/S架構，主要由業務模塊、數據模塊、安全模塊和應用集成等部分組成。各組成部分既獨立地支撐電網統一視頻監視平臺的某個部分，相互之間又協調配合，共同構成省網統一視頻監視平臺體系架構，最終確保了平臺能夠實現實時視頻數據展現、歷史視頻數據查詢、視頻采集設備信息展現和平臺與業務系統互連管理等若干功能。

【關鍵詞】視頻監控；標準控件；安全接入

1.統一視頻監控系統架構設計

1.1 平臺部署情況和總體架構

電網統一視頻監視平臺總體架構由業務架構、應用架構、數據架構、技術架構、物理架構、安全架構和應用集成等重要部分組成。各組成部分既獨立地支撐電網統一視頻監視平臺的某個部分，相互之間又協調配合，整體構成電網統一視頻監視平臺體系架構。平臺通過提供標準控件的方式，與輸變電狀態檢測系統、基建管控系統、營銷稽查系統、應急指揮系統和信息運維綜合監管系統等進行橫向應用集成；同時，通過數據庫中導入中間表，進行目錄和用戶同步，實現平臺與公司企業門戶系統的集成，用戶通過企業門戶實現單點登錄。為了使不同角色的用戶訪問的屬于自己權限范圍內的視頻監控材料，該平臺特別利用目錄和用戶同步方式，實現了在訪問策略上的用戶—角色—訪問范圍的有效控制。由于電網企業自身的特點和性質，在日常辦公中擁有自己的內網辦公環境，同時對于類似于輸變電線路檢測的視頻又使用的是外網環境，這就需要將在不同業務通道中流轉的數據統一整合到一起，實現統一監控。考慮到內網監控設備多業務面廣、外網監控設備少業務面窄的實際情況，該平臺采用了將外網數據通過國家電網公司安全接入平臺接入內網的設計手段，實現了外網數據安全可靠的接入內網。

平臺實現音視頻數據在地市、網省、總部的逐層匯集，各業務應用系統通過同級平臺進行視頻瀏覽與視頻設備控制。采用實時交換技術彌補傳統方式中的點對點數據傳輸不足影響顯示質量的問題。

該平臺使用了流媒體服務器，它的主要作用是實現了視頻實時調用與視頻采集功能的相互獨立，對于相距1000公里的變電站視頻數據也能夠在5秒鐘給予反饋信息，有效的減少了應用與設備間的訪問耦合度，在提高網絡利用率的基礎上使得用戶體驗更加良好。

1.2 應用集成及平臺部署設計

省公司電網統一視頻監視平臺實現音視頻數據在地市、網省、總部的逐層匯集，各業務應用系統通過同級平臺進行視頻瀏覽與視頻設備控制。采用實時交換技術彌補傳統點對點數據傳輸的不足，通過流媒體服務實現視頻實時調用與視頻采集功能的相互獨立。技術架構遵循采用分層、組件化的實現方式，由下之上包括服務通信層、服務支撐層、服務實現層和服務管理層。

省電網統一視頻監視平臺通過與目錄系統的集成，實現用戶身份信息從目錄系統獲取，確保用戶信息的一致性，通過標準接口支撐典型業務系統調用控件的實現、支撐生產管理、營銷管理、信息機房、應急管理、遠程招投標、項目現場管理、容災中心視頻應用需求。為了有效的利用現有網絡帶寬，合理分配網絡資源，在平臺部署設計時，對網絡帶寬做了如下的計算和分析。應用端與前端之間的網絡帶寬需求為：帶寬=Σ（所有單路視頻所需的碼流）。當平臺進行轉發以及視頻流數據通過流媒體服務器時，平臺與前端之間的帶寬為：帶寬=Σ（所有不同單路視頻所需的碼流）。

省電網公司統一視頻監視平臺部署架構，平臺內服務模塊的硬件服務器包括了通信服務器、流媒體服務器、管理服務器、錄像回放服務器。為了保障系統運行的可靠性和穩定性，在系統部署設計時，規定了各個服務器使用雙網雙機切換（主備方式），并且能在10s內完成切換。同時，流媒體服務器在管理服務器的控制下，支持單元式部署模式，方便后期維護過程中及時的發現和解決平臺存在的問題。

為了能更快地響應客戶端的請求，更穩定地將高質量的圖像數據在網絡間傳輸，在省公司的信息通信調控中心設立了管控的監控點，在多臺服務器間采用自動分配的方法，以免某一服務因為轉發任務過重而帶來的響應速度遲緩、服務器響應慢等現象。

省網公司統一視頻監視平臺部署在信息內網，通過防火墻與其他業務系統進行保護，網省公司與總部之間通過信息內網實現縱向互通；當前端系統或設備位于信息內網時，可直接接入至平臺；當前端系統或設備位于信息外網時，需先通過安全接入平臺和安全節組件，實現外網數據的安全接入。

該平臺已實現1920×1080p全高清視頻的實時壓縮傳輸。能夠在省公司內部2Mbps的帶寬下對高清視頻實時壓縮傳輸。同時，用戶還可以對前端視頻信號轉換及監控畫面輪切，可設置多種輪切策略。

1.3 網絡帶寬

目前視頻監控主要以點到點的方式占用網絡通道，由于視頻信息通常對網絡帶寬有較高要求，在多人訪問同一視頻資源時存在著嚴重的網絡資源浪費，尤其在遇到突發性訪問需求的情況下，很容易出現網絡堵塞。

統一視頻監控平臺使用的流媒體服務器采用代理轉發機制，可有效的解決用戶并發訪問時的有限帶寬擁堵問題，更高效地利用有限的網絡帶寬資源。當有5人同時訪問用一個視頻源時，同一視頻數據要同時拷貝5份通過現有網絡進行傳輸，由此造成了帶寬資源不足問題。當采用流媒體服務器后，由于流媒體服務器具有數據代理分發功能，5人并發訪問同一路視頻時，只需傳輸1個拷貝到流媒體服務器，流媒體服務器再通過省公司局域網利用組播技術轉發給青青此路視頻的三個局域網內網用戶。

采用這種方法減少了網絡資源的消耗。可見采用此種方式當有多個用戶同時訪問同一視頻資源時，只需傳輸一個拷貝文件，達到了充分利用現有網絡資源的目的。

1.4 接口調用與封裝

該平臺由于涉及到不同的地市公司、不同的網絡通道環境、不同的視頻采集設備，不同的業務系統數據，所以在設計時就必須考慮到通信服務，管理服務，流媒體服務，錄像回放服務等多個方面服務支持。為了將不同的服務有機的整合在一起，該平臺在設計實施時針對不同通信服務調用了SIP/SDP接口，HTTP接口，RTP/RTCO/RTSP以及數據庫相關的接口模塊，保障了各類服務的有效性和靈活性，確保在數據傳輸、調用時的真實有效。

2.分析與總結

省網統一視頻監控平臺通過將輸、變、配電燈各環節的視頻統一納入到一個平臺，實現公司視頻的集中接入，并通過平臺標準服務，為生產、應急、營銷、基建等其他業務系統提供統一視頻應用服務，實現視頻資源全面共享。為了提高平臺的使用和進一步的推廣，該平臺采用了B/S架構完成了與用戶的交互。

該平臺截止2013年6月已經完成對2794個前端攝像機監控信息的采集，在技術上實現了電力視頻監控系統的統一監控、統一調度、統一指揮，有效的完成了監控和管理的融合，確保監控指揮人員能及時處理相關監控事宜，尤其對于突發事件能快速進入應急指揮狀態。

參考文獻

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