綜議智能高清平臺建設(shè)

■郭輝

綜議智能高清平臺建設(shè)

■郭輝

智能高清平臺經(jīng)過在2011年的應(yīng)用，哪些技術(shù)獲得突破，還面臨哪些瓶頸？

在視頻監(jiān)控領(lǐng)域，隨著智能化、高清化、平臺化三駕馬車的發(fā)力，基于端到端的智能高清平臺初具規(guī)模，大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控成為發(fā)展趨勢，高清監(jiān)控也在逐漸形成一套完善的解決方案。構(gòu)成高清、智能、平臺這三者橋梁的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控將如何適應(yīng)新的市場需求，會為視頻監(jiān)控帶來什么新變化？這些一直都是大家非常關(guān)注的焦點(diǎn)和熱點(diǎn)。對于平臺來說，聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控從最初模擬時代的光端機(jī)加模擬矩陣開始逐步演變到現(xiàn)在的數(shù)字時代的服務(wù)器加數(shù)字網(wǎng)絡(luò)矩陣的方式，而且隨著技術(shù)的發(fā)展，一些新概念和新名詞還會層出不窮。

在聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中，經(jīng)常會提到“域”這個概念，其本意是指一個獨(dú)立的組織單元，即包含了安防監(jiān)控五要素：“采、傳、存、控、顯”，并由此構(gòu)成的獨(dú)立監(jiān)控系統(tǒng)，隨著網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，域也從之前的物理域衍生到了邏輯域。如果在該獨(dú)立組織單元內(nèi)，可以對所有監(jiān)控資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，并實(shí)現(xiàn)基本業(yè)務(wù)應(yīng)用，通常稱為物理域；如果在該組織單元內(nèi)存在多個面向業(yè)務(wù)的邏輯資源的組合，可以稱之為邏輯域。舉例來說：派出所監(jiān)控、企業(yè)園區(qū)監(jiān)控、廠區(qū)監(jiān)控等都屬于物理域范疇，而派出所監(jiān)控中某個街道的監(jiān)控域、企業(yè)園區(qū)監(jiān)控中某個部門的監(jiān)控域等都可以認(rèn)為是在物理域中劃分出的邏輯域。如果在聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中，有一個獨(dú)立的組織單元，則稱為是單域；如果有多個獨(dú)立的組織單元，通過單個或多個管理平臺實(shí)現(xiàn)多域的互聯(lián)互通，則稱為是多域。

在多級聯(lián)網(wǎng)中，根據(jù)實(shí)際需求和技術(shù)方案的不同會有不同的管理模式，其中常見的有如下幾種：一種是分布式管理，即各個域?qū)嵭袇^(qū)域自治的管理，獨(dú)立的對所屬域的監(jiān)控點(diǎn)位的資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理和配置，并且在本地實(shí)現(xiàn)視頻信息的存儲和管理；另一種是集中管理，即所有多域的所有資源進(jìn)行統(tǒng)一的管理和調(diào)配，并且對不同域的不同設(shè)備進(jìn)行全部兼容和接入，可實(shí)現(xiàn)混合接入并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、開放、高效的大平臺管理系統(tǒng)。

智能高清平臺功能概述

在模擬時代的視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，對于視頻監(jiān)控平臺的需求，各個行業(yè)差別不大，基本都是矩陣+錄像方式，而在網(wǎng)絡(luò)化，IT化、智能化的今天，視頻監(jiān)控平臺已不僅僅局限于“安防監(jiān)控”，甚至擴(kuò)展至“運(yùn)營監(jiān)控”。因此，在不同的行業(yè)應(yīng)用中，如平安城市、交通、工廠等，不再是單一的“監(jiān)控”需求，而是大量的、有特點(diǎn)的、定制化的需求，這些都需要廠家提供整體解決方案。在這樣的趨勢下，一套完善的智能高清平臺，涵蓋了網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)（IPC）、硬盤錄像機(jī)（DVR）、視頻編碼器(DVS)、網(wǎng)絡(luò)錄像機(jī)（NVR）、視頻存儲技術(shù)、傳輸技術(shù)、中央管理平臺技術(shù)（CMS）、高清攝像機(jī)全線產(chǎn)品的系統(tǒng)，其應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了“安防”的范圍，其中平臺是核心，其他產(chǎn)品或技術(shù)都處于輔助角色。總的來看，當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)在市場應(yīng)用上具備以下特點(diǎn)：

業(yè)務(wù)模式越來越復(fù)雜

過去，安防監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)主要是為了安全防范，但現(xiàn)在有更多的客戶在使用過程中越來越看重管理方面的需求。 比如高清平安城市項(xiàng)目，用戶不僅僅希望系統(tǒng)為公安提供破案的依據(jù)，還希望用于政府的應(yīng)急指揮、搶險救災(zāi)、環(huán)保部門的排污檢測等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用；銀行系統(tǒng)建設(shè)的視頻監(jiān)控，一方面是為了保障銀行安全，另一方面也可以記錄營業(yè)人員的金融操作過程，以便在產(chǎn)生金融糾紛時（如：點(diǎn)錯錢、發(fā)現(xiàn)假幣），可以通過視頻監(jiān)控追蹤并確認(rèn)是哪個環(huán)節(jié)出了錯誤；教育行業(yè)除了需要進(jìn)行校園安保的視頻監(jiān)控外，還希望利用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電子考場管理、遠(yuǎn)程教育等功能；交通行業(yè)的視頻監(jiān)控不僅用于交通違章，還可用于交通擁堵直播、交通流量監(jiān)測等；保險理賠行業(yè)則將視頻監(jiān)控系統(tǒng)用于遠(yuǎn)程定損等應(yīng)用。由于視頻信息是直觀的，視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅保障了人們的安全，而且滿足了各行各業(yè)的業(yè)務(wù)需要，發(fā)揮著越來越多的作用。各種復(fù)雜的業(yè)務(wù)應(yīng)用模式，對平臺的業(yè)務(wù)擴(kuò)展性提出了更高的技術(shù)要求。

應(yīng)用規(guī)模越來越大

以前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通常僅有幾十個或幾百個攝像點(diǎn)，而目前視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用規(guī)模越來越大，覆蓋一個城市、甚至覆蓋全國的需求經(jīng)常會被提及。典型的如平安城市，要實(shí)現(xiàn)一個城市的關(guān)鍵視頻監(jiān)控信息的聯(lián)網(wǎng)覆蓋，甚至是多個城市的視頻信息共享以及向上級視頻系統(tǒng)的匯報。軌道交通的視頻監(jiān)控建設(shè)會在每個鐵道場站設(shè)幾個或幾十個攝像點(diǎn)，一條鐵路線幾十個場站連接起來，幾百條鐵道線又都匯集到鐵道部，是一個非常龐大的系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)呈現(xiàn)出強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)需求，而一旦實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，視頻采集點(diǎn)應(yīng)用的數(shù)量越來越多，覆蓋越來越廣，對平臺的技術(shù)要求和擴(kuò)展能力也越來越高。

產(chǎn)業(yè)鏈合作越來越緊密

傳統(tǒng)的安防設(shè)備廠商往往會同時生產(chǎn)攝像機(jī)、矩陣、監(jiān)控顯示器等所有產(chǎn)品組件，而隨著視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈的分工將越來越細(xì)。有些廠商專門做攝像頭，有些廠商專門做DVR，有些廠商則可能專門做平臺，有些廠商做監(jiān)視器。之后再通過集成商進(jìn)行集成，提供給最終客戶。這種緊密的產(chǎn)業(yè)合作模式，需要平臺提供越來越標(biāo)準(zhǔn)化的接口。 技術(shù)進(jìn)步改進(jìn)視頻監(jiān)控平臺架構(gòu)，而以前的視頻監(jiān)控平臺只要負(fù)責(zé)管好設(shè)備及用戶信息就可以了，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，特別是視頻智能分析技術(shù)的發(fā)展，攝像機(jī)輸出的不僅有視頻信息，還帶有很多視頻智能分析的結(jié)果，這些智能視頻的功能可能都需要平臺去分析、處理，這將要求平臺設(shè)備對智能業(yè)務(wù)能夠很好地適應(yīng)和支撐起來，以滿足越來越強(qiáng)大的視頻智能功能的發(fā)展。智能只是其中一種技術(shù)，還有網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)如3G或4G技術(shù)的進(jìn)展，都可能需要平臺支持這些新技術(shù)的進(jìn)步，以提供更靈活、更強(qiáng)大的功能。

智能高清平臺面臨的挑戰(zhàn)

隨著視頻監(jiān)控點(diǎn)位的增加，高清化和智能化的不斷普及，越來越多的多級聯(lián)網(wǎng)存在單域、多域共存的情況，既需要滿足區(qū)域自治又需要能夠集中管理等業(yè)務(wù)需求也變得越來越迫切，對平臺提出新的挑戰(zhàn)，主要在以下幾個方面：

視頻點(diǎn)位多：一個單域聯(lián)網(wǎng)可能有幾十個監(jiān)控點(diǎn)位，而一個多域聯(lián)網(wǎng)其監(jiān)控點(diǎn)位可能達(dá)到數(shù)百個，而如果對N個單域和M個多域進(jìn)行集中管理的話，那么在中心平臺的視頻點(diǎn)位就可能多達(dá)上萬路，如何對上萬路視頻進(jìn)行集中管理和資源的分配是一個很大的挑戰(zhàn)。

廠家品牌雜：由于一個多級聯(lián)網(wǎng)的區(qū)域中不可能只用某一個品牌廠家的設(shè)備，肯定有著各種不同的廠家，如果保證各個廠家的監(jiān)控設(shè)備能夠順利接入平臺，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，對平臺來說是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境亂：由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不平衡和運(yùn)營商之間的相互競爭，通常在一個大的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中，會涉及到很多的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，常見的有EPON接入、ADSL接入、光纖接入、專線接入、VPN接入等等，如何讓不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理是項(xiàng)目實(shí)施人員一個很頭痛的問題。

平臺對接難：在多域環(huán)境下，由于每一個多域都需要部署一個平臺管理系統(tǒng)，而不同的平臺之間又相互保持著獨(dú)立性，A平臺是不可能去直接管理B平臺的設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)在高清平臺中對多域環(huán)境下的不同平臺進(jìn)行對接是需要考慮的問題。

安裝部署難：一個大的平臺通常會有非常多的功能和設(shè)置選項(xiàng)，在部署中如果沒有一定的專業(yè)知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)通常都會在安裝部署中遇到很大的困難，而且在交付使用的時候，實(shí)際操作人員面對這些琳瑯滿目的功能模塊會感到不適應(yīng)，并且由于各個功能之間相互的不獨(dú)立，會導(dǎo)致后續(xù)的功能升級非常慢。

視頻分析：視頻分析已經(jīng)在目前的智能平臺中得到了一定的應(yīng)用，但是目前大部分廠家都是“雷聲大，雨點(diǎn)小”。視頻分析到底能做什么，不能做什么、怎么做、怎么設(shè)計，這些都是平臺商面臨的問題。而且視頻分析技術(shù)不是萬能的，不但需要很大成本代價，其應(yīng)用也很有局限性。此外全球視頻分析的廠家不多，而大多數(shù)視頻監(jiān)控廠家為快速出產(chǎn)品采用直接OEM的方式，導(dǎo)致目前市場上產(chǎn)品一般是“同一血統(tǒng)”，有很大的局限性。

海量的存儲數(shù)據(jù)：高清錄像對存儲的需求是巨大的，如何保證在7x24小時的情況下滿足海量的高清數(shù)據(jù)存儲是各個平臺廠家的瓶頸所在。

智能高清平臺解決之道

隨著高清監(jiān)控的普及，越來越多的廠商意識到“得平臺者得市場”，紛紛不遺余力的推出各自的綜合監(jiān)控平臺，以滿足大路數(shù)、多區(qū)域、高清化、智能化平臺建設(shè)的需要。以天地偉業(yè)的最新綜合監(jiān)控平臺Easy7為例，該平臺的特點(diǎn)為：1）面向大、中型用戶跨區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化視頻集中管理領(lǐng)域設(shè)計，支持上萬路數(shù)的高清、標(biāo)清混合接入；2）具備信息資源管理、設(shè)備管理、用戶管理、網(wǎng)絡(luò)管理、安全管理等功能，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心對所有視頻圖像集中管理；3）支持多品牌設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，保證聯(lián)網(wǎng)視頻傳輸質(zhì)量，提供資源統(tǒng)一檢索和數(shù)據(jù)共享；4）采用了創(chuàng)新技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)擁塞控制、QOS網(wǎng)絡(luò)音頻及視頻傳輸、高質(zhì)量低碼率視頻處理、系統(tǒng)負(fù)載均衡、大容量并發(fā)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲和內(nèi)容檢索等方面，提供卓越的用戶體驗(yàn)；5）支持對重要監(jiān)控錄像的精確比對和智能備份等功能，滿足多樣化的用戶需求；6）支持統(tǒng)一身份認(rèn)證和權(quán)限管理，保證信息數(shù)據(jù)的安全；7）多樣化存儲方式，將小范圍、集中式的局域性監(jiān)控擴(kuò)展到大范圍、多網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分布式監(jiān)控，將單機(jī)管理存儲擴(kuò)展到集中式存儲和分布式存儲；8）實(shí)現(xiàn)應(yīng)急聯(lián)動功能，將單一的音視頻監(jiān)控，擴(kuò)展到參與視頻會議、生產(chǎn)調(diào)度、實(shí)戰(zhàn)指揮等多種管理系統(tǒng)的信息共享和策略聯(lián)動。

松耦合、高內(nèi)聚構(gòu)建異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

對于智能高清平臺而言，首先要面臨的問題就是如何實(shí)現(xiàn)高清、標(biāo)清、模擬的混合接入并滿足異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，針對這一難題，各平臺廠家有著不同的解決方案，以天地偉業(yè)智能高清監(jiān)控平臺為例，采用分層設(shè)計的理念，遵循多層體系結(jié)構(gòu)模型和多業(yè)務(wù)交換技術(shù)要求，將平臺結(jié)構(gòu)分為接入層、處理層、接口層、業(yè)務(wù)層四個功能層面。平臺系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

此外，智能監(jiān)控平臺在設(shè)計時，采用松耦合、可伸縮的分布式架構(gòu)，各個功能層面之間采用標(biāo)準(zhǔn)通用協(xié)議接口，實(shí)現(xiàn)了各功能層之間的分離和協(xié)議的開放，使業(yè)務(wù)應(yīng)用獨(dú)立于具體接入設(shè)備，可以根據(jù)用戶需求特征靈活自定義配置業(yè)務(wù)單元模塊，系統(tǒng)運(yùn)行效率更高。在各個模塊內(nèi)部又采用高內(nèi)聚的設(shè)計架構(gòu)，模塊內(nèi)各個元素緊密結(jié)合，一個模塊完成一個功能，便于該模塊功能的實(shí)現(xiàn)和擴(kuò)容。

第一層為業(yè)務(wù)層：是面向于用戶實(shí)際操作的客戶端，通過對安全管理具體業(yè)務(wù)流程的歸納匯總而生成的各種專業(yè)個性化應(yīng)用模塊工具，是具體業(yè)務(wù)最終應(yīng)用的展現(xiàn)窗口。

第二層為接口層：將處理層進(jìn)行多種應(yīng)用接口的封裝，包括WebService接口、SIP協(xié)議接口、HTTP訪問接口和RTSP訪問接口等，便于業(yè)務(wù)層進(jìn)行應(yīng)用集成和用戶定制配置，支持第三方業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的二次開發(fā)。

第三層為處理層：是整個系統(tǒng)平臺的核心中樞，基于開放高效的中間件應(yīng)用服務(wù)、智能檢索引擎和系統(tǒng)管理工具，為業(yè)務(wù)層提供基礎(chǔ)服務(wù)、管理策略和方法手段，同時按照所需服務(wù)進(jìn)行管理、組織和調(diào)度各類設(shè)備和信息資源。

第四層是接入層：將各類安防硬件設(shè)備與信息資源進(jìn)行歸納、抽象，屏蔽不同類產(chǎn)品的控制差別，并接入到平臺進(jìn)行管理，用戶可對系統(tǒng)中的設(shè)備及信息資源進(jìn)行統(tǒng)一組織調(diào)度，無需關(guān)注其具體位置和形態(tài)。接入層涉及模塊包括：流媒體接入、模擬矩陣接入、數(shù)字矩陣接入、報警設(shè)備接入、通訊設(shè)備接入等。

通過分層設(shè)計理念，可以給終端用戶和甲方在實(shí)際操作中帶來非常大的便利，而且整個系統(tǒng)也更穩(wěn)定、可靠性更高。

首先在業(yè)務(wù)層，通過組織業(yè)務(wù)模塊可以支持不同的應(yīng)用，例如：為公安機(jī)關(guān)社會治安管理工作中的接處警、案件偵破、動態(tài)監(jiān)管、重點(diǎn)區(qū)域動態(tài)預(yù)警、重點(diǎn)和暫住人口監(jiān)管等業(yè)務(wù)提供完整的處置流程和輔助工具，并可擴(kuò)展用于交通指揮系統(tǒng)、城管執(zhí)法系統(tǒng)等。

其次在接口層，可通過協(xié)議接口實(shí)現(xiàn)多平臺接入和聯(lián)動，例如：接入治安卡口系統(tǒng)、無線車載監(jiān)控系統(tǒng)、三臺合一系統(tǒng)、單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)以及辦公協(xié)同系統(tǒng)，就可以實(shí)現(xiàn)公安業(yè)務(wù)的融合應(yīng)用，并且為多級聯(lián)網(wǎng)和綜合聯(lián)動提供數(shù)據(jù)源。

另外在處理層，用戶可根據(jù)實(shí)際需要，來實(shí)現(xiàn)所需的功能需求，例如：可實(shí)現(xiàn)對對前端的球機(jī)進(jìn)行PTZ控制、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、信息存儲檢索、數(shù)字矩陣切換、全網(wǎng)資源管理、GIS地圖定位、系統(tǒng)運(yùn)行保障、設(shè)備時鐘同步等。

最后在接入層，由于各個模塊之間相互的松耦合，各個模塊不相互依存，可根據(jù)需求靈活裁剪和擴(kuò)容，例如：如果需要流媒體接入則使用流媒體模塊，整個系統(tǒng)有模擬信號，則使用模擬矩陣接入；有網(wǎng)絡(luò)視頻，則采用數(shù)字矩陣接入模塊；如果有聯(lián)動報警，那么就采用報警設(shè)備接入模塊、涉及到多往融合如3G、模擬、門禁等則使用通訊設(shè)備接入模塊等。

智能高清監(jiān)控平臺存儲

對于高清平臺存儲來說，存儲的類型一般采用兩種方式：分布式存儲和集中存儲；存儲設(shè)備部分，一般會有：NVR（Network Video Recorder）網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)和IP-SAN兩種存儲設(shè)備。其中NVR作為新興的產(chǎn)品，在網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)尤其是高清攝像機(jī)的普及中扮演著非常重要的角色，其主要功能是對網(wǎng)絡(luò)視頻流進(jìn)行錄像、存儲，并提供實(shí)時顯示和代理轉(zhuǎn)發(fā)等功能，一般多采用嵌入式架構(gòu)，硬解碼支持多路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)清或者高清攝像機(jī)接入。以天地偉業(yè)的嵌入式NVR為例，它可以支持16路標(biāo)清或者8路高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)的接入；嵌入式硬解碼，可以實(shí)時預(yù)覽、錄像；內(nèi)置硬盤盤位，可以實(shí)現(xiàn)存儲；內(nèi)置代理轉(zhuǎn)發(fā)模塊可以對接入的視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)；此外還帶有VGA和BNC兩種輸出接口可以解碼上墻顯示；此外它還可以作為節(jié)點(diǎn)設(shè)備，在系統(tǒng)做中做節(jié)點(diǎn)監(jiān)控和分布式存儲。高清存儲的另一個重要設(shè)備就是IP-SAN。隨著高清的普及，IPSAN在存儲中扮演著越來越重要的角色，IP-SAN通過采用IP構(gòu)架的以太網(wǎng)傳輸，具備良好的擴(kuò)展性、共享性和較低的分?jǐn)倯?yīng)用成本，是目前多路高清監(jiān)控存儲主要采用的技術(shù)之一，而存儲介質(zhì)儲多半是采用我們常見的硬盤，容量一般是TB級別，隨著2TB硬盤甚至更高容量的產(chǎn)品走入我們視線，大型高清監(jiān)控系統(tǒng)PB級海量存儲解決方案也得到普遍應(yīng)用。

結(jié)束語

在智能高清監(jiān)控系統(tǒng)中，隨著系統(tǒng)的擴(kuò)大，高清監(jiān)控平臺的地位日益提升，其重要地位不容替代，但是在實(shí)際應(yīng)用中，客戶的需求在不斷的變化，產(chǎn)品定制化需求日益迫切，也同時對平臺軟件提供商提出更高的要求。

2011年是智能高清監(jiān)控平臺迅速發(fā)展的一年，期待2012年有更佳的表現(xiàn)。

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