公安分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺設(shè)計

◆劉 洋

公安分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺設(shè)計

◆劉 洋

（公安部第三研究所 上海 200031）

網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為城市安防的一個重要組成部分。本文針對大規(guī)模多攝像機全景實時視頻監(jiān)控問題，設(shè)計了一個適用于全景視頻處理中心的公安分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺。其主要包括平臺設(shè)計分布式架構(gòu)、客戶端功能介紹和網(wǎng)絡(luò)平臺組成及功能介紹。目的是構(gòu)架大規(guī)模多攝像機全景實時視頻監(jiān)控，適用于全景視頻處理中心的公安分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，為軌道交通的視頻信息資源共享提供一個規(guī)范和方向。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)；分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；軌道交通；平臺設(shè)計；公安

城市軌道交通是城市軌道交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，對軌道交通車站內(nèi)人員流動性高、人員雜等情況，城市軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)需進行高度整合，并面向不同業(yè)務(wù)部門進行管理，對各條軌道交通線路進行實時監(jiān)控并整合。

分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺是基于軌道交通高速信息網(wǎng)的頂層視頻監(jiān)控系統(tǒng)，平臺可調(diào)用所有軌道交通線路接入該傳輸網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控資源，供公安上層網(wǎng)用戶觀看和檢索。其目的是實現(xiàn)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的聯(lián)動處理，以及網(wǎng)絡(luò)信息化運維管理和智能分析功能接入。本文針對大規(guī)模多攝像機全景實時視頻監(jiān)控問題，方便公安上下級站點的聯(lián)通，為軌道交通的視頻信息資源共享提供一個規(guī)范和方向，設(shè)計了適用于全景視頻處理中心的公安分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺。

1 平臺設(shè)計分布式架構(gòu)

本平臺主要由視頻綜合管理平臺、視頻服務(wù)、國標(biāo)平臺和人機界面客戶端組成。通過該平臺的部署，可以有效地提高安全防范系統(tǒng)整體的安防掌控力，資源高度共享，進一步穩(wěn)固并改善區(qū)域的公共安全環(huán)境。為重大活動安保、打擊違法犯罪、處置突發(fā)事件、公共管理和社會面治安控制等工作中提供有效的技術(shù)支持。

2 客戶端功能介紹簡介

2.1 實時圖像監(jiān)控與控制功能

不同的監(jiān)視器可以顯示相同的畫面，也可顯示不同畫面。任一值班員選擇觀看某一幅畫面時，不受其他人員對該畫面的任何選擇的影響。

圖像在監(jiān)視器上除了顯示正常圖像外，還可顯示線路名、站名、區(qū)域號、日期和時間。

各值班員與系統(tǒng)間能做簡單的人機交互，并有相應(yīng)的操作、操作錯誤的提示。在系統(tǒng)正常的情況下任何錯誤的操作不會出現(xiàn)黑屏。

各區(qū)間、車站、車輛基地、控制中心的周界用攝像機以及車站票務(wù)室等處的攝像機在發(fā)生入侵告警時，在低照度情況下能夠借助輔助照明手段提供清晰畫面的能力。

2.2 CU客戶端瀏覽功能設(shè)置

支持單畫面和多種多畫面模式的實時圖像瀏覽；支持4/9/16/25/36等等分屏瀏覽方式，同時支持N+1方式瀏覽，支持拖拉交換窗口畫面；客戶端瀏覽支持16:9模式、4:3模式、自適應(yīng)模式、滿屏切割顯示和滿屏拉伸顯示，16:9畫面支持疊加4:3顯示框以方便對4:3 電視墻畫面調(diào)節(jié)。

支持每幅畫面的手動或自動輪詢，輪詢間隔可設(shè)置；支；支持對前端編解碼器的集中參數(shù)設(shè)置；支持移動偵測、音頻對講功能的操作與管理。

客戶端應(yīng)支持預(yù)案設(shè)置和管理，個人預(yù)案和公共預(yù)案最大分別可創(chuàng)建128個；系統(tǒng)提供圖像抓拍功能，監(jiān)控中心可隨時根據(jù)需要抓拍監(jiān)控圖像；具備CPU資源監(jiān)測功能，當(dāng)瀏覽圖像路數(shù)超出CPU負(fù)荷時能夠給出個性化提示；客戶端應(yīng)支持設(shè)置鎖屏等待時間，超時后CU自動鎖屏或CU自動斷鏈。

同臺CU端PC支持一機多顯功能，可同時使用CU瀏覽視頻和電子地圖功能。

2.3 電視墻瀏覽功能設(shè)置

支持電視墻的實時瀏覽、錄像回放瀏覽功能；支持CU客戶端對電視墻的配置；支持電視墻預(yù)案輪巡、電視墻圖像輪巡、告警圖像上電視墻功能；支持單路4/9/16路合成畫面配置；支持監(jiān)控專用鍵盤對電視墻圖像的切換和控制。

支持監(jiān)控點攝像機的遠(yuǎn)程PTZ控制實現(xiàn)鏡頭的左右、上下轉(zhuǎn)動，視野的拉近拉遠(yuǎn)等。

可外接鍵盤和矩陣，實現(xiàn)客戶端上圖像切換和PTZ控制。

報警時，能夠在地圖相關(guān)位置顯示報警，并且能夠通過點擊報警圖標(biāo)調(diào)看現(xiàn)場圖像并進行PTZ控制。

不同用戶對于同一攝像頭可擁有不同的攝像頭權(quán)限，設(shè)置范圍包括10級，最低級別無PTZ控制權(quán)限，10級為最高級別；

2.4 圖像的回放及檢索功能

回放功能設(shè)置：其要求能夠?qū)崿F(xiàn)多種方式的錄像——手動選擇錄像、定時錄像或報警聯(lián)動錄像。支持秒級回放、秒級搜索定位、邊錄邊放，支持使用鍵盤和鼠標(biāo)快捷鍵控制錄像回放和預(yù)案播放；回放時可實現(xiàn)播放、快放、慢放、拖拽、暫停等功能，可實現(xiàn)多路圖像同步回放功能，回放速度可調(diào)。并能支持光盤刻錄復(fù)制（配備刻錄機），回放時不影響錄制。

檢索功能設(shè)置：錄像文件的檢索可按名稱、錄像方式、時間段等進行檢索；支持專用工具對獨立錄像陣列進行檢索和瀏覽。

2.5 字符疊加編輯功能

系統(tǒng)支持在監(jiān)控室液晶拼接墻屏上的圖像顯示區(qū)域所顯示的圖像，同時顯示相應(yīng)的字符信息，包括站名、攝像機位置、編號、日期及時間等，其中，一體化球機可實時疊加操作員用戶名。每臺攝像機圖像疊加字符的內(nèi)容、大小、顯示位置可自由設(shè)置；疊加字符的設(shè)置可以由上級監(jiān)控中心的網(wǎng)管軟件完成，也可在本地進行設(shè)置。

2.6 電子地圖功能

支持SVG格式的矢量圖或JPEG格式的靜態(tài)地圖的兩種方式的百度地圖和高德地圖；支持在電子地圖上拖拽放置攝像機、報警點等圖標(biāo)；支持在電子地圖上雙擊攝像機圖標(biāo)可以播放攝像機所在點的視頻圖像。報警時，能夠在地圖相關(guān)報警點位顯示報警。

3 網(wǎng)絡(luò)平臺的組成以及功能介紹

3.1 平臺總體架構(gòu)設(shè)計

3.1.1 ADMIN管理平臺

分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺的整體架構(gòu)中ITTC視頻綜合管理系統(tǒng)是一個B/S應(yīng)用，為后臺管理類型的系統(tǒng)，為整個平臺的核心應(yīng)用，主要包括設(shè)備管理模塊、業(yè)務(wù)管理模塊、系統(tǒng)管理模塊、Web API支持和日志模塊。五大模塊分別負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)設(shè)備基礎(chǔ)信息的管理、業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)及支撐、全局運行參數(shù)的管理、維持平臺服務(wù)間數(shù)據(jù)交換和用戶查詢功能。

3.1.2 流媒體服務(wù)

流媒體服務(wù)包含媒體源模塊、轉(zhuǎn)碼模塊、分發(fā)模塊和RTSP四個模塊。該四大模塊負(fù)責(zé)接收媒體碼流、把碼流轉(zhuǎn)換為H264，PS碼流、從下級IPC獲取碼流、和網(wǎng)絡(luò)上進行分發(fā)（200路視頻源）。

3.1.3 視頻服務(wù)

視頻服務(wù)包含視頻業(yè)務(wù)模塊、視頻時序模塊、OSD模塊、鍵盤模塊、解碼器模塊和屏控模塊六個模塊。六個模塊實現(xiàn)了支撐視頻上下級點播、視頻輪詢、解碼器通道疊字、物理鍵盤切換實時視頻上墻、ONVIF國際協(xié)議控制操作解碼器和視頻實時上墻功能。

3.1.4 診斷服務(wù)

診斷服務(wù)的設(shè)計模式為插件式設(shè)計，功能的啟用或停止，不會影響程序的發(fā)布，完全可配置模式。

3.1.5 網(wǎng)關(guān)服務(wù)

網(wǎng)關(guān)服務(wù)包含國標(biāo)28181模塊和設(shè)備資源過濾模塊。首先，國標(biāo)28181模塊，負(fù)責(zé)國標(biāo)28181協(xié)議的對接，實現(xiàn)多個國標(biāo)平臺的互聯(lián)；實現(xiàn)了平臺信令的級聯(lián)，支持向多個上級平臺進行注冊，同時接受多個下級平臺注冊。

3.1.6 客戶端

客戶端包含展示模塊、國標(biāo)模塊、碼流模塊、解碼模塊和視頻上墻模塊。實現(xiàn)了支撐客戶端通過國標(biāo)28181協(xié)議與服務(wù)端通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)往客戶端的碼流解碼并播放網(wǎng)絡(luò)視頻。

[1]周鳳，王利.基于樹莓派與ROS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].綏化學(xué)院學(xué)報，2018，38（02）：148-151.

[2]謝浩鵬.全景視頻處理中心的分布式網(wǎng)絡(luò)計算節(jié)點設(shè)計與實現(xiàn)[D].深圳大學(xué)，2017.

[3]安磊.基于幀差法和背景減除法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[D].西安科技大學(xué)，2013.

本文為公安部第三研究所基本科研費項目：分布式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺（編號：C19392）。