城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王強(qiáng)

摘要：本文對(duì)城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用情況分析后，對(duì)城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)加以研究，旨在合理設(shè)計(jì)城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)獲取相關(guān)關(guān)鍵信息，為確保城市安全打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng);技術(shù)應(yīng)用;監(jiān)控

我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展下，社會(huì)治安情況越來(lái)越復(fù)雜，公共安全問(wèn)題成為社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)。為有效維護(hù)城市的治安、秩序，建議在城市中安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便于為安全部門(mén)提供相關(guān)信息、及時(shí)作以相應(yīng)的決策，從而有效保障我國(guó)城市交通的安全問(wèn)題。

一、城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）雙流分離技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控實(shí)時(shí)流、存儲(chǔ)流的需求，建議在系統(tǒng)創(chuàng)新性編碼器產(chǎn)品中進(jìn)行雙流設(shè)計(jì)，以便確保實(shí)時(shí)流輸出、存儲(chǔ)流輸出的效果。實(shí)時(shí)流支持單和組播存儲(chǔ)流支持單播流，編碼器——IP SAN盤(pán)陣間可實(shí)行兩端連接，以此達(dá)到實(shí)時(shí)流低延時(shí)需求、訪問(wèn)需求的效果，并且確保存儲(chǔ)流分布存儲(chǔ)、大量存儲(chǔ)滿足相關(guān)要求。如此一來(lái)，有效處理媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)流問(wèn)題的同時(shí)，利于不斷完善系統(tǒng)的功能。

（二）圖像處理技術(shù)的應(yīng)用

系統(tǒng)方面會(huì)使用專業(yè)圖像技術(shù)提高圖像的分辨率，支持不同的編碼格式，H.264可支持MainProfile，編碼帶寬能達(dá)到4M～8M，特別為在高動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)控中應(yīng)用效果更加理想，能為用戶提供清晰的圖像[1]。經(jīng)組播優(yōu)化的方式，于專網(wǎng)方案下在系統(tǒng)<300ms性能時(shí)，達(dá)到城市動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控的效果。

（三）IP網(wǎng)管、業(yè)務(wù)控制技術(shù)的應(yīng)用

在IP技術(shù)只能監(jiān)控基礎(chǔ)上，應(yīng)用IP網(wǎng)管技術(shù)、業(yè)務(wù)控制平臺(tái)技術(shù)，轉(zhuǎn)變以往監(jiān)控人工系統(tǒng)管理、維護(hù)的弊端，獲得編解碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸，以及業(yè)務(wù)軟件等同時(shí)管理的效果。

（四）海量存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用

系統(tǒng)支持網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、本地緩存，均為比較常用的存儲(chǔ)模式，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)中可使用IP SAN監(jiān)控圖像或是影音存儲(chǔ)設(shè)備，分布并集中管理、分享、兼容等。如果發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題，本地編碼器會(huì)經(jīng)內(nèi)置緩存的方式，將相關(guān)圖像信息保存起來(lái)，然后利用IP SAN存儲(chǔ)、本地緩存融合的方式，達(dá)到海量存儲(chǔ)的目的。

（五）控制、交換分離技術(shù)的應(yīng)用

系統(tǒng)架構(gòu)可按照NGN架構(gòu)，建議在大規(guī)模擴(kuò)展系統(tǒng)中應(yīng)用，而系統(tǒng)控制、交換為分離狀態(tài)，因網(wǎng)絡(luò)承載交換存儲(chǔ)流碼流、實(shí)時(shí)流碼流，因而能夠通過(guò)管理服務(wù)器，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行有效的處理。

二、城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的研究

（一）系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)前端采集設(shè)備、監(jiān)控平臺(tái)，以及傳輸線路幾個(gè)部分構(gòu)成。城市卡口系統(tǒng)監(jiān)控點(diǎn)、電子警察監(jiān)控點(diǎn)的前端采集設(shè)備均經(jīng)地感線圈、攝像機(jī)及編碼器等構(gòu)成。所有的編碼器對(duì)應(yīng)負(fù)責(zé)一臺(tái)攝像機(jī)信號(hào)編碼方面工作，車輛通過(guò)后攝像機(jī)觸發(fā)、工作，這時(shí)攝像機(jī)所采集圖像信號(hào)會(huì)借助編碼器的作用編碼，而卡口存在較多攝像設(shè)備，會(huì)提供編碼器連接、傳輸數(shù)據(jù)的通道。城市治安監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)，會(huì)聯(lián)系具體狀況應(yīng)用槍機(jī)/球機(jī)進(jìn)行全日監(jiān)控，從而充分發(fā)揮出監(jiān)控設(shè)備的最大作用。不僅如此，城市卡口系統(tǒng)、電子警察監(jiān)控點(diǎn)有較多編碼器ONU，能進(jìn)行光纖網(wǎng)絡(luò)、OLT進(jìn)行連接，獲得IP網(wǎng)絡(luò)傳輸信號(hào)的效果。使用ONY進(jìn)到光分系統(tǒng)中，結(jié)合具體狀況匯集交換機(jī)信號(hào)，在此之后利用光網(wǎng)絡(luò)介入主要的交換機(jī)[3]。一般來(lái)講，核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備會(huì)通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)管理數(shù)據(jù)、調(diào)用數(shù)據(jù)，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控的效果，核心設(shè)備經(jīng)交換機(jī)互聯(lián)，通過(guò)IP形式傳輸數(shù)據(jù)信息并加強(qiáng)管控。

中心機(jī)房中合理配置以太網(wǎng)交換機(jī)，核心交換機(jī)配置電源和主控板，于管轄區(qū)內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)，利用EPON及時(shí)將視頻數(shù)字信號(hào)傳輸于中心機(jī)房，這時(shí)監(jiān)控中心部署匯集交換機(jī)能介入硬件解碼器、VC客戶端，下屬部門(mén)可介入交換機(jī)并和核心交換機(jī)實(shí)行連接。需要注意的是，中心機(jī)房?jī)?nèi)部部署了IP SAN存儲(chǔ)設(shè)備，使用DM能對(duì)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理，對(duì)于前段存儲(chǔ)、視頻數(shù)據(jù)生命周期和全局存儲(chǔ)等均能進(jìn)行嚴(yán)格的管理，而且管控的效果較好。如若某一監(jiān)控點(diǎn)圖像集中存儲(chǔ)，這時(shí)前端編碼器、IP SAN設(shè)備可構(gòu)建有效連接，存儲(chǔ)視頻流協(xié)議封裝處理后，能通過(guò)數(shù)據(jù)塊寫(xiě)入數(shù)據(jù)信息于存儲(chǔ)設(shè)備[4]。趨于該種狀態(tài)下，監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)不需轉(zhuǎn)換視頻，可避免發(fā)生文件系統(tǒng)錯(cuò)誤問(wèn)題，同時(shí)不會(huì)對(duì)流媒體服務(wù)器性能構(gòu)成不良影響，系統(tǒng)可擴(kuò)展性較好。

（二）系統(tǒng)組播專網(wǎng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

1、信令流設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

VM視頻管理服務(wù)，為系統(tǒng)管理、信令服務(wù)器中的重點(diǎn)部分，可對(duì)編碼解碼器、客戶端，以及DM數(shù)據(jù)管理服務(wù)器等作集中處理，同時(shí)DM數(shù)據(jù)管理服務(wù)器能合理配置IP SAN架構(gòu)NVR。

2、實(shí)時(shí)流設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

客戶端、解碼器閱讀圖像期間，會(huì)于視頻管理服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，待認(rèn)證后會(huì)向前端發(fā)出相應(yīng)的指令，這時(shí)以組播形式接入交換機(jī)，實(shí)時(shí)傳輸信息于核心交換機(jī)。然后利用組播的形式，將視頻流傳輸VC客戶端、遠(yuǎn)程訪問(wèn)媒體交換服務(wù)器，如果系統(tǒng)存在遠(yuǎn)程單播的訪問(wèn)需求，媒體交換服務(wù)器能將組播實(shí)時(shí)流——單播視頻流轉(zhuǎn)換，并且在第一時(shí)間傳輸于中心交換機(jī)，遠(yuǎn)程接入交換機(jī)后發(fā)送到VC客戶端，供客戶遠(yuǎn)程訪問(wèn)[5]。

3、存儲(chǔ)流設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

前端編碼器輸出、實(shí)時(shí)流為獨(dú)立存儲(chǔ)的格式，經(jīng)單播形式接入交換機(jī)后，將存儲(chǔ)流傳輸于中心核心交換機(jī)、預(yù)先設(shè)定NVR網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)中，獲得端——端IP SAN存儲(chǔ)的效果。

4、本地回放流設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

本地VC客戶端調(diào)取圖像需向視頻管理服務(wù)器提出調(diào)取請(qǐng)求，通過(guò)認(rèn)證后做好請(qǐng)求信息記錄工作、明確存儲(chǔ)位置。在此之后，將歷史圖像信息通過(guò)單播形式傳遞于中心交換機(jī)、VC客戶端，回放數(shù)據(jù)流后以iSCSI格式接收信息、解碼還原圖像信息。

結(jié)語(yǔ)：

城市視頻系統(tǒng)，直接關(guān)系到國(guó)家、城市的安全問(wèn)題，因此需要構(gòu)建城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)。主要目的：為相關(guān)安全管理目標(biāo)提供有利信息、規(guī)范人們的行為，順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展需求發(fā)揮出視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最大作用。

參考文獻(xiàn)：

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