复杂异构视频监控系统及在平安城市建设中的应用

2012-11-06贺小花

中国公共安全 2012年7期

关键词：编解码异构监控

本刊记者贺小花

本刊记者贺小花

一个安防监控平台，由于依靠多个不同功能的子系统，或由于产品提供来自不同厂商，从而造成“信息孤岛”的局面。为打破这种尴尬局面，复杂异构视频监控系统应运而生。

系统兴起原因

当前，在视频监控平台，存在一个不争又尬尴的事实：一个安防监控平台，由于依靠多个不同功能的子系统，或者由于产品提供来自不同厂商，在数据交换中没有一个统一的标准，因此造成接口众多、访问性差，从而形成了一个个的“信息孤岛”。为了平台间各子系统良好协作，监控平台异构体系逐渐出现在安防舞台上。

异构视频监控的出现是必然的，因为当前在视频监控实际应用中存在的某些问题，只有异构监控体系才能解决。比如一个大的综合性视频监控平台的建设要求构造一个大规模、广范围的视频监控管理平台，形成对所辖范围的有效的视频监控,而现有的视频监控系统由于技术体系不一，采用的标准各异，存在着相互之间难以兼容互通的问题。又比如综合视频监控管理平台不可能只采用一种视频监控系统，必需兼容使用多种不同的视频监控系统。以平安城市为例，平安城市项目是一个特大型、综合性非常强的管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。由于这些系统所采用的技术体系、整体架构都存在着巨大的差别，因此在这些系统的互联过程中必然会出现系统异构的问题。

在视频监控的大型项目中，越来越多的品牌需要相互兼容，系统需要集成与融合，如何解决协议和接口标准不统一的难题，成为各大厂家攻关的方向。经过市场的锤炼和技术的不断革新，人们逐渐发现成长于IT行业的异构系统同样也适用于安防行业，在视频监控领域最先得到应用。

2009年，安防异构系统的建设序幕在浙江省第一个被揭开。当年，浙江省公安厅对异构视频监控平台制定标准，规定该省平安工程联网能共享平台建设。

系统技术需求

要打破信息孤岛的局面，复杂异构方式的监控平台需要解决不同厂商、不同产品的兼容和多个子系统互相集成的问题，需要考虑到平台的网络接入和资源开发方式，还需要立足大型联网用户的角度去设计，把握好互利与共享的原则。因此，编解码标准、通信信令技术、媒体传输技术、SIP协议的封装、信息安全和接口统一也就成为了异构化监控平台的关键技术。

编解码标准：由于监控是业务发展优先于标准发展，所以没有一个统一标准对各种系统进行规范，甚至同一代的设备，由于只有一些基本企业标准，基本上各种业务环节，都无法实现互通。如模拟摄像头的控制信号，接入信令标准，编解码标准等等，而且目前各种设备都在现网有一定的存量，并且很多产品都无法升级，无法采用统一规范标准后进行互联。如何适应各种不同标准是最大的困难。统一的编解码标准，采用业界通行的标准才能降低异构的工作量；另外，在视频监控系统中对于视频编码格式的转换也非常主要，需要将各平台中不通的编码格式进行在线转换，一般采用H.264/MJPG4编码格式。

通信信令技术：信令技术主要用于视频通信的会话建立和管理。

媒体编解码技术：媒体编解码技术主要对原始视频码流进行压缩以及恢复，常见的有H.264/Mpeg4编解码技术。

媒体传输技术：媒体传输主要解决编码后的媒体流如何在网络上传输的问题。

SIP协议的封装：SIP协议由互联网工程任(IETF:Internet Engineering Task Force)制定的，用于多方多媒体通信的框架协议。它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话。SIP协议之前一直用于通信行业，近年在监控行业中的使用也越来越多，支持与使用SIP协议的平台与设备也相继增多。因此，在异构平台中对SIP协议的标准封装成为平台间互联互通的关键。统一的交互协议，不同平台间需要制定统一的标准交互协议才有可能实现大规模的平台互联。目前国际上有PSIA、ONVIF等标准协议，国内也有T669、DB33等行业标准协议。

信息安全和接口统一：这是异构监控平台中的基本问题。从整体上、系统地研究异构平台融合所涉及的安全关键技术和管理问题，研究保证平台安全的个性和共性问题，显得尤为重要。要通过对安全机制和协议的广泛研制与应用，积极建立新型主动安全防护系统，以真正达到可信、可控、可用这一安防行业的最终目标。

总之，统一的编解码标准，采用业界通行的标准才能降低异构的工作量；统一的交互协议，才有可能实现大规模的平台互联；统一的封装、传输技术，才有利于视频信息的有效存储；信息安全和接口统一，才能保证资源的有效共享。

系统在平安城市建设中的应用

异构视频监控由于其固有的优势，能满足大型监控项目中信息共享的需求。当前，在全国各地的平安城市建设项目中，异构视频监控被广泛应用，并已发挥其巨大作用。下文将以东莞市和蚌埠平安城市建设为例，分析异构视频监控系统的实际应用情况。

东莞市治安视频监控解决方案

东莞市城市社会治安视频监控系统主要对一些治安重点监控区域，如居民小区、城区路面、商业中心、车站广场等人流集中的场所实施远程实时监控，进行远程录像备份。目前该市的数字监控系统试点项目已通过验收。

治安视频监控系统结构主要由五个部分组成，分别为前端部分、信号传输部分、中央控制显示部分、数字图像检索回放部分及数据存储、IP承载网。前端系统采用点位设计。信号传输系统设计内容主要分传输方式、传输管道两部分。中央控制显示部分的设计采用数字化监控中心管理系统。数字图像检索回放部分以加大容量模块化矩阵切换设备作为核心设备，以数模结合方式，实现对快球的远程的控制、权限的管理，并采用外置存储方式进行集中式数据存储。

东莞市治安视频监控是大规模联网监控系统的典型实例。该项目数字部分建设采用流媒体分发技术，构建分层汇聚的视频传输架构，将各镇区公安分局的监控点连接起来。同时通过集中存储的模式，在市公安局的大型存储中心将汇聚的视频流以文件格式保存下来，提供远程的录像检索和回放。

蚌埠平安城市监控系统

“平安城市”视频监控系统，需要综合考虑公安、交通、消防、城管等职能部门的需求，全面满足治安防控和城市管理的需要，所以视频信息的覆盖面要尽可能的广泛。前端监控点的部署，根据城市治安重点设立，主要集中在商业金融街区、社区、娱乐场所、主要路段、交通枢纽区等，布控点以图像采集、音频采集及报警信息采集等设备为主。前端采集的视音频信息通过编码后经由网络上传到监控平台，由公安统一利用和管理。2009年，蚌埠公安建立覆盖全市重点单位、场所、道口等的“平安蚌埠”视频监控系统，以先进的技防手段加强社会治安监管力度，提升社会治安管理水平。按照蚌埠城市治安防控与管理的需求以及公安的业务模式，系统采用了“前端就近汇聚，两级平台级联部署”的架构，满足城市分布散、范围广、数量大的监控资源的接入、处理、转发与存储需求，管理上采用“三级监控中心，分级分域管理”的架构，满足公安业务流程与管理模式，提高了公安上下级协作与警力合理调配，让资源利用更充分，接处警效率更高。

针对蚌埠市视频监控系统的建设需求，该系统采用了EPON技术组建汇聚网络，在网络汇聚机房部署OLT，铺设光纤到监控前端，在光纤线路上部署分光器，灵活接入各前端监控点。前端视频编码器通过ONU接入光纤，实现“树型分叉”式的前端接入，可有效节约光纤资源，减少建设成本，后期扩容也更为方便。

该系统采用全网络化架构建设，能够实现图像资源的网络化传输和多级联网、分级分域的管理。系统采用两级级联架构部署，在市局部署一级监控平台，负责整个系统的中心管理、业务管理、权限认证等功能，在7个汇聚机房设立二级监控平台，负责各辖区内视频图像的汇聚、转发、分发和信令管理，完成本平台内的管理控制功能，并通过网络将重要图像资料上传到市公安局一级平台。各级公安通过访问相应的监控平台，可对城市监控图像进行利用和管理。

录像——城市治安监控最大的特点之一就是信息量大，如此庞大的信息资料的可靠存储是一大问题。蚌埠城市治安监控系统采用了先进的IP SAN存储技术，分布式存储与集中存储相结合的存储方案，由汇聚机房二级平台负责其下辖范围内的监控图像与报警录像的存储，由市一级平台负责整个市的重点部位监控图像和报警录像的存储。分布式存储，减轻了中心存储的压力以及对中心网络带宽的占用，而集中存储与分布式存储相结合，则可互为备份，保证了重点资料的可靠存储。存储的录像可通过网络进行查询、下载、回放等。

分级分域管理——系统采用“三级监控中心，分级分域管理”的管理架构，分别部署市局、分局、派出所三级监控中心，对城市监控资源进行统一管理和调度。该网络视频监控系统具有强大的管理功能和严格的分级分权机制，按照各级公安的职能划分，分别赋予不同的权限。市公安局设立一级监控中心，具有一级控制权限，可对全市所有监控点及监控资源进行调看和管控；县（区）公安分局（业务部门）设立二级监控中心，具有二级控制权限，可对其辖区内各监控点及下属单位监控资源进行调看和管控；派出所及基层实战单位设置三级监控中心，具有三级控制权限，能对其下属监控点进行调看和管控。在没有特殊需求时，各级用户不能越级访问。

这种“三级监控中心，分级分域管理”的管理模式，一方面，各级监控中心与监控平台之间通过专线网络连接，构成互联互访、资源共享的社会面治安防控体系；另一方面，职能、区域、权限划分明确，使得各领域管理更专注，资源协调更合理，接处警更加迅捷，大大提高公安执法效率。

通过联网，蚌埠的城市治安监控图像资源可纳入安徽省图像调度系统，实现省级范围的资源共享与统一调度。