《電子技術(shù)應(yīng)用》
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多域視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控解決方案
CNW.com.cn
張盛
摘要: 跨區(qū)域,、大范圍的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是一個涉及到多個層面的復雜系統(tǒng),,系統(tǒng)的整體設(shè)計和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要,。在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的建設(shè)中,使用通信業(yè)界通用的、公開的SIP技術(shù),,可以具有很好的通用性和復制性;采用監(jiān)控系統(tǒng)平臺間互聯(lián)互通的方式,,可以方便地實現(xiàn)圖像資源的跨域共享;而遵循業(yè)界已經(jīng)得到實踐的互聯(lián)標準協(xié)議,,則可以事半功倍,且開放性好,。
Abstract:
Key words :

跨區(qū)域,、大范圍的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是一個涉及到多個層面的復雜系統(tǒng),系統(tǒng)的整體設(shè)計和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要,。在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的建設(shè)中,,使用通信業(yè)界通用的、公開的SIP技術(shù),,可以具有很好的通用性和復制性;采用監(jiān)控系統(tǒng)平臺間互聯(lián)互通的方式,,可以方便地實現(xiàn)圖像資源的跨域共享;而遵循業(yè)界已經(jīng)得到實踐的互聯(lián)標準協(xié)議,則可以事半功倍,,且開放性好,。
一、 域的概念
在探討多域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)解決方案之前,,我們首先要對其中域的概念進行說明。
域指的是一個獨立的組織單元,,在監(jiān)控系統(tǒng)中,,我們把域分為物理域、邏輯域,。
物理域也稱實體域,、自治域,有域內(nèi)唯一的認證注冊管理服務(wù)器,,負責全域內(nèi)設(shè)備統(tǒng)一注冊,、用戶登錄認證和管理,可以直接或間接管理前端設(shè)備,。通常理解的監(jiān)控域主要指的就是物理域,。如一個企業(yè)的園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、一個城市的社會治安監(jiān)控系統(tǒng),,都可以稱為一個物理域。
邏輯域也稱虛擬域,、非自治域或資源組,,一組針對特定組織業(yè)務(wù)對象的關(guān)聯(lián)資源的組合,也可以是網(wǎng)絡(luò),、存儲和媒體處理匯聚節(jié)點。邏輯域內(nèi)的設(shè)備不能獨立運行,,域內(nèi)資源需要依靠物理域的管理服務(wù)器才能運行,。邏輯域可以在一個物理域內(nèi),也可以跨物理域,。如企業(yè)園區(qū)監(jiān)控中某個部門的監(jiān)控域、城市社會治安監(jiān)控系統(tǒng)中的交警監(jiān)控域,,都可以認為是在物理域中劃分出的邏輯域,。
多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)是指由多個單域系統(tǒng)組成的,,通過單個或多個中心管理平臺,,實現(xiàn)跨邏輯域或物理域監(jiān)控資源的監(jiān)控系統(tǒng)。由于涉及到多個邏輯域或物理域監(jiān)控資源的管理,,這類系統(tǒng)監(jiān)控規(guī)模往往較大,。而組成多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的各個單域系統(tǒng),可以是同一廠商的單域系統(tǒng),,也可以是不同廠商的單域系統(tǒng),。

二、 多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控需求及問題
網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的應(yīng)用范圍逐步擴大,,許多行業(yè)及一些跨地域大型企業(yè)對監(jiān)控的需求已經(jīng)不僅僅滿足于本地的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,,而是在原有本地聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控基礎(chǔ)上,要求進行省級乃至全國范圍內(nèi)跨區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,。
以目前正在大力開展的平安城市建設(shè)為例,,很多城市完成了覆蓋全市的整體視頻監(jiān)控系統(tǒng),但是也由此帶來了新的問題,。最突出的就是不能實現(xiàn)視頻資源的共享,。以單個城市為主體的平安城市,視頻資源容易形成信息孤島,,無法實現(xiàn)圖像共享,。上級公安機關(guān)在警衛(wèi)工作、重大事件的處置指揮過程中,,需要所屬各公安機關(guān)提供遠程的現(xiàn)場視頻監(jiān)控支持,。因此隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用的不斷深入,系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大,,系統(tǒng)的整合需求也日益強烈,,縱向需要形成省-市-縣多級的監(jiān)控系統(tǒng)級聯(lián),橫向要實現(xiàn)跨區(qū)域,、跨行業(yè)的圖像共享,。
除了平安城市的建設(shè),在其他行業(yè),也存在類似的問題,。如交通行業(yè),,各地高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)建成之后,上級主管部門交管局也系統(tǒng)能夠?qū)⒏鳁l高速公路的圖像進行共享上傳,,以便于出現(xiàn)事故進行應(yīng)急指揮;再比如全國性的大企業(yè),,如石油公司、煙草集團,,在全國各地都有大量的分公司,這些分公司基本都有自己的監(jiān)控系統(tǒng),,那么如何將各地的監(jiān)控圖像統(tǒng)一起來,在總公司或省級分公司層面進行共享調(diào)用,,也是需要考慮的。
如何才能有效的構(gòu)建多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,,實現(xiàn)視頻監(jiān)控圖像信息共享?就以往監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)來說,各地,、各單位、各子系統(tǒng)采用的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來自不同的廠商,,采用的技術(shù)架構(gòu)與標準也各不相同。這些不同既包括設(shè)備的控制信令,,也包括視頻圖像的編碼與圖像的存儲方式等。例如視頻編碼可以采取MPEG2,、MPEG4、H.264等格式,,存儲也可以采取DVR、NAS,、IPSAN等不同方式。由于各子系統(tǒng)獨立建設(shè),,采用不同的實現(xiàn)技術(shù)和標準,導致系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通;而圖像存儲分散,存儲格式不統(tǒng)一,,使得系統(tǒng)間圖像共享困難,,數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)綜合利用,。

三、 多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控模型
在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中,,其監(jiān)控模型為存在多級組織關(guān)系的多個域的聯(lián)網(wǎng)模型,,可分為基本型多域監(jiān)控模型和混合型多域監(jiān)控模型:
1. 基本型多域監(jiān)控模型
邏輯域只存在于一個物理域內(nèi)。以平安城市的省級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為例,,省級監(jiān)控系統(tǒng)與各地市的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),,省監(jiān)控系統(tǒng)與各地市的監(jiān)控系統(tǒng)自身均是一個物理域,但在某個地市的多個業(yè)務(wù)部門,,如交警,、消防等均要依據(jù)本機構(gòu)的管轄范圍單獨進行管理,這樣就會在一個物理域劃分出多個分屬不同部門管理的邏輯域,。

                                                                         圖1:基本型多域監(jiān)控模型

2. 混合型多域監(jiān)控模型
邏輯域跨越多個物理域,。仍然以平安城市的省級聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為例,省級監(jiān)控系統(tǒng)與各地市的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),,省監(jiān)控系統(tǒng)與各地市的監(jiān)控系統(tǒng)自身均是一個物理域,,但省級的垂直業(yè)務(wù)部門,如省交警總隊需要實現(xiàn)本業(yè)務(wù)領(lǐng)域從省到地市的監(jiān)控圖像統(tǒng)一管理,,這樣就會在多個物理域劃分出一個單獨的邏輯域,。
                                                                   圖2:混合型多域監(jiān)控模型
 
四、 多域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方式
目前在實現(xiàn)多域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)時,,針對各個系統(tǒng)獨立建設(shè),,采用不同的實現(xiàn)技術(shù),多種平臺無法真正互聯(lián)互通,、實現(xiàn)有效統(tǒng)一管理的問題,,采取了各種方式進行解決,歸納起來有以下方式:
.方式1:上級監(jiān)控平臺直接通過下級系統(tǒng)中DVR的SDK進行管理,,上,、下級平臺同時管理前端監(jiān)控資源,實現(xiàn)方式如圖所示,。
此種方式直接使用上級監(jiān)控平臺的接入網(wǎng)關(guān),,對下級監(jiān)控系統(tǒng)的前端數(shù)字設(shè)備(如DVR、DVS)進行接入,。這種方式實現(xiàn)相對簡單,,一般情況下監(jiān)控平臺都可以對主流的一些前端監(jiān)控設(shè)備進行數(shù)字兼容,。但是由于上級平臺要直接管理大量下級的前端設(shè)備,系統(tǒng)效率和可擴展性無法滿足要求,,性能壓力也很大,,并且如果上、下級管理平臺同時對同一個監(jiān)控點圖像進行調(diào)用時,,可能會發(fā)生權(quán)限沖突問題,。
方式2:上、下級各地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)平臺采用不同廠商平臺,,由上級監(jiān)控平臺分別兼容所有不同品牌的下級平臺,。實現(xiàn)方式如圖所示。
此種方式的核心是各地的下級監(jiān)控平臺開放自己的私有SDK接口,,由上級監(jiān)控平臺按照這些SDK接口分別對下級監(jiān)控平臺進行兼容適配,,完成全網(wǎng)圖像資源的整合。這種方式的好處是實現(xiàn)了全網(wǎng)基于監(jiān)控平臺的數(shù)字互通,,管理架構(gòu)也比較清晰,。不足之處是后期各地新建的監(jiān)控系統(tǒng),上級平臺均需要隨之跟進,,按照其提供的接口進行開發(fā),,并且由于沒有標準的規(guī)范制約,互通系統(tǒng)之間的接口可變性大,,可能需要上級平臺進行持續(xù)性開發(fā)和維護,。平級監(jiān)控系統(tǒng)之間如果有共享圖像的需求,同樣也要進行互通接口的適配,,一旦下級監(jiān)控平臺數(shù)量眾多且廠商不一,,則每個廠商都需要分別與其他廠商平臺進行互通適配,工作量大,。
.方式3:上,、下級各地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)平臺全部采用同一廠商產(chǎn)品,自身產(chǎn)品通過私有協(xié)議實現(xiàn)數(shù)字聯(lián)網(wǎng),。
此種方式與上一種方式類似,只是上,、下級監(jiān)控平臺全部采用一家廠商完成建設(shè),,使用自有的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議互通,對各種圖像資源進行整合,。這種方式的好處是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一,、聯(lián)網(wǎng)協(xié)議一致,不足之處是全網(wǎng)使用一個品牌的監(jiān)控平臺,,可能形成品牌依賴,。
.方式4:上、下級各地區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)平臺采用相同或不同廠商平臺,采用統(tǒng)一的標準互通協(xié)議實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng),。
此種方式與前面相比,,不同之處是使用獨立的標準協(xié)議解決聯(lián)網(wǎng)平臺互通問題,如此既實現(xiàn)基于監(jiān)控平臺的圖像共享,,又不受限于廠商品牌,。通過平臺級的聯(lián)網(wǎng)互通,屏蔽掉各個廠家和設(shè)備之間的差異,,實現(xiàn)各地監(jiān)控平臺之間的互通,,而不糾纏于監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的實現(xiàn),即解決了互通的問題,,又不陷入各個管理平臺的內(nèi)部細節(jié),。同時平級系統(tǒng)之間的圖像資源跨區(qū)域共享也可以很容易通過同一種互通標準實現(xiàn)。

標準中規(guī)定了實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)過程中的控制命令和視頻數(shù)據(jù)的傳輸和轉(zhuǎn)換,,所有這些實現(xiàn)都基于標準的SIP協(xié)議實現(xiàn),。該標準對區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)網(wǎng)所需的功能不做規(guī)定,而只定義了平臺間的溝通交流語言,。通過這種方式,,兼顧了現(xiàn)狀和未來。
表1:多域視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的實現(xiàn)方式對比

基于以上的幾種實現(xiàn)方式進行比較,,我們認為以統(tǒng)一的監(jiān)控平臺互通協(xié)議為基礎(chǔ)的聯(lián)網(wǎng)方式是未來的發(fā)展方向和趨勢,。在當前的實際應(yīng)用環(huán)境下,如果條件不足,,也可以先使用SDK兼容的方式進行過渡,。
上述的實現(xiàn)方式是針對控制信令層面進行協(xié)議互通的解決方案,受業(yè)界視頻編碼標準限制,,目前不同廠商間的產(chǎn)品無法在媒體流層面實現(xiàn)互編互解,。在媒體編解碼層面上,,可以采取使用各廠家解碼控件進行軟解碼的方式來實現(xiàn),。
五,、 結(jié)束語
如何能夠規(guī)范、務(wù)實的實現(xiàn)跨區(qū)域不同監(jiān)控系統(tǒng)的圖像共享已經(jīng)成為用戶關(guān)注的熱點,。后續(xù)的跨區(qū)域的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案,,還可以在目前控制信令聯(lián)網(wǎng)規(guī)范的基礎(chǔ)上,,在規(guī)范媒體編碼格式的標準等方面繼續(xù)進行補充和改進,同時借鑒現(xiàn)有的建設(shè)經(jīng)驗和實踐,,將多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控實踐更好地貫徹到更多的應(yīng)用領(lǐng)域,。
附錄:H3C多域聯(lián)網(wǎng)解決方案特點
l 統(tǒng)一資源管理
聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的所有監(jiān)控點圖像資源進行統(tǒng)一標識,全網(wǎng)圖像資源及用戶資源統(tǒng)一制定編碼及命名,。通過統(tǒng)一的編碼,,全網(wǎng)所有監(jiān)控資源都有一個唯一的標識,從而為圖像資源的統(tǒng)一管理提供了基礎(chǔ),。
l 標準協(xié)議支持
系統(tǒng)采用SIP+XML標準作為多域聯(lián)網(wǎng)技術(shù)協(xié)議,,支持多種國內(nèi)聯(lián)網(wǎng)標準,包括《DB33/T 629-2007跨區(qū)域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)共享技術(shù)規(guī)范》,、《GA/T669城市監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)系列標準》,、《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標準技術(shù)規(guī)范》、全球眼/寬世界等聯(lián)網(wǎng)標準規(guī)范,。
l 多級多域系統(tǒng)級聯(lián)
系統(tǒng)采用先進的模塊化軟件設(shè)計技術(shù),,支持分級分域的管理方式。根據(jù)需要,,整個多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中的域子系統(tǒng)可被劃分為多級,,上級域子系統(tǒng)管理多個下級域子系統(tǒng)。上級域和下級域之間可直接信令和媒體交互,。平級域之間的信令由上級域轉(zhuǎn)發(fā),,平級域之間可直接媒體交互或者通過上級域轉(zhuǎn)發(fā)完成。
多級平臺之間逐級向上注冊,、目錄發(fā)布,、保活,。多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之間初次聯(lián)網(wǎng)或斷網(wǎng)后重新聯(lián)網(wǎng)時,,平臺間具備自動注冊功能,兩個的互聯(lián)平臺能夠相互共享對方平臺上的授權(quán)設(shè)備狀態(tài)信息,,在互聯(lián)平臺上各自對設(shè)備進行添加/刪除/修改操作,,能夠相互刷新。
l 跨域圖像獲取及錄像檢索
在權(quán)限設(shè)置允許的條件下,,多域互聯(lián)平臺之間能根據(jù)需要靈活調(diào)用相互的監(jiān)控圖像資源,,實現(xiàn)跨域圖像共享,跨域操控監(jiān)控點的云臺,,能夠互相查看、下載錄像資料,。實現(xiàn)歷史錄像的秒級檢索,,可精確到秒級對跨域的歷史圖像進行檢索,。
l 用戶與權(quán)限管理
多域互聯(lián)平臺可相互檢索到各自平臺的授權(quán)用戶信息,互聯(lián)平臺之間可通過權(quán)限設(shè)置實現(xiàn)資源的共享,。
系統(tǒng)支持7層用戶域管理,,可呈樹型組網(wǎng),對應(yīng)某一級行政區(qū)劃,,各種設(shè)備都歸屬在一個域下,,每個域可以有自己的管理員和操作員。授權(quán)用戶可在多域聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中實現(xiàn)跨域的監(jiān)控點資源訪問,、控制和錄像檢索,。
l 干線管理
多域互聯(lián)系統(tǒng)間支持用戶接入能力的協(xié)商及管理,包括監(jiān)控平臺間媒體流量的管理,、媒體流數(shù)量達到上限報警及報警撤消,。并可實現(xiàn)管理用戶對跨域系統(tǒng)媒體流的強制撤線和提示管理。
l 全網(wǎng)時鐘同步
在多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)中,,OSD信息,、歷史圖像時間索引、回放檢索等都要求系統(tǒng)具有準確一致的時鐘信息,,監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的大量服務(wù)器和終端設(shè)備都需要進行時鐘同步,,多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控訪問時尤其如此,手工同步在精度上和工作量上不能滿足需要,,因此一個健壯可靠的監(jiān)控系統(tǒng)必須提供自動的時鐘同步機制,。
系統(tǒng)支持部署專業(yè)網(wǎng)絡(luò)時鐘服務(wù)器作為標準時鐘源,多域全部設(shè)備均使用標準NTP服務(wù)器作為時間同步來源,,下級域設(shè)備也可根據(jù)上級域視頻管理服務(wù)器的系統(tǒng)時間進行逐級自動時間同步,。
此內(nèi)容為AET網(wǎng)站原創(chuàng),未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載,。