??? 智能主體可看作是能夠通過傳感器感知環(huán)境，再通過控制器理解，并借助執(zhí)行器作用于該環(huán)境的任何事物，具有目標(biāo)性、自主性、交互性、社會(huì)性、協(xié)作性、自適應(yīng)性和分布性的特點(diǎn)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有4種智能主體，分別是控制服務(wù)組、用戶服務(wù)組、遠(yuǎn)程監(jiān)控組和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組。
??? 控制服務(wù)組主要負(fù)責(zé)處理用戶QoS和加入退出等請(qǐng)求，監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)資源的情況、網(wǎng)絡(luò)流量和管理用戶信息、建立用戶信息數(shù)據(jù)庫等。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)模塊向用戶端發(fā)送視頻數(shù)據(jù)流時(shí)，就向控制服務(wù)組查詢?cè)撚脩舻男畔?，根?jù)QoS請(qǐng)求調(diào)用合適的資源進(jìn)行傳輸。當(dāng)用戶發(fā)出更改優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求時(shí)，控制服務(wù)組根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬情況判斷是否能滿足用戶的請(qǐng)求。如果能滿足，則向用戶服務(wù)組發(fā)送信息，通知請(qǐng)求被接收，并向監(jiān)控點(diǎn)模塊的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組發(fā)送控制信息，讓監(jiān)控點(diǎn)發(fā)送視頻和音頻數(shù)據(jù)；如果網(wǎng)絡(luò)帶寬資源受到限制，則通過與用戶協(xié)商的方式，通知要求不能滿足[1]。
??? 遠(yuǎn)程監(jiān)控組是為了控制視頻數(shù)據(jù)流的傳輸和各種監(jiān)控設(shè)備而設(shè)立的，負(fù)責(zé)根據(jù)控制服務(wù)組中存儲(chǔ)的用戶信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?。遠(yuǎn)程監(jiān)控組在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊的設(shè)備上運(yùn)行，并同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組和控制服務(wù)組進(jìn)行交互工作，接收從用戶發(fā)送來的經(jīng)過服務(wù)器優(yōu)化的各種命令。遠(yuǎn)程監(jiān)控組根據(jù)用戶的合理要求來傳送視頻數(shù)據(jù)流，并監(jiān)視各個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的異常情況。
??? 用戶通過用戶服務(wù)組向服務(wù)器發(fā)出登錄等信息，用戶服務(wù)組向服務(wù)器查詢用戶權(quán)限，合法用戶能查看監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像。系統(tǒng)設(shè)立不同的用戶優(yōu)先級(jí)，用戶可以向控制服務(wù)組提出更新優(yōu)先級(jí)的請(qǐng)求，并附上需要的視頻服務(wù)質(zhì)量的用戶QoS參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組負(fù)責(zé)與用戶服務(wù)組和遠(yuǎn)程監(jiān)控組進(jìn)行交互運(yùn)作，根據(jù)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控組要求進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。用戶和各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊之間的視頻數(shù)據(jù)的傳輸，一般采用組播方式通信，以提高資源利用率。
　　如果需要調(diào)整監(jiān)控點(diǎn)的通信模式或增加前端的數(shù)量，則要改變網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組的運(yùn)行參數(shù)，并加入監(jiān)控點(diǎn)模塊的消息-行為映射表。監(jiān)控用戶端瀏覽視頻圖像時(shí)，用戶服務(wù)組對(duì)監(jiān)控用戶端的身份和權(quán)限確認(rèn)后，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組連接至控制中心，控制中心接到用戶消息后，根據(jù)消息-行為映射表對(duì)消息進(jìn)行解析，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)行為。例如，轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)模塊的視頻數(shù)據(jù)或報(bào)警數(shù)據(jù)等。
　　本公共視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的智能化系統(tǒng)中包括用戶數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)3種數(shù)據(jù)形式。用戶數(shù)據(jù)來源于監(jiān)控點(diǎn)模塊，包含視頻、音頻和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)等信息，所占網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源比例很大，因此要合理地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，也要避免監(jiān)控點(diǎn)模塊產(chǎn)生冗余信息?？刂茢?shù)據(jù)是指由控制中心向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的控制策略和指令，一般是在控制中心和監(jiān)控點(diǎn)模塊建立連接的初始階段，由控制中心來發(fā)送1次，或者在控制策略需要更改時(shí)，由控制中心來再發(fā)送1次。管理數(shù)據(jù)包括控制中心向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的監(jiān)控請(qǐng)求、用戶端向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的監(jiān)控請(qǐng)求、用戶端向控制中心發(fā)送的更改管理策略的請(qǐng)求等[2]?？刂茢?shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的數(shù)量取決于對(duì)控制和管理策略的語法和語義的設(shè)計(jì)，為了盡量減少流量，要求語法和語義的結(jié)構(gòu)合理、邏輯簡(jiǎn)練，并且具有可擴(kuò)展性。
　　公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、控制甚至運(yùn)行維護(hù)人員的行為都呈分布狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行完全集中式的求解可能遇到信息不全、通信瓶頸或計(jì)算速度等問題。本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是分布式和松散型的，每個(gè)智能主體成員僅擁有不完全的信息和問題求解能力，不存在全局控制問題，數(shù)據(jù)是分散分布的，計(jì)算過程是異步、并發(fā)和并行的，這些特點(diǎn)很明顯適合于公共視頻監(jiān)控分布式系統(tǒng)的建模，如用戶和媒體終端的分布性、控制位置的分布性、協(xié)商的需要和對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的適應(yīng)性等，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展在理論上為其設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法[3]。
2 基于消息的智能主體行為組織方法
　　本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的智能化的整體結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)智能主體，這些主體在物理上或邏輯上是分散的，各自的行為有自治性，是為了共同完成某個(gè)任務(wù)而連接起來的，并通過交互與合作的方式完成復(fù)雜問題的求解，具有工作速度和反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)多智能主體的綜合系統(tǒng)，多個(gè)智能主體之間的交互、合作、同步和自適應(yīng)機(jī)制是系統(tǒng)的核心任務(wù)。
　　智能主體行為的有效組織，是保證主體快速和正常運(yùn)作，進(jìn)而保證主體之間實(shí)現(xiàn)快速、高質(zhì)量的視頻傳輸?shù)闹匾獥l件，為此，本系統(tǒng)采用了基于消息的智能主體行為組織方法。首先，讓系統(tǒng)中的主體通過互送消息的方式組成有機(jī)的多主體系統(tǒng)，讓智能主體所有行為的產(chǎn)生都來源于輸入消息的觸發(fā)。然后，根據(jù)主體能夠響應(yīng)的輸入消息類型對(duì)主體的行為分類進(jìn)行組織。本系統(tǒng)中的消息由消息類型、消息發(fā)送者、消息接收者和消息內(nèi)容等組成。本系統(tǒng)對(duì)每個(gè)智能主體都建立一個(gè)屬于它自己的消息-行為映射表，表的每一項(xiàng)都包括消息類型和相應(yīng)的行為內(nèi)容。當(dāng)智能主體接收到消息后，以消息類型為關(guān)鍵字，查詢自己的消息行為-映射表，如果智能主體能夠找到響應(yīng)該消息的行為，就立即執(zhí)行；否則就不執(zhí)行任何行為[4]。消息-行為映射表維護(hù)了每個(gè)智能主體的消息-行為準(zhǔn)則，遵循這個(gè)消息-行為準(zhǔn)則，各個(gè)智能主體就可以直接從自己的行為中找到相應(yīng)的正確行為并執(zhí)行，這樣的行為組織方法可以很好地支持主體進(jìn)行實(shí)時(shí)決策，支持視頻傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的服務(wù)質(zhì)量。
　　多智能主體間的協(xié)作是指一個(gè)智能主體在采取行動(dòng)或作決定時(shí)，受到其他主體的存在或知識(shí)的影響。本系統(tǒng)中，協(xié)作不僅能提高單個(gè)主體及多主體系統(tǒng)的整體行為性能，增強(qiáng)主體及主體系統(tǒng)解決問題的能力，還使系統(tǒng)具有更大的靈活性。本系統(tǒng)對(duì)單個(gè)智能主體而言，它們都有自身的目標(biāo)和行為能力，其運(yùn)行可獨(dú)立于其他主體。但在整個(gè)系統(tǒng)中則不是孤立存在的，共同的總體目標(biāo)使得它們之間有著相互依賴的關(guān)系，協(xié)作是必然的，本系統(tǒng)中智能主體是通過消息傳遞機(jī)制實(shí)現(xiàn)協(xié)作來共同實(shí)現(xiàn)總體任務(wù)的，多主體間的協(xié)調(diào)運(yùn)作是為了以和諧的方式而工作。系統(tǒng)中存在一些可被多智能主體共享的公共資源，但在某個(gè)特定時(shí)刻，只能有1個(gè)主體是公共資源的所有者和使用者，為此需要對(duì)智能主體間的資源競(jìng)爭(zhēng)加以協(xié)調(diào)。智能主體在使用資源之前，必須先申請(qǐng)資源的使用權(quán)，如果資源未被其他主體占用，則可以使用，資源使用完畢則主動(dòng)放棄資源的使用權(quán)，以便其他主體使用；否則智能主體便處于資源等待狀態(tài)，直到其他主體放棄該資源的使用權(quán)[5]。
　　本系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)模塊、控制中心和監(jiān)控用戶端都通過使用智能主體來管理實(shí)際的功能單元?？刂浦行闹饕?fù)責(zé)權(quán)限和連接過程的管理，屬強(qiáng)制性的。監(jiān)控點(diǎn)模塊的編解碼包括簡(jiǎn)單和復(fù)雜的算法，實(shí)現(xiàn)不同的服務(wù)質(zhì)量，這由智能主體根據(jù)運(yùn)行環(huán)境來判斷和選擇。如果系統(tǒng)啟動(dòng)由監(jiān)控用戶端開始，當(dāng)監(jiān)控用戶端啟動(dòng)后，用戶端進(jìn)程首先向控制中心發(fā)送建立連接的請(qǐng)求，控制中心收到該請(qǐng)求消息后，先預(yù)留網(wǎng)絡(luò)連接的資源，然后向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送建立連接的請(qǐng)求，監(jiān)控點(diǎn)模塊在收到確認(rèn)及控制中心的連接建立的消息后，才正式接受與監(jiān)控用戶端的連接，這樣就有序地建立起了各個(gè)部分之間的有效連接。
　　本系統(tǒng)有不同的用戶服務(wù)模式，模式的轉(zhuǎn)換既可以由控制中心統(tǒng)一控制，也可以由用戶向控制中心請(qǐng)求。優(yōu)先級(jí)模式是根據(jù)不同級(jí)別用戶所提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬也不同，對(duì)于高級(jí)別的用戶發(fā)送幀率高，帶寬占用大，而對(duì)于低級(jí)別的用戶則發(fā)送幀率低，帶寬占用??；視頻平均模式是每個(gè)用戶共享當(dāng)前可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬，在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)視頻數(shù)據(jù)流的幀率是一樣的，為其提供的視頻質(zhì)量和效果也一樣。
　　本公共視頻監(jiān)控的理論依據(jù)是分布式人工智能技術(shù)，主要進(jìn)行如何并行和相互協(xié)作地對(duì)邏輯上或物理上分散的智能系統(tǒng)的問題求解。分布式人工智能包括分布式問題求解和多智能主體系統(tǒng)，多智能主體系統(tǒng)主要研究智能主體行為的協(xié)調(diào)，協(xié)調(diào)它們的知識(shí)、目標(biāo)、技能和相互規(guī)劃來采取行動(dòng)或解決問題。大量研究已經(jīng)證明，面向多智能主體的體系結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種有效分解復(fù)雜問題空間的方法，是一種適合處理復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)性和交互性問題的工具。
3 系統(tǒng)自適應(yīng)控制和評(píng)價(jià)機(jī)制
　　本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)中多智能主體間信息傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制和評(píng)價(jià)機(jī)制可用圖2所示的形式化的運(yùn)行體系圖來表示。這里運(yùn)用了控制論的理論方法，總體上可以分為參考模型、被控對(duì)象、反饋控制器和自適應(yīng)控制回路四大部分。系統(tǒng)輸入為發(fā)送方的視頻數(shù)據(jù)，系統(tǒng)輸出為接收方收到的視頻質(zhì)量。參考模型用來分析用戶需求，即對(duì)于給定視頻數(shù)據(jù)流，用戶希望得到某種服務(wù)質(zhì)量的輸出，這種質(zhì)量需求有一個(gè)給定的范圍。被控對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)，系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)帶寬和路由器緩沖的使用情況[6]?？刂破鲗?duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，使系統(tǒng)輸出向要求的方向發(fā)展。自適應(yīng)規(guī)則用來根據(jù)輸出質(zhì)量與期望質(zhì)量的誤差來調(diào)整控制器參數(shù)。