《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(gè)涉及到多個(gè)層面的復(fù)雜系統(tǒng),系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)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(fù)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(shí)現(xiàn)圖像資源的跨域共享;而遵循業(yè)界已經(jīng)得到實(shí)踐的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)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(gè)涉及到多個(gè)層面的復(fù)雜系統(tǒng),系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)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(fù)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(shí)現(xiàn)圖像資源的跨域共享;而遵循業(yè)界已經(jīng)得到實(shí)踐的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行說明。
域指的是一個(gè)獨(dú)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(shí)體域、自治域,有域內(nèi)唯一的認(rèn)證注冊管理服務(wù)器,負(fù)責(zé)全域內(nèi)設(shè)備統(tǒng)一注冊、用戶登錄認(rèn)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(gè)企業(yè)的園區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)、一個(gè)城市的社會治安監(jiān)控系統(tǒng),都可以稱為一個(gè)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(diǎn)。邏輯域內(nèi)的設(shè)備不能獨(dú)立運(yùn)行,域內(nèi)資源需要依靠物理域的管理服務(wù)器才能運(yùn)行。邏輯域可以在一個(gè)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(gè)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(rèn)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(gè)單域系統(tǒng)組成的,通過單個(gè)或多個(gè)中心管理平臺,實(shí)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(gè)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(gè)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(kuò)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(jìn)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(shí)現(xiàn)視頻資源的共享。以單個(gè)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(shí)現(xiàn)圖像共享。上級公安機(jī)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(jī)關(guān)提供遠(yuǎn)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(kuò)大,系統(tǒng)的整合需求也日益強(qiáng)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(shí)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(jìn)行共享上傳,以便于出現(xiàn)事故進(jìn)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(tuán),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(jìn)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(shí)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(biāo)準(zhǔn)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(dú)立建設(shè),采用不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)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(shí)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(gè)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(gè)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(gè)物理域,但在某個(gè)地市的多個(gè)業(yè)務(wù)部門,如交警、消防等均要依據(jù)本機(jī)構(gòu)的管轄范圍單獨(dú)進(jìn)行管理,這樣就會在一個(gè)物理域劃分出多個(gè)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(gè)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(gè)物理域,但省級的垂直業(yè)務(wù)部門,如省交警總隊(duì)需要實(shí)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(gè)物理域劃分出一個(gè)單獨(dú)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(shí)現(xiàn)方式
目前在實(shí)現(xiàn)多域視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)時(shí),針對各個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立建設(shè),采用不同的實(shí)現(xiàn)技術(shù),多種平臺無法真正互聯(lián)互通、實(shí)現(xiàn)有效統(tǒng)一管理的問題,采取了各種方式進(jìn)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(jìn)行管理,上、下級平臺同時(shí)管理前端監(jiān)控資源,實(shí)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(jìn)行接入。這種方式實(shí)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(jìn)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(kuò)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(shí)對同一個(gè)監(jiān)控點(diǎn)圖像進(jìn)行調(diào)用時(shí),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(shí)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(jìn)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(shí)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(jìn),按照其提供的接口進(jìn)行開發(fā),并且由于沒有標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行持續(xù)性開發(fā)和維護(hù)。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(jìn)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(gè)廠商都需要分別與其他廠商平臺進(jìn)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(shí)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(jìn)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)互通協(xié)議實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
此種方式與前面相比,不同之處是使用獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議解決聯(lián)網(wǎng)平臺互通問題,如此既實(shí)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(gè)廠家和設(shè)備之間的差異,實(shí)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(shí)現(xiàn),即解決了互通的問題,又不陷入各個(gè)管理平臺的內(nèi)部細(xì)節(jié)。同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)。

標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了實(shí)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(shí)現(xiàn)都基于標(biāo)準(zhǔn)的SIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。該標(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)方式對比

基于以上的幾種實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行比較,我們認(rèn)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(dāng)前的實(shí)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(jìn)行過渡。
上述的實(shí)現(xiàn)方式是針對控制信令層面進(jìn)行協(xié)議互通的解決方案,受業(yè)界視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)限制,目前不同廠商間的產(chǎn)品無法在媒體流層面實(shí)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(jìn)行軟解碼的方式來實(shí)現(xiàn)。
五、 結(jié)束語
如何能夠規(guī)范、務(wù)實(shí)的實(shí)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(diǎn)。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(biāo)準(zhǔn)等方面繼續(xù)進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn),同時(shí)借鑒現(xiàn)有的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐,將多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控實(shí)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(diǎn)
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(diǎn)圖像資源進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)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(gè)唯一的標(biāo)識,從而為圖像資源的統(tǒng)一管理提供了基礎(chǔ)。
l 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議支持
系統(tǒng)采用SIP+XML標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),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(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)》、《國家教育考試網(wǎng)上巡查系統(tǒng)視頻標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范》、全球眼/寬世界等聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
l 多級多域系統(tǒng)級聯(lián)
系統(tǒng)采用先進(jìn)的模塊化軟件設(shè)計(jì)技術(shù),支持分級分域的管理方式。根據(jù)需要,整個(gè)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(gè)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、?;睢6嘤蚵?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(shí),平臺間具備自動(dòng)注冊功能,兩個(gè)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(jìn)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(shí)現(xiàn)跨域圖像共享,跨域操控監(jiān)控點(diǎn)的云臺,能夠互相查看、下載錄像資料。實(shí)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(jìn)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(shí)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?xì)w屬在一個(gè)域下,每個(gè)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(shí)現(xiàn)跨域的監(jiān)控點(diǎn)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(dá)到上限報(bào)警及報(bào)警撤消。并可實(shí)現(xiàn)管理用戶對跨域系統(tǒng)媒體流的強(qiáng)制撤線和提示管理。
l 全網(wǎng)時(shí)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(shí)間索引、回放檢索等都要求系統(tǒng)具有準(zhǔn)確一致的時(shí)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(jìn)行時(shí)鐘同步,多域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控訪問時(shí)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(gè)健壯可靠的監(jiān)控系統(tǒng)必須提供自動(dòng)的時(shí)鐘同步機(jī)制。
系統(tǒng)支持部署專業(yè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘服務(wù)器作為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘源,多域全部設(shè)備均使用標(biāo)準(zhǔn)NTP服務(wù)器作為時(shí)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(shí)間進(jìn)行逐級自動(dòng)時(shí)間同步。
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