本刊記者 賀小花

復(fù)雜異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)及在平安城市建設(shè)中的應(yīng)用

本刊記者 賀小花

一個安防監(jiān)控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統(tǒng)，或由于產(chǎn)品提供來自不同廠商，從而造成“信息孤島”的局面。為打破這種尷尬局面，復(fù)雜異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

系統(tǒng)興起原因

當(dāng)前，在視頻監(jiān)控平臺，存在一個不爭又尬尷的事實(shí)：一個安防監(jiān)控平臺，由于依靠多個不同功能的子系統(tǒng)，或者由于產(chǎn)品提供來自不同廠商，在數(shù)據(jù)交換中沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此造成接口眾多、訪問性差，從而形成了一個個的“信息孤島”。為了平臺間各子系統(tǒng)良好協(xié)作，監(jiān)控平臺異構(gòu)體系逐漸出現(xiàn)在安防舞臺上。

異構(gòu)視頻監(jiān)控的出現(xiàn)是必然的，因?yàn)楫?dāng)前在視頻監(jiān)控實(shí)際應(yīng)用中存在的某些問題，只有異構(gòu)監(jiān)控體系才能解決。比如一個大的綜合性視頻監(jiān)控平臺的建設(shè)要求構(gòu)造一個大規(guī)模、廣范圍的視頻監(jiān)控管理平臺，形成對所轄范圍的有效的視頻監(jiān)控,而現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由于技術(shù)體系不一，采用的標(biāo)準(zhǔn)各異，存在著相互之間難以兼容互通的問題。又比如綜合視頻監(jiān)控管理平臺不可能只采用一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，必需兼容使用多種不同的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。以平安城市為例，平安城市項(xiàng)目是一個特 大型、綜合性非常強(qiáng)的管理系統(tǒng)，不僅需要滿足治安管理、城市管理、交通管理、應(yīng)急指揮等需求，而且還要兼顧災(zāi)難事故預(yù)警、安全生產(chǎn)監(jiān)控等方面對圖像監(jiān)控的需求，同時還要考慮報警、門禁等配套系統(tǒng)的集成以及與廣播系統(tǒng)的聯(lián)動。由于這些系統(tǒng)所采用的技術(shù)體系、整體架構(gòu)都存在著巨大的差別，因此在這些系統(tǒng)的互聯(lián)過程中必然會出現(xiàn)系統(tǒng)異構(gòu)的問題。

在視頻監(jiān)控的大型項(xiàng)目中，越來越多的品牌需要相互兼容，系統(tǒng)需要集成與融合，如何解決協(xié)議和接口標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的難題，成為各大廠家攻關(guān)的方向。經(jīng)過市場的錘煉和技術(shù)的不斷革新，人們逐漸發(fā)現(xiàn)成長于IT行業(yè)的異構(gòu)系統(tǒng)同樣也適用于安防行業(yè)，在視頻監(jiān)控領(lǐng)域最先得到應(yīng)用。

2009年，安防異構(gòu)系統(tǒng)的建設(shè)序幕在浙江省第一個被揭開。當(dāng)年，浙江省公安廳對異構(gòu)視頻監(jiān)控平臺制定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定該省平安工程聯(lián)網(wǎng)能共享平臺建設(shè)。

系統(tǒng)技術(shù)需求

要打破信息孤島的局面，復(fù)雜異構(gòu)方式的監(jiān)控平臺需要解決不同廠商、不同產(chǎn)品的兼容和多個子系統(tǒng)互相集成的問題，需要考慮到平臺的網(wǎng)絡(luò)接入和資源開發(fā)方式，還需要立足大型聯(lián)網(wǎng)用戶的角度去設(shè)計(jì)，把握好互利與共享的原則。因此，編解碼標(biāo)準(zhǔn)、通信信令技術(shù)、媒體傳輸技術(shù)、SIP協(xié)議的封裝、信息安全和接口統(tǒng)一也就成為了異構(gòu)化監(jiān)控平臺的關(guān)鍵技術(shù)。

編解碼標(biāo)準(zhǔn)：由于監(jiān)控是業(yè)務(wù)發(fā)展優(yōu)先于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，所以沒有一個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對各種系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)范，甚至同一代的設(shè)備，由于只有一些基本企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，基本上各種業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，都無法實(shí)現(xiàn)互通。如模擬攝像頭的控制信號，接入信令標(biāo)準(zhǔn)，編解碼標(biāo)準(zhǔn)等等，而且目前各種設(shè)備都在現(xiàn)網(wǎng)有一定的存量，并且很多產(chǎn)品都無法升級，無法采用統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行互聯(lián)。如何適應(yīng)各種不同標(biāo)準(zhǔn)是最大的困難。統(tǒng)一的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，采用業(yè)界通行的標(biāo)準(zhǔn)才能降低異構(gòu)的工作量；另外，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中對于視頻編碼格式的轉(zhuǎn)換也非常主要，需要將各平臺中不通的編碼格式進(jìn)行在線轉(zhuǎn)換，一般采用H.264/MJPG4編碼格式。

通信信令技術(shù)：信令技術(shù)主要用于視頻通信的會話建立和管理。

媒體編解碼技術(shù)：媒體編解碼技術(shù)主要對原始視頻碼流進(jìn)行壓縮以及恢復(fù)，常見的有H.264/Mpeg4編解碼技術(shù)。

媒體傳輸技術(shù)：媒體傳輸主要解決編碼后的媒體流如何在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膯栴}。

SIP協(xié)議的封裝：SIP協(xié)議由互聯(lián)網(wǎng)工程任(IETF:Internet Engineering Task Force)制定的，用于多方多媒體通信的框架協(xié)議。它是一個基于文本的應(yīng)用層控制協(xié)議，獨(dú)立于底層傳輸協(xié)議，用于建立、修改和終止IP網(wǎng)上的雙方或多方多媒體會話。SIP協(xié)議之前一直用于通信行業(yè)，近年在監(jiān)控行業(yè)中的使用也越來越多，支持與使用SIP協(xié)議的平臺與設(shè)備也相繼增多。因此，在異構(gòu)平臺中對SIP協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)封裝成為平臺間互聯(lián)互通的關(guān)鍵。統(tǒng)一的交互協(xié)議，不同平臺間需要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)交互協(xié)議才有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的平臺互聯(lián)。目前國際上有PSIA、ONVIF等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，國內(nèi)也有T669、DB33等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

信息安全和接口統(tǒng)一：這是異構(gòu)監(jiān)控平臺中的基本問題。從整體上、系統(tǒng)地研究異構(gòu)平臺融合所涉及的安全關(guān)鍵技術(shù)和管理問題，研究保證平臺安全的個性和共性問題，顯得尤為重要。要通過對安全機(jī)制和協(xié)議的廣泛研制與應(yīng)用，積極建立新型主動安全防護(hù)系統(tǒng)，以真正達(dá)到可信、可控、可用這一安防行業(yè)的最終目標(biāo)。

總之，統(tǒng)一的編解碼標(biāo)準(zhǔn)，采用業(yè)界通行的標(biāo)準(zhǔn)才能降低異構(gòu)的工作量；統(tǒng)一的交互協(xié)議，才有可能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的平臺互聯(lián)；統(tǒng)一的封裝、傳輸技術(shù)，才有利于視頻信息的有效存儲；信息安全和接口統(tǒng)一，才能保證資源的有效共享。

系統(tǒng)在平安城市建設(shè)中的應(yīng)用

異構(gòu)視頻監(jiān)控由于其固有的優(yōu)勢，能滿足大型監(jiān)控項(xiàng)目中信息共享的需求。當(dāng)前，在全國各地的平安城市建設(shè)項(xiàng)目中，異構(gòu)視頻監(jiān)控被廣泛應(yīng)用，并已發(fā)揮其巨大作用。下文將以東莞市和蚌埠平安城市建設(shè)為例，分析異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況。

東莞市治安視頻監(jiān)控解決方案

東莞市城市社會治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對一些治安重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域，如居民小區(qū)、城區(qū)路面、商業(yè)中心、車站廣場等人流集中的場所實(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控，進(jìn)行遠(yuǎn)程錄像備份。目前該市的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)試點(diǎn)項(xiàng)目已通過驗(yàn)收。

治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由五個部分組成，分別為前端部分、信號傳輸部分、中央控制顯示部分、數(shù)字圖像檢索回放部分及數(shù)據(jù)存儲、IP承載網(wǎng)。前端系統(tǒng)采用點(diǎn)位設(shè)計(jì)。信號傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分傳輸方式、傳輸管道兩部分。中央控制顯示部分的設(shè)計(jì)采用數(shù)字化監(jiān)控中心管理系統(tǒng)。數(shù)字圖像檢索回放部分以加大容量模塊化矩陣切換設(shè)備作為核心設(shè)備，以數(shù)模結(jié)合方式，實(shí)現(xiàn)對快球的遠(yuǎn)程的控制、權(quán)限的管理，并采用外置存儲方式進(jìn)行集中式數(shù)據(jù)存儲。

東莞市治安視頻監(jiān)控是大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的典型實(shí)例。該項(xiàng)目數(shù)字部分建設(shè)采用流媒體分發(fā)技術(shù)，構(gòu)建分層匯聚的視頻傳輸架構(gòu)，將各鎮(zhèn)區(qū)公安分局的監(jiān)控點(diǎn)連接起來。同時通過集中存儲的模式，在市公安局的大型存儲中心將匯聚的視頻流以文件格式保存下來，提供遠(yuǎn)程的錄像檢索和回放。

蚌埠平安城市監(jiān)控系統(tǒng)

“平安城市”視頻監(jiān)控系統(tǒng)，需要綜合考慮公安、交通、消防、城管等職能部門的需求，全面滿足治安防控和城市管理的需要，所以視頻信息的覆蓋面要盡可能的廣泛。前端監(jiān)控點(diǎn)的部署，根據(jù)城市治安重點(diǎn)設(shè)立，主要集中在商業(yè)金融街區(qū)、社區(qū)、娛樂場所、主要路段、交通樞紐區(qū)等，布控點(diǎn)以圖像采集、音頻采集及報警信息采集等設(shè)備為主。前端采集的視音頻信息通過編碼后經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控平臺，由公安統(tǒng)一利用和管理。2009年，蚌埠公安建立覆蓋全市重點(diǎn)單位、場所、道口等的“平安蚌埠”視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以先進(jìn)的技防手段加強(qiáng)社會治安監(jiān)管力度，提升社會治安管理水平。按照蚌埠城市治安防控與管理的需求以及公安的業(yè)務(wù)模式，系統(tǒng)采用了“前端就近匯聚，兩級平臺級聯(lián)部署”的架構(gòu)，滿足城市分布散、范圍廣、數(shù)量大的監(jiān)控資源的接入、處理、轉(zhuǎn)發(fā)與存儲需求，管理上采用“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的架構(gòu)，滿足公安業(yè)務(wù)流程與管理模式，提高了公安上下級協(xié)作與警力合理調(diào)配，讓資源利用更充分，接處警效率更高。

針對蚌埠市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)需求，該系統(tǒng)采用了EPON技術(shù)組建匯聚網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)匯聚機(jī)房部署OLT，鋪設(shè)光纖到監(jiān)控前端，在光纖線路上部署分光器，靈活接入各前端監(jiān)控點(diǎn)。前端視頻編碼器通過ONU接入光纖，實(shí)現(xiàn)“樹型分叉”式的前端接入，可有效節(jié)約光纖資源，減少建設(shè)成本，后期擴(kuò)容也更為方便。

該系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)建設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)圖像資源的網(wǎng)絡(luò)化傳輸和多級聯(lián)網(wǎng)、分級分域的管理。系統(tǒng)采用兩級級聯(lián)架構(gòu)部署，在市局部署一級監(jiān)控平臺，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的中心管理、業(yè)務(wù)管理、權(quán)限認(rèn)證等功能，在7個匯聚機(jī)房設(shè)立二級監(jiān)控平臺，負(fù)責(zé)各轄區(qū)內(nèi)視頻圖像的匯聚、轉(zhuǎn)發(fā)、分發(fā)和信令管理，完成本平臺內(nèi)的管理控制功能，并通過網(wǎng)絡(luò)將重要圖像資料上傳到市公安局一級平臺。各級公安通過訪問相應(yīng)的監(jiān)控平臺，可對城市監(jiān)控圖像進(jìn)行利用和管理。

錄像——城市治安監(jiān)控最大的特點(diǎn)之一就是信息量大，如此龐大的信息資料的可靠存儲是一大問題。蚌埠城市治安監(jiān)控系統(tǒng)采用了先進(jìn)的IP SAN存儲技術(shù)，分布式存儲與集中存儲相結(jié)合的存儲方案，由匯聚機(jī)房二級平臺負(fù)責(zé)其下轄范圍內(nèi)的監(jiān)控圖像與報警錄像的存儲，由市一級平臺負(fù)責(zé)整個市的重點(diǎn)部位監(jiān)控圖像和報警錄像的存儲。分布式存儲，減輕了中心存儲的壓力以及對中心網(wǎng)絡(luò)帶寬的占用，而集中存儲與分布式存儲相結(jié)合，則可互為備份，保證了重點(diǎn)資料的可靠存儲。存儲的錄像可通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行查詢、下載、回放等。

分級分域管理——系統(tǒng)采用“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的管理架構(gòu)，分別部署市局、分局、派出所三級監(jiān)控中心，對城市監(jiān)控資源進(jìn)行統(tǒng)一管理和調(diào)度。該網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有強(qiáng)大的管理功能和嚴(yán)格的分級分權(quán)機(jī)制，按照各級公安的職能劃分，分別賦予不同的權(quán)限。市公安局設(shè)立一級監(jiān)控中心，具有一級控制權(quán)限，可對全市所有監(jiān)控點(diǎn)及監(jiān)控資源進(jìn)行調(diào)看和管控；縣（區(qū)）公安分局（業(yè)務(wù)部門）設(shè)立二級監(jiān)控中心，具有二級控制權(quán)限，可對其轄區(qū)內(nèi)各監(jiān)控點(diǎn)及下屬單位監(jiān)控資源進(jìn)行調(diào)看和管控；派出所及基層實(shí)戰(zhàn)單位設(shè)置三級監(jiān)控中心，具有三級控制權(quán)限，能對其下屬監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行調(diào)看和管控。在沒有特殊需求時，各級用戶不能越級訪問。

這種“三級監(jiān)控中心，分級分域管理”的管理模式，一方面，各級監(jiān)控中心與監(jiān)控平臺之間通過專線網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成互聯(lián)互訪、資源共享的社會面治安防控體系；另一方面，職能、區(qū)域、權(quán)限劃分明確，使得各領(lǐng)域管理更專注，資源協(xié)調(diào)更合理，接處警更加迅捷，大大提高公安執(zhí)法效率。

通過聯(lián)網(wǎng)，蚌埠的城市治安監(jiān)控圖像資源可納入安徽省圖像調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)省級范圍的資源共享與統(tǒng)一調(diào)度。

結(jié)束語

伴隨著平安城市項(xiàng)目在全國的大力推廣，以及上海世博會、廣州亞運(yùn)會、深圳大運(yùn)會的召開，經(jīng)過實(shí)踐的反復(fù)檢驗(yàn)，復(fù)雜異構(gòu)視頻監(jiān)控系統(tǒng)受到市場的廣泛歡迎，越來越多的客戶看到了這個系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢。順理成章，異構(gòu)視頻監(jiān)控的推廣是必然趨勢，“信息孤島”的局面將成為歷史。