李寧萬

(廣西交通科學研究院，廣西　南寧　530007)

視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺研究

李寧萬

(廣西交通科學研究院，廣西南寧530007)

李寧萬(1984—)，男，助理工程師，主要從事軟件開發(fā)工作。

摘要：文章結(jié)合廣西高速公路視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)建設實際，闡述了視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測工作的任務及應用到的相關技術(shù)與工具軟件，提出了開發(fā)一個實用性更強、更具推廣性的標準符合性檢測平臺軟件的新思路，并介紹了該平臺的實現(xiàn)方法、應用技術(shù)及其推廣效益。

關鍵詞：視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)；標準符合性；檢測平臺；研究

0引言

從廣西高速公路管理局近兩年來發(fā)布的相關信息及筆者參與的部分關于高速公路視頻監(jiān)控發(fā)展動態(tài)的會議獲悉，廣西正大力推進高速公路視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設。然而，許多已建成及新開展建設的高速路段上使用的監(jiān)控網(wǎng)絡、監(jiān)控系統(tǒng)及監(jiān)控設備等基本上都是相互獨立、互不關聯(lián)的“信息孤島”，必須經(jīng)過不同程度的升級改造，采用符合國家標準的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)、傳輸協(xié)議及編解碼協(xié)議等技術(shù)進行指導建設，才能從大構(gòu)架、小區(qū)域甚至遠端的單個監(jiān)控設備上實現(xiàn)視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)，并最終實現(xiàn)視頻監(jiān)控資源互聯(lián)、互通、互控的目標。然而，采用符合國家標準技術(shù)來指導聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設的同時，勢必會將市面上許多監(jiān)控技術(shù)、監(jiān)控設備等攔在“標準”門檻之外，如何實現(xiàn)以一個可靠、方便快捷的檢測平臺來對這些技術(shù)、設備進行“篩查過濾”達到引進的目的，成為視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設的首要任務。

1視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測的任務、相關技術(shù)及工具分析

1.1　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測的任務

由公安部2012年7月發(fā)布的《視頻監(jiān)控報警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測方法》可以看出，視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測的主要任務是對兩大類對象的標準符合性檢測：設備類，包含IP攝像機(IPC)、DVR/NVR存儲設備以及視音頻編/解碼器；系統(tǒng)類，主要為可實現(xiàn)級聯(lián)結(jié)構(gòu)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺。

在設備類中，新增的視音頻編碼器是公安部文件中沒有提及的檢測對象，與前端模擬攝像機結(jié)合后其實可以看作是另一種形式的IP攝像機。筆者在此將其添加到檢測對象列表中，是因為在實際工程應用中1拖2甚至1拖n(n>2)的音視頻編碼器是隨處可見的(注：1拖2表示1個音視頻編碼器可接入2個模擬攝像機，1拖n以此類推)，而此時音視頻編碼器的配置及檢測參數(shù)與單純的IP攝像機則有所區(qū)別。同時，在應用光纖環(huán)網(wǎng)做視頻監(jiān)控信息的非壓縮傳輸工程項目中，1拖n的音視頻編碼器陣列是放置于監(jiān)控中心本地，而光纖環(huán)網(wǎng)不僅傳輸監(jiān)控視音頻信號及控制云臺等信號，還并行傳輸電力監(jiān)控、照明控制、情報板、應急電話等信號，勢必對音視頻編碼器的某些檢測參數(shù)造成影響。為此，在對此類應用場合的音視頻編解碼器做標準符合性檢測時，不能因某些參數(shù)的不合格而對音視頻編碼器的標準符合性持否定判斷，而應結(jié)合實際情況對其中的主要和次要參數(shù)做篩查檢測，確保對該類設備引入到聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的正確性。

在系統(tǒng)類中，筆者附加“可實現(xiàn)級聯(lián)結(jié)構(gòu)”的條件，與公安部的檢測方法有所區(qū)別。筆者認為它有兩層含義：(1)互聯(lián)通訊，即從物理鏈路上實現(xiàn)互聯(lián)及通訊，使之成為一個大的環(huán)狀或星狀網(wǎng)，從而確保在有鏈路發(fā)生中斷時能夠及時切換到其它鏈路上繼續(xù)傳輸。在實際工程應用中，設備是通過信令注冊的方式連接到視頻監(jiān)控網(wǎng)絡系統(tǒng)中，一旦因為鏈路中斷的原因引起注冊信息丟失，恢復起來是一件十分麻煩的事情。(2)上下級聯(lián)結(jié)構(gòu)，即視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺在作對接時應該能實現(xiàn)上級、下級的結(jié)構(gòu)配置。級聯(lián)結(jié)構(gòu)有幾個重要的意義：(1)處于下級的系統(tǒng)平臺仍能保持原有的監(jiān)控系統(tǒng)模式而不會被其它同級別的系統(tǒng)平臺所干擾，即能保證原有系統(tǒng)平臺的穩(wěn)定性同時又能降低舊路段系統(tǒng)平臺升級改造的復雜度；(2)處于上級的系統(tǒng)平臺在調(diào)用下級系統(tǒng)平臺的監(jiān)控等信息時，下級系統(tǒng)平臺比較容易實現(xiàn)，無外乎當成一個新增的客戶端請求模式轉(zhuǎn)發(fā)鏈路，而不會干擾到下級系統(tǒng)平臺的穩(wěn)定性或者導致下級系統(tǒng)平臺的癱瘓；(3)上下級的連接結(jié)構(gòu)十分方便我們通過權(quán)限配置的方式來限制訪問、控制量，有效避免未授權(quán)訪問和隨意訪問引起的網(wǎng)絡擁堵、監(jiān)控區(qū)域圖像丟失、監(jiān)控信息泄露等意外事件的發(fā)生。

1.2　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測的相關技術(shù)及工具

自視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的方案提出及國家陸續(xù)發(fā)布相關標準技術(shù)文件以來，國內(nèi)的許多省份已紛紛出臺適合本省實際情況的建設指導技術(shù)要求及測試規(guī)范文件，如山西、青海、陜西、貴州等省份。筆者在閱讀這些技術(shù)及規(guī)范文件后，大致匯總出其主要參照了以下標準技術(shù)文件，它們同時也是標準符合性檢測工作的重要依據(jù)：

國標GB/T 28059-2011《公路網(wǎng)圖像信息管理系統(tǒng)平臺互聯(lián)技術(shù)規(guī)范》；

國標GB/T 28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》；

國標GB/T 25724-2010《安全防范監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)要求》(SVAC標準)。

公安部同期發(fā)布的MANCDP調(diào)測軟件是目前國內(nèi)應用較為廣泛的標準符合性檢測工具軟件。MANCDP調(diào)測軟件界面簡單明了，不僅檢測對象分類清楚而且各項檢測功能也羅列得很直觀，除檢測結(jié)果準確之外也比較方便檢測人員的操作以及查看結(jié)果。然而這卻不能堪稱方便快捷的檢測工具，主要表現(xiàn)為以下幾點：

(1)對沒有SIP相關知識基礎的檢測人員而言，他們很可能不知道如何啟動這個檢測工具，因為它是以服務腳本的形式運行的，而功能檢測操作則是在web頁面上實現(xiàn)。

(2)在檢測實時視頻點播項目時，需切換到新的web窗口頁面，而此時提示需要安裝的瀏覽器插件會由于兼容性問題而時常安裝不成功，必須修改插件運行的安全級別并關閉系統(tǒng)防火墻等，方能看到實時視頻畫面。

(3)在更換被檢測設備時，需修改腳本中的配置文件，并且要重新啟動該檢測工具，才能對新接入的設備作檢測操作；對不了解SIP等相關知識的檢測人員，修改配置文件無疑是一個十分頭疼的問題。

(4)少部分的被檢測設備需要依賴第三方Sipconfig注冊工具，方能實現(xiàn)設備到檢測工具之間的注冊工作，而只有已成功注冊的設備才能實現(xiàn)標準符合性檢測的各個功能項目檢測任務。

為此，筆者認為在開發(fā)新的標準符合性檢測工具時，應著力解決以上幾個主要問題，力求突出具備作為檢測類工具應有的簡單易用、清晰明了、方便快捷、結(jié)果準確等特點。它無疑也將加快工程項目中大批量設備的檢測工作，有效促進新路段建設及舊路段的升級改造工作。

2視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺的提出、實現(xiàn)、新技術(shù)及應用推廣

2.1　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺的提出

省級視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設工程可謂龐大和復雜，不僅要實現(xiàn)大量子視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成，還要實現(xiàn)各級路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的對接和聯(lián)網(wǎng)；從根本上解決視頻監(jiān)控產(chǎn)品的兼容性問題，保障系統(tǒng)的無縫對接是推進視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)建設的基礎。為此，在綜合分析公安部MANCDP調(diào)測軟件以及一些常用的協(xié)議分析、抓包分析(如Wireshark)等工具的優(yōu)缺點后，以國標GB/T28059-2011、GB/T28181-2011等文件為理論基礎，筆者認為有必要開發(fā)一個實用性更強、更具推廣性的標準符合性檢測平臺軟件，它應具備以下幾個特征：

(1)通用性：它是一個常規(guī)的安裝程序甚至是綠色非安裝程序軟件；

(2)完整性：它不依賴第三方工具軟件即可獨立完成整個檢測工作；

(3)易用性：它不需要復雜的配置和操作即可輕松實現(xiàn)各個功能項的檢測工作；

(4)清晰性：發(fā)送信令、接收信令以及結(jié)果提示等都應該清晰明了并易于理解；

(5)準確性：它應能保證檢測結(jié)果是準確無誤的。

從相關部門發(fā)布的信息了解到，廣西視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的建設仍處于初期階段，不僅許多舊路段的升級改造剛剛提起議程，就連部分新建成的路段所采用的監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡也依舊沿用路段監(jiān)控中心的獨立監(jiān)控模式，這也無形中增加了監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)建設的許多困難。此外，從筆者參與的部分路段監(jiān)控系統(tǒng)建設中了解到，廣西許多路段上采用的監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控網(wǎng)絡、監(jiān)控設備等均是合作或外包給第三方廠家設計并實現(xiàn)的，所應用的相關技術(shù)、設備也均是廠家為路段定制的，這對后期聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設同樣產(chǎn)生了諸多的困難。為此，開發(fā)一個實用、方便快捷的標準符合性檢測平臺是廣西近期有必要著力解決的任務。

2.2　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺的實現(xiàn)

廣西交通視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)和標準測試平臺(以下簡稱檢測平臺)是廣西交通科學研究院自主研發(fā)的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺。立足于視頻監(jiān)控領域規(guī)范性及標準性的檢測目標，可對各類監(jiān)控設備、監(jiān)控平臺及相關硬件設備進行標準符合性檢測，其可檢測的功能項目也涵蓋了依據(jù)標準文件所列舉的幾乎全部功能測試點，是一款應用簡便、值得信賴及推廣的檢測工具，其主界面如圖1示。

圖1　廣西交通視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)和標準測試平臺主界面示例圖

檢測平臺很好地支持于windows系列的操作系統(tǒng)中，如Windows XP、Windows 7、Windows 8等，使得它很好地勝任各個領域、各種環(huán)境下幾乎全部的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測工作。

2.3　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺應用到的新技術(shù)

國家標準GB/T28059-2011文件規(guī)定了以H.264編碼技術(shù)作為高速公路視頻編解碼的標準。H.264是由ITU-T和ISO/IEC聯(lián)手開發(fā)的最新一代視頻編碼標準。由于它比以前的標準在設計結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)功能上更優(yōu)越，使得在同等視頻質(zhì)量條件下能夠節(jié)省50%的碼率，且提高了視頻傳輸質(zhì)量的可控性，并具有較強的差錯處理能力和更廣的適用范圍。

檢測平臺在協(xié)議層上應用到的另一項新技術(shù)是SIP(Session Initiation Protocol)會話初始化協(xié)議，它是一個應用層的信令控制協(xié)議，用于創(chuàng)建、修改和釋放一個或多個參與者的會話。這些會話可以是Internet多媒體會議、IP電話或多媒體分發(fā)，會話的參與者可以通過組播(multicast)、網(wǎng)狀單播(unicast)或兩者的混合體進行通信。

檢測平臺的程序組織框架則應用到了MFC(Microsoft Foundation Classes)基礎類框架，是一個微軟公司提供的類庫(class libraries)，以C++類的形式封裝了Windows的API，并且包含一個應用程序框架，以減少應用程序開發(fā)人員的工作量。其中包含的類含有大量Windows句柄封裝類和很多Windows的內(nèi)建控件和組件的封裝類。

2.4　視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺的應用及推廣

自2013年11月成功開發(fā)出檢測平臺以來，它已成功應用于廣西部分新建成高速路段的設備標準符合性檢測工作上，如防城至東興高速公路、河池至都安高速公路、南寧機場高速公路以及南寧環(huán)城高速公路等。被檢測的設備也涵蓋于國內(nèi)許多領導品牌的廠家之中，如浙江大華、?？低?、杭州中威電子、金三立等的設備。被檢測設備類型也包含了IP攝像機、IP云臺球機、編碼器、解碼器等；此外，由廣西交通科學研究院自主研制成功的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)平臺也成功通過了檢測平臺的級聯(lián)測試并穩(wěn)定運行于部分高速路段上。

該檢測平臺作為一個檢測工具，它的應用范圍并不局限于廣西區(qū)內(nèi)，這是因為它的開發(fā)依據(jù)完全是按照國家標準的相關文件執(zhí)行，它所能檢測的功能選項除部分新增的功能外也完全是按照公安部發(fā)布的檢測方法來實現(xiàn)。該檢測平臺除了具備完整的檢測功能外，還在信令編輯、結(jié)果提示、更換被檢測設備等流程上做了大量改善，大大減少了檢測人員的操作量也提高了他們的檢測效率。結(jié)合筆者多次使用后的體會，認為該檢測平臺是一款十分值得在區(qū)內(nèi)外推廣應用的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測軟件。

3結(jié)語

視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)標準符合性檢測平臺的實現(xiàn)及推廣應用，將大大簡化不同廠商、不同用戶的監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控設備的互聯(lián)對接，有效避免行業(yè)壟斷、重復建設及信息孤島，節(jié)約資源共享建設的大量資金。不僅可解決交通行業(yè)各管理職能部門之間視頻監(jiān)控互聯(lián)、互通、互控的問題，還將實現(xiàn)高效的可視化、自動化資源共享與管理。依托標準符合性檢測平臺建設成型的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定度、成熟度必將得以增強，同時保證整個視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對交通流的有效控制，提高道路的通行能力，確保交通管理和服務質(zhì)量，更有利于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的投資控制。

參考文獻

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Research on Standard Compliance Detection Platform of Video Surveillance Network Systems

LI Ning-wan

(Guangxi Transportation Research Institute，Nanning，Guangxi，530007)

Abstract：Combined with the video network monitoring system construction practices in Guangxi expressway，this article described the task of video surveillance network system standard compliance detec-tion work as well as related application technologies and software，proposed the new idea to develop a more practical and more promotional standard compliance detection platform software，and described the realization method，application technology and promotion benefits of this platform.

Key Words：Video surveillance network；Standards compliance；Detection platform；Research

收稿日期：2015-02-08

文章編號：1673-4874(2015)02-0066-05

中圖分類號：U491.1+16

文獻標識碼：A

DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2015.02.017

作者簡介