■ 文/公安部檢測(cè)中心 何迪 鄭征

關(guān)鍵字：公安視頻圖像信息 運(yùn)維管理平臺(tái) 檢測(cè)工具

1 引言

隨著視頻監(jiān)控系統(tǒng)的普及和發(fā)展，各級(jí)公安機(jī)關(guān)已經(jīng)建成大量的公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)，利用視頻監(jiān)控進(jìn)行偵查破案有效提升了公安機(jī)關(guān)的核心戰(zhàn)斗力。目前，全國(guó)公安機(jī)關(guān)已建成部、省、市三級(jí)視頻圖像監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，并基本覆蓋了公共區(qū)域、重點(diǎn)單位和要害部位。面對(duì)越來(lái)越龐大的前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備和平臺(tái)軟件，如何管理維護(hù)、避免系統(tǒng)成為“睜眼瞎”成為擺在各級(jí)公安機(jī)關(guān)面前的首要問(wèn)題。

為應(yīng)對(duì)新形式、新需求，公安部按照“總體規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)先行”的原則，成立了“公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系編制組”，啟動(dòng)了“公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系”中各標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。其中關(guān)于公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱運(yùn)維管理平臺(tái)）相關(guān)的有兩部分——《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》和《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)軟件測(cè)試規(guī)范》，上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已處于報(bào)批階段。

根據(jù)運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)特點(diǎn)，公安部安全與警用電子產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)中心（以下簡(jiǎn)稱公安部檢測(cè)中心）研制了一套公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)檢測(cè)工具（以下簡(jiǎn)稱檢測(cè)工具），本文首先介紹了運(yùn)維管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，然后從系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)難點(diǎn)及解決方法、實(shí)驗(yàn)等方面對(duì)檢測(cè)工具進(jìn)行論述。

2 運(yùn)維管理平臺(tái)介紹

運(yùn)維管理平臺(tái)功能主要由采集功能、應(yīng)用功能和管理功能三部分組成，見(jiàn)圖1。采集功能實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備和平臺(tái)軟件運(yùn)行信息的采集。應(yīng)用功能包括設(shè)備管理、設(shè)備及鏈路監(jiān)測(cè)、視頻質(zhì)量檢測(cè)、可視化展現(xiàn)、巡檢、告警、工單管理和統(tǒng)計(jì)等功能。管理功能包括用戶管理和日志管理功能。

圖1 運(yùn)維管理平臺(tái)功能組成圖

圖2 運(yùn)維管理平臺(tái)外部連接關(guān)系圖

運(yùn)維管理平臺(tái)與其他平臺(tái)、系統(tǒng)、設(shè)備的連接關(guān)系見(jiàn)圖2。檢測(cè)工具的設(shè)計(jì)原理是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中定義的接口要求，模擬聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)/共享平臺(tái)、視圖庫(kù)、應(yīng)用平臺(tái)/分析系統(tǒng)、存儲(chǔ)設(shè)備和級(jí)聯(lián)運(yùn)維管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)維管理平臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)。

3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

檢測(cè)工具系統(tǒng)總體模塊設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖3，系統(tǒng)主要由協(xié)議層、接口層、業(yè)務(wù)層和UI 層組成。

3.1.1 協(xié)議層

協(xié)議層用于實(shí)現(xiàn)GB/T 28181 協(xié)議的通信協(xié)議，包括進(jìn)行視音頻傳輸及控制時(shí)應(yīng)建立的兩個(gè)傳輸通道：會(huì)話通道（SIP）和媒體流通道（RTP/RTCP）；用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)接口、運(yùn)維接口和級(jí)聯(lián)接口則是基于REST 架構(gòu)協(xié)議模型。REST是一種通過(guò)采用統(tǒng)一方式將所有信息抽象為資源來(lái)創(chuàng)建服務(wù)的方法，任何能夠被命名的信息都能夠作為一個(gè)資源。REST 協(xié)議模型應(yīng)符合GA/T 1400.4-2017 的附錄A的要求。

3.1.2 接口層

接口層實(shí)現(xiàn)如下接口：

（1）GB/T 28181 協(xié)議。實(shí)現(xiàn)GB/T 28181 協(xié)議的系統(tǒng)注冊(cè)、系統(tǒng)心跳、系統(tǒng)實(shí)時(shí)點(diǎn)播、系統(tǒng)目錄查詢和系統(tǒng)錄像文件檢索和系統(tǒng)錄像文件回放等。

圖3 系統(tǒng)總體模塊設(shè)計(jì)圖

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)接口。實(shí)現(xiàn)GA/T 1400.4-2017 中5.3 規(guī)定的“數(shù)據(jù)服務(wù)接口”：系統(tǒng)注冊(cè)、系統(tǒng)?；?、批量查詢采集設(shè)備、批量查詢圖像信息、批量查詢視頻片段等。

（3）運(yùn)維接口。實(shí)現(xiàn)《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》中的“運(yùn)維接口”：注冊(cè)資源、注銷資源、保活、平臺(tái)軟件監(jiān)測(cè)指標(biāo)注冊(cè)、平臺(tái)軟件上報(bào)數(shù)據(jù)消息和存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)上報(bào)等。

（4）級(jí)聯(lián)接口。實(shí)現(xiàn)《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》中的“級(jí)聯(lián)接口”：注冊(cè)、注銷和數(shù)據(jù)推送等。

3.1.3 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層位于接口層之上，對(duì)接口層提供的接口加入相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯處理，向UI 層提供完整的調(diào)測(cè)功能接口及異常處理邏輯，能夠模擬前端設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和平臺(tái)軟件的運(yùn)行異常。

3.1.3.1 級(jí)聯(lián)接口測(cè)試平臺(tái)

級(jí)聯(lián)接口測(cè)試平臺(tái)模擬一個(gè)支持“級(jí)聯(lián)接口”的級(jí)聯(lián)運(yùn)維管理平臺(tái)。通過(guò)直接向受測(cè)運(yùn)維管理平臺(tái)依次發(fā)送相應(yīng)協(xié)議文本請(qǐng)求，根據(jù)通訊返回的報(bào)文結(jié)果判斷是否符合《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》的規(guī)定要求。

3.1.3.2 GB/T 28181 協(xié)議測(cè)試平臺(tái)

GB/T 28181 協(xié)議測(cè)試平臺(tái)模擬一個(gè)GB/T 28181 協(xié)議的聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)/共享平臺(tái)。受測(cè)運(yùn)維管理平臺(tái)通過(guò)與此GB/T 28181協(xié)議測(cè)試平臺(tái)通訊，獲取前端設(shè)備視頻流、通斷狀態(tài)、錄像狀態(tài)。

3.1.3.3 數(shù)據(jù)服務(wù)接口測(cè)試平臺(tái)

數(shù)據(jù)服務(wù)接口測(cè)試平臺(tái)模擬一個(gè)支持“數(shù)據(jù)服務(wù)接口”的視圖庫(kù)。受測(cè)運(yùn)維管理平臺(tái)通過(guò)與此數(shù)據(jù)服務(wù)接口測(cè)試平臺(tái)通訊，獲取在線視頻圖像設(shè)備的當(dāng)前時(shí)間、通斷狀態(tài)、視頻片段或圖像。

3.1.3.4 運(yùn)維接口測(cè)試平臺(tái)

運(yùn)維接口測(cè)試平臺(tái)分別模擬一個(gè)支持“運(yùn)維接口”的應(yīng)用平臺(tái)/分析系統(tǒng)和存儲(chǔ)設(shè)備。通過(guò)直接向受測(cè)運(yùn)維管理平臺(tái)依次發(fā)送相應(yīng)協(xié)議文本請(qǐng)求，根據(jù)通訊返回的報(bào)文結(jié)果判斷是否符合《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》的規(guī)定要求。

3.1.4 UI 層

UI 層提供調(diào)測(cè)的用戶接口，完整的調(diào)測(cè)過(guò)程和結(jié)果的消息展示，可生成報(bào)告單。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

檢測(cè)工具分為前端操作界面+服務(wù)端軟件形式。前端客戶端使用C++圖形用戶界面應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)框架QT 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，后臺(tái)服務(wù)使用C++（64 位）開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用的是MySQL。檢測(cè)工具系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖4 所示。

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)圖

4 技術(shù)難點(diǎn)及解決方法

檢測(cè)工具的技術(shù)難點(diǎn)主要有模擬運(yùn)行異常和實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)維管理平臺(tái)的性能檢測(cè)。

4.1 模擬運(yùn)行異常

運(yùn)維管理平臺(tái)的核心功能是能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的對(duì)前端設(shè)備、平臺(tái)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備和平臺(tái)軟件等進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以及異常的識(shí)別與處理。因此，檢測(cè)工具需要能夠模擬設(shè)備和平臺(tái)的運(yùn)行異常，比如前端設(shè)備質(zhì)量異常等。檢測(cè)工具模擬的設(shè)備和平臺(tái)的運(yùn)行異常包括兩類。

4.1.1 前端設(shè)備異常

前端設(shè)備異常主要包括前端設(shè)備離線、視頻圖像質(zhì)量異常和前端設(shè)備錄像狀態(tài)異常。

運(yùn)維管理工具判定前端設(shè)備離線主要有兩種方式：一個(gè)是收到前端設(shè)備離線狀態(tài)通知，一個(gè)是實(shí)時(shí)點(diǎn)播被拒絕。因此，檢測(cè)工具模擬前端設(shè)備離線支持兩種方法：

（1）檢測(cè)工具通過(guò)GB/T 28181協(xié)議系統(tǒng)訂閱通知信令，向運(yùn)維管理平臺(tái)發(fā)送前端設(shè)備離線狀態(tài)通知；

（2）當(dāng)運(yùn)維管理平臺(tái)向檢測(cè)工具發(fā)送GB/T 28181 協(xié)議實(shí)時(shí)點(diǎn)播信令請(qǐng)求時(shí)，檢測(cè)工具回復(fù)“400 Bad Request”，拒絕運(yùn)維管理平臺(tái)請(qǐng)求。

視頻圖像質(zhì)量異常包括8 大類：視頻信號(hào)丟失、視頻遮擋、視頻丟幀、視頻干擾、亮度異常、色彩失真、視頻模糊和場(chǎng)景變更。檢測(cè)工具通過(guò)GB/T 28181 協(xié)議模擬有視頻質(zhì)量異常的前端設(shè)備供運(yùn)維平臺(tái)進(jìn)行視頻圖像質(zhì)量監(jiān)測(cè)。其中，視頻質(zhì)量異常數(shù)據(jù)是從多個(gè)運(yùn)維平臺(tái)項(xiàng)目中收集并后期加工成分辨率為D1、編碼格式為H.264 的視頻文件。

前端設(shè)備錄像狀態(tài)異常是指視頻錄像完整率低于預(yù)設(shè)閾值。運(yùn)維管理平臺(tái)判定設(shè)備錄像狀態(tài)異常主要通過(guò)錄像時(shí)長(zhǎng)與錄像文件檢索時(shí)間范圍比值是否低于預(yù)設(shè)閾值。檢測(cè)工具能夠設(shè)定每次錄像文件檢索返回的錄像時(shí)長(zhǎng)與錄像文件檢索時(shí)間范圍比值，通過(guò)GB/T 28181協(xié)議錄像文件檢索信令返回錄像文件檢索結(jié)果。

4.1.2 存儲(chǔ)設(shè)備/平臺(tái)軟件異常

存儲(chǔ)設(shè)備異常包括運(yùn)行狀態(tài)異常（如設(shè)備離線、系統(tǒng)資源使用率超過(guò)設(shè)定閾值等）和存儲(chǔ)狀態(tài)異常（如磁盤(pán)使用量超過(guò)設(shè)定閾值、設(shè)備硬盤(pán)異常等）。平臺(tái)軟件異常是指平臺(tái)軟件運(yùn)行狀態(tài)異常，如服務(wù)停止、異常退出等。

運(yùn)維管理平臺(tái)應(yīng)支持通過(guò)運(yùn)維接口采集存儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和存儲(chǔ)狀態(tài)，以及采集平臺(tái)軟件的運(yùn)行狀態(tài)。檢測(cè)工具通過(guò)運(yùn)維接口中的“存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)上報(bào)”接口向運(yùn)維管理平臺(tái)發(fā)送存儲(chǔ)設(shè)備的CPU 使用率、內(nèi)存使用率、總存儲(chǔ)容量、存儲(chǔ)空間已使用容量和已安裝硬盤(pán)健康度等運(yùn)行狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備異常模擬。平臺(tái)軟件異常則是通過(guò)“平臺(tái)軟件監(jiān)測(cè)指標(biāo)數(shù)據(jù)上報(bào)”接口進(jìn)行模擬。

4.2 性能檢測(cè)

運(yùn)維管理平臺(tái)的性能檢測(cè)需要模擬多路前端設(shè)備，且前端設(shè)備應(yīng)支持模擬視頻質(zhì)量異常情況。檢測(cè)工具通過(guò)GB/T 28181 協(xié)議模擬多路前端設(shè)備，前端設(shè)備數(shù)量、視頻質(zhì)量和連通性可配置。運(yùn)維管理平臺(tái)通過(guò)GB/T 28181 協(xié)議獲取前端設(shè)備目錄信息和視頻流。

5 實(shí)驗(yàn)

5.1 測(cè)試環(huán)境

檢測(cè)工具還需要搭配平臺(tái)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備，才能對(duì)運(yùn)維平臺(tái)進(jìn)行完整的功能和性能測(cè)試。運(yùn)維平臺(tái)測(cè)試環(huán)境連接示意圖如圖5 所示。

圖5 測(cè)試環(huán)境連接示意圖

測(cè)試環(huán)境及說(shuō)明如表1 所示。

表1 測(cè)試環(huán)境說(shuō)明

5.2 測(cè)試

為了驗(yàn)證有效性，檢測(cè)工具通過(guò)與SPVMN 調(diào)測(cè)軟件（GB/T 28181 標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)工具）進(jìn)行GB/T 28181 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接，通過(guò)與公安視頻圖像信息應(yīng)用系統(tǒng)接口測(cè)試工具（GA/T 1400標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)工具）進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)接口對(duì)接，驗(yàn)證了接口層協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)符合性。

在研發(fā)過(guò)程中，檢測(cè)工具還對(duì)部分廠商的運(yùn)維管理平臺(tái)進(jìn)行摸底測(cè)試，全方面驗(yàn)證了檢測(cè)工具的有效性。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)技術(shù)要求》和《公安視頻圖像信息聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用運(yùn)維管理平臺(tái)軟件測(cè)試規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施，運(yùn)維管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的重要性將被提上日程。無(wú)論是各地公安機(jī)關(guān)、安防廠家進(jìn)行自建設(shè)備、系統(tǒng)的運(yùn)維管理平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)符合性測(cè)試，還是到國(guó)家級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)符合性檢測(cè)，都需要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范符合性驗(yàn)證工具輔助支持。未來(lái)，公安部檢測(cè)中心將根據(jù)實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和檢測(cè)新需求，繼續(xù)優(yōu)化檢測(cè)工具功能和性能，特別是在模擬大并發(fā)高清視頻流性能檢測(cè)方面做深入研究。