車 輝，楊 波，邢慧芬，樊玉琦

（1.湖州市織里鎮(zhèn)公共事業(yè)服務(wù)中心，浙江 湖州313000；2.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司太原分公司，山西 太原030000；3.巢湖學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 合肥238000；4.合肥工業(yè)大學(xué) 計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院，安徽 合肥230009）

0 引言

隨著平安城市建設(shè)的不斷推進(jìn)和深入，城市視頻監(jiān)控點(diǎn)位的規(guī)模和覆蓋范圍日益擴(kuò)大。但是大部分視頻監(jiān)控?cái)z像頭是由社會(huì)單位自行投資建設(shè)，存在建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、建設(shè)不成體系等問題，形成“信息孤島”現(xiàn)象。 因此如何將社會(huì)視頻資源進(jìn)行有機(jī)聯(lián)網(wǎng)、整合共享、靈活調(diào)閱，提高公安機(jī)關(guān)獲取社會(huì)面各類信息的能力， 增強(qiáng)政府對(duì)社會(huì)治安狀態(tài)的掌控，形成視頻監(jiān)控規(guī)模效應(yīng)已顯得尤為迫切和重要。

物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息與通信技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用， 有力地推動(dòng)了社會(huì)視頻資源的接入和整合。 城市通過建設(shè)社會(huì)視頻接入平臺(tái)，統(tǒng)一接入各類社會(huì)單位視頻監(jiān)控資源，并進(jìn)行按需調(diào)用，也有利于增強(qiáng)立體化綜合防控效能， 有效彌補(bǔ)公安自建視頻監(jiān)控資源不足和監(jiān)控盲點(diǎn)等問題， 達(dá)到充分利用視頻資源的目標(biāo)。

1 平臺(tái)系統(tǒng)架構(gòu)

社會(huì)視頻資源整合接入公安專網(wǎng)，通過部署視頻接入網(wǎng)關(guān)、聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等多種兼容接入產(chǎn)品，解決技術(shù)兼容性問題，實(shí)現(xiàn)社會(huì)面多維異構(gòu)監(jiān)控技術(shù)體系與國(guó)標(biāo)GB/T28181 技術(shù)體系的互通接入。 同時(shí)，對(duì)異構(gòu)視頻格式和信令格式進(jìn)行國(guó)標(biāo)化轉(zhuǎn)換，使得接入到公安視頻專網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的視頻流符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)Figure 1 System architecture

系統(tǒng)通過構(gòu)建社會(huì)資源接入網(wǎng)，獨(dú)立于公安視頻專網(wǎng)之外運(yùn)行，專用于匯接社會(huì)單位視頻監(jiān)控資源。 系統(tǒng)根據(jù)社會(huì)視頻資源的類型和承載網(wǎng)絡(luò)情況，分別采用安全接入盒子、社會(huì)資源接入終端等，打通前端各類復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與社會(huì)資源接入網(wǎng)間的安全傳輸通道，并通過設(shè)備接入、平臺(tái)對(duì)接等方式實(shí)現(xiàn)社會(huì)面多維異構(gòu)視頻監(jiān)控資源的整合接入；同時(shí)通過視頻安全網(wǎng)閘實(shí)現(xiàn)與公安視頻專網(wǎng)間的物理隔離和數(shù)據(jù)安全交換共享，保證公安視頻專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)邊界安全，確保不因外部網(wǎng)絡(luò)的接入產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，系統(tǒng)采用入侵防御、漏洞掃描、WEB 防護(hù)、安全審計(jì)等多種安全措施，保證社會(huì)視頻接入平臺(tái)的系統(tǒng)應(yīng)用安全，確保視頻圖像數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生外泄。

2 社會(huì)視頻接入平臺(tái)設(shè)計(jì)

社會(huì)視頻接入平臺(tái)設(shè)計(jì)采用面向服務(wù)的SOA架構(gòu)方法，采用J2EE 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架和實(shí)現(xiàn)技術(shù)路線，從底層架構(gòu)設(shè)計(jì)上保障平臺(tái)具有良好的開放性和擴(kuò)展性、廣泛的適應(yīng)性、強(qiáng)大的兼容性；同時(shí)，平臺(tái)使用插件化前端圖像設(shè)備注冊(cè)接入技術(shù)使不同的接入插件兼容不同廠家設(shè)備或平臺(tái)，確保系統(tǒng)具備強(qiáng)大的硬件兼容性和穩(wěn)定性； 通過多級(jí)緩存、索引、任務(wù)調(diào)度和負(fù)載均衡等多種技術(shù)，構(gòu)建高并發(fā)平臺(tái)技術(shù)體系、高性能大并發(fā)業(yè)務(wù)處理能力；采用流媒體轉(zhuǎn)發(fā)集群技術(shù)， 流媒體服務(wù)支持堆疊部署，可將多臺(tái)服務(wù)器集中起來作為整體，提供媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，具備負(fù)載均衡和故障冗余特性，媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)在多臺(tái)服務(wù)器之間動(dòng)態(tài)分配，增強(qiáng)可靠性和系統(tǒng)伸縮性。 平臺(tái)整體技術(shù)架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)示意圖Figure 2 Schematic diagram of platform technology architecture

平臺(tái)從下而上包括基礎(chǔ)支撐層、 平臺(tái)服務(wù)層、平臺(tái)應(yīng)用層及表現(xiàn)層?；A(chǔ)支撐層包括硬件平臺(tái)和軟件平臺(tái)，可以屏蔽差異，實(shí)現(xiàn)上層應(yīng)用的平臺(tái)無關(guān)性，提高系統(tǒng)兼容性；平臺(tái)服務(wù)層包括編碼設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、解碼設(shè)備等的接入服務(wù)，提供基礎(chǔ)視頻服務(wù)、傳輸服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)、控制服務(wù)及事件服務(wù)；平臺(tái)應(yīng)用層提供基本的視頻應(yīng)用操作， 包括預(yù)覽、回放、上墻等基礎(chǔ)功能。 表現(xiàn)層主要提供多樣的操作客戶端，滿足多樣的操作體驗(yàn)需求。

3 整合及匯聚接入方案設(shè)計(jì)

社會(huì)視頻監(jiān)控資源整合涉及多張網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)十分復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)安全隱患不容忽視。 綜合多方面因素考慮，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)，獨(dú)立于公安視頻專網(wǎng)之外運(yùn)行：一方面通過社會(huì)資源網(wǎng)外接社會(huì)單位， 匯聚所有社會(huì)視頻監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)，滿足終端用戶對(duì)社會(huì)視頻進(jìn)行調(diào)閱、 轉(zhuǎn)發(fā)、 存儲(chǔ)、檢索、回放以及上墻顯示等操作的要求，同時(shí)保證社會(huì)視頻資源的接入安全；另一方面社會(huì)視頻資源網(wǎng)通過安全網(wǎng)閘接入公安視頻專網(wǎng)，保證與公安視頻專網(wǎng)的物理隔離， 從而確保公安視頻專網(wǎng)的安全性。 社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)架構(gòu)如圖3 所示。

圖3 社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)架構(gòu)圖Figure 3 Architecture diagram of social video resource access network

3.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路整合及接入

行業(yè)專網(wǎng)以專線方式匯聚接入社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)，并以靜態(tài)路由的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。 兩網(wǎng)之間通過防火墻進(jìn)行邏輯隔離和訪問控制，以保證社會(huì)視頻資源網(wǎng)的邊界安全，保證視頻資源接入以及用戶訪問的安全性。同時(shí)通過配置防火墻的安全策略，使碼流只允許從行業(yè)專網(wǎng)進(jìn)入社會(huì)視頻接入平臺(tái)，而不允許流出，從而實(shí)現(xiàn)單向透?jìng)鳌?/p>

互聯(lián)網(wǎng)上的社會(huì)視頻資源通過前置部署安全接入盒子或社會(huì)視頻資源接入終端，后置部署安全接入網(wǎng)關(guān)， 通過建立VPN 虛擬通道的方式來解決互聯(lián)網(wǎng)通道的安全性、兼容性等問題，并統(tǒng)一接入社會(huì)視頻資源網(wǎng)核心交換機(jī)。其中安全接入盒子負(fù)責(zé)整合各社會(huì)單位不同的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)之間的安全互通，是負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)接入和安全的小盒子；社會(huì)視頻資源接入終端負(fù)責(zé)接入社會(huì)單位各類攝像機(jī)，并進(jìn)行圖像數(shù)字化編碼、錄像存儲(chǔ)、本地輸出顯示，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備管理與控制， 同時(shí)整合各社會(huì)單位不同的網(wǎng)絡(luò)， 實(shí)現(xiàn)與社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)之間的安全互通，是負(fù)責(zé)設(shè)備接入、網(wǎng)絡(luò)整合和安全聯(lián)通的終端。

3.2 社會(huì)視頻資源網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò)

社會(huì)視頻接入平臺(tái)部署在社會(huì)視頻資源網(wǎng)中心網(wǎng)絡(luò)上，前端所有的社會(huì)單位圖像信息將在此處匯聚并對(duì)重要數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，因此中心網(wǎng)絡(luò)上將會(huì)部署相應(yīng)的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備。

3.3 接入公安視頻專網(wǎng)

在社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)與公安視頻專網(wǎng)邊界處部署視頻安全網(wǎng)閘，進(jìn)行控制信令與碼流的傳輸交換。視頻安全網(wǎng)閘是傳輸視頻信息的專用隔離網(wǎng)閘，實(shí)現(xiàn)社會(huì)視頻資源接入網(wǎng)與公安視頻專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)隔離，切斷所有基于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的連接，確保視頻專網(wǎng)的安全；同時(shí)網(wǎng)閘能夠區(qū)分視頻數(shù)據(jù)流和控制信令流，嚴(yán)格控制視頻流單向傳輸，確保沒有反向的視頻流從視頻專網(wǎng)流出。

4 社會(huì)視頻資源接入設(shè)計(jì)

由于社會(huì)視頻資源的視頻監(jiān)控方案、 技術(shù)指標(biāo)、 設(shè)備型號(hào)和接口標(biāo)準(zhǔn)等存在著不同程度的差異，因此可根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)接入方式實(shí)現(xiàn)社會(huì)單位視頻監(jiān)控資源的共享接入。

4.1 監(jiān)控設(shè)備接入設(shè)計(jì)

未建有視頻監(jiān)控平臺(tái)或雖建有視頻監(jiān)控平臺(tái)但不具備平臺(tái)對(duì)接能力的各類社會(huì)視頻圖像資源，可通過視頻接入網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)整合接入社會(huì)視頻接入平臺(tái)。 其中視頻接入網(wǎng)關(guān)提供視頻設(shè)備接入服務(wù)，實(shí)現(xiàn)視頻設(shè)備的注冊(cè)、接入管理、視頻轉(zhuǎn)碼、云臺(tái)控制、權(quán)限管理、日志管理、設(shè)備資源管理等功能的一體化，可兼容各廠商的IP 視頻編碼設(shè)備，屏蔽了前端設(shè)備接口或協(xié)議的差異性。監(jiān)控設(shè)備接入方式如圖4 所示。

圖4 監(jiān)控設(shè)備接入方式Figure 4 Monitoring equipment access method

第一，符合國(guó)標(biāo)GB/T28181 的設(shè)備按照國(guó)標(biāo)要求進(jìn)行接入，并采用標(biāo)準(zhǔn)解碼庫(kù)實(shí)現(xiàn)解碼顯示。

第二，不符合國(guó)標(biāo)但符合Onvif 協(xié)議（開放型網(wǎng)絡(luò)視頻接口協(xié)議）的設(shè)備可以通過Onvif 協(xié)議方式接入平臺(tái)。

第三，非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議設(shè)備可采用設(shè)備SDK（Software Development Kit，軟件開發(fā)工具包）開發(fā)接口和協(xié)議接入， 通過調(diào)用社會(huì)視頻資源設(shè)備前端SDK，實(shí)現(xiàn)兼容接入至社會(huì)視頻接入平臺(tái)。 接入平臺(tái)可以通過轉(zhuǎn)發(fā)接口把碼流轉(zhuǎn)發(fā)到其他應(yīng)用服務(wù)，解碼接口則是在最終顯示端上調(diào)用此接口進(jìn)行解碼呈現(xiàn)。

第四， 非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議設(shè)備且無法提供SDK 開發(fā)接口和協(xié)議的監(jiān)控設(shè)備，可以根據(jù)實(shí)際情況改造為符合國(guó)標(biāo)的監(jiān)控設(shè)備，再通過國(guó)標(biāo)方式接入社會(huì)視頻接入平臺(tái)。無法完成改造的監(jiān)控設(shè)備即可通過新增的社會(huì)視頻資源接入終端直接接入至社會(huì)視頻接入平臺(tái)，也可采用模擬視頻復(fù)用的方式將社會(huì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的模擬前端視頻信號(hào)通過視頻分配器一分為二，一路接入原已建監(jiān)控系統(tǒng)，另一路通過社會(huì)視頻資源接入終端接入社會(huì)視頻接入平臺(tái)。

4.2 監(jiān)控平臺(tái)對(duì)接設(shè)計(jì)

對(duì)于社會(huì)單位自建視頻監(jiān)控平臺(tái)，且能夠?qū)ν馓峁?duì)接協(xié)議或?qū)娱_發(fā)接口，具備平臺(tái)對(duì)接能力的，應(yīng)通過監(jiān)控平臺(tái)接入方式實(shí)現(xiàn)與所屬市（或縣）級(jí)公安機(jī)關(guān)社會(huì)視頻接入平臺(tái)的對(duì)接接入。已建的視頻監(jiān)控平臺(tái)符合國(guó)標(biāo)要求的，可按照國(guó)標(biāo)進(jìn)行上下級(jí)域的方式實(shí)現(xiàn)互聯(lián)對(duì)接，由社會(huì)單位監(jiān)控平臺(tái)將視頻監(jiān)控資源推送給社會(huì)視頻接入平臺(tái)。對(duì)于不符合GB/T28181 標(biāo)準(zhǔn)的社會(huì)單位視頻監(jiān)控平臺(tái)，即可通過平臺(tái)自身軟件升級(jí)的方式改造為標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)，輸出標(biāo)準(zhǔn)信令與標(biāo)準(zhǔn)碼流，并采用國(guó)標(biāo)協(xié)議實(shí)現(xiàn)與社會(huì)單位視頻接入平臺(tái)的無縫級(jí)聯(lián)對(duì)接；也可通過增加符合國(guó)標(biāo)要求的聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)此類非標(biāo)平臺(tái)的國(guó)標(biāo)化改造， 將非標(biāo)平臺(tái)的信令協(xié)議、設(shè)備ID、媒體傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)封裝格式、媒體碼流進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)換，保證社會(huì)單位視頻接入平臺(tái)接收到的始終是標(biāo)準(zhǔn)的信令流和媒體流。非標(biāo)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化改造對(duì)接方式如圖5 所示。

圖5 非標(biāo)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化改造對(duì)接方式Figure 5 Non-standard platform standardization transformation docking method

國(guó)標(biāo)平臺(tái)與非標(biāo)平臺(tái)通過聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行互聯(lián)。聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是非標(biāo)平臺(tái)接入國(guó)標(biāo)平臺(tái)的接口設(shè)備，可屏蔽平臺(tái)層差異，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)間的信令控制、信令交互、信令路由、視頻標(biāo)準(zhǔn)化轉(zhuǎn)碼、視頻流推送及分發(fā)等功能。 采用非標(biāo)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化改造對(duì)接方式時(shí)，第三方行業(yè)平臺(tái)應(yīng)向聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)提供完善的平臺(tái)層SDK 開發(fā)包及開發(fā)說明文檔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)平臺(tái)的接入和國(guó)標(biāo)化改造。

5 結(jié)語

隨著雪亮工程建設(shè)的不斷推進(jìn)和深入，城市視頻監(jiān)控?cái)z像頭日益增多。但是大部分?jǐn)z像頭由社會(huì)單位自行投資建設(shè)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一、組網(wǎng)復(fù)雜，形成“信息孤島” 現(xiàn)象， 從而造成視頻資源共享難等問題。本文首先對(duì)社會(huì)視頻接入的系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了介紹，然后對(duì)社會(huì)視頻接入平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路整合和社會(huì)視頻資源接入等進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了詳細(xì)闡述。社會(huì)視頻資源整合接入通過部署視頻接入網(wǎng)關(guān)、聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)等多種兼容接入產(chǎn)品，解決技術(shù)兼容性問題， 實(shí)現(xiàn)社會(huì)多維異構(gòu)監(jiān)控技術(shù)體系與GB/T28181 技術(shù)體系的互通接入，同時(shí)對(duì)異構(gòu)視頻格式和信令格式進(jìn)行國(guó)標(biāo)化轉(zhuǎn)換，使得接入到公安視頻專網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)的視頻流符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，有力地推動(dòng)了城市雪亮工程的建設(shè)。