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品茗,设计的快乐

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从事智能建筑系统方案、设计规划(包括方案创意、初步设计、深化施工图设计),已完成设计作品:廊坊(香港)嘉仕丽数码、北京奥体中心、内蒙古体育馆、内蒙古广播电视传媒信息大楼、内蒙古博源大酒店、内蒙古电子信息职业技术学院等. 资料共享:http://yunpan.cn/cfYFAHYabFBQ4 (提取码:41fa) 楼宇自控资料:http://yunpan.cn/cfYFHxd7jcMLR (提取码:dd78)

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多域联网安保系统  

2016-11-15 00:33:01|  分类: 原创 |  标签: |举报 |字号 订阅

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跨区域、大范围的联网安保系统是一个涉及到多个层面的复杂系统,系统的整体设计和联网技术应用至关重要。

而视频监控系统发展至今共有四代:

1、模拟监控系统

2、模拟+数字监控系统

3、数字视频监控系统

4、数字智能化视频监控系统。

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第一代模拟监控系统采用“模拟矩阵+磁带存储,部署复杂,存储容量低,扩容和维护困难,易形成监控孤岛,该技术基本上已被淘汰。

第二代视频监控系统采用的模拟矩阵+DVR”的技术架构,存在着图像质量差、系统延时大,存储空间不足、DVR不稳定,时长漏录、丢录像等问题,给使用者带来严重影响,妨碍安保工作的正常运行。在绝大多数新建项目中已经不再使用。

第三代数字视频监控系统采用“IT基础组件+软件的架构,实现视频监控系统的数字化、网络化管理,便于构建大规模集中式视频监控系统,如今网络带宽的高速发展为视频监控的网络化和高清化提供了承载基础,而视频监控应用亦在满足社会生产和管理的需求同时,有效地吸收和利用了爆炸增长出来的多余带宽。其中第三代的架构主要分为两种——以“媒体服务器+IPSAN”为代表的分布式平台架构和网络视频存储节点为代表的一体化平台架构, 一体化平台架构较之分布式平台架构先进的地方有:a. 把媒体处理和视频管理合二为一,支持堆叠和多级多域的大联网。 b.极大地减少服务器数量,因此节省客户投资和运营成本,同时减少多点造成的故障率。c,存储效率和性能大幅度提高。d.一体化降低部署难度和增加部署弹性,从而能够实现快速边缘化部署。

第四代数字智能化视频监控系统在第三代的基础上开发出智能分析应用以满足社会上各种生产和管理的需求。

       随着社会经济快速发展,用户不断对视频监控系统提出新的要求,这一切推动着视频监控系统规模的扩大和能力的提升,从以上发展历史来看,体现了视频监控系统的发展趋势:系统网络化、高清化、智能化。

      大规模的网络化视频监控系统,涉及的摄像头少则几千路,多则几万、几十万路,要通过值班人员对每一路摄像头传来的图像进行巡查,显然是一份巨大而艰辛的工作,对发生的事情,其信息获取的实时性和效率必然降低,这催生了对网络视频监控系统实现智能化的需求;智能化的网络视频监控系统能主动地将用户关心的事情告诉给用户,可以极大的提升监控的效率,并且可进一步降低人力投入;未来的视频监控系统,必然是一个网络化、高清化、智能化的新一代视频监控系统。

   在多域联网安保网的建设中,使用通信业界通用的、公开的SIP技术,可以具有很好的通用性和复制性;采用监控系统平台间互联互通的方式,可以方便地实现图像资源的跨域共享;而遵循业界已经得到实践的互联标准协议,则可以事半功倍,且开放性好。


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一、 域的概念

源于对于多域安保联网解决方案之前,我们首先要对其中域的概念进行说明。

域指的是一个独立的组织单元,在监控系统中,我们把域分为物理域、逻辑域。

物理域也称实体域、自治域,有域内唯一的认证注册管理服务器,负责全域内设备统一注册、用户登录认证和管理,可以直接或间接管理前端设备。通常理解的监控域主要指的就是物理域。如一个企业的园区监控系统、一个城市的社会治安监控系统,都可以称为一个物理域。

逻辑域也称虚拟域、非自治域或资源组,一组针对特定组织业务对象的关联资源的组合,也可以是网络、存储和媒体处理汇聚节点。逻辑域内的设备不能独立运行,域内资源需要依靠物理域的管理服务器才能运行。逻辑域可以在一个物理域内,也可以跨物理域。如企业园区监控中某个部门的监控域、城市社会治安监控系统中的交警监控域,都可以认为是在物理域中划分出的逻辑域。

多域联网监控系统是指由多个单域系统组成的,通过单个或多个中心管理平台,实现跨逻辑域或物理域监控资源的监控系统。由于涉及到多个逻辑域或物理域监控资源的管理,这类系统监控规模往往较大。而组成多域联网监控系统的各个单域系统,可以是同一厂商的单域系统,也可以是不同厂商的单域系统。

二、安保系统需求及问题

随着安保系统的应用范围逐步扩大,许多行业及一些跨地域大型企业对监控的需求已经不仅仅满足于本地的联网监控,而是在原有本地联网监控基础上,要求进行省级乃至全国范围内跨区域的联网监控。

以目前正在大力开展的平安城市建设为例,很多城市完成了覆盖全市的整体视频监控系统,但是也由此带来了新的问题。最突出的就是不能实现视频资源的共享。以单个城市为主体的平安城市,视频资源容易形成信息孤岛,无法实现图像、声音、标识的共享。上级公安机关在警卫工作、重大事件的处置指挥过程中,需要所属各公安机关提供远程的现场视频监控支持。因此随着视频监控系统应用的不断深入,系统规模的不断扩大,系统的整合需求也日益强烈,纵向需要形成省--县多级的监控系统级联,横向要实现跨区域、跨行业的图像共享。

除了平安城市的建设,在其他行业,也存在类似的问题。如交通行业,各地高速公路的监控系统建成之后,上级主管部门交管局也系统能够将各条高速公路的图像进行共享上传,以便于出现事故进行应急指挥;再比如全国性的大企业,如石油公司、烟草集团,在全国各地都有大量的分公司,这些分公司基本都有自己的监控系统,那么如何将各地的监控图像统一起来,在总公司或省级分公司层面进行共享调用,也是需要考虑的。

如何才能有效的构建多域联网监控,实现视频监控图像信息共享?就以往监控系统的建设来说,各地、各单位、各子系统采用的视频监控系统来自不同的厂商,采用的技术架构与标准也各不相同。这些不同既包括设备的控制信令,也包括视频图像的编码与图像的存储方式等。例如视频编码可以采取MPEG2MPEG4H.264等格式,存储也可以采取DVRNASIPSAN等不同方式。由于各子系统独立建设,采用不同的实现技术和标准,导致系统间无法互联互通;而图像存储分散,存储格式不统一,使得系统间图像共享困难,数据无法实现综合利用。 而在系统内除视频监控外,我们对第四代的安保的智能化、物联化以及大数据的管理提出整合的平台,涉及门禁、报警、出入管理,即综合安防系统。

物理拓扑见下图:

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三、 多域联网安保(监控)模型

 

在多域联网监控系统中,其监控模型为存在多级组织关系的多个域的联网模型,可分为基本型多域监控模型和混合型多域监控模型:

 

1. 基本型多域监控模型

 

逻辑域只存在于一个物理域内。以平安城市的省级联网系统为例,省级监控系统与各地市的平安城市监控系统构成多域联网系统,省监控系统与各地市的监控系统自身均是一个物理域,但在某个地市的多个业务部门,如交警、消防等均要依据本机构的管辖范围单独进行管理,这样就会在一个物理域划分出多个分属不同部门管理的逻辑域

 

多域联网安保系统 - 午夜天使 - 品茗,设计的快乐


1:基本型多域监控模型


2. 混合型多域监控模型

 

逻辑域跨越多个物理域。仍然以平安城市的省级联网系统为例,省级监控系统与各地市的平安城市监控系统构成多域联网系统,省监控系统与各地市的监控系统自身均是一个物理域,但省级的垂直业务部门,如省交警总队需要实现本业务领域从省到地市的监控图像统一管理,这样就会在多个物理域划分出一个单独的逻辑域

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2:混合型多域监控模型


 

四、 多域视频监控联网的实现方式

 

目前在实现多域视频监控联网时,针对各个系统独立建设,采用不同的实现技术,多种平台无法真正互联互通、实现有效统一管理的问题,采取了各种方式进行解决,归纳起来有以下方式:

  方式1:上级监控平台直接通过下级系统中DVRSDK进行管理,上、下级平台同时管理前端监控资源,实现方式如图所示。

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此种方式直接使用上级监控平台的接入网关,对下级监控系统的前端数字设备(如DVRDVS)进行接入。这种方式实现相对简单,一般情况下监控平台都可以对主流的一些前端监控设备进行数字兼容。但是由于上级平台要直接管理大量下级的前端设备,系统效率和可扩展性无法满足要求,性能压力也很大,并且如果上、下级管理平台同时对同一个监控点图像进行调用时,可能会发生权限冲突问题。

 

方式2:上、下级各地区的监控系统平台采用不同厂商平台,由上级监控平台分别兼容所有不同品牌的下级平台。实现方式

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如图所示。

此种方式的核心是各地的下级监控平台开放自己的私有SDK接口,由上级监控平台按照这些SDK接口分别对下级监控平台进行兼容适配,完成全网图像资源的整合。这种方式的好处是实现了全网基于监控平台的数字互通,管理架构也比较清晰。不足之处是后期各地新建的监控系统,上级平台均需要随之跟进,按照其提供的接口进行开发,并且由于没有标准的规范制约,互通系统之间的接口可变性大,可能需要上级平台进行持续性开发和维护。平级监控系统之间如果有共享图像的需求,同样也要进行互通接口的适配,一旦下级监控平台数量众多且厂商不一,则每个厂商都需要分别与其他厂商平台进行互通适配,工作量大。

 方式3:上、下级各地区的监控系统平台全部采用同一厂商产品,自身产品通过私有协议实现数字联网。

 

此种方式与上一种方式类似,只是上、下级监控平台全部采用一家厂商完成建设,使用自有的联网协议互通,对各种图像资源进行整合。这种方式的好处是系统结构统一、联网协议一致,不足之处是全网使用一个品牌的监控平台,可能形成品牌依赖。

 

方式4:上、下级各地区的监控系统平台采用相同或不同厂商平台,采用统一的标准互通协议实现联网。

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此种方式与前面相比,不同之处是使用独立的标准协议解决联网平台互通问题,如此既实现基于监控平台的图像共享,又不受限于厂商品牌。通过平台级的联网互通,屏蔽掉各个厂家和设备之间的差异,实现各地监控平台之间的互通,而不纠缠于监控系统内部的实现,即解决了互通的问题,又不陷入各个管理平台的内部细节。同时平级系统之间的图像资源跨区域共享也可以很容易通过同一种互通标准实现。


?平台互联网关:支持多种行业通用协议(GA/T.669, GB/T 28181),与其他视频监控平台互联组网;


?设备接入网关:支持ONVIFGB/T 28181标准协议和第三方厂商的SDK


?业务接口eSDKWeb Service接口、SDK方式开放媒体流接收、解码与播放接口,向第三方ISV/SI开放视频能力


基于以上的几种实现方式进行比较,我们认为以统一的监控平台互通协议为基础的联网方式是未来的发展方向和趋势。在当前的实际应用环境下,如果条件不足,也可以先使用SDK兼容的方式进行过渡。

 

上述的实现方式是针对控制信令层面进行协议互通的解决方案,受业界视频编码标准限制,目前不同厂商间的产品无法在媒体流层面实现互编互解。在媒体编解码层面上,可以采取使用各厂家解码控件进行软解码的方式来实现。

 

五、 结束语

如何能够规范、务实的实现跨区域不同监控系统的图像共享已经成为用户关注的热点。后续的跨区域的联网监控方案,还可以在目前控制信令联网规范的基础上,在规范媒体编码格式的标准等方面继续进行补充和改进,同时借鉴现有的建设经验和实践,将多域联网监控实践更好地贯彻到更多的应用领域。

1、统一资源管理

联网监控系统的所有监控点图像资源进行统一标识,全网图像资源及用户资源统一制定编码及命名。通过统一的编码,全网所有监控资源都有一个唯一的标识,从而为图像资源的统一管理提供了基础。

l 标准协议支持

系统采用SIP+XML标准作为多域联网技术协议,支持多种国内联网标准,包括《DB33/T 629-2007跨区域视频监控联网共享技术规范》、《GA/T 669城市监控报警联网系统系列标准》、《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》、全球眼/宽世界等联网标准规范。

l 多级多域系统级联

系统采用先进的模块化软件设计技术,支持分级分域的管理方式。根据需要,整个多域联网监控系统中的域子系统可被划分为多级,上级域子系统管理多个下级域子系统。上级域和下级域之间可直接信令和媒体交互。平级域之间的信令由上级域转发,平级域之间可直接媒体交互或者通过上级域转发完成。

多级平台之间逐级向上注册、目录发布、保活。多域联网系统之间初次联网或断网后重新联网时,平台间具备自动注册功能,两个的互联平台能够相互共享对方平台上的授权设备状态信息,在互联平台上各自对设备进行添加/删除/修改操作,能够相互刷新。

l 跨域图像获取及录像检索

在权限设置允许的条件下,多域互联平台之间能根据需要灵活调用相互的监控图像资源,实现跨域图像共享,跨域操控监控点的云台,能够互相查看、下载录像资料。实现历史录像的秒级检索,可精确到秒级对跨域的历史图像进行检索。

l 用户与权限管理

多域互联平台可相互检索到各自平台的授权用户信息,互联平台之间可通过权限设置实现资源的共享。

系统支持7层用户域管理,可呈树型组网,对应某一级行政区划,各种设备都归属在一个域下,每个域可以有自己的管理员和操作员。授权用户可在多域联网系统中实现跨域的监控点资源访问、控制和录像检索。

l 干线管理

多域互联系统间支持用户接入能力的协商及管理,包括监控平台间媒体流量的管理、媒体流数量达到上限报警及报警撤消。并可实现管理用户对跨域系统媒体流的强制撤线和提示管理。

l 全网时钟同步

在多域联网监控系统中,OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息,监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进行时钟同步,多域联网监控访问时尤其如此,手工同步在精度上和工作量上不能满足需要,因此一个健壮可靠的监控系统必须提供自动的时钟同步机制。

系统支持部署专业网络时钟服务器作为标准时钟源,多域全部设备均使用标准NTP服务器作为时间同步来源,下级域设备也可根据上级域视频管理服务器的系统时间进行逐级自动时间同步。


参考资料:

1、华为VCM(视频管理)

2、华为VCN3000 V100R002产品;

3、VCN500 V100R002产品

4、安保标准

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