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視頻監控平臺的設計要點

標簽:日期:2015-12-28

 

前言

隨著安防監控系統的發展,以及數字化、網絡化、智能化監控趨勢正堅定不移朝前邁進,在前端攝像頭數多、業務結構復雜、管理和集成度高的情況下,視頻監控管理平臺也越來越引起人們的關注,并逐步在重要安全業務系統及規模相對大的系統中應用。視頻監控管理平臺可以實現對視頻監控系統全網的設備管理、用戶的權限管理、視頻數據流的管理、錄像存儲的管理、設備的擴容、增加新業務或者改變業務種類、讓視頻監控系統與其它系統進行功能對接等等各種功能,因此,視頻監控平臺在安防監控行業中,扮演著中心指揮的角色,起著至關重要的作用??陀^來看,目前市場上視頻監控平臺產品還不夠成熟,也缺乏優質的產品。

networking

視頻監控平臺的趨勢:

1.標準化。一直以來,安防行業每個前端設備商的標準協議和接口都不一致,平臺軟件需要與這些設備商需要逐一對接開發,并且長期溝通滾動升級才能保證設備接入的順利,這無形中增加了平臺開發的技術難度和開發成本,造成平臺軟件應用普及的難度加大,兼容性變差。另外,安防市場競爭激烈,為了控制市場占有率,一些硬件廠商要么不愿提供接口協議要么改為定制,人為的增加了兼容難度。隨著GB/T28181標準的強制推行,通訊領域的SIP信令技術將發展成為安防監控平臺主要通用協議,它可以保障通訊網絡中的互聯互通。它采用標準開放 的視頻編碼標準,去掉視頻流中廠商的私有內容。從市場動向和技術概念來看,基于國家標準GB/T28181的聯網實現方案是各企業重點關注的標準之一,它確定了聯網框架和交互流程,但一些功能和技術仍有待完善明確。另外,ONVIF協議致力于通過全球性的開放接口標準來推進網絡視頻在安防市場的應用,這一接口標準將確保不同廠商生產的網絡視頻產品具有互通性。GB/T28181是國家標準,ONVIF是一個技術聯盟。GB/T28181標準規定了城市監控報警聯網系統中信息傳輸、交換、控制的互聯結構、通信協議結構,傳輸、 交換、控制的基本要求和安全性要求,以及控制、傳輸流程和協議接口等技術要求,在大型聯網的項目中,多以國標的平臺為依托,對其支持。ONVIF是國際通用的協議,應用上不局限于平臺為依托,更多應用在設備與設備之間的互聯互通。目前這兩種標準,逐漸被主流設備和平臺廠家所支持,并有逐漸成為監控行業各產品各平臺之間的執行標準。

2.規?;?。系統規模越來越大。視頻監控系統呈現出強大的聯網需求,勢必要視頻監控平臺來集成:以前視頻監控系統通常僅有幾十個點或者各自獨立的幾十個點;而目前行業的視頻監控系統應用規模越來越大,動輒有覆蓋一個城市、甚至覆蓋全國的需求。典型的如公安的平安城市,要實現一個城市的關鍵視頻監控信息點聯網覆蓋,甚至多個城市級聯共享以及向上接容。軌道交通,會在每個鐵道場站設幾個或幾十個攝像點,一條鐵路線幾十個場站連接起來,幾百條鐵道線又都匯集到鐵道部,是一個非常龐大的系統。銀行也逐漸提出了要將多個營業廳視頻聯網到城市的分行、多個城市再匯集到總行的需求。銳虎科技在最近實施成功的一個國家總局級鐵路視頻監控項目中,客戶要求實現對不同鐵路分局的視頻監控系統進行整合,對人,對視頻流都要實現綜合管理、控制;同時對系統的安全性、隱私性、靈活性有著較高的要求。由些可見大平臺、大聯網是視頻監控平臺的發展總趨勢。

3.強大化。業務及管理需求越來越復雜,以前主要為了安全防范,可現在各行各業的視頻監控軟件應用越來越重視管理:比如政府建設的平安城市項目,不僅希望為公安提供破案依據,還希望用于政府的應急指揮、搶險救災等多種業務應用;銀行系統不僅一方面保障銀行安全,另一方面也可以記錄營業人員的金融操作過程。利于在產生金融糾紛如點錯錢、發現假幣時,可以追蹤到底哪個環節出了錯誤;教育行業除校園安保,還希望利用系統實現電子考場管理、遠程教育等功能;交通行業不僅用于交通違章,還可用于交通擁堵直播、交通流量監測等。這些復雜的業務應用模式,單純的獨立設備是無法實現的,必須集成并共享,才能符合管理的需求。

4.分工化。產業鏈的分工將越來越細,平臺擔負著接口及增值服務:每個產業的發展都會走向分工,視頻監控也會如此。后期會出現:有些廠商專做攝像頭,有些廠商專做DVR,有些廠商專做矩陣,有些廠商做做監控器。這時則需要專門的軟件廠商做視頻監控平臺軟件,之后再通過集成商進行集成,提供給最終客戶。平臺就會起到負責整合、設備增值;進而形成增值服務。

5.云平臺。傳統的專業視頻監控平臺,一直都是以局域網內實現,之后帶寬資源發展迅速,很多項目雖然分布各地,也拉起了專線網絡,但實現的視頻監控平臺,仍然是局域網內的。隨著公網寬帶的發展和3G、4G無線網絡的發展,以及p2p技術的成熟,視頻監控系統已經逐漸走向了公網監控、走向云平臺、走向無線監控和移動監控這樣一個更加方便和靈活的發展方向。特別是視頻云監控和可視對講、視頻會議、網絡直播等業務組合,加上傳統的專業視頻監控系統,組成一個更強大更豐富的市場。比如??档奈炇票O控系統,可以方便地為個人民用客戶提供隨時隨地的移動監控服務。

優秀視頻監控平臺需要具備的特征

1.       高穩定性

穩定性永遠是系統平臺的第一要素,不管是運營級,還是商用級甚至民用級要求,穩定可靠都是客戶最關注的。很高的穩定性平臺,可以提高產品的可用性和易用性,同時最大程度降低維護成本,增強客戶的信心,以及有利于產品的良性推廣。很多廠商的視頻監控平臺,由于穩定性不夠高,或者在各個應用項目中受客戶或項目應用特點的影響,造成原來穩定的基礎平臺,由于牽扯其他系統或需求引起穩定性的下降,而付出很大的維護工作,最終項目效益大大下降甚至驗收困難。因此,監控平臺是一個追求更高穩定性,比滿足大而全的功能更加重要的集成系統。

2.       分布式、負載均衡

視頻監控平臺是一個大規模多功能的系統,是一個多模塊的相互配合工作系統,因此對運行設備的性能需求很高,所以,基本上視頻監控平臺都是各模塊分布式開發,分布式部署的,無論是純軟件平臺還是嵌入硬件方式。分布式部署可以把整個系統實現不同功能的模塊,分別運行在不同硬件設備上,達到各硬件設備各盡其能的目的。

3.       模塊化合理、小耦合

合理和優秀的模塊化設計,可以使視頻監控系統體現出更好的適應性,更高的可維護性和更方便的擴展性。同時,也能提高系統整體穩定性,使得整個監控系統盡量避免因為某一個模塊的故障而導致整個系統其他功能的癱瘓。模塊之間的小耦合度,可以使整個系統更易于選擇性組裝,更易于增刪擴展等靈活配置,同時可減小故障模塊對整體系統的牽連,也更利于定位故障和維修恢復。

4.       兼容性強、設備接入靈活標準

監控平臺往往需要接入的前段廠家不少,有主流的大廠家也有客戶指定合作的小廠商,而各前段設備廠商的產品,接入方式和接入方便性千差萬別,因此,需要對監控平臺的接入能力比較全面,最好具備標準的接入方式(如ONVIFGB/T28181)和私有協議的接入方式同時具備,并有很好的去差異性接口封裝解析轉換,實現全面的對各廠家設備的無縫接入。

5.       擴展性強、橫向接入方便

隨著目前應用領域的融合和應用規模的擴展,視頻監控平臺跟其他業務平臺的對接需求也日益凸顯,如樓宇對講、消防、門禁、公安接警系統等大型項目中,存在有其他橫向的系統與視頻監控平臺相互配合工作,這就需要跟視頻監控平臺的對接。這就要求視頻監控平臺的設計需要考慮靈活的對接方式和標準的對接接口,實現大規模、大系統的統一管理。同時,不同的項目,不同的領域,不同的客戶,在視頻監控的核心需求之外,總有一些針對自己領域,或自己更加關注的方面的需求,這就要求視頻監控平臺需要對各領域各客戶非常有想象力和創造性的需求,做出完美的擴展業務開發。所以,優秀的視頻監控平臺,都選擇核心基礎平臺跟業務平臺分離的設計,即每個項目每個應用都提供基礎平臺,然后根據不同的業務應用,在基礎平臺之上,提供模塊化的業務功能模塊,不同的項目提供不同的業務模塊,滿足客戶自由選擇、任意組裝的靈活應用模式。

6.       功能全、基本功能具備

視頻監控平臺的功能是基本要求了。一般基礎平臺需要具有:

l  標準/私有的方式接入主流設備控制接入功能、報警接入功能、視音頻接入功能

l  集中存儲功能

l  集中視音頻、報警轉發功能

l  本地/遠程回放功能和回放操作功能

l  設備狀態、參數、云鏡等集中管理功能

l  用戶權限管理

l  電視墻管理功能

l  電子地圖功能

其他業務功能一般要結合平臺應用的領域和客戶具體需求,像交通系統會結合電子地圖的功能擴展開發導航、定位和軌跡存儲回放等功能;公安系統會需要對接警務處理系統作出各種報警聯動(實時視頻請求、報警錄像、報警抓拍、電子地圖位置定位、警鈴聯動等);物業項目會可能需要對接對講系統,門禁系統等。這部分功能,是在基礎平臺之外的擴展業務功能,一般需要另外的定制模塊進行實現。

7.       性能強、容量大

隨著視頻監控平臺的規模不多擴大,功能不斷增強,客戶對監控平臺的各項性能指標的要求也越來越高。從總接入管理設備的數量到同時并發存儲和轉發的路數,以及到支持高清設備的總帶寬,都需要有更高的要求。一般情況下,單流媒體服務接入2M視頻源路數至少需200路以上,單管理服務器接入設備管理路數至少5000路以上,控制信令轉發延遲不超過100ms,報警消息轉發延遲不超過100ms。

視頻監控平臺系統框架設計

為了適應視頻監控平臺的發展趨勢,和實現視頻監控平臺的優秀特征,滿足大部分客戶的需求,達到在在銀行、電力、鐵路、石油、城市交通、平安城市、樓宇物業等大規模專業化區域監控的游刃自由應用,并實現視頻監控平臺的廣泛推廣應用,視頻監控平臺的架構設計至關重要。

l  平臺產品主流的系統結構:

l  設計模式:

視頻監控平臺,一般采用分層設計,分布部署,面對服務模塊化,面對需求可選組合化,從而組合成不同的產品線,應用在不同的行業領域中,如下圖:

 

l  系統功能流程框架圖

視頻監控平臺的設計和開發難點

1.       穩定性

監控平臺的穩定性向來是重點,也是難點,一套監控平臺系統,可以成功于其穩定性,亦可以毀于其穩定性。任何一個大型系統,架構越復雜,系統越龐大,所帶來的異常錯誤的概率會越大,這是毋庸置疑的,只有通過強大的開發隊伍和開發實力,加上精雕細琢的工夫,才能做好如此大的一套系統。另外,合理的設計、盡量穩定的需求,也能提高生命周期內的系統穩定性。很多監控平臺,在應用中的穩定性表現不盡如人意,造成項目成功率降低,甚至阻礙了平臺本身的發展和推廣。由此可見,穩定性都很重視,但正是由于環境的復雜性、系統的龐大性、功能邏輯的復雜性,造成系統的穩定性是一個不易解決的難點。

2.       通用性

人類科技發展到今天,各個領域的監控需求日益擴大,時至今日,幾乎每個行業都會有會有視頻監控的需求。那么針對大規模的視頻監控需求和各行各業不同環境的情況,一個視頻監控平臺的兼容性和通用性,會真正影響到該平臺的被接受程度和速度、平臺產品的普及度和推廣程度。但太過全面的東西和覆蓋面太過廣泛的系統,往往實現起來比較難全面兼顧到。

3.       客戶需求適應性

監控系統平臺在現實應用中,會面對各種各樣的客戶、各種各樣的行業,不同的領域,具體業務需求也不一樣,客戶的關注點也有不同。這就會造成一個平臺要適應很多復雜環境和多行業全面需求的應用的境地,而越來越復雜越來越龐大但各業務又不一定相關的情況,會使平臺走進臃腫、效率低下和穩定性下降的窘境。因此,合理的核心平臺與業務平臺分離、業務平臺靈活組合的架構設計,可以有效地解決這個問題。

總結:

除了基礎視音頻核心流程以外的其他業務功能并無太多相關性的基礎平臺的核心化,跟業務擴展功能的模塊化、可選化是個可行的設計方向,面向服務的體系結構設計(SOA)是個不錯的思想。

 

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