大规模高清视频监控平台需要考虑的因素

    近年来，城市公安、交通、金融、环保、电力、医疗、教育等行业管理部门为提高管理水平，对城市范围内大型联网安全与视频监控平台的需求大量增加，其中尤以城市公安和金融领域的需求最为突出。伴随着平安城市建设如火如荼地开展，高清监控系统的优势逐渐被用户所认可，从局部小范围建设向全局大范围建设转变，视频监控平台全面迈入了高清时代。

    然而，高清监控摄像机分辨率越大、清晰度越高，数据码流值也越大，一般都超过8Mbps，进而引起录像存储空间的成倍增加，对中心控制、管理软件和硬件性能的要求亦成倍增长，对记录视频图像的管理和事后分析的工作量也将成倍增长。同时，对与监控工作站的解码效率也提出了更高的要求。

    如何建设好高清视频监控系统呢?显然需要针对高清系统的特点，融合未来安防业务的趋势，构建在高起点上。当前，安防平台的发展有3个方向：高清化、行业化、智能化。除了实现高清监控外，平台建设应考虑提供完整、全流程、可交互、行业化的智能功能，变被动安防监控为主动安防监控，提升安防监控业务质量;并且高清监控平台要面向行业应用，以平台为基础，构建行业化的安防监控应用平台，整合行业管理、生产数据、支撑行业安防应用。具体来讲，高清平台的建设需要重点考虑以下几个方面。

    平台总体技术架构要先进

    高清监控平台的建设不仅要考虑当前的应用，还要为未来系统应用扩展提供基础。基于SOA的系统架构是IT领域中业务与技术多年发展和不断融合的智慧结晶，具有适应性强、可重用的业务流程和服务。新一代的高清安防监控平台需要在继承SOA理念上，结合高清监控平台系统的要求所构建。即以稳固的统一安防监控平台(USP)为基础，通过开放的安防集成服务总线(SIB)集成行业安防业务中间件与行业安防集成工具，整合构建出行业化安防监控平台(ISP)。在USP统一平台和ISP行业平台之上，提供面向行业的安防业务应用功能套件，并通过企业服务总线(ESB)和企业信息门户(EIP)融入信息管理、决策支持等各行业管理系统中。

    平台架构支持柔性化扩展 

    高清监控平台能适应用户的多种管理结构，能适应平台逐步建设的要求，从逻辑结构上讲，需支持以下两种架构：

    多层次树形级联结构(图1)，适用于垂直管理组织机构。即上级的安防监控中心可以监管下级的安防监控中心，但下级不能监管上级; 

    网状平行域结构(图2)，即各安防监控中心之间的关系是对等的，在区域内，可实现用户全网漫游，可实现跨管理中心的图像监看的直接路由获取，可实现各分管理中心与主控管理中心业务互相支撑。这种结构可支持电信通讯行业的全球眼和宽视界等超大系统架构。 

    平台内部治理需支持“分而治之、统一管理”模式

    大规模高清监控系统中设备数量庞大，管理复杂，需要采用“分而治之”的策略将高清监控系统构成化整为零，将大系统建设问题按管理分级、业务分层、设备分类进行逐级分解为小系统建设问题，以逻辑上的虚拟条带为构建基础单元解决系统中大量设备的管理、扩充问题，并实现病毒和网络风暴的隔离，避免了单点故障扩散到整个系统。而统一管理是在解决每个小系统的问题后再把每个小系统堆叠起来进行统一管理，实现灵活的系统扩充，也便于系统建设分步实施。

    平台的可靠性要高

    城市级高清监控平台作为一个超大规模监控管理系统，要从安全、可靠角度做全面的考虑。需采取主从热备切换机制，负载均衡的服务器集群技术，将业务服务整合为一个整体，摆脱对单一服务节点的依赖，保证系统运行的电信级高可靠。通过在重点监控区域前端部署NVR/DVR设备，实现重点监控地区设备分散冗余部署，可确保用户监看业务的永不间断。而异地备份策略确保重要数据的万无一失，可在发生重大灾难后及时恢复系统运行。

    可支撑智能业务

    当前，智能技术迅猛发展，为了适应智能业务的发展变化，高清平台系统需以“插件技术”提供可灵活配置的丰富的视频智能分析功能，包括拌线检测、可疑滞留物、电子围界报警等。在发现监控画面中的异常情况后，能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。真正的变被动监控为主动监控，减少了人工干预，确保被防护对象的安全。

    同时，借助部署在前端智能化高清网络摄像机的智能识别能力，将系统压力分散在各个前端视频设备上，除了达到“按需”监控的要求，还减少了对网络带宽和存储空间的投资，具有更好的经济性。

    具备绿色节能设计

    为了保护地球，控制地球温室效应，节能和降低碳排放是考虑高清平台建设的一种重要方面, 也是高清平台可持续发展的基础。从系统上分析，高清平台中大量的存储设备是一个能耗“大户”，也是一个损耗“大户”，必须在能耗和损耗两个方面降低系统的碳排放。具体来说，通过优化设计的存储写入策略及独有的大文件格式，不仅有效地克服磁盘碎片的产生，更是将硬盘年平均故障率(AFR)大幅降低，延长硬盘和盘柜的使用寿命，减少损耗，减少维护费用。通过有效控制硬盘运行时间，除了直接为系统节省大量电能消耗，还能通过硬盘发热的大幅降低，减少机房空调的用电支出。

    支持多类别的图像生命周期管理

    高清监控平台存储容量大量增加，必须提供精细化的图像资料生命周期管理，以减少存储空间的占用，提高有价值图像的存储周期。平台要结合存储、直播、点播、迁移等业务流程，提供完整的资料管理解决方案，包括暂存资料和重要备份资料的检索、回放、迁移、编目、生命周期管理等，以及对前端众多品牌DVR、NVR资料的实时监看、检索、回放、迁移等。支持海量视频资料的秒级检索及查看，帧精确的同步/异步回放。提供完备的迁移管理方案，支持迁移集群处理，速度调节，断点续传等手段。

    支持高品质的图像增强处理技术

    高清平台需要尽可能提高高清图像的解码能力，以增加单台工作站能监控的图像数量，同时高清平台需提供强大的图像增强处理技术，能够对实时视频图像、历史视频图像和视频打印图像进行亮度、对比度、饱和度、色度、清晰度的详细调整。通过图像增强处理技术的运用，系统可提供高清晰度、全帧率的高品质动态图像质量。 

     广泛的设备兼容性

    高清平台系统作为一个综合性管理系统，涉及到多种监控设备，如多品牌的IPCAM/DVR/NVR、多种报警设备、多种门禁系统等。平台应采用插件方式实现前端设备驱动、门禁系统接入、解码器等功能模块任意拔插。由容器将插件和核心程序自动组装成完整的平台系统，使平台架构更加开放灵活，更换修改任何插件不会影响已经稳定运行的核心程序和插件，满足软件定制开发和升级扩展的核心技术要求。

    强大的包容能力

    高清平台还需要提供完整的SDK、API等二次开发环境，支持第三方系统调用监控平台提供的公共资源、公共信息，达到信息共享、资源整合的目的。也可通过网关技术实现本系统与第三方数字系统和第三方模拟系统的互联互通，实现“协同作战”的目标。

    基于以上考虑因素，实现了一种高清监控系统平台结构(如图3)。 

    平台应分为四个层次，最下层是硬件设备接入及抽象层，目的是给不同的NVR、NVS、DVR、DVS和其它设备提供相应设备插件和统一设备接口，为系统整体管理、配置、检索所有的设备提供一致的标准;上面一层是服务层，提供系统中所需的各种核心服务，包括管理服务、报警服务、电子地图服务、设备控制服务、流媒体转发服务、录像存储服务、巡检服务等。

    在服务层上是协议层，用于建立服务层和业务功能层的耦合联系;最上面一层是业务功能层，为用户提供操作控制功能，综合应用了服务层的多种服务。

    基于分层系统架构，对前端和现场设备来讲，可通过统一的设备控制/交互/配置组件和各相关产品的功能插件，能轻松实现网络/模拟摄像机、NVR/NVS、DVR/DVS、传感器/报警器、门禁等各相关系统的接入;对中心管理，可灵活搭配使用各类管理、服务组件，可任意插拔各行业安防业务处理中间件和行业安防集成工具，灵活适应各类应用场合的要求;对跨系统访问，可通过Web

    Service接口，以标准XML数据格式，实现与相关业务系统之间的功能接口和数据交换，消除“信息孤岛”，实现与其他系统之间的协同工作。

    结语

    高清视频监控平台系统是安防系统的核心，作为整个系统调度和管理的中心，扮演着极其重要的角色，同时高清视频监控系统的建设给项目操作者提出了众多技术挑战，如高效率的编解码、海量数据的可靠存储、海量数据的快速检索等。而i3CMS智能安防中心管理系统，在高清监控系统行业化、网络化、智能化三个方面为用户提供最完善和合理的解决方案。