1、安防视频监控系统设计研究中图分类号：TN954 文献标识码： A 文章编号： 摘要: 改革开放以来，随着我国城市化的进程的加快，城市的公共安全普遍受到了人们的重视，因此，安防视频监控系统逐渐被应用在城市当中。文章结合城市的相关特征以及根据系统要求和关键技术，旨在阐述安防视频监控系统的设计与实现。 关键词:安防视频监控；系统要求；系统设计 Abstract: since the reform and opening up, along with Chinas urbanization process, speeding up, the citys public safety by the com
2、mon peoples attention, therefore, security video monitoring system gradually used in cities. Combining with the related features of city and according to the system requirements and key technology, this video monitoring system to the security of design and implementation. Keywords: security video mo
3、nitoring; System requirements; System design 优良的城市治安是人们安居生活的基础，对经济的健康发展和人民生活水平的提高有着十分重要的意义。为了维护城市的公共安全，预防和打击犯罪行为的出现，在城区实现全面的安防视频监控系统。通过该系统能够实时，形象，真实地反映被监控对象，让人看到监控现场的实际情况。从而提高安全部门的相关能力，为城市的安全提供有力的保障。1 系统要求与关键技术 现代城市发展迅速，普通一个县级城区人口已达数十万，需要近千处摄像头监控点。随着监控规模的不断扩大，监控点数也成倍增加，很多问题也随之产生: 1)可扩展性:怎样保障大规模监控系统能
4、随着业务需求在系统架构、交换能力、存储空间及图像业务上不断扩展，怎样在低成本条件下，一方面实现大规模监控系统的扩展，同时又能保障系统在扩展后的性能不下降。 2)视频存储:如此海量视频信息怎样实现高质量的可靠存储，如此大量的存储设备及存储空间采取何种方式部署和管理，这些存储空间怎样实现合理有效利用?这些海量的视频数据怎样进行有效管理。 3)线路工程:如何因地制宜地实现监控点接入和线路部署。 4)共享联动:监控图像的共享与综合利用怎样实现，怎样实现与智能视频工具，如车牌识别、入侵检测等进行整合，以提高城市视频监控系统的智能化水平?怎样与报警系统联动?怎样与用户的其他业务系统实现集成。 5)平滑演进
5、:在已经进行了传统或初期平安工程建设的地方，怎样保护已有的投资?已经建设了的视频监控系统应怎样由模拟系统平滑演进到IP 监控系统，采取基于 IP 技术的智能监控解决方案，是解决上述这些问题的最佳选择。作为 IToIP 战略的最佳实践，IP 智能监控解决方案融合了交换、视频、存储、IP 标准信令控制等多纬度技术，代表了未来发展的方向，能充分满足城市视频监控的需求。 2 安防视频监控系统设计 2.1 系统设计组成 城市安防视频监控系统可分为前端采集设备、监控平台和传输线路三大部分。 在城区卡口系统监控点和城区电子警察监控点，前端采集设备主要由地感线圈、摄像机、编码器、ONU 等组成。其中每一台编码
6、器只负责一台摄像机的信号编码工作。当车辆通过卡口或者电子警察监控点的地感线圈时，摄像机将被触发并开始工作，摄像机采集的图像信号由编码器进行编码。一般卡口或者电子警察监控点有多台摄像设备，故由 ONU 负责多个编码器的连接，并提供其数据传输通道。 在城区治安监控点，前端采集设备主要包括摄像机、编码器。一般一个监控点只有一台摄像机，但对于重点区域，可在较小范围内配置多台摄像机，同样一台编码器只负责一台摄像机的信号编码工作。在城区治安监控点，摄像机将根据实际情况，采用枪机或球机，24 小时进行监控。城区卡口系统和城区电子警察监控点汇接了多个编码器的 ONU，通过分光器进入光分系统，利用光纤网络与 O
7、LT 相连，并最终接入到核心交换机，实现信号在 IP 网络上的传输。 对于城区治安监控点的编码器，可通过 ONU 直接进入光分系统，也可根据实际情况，采取汇聚交换机将多个城区治安监控点编码器的信号进行汇聚后，再通过光网络接入到核心交换机。 前端采集设备采集数据，通过光网络接入到核心网。通常核心网络设备放置在专门的机房，并由监控平台对数据进行管理及调用，达到监控的目的。核心设备主要包括 IPSCAN 存储、媒体交换服务器、视频管理服务器、数据管理服务器、若干卡口及电子警察管理服务器等。这些设备通过核心交换机互联，以 IP 方式实现数据的传递、管理和控制。 监控中心分为公安局监控中心和派出所监控中
8、心，公安局监控中心设有控制台、电视墙等监控指挥设备。网络视音频解码器负责视音频信号的解码，并向电视墙提供视音频信号。网络视音频解码器与控制键盘、视频监控客户端、局存储服务器等设备一起通过汇聚交换机与核心交换机互联。派出所监控中心的设备配置原理与局监控中心的设备配置基本一致，但在配置设备的数量规模、监控范围、管理权限等方面有所区别。(1)网络设备说明 在中心机房内配置核心以太网交换机，核心交换机配置冗余电源、主控板；在下属管辖区域内一级监控点通过 EPON 将视频数字信号传送到中心机房。监控中心部署汇聚交换机，汇聚交换机用来接入硬件解码器以及 VC 客户端。下属单位部署接入交换机，接入交换机与核
9、心交换机连接。 (2)存储设备说明 在中心机房内部署 IPSAN 专业存储设备，通过 DM(数据管理服务器)完成大规模监控中的海量存储管理。实现对所有存储资源进行存储设备及空间管理；对前端进行存储计划管理；对视频数据进行生命周期管理；完成全局的存储策略管理。 当某个监控点的图像需要进行集中存储时，前端编码器与 IPSAN 设备建立 iSCSI 连接，然后将存储视频流进行 iSCSI 协议封装，直接采用数据块的方式将视频数据写入 IPSAN 存储设备中。通过这种方式，监控视频数据的存储不需要转换为视频文件，自然也不需要流媒体服务器，从而有效地规避了引发“哑铃效应”的文件系统问题和流媒体服务器性能
10、瓶颈问题。并且系统具备良好的可扩展性，无论城市视频监控规模有多大，整个系统都不会存在性能瓶颈。 (3)监控平台设备说明 中心机房配置视频管理服务器、数据管理服务器及媒体交换服务器，对全网设备进行管理。媒体交换服务器可接收编码器发出的实时音视频流，转发视频流给解码客户端进行解码播放。由于监控专网需和公安专网对接，公安专网可能不支持组播，媒体交换服务器能够接收组播媒体流或单播媒体流、发送组播媒体流或单播媒体流，这样通过媒体交换服务器可适应不同的网络状况。同时可以通过媒体交换服务器进行 VOD 点播，实现对写入到 IPSAN 中的音视频历史数据的访问。 根据下属单位接入的数量，可实现下属单位共享上级
11、单位平台，也可以在下属单位中部署小平台，最终形成上级单位?下属单位二级联网架构。前端视频编码器支持双流输出，包括实时组播视频流和 iSCSI 单播存储数据流，所以不论是上级监控中心还是下属监控中心，都可以由解码器和客户端接收视频流实时输出显示。 2.2 系统基于组播的专网 该系统构建了监控组播专网。整网采取组播方案，且组播三层可控。通过网络组播的优化，基于组播实现实时多人同时查看，具备更好的实时性，能满足多级大并发量客户的实时访问，避免服务器瓶颈和时延瓶颈。 (1)信令流 VM 视频管理服务器作为整个系统核心的管理和信令服务器，对所有编解码器，客户端和 DM 数据管理服务器，MS 流媒体交换服
12、务器的配置、报警、控制、注册、保活等信令流进行集中处理和转发。而 DM 数据管理服务器可以对 IPSAN 架构 NVR 进行配置、认证、保活。 (2)实时流 客户端和解码器阅读实况图像时，首先向视频管理服务器发出请求，通过认证后，服务器发出指令给前端。前端编码器输出的实时流基于RTP/UDP 格式，通过组播方式首先接入接入交换机；接入交换机将实时流传送到中心的核心交换机，再由核心交换机通过组播方式复制实时视频流传输到 VC 客户端、DC 解码器和远程访问的媒体交换服务器。当系统有远程单播网络访问需求时，媒体交换服务器的单组播交换能力可以先将监控网络内的组播实时流转换为单播视频流，然后转发给中心
13、交换机；中心交换机将转换后的单播实时流发送给远程接入交换机，远程接入交换机再将实时流发送给远程访问 VC 客户端。 (3)存储流 前端编码器输出和实时流相互独立的存储流基于 iSCSI/TCP 格式，通过单播方式首先接入交换机，然后接入交换机直接将存储流传送到中心的核心交换机，最后由核心交换机将存储流传输到事先设定的 NVR 网络视频录像系统中，实现端到端的 IPSAN 存储。 (4)备份流 对于采用前端存储的 ECR 编码器，根据需求可以将其存储的数据备份到监控中心。ECR 输出的备份流采用 NFS/TCP 格式，通过单播方式首先接入交换机，然后接入交换机直接将备份流传送到中心的核心交换机，
14、接着由核心交换机将备份流传输到数据管理服务器上，最后由数据管理服务器将备份输出到 NVR 的 NAS 空间中。由于备份流不是随时发生，通过合理的备份计划，可以在较小的网络带宽下实现备份功能。 (5)本地回放流 本地 VC 客户端需要查阅历史图像时，首先向视频管理服务器发出请求，通过认证后，服务器根据请求检索到相应历史信息的记录和存放位置。然后存放该历史图像信息的 NVR 系统将会把该信息以单播方式传送到中心交换机，再由中心交换机将回放数据流传送到 VC 客户端，VC 客户端支持直接接收 iSCSI 格式的回放数据流，并解码还原成历史图像信息。(6)远程点播流 远程 VC 客户端如果想要查阅历史
15、图像信息，并且远程客户网络环境不允许采用和本地回放流一样的 iSCSI 协议直接访问方式，则需要基于标准的 VOD 方式访问 NVR 里面的历史图像信息。当远程 VC 客户端经过主机认证后，存放该历史图像信息的 NVR 将数据首先传送给流媒体交换服务器；流媒体交换服务器对存储数据镜像转发，转换为支持 RTSP/RTP 的流格式，并单播方式传送到中心交换机；然后由中心交换机将数据流传送到远程接入交换机，最后由接入交换机将数据传送给远程 VC 客户端。 3 结束语 总之，安防视频监控系统对一个城市的发展有着重要的影响，也是城市管理水平的中重要体现。完善安防视频监控系统，建立合理的，有效的相应系统管理机制，有利于相关部门能够及时对出现的问题制定有效的处理措施，第一时间解决好问题。有效地保障城市的安全，促进经济的健康发展。 参考文献 1 高文昕;陈天野;视频监控摄像系统存在的问题及解决方案J;中国防伪报道;2009 年 10 期 2 肖莹;潘世辉;网络视频服务器在大楼安防监控系统中的应用J;中国新技术新产品;2009 年 23 期
