高清視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計方案課件

1、1.1 項目概述1.1.1 項目背景視頻管理系統(tǒng)依托通信網(wǎng)絡(luò)，整合圖像信息資源，形成協(xié)調(diào)有序、反應(yīng)快速、指揮暢通的應(yīng)急指揮、通信體系，建設(shè)三級圖像監(jiān)控架構(gòu)。通過集中管理、分散存儲，實(shí)現(xiàn)關(guān)區(qū)圖像信息的網(wǎng)絡(luò)化和一體化，實(shí)現(xiàn)圖像信息共享和實(shí)時查詢，充分滿足業(yè)務(wù)需求，如：音視頻監(jiān)控、調(diào)度指揮、信息顯示等各個方面。視頻管理系統(tǒng)的建設(shè)，通過將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與監(jiān)控視頻相關(guān)聯(lián)，可以強(qiáng)化監(jiān)控管理，及時掌握監(jiān)控區(qū)域的進(jìn)出貨物、人員、車流等情況，并將監(jiān)控現(xiàn)場的視頻圖像和人、車、物流量狀況及時傳回監(jiān)控中心，使監(jiān)控中心可以根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷現(xiàn)狀，預(yù)測發(fā)展趨勢，制定勤務(wù)方案，對現(xiàn)場實(shí)時進(jìn)行引導(dǎo)和控制，從而達(dá)到提高能力，減少事故，

2、提高快速反應(yīng)能力。此系統(tǒng)還可以通過有效的視頻監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)監(jiān)控地域發(fā)生的突發(fā)事件，各級領(lǐng)導(dǎo)可以通過傳回的視頻圖像在監(jiān)控中心或辦公室內(nèi)及時對上述事件實(shí)施調(diào)度指揮，并對各單位的執(zhí)行情況及執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行實(shí)時監(jiān)督，及時調(diào)整方案。另外錄像系統(tǒng)可對所監(jiān)控的區(qū)域圖像進(jìn)行實(shí)時記錄，對事后的事件處理提供必要的證據(jù)支持，從而起到有效監(jiān)管的作用。1.1.2 項目需求基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及各隸屬單位現(xiàn)有視頻平臺，統(tǒng)一構(gòu)建監(jiān)控指揮中心集成平臺。充分利用現(xiàn)有環(huán)境及投資，避免浪費(fèi)，基礎(chǔ)功能需求如下：1) 網(wǎng)絡(luò)化Ø 實(shí)時圖像瀏覽Ø 歷史圖像回放Ø 攝像機(jī)控制（攝像機(jī)有云臺且開放SDK）Ø

3、集成原有視頻會議系統(tǒng)Ø 集成現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)2) 數(shù)字化Ø 視頻文件檢索Ø 視頻選擇存儲（根據(jù)需要有選擇性的對視頻流進(jìn)行存儲）Ø 標(biāo)準(zhǔn)API接口（供其它程序或系統(tǒng)調(diào)用）Ø 視頻圖像解碼輸出3) 智能化Ø 視頻質(zhì)量診斷（對視頻圖像出現(xiàn)的模糊、偏色、增益失衡等攝像頭故障進(jìn)行報警）Ø 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與視頻數(shù)據(jù)相融合Ø 視頻云計算Ø 權(quán)限智能分配和管理（兩級權(quán)限管理，和各隸屬）1.1.3 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)本次視頻管理系統(tǒng)建設(shè)采用先進(jìn)的視頻采集與傳輸技術(shù)、智能視頻分析技術(shù)、統(tǒng)一通信技術(shù)，配置邊緣融合顯示系統(tǒng)，建設(shè)的視頻監(jiān)控、分析

4、、指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)監(jiān)控指揮的集中化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化。1.1.4 設(shè)計原則視頻管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和建設(shè)遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一規(guī)范、分布實(shí)施、注重實(shí)效、安全可靠”的方針。同時，為了使系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行，適應(yīng)特殊的使用環(huán)境的要求，并有效的降低系統(tǒng)造價，本系統(tǒng)設(shè)計該堅持以下原則：1) 先進(jìn)性采用先進(jìn)的概念、技術(shù)和方法，系統(tǒng)不但應(yīng)反映當(dāng)今的先進(jìn)水平，而且具有發(fā)展?jié)摿?，保證在未來若干年內(nèi)占主導(dǎo)地位。做到系統(tǒng)的總體設(shè)計有一定的超前性，系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及其軟硬件環(huán)境應(yīng)采用國際上先進(jìn)與主流的技術(shù)或產(chǎn)品。2) 實(shí)用性始終貫徹面向應(yīng)用、注重實(shí)效的原則，緊緊圍繞的功用特點(diǎn)與實(shí)際需要，從實(shí)用、經(jīng)濟(jì)與安全出發(fā)，以

5、滿足“管理信息化”這一特定使用功能，最大限度地滿足現(xiàn)在規(guī)模和未來發(fā)展的需求，確保耐久實(shí)用。此外，系統(tǒng)具有良好的人機(jī)交互界面，以方便實(shí)際操作與使用。3) 開放性滿足國際上對開放式系統(tǒng)具有互操作性、可伸縮性和可移植性的要求，系統(tǒng)還應(yīng)具備與外部網(wǎng)絡(luò)互連的能力，以擴(kuò)大信息源。4) 集成性與可擴(kuò)展性充分考慮系統(tǒng)所涉及的各子系統(tǒng)的集成和信息共享，保證系統(tǒng)總體上的先進(jìn)性與合理性，采用集中管理、分散控制的模式?？傮w結(jié)構(gòu)應(yīng)具有兼容性和可擴(kuò)展性，既可以包容不同廠家類型的先進(jìn)產(chǎn)品，又便于升級、換代，使系統(tǒng)可以隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，不斷得到充實(shí)、完善、改進(jìn)和提高。5) 安全性與可靠性充分保證系統(tǒng)高度的安全性、可靠

6、性和穩(wěn)定性。6) 標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化采用代表當(dāng)今較新科技水平，具有標(biāo)準(zhǔn)化與模塊的技術(shù)或產(chǎn)品，來設(shè)計系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)的總體技術(shù)要求。7) 服務(wù)性與便利性適應(yīng)的需求，具備對各種信息進(jìn)行收集、處理、存儲、傳輸、檢索，為的管理者提供有效的管理手段。8) 經(jīng)濟(jì)性在實(shí)現(xiàn)先進(jìn)性和可靠性的前提下，達(dá)到較高的性能價格比以及經(jīng)濟(jì)的優(yōu)化設(shè)計。1.1.5 系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)1) 安防視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方面：Ø 中華人民共和國公安部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GA70-94）Ø 視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)要求（GA/T367-2001）Ø 民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(GB50198-94)Ø 工業(yè)電視系統(tǒng)工程

7、設(shè)計規(guī)范（GBJ115-87）Ø 安全防范系統(tǒng)通用圖形符號（GA/T75-2000）Ø 道路交通安全違法行為圖像取證技術(shù)規(guī)范（GA/T 8322009）Ø 機(jī)動車號牌圖像自動識別技術(shù)規(guī)范（GA/833-2009）Ø 闖紅燈自動記錄系統(tǒng)通用技術(shù)條件GA/T496-2009Ø 建筑及建筑群綜合布線工程設(shè)計規(guī)范（GB/T50311-2000）Ø 公安部警用地理信息系統(tǒng)系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范2) 視頻監(jiān)控圖像質(zhì)量方面：Ø 電視視頻通道測試方法（GB3659-83）Ø 彩色電視圖像質(zhì)量主觀評價方法（GB7401-1987）3) 視頻系

8、統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方面：Ø 信息技術(shù)開放系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)層安全協(xié)議（GB/T 17963）Ø 計算機(jī)信息系統(tǒng)安全（GA 216.11999）Ø 計算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范（GB8566-88）4) 視頻系統(tǒng)工程建設(shè)方面Ø 安全防范工程程序與要求（GA/T75-94）Ø 安全防范工程技術(shù)規(guī)范(GB 50348-2004)Ø 電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范(GB50174-93）Ø 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范(GB50057-94)Ø 建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范(GB50343-2004)Ø 安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護(hù)技術(shù)要求(GA/T670

9、-2006)Ø 民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范(JGJ/T16-92)5) 視頻系統(tǒng)工程驗(yàn)收方面：Ø 公安交通電視監(jiān)視系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)范（GA/T509）Ø 安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則（GA308/2001）Ø 中國電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（GBJ232-90.92）Ø 建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗(yàn)收規(guī)范 (GB/T50312-2000)1.2 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計方案1.2.1 系統(tǒng)整體功能說明我司監(jiān)控集中管理軟件，為大型監(jiān)控項目、項目升級改造等提供一個業(yè)界最大兼容性、高穩(wěn)定性、擴(kuò)展靈活、操作簡單、功能強(qiáng)大、維護(hù)簡單符合協(xié)議規(guī)范的管理系統(tǒng)，區(qū)別于一般單機(jī)軟件，首先

10、，在設(shè)備的兼容性上，我們做到業(yè)界最大兼容性，支持絕大部分主流廠商的硬件。在集中管理方面，對用戶、組、權(quán)限進(jìn)行集中管理，統(tǒng)一認(rèn)證，將設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理、邏輯劃分，實(shí)現(xiàn)不同用戶組使用不同的邏輯樹結(jié)構(gòu)視圖，同時，將不同用戶、組進(jìn)行地域或邏輯結(jié)構(gòu)劃分，配置不同的地圖，根據(jù)組不同，無須單獨(dú)配置，直接自動下載地圖使用。在報警及日志管理上，采用前端采集接受，統(tǒng)一上傳到管理服務(wù)器，由C/S方式實(shí)現(xiàn)日志及報警查詢，同時實(shí)時轉(zhuǎn)發(fā)到信息交流/共享平臺，從而構(gòu)成一個有機(jī)的，互動的協(xié)調(diào)的整體。我們使用流媒體技術(shù)，徹底解決兩地低帶寬的限制，解決前端設(shè)備單路并發(fā)流的限制。通過集中存儲服務(wù)模塊，解決前端無盤編碼器的統(tǒng)一存儲和管

11、理。1.2.2 系統(tǒng)架構(gòu)根據(jù)實(shí)際項目需求，整體的系統(tǒng)架構(gòu)如下圖：1.2.3 視頻采集系統(tǒng)1.2.3.1 隸屬視頻資源隸屬已建有視頻管理系統(tǒng)，匯聚轄區(qū)內(nèi)的前端監(jiān)控視頻圖像，實(shí)現(xiàn)對轄區(qū)內(nèi)的視頻圖像進(jìn)行存儲、監(jiān)控、抓拍、緊急情況查看處理等。可通過對隸屬視頻管理系統(tǒng)的二次開發(fā)或增加流媒體服務(wù)器的方式，將之統(tǒng)一接入視頻管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)總控中心與分控中心的協(xié)同控制。1.2.3.2 社會視頻資源社會投資建設(shè)的視頻信息資源經(jīng)由公網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)）傳輸，如直接接入多媒體專網(wǎng)，勢必帶來安全隱患。因此為保證網(wǎng)絡(luò)安全性及視頻質(zhì)量，做如下方案設(shè)計：1) 通過安全設(shè)備隔離技術(shù)，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)邊界防護(hù)。2) 將社會資源平臺轉(zhuǎn)發(fā)的視頻流通

12、過解碼器，解碼為模擬信號，此步可丟棄非視頻數(shù)據(jù)，提高網(wǎng)絡(luò)安全性。3) 生成的模擬信號無法遠(yuǎn)距離傳輸，因此再通過一臺編碼器重新編碼為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號后，接入多媒體專網(wǎng)傳輸。1.2.4 多媒體專網(wǎng)1.2.4.1 概述在各種組網(wǎng)方式中，MPLS VPN具有網(wǎng)絡(luò)部署靈活簡便、一次性投資較小、管理和維護(hù)成本低的優(yōu)勢。MPLS VPN組網(wǎng)能以較低的價格充分利用路由器的快速轉(zhuǎn)發(fā)能力和巨大的傳輸帶寬，滿足用戶較高帶寬的應(yīng)用要求，如視頻、話音與數(shù)據(jù)的一體化傳輸。因此MPLS VPN特別適合那些對安全和QoS有特殊要求的在中高速率（2M以上）專網(wǎng)組建。由于MPLS VPN組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)用戶專網(wǎng)的物理隔離且QoS保證較好

13、，因此特別適合金融機(jī)構(gòu)、黨政機(jī)關(guān)企事業(yè)等對安全性要求較高且有高帶寬需求的專網(wǎng)組建。與其它網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相比，MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)具有以下特點(diǎn)：1) 多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)只由一張骨干網(wǎng)絡(luò)承載，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加清晰，維護(hù)簡單。2) 安全措施部署簡單，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以進(jìn)行更加安全的隔離和可控的互訪。3) 網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好，當(dāng)增加新業(yè)務(wù)系統(tǒng)時不需要建設(shè)新的網(wǎng)絡(luò)，只需增加一個VPN即可；不需要針對某個業(yè)務(wù)系統(tǒng)單獨(dú)擴(kuò)容網(wǎng)絡(luò)帶寬，只有當(dāng)骨干網(wǎng)絡(luò)平臺總帶寬不足時才考慮進(jìn)行擴(kuò)容。4) 各業(yè)務(wù)系統(tǒng)統(tǒng)計復(fù)用骨干網(wǎng)總帶寬，也可以根據(jù)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)際的流量分配帶寬，從而合理地使用網(wǎng)絡(luò)資源，網(wǎng)絡(luò)資源利用率高。1.2.4.2 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)建立一個統(tǒng)一

14、的MPLS骨干網(wǎng)絡(luò)來承載所有內(nèi)部業(yè)務(wù)，不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過劃分VPN來實(shí)現(xiàn)互訪與隔離。1.2.5 媒體專網(wǎng)安全防護(hù)防火墻技術(shù)是重要的網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)，是確保安全的一道堅固的屏障，其主要作用是在網(wǎng)絡(luò)入口處檢查網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理員的設(shè)定的安全規(guī)則，在保護(hù)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)安全的前提下，保障內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)的正常通信。所有來自外部網(wǎng)絡(luò)的訪問請求都有通過防火墻的檢查，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的安全有了很大的提高，部署的防火墻功能如下：1) 首先定好各隸屬視頻系統(tǒng)內(nèi)的合法主機(jī)，通過源地址過濾，拒絕非法IP地址，有效的避免網(wǎng)絡(luò)上越權(quán)訪問；2) 通過對各匯聚點(diǎn)防火墻制定訪問策略，只允許已經(jīng)定義的視頻流量進(jìn)入，其他未定的所有流量全部拒絕，從

15、而保證拒絕非法流量于網(wǎng)絡(luò)之外3) 同時，所有防火墻可以全面監(jiān)視外部網(wǎng)絡(luò)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問活動，并進(jìn)行詳細(xì)的記錄，通過分析可以得出可疑的攻擊行為；并形成日志。4) 防火墻可以只保留所需要的服務(wù)，將不需要的服務(wù)關(guān)閉，這樣可以將系統(tǒng)受攻擊的可能性降低到最低，使攻擊者無機(jī)可乘；5) 合理優(yōu)化防火墻上的長連接與半連接時間與數(shù)量參數(shù)，以降低攻擊的可能性。核心防火墻配置熱備策略，以保證核心的高可用性。在核心防火墻上同時也需要做相應(yīng)策略，允許合法視頻和管理流量通過。其他所有流量全部拒絕。1.2.6 中心管理系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中心管理系統(tǒng)由中心管理服務(wù)器、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、認(rèn)證管理服務(wù)器、存儲服務(wù)器、存儲設(shè)備以及

16、監(jiān)控客戶端組成。根據(jù)攝像機(jī)數(shù)量以及轉(zhuǎn)發(fā)的要求配置中心管理服務(wù)器、并支持雙機(jī)熱備，支持以流媒體的方式提供對視頻的直播及轉(zhuǎn)分發(fā)服務(wù)。對視頻檢索即時回放提供后臺支持，并提供錄像的持久化保存及回放支持。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計上，具備應(yīng)對大容量流媒體業(yè)務(wù)的多種可靠性機(jī)制。兼容及管理主流DVR廠家設(shè)備，納入系統(tǒng)統(tǒng)一管理。具備對海量存儲單元的合理使用機(jī)制，減少故障率及能耗。1.2.6.1 中心管理服務(wù)器的主要功能管理服務(wù)管理服務(wù)是系統(tǒng)的控制中心，保障系統(tǒng)中所有設(shè)備、各種資源安全有效地運(yùn)行與共享，包括應(yīng)用管理、設(shè)備管理、服務(wù)器間連接與切換、用戶管理、日志管理、心跳管理、客戶端在線管理等。目錄服務(wù)系統(tǒng)支持多目錄、多中心服

17、務(wù)，輕松實(shí)現(xiàn)海量設(shè)備的管理、支持多中心數(shù)據(jù)同步和相互備份，保障了數(shù)據(jù)的完整性。相應(yīng)的實(shí)時性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，避免了信息孤立和垃圾信息產(chǎn)生。1.2.6.2 流媒體服務(wù)器流媒體服務(wù)器支持集群工作模式，集群中任何一臺故障時，均能夠由冗余服務(wù)器自動接管，在本次設(shè)計中，1臺服務(wù)器配備1臺熱備機(jī)器。流媒體存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器主要功能:轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)系統(tǒng)采用的分布式多轉(zhuǎn)發(fā)中心架構(gòu)，最大限度地分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸和擁塞。配合中繼（Relay）轉(zhuǎn)發(fā)模式，支持應(yīng)用層路由優(yōu)化，限制無效網(wǎng)絡(luò)流量的產(chǎn)生。存儲服務(wù)支持DAS、NAS、SAN存儲設(shè)備。系統(tǒng)采用的分布式存儲模式，降低存儲成本和存儲風(fēng)險，同時支持音視頻數(shù)據(jù)和行業(yè)數(shù)據(jù)的

18、關(guān)聯(lián)存儲和檢索。1.2.6.3 服務(wù)器的體系架構(gòu)要求1.2.6.4 客戶端的架構(gòu)要求1.2.7 時鐘同步系統(tǒng)1.2.7.1 系統(tǒng)概述視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)由一級平臺、隸屬二級平臺、業(yè)務(wù)現(xiàn)場前端采集點(diǎn)等多個單元組成，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器數(shù)目眾多，無法保證所有設(shè)備時間同步，因?yàn)檫@些時鐘每天會產(chǎn)生數(shù)秒、甚至數(shù)分鐘的誤差。經(jīng)過長期運(yùn)行，時間差會越來越大，這種偏差在普通應(yīng)用中影響不太大，但對視頻監(jiān)控卻可能會引發(fā)意想不到的問題。在視頻管理系統(tǒng)中，尤其是分布式的多級架構(gòu)，OSD信息、歷史圖像時間索引、回放檢索等都要求系統(tǒng)具有準(zhǔn)確一致的時鐘信息。因此監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中的大量服務(wù)器和終端設(shè)備都需要進(jìn)行時鐘同步，而手工同步在精度

19、上和工作量上顯然不能滿足需要，因此一個健壯可靠的監(jiān)控系統(tǒng)必須配備完善的時鐘同步機(jī)制，以使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間傳遞的信息能夠在時間上保持高度一致。1.2.7.2 工作原理正常工作時，NTP網(wǎng)絡(luò)時間服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)接口提供NTP對時信號，所有網(wǎng)內(nèi)設(shè)備可以將校時地址指向母鐘，通過網(wǎng)絡(luò)連接得到精確時間?？赏ㄟ^網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意一臺計算機(jī)上運(yùn)行的網(wǎng)管及監(jiān)控軟件完成對時鐘系統(tǒng)設(shè)備的監(jiān)測管理。1.2.7.3 NTP的通信模式NTP（Network Time Protocol）是用來在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)發(fā)布精確時間的TCP/IP協(xié)議，其本身的傳輸基于UDP，它可以使計算機(jī)對其服務(wù)器或時鐘源進(jìn)行同步，提供高精度的時間校正（LAN上與標(biāo)準(zhǔn)

20、間相差110毫秒，WAN上幾十毫秒）。時鐘同步服務(wù)器與其他設(shè)備的NTP訪問以客戶機(jī)和服務(wù)器方式進(jìn)行通信。每次通信共計兩個包?？蛻魴C(jī)發(fā)送一個請求數(shù)據(jù)包，服務(wù)器接收后回送一個應(yīng)答數(shù)據(jù)包。兩個數(shù)據(jù)包都帶有時間戳。NTP根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)包代的時間戳確定時間誤差，并通過一系列算法來消除網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性的影響。NTP要求的資源開銷和通信帶寬很小。NTP采用UDP協(xié)議，端口號設(shè)定為123。UDP占用很小的網(wǎng)絡(luò)帶寬，在眾多客戶機(jī)和少許服務(wù)器通信時有利于避免擁塞。NTP數(shù)據(jù)包的凈長度在V3下為64個字節(jié)，V4下為72個字節(jié)；在IP層分別為76和84個字節(jié)。時鐘服務(wù)器和其他作為客戶機(jī)的設(shè)備采取點(diǎn)對點(diǎn)的通訊方式，自

21、動通信間隔將在指定的范圍內(nèi)變化（一般是64秒到1024秒），同步情況越好，間隔就越長。另外，也可以在客戶機(jī)通過手動隨時進(jìn)行通訊。1.2.7.4 時鐘同步系統(tǒng)設(shè)計時鐘同步網(wǎng)絡(luò)以分層主從結(jié)構(gòu)模式運(yùn)行，本項目中時鐘同步服務(wù)器在時鐘同步網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的最高層，為所有的低層設(shè)備提供同步信息。時鐘同步網(wǎng)絡(luò)理論上根據(jù)其精確度和重要性一般分為從015的共16個級別。級別編碼越低，精確度和重要性越高。時間的分配自級別編碼小的層次向較大的層次進(jìn)行，即由第0級向第15級分配滲透。1.2.7.5 時鐘同步系統(tǒng)的架構(gòu)該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由兩臺時間服務(wù)器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和客戶端組成，每臺服務(wù)器配置4個物理隔離的NTP網(wǎng)口，分別同步多個子

22、網(wǎng)。兩臺時間服務(wù)器互為熱備，時間服務(wù)器1作為“主用”時間服務(wù)器，時間服務(wù)器2作為“備用”時間服務(wù)器。當(dāng)“主用”時間服務(wù)器（時間服務(wù)器1）的信號接收單元發(fā)生故障時，自動切換至“備用”時間服務(wù)器（時間服務(wù)器2）的信號接收單元接收到的時間基準(zhǔn)信號，從而保證系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)“主用”時間服務(wù)器（時間服務(wù)器1）的信號接收單元恢復(fù)正常后，該時間服務(wù)器自動切換回正常工作狀態(tài)。當(dāng)時間服務(wù)器都接收不到兩路外部時間基準(zhǔn)信號時，切換到內(nèi)部授時，保持一定的走時準(zhǔn)確度；當(dāng)外部時間基準(zhǔn)信號接收恢復(fù)時，自動切換回接收外部時間基準(zhǔn)信號的工作狀態(tài)。1.2.8 視頻診斷系統(tǒng)1.2.8.1 系統(tǒng)概述隨著視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，監(jiān)控系統(tǒng)的

23、規(guī)模越來越大。大量監(jiān)控攝像頭的部署極大提升了業(yè)務(wù)能力。但另一方面，面對成千上萬攝像頭，監(jiān)控系統(tǒng)也面臨著日益增大的運(yùn)行維護(hù)壓力。視頻畫面攜帶著監(jiān)控系統(tǒng)的最核心信息。無論是現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)看，或者案發(fā)后的錄像回放，攝像頭故障或畫面質(zhì)量下降會對監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作和有效信息利用造成嚴(yán)重影響。面對大量的攝像頭，如何及時而有效的發(fā)現(xiàn)故障、找到故障的原因，快速處理、對故障進(jìn)行分析總結(jié)，是目前已有監(jiān)控系統(tǒng)亟需解決的問題。目前已有質(zhì)量檢測與保障系統(tǒng)功能不完善。系統(tǒng)具備了基本的網(wǎng)絡(luò)檢測與視頻丟失等檢測功能，但檢測項目不充分。為了保證畫面質(zhì)量，多數(shù)采用人工巡查的方式檢測攝像頭畫面質(zhì)量，工作量大，工作效率低。投入人力、時

24、間、成本高，維護(hù)效率低。另一方面，系統(tǒng)管理功能不完善，提供信息不充分。視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)是一種智能化視頻故障分析與預(yù)警系統(tǒng)，對視頻圖像出現(xiàn)的雪花、滾屏、模糊、偏色、畫面凍結(jié)、增益失衡、云臺失控、視頻信號丟失等等多種攝像頭故障、視頻信號干擾、視頻質(zhì)量下降進(jìn)行準(zhǔn)確分析、判斷和報警。系統(tǒng)按照診斷預(yù)案自動對攝像頭進(jìn)行檢測，并記錄所有的檢測結(jié)果。用戶通過Web網(wǎng)頁對系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，接收、處理報警，查詢歷史信息，并可根據(jù)攝像頭所在區(qū)域、品牌、故障類型、故障嚴(yán)重程度等不同屬性進(jìn)行多種統(tǒng)計分析。利用視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，能夠有效預(yù)防因視頻采集設(shè)備、視頻傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)導(dǎo)致的圖像質(zhì)量問題及所帶來的損失，并及時發(fā)現(xiàn)破壞

25、監(jiān)控系統(tǒng)的不法行為。在設(shè)備、傳輸發(fā)生問題后，可以迅速進(jìn)行處理，保障監(jiān)控系統(tǒng)有效運(yùn)行。系統(tǒng)亦有利于幫助快速掌握前端設(shè)備運(yùn)行情況，高效維護(hù)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。1.2.8.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)采用“監(jiān)控®診斷®維修”的閉環(huán)應(yīng)用設(shè)計。已有監(jiān)控系統(tǒng)按照自身設(shè)計正常運(yùn)行；診斷系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)傳輸通道，從監(jiān)控系統(tǒng)中獲取視頻進(jìn)行分析，并且不干擾監(jiān)控系統(tǒng)的正常運(yùn)行；對于診斷系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的問題，維護(hù)人員進(jìn)行逐項處理修復(fù)，保障監(jiān)控系統(tǒng)的完好性。系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)。從監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)獲取視頻信號后，系統(tǒng)利用視頻診斷服務(wù)器完成視頻診斷功能，利用Web服務(wù)器完成用戶交互，利用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲診斷結(jié)果和系統(tǒng)配置。依

26、據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)狀況和部署規(guī)模、需求，上述各個服務(wù)可以采用一臺或多臺服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，可以集中部署在監(jiān)控中心，或分布在各個分中心。視頻診斷服務(wù)器將診斷結(jié)果通過Web服務(wù)器發(fā)送給用戶，并在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中記錄有關(guān)信息。用戶可以通過Web頁面監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)，進(jìn)行信息查詢、統(tǒng)計，設(shè)置診斷預(yù)案，維護(hù)設(shè)備信息，進(jìn)行系統(tǒng)管理等各種操作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2.8.3 模塊設(shè)計系統(tǒng)模塊框圖系統(tǒng)采用高度模塊化設(shè)計，對視頻質(zhì)量診斷分析過程、業(yè)務(wù)處理應(yīng)用和系統(tǒng)管理進(jìn)行功能劃分，設(shè)計各個功能模塊。系統(tǒng)包含用戶交互層、業(yè)務(wù)邏輯層和視頻數(shù)據(jù)源三層。用戶交互層實(shí)現(xiàn)各種用戶交互操作，包括用戶登錄、系統(tǒng)管理、攝像頭管理、信息分析查詢、視頻診斷管理

27、、故障處理等多個模塊。業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)視頻質(zhì)量診斷，業(yè)務(wù)邏輯控制、視頻數(shù)據(jù)接入、分析結(jié)果存儲、Web服務(wù)等功能，包括Web服務(wù)、中央控制、邏輯控制模塊、視頻質(zhì)量診斷模塊、視頻切換模塊、數(shù)據(jù)庫等。視頻數(shù)據(jù)源提供用于進(jìn)行視頻質(zhì)量診斷的視頻數(shù)據(jù)。1.2.8.4 視頻診斷檢測項目系統(tǒng)利用先進(jìn)的視頻質(zhì)量數(shù)值化計算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)視頻故障/異常診斷、故障/異常嚴(yán)重性評判。視頻質(zhì)量數(shù)值化計算技術(shù)示例如下。利用對圖像特征的分析，系統(tǒng)對畫面模糊程度進(jìn)行測量，并給出測量分?jǐn)?shù)。分?jǐn)?shù)區(qū)間從0至100。分值越小表示圖像越模糊。反之分值越大表示圖像質(zhì)量越理想。分?jǐn)?shù)72分?jǐn)?shù)62分?jǐn)?shù)46視頻故障的典型示例如下。對焦發(fā)生異常增益過高或

28、過低偏色亮度過高噪聲、偏色、刺狀復(fù)合干擾雪花干擾折疊帶滾屏干擾畫面抖動1.2.8.5 系統(tǒng)應(yīng)用1.2.8.5.1 信息導(dǎo)入項目內(nèi)容1.1設(shè)備導(dǎo)入將監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備列表導(dǎo)入視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致1.2分組導(dǎo)入將監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備分組信息導(dǎo)入視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，保持?jǐn)?shù)據(jù)一致1.3 設(shè)備信息可以設(shè)置設(shè)備基本信息，包括設(shè)備名稱、所屬區(qū)域、設(shè)備位置（GPS信息）、設(shè)備類型、設(shè)備型號、設(shè)備序列號、供應(yīng)商、供應(yīng)商聯(lián)系方式、生成廠家、設(shè)備配置信息、保修條款等1.2.8.5.2 用戶權(quán)限管理項目內(nèi)容2.1角色/用戶創(chuàng)建修改創(chuàng)建/修改/刪除一個新角色，并為該角色分配權(quán)限；創(chuàng)建/修改/刪除一個新用戶，并將該用戶添加

29、為某角色的成員。系統(tǒng)可以根據(jù)需要，靈活創(chuàng)建不同的角色，例如管理員、維護(hù)人員、管理人員等等。權(quán)限的管理包括對操作權(quán)限的管理、訪問不同區(qū)域設(shè)備權(quán)限的管理等（即可以支持分權(quán)分域管理）。1.2.8.5.3 任務(wù)管理項目內(nèi)容3.1 任務(wù)的創(chuàng)建創(chuàng)建一個新任務(wù)，設(shè)置計劃信息，檢測項目信息以及需要檢測的設(shè)備信息?？梢愿鶕?jù)區(qū)域、設(shè)備、時間、周期、巡檢次數(shù)、檢測項目、設(shè)備優(yōu)先級等要素設(shè)置預(yù)案，系統(tǒng)依據(jù)預(yù)案自動巡檢攝像頭?？梢允謩舆x擇某些攝像頭，立即執(zhí)行質(zhì)量檢測?？梢蚤_啟/關(guān)閉某個任務(wù)。3.2任務(wù)的修改與刪除可以對任務(wù)進(jìn)行修改、刪除操作。3.3任務(wù)的執(zhí)行任務(wù)可以按照預(yù)設(shè)條件自動激活執(zhí)行，或者手動進(jìn)行控制。運(yùn)行中的任

30、務(wù)可以暫停、取消。暫停的任務(wù)可以恢復(fù)運(yùn)行。1.2.8.5.4 診斷標(biāo)準(zhǔn)管理項目內(nèi)容4.1診斷標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建/修改/刪除系統(tǒng)可以創(chuàng)建/修改/刪除診斷標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)支持將診斷標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在某一組或某一個單獨(dú)設(shè)備上?？梢蚤_啟/關(guān)閉某個診斷標(biāo)準(zhǔn)?？梢詫υ\斷標(biāo)準(zhǔn)命名、進(jìn)行注釋。對于一個診斷標(biāo)準(zhǔn)，可以依據(jù)時間設(shè)置不同的診斷分?jǐn)?shù)。1.2.8.5.5 設(shè)備狀態(tài)查看與處理項目內(nèi)容5.1設(shè)備狀態(tài)查詢按照條件查詢設(shè)備最新診斷狀態(tài)。查詢條件包括：設(shè)備名稱、所屬區(qū)域、設(shè)備編號、維護(hù)狀態(tài)、診斷時間、診斷結(jié)果等?？梢葬槍δ骋粋€檢測項目進(jìn)行結(jié)果查詢。5.2設(shè)備狀態(tài)處理可以對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行人工確認(rèn)、二次檢測、掛起/啟用設(shè)備、調(diào)整診斷標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)聯(lián)

31、標(biāo)簽。5.3報表統(tǒng)計與輸出結(jié)合各類信息，按照需求進(jìn)行各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。支持折線圖、條形圖、柱形圖、餅圖、三維餅圖、圓環(huán)圖、分離型圓環(huán)圖等不同類型分析圖表的繪制。支持提供季報、月報、周報、日報等不同報表。報表可以定期自動生成?？梢詫?dǎo)出為Excel格式文件。支持以設(shè)備名稱、設(shè)備編號、所屬區(qū)域、維護(hù)狀態(tài)、標(biāo)簽名稱、診斷結(jié)果為條件搜索到的診斷結(jié)果用Excel文件導(dǎo)出。導(dǎo)出文件中可包含攝像頭拍攝畫面的截圖?？梢愿鶕?jù)需要加入不同分析維度，為系統(tǒng)發(fā)展與規(guī)劃提供數(shù)據(jù)依據(jù)。1.2.8.5.6 結(jié)果查詢與處理項目內(nèi)容6.1診斷結(jié)果查詢按照條件查詢歷史診斷結(jié)果。查詢條件包括：設(shè)備名稱、所屬區(qū)域、設(shè)備編號、任務(wù)名稱、

32、診斷時間、診斷結(jié)果等?？梢葬槍δ骋粋€檢測項目進(jìn)行結(jié)果查詢。6.2診斷結(jié)果處理可以對診斷結(jié)果進(jìn)行人工確認(rèn)、二次檢測、調(diào)整診斷標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)聯(lián)標(biāo)簽。6.3輸出支持以設(shè)備名稱、設(shè)備編號、所屬區(qū)域、任務(wù)名稱、診斷時間，診斷結(jié)果為條件搜索到的診斷結(jié)果用Excel文件導(dǎo)出。導(dǎo)出文件中可包含攝像頭拍攝畫面的截圖。1.2.8.5.7 標(biāo)簽管理項目內(nèi)容7.1標(biāo)簽創(chuàng)建/修改/刪除系統(tǒng)可以創(chuàng)建/修改/刪除標(biāo)簽?？梢詫?biāo)簽命名、進(jìn)行注釋。7.2標(biāo)簽的使用可將屬于同一種或多種屬性的設(shè)備貼上相同標(biāo)簽，方便對設(shè)備進(jìn)行歸類、查詢、跟蹤、導(dǎo)出。如可創(chuàng)建標(biāo)簽：待修設(shè)備，我負(fù)責(zé)的設(shè)備，近期需要密切關(guān)注的設(shè)備等等。每個設(shè)備可以貼多個標(biāo)簽。

33、7.3 標(biāo)簽的查詢/導(dǎo)出結(jié)果可根據(jù)標(biāo)簽名稱，查詢、導(dǎo)出屬于該標(biāo)簽的設(shè)備名稱、設(shè)備編號、設(shè)備綜合評分以及各診斷項的診斷評分等。1.2.8.5.8 日志項目內(nèi)容8.1用戶操作日志對用戶操作進(jìn)行日志記錄，并可以進(jìn)行查詢、管理和導(dǎo)出。8.2系統(tǒng)運(yùn)行日志對系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行日志記錄，并可以進(jìn)行查詢、管理和導(dǎo)出。1.2.8.5.9 系統(tǒng)管理項目內(nèi)容9.1查看服務(wù)運(yùn)行狀態(tài)查看當(dāng)前運(yùn)行的診斷服務(wù)數(shù)量和狀態(tài)。查看當(dāng)前將要進(jìn)行診斷的設(shè)備數(shù)量。9.2管理分析服務(wù)器可以添加/暫停/刪除診斷服務(wù)。9.3 查看系統(tǒng)資源查看各個分析服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、磁盤、網(wǎng)卡使用率。1.2.9 視頻輸出顯示系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用視頻上墻推送系

34、統(tǒng)，與解碼主機(jī)的輸出與大屏控制器相連，并通過大屏控制軟件進(jìn)行顯示控制。因此視頻矩陣解碼主機(jī)的輸出與大屏控制器相連，通過大屏控制器將視頻圖像輸出到大屏幕顯示系統(tǒng)。包括虛擬矩陣解碼主機(jī)與控制中心服務(wù)器。大屏幕顯示系統(tǒng)的主要功能如下：畫面輪詢、報警顯示、電子地圖顯示、支持三維鍵盤控制等。1.2.10 視頻文件數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序標(biāo)準(zhǔn)接口本次視頻管理系統(tǒng)建設(shè)采用數(shù)據(jù)庫方式進(jìn)行視頻信息存儲管理。與傳統(tǒng)的DVR等設(shè)備存儲相比，數(shù)據(jù)庫管理方式取代了常規(guī)的文件管理方式，在視頻文件數(shù)據(jù)庫中可快速建立各種視頻信息索引，實(shí)現(xiàn)視頻快速定位與檢索。數(shù)據(jù)庫（Database）是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。數(shù)據(jù)庫中

35、的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫有很多種類型，從最簡單的存儲有各種數(shù)據(jù)的表格到能夠進(jìn)行海量數(shù)據(jù)存儲的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都在各個方面得到了廣泛的應(yīng)用。1.2.10.1 數(shù)據(jù)庫管理優(yōu)點(diǎn)傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過DVR等設(shè)備存儲視頻文件，采用基于文件的管理方式。與數(shù)據(jù)文件管理方式相比較，數(shù)據(jù)庫管理有許多優(yōu)越性。這些優(yōu)越性來自數(shù)據(jù)庫特有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)存儲方式。1.2.10.1.1 查詢迅速、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能根據(jù)給定的條件自動地按一定途徑以毫秒級速度進(jìn)行掃描查找，可以在瞬間將符合要求的數(shù)據(jù)一一用表格或其他方式顯示出來，還可以自動地

36、打印出來或通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街付ǖ刂?，而且不會出現(xiàn)錯誤。1.2.10.1.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化且統(tǒng)一管理在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)按邏輯結(jié)構(gòu)組織起來，而按物理結(jié)構(gòu)存放在磁盤介質(zhì)中，并且由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，既考慮了數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)，也考慮了數(shù)據(jù)之間以及文件之間的聯(lián)系，數(shù)據(jù)的查詢、檢索和處理很方便。而在傳統(tǒng)的視頻監(jiān)控文件系統(tǒng)中，盡管記錄內(nèi)部存在某種結(jié)構(gòu)，但視頻記錄之間沒有聯(lián)系，數(shù)據(jù)的查詢、檢索和處理十分煩瑣、困難。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整體結(jié)構(gòu)化管理，是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。1.2.10.1.3 數(shù)據(jù)一致性高在文件系統(tǒng)中，為了滿足一個應(yīng)用對數(shù)據(jù)的需要，常常在不同地方重復(fù)存放同一個或同一組數(shù)

37、據(jù)。這樣一來，如果一個多處存放的數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯誤，就必須同時修改幾個地方，否則將造成數(shù)據(jù)之間的不一致性。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)不僅可以面向某個局部應(yīng)用而且可以面向整體應(yīng)用，從而大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約了存儲空間，有效地避免了數(shù)據(jù)之間的不一致性。1.2.10.1.4 具有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指用戶應(yīng)用程序與存儲在數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的相互獨(dú)立性。當(dāng)應(yīng)用程序調(diào)用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時，只涉及數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而不涉及其存儲方式和物理結(jié)構(gòu)。而當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲方式和結(jié)構(gòu)改變時，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將自動處理這種改變，而應(yīng)用程序不必改變。數(shù)據(jù)獨(dú)立性是數(shù)據(jù)庫的重要特征和優(yōu)點(diǎn)，它有利于在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)修改時保持應(yīng)用程序的穩(wěn)定性，

38、可以大大減少應(yīng)用程序員的軟件開發(fā)工作量。1.2.10.1.5 數(shù)據(jù)的共享性好數(shù)據(jù)庫的共享性包括系統(tǒng)內(nèi)部共享性和外部共享性兩種，這是數(shù)據(jù)庫管理方式區(qū)別于文件管理方式的最本質(zhì)的特征和優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)內(nèi)部的共享性是指同一個(組)數(shù)據(jù)在一次處理中可以多次被調(diào)用的性能，而系統(tǒng)外部的共享性是指同一個(組)數(shù)據(jù)可以同時供多個用戶調(diào)用。這兩種共享性的原理是一致的，它使得多種作業(yè)、多種語言、多種用戶可以相互覆蓋地使用數(shù)據(jù)集合。內(nèi)部共享性有效地降低了數(shù)據(jù)的冗余度，系統(tǒng)很容易進(jìn)行維護(hù)和擴(kuò)充，而且能夠使應(yīng)用程序的編寫更加方便。系統(tǒng)外部共享性能夠促進(jìn)并實(shí)現(xiàn)信息社會化服務(wù)，可以充分發(fā)揮信息的價值。1.2.10.2 API標(biāo)準(zhǔn)接

39、口優(yōu)勢視頻數(shù)據(jù)庫可向外部提供標(biāo)準(zhǔn)API接口，外部設(shè)備可通過對此接口調(diào)用獲取視頻資源。API應(yīng)用程序接口（API：application programming interface）是一組定義、程序及協(xié)議的集合，通過API接口實(shí)現(xiàn)計算機(jī)軟件之間的相互通信。API的一個主要功能是提供通用功能集。程序員通過使用API函數(shù)開發(fā)應(yīng)用程序，從而可以避免編寫無用程序，以減輕編程任務(wù)。API同時也是一種中間件，為各種不同平臺提供數(shù)據(jù)共享。視頻數(shù)據(jù)庫提供一組API，供業(yè)務(wù)應(yīng)用使用。業(yè)務(wù)應(yīng)用根據(jù)自己的需求，填寫相應(yīng)的參數(shù)，通過調(diào)用API可以直接從視頻數(shù)據(jù)庫那里獲得及時、最新的數(shù)據(jù)。這種方式有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 復(fù)雜的

40、數(shù)據(jù)質(zhì)量保證工作是在視頻數(shù)據(jù)庫處理。這也是最適合保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的地方，在合適的地方做合適的事情，符合跨系統(tǒng)設(shè)計的規(guī)范，把風(fēng)險降低到最小。2) 實(shí)現(xiàn)Data On-Demand的需求，無縫集成多個系統(tǒng)，及時、準(zhǔn)確地獲取最新數(shù)據(jù)。3) 業(yè)務(wù)應(yīng)用無需額外配置人力、物力來保證系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，只需專注于自身的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)即可。4) 業(yè)務(wù)應(yīng)用和視頻數(shù)據(jù)庫是完全的松耦合方式集成，只要API接口不變，雙方可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求變化而變化，而對對方不產(chǎn)生任何的影響。即時由于某些特定需求，需要更改API接口，也可以通過升級API接口版本，也不會對已有客戶的系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。1.2.10.3 實(shí)現(xiàn)方式對于視頻管理系統(tǒng)而言

41、，視頻文件的管理功能，包括視頻存儲，視頻和視頻回放是最重要方面。因此視頻數(shù)據(jù)庫需滿足如下要求：1) 視頻設(shè)備的獨(dú)立性和視頻編解碼格式的無關(guān)性：視頻數(shù)據(jù)庫必須有能力來管理各種視頻數(shù)據(jù)，而與設(shè)備類型或視頻編解碼格式無關(guān)。為此我們需要一個統(tǒng)一的抽象模型來描述各種視頻設(shè)備和各種視頻文件格式。2) 大規(guī)模視頻數(shù)據(jù)存儲能力：視頻數(shù)據(jù)庫提供集中視頻存儲，即一個存儲服務(wù)器可以存儲多達(dá)多個錄像機(jī)長時間所錄制的視頻數(shù)據(jù)，這需要一個有效的海量視頻數(shù)據(jù)存儲機(jī)制。3) 有效的視頻數(shù)據(jù)的索引：為了從特定的視頻數(shù)據(jù)庫中快速查詢用戶所需的視頻數(shù)據(jù)，我們需要一個快捷有效的視頻索引的策略。基于上述要求，我們對視頻文件數(shù)據(jù)庫作如下

42、設(shè)計：1) 視頻文件數(shù)據(jù)庫以分布式數(shù)據(jù)庫模式存放視頻文件，文件的記錄時間作為起始時間索引。采用索引優(yōu)化，以防止索引結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時遭到破壞，使數(shù)據(jù)可恢復(fù)，索引節(jié)點(diǎn)還可以實(shí)現(xiàn)自動刪除以避免數(shù)據(jù)庫不可控的增大。2) 視頻文件表以雙向鏈表的結(jié)構(gòu)組織，便于用戶向前或者向后查找，視頻文件數(shù)據(jù)庫還可支持事務(wù)操作以同步數(shù)據(jù)庫狀態(tài)。視頻數(shù)據(jù)庫是視頻管理系統(tǒng)的重要組成部分，它的建立為實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化的用戶需求提供堅實(shí)的底層基礎(chǔ)。1.2.11 視頻監(jiān)控系統(tǒng)模塊設(shè)計視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為一個高效的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用分層模塊化設(shè)計，系統(tǒng)由以下層次與模塊組成：設(shè)備控制模塊該模塊是系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動層，整個系統(tǒng)通過該模塊

43、完成與編解碼器的通信。應(yīng)用層的設(shè)備無關(guān)指令通過該模塊翻譯成設(shè)備相關(guān)指令，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸層，完成對設(shè)備的各種控制與交互。媒體控制模塊該模塊是整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，用以完成對大容量媒體流以及透明數(shù)據(jù)的管理。媒體流包括兩個方面的內(nèi)容：一是實(shí)時的視音頻流、一是文件流。數(shù)據(jù)管理包含兩個方面的內(nèi)容：存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。通過一套高效和強(qiáng)壯的流處理機(jī)制完成存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的統(tǒng)一資源調(diào)度，從而使得系統(tǒng)的處理能力得到極大的提高。連接管理模塊連接管理接口是媒體控制接口的核心。每個連接由源和目的唯一標(biāo)識。一個連接表示了一個數(shù)據(jù)傳輸通道。系統(tǒng)為每個連接創(chuàng)建專門的處理任務(wù)。連接相互獨(dú)立，有效的避免了系統(tǒng)故障的擴(kuò)散。每個連接可以附加一個

44、存儲請求和若干的轉(zhuǎn)發(fā)請求。存儲和轉(zhuǎn)發(fā)共享數(shù)據(jù)，獨(dú)立運(yùn)行。數(shù)據(jù)的共享可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬。數(shù)據(jù)的并行處理保障了系統(tǒng)的效率和強(qiáng)壯性。認(rèn)證管理模塊所有客戶端和服務(wù)器的通信都要經(jīng)過該模塊的認(rèn)證和處理。通過該接口，客戶端和服務(wù)器可以完成各種控制信令的交互?？蛻舳斯芾斫涌谟挚梢约?xì)分為如下的幾個模塊：Ø 權(quán)限管理：用戶、角色和權(quán)限的管理Ø 認(rèn)證管理：身份的認(rèn)證Ø 呼叫管理：客戶端各種請求的響應(yīng)：包括連接的建立和刪除，設(shè)備的參數(shù)請求等等服務(wù)器管理模塊系統(tǒng)采用分布式多叉樹服務(wù)器架構(gòu)，以分擔(dān)整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和計算壓力。服務(wù)器管理模塊負(fù)責(zé)在各個服務(wù)器之間傳遞和同步服務(wù)器狀態(tài)，協(xié)調(diào)各個服務(wù)器的

45、工作上下文。系統(tǒng)診斷模塊該模塊是包括如下一些組成部分：Ø 日志管理：負(fù)責(zé)記錄系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的事件，并且在第一時間將要發(fā)布的日志發(fā)布到相應(yīng)的客戶端上。這樣，可以減輕系統(tǒng)管理員對整個系統(tǒng)的維護(hù)工作量。Ø 設(shè)備巡檢：負(fù)責(zé)第一時間獲得設(shè)備的各種狀態(tài)，包括：網(wǎng)絡(luò)是否正常、鏡頭是否正常、名稱是否改變、配置是否改變等等。這些狀態(tài)數(shù)據(jù)也需要同步傳遞到各個在線的客戶端，保障應(yīng)用視頻圖像的一致性。Ø 客戶端巡檢：負(fù)責(zé)客戶端狀態(tài)的獲取，包括客戶端的登陸、退出和掉線。Ø 服務(wù)器巡檢：負(fù)責(zé)查詢每個服務(wù)器是否在線。如果服務(wù)器掉線，系統(tǒng)會在第一時間給出提示，從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的故障處理模塊。&

46、#216; 服務(wù)器工作上下文診斷：用于診斷服務(wù)器各個模塊是否正常，對于一些不正常的模塊，系統(tǒng)負(fù)責(zé)恢復(fù)或者清除。Ø 故障弱化：客戶端故障弱化，為了保障服務(wù)器的性能，對于已經(jīng)掉線的客戶端，服務(wù)器自動剔除并釋放相應(yīng)資源。服務(wù)器故障弱化，如果服務(wù)器出現(xiàn)故障，在故障修復(fù)好后，系統(tǒng)會自動修復(fù)與所有在線客戶端的連接，讓用戶自動重新回到正常的工作環(huán)境。電子地圖模塊該模塊支持多層電子地圖，攝像機(jī)的位置信息能與電子地圖相關(guān)聯(lián)，可以通過多級電子地圖中的各級地圖，并可以通過點(diǎn)擊電子地圖上的負(fù)責(zé)某個區(qū)域的攝像機(jī)圖標(biāo)可以查看該區(qū)域的監(jiān)控圖像。視頻索引模塊該模塊支持以視頻源標(biāo)識和時間點(diǎn)組合來檢索攝像機(jī)的歷史圖像信

47、息，檢索結(jié)果以時間條的形式表示。系統(tǒng)只需要通過簡單的時間條拖拽就可以完成檢索時間的變更，從而檢索和瀏覽到存儲在IPSAN中的所有錄像資料，無需為視頻檢索輸入和變更起始時間和終止時間。系統(tǒng)支持秒級場景定位和檢索：通過輸入時間點(diǎn)（精確到秒），從發(fā)起檢索到得到該時間點(diǎn)所對應(yīng)的場景圖片所花費(fèi)的時間小于1秒，沒有明顯的等待時間。報警主機(jī)模塊該模塊與選用的報警產(chǎn)品的開關(guān)量相連，可以通過視頻系統(tǒng)的視頻服務(wù)器開關(guān)量輸入端口接入到視頻管理系統(tǒng)中，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)生報警時的視頻系統(tǒng)聯(lián)動，也可以通過報警平臺軟件系統(tǒng)完成針對各種報警主機(jī)的報警防區(qū)聯(lián)動。1.2.12 系統(tǒng)特點(diǎn)1) 靈活的系統(tǒng)功能合理完善的應(yīng)用服務(wù)軟件功能模塊

48、便于快視頻管理系統(tǒng)速和高效地進(jìn)行系統(tǒng)部署和使用，便于針對用戶定制符合不同需求的系統(tǒng)解決方案。視頻管理系統(tǒng)管理中心能夠支持從100路以下到10000路以上的監(jiān)控規(guī)模，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的平滑升級，滿足視頻監(jiān)控和業(yè)務(wù)的需要。2) 強(qiáng)大的機(jī)構(gòu)管理和權(quán)限管理擁有統(tǒng)一的機(jī)構(gòu)和用戶權(quán)限管理，每一級機(jī)構(gòu)的用戶只要在自己所屬的監(jiān)控中心開設(shè)帳號、分配權(quán)限即可?？鐓^(qū)域的調(diào)用通過監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心之間的互連注冊來實(shí)現(xiàn)，可以設(shè)立級聯(lián)權(quán)限（可細(xì)分為圖像瀏覽、控制、語音、流量控制等權(quán)限），具有級聯(lián)權(quán)限的用戶可以實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的視頻監(jiān)控資源共享。3) 高效的信息采集和分發(fā)系統(tǒng)具有高效、靈活的圖像采集、分發(fā)和傳輸能力。能夠?qū)D像實(shí)時傳

49、輸?shù)竭h(yuǎn)程的監(jiān)控中心進(jìn)行監(jiān)控和控制；同時，現(xiàn)場監(jiān)控人員也可以在不占用網(wǎng)絡(luò)帶寬的情況下實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控。通過在系統(tǒng)中部署流媒體服務(wù)器，可有效節(jié)省視頻服務(wù)器的接入帶寬，在提高視頻傳輸質(zhì)量的同時，降低用戶的線路投資。4) 可靠的信息存儲和備份功能系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程檢索回放功能，用戶不必到達(dá)監(jiān)控現(xiàn)場即可遠(yuǎn)程查詢指定監(jiān)控點(diǎn)在指定時間段的監(jiān)控錄像，并進(jìn)行回放。除圖像信息意外，系統(tǒng)對前端監(jiān)控設(shè)備及各級監(jiān)控中心的巡檢、報警、系統(tǒng)日志等信息予以存儲并可在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中依據(jù)授權(quán)進(jìn)行訪問。5) 完善的設(shè)備管理和狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的管理，包括對前端監(jiān)控設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、DVR、DVS和報警主機(jī)）和平臺服務(wù)器（如流媒體服務(wù)器、

50、報警服務(wù)器）等設(shè)備的運(yùn)行狀況和系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)行實(shí)時，通過制定運(yùn)行計劃可保存設(shè)備歷史運(yùn)行記錄，用戶通過視頻管理系統(tǒng)的系統(tǒng)統(tǒng)計信息即可全面了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。6) 實(shí)時報警聯(lián)動系統(tǒng)支持觸動開關(guān)報警、移動偵測報警、各類感應(yīng)器觸發(fā)報警和110報警等多種報警聯(lián)動觸發(fā)方式；報警聯(lián)動觸發(fā)后，系統(tǒng)支持錄像、短信、即時捕獲現(xiàn)場畫面、觸發(fā)聲光報警、觸發(fā)遠(yuǎn)端的開關(guān)（如門禁、燈光等）和電子地圖即時捕獲并展現(xiàn)位置信息等聯(lián)動處理方式。7) 豐富的擴(kuò)展功能系統(tǒng)具有良好的外部擴(kuò)展能力，接口標(biāo)準(zhǔn)化功能及智能檢測自適應(yīng)硬件系統(tǒng)功能，通過系統(tǒng)擴(kuò)展接口可輕松實(shí)現(xiàn)與其他GIS系統(tǒng)和GPS定位系統(tǒng)、圖像識別系統(tǒng)、矩陣系統(tǒng)以及各行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)

51、的整合。不僅實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)系統(tǒng)，異構(gòu)設(shè)備的互聯(lián)、互通，同時還解決了各系統(tǒng)之間的實(shí)時大容量數(shù)據(jù)交換、安全傳輸、授權(quán)認(rèn)證、業(yè)務(wù)監(jiān)管、多網(wǎng)融合等多方面問題，具有統(tǒng)一接警、迅速定位、快速反應(yīng)、業(yè)務(wù)聯(lián)動、集中監(jiān)管、科學(xué)指揮、擴(kuò)充性好的特點(diǎn)。1.3 系統(tǒng)功能1.3.1 視頻管理系統(tǒng)特點(diǎn)1.3.1.1 開放式視頻管理系統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式的視頻管理系統(tǒng)，能夠接入并管理目前國內(nèi)外主流80余家廠商的前端編碼設(shè)備(DVS/DVR/IPC)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備以及集中存儲設(shè)備(IP-SAN)。1.3.1.2 多級管理中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)的每個管理中心既可以獨(dú)立工作，也能多級級聯(lián)部署，便于靈活部署。系統(tǒng)提供分級、分權(quán)、分布部署

52、模式，可通過平滑擴(kuò)容進(jìn)一步提升系統(tǒng)容量，滿足業(yè)務(wù)長期快速發(fā)展的需要。1.3.1.3 資源共享視頻監(jiān)控系統(tǒng)可向卡口、GIS、案情等多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供接口，方便指揮中心和各相關(guān)人員的工作，發(fā)揮全網(wǎng)資源共享優(yōu)勢。1.3.1.4 快速布控視頻監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)生案情時，能快速調(diào)用案發(fā)現(xiàn)場及周邊監(jiān)控攝像頭信息，形成對嫌疑人和可疑車輛的跟蹤，利于對現(xiàn)場情況掌握和控制。啟動實(shí)時多畫面視頻瀏覽、地理信息服務(wù)、快速布控、事件啟動預(yù)案、GIS界面啟動預(yù)案、報警事件打開視頻、視頻智能分析預(yù)警等等。1.3.1.5 預(yù)案管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)可對大型活動及重大案件設(shè)置監(jiān)控預(yù)案，如設(shè)置活動現(xiàn)場攝像頭的虛擬巡邏等預(yù)案，確?；顒拥陌踩翱?/p>

53、掌控。1.3.2 實(shí)時圖像調(diào)閱監(jiān)控指揮中心統(tǒng)一管理相關(guān)接入硬件設(shè)備，任意一個監(jiān)控客戶端都能監(jiān)看集中監(jiān)控管理中心授權(quán)的前端的圖像信息，并可按照自定義的策略對音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和控制，本系統(tǒng)的通訊協(xié)議采用國際最先進(jìn)的基于TCP/IP的H.323協(xié)議，具有傳輸穩(wěn)定，傳輸效率高的特點(diǎn)，能夠很好的兼容各種通訊網(wǎng)關(guān)設(shè)備。前端圖像采集壓縮協(xié)議采用H.264協(xié)議，同時能很好兼容市面上主流基于MPEG4格式的PC采集卡或者網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器。1) 實(shí)時預(yù)覽前端圖像可實(shí)時監(jiān)看前端各個視頻采集服務(wù)器的圖像信息，即可預(yù)覽一臺前端設(shè)備的圖像，也可同時預(yù)覽多臺前端設(shè)備的圖像，可由用戶設(shè)置視頻分組，輪番顯示，也可手動點(diǎn)擊打開圖

54、像，還可通過配置電子地圖，直觀的操作地圖上的攝像機(jī)圖標(biāo)來顯示圖像。2) 巡視功能本系統(tǒng)可設(shè)置視頻自動巡視功能，在系統(tǒng)設(shè)置中設(shè)置好輪視間隔時間，可分別設(shè)置預(yù)覽的間隔時間和遠(yuǎn)程觀看的間隔時間?？烨蜓埠焦δ埽涸谥付ǖ目烨蛏显O(shè)置好相應(yīng)的預(yù)置點(diǎn)，然后將預(yù)置點(diǎn)加入巡航列表中設(shè)置停留時間，啟用巡航功能，系統(tǒng)將自動按照設(shè)定好的巡航路線進(jìn)行巡航。3) 擴(kuò)展功能Ø 用戶在權(quán)限范圍內(nèi)能通過鍵盤、鼠標(biāo)、CCTV模擬鍵盤等多種控制方式控制實(shí)現(xiàn)對實(shí)時視頻圖像的調(diào)用。Ø 能提供根據(jù)模糊查詢及地圖標(biāo)注點(diǎn)位調(diào)用圖像的功能。用戶在權(quán)限范圍內(nèi)，可按照視頻源的時間屬性、位置屬性、編號等檢索歷史圖像，實(shí)現(xiàn)圖像的回放

55、和/或下載。Ø 視頻顯示畫面可放大縮小，并可將任意一幀圖像存儲為BMP或JPEG格式圖片。1.3.3 時間同步視頻監(jiān)控系統(tǒng)可同步網(wǎng)絡(luò)中的所有接入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)授時，為設(shè)備提供精確、標(biāo)準(zhǔn)、安全、可靠的時間同步服務(wù)。1.3.4 流媒體存儲與轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)采用當(dāng)今最先進(jìn)的傳輸技術(shù)，在大規(guī)模視頻數(shù)據(jù)的傳輸中具有優(yōu)勢，特別適合于客戶訪問量大，同時單份數(shù)據(jù)量又大的情況，能充分的利用網(wǎng)絡(luò)和硬件資源，滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰？赏ㄟ^流媒體級聯(lián)的方式支持多人、多網(wǎng)絡(luò)訪問：1) 采用多流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)視頻數(shù)據(jù)，大大的降低了前端視頻采集服務(wù)器的帶寬壓力，一臺前端設(shè)備到流媒體服務(wù)器只需要傳送一份數(shù)據(jù)，流媒體

56、服務(wù)器可通過組播方式向多個監(jiān)控指揮中心推送數(shù)據(jù)。這樣就防止了每臺監(jiān)控中心直接到前端設(shè)備取數(shù)據(jù)，從而減少了在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)的份數(shù)。2) 當(dāng)多個用戶同時觀看一路圖像時，視頻管理系統(tǒng)也只需傳送一份數(shù)據(jù)給流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，可以將一路實(shí)時圖像復(fù)制為多路發(fā)給多個使用者，避免每個用戶都單獨(dú)從視頻管理系統(tǒng)獲取一份數(shù)據(jù)，減少網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。1.3.5 語音對講1) 具有控制權(quán)的監(jiān)控中心或授權(quán)監(jiān)控終端能夠通過麥克風(fēng)和音箱與遠(yuǎn)程站端監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)雙向語音對講；其他授權(quán)監(jiān)控終端能夠?qū)崿F(xiàn)混音監(jiān)聽，即同時聽到對講雙方的語音。2) 保證音視頻信號同步壓縮，不出現(xiàn)音視頻滯后現(xiàn)象。1.3.6 存儲與管理使用傳統(tǒng)的硬盤，不可避免地存在管理

57、上的問題，使用長時間后，硬盤可能出現(xiàn)損壞，本設(shè)計中，除分布存儲外，我們設(shè)計專用的磁盤陣列存儲重要圖像，以及配備專用的存儲服務(wù)器。1) 優(yōu)化存儲資源，文件可以保存在本地或磁盤陣列上，存儲設(shè)備只需一次設(shè)置即可重復(fù)利用，不會產(chǎn)生文件碎片，優(yōu)化的存儲機(jī)制能減少硬盤碎片的產(chǎn)生，避免了用戶的硬盤空間隨著擦寫次數(shù)的增加而導(dǎo)致硬盤空間的減少。存儲空間用完后，系統(tǒng)將按時間順序從頭開始，按幀進(jìn)行覆蓋，而不是采取常規(guī)的刪除一整天的數(shù)據(jù)，讓磁盤得到更充分的利用。2) 完善的出錯預(yù)防措施，由于存儲模塊采用流存儲方式，每幀的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立存儲，因此意外斷電不會導(dǎo)致斷電之前的數(shù)據(jù)丟失。機(jī)器在遠(yuǎn)程存儲時，如遇到網(wǎng)絡(luò)斷線或其他原因?qū)е逻h(yuǎn)程存儲失敗，系統(tǒng)將自行執(zhí)行本地存儲任務(wù)，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，本地數(shù)據(jù)將回傳至遠(yuǎn)程存儲中心，系統(tǒng)遠(yuǎn)程存儲工作繼續(xù)正常執(zhí)行。3) 支持手動存儲、自動定時存儲、移動偵測存儲和事件觸發(fā)存儲等多種存儲策略，并可根據(jù)需要調(diào)整存儲圖像的質(zhì)量。4) 實(shí)現(xiàn)重大事件歷史圖像的永久保存，建立索引數(shù)據(jù)。有權(quán)限的用戶可下載或在線回放。1.3.7 大屏幕顯示視頻管理系統(tǒng)支持大屏幕顯示輸出功能，將采集來的音視頻數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)字矩陣完成數(shù)模轉(zhuǎn)換，經(jīng)由邊緣融合器，通過三臺高清投影機(jī)在屏幕上顯示輸出。1) 監(jiān)控中心可以將所查詢的圖像通過大屏幕處理器輸出到大屏幕。2) 支持多畫面分割