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如何为公安系统规划设计数字网络监控平台

2019-02-19 16:48:07

如何为公安系统规划、设计数字络监控平台

目前,全国各地公安机关都建立了大量的视频监控系统,同时存在着大量的社会面资源监控系统,如何将这些资源进行有机联、整合共享、有效管理、灵活调用,并达到对紧急事件的快速反应、科学决策和集中处警,成为城市社会面治安监控中的重要课题。

目前公安系统视频监控的现状及特点 监控的范围广、数量多 公安监控的范围能够涵盖整个城市内部和城市之间的治安卡口、交通要道、重要单位、大型聚集场所、治安负责场所、重点要害部位等一、二类信息监控点。相应的,对如此众多监控点的集中管理也变得尤为重要。

以区域性部署为主,联程度不高 目前,国内各个地方的社会面治安监控还处于小系统的建设阶段,大多以基层派出所为单位,初步实现了对辖区内监控点的像监控,带有明显的区域性特征,通常功能较为简单,联程度不高,各类监控资源很难灵活共享,无法为上级机关的快速决策提供准确依据,因此在对整个社会面的治安防控能力方面显得比较薄弱。

接入多家不同的设备,实现互联互通 由于安防行业的历史状况(独立的小规模应用为主),造成了设备的生产厂家非常众多,而且各个厂家都有自己的一套编解码和络传输的做法。这个现状对于组成大型络非常不利。但是也是因为这个现状的存在,所以就要求我们的大型监控系统平台能够接入多家厂商的设备。一者保护用户原有的投资;二者是用户在新系统建设时减少投入提供解决办法。

模拟和数字共存,体系不清晰 从目前各地的社会面治安监控建设来看,主要存在矩阵联和数字监控平台联两种模式,相应的技术体系也分为模拟和数字两种。“金盾工程”的前期建设为各地公安敷设了大量的光纤,为了像的清晰度和流畅性,很多地方采用“矩阵+光端机”模拟方式进行像的传输与控制,而从便于后期调用和节约成本考虑,像的存储大多采用数字方式。因此整个系统在传输、控制、存储、调用等众多环节存在数字和模拟共存的现象,体系不够清晰。

IP络欠稳定,可靠,缺乏服务质量保障体系 IP络所提供的是一种“尽力而为”的服务,还无法保障实时多媒体业务的服务质量(QoS)。而目前建设的城市监控联系统,主要以IP络为承载络,缺乏有效的QoS保障机制。因此针对安防系统可靠性、实时性高的业务特点,建立完善的服务质量保障体系是非常重要的。

新的数字视频监控的规划趋势 针对新形势下城市社会面治安监控的需求特征,各地现有的社会面治安监控系统无论在规模、功能还是应用等方面都存在一定程度的不足。为此,在信息技术和应用需求的双重推动下,城市社会治安监控建设正呈现出新的发展趋势。

数字化系统将越来越普及 从社会面治安监控系统的需求特点和各地公安自身的络资源两个方面考虑,数字化的视频监控技术将在社会面治安监控的建设中越来越普及,数字化处理将贯穿于系统的传输、控制、存储、调用等所有环节。[nextpage]

尽管“矩阵+光端机”的组合能够保证像和声音的效果,但该方式在扩展性、组灵活性、系统整合以及未来的智能化应用方面都存在很大程度的不足。而基于数字化的“编解码器+监控平台”的方式在组灵活性以及对公安部门未来移动、手持等智能应用上的可扩展性方面均存在无可比拟的优越性,而且随着编解码技术的进一步发展以及公安络带宽资源的不断拓宽,其像和声音的清晰度将不再是问题。

兼容性要求将越来越高 公安已建监控模式的不统一、每种模式采用的产品不统一、控制协议和编码格式的不统一,都给建立统一的监控系统综合管理平台以达到公安协同作战制造了障碍。而在目前无权威标准的情况下,加强中心平台本身的兼容性也就成了为可行的解决方案。比如,对各类主流矩阵和不同品牌视频编码器的兼容,以便于对模拟和数字多个不同系统实现远程管理和集中控制。

平台将走向多级级联的组架构 资源共享是建立强大监控系统的必要条件,如何发挥系统的整体优势,如何利用科技实现治安隐情的快速发现、快速决策,这些问题都直接与资源共享相关。

公安以属地化管理为主,各级公安要建立各自的管理平台以实现本级的集中统一管理,同时平台之间也应能够全面互联,实现各类监控资源的有效共享,以便实现所有机构的上下级调用和协同作战。因此平台与平台之间的联架构显得尤为重要,它必须完成联状态下的级联管理、权限管理、控制管理以及应用管理等能力,同时通过分布式体系结构,为社会面监控提供强大的基础支撑。

管系统将日趋完善 城市社会面治安动态视频监控系统是一个联的系统,设备众多,线路复杂。为了保证整个系统音、视频以及数据业务的正常运行,极需要建立一套完善的络管理系统,因为它是整个系统得以顺利运行的保证。该管必须基于SNMP标准管协议,通过它的应,可实现对整个监控络的形化配置和全程集中管理,同时提供全故障分析、故障定位和性能综合分析等功能。

智能化整合将成应用核心 在社会面治安监控系统中,要实现真正的应用整合必须依赖于智能化的监控联技术。智能化的监控系统以络化传输、数字化处理为基础,以各类功能与应用的整合与集成为核心,实现单纯的像监控向报警联动、GIS、GPS、流媒体、像识别以及移动侦测等应用领域的广泛拓展与延伸。

定制化开发以满足应用需求 由于社会面治安监控是一项非常复杂的系统工程,在整个项目的规划和实施过程中,会有很多个性化的应用需求,而有些需求本身并不具备标准化特征,因此,定制化开发将在今后的社会治安监控系统建设中越来越普遍。比如,定制开发满足特定需求的各种预案功能以及与公安各类应用系统的智能整合功能等。以下是公安领域的数字视频监控设计与规划。

监控平台技术设计 集中式管理 集中式管理体现在一个系统由一个中心管理控制服务器统一进行管理,任何系统的配置变化以及新单元的加入都由这个中心管理服务器进行统一认证,分配,调度,从而保证系统的一致性,可用性,安全性,并使接入系统中的各个单元得到及时的一致性的信息与指令。系统中其它服务器统一由中心管理服务器进行负载分配,在服务器发生变化时,由中心管理服务器及时进行负载转移,达到系统资源的合理分布与均衡。集中式管理主要还体现在系统管理员只要在自己的办公桌前就可以管理系统中的所有设备,同时也可管理系统中的服务器和客户单元,而无需站在任何被管对象前。集中式管理使系统在架构上简单、系统可靠、客户单元接入容易、便于认证以及权限的管理,对于具有控制争夺的请求,可以采用统一的策略进行处理,并保证信息的一致性。[nextpage]

集中式管理还体现在组织机构的一个中心多级管理这样的管理体系上,中心建立主控中心域,有一个中心控制服务器,下级建立分中心域,有一个分中心控制服务器,上级中心的指令可下发到下级中心,下级中心的信息以及请求也可提交给上级中心,进行集中发布,并按照统一的组织机构对用户进行管理,实现下级多个区域的管理,对于跨域的请求可由上级系统进行仲裁,并授予两个域的互连。

分布式服务 由于一个服务器无法承担过多的设备访问,要保证大量的并发访问,可采用多服务器形式,进行分布式服务,同时对不同的访问类型也要进行分服务器处理。一个域中存在多个应用服务器,允许动态增加或减少应用服务器,当相应服务器连接上中心控制服务器时,该服务器则变为可用。中心控制服务器按一定的策略协调服务器之间的负载(DVR的访问分配)。系统允许动态增加或减少服务器。如果某服务器连接断开,则自动将其负载分配到其他活动服务器。

在中心控制服务器发生故障的时候,应用服务器保持工作,在故障排除后,应用服务器连接上控制服务器时,向控制服务器汇报当前DVR设备现状,以及客户端的访问状态。客户端在请求系统访问时,会得到中心控制服务器的连接信息,自动连接到要访问的设备的管理服务器,并提交要进行的访问请求。

分级式存储 由多域存储与前端存储组成,各域管理各自的设备,一个域中有多个存储服务器,均衡设备的负载,并将数据资源存储在统一路径之下,这里采用的是统一目录访问协议,因此不同的存储服务器在访问同一资源时其路径是一致,由此达到中心存储的目的。其次在前端设备上也提供了本地存储,将视频存储在本地,主要是实现断不断存储的目的,并可采用不同的策略在中心存储必要的、需要长期保存的数据,而在前端设备上存储短期的全面的视频数据。

媒体数据转发 由于视频监视存在着大量的重复性,对于客户端的访问,系统采用基于转发服务器的传输方式进行 实时视频的分发,并通过多卡,隔离设备与客户端段,设备段采用安全的TCP连接,这样既可避免两类段的冲突,又确保了数据来源的完整性,同时也增加了服务器络的实际带宽。

对于DVR上的历史录像查看是通过流媒体点播服务器对用户的请求进行视频数据的转送,系统基于TCP进行传输,可确保视频数据的完整性。针对大量的录像查看的请求,服务器还做了缓存存储与命中策略,对于查看同段录像的请求大大降低了对DVR的重复请求,也保证了客户端得到数据的及时性。

系统的可扩展性 采用了系统的分布式服务,并实现动态服务增加与减少的处理,实现了系统的可动态延伸;其次,采用不同类型的服务分离,以及服务注册/注销机制,使系统达到了可动态的扩展能力。

设备接入技术 统一接入协议 要想把各个不同厂家的设备接入到大型监控系统中来,设备必须将统一按照系统的设备接入协议来通信,只有整个系统中所有的设备讲的是同一种语言,整个系统才能实现互联互通的目的。所以定义一个通用、可扩展的设备接入协议是大型监控系统的一个重要的技术工作。[nextpage]

提供视频开发包 统一的通信协议,并不意味着全部解决了系统的互联互通问题,由于各种各样的原因,各个厂家的音视频数据编码格式上存在着诸多的不同,而要求各个厂家按照统一的编码格式、统一的数据封装格式来输出音视频数据,显然有些过于苛求。所以较好的做法是将不同厂家的设备编码出来的数据,用该厂家提供的解码库(解码设备)来解码。因此,如果要把设备接入到大型监控系统中来,设备厂家需要提供视频开发包。

中间件技术 行业的特色各种各样,客户的要求千差万别,将安防系统融合到其他的业务应用系统中将是今后的一个趋势。因此,我们的大型监控系统基于的管理平台需要是一个具有很大开放性的平台,能够提供各种开发接口:输入的、输出的、中间控制的等等。

因此将安防系统的基础平台建设成一个中间件平台,是一个比较好的解决方法。在这个中间件平台上提供集中管理、设备接入、媒体转发、集中存储、电子地服务、报警接入等等。

络规划技术 异构络和系统的互联、互通、互控 联系统覆盖了大量异构络(无线、有线,宽带、窄带),如何解决处于异构络中系统间的互联互通是一个必须考虑的问题。在公安专内部提供支持标准协议的各类服务器以构建标准化安防业务平台。所有监控资源设备,监控终端(公安监控中心)需以标准通信协议及标准视音频编码协议接入或通过关代理服务器进行协议转换后接入标准公安监控系统。通信协议的统一能够屏蔽底层络和设备的物理细节,有利于实现多种异构系统的融合。

考虑络流量和业务内容层次化的联结构 大型视频监控系统具有海量数据传输、络带宽近似恒定以及前端视频监控点向各级监控中心的汇聚型传输方式等特点,围绕这几个特性需考虑层次化拓扑的联监控系统,该设计在一定程度上可解决异构络中传输不可靠、数据传输延迟和无QoS保障等难点问题。系统在各级监控中心实现视频流的汇聚,采用流媒体服务器技术解耦资源接入模块与业务处理模块来分离视频压缩和分发业务,各级用户可根据络流量分布和业务优先等级从所属监控中心的流媒体服务器上动态获取视频资源。基于这种树状组播结构的应用层架构,视频数据传输就变成统——汇聚——离散分发的过程,基本没有冗余的数据交换。

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