文/吳宗魁 南京金智視訊技術(shù)有限公司

　　引言

　　接觸過安防行業(yè)的人，都知道平臺，平臺是一個耳熟能詳?shù)拿?，但平臺的范疇太大，從以存、看為主的DVR/NVR、視頻綜合矩陣，到大規(guī)模視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)管理，再到行業(yè)應(yīng)用都可稱之為平臺。業(yè)界廠商、用戶以及其它相關(guān)從業(yè)人員從不同的出發(fā)點(diǎn)對平臺的理解不盡相同，在交流時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)我要的平臺不是你所說的平臺的尷尬場景。

　　隨著各行各業(yè)對視頻監(jiān)控系統(tǒng)以及報(bào)警管理系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，大家對安防行業(yè)理解已經(jīng)較為深刻。嚴(yán)格意義上來說，DVR/NVR以及視頻綜合矩陣不能算作是平臺，它們是滿足采、傳、存、看的基礎(chǔ)裝置，不是以管理和應(yīng)用軟件為主要屬性的平臺。行業(yè)應(yīng)用平臺是將行業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)和流程與視頻、圖片、報(bào)警等關(guān)聯(lián)起來，使得圖像和其它安防數(shù)據(jù)能為行業(yè)所用，提升業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用水平的專業(yè)平臺。

　　行業(yè)應(yīng)用平臺其基礎(chǔ)是視頻等安防數(shù)據(jù)的聯(lián)網(wǎng)與管理，我們通常稱之為視頻監(jiān)控綜合管理平臺，它是一個基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺，基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)劣直接影響行業(yè)應(yīng)用軟件平臺工作的穩(wěn)定性和高效性。

　　本文主要和大家探討視頻基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺即視頻監(jiān)控綜合管理平臺的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

　　現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)歷了幾個典型的技術(shù)階段，在模擬及數(shù)模結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)階段沒有真正意義上的綜合管理平臺。在全數(shù)字視頻監(jiān)控階段，隨著監(jiān)控的網(wǎng)絡(luò)化和應(yīng)用的豐富化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控設(shè)備管理、視頻轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務(wù)控制等功能的監(jiān)控綜合管理平臺成為視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)和應(yīng)用的核心(如圖1)。

　　圖1、視頻監(jiān)控綜合管理平臺示意圖

　　如果說攝像機(jī)是數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的眼睛，那么管理平臺產(chǎn)品則像是數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中樞神經(jīng)和大腦，能否將平臺這個“大腦”管理好，直接決定了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構(gòu)水平。

　　目前，視頻監(jiān)控綜合管理平臺有兩種形態(tài)，一種是傳統(tǒng)的服務(wù)器+軟件模式，另一種是軟硬件一體化模式。

　　服務(wù)器+軟件模式是通過在PC Server上安裝視頻接入軟件、視頻轉(zhuǎn)發(fā)軟件、視頻存儲軟件等來實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)、DVR、NVR等設(shè)備的接入和管理。如圖2所示。

　　圖2、基于PC服務(wù)器的視頻管理平臺

　　基于PC服務(wù)器的監(jiān)控平臺在特定時(shí)期和項(xiàng)目應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用，但服務(wù)器容易因病毒、灰塵、存儲碎片化、CPU更新?lián)Q代太快等因素而造成硬件不穩(wěn)定問題。此外，服務(wù)器是通用的硬件，主板上的顯卡、音頻等硬件部分并不被視頻監(jiān)控管理平臺所需要，造成了服務(wù)器方式性價(jià)比不高。因此，服務(wù)器+軟件模式越來越難以滿足目前公安、交通、獄政等行業(yè)大容量、高可靠、多業(yè)務(wù)的視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)和管理需求。

　　軟硬件一體化方式基于嵌入式硬件、Linux操作系統(tǒng)，板載視頻接入和管理軟件，從而實(shí)現(xiàn)大規(guī)模數(shù)字視頻圖像的接入、轉(zhuǎn)發(fā)和管理功能。這種方式規(guī)避了服務(wù)器硬件穩(wěn)定性差和性價(jià)比不高的問題。鑒于嵌入式硬件體積小、功耗低、熱插拔等特性，廠家可進(jìn)一步將產(chǎn)品做成刀片式插卡設(shè)計(jì)，以便于在線擴(kuò)容和檢修。

　　軟硬件一體化是視頻監(jiān)控綜合管理平臺的發(fā)展趨勢。

　　軟硬件一體化的視頻監(jiān)控綜合管理平臺

　　軟硬件一體化的基礎(chǔ)

　　眾所周知，視頻監(jiān)控綜合管理平臺的一個重要職能就是實(shí)現(xiàn)海量視頻圖像的聯(lián)網(wǎng)接入和管理。在沒有標(biāo)準(zhǔn)之前，視頻監(jiān)控綜合管理平臺軟硬件一體化的基礎(chǔ)并不好。由于沒有標(biāo)準(zhǔn)，各個設(shè)備廠家很難互聯(lián)互通，視頻監(jiān)控管理平臺需要通過廠家的SDK來實(shí)現(xiàn)前端不同廠家的設(shè)備接入，而SDK開發(fā)包通常是基于windows操作系統(tǒng)的，因此服務(wù)器+軟件模式成為視頻監(jiān)控綜合管理平臺的首選。

　　隨著GB/T28181-2011 《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)在2012年6月1日的正式發(fā)布實(shí)施，視頻監(jiān)控綜合管理平臺接入前端設(shè)備以及與其它平臺聯(lián)網(wǎng)時(shí)有了標(biāo)準(zhǔn)可循，不再掣肘于SDK開發(fā)包，其具備了軟硬件一體化的基礎(chǔ)。GB/T28181-2011是由公安部科技信息化局提出，由全國安全防范報(bào)警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC100)歸口，公安部一所等多家單位共同起草的一部國家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布以來，受到了各大視頻監(jiān)控廠商的積極響應(yīng)。

　　目前，各個前端設(shè)備廠家都支持GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)，一些廠家還能支持ONVIF協(xié)議，可以說視頻監(jiān)控領(lǐng)域已進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)化時(shí)代。有了標(biāo)準(zhǔn)的支撐，平臺與前端的接入再也不受限于SDK的制約，平臺廠商可以將精力專注在平臺本身，將視頻接入、視頻轉(zhuǎn)發(fā)和管理基于嵌入式硬件以提升平臺的可靠性和性價(jià)比成為了不少平臺廠家的共識，基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺廠商也將進(jìn)入洗牌期，有硬件開發(fā)能力的基礎(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺廠商具將有更好的發(fā)展空間。

　　產(chǎn)品架構(gòu)

　　視頻監(jiān)控綜合管理平臺邏輯架構(gòu)如圖3所示。其分為接入層、交換承載層、控制管理層和業(yè)務(wù)層。

　　圖3、視頻監(jiān)控綜合管理平臺邏輯架構(gòu)圖

　　接入層通過GB/T28181或ONVIF協(xié)議等實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的接入。交換承載層主要完成視頻數(shù)據(jù)的交換和轉(zhuǎn)發(fā)?？刂乒芾韺油瓿稍O(shè)備管理、網(wǎng)絡(luò)管理、權(quán)限管理、用戶管理、會話控制等功能，并提供二次開發(fā)接口。業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，如實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖像控制、錄像回放等功能，此外還可實(shí)現(xiàn)智能分析、報(bào)警聯(lián)動等擴(kuò)展功能，業(yè)務(wù)層展示的功能在視頻監(jiān)控綜合管理平臺標(biāo)配的客戶端中體現(xiàn)。

　　產(chǎn)品形態(tài)及組網(wǎng)方式

　　一體化的視頻監(jiān)控綜合管理平臺通常采用刀片式熱插拔硬件板卡設(shè)計(jì)，主CPU基于嵌入式多核處理器，Linux操作系統(tǒng)，平臺的穩(wěn)定性、可靠性高于普通的服務(wù)器方式。

　　圖4、視頻監(jiān)控綜合管理平臺管理功能示意圖

　　平臺集視頻接入、轉(zhuǎn)發(fā)、管理、存儲服務(wù)、解碼拼接、視頻分析等功能于一身(如圖4)。平臺部署在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)各級中心，通過完善的權(quán)限等級控制可對全網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及其用戶進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)碼流分發(fā)交換、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控動態(tài)分配、錄像存儲調(diào)度、電視墻監(jiān)控調(diào)度等管理功能。

　　平臺包括中心管理單元、轉(zhuǎn)發(fā)存儲單元、智能分析單元、解碼拼接單元等。根據(jù)前端點(diǎn)位數(shù)量可構(gòu)建單級或多級組網(wǎng)。

　　視頻監(jiān)控綜合管理平臺單級組網(wǎng)圖示意圖如圖5所示。

　　圖5、視頻監(jiān)控綜合管理平臺單級組網(wǎng)圖示意圖

　　監(jiān)控中心配置視頻監(jiān)控綜合管理平臺，對滿足GB/T28181或ONVIF協(xié)議的攝像機(jī)、編碼器、DVR、NVR等設(shè)備直接接入平臺，對非標(biāo)設(shè)備通過媒體網(wǎng)關(guān)按GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)對其控制命令和媒體流進(jìn)行轉(zhuǎn)換。監(jiān)控中心無需服務(wù)器即可實(shí)現(xiàn)視頻流接入、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、視頻存儲、視頻瀏覽和管理。標(biāo)配的客戶端能實(shí)現(xiàn)視頻瀏覽、視頻回放、預(yù)案管理、電視墻管理、畫面輪巡、智能視頻診斷、視頻分析、電子地圖等功能。

　　根據(jù)前端點(diǎn)位的多少配置中心設(shè)備，視頻監(jiān)控綜合管理平臺可平級級聯(lián)，也可根據(jù)地域或級別做多級聯(lián)網(wǎng)。多級聯(lián)網(wǎng)示意圖如圖6。

　　圖6、視頻監(jiān)控綜合管理平臺多級聯(lián)網(wǎng)示意圖

　　軟硬件一體化的視頻監(jiān)控綜合管理平臺技術(shù)特點(diǎn)

　　高可靠

　　采用高可靠硬件化實(shí)現(xiàn)，業(yè)務(wù)單板和電源均支持負(fù)載分擔(dān)、主備備份、熱插撥等可靠性設(shè)計(jì)，所選器件及整體設(shè)計(jì)符合工業(yè)級高可靠的運(yùn)行需求。超強(qiáng)的通風(fēng)和散熱設(shè)計(jì)，適用于滿負(fù)載、長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。整體架構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)、可靠性高，能夠滿足視頻監(jiān)控核心平臺的穩(wěn)定運(yùn)行要求(如圖7)。

　　圖7、視頻監(jiān)控綜合管理平臺整體架構(gòu)設(shè)計(jì)圖

　　在線擴(kuò)容與檢修

　　整機(jī)采用機(jī)架式設(shè)計(jì)，9U/4U機(jī)框便于安裝存放。背板采用運(yùn)營級高帶寬包交換總線技術(shù)，業(yè)務(wù)插板采用模塊化插槽式設(shè)計(jì)。所有業(yè)務(wù)插板的數(shù)量 可根據(jù)平臺的容量靈活配置，最低3塊業(yè)務(wù)板就可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控平臺的管理功能，最高可滿配置17塊業(yè)務(wù)板，可根據(jù)系統(tǒng)的容量靈活改變業(yè)務(wù)插板的數(shù)量和類型，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量的動態(tài)擴(kuò)容。

　　圖8、視頻監(jiān)控綜合管理平臺機(jī)架式設(shè)計(jì)圖

　　大容量

　　產(chǎn)品管理容量大，背板可支持48G以上的全線速數(shù)據(jù)包交換，單域支持管理10000路攝像機(jī)，通過多域級聯(lián)支持上千萬路攝像機(jī)大聯(lián)網(wǎng)。業(yè)務(wù)插板每塊可支持 64路以上的6Mbps碼率的1080P高清視頻碼流同時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)和存儲處理能力，產(chǎn)品滿配置時(shí)可支持500路1080P高清視頻碼流的并發(fā)處理能力，當(dāng)系統(tǒng)容量超過設(shè)備最大容量時(shí)，還可通過級聯(lián)多臺設(shè)備實(shí)現(xiàn)多級多域的分布式管理，實(shí)現(xiàn)幾萬路視頻的管理，能夠滿足系統(tǒng)容量從小到大彈性擴(kuò)容的業(yè)務(wù)發(fā)展需求。

　　多功能

　　視頻監(jiān)控綜合管理平臺集視頻接入、轉(zhuǎn)發(fā)、管理、存儲服務(wù)、解碼拼接、視頻分析等功能于一身(如圖9)。

　　圖9、視頻監(jiān)控綜合管理平臺功能示意圖

　　標(biāo)配的客戶端應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)視頻多畫面瀏覽、一機(jī)雙屏、錄像回放、預(yù)案管理、畫面輪巡、電視墻管理、視頻質(zhì)量診斷、智能行為分析、報(bào)警聯(lián)動、語音對講、電子地圖應(yīng)用等功能。

　　兼容與標(biāo)準(zhǔn)化

　　平臺融合了通訊及多媒體領(lǐng)域多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，遵循國內(nèi)外主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的系統(tǒng)架構(gòu)、通信信令及視頻媒體流規(guī)范要求。在架構(gòu)設(shè)計(jì)上遵循了國標(biāo)GB/T 28181-2011《安全防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、控制技術(shù)要求》。

　　平臺可同時(shí)接入滿足GB/T28181或ONVIF協(xié)議的前端設(shè)備。對于不滿足GB/T2818或ONVIF協(xié)議的攝像機(jī)和DVR，平臺可通過廠家設(shè)備的SDK 實(shí)現(xiàn)接入，平臺可實(shí)現(xiàn)?？低?、大華股份、英飛拓、亞安、宇視、科達(dá)、天地偉業(yè)等幾十家廠家設(shè)備的接入。

　　安全性

　　視頻監(jiān)控綜合管理平臺是視頻監(jiān)控系統(tǒng)及基于之上的行業(yè)應(yīng)用軟件平臺的核心，其安全性尤為重要。目前，公安、監(jiān)獄等政府機(jī)構(gòu)都廣泛運(yùn)用視頻圖像開展業(yè)務(wù)，這些圖像有些涉及國家機(jī)密，因此管理平臺必須有高安全性，以確保圖像系統(tǒng)不會被侵入。

　　和服務(wù)器方式相比，軟硬件一體化的平臺有先天的安全性優(yōu)勢，其基于嵌入式操作系統(tǒng)，木馬病毒很難侵入。廠家在設(shè)計(jì)平臺時(shí)還可將內(nèi)外網(wǎng)進(jìn)行物理隔離，保證視頻圖像在內(nèi)網(wǎng)接入和管理，從而保證監(jiān)控系統(tǒng)的安全。

　　小結(jié)

　　隨著GB/T28181標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，各前端設(shè)備廠家和平臺廠家均遵循此標(biāo)準(zhǔn)，通過SDK方式接入前端設(shè)備已成歷史。在此基礎(chǔ)上，視頻監(jiān)控綜合管理平臺邁上了發(fā)展的快車道，其作為基礎(chǔ)的視頻聯(lián)網(wǎng)平臺被廣泛應(yīng)用到各行各業(yè)。

　　軟硬件一體化的平臺模式在可靠性、擴(kuò)展性、性能及價(jià)格上都具有很大的優(yōu)勢，其必將成為視頻監(jiān)控綜合管理平臺的主流模式?；A(chǔ)聯(lián)網(wǎng)平臺硬件化也必將加快應(yīng)用平臺行業(yè)化、行業(yè)平臺集成化的發(fā)展態(tài)勢。