第十二章 安防產品和技術的應用情況
第六節 大型視頻綜合管理平臺的應用現狀及趨勢

  近年來,在國內良好的經濟發展環境下,視頻監控市場獲得了迅速的增長,視頻監控產業從2006年到2010年進入一個快速發展期,五年的復合增長率達到28%。2010年產值規模達六百多億元。在這樣的發展態勢下,眾多企業紛紛加入到這一生機勃勃的市場中,市場競爭也日趨激烈。

  目前視頻監控正在朝數字化、網絡化方向發展,聯網成為視頻監控系統的一個基本特性,大家對視頻監控行業的關注也由前幾年的DVR與NVR問題之爭等轉向系統管理平臺,因為在用戶看來,現在單純談產品、談性能指標意義不大,用戶的關注點正在由簡單的產品組合轉向系統的應用、管理和增值等。在這個過程中,硬件的價值正在不斷降低,雖然它可能仍然表現為項目預算的主要構成部分,但是在影響用戶選擇方面,軟件、服務、標準等柔性因素卻扮演著越來越重要的角色。

  一、視頻監控聯網需求越來越大

  隨著平安城市建設的深入推進,安防視頻監控系統規模的不斷擴大,應用的不斷深入,系統的整合需求日益強烈,以單個城市為主體的平安城市,視頻資源容易形成信息孤島,無法實現圖像共享。上級公安機關在警衛工作、重大事件的處置指揮過程中,需要所屬各公安機關提供遠程的現場視頻監控支持。因此,對遠程圖像資源共享的需求不斷提升,諸警種并發圖像資源共享沖突日益突出,橫向跨區域圖像共享需求日益增多。社會治安動態視頻監控系統共享平臺建設顯得尤為迫切。

  目前,國內許多省份已建視頻監控系統存在的主要問題是系統資源共享程度低,圖像信息系統的技術標準不統一,各系統相對獨立運行,視頻監控圖像資源難以在市、省區域內聯網共享。而有關統計顯示,公安機關利用監控視頻系統偵破的案件占到總偵破數的1/3,所以對所有視頻監控進行互聯、互通、互控顯得非常重要。

  因此,隨著視頻監控系統應用的不斷深入,系統規模的不斷擴大,系統的整合需求也日益強烈,縱向需要形成省—市—縣多級的監控系統級聯,橫向要實現跨區域、跨行業的圖像共享。

  另外,從其他政府管理部門及行業發展來看,隨著網絡視頻監控的應用范圍逐步擴大,聯網越來越普及,許多行業及一些跨地域大型企業對視頻監控的需求已經不僅僅滿足于本地的聯網,而是在原有本地聯網基礎上,要求進行省級乃至全國范圍內跨區域的大聯網監控。如交通行業,各地高速公路的視頻監控系統建成之后,交通管理部門也要求能夠將各條高速公路的圖像進行共享上傳,以便于出現事故時進行應急指揮;再如目前教育部在全國推行的標準化考點建設,不僅僅需要各地考點建設視頻監控,還需要各級標準化考點能夠縱向聯網,實現統一管理。

  從企業來看,全國性的特大企業,如石油公司、煙草集團,在全國各地都有大量的分公司,這些分公司基本都有自己的監控系統,那么如何將各地的監控圖像統一起來,在總公司或省級分公司層面進行共享調用,也是需要考慮的。

  二、視頻監控平臺軟件的發展歷程

  視頻監控管理軟件的發展始于上世紀90年代末,1999年硬件視頻壓縮卡推出,同時基于硬件視頻壓縮卡的通用DVR數字硬盤錄像機軟件開發成功,那時安裝了硬盤錄像機軟件的PC式DVR開始在銀行領域中進行應用,推動了視頻監控從模擬監控過渡到數字監控時代。在這一階段,監控管理平臺軟件并沒有引起廠商和用戶的重視,軟件在用戶的項目預算中往往成為贈送的條目,傳統的監控廠商幾乎無一例外的以硬件為主。

  但隨著行業的快速深入發展,市場環境和技術的變革帶來了產業鏈上各環節的價值變化,監控管理平臺軟件和業務應用軟件的地位日益重要,這個轉變時期是從2004年開始。2004年至2005年,中國電信正式推出了“全球眼”視頻監控業務,同時全國各地政府紛紛開始推動以視頻監控為主要內容的“平安城市”建設項目。2006以前的平安工程多以模擬與數字結合為主,軟件平臺更多用于實現后端DVR的聯網,對系統來說還是輔助管理手段。2007年以后,隨著IP監控系統的成熟和廣泛應用,以及運營商的強力介入,管理平臺成為平安工程監控系統的核心,核心管理平臺的好壞直接決定了整個系統的性能表現和后續演進發展能力,它對整個平安工程監控的建設起著決定性的作用。從2008年下半年開始,隨著大量平安城市建設初步到位,很多主管單位開始關注承載在治安監控系統上的實戰應用,這些應用包括GIS、警視聯動、智能視頻應用等,這些應用絕大多數都是以軟件形態體現。此時,軟件的價值進一步凸顯。

  在這樣的發展形勢下,這一市場引來許多企業的關注,很多廠商和集成商都加大在軟件方面的投入,希望通過軟件獲得新的機會或是更大的價值。隨著市場的不斷擴大,傳統的大型電信設備廠商在加強平臺的開發力度,傳統的監控設備廠商也加入了平臺軟件的競爭行列。在競爭發展中,這三類企業的平臺解決方案各有特點,一般專業的平臺軟件廠商強調開放性,即強調與第三方監控設備的集成;傳統電信設備廠商和監控設備廠商偏重于提供完整的、基于自有硬件產品的解決方案。

  三、視頻監控平臺的構成

  安防視頻監控平臺是將視頻監控、報警、門禁、巡更等安全防范技術系統和設備,通過平臺軟件進行集中管理和操控,拓展各子系統的應用范圍,增強安防防控能力,提高安全管理水平,是建設高度現代化、文明化和數字化安防系統的要求。它是系統集成的基本功能之一,通過建立一個統一的平臺,實現對各子系統集中的控制和管理,平臺應是友好、便于操作,并有利于整合系統資源,它與系統管理軟件、系統的通信協議和接口有密切的關系;平臺最主要的是其開放性、服務性和所具有的增值功能。平臺的關鍵技術是軟件(中間件),其發展必然帶動安防系統集成商走向平臺運營商。

  根據當前安防行業的發展情況和應用實際,平臺主要以視頻、報警功能為主,是基于網絡的全數字化的信息傳輸和管理系統,屬于第三代開放式技術的綜合網絡監控產品。它結合了現代音視頻壓縮技術、網絡通信技術、計算機控制技術、流媒體傳輸技術,采用模塊化的軟件設計理念,將不同客戶的需求以組件模塊的方式實現;以網絡集中管理和網絡傳輸為核心,完成信息采集、傳輸、控制、管理和儲存的全過程,能夠架構在各種專網/局域網/城域網/廣域網之上,市場主流硬件廠商配合,兼容多種品牌硬件產品。真正實現了監控聯網、集中管理,授權用戶可在網絡的任何計算機上對監控現場實時監控,提供了強大的、靈活的網絡集中監控綜合解決方案。

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  傳統視頻監控平臺依托的基礎技術環境是集總式、模擬視頻系統。信息全部集中于平臺的核心設備(矩陣),各種視頻設備采用統一的視頻接口,保證了系統設備的互換性和一定的開放性。傳統視頻監控平臺的核心是硬件,典型設備如視頻矩陣,在一些中小系統也可能是DVR或時序開關等。

  傳統視頻監控平臺可以實現的功能是設備管理,在整體架構內,通過設備登錄、刪除的操作來自主地生成應用子系統;通過設備管理配置各分控中心的資源、權限等。圖像(信息)管理,主要通過圖像信息的分配、切換來實現圖像顯示(上電視墻)、存貯和外送等管理。

  傳統視頻系統的圖像顯示方式基本是矩陣切換上墻,輔以多畫面的方式,因此,矩陣的固定、成組、時序的切換方式就是系統顯示的基本方式;存貯則以DVR等視頻存貯設備為主;附加信息(時間、地點、狀態、報警等)的疊加是圖像管理的內容之一,主要由矩陣生成。

  上述管理功能的操作、前端設備的(PTZ)控制、預置功能的編程和調用等主要由視頻矩陣或DVR等設備完成。

  傳統視頻監控平臺的系統集成,通過硬件設備間的連接,實現視頻監控與出入口管理、入侵探測等其他系統的集成。集成(連接)以視頻(矩陣)為核心,基本功能是圖像與其他系統的聯動(圖像的自動切換)。

  GUI(圖形化用戶界面)是系統集成的重要軟件,它主要的功能是構成一個統一的操作界面、采用PC機(與矩陣連接)實現圖形化的人機交互界面,把各子系統的操作(管理、控制)集為一體。

  因系統是專用、封閉的,安全性主要是口令、權限設置及視頻丟失探測等。

  綜上所述,傳統視頻監控平臺是以專用設備為核心,集成是硬件的連接,因此,系統開放性差。傳統視頻監控平臺的設計目標就是充分實現設備的功能。

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  數字視頻監控平臺的基礎技術環境是通用設備(服務器、交換機等)構成的分布式網絡系統。通過軟件實現網絡的互聯、互操作及各子系統的集成,通過中間件實現硬件的兼容和軟件的接口。因為其系統是充分開放的,軟件(中間件)的核心作用,產生了軟平臺的概念。

  系統可實現的基本功能是:設備管理,包括全部(有IP)設備的搜索;登錄(注冊)、刪除,批量導入/導出。實現系統的自主生成,為各種應用配置和整合資源(原/增、內/外、社會、其他)。網絡管理,包括:網絡互聯、圖像信息管理(交換)及網絡狀態監控。通過TCP/IP和開放SDK實現系統間的互聯;利用網絡環境的交換功能,實現圖像信息的切換、推/拉等;流量控制、網絡帶寬控制及狀態監控等,保證正常運行。

  圖像信息的深化應用,通過數據流(元數據)結構、圖像結構、媒體結構的分析、識別,實現圖像信息的互通(解);建立分布式增強處理架構、配置各種圖像探測、內容分析及數據處理工具,實現智能應用和數據的深入挖掘、處理。

  系統控制與遙控,包括上述功能、前端設備(PTZ)控制、預置功能編程和調用的操作及實現互聯系統間的互操作。

  信息存貯,IPSAN將成為主流方式,輔以NVR、DVR等。圖像顯示,與傳統系統有很大差別,通常視頻矩陣切換輸出的是同一制式(格式)的圖像信號(視頻VIDEO),而網絡視頻系統解碼器輸出的圖像信號可能是不同的制式(高、標清)、格式。因此不能簡單的解碼上墻(或矩陣上墻),特別是需要圖像組合時,必須進行制式、格式變換才能實現組合上墻。

  系統集成,圖像與其他系統的功能聯動;通過融合技術,實現不同系統、不同媒體間信息的綜合分析和應用。顯然,集成是由軟件來完成。

  安全性,網絡安全是的重要內容,在網絡環境中統一規劃;還包括身份認證、加密、VPN建立等;最近提出“可信圖像源”概念,通過對圖像源、系統設備、用戶的身份認證來保證圖像信息不被非法修改、刪除和使用。

  可以看到,網絡視頻的協議集應包括前端和近端設備搜索、管理,圖像結構,媒體結構,音視頻實時流,事件處理,圖像分析,PTZ控制和安全機制等。

  現代監控平臺以軟件為核心,具有充分的開放性,可通過配置、整合資源為業務(管理)工作提供按需服務設計的目標是面向服務的,追求更高的技術附加值,F代視頻監控系統充分表現了新一代信息系統的特征,是頂層設計的典范。

  四、視頻監控平臺的主要功能

  一般而言,安防系統集成平臺都是針對大規模系統組網、多級別管理遠程聯網、安防系統無縫集成環境下的集散型管理平臺,監控和管理不同類型的視頻監控系統、防盜報警系統、門禁管理系統等子系統,融合于一體化的綜合性安防系統集成平臺管理軟件。概括來講一般包括以下功能特點:

  (一)統一的信息共享平臺,聯動多子系統

  綜合安防系統主要包括視頻監控系統、報警主機系統、門禁系統、語音對講系統等,每個子系統都是相對獨立的系統,如果不基于集成管理平臺,各子系統之間無法相連相通。當發生報警時,監控中心管理人員必須一個個進入各個業務系統來操作。各個業務系統只是向第三方系統開放自己接口,只是作為一個子系統來存在,不是作為一個綜合安防管理平臺高度上一起聯動的子系統。而安防集成平臺不單只是視頻監控、報警、門禁軟件,而是可以作為一個綜合指揮調度中心管理平臺來對其他安防子系統的軟硬件和信息進行整合,打破各子系統界限,完成信息規范、實現數據融合,提供一個操作簡單、功能強大,具有智能聯動效能的操作平臺,其有效地整合客戶整個安防系統資源,建立起一定規模的智能聯動體系,更廣泛地為客戶各個業務部門提供安全管理服務。

  安防集成平臺采用逐級匯接的拓撲結構組成樹形網絡拓撲。這種網絡拓撲結構可以由用戶需求靈活配置,既保證了它能夠組建大型應用,實現平臺間互通,如平安城市監控、網吧監控、環保局環境監控、機場監控、煤礦監控等,又適宜企業建設各種安防/生產/管理監控網絡,如小區樓宇監控、校園監控、無人值守變電站監控、機房監控、勞教所/監獄安防監控等。

  (二)有效的報警聯動機制,全局預案配置

  安防集成平臺軟件可以對每一個視頻通道和報警通道、全天或時間段內進行報警設置,實現報警條件和報警事件的靈活組合。當有報警信息傳入時,能實現報警和動作(存儲、預置位、報警上墻、執行預案、分析)的聯動,并伴有聲響、短信發送等功能。

  同時平臺支持第三方報警。如果各子系統分散管理、運行模式下,系統間的聯動則主要依賴于低級別的硬件方式,該方式具有很大局限性。而安防平臺的軟件聯動功能,能夠為硬件聯動難于實施的環節提供可靠的聯動觸發機制,提高反應速度及降低事故損失。

  在報警防范領域,由于IPS安防集成平臺軟件集成了門禁系統和報警系統,因此它可以支持形形色色的可接入設備,如防火類(煙感、明火探測器、氣體探測器等)、防盜類(被動紅外、紅外對射、振動入侵探測器、玻璃破碎入侵探測器、緊急報警裝置、門禁等)。這些探測器,在平臺內與圖像、音頻依據用戶定義的方式進行關聯,包括啟動聲光、開啟燈光、向指定的手機號發送短消息、向指定的郵箱發送郵件、推出告警畫面等。

  (三)分布式圖像存儲/集中式圖像存儲

  在實際的安防監控應用中,由于通信或者網絡的問題,導致安防監控癱瘓的情況比比皆是。安防集成平臺軟件的分布式圖像存儲功能在很大程度上解決了這個問題。它通過在前端直接支持硬盤錄像和告警事件存儲,確保了即使通信或者網絡中斷,對現場的監控仍在繼續。這種分布式存儲、集中式管理設計思想,對于那些監控要求比較高的場合將非常有益。

  (四)方便快捷的集中式管理

  對于一個大型的安防監控系統,涉及的站點、設備、配置、設備狀態、用戶等信息將會非常龐大,對它們進行方便快捷的集中式管理就不可或缺。這些管理包括增加、修改、刪除、監測、配置等信息管理和安全、權限、輪巡方案、錄像計劃、告警聯動/布防撤防等策略管理。IPS安防集成平臺軟件將所有這些信息融合在同一平臺上,便于統一領導、統一規劃、統一標準、統一組織。

  (五)多級電子地圖導航

  為了更加直觀地進行監控,平臺一般都具備電子地圖的監控模式,以圖形化的形式,動態地表現出各個設備的運行情況以及各個報警監測點的當前狀態,并且支持地圖逐級訪問。當報警發生時,以迅速準確的、醒目的紅色圖標,以及不同的報警聲音提醒監控人員報警事件的發生,同時彈出報警畫面,監控者可以通過電子地圖的提示快速找到報警位置,并根據報警畫面判斷是否為誤報。電子地圖作為安防監控的直觀方式,讓操作人員操作簡捷。

  五、監控平臺軟件發展的突破點

  縱觀目前監控市場的軟件,主要有兩大類。一類是較為通用的監控管理平臺軟件,完成監控系統的設備管理和基礎業務調度管理;另一類是和用戶實際業務結合更緊密的應用軟件。目前,在整個監控市場,幾乎所有的軟件開發都屬于這兩大類,各個廠家在多年的投入研發中推出的平臺軟件也趨于成熟,但與此同時,產品同質現象也開始出現并日趨嚴重,市場競爭亦非常激烈。面對這種情況,企業如何開創自己的“藍!,獲得競爭優勢?筆者認為可以從以下兩個方面努力:

  (一)個性化

  當前,視頻監控不再是一個通用的、簡單的應用,而是具有行業個性化的、復雜的應用。所以,企業要在市場競爭中脫穎而出,需向個性化平臺發展,打造行業領域的個性化解決方案,比如銀行金庫管理解決方案、高速公路監控解決方案、停車場監控解決方案等。行業解決方案需要支持特有的業務邏輯,比如電力變電站的監控方案需要支持倒閘操作流程的遙視和遙控,還有可能需要支持與其他企業應用的集成,如門禁系統、消防系統、報警系統等。

  向行業解決方案這個方向發展有兩個先決條件:一是要有行業經驗的積累;二是平臺需具有很好的開放性。對于第一個條件,目前大家都比較認同,眾所周知行業化解決系統的開發、完善、市場拓展一定是循序漸進積累的過程,不可能一蹴而就,需要大量的時間和經驗來積累。同時,對人員、資金的投入必須有充分的準備,因為深入行業后,面對行業的多樣化需求和以用戶為導向的快速響應需求這兩大行業突出特點將會非常消耗資源。至于第二個條件,對于一個完整的系統來說,開放性要求平臺具有良好的擴展性,以便擴展功能;同時也要求平臺具有良好的集成性,便于集成新的技術和第三方企業應用系統,但這些常常會被忽視。目前,市場上不少企業還無法完全具備這兩個發展條件,所以成熟的行業解決方案并不是特別多,企業的行業化發展還有很長一段路要走。

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  當前,大范圍聯網的應用已經普及,大規模應用使得人力無法有效監控成千上萬的攝像頭,需要采用視頻分析技術,用機器代替或部分代替人力工作。趨于這樣的需求,當前幾乎所有的主流廠商都把智能化作為重點,推出了一系列智能化特性,如目標檢測和跟蹤、車牌識別、行為識別、人臉識別等,但從實際情況來看,有效利用這些特性的智能化應用還不是很多。

  平臺智能化成功的要點在于應用,因此如何利用現有的智能技術設計出真正解決客戶問題的智能化應用平臺是目前行業面臨的共同問題。

  六、視頻監控平臺的標準化建設

  視頻監控平臺的標準化包括功能標準化、互聯互通協議標準化、設備接入協議標準化和對外服務接口標準化,其中最重要的是互聯互通協議標準化、設備接入協議標準化和對外服務接口標準化。2008年浙江省技術監督局聯合浙江省公安廳、浙江省公安科研所聯合制定了并發布了《跨區域視頻監控監控聯網共享技術規范》(DB33/T629)地方標準,是國內第一部異構視頻監控聯網平臺之間互聯互通的技術規范,并作為全省公安視頻聯網平臺的強制要求,2009年依據此標準實現了全省公安視頻監控系統的三級聯網,目前全省公安視頻聯網規模已經達到12萬路。

  2012年國家質檢總局和全國安防標委會頒布了《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸交換控制技術要求》(GB/T28181-2011),國內各個省市公安機關和其他行業監管部門也已經依據這一標準開展了視頻監控系統的聯網工作。GB/T28181標準對于視頻監控平臺互聯、視頻監控平臺與設備互聯提供了統一的信令接口、視音頻編解碼接口,所有系統之間通過標準互訪,簡化了不同廠商之間的互聯對接工作,可同時兼容模擬、數字與HD-SDI格式的視頻監控資源,有效推進了視頻監控圖像資源的共享,縮短了系統互聯的項目周期,節省了信息共享應用的社會整體資源成本,有利于增強接口、系統的穩定度和成熟度,提高用戶的滿意度。

  另外,ONVIF聯盟標準也已經得到了國內外多數視頻設備廠商的支持,成為視頻設備接入的主要標準協議。

  七、結語

  視頻監控平臺建設需要政府、行業、企業的參與。隨著“大聯網”時代的到來,將帶來更多的視頻相關業務,從而給安防企業帶來更多的機遇,安防將逐漸從垂直整合過渡到橫向整合,每個企業都可做好某一個細分領域的技術,按照互聯網的公共開放的基本原則,都有機會融入到視頻監控大平臺中去。

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