文/吳宗魁 南京金智視訊技術有限公司

　　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郑脚_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)應用都可稱之為平臺。業(yè)界廠商、用戶以及其它相關從業(yè)人員從不同的出發(fā)點對平臺的理解不盡相同，在交流時甚至會出現(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)以及報警管理系統(tǒng)的廣泛應用，大家對安防行業(yè)理解已經(jīng)較為深刻。嚴格意義上來說，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、看的基礎裝置，不是以管理和應用軟件為主要屬性的平臺。行業(yè)應用平臺是將行業(yè)的業(yè)務特點和流程與視頻、圖片、報警等關聯(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)務管理和應用水平的專業(yè)平臺。

　　行業(yè)應用平臺其基礎是視頻等安防數(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，它是一個基礎聯(lián)網(wǎng)平臺，基礎聯(lián)網(wǎng)平臺的優(yōu)劣直接影響行業(yè)應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)絡化和應用的豐富化，實現(xiàn)監(jiān)控設備管理、視頻轉(zhuǎn)發(fā)和業(yè)務控制等功能的監(jiān)控綜合管理平臺成為視頻監(jiān)控業(yè)務和應用的核心(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)的服務器+軟件模式，另一種是軟硬件一體化模式。

　　服務器+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現(xiàn)攝像機、DVR、NVR等設備的接入和管理。如圖2所示。

　　圖2、基于PC服務器的視頻管理平臺

　　基于PC服務器的監(jiān)控平臺在特定時期和項目應用中發(fā)揮了重要作用，但服務器容易因病毒、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，造成了服務器方式性價比不高。因此，服務器+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)避了服務器硬件穩(wěn)定性差和性價比不高的問題。鑒于嵌入式硬件體積小、功耗低、熱插拔等特性，廠家可進一步將產(chǎn)品做成刀片式插卡設計，以便于在線擴容和檢修。

　　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

　　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現(xiàn)海量視頻圖像的聯(lián)網(wǎng)接入和管理。在沒有標準之前，視頻監(jiān)控綜合管理平臺軟硬件一體化的基礎并不好。由于沒有標準，各個設備廠家很難互聯(lián)互通，視頻監(jiān)控管理平臺需要通過廠家的SDK來實現(xiàn)前端不同廠家的設備接入，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、控制技術要求》標準在2012年6月1日的正式發(fā)布實施，視頻監(jiān)控綜合管理平臺接入前端設備以及與其它平臺聯(lián)網(wǎng)時有了標準可循，不再掣肘于SDK開發(fā)包，其具備了軟硬件一體化的基礎。GB/T28181-2011是由公安部科技信息化局提出，由全國安全防范報警系統(tǒng)標準化技術委員會(SAC/TC100)歸口，公安部一所等多家單位共同起草的一部國家標準，標準自發(fā)布以來，受到了各大視頻監(jiān)控廠商的積極響應。

　　目前，各個前端設備廠家都支持GB/T28181標準，一些廠家還能支持ONVIF協(xié)議，可以說視頻監(jiān)控領域已進入標準化時代。有了標準的支撐，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比成為了不少平臺廠家的共識，基礎聯(lián)網(wǎng)平臺廠商也將進入洗牌期，有硬件開發(fā)能力的基礎聯(lián)網(wǎng)平臺廠商具將有更好的發(fā)展空間。

　　產(chǎn)品架構

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

　　圖3、視頻監(jiān)控綜合管理平臺邏輯架構圖

　　接入層通過GB/T28181或ONVIF協(xié)議等實現(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)。控制管理層完成設備管理、網(wǎng)絡管理、權限管理、用戶管理、會話控制等功能，并提供二次開發(fā)接口。業(yè)務層實現(xiàn)基礎業(yè)務，如實時監(jiān)控、圖像控制、錄像回放等功能，此外還可實現(xiàn)智能分析、報警聯(lián)動等擴展功能，業(yè)務層展示的功能在視頻監(jiān)控綜合管理平臺標配的客戶端中體現(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計，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、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)絡各級中心，通過完善的權限等級控制可對全網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)及其用戶進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)碼流分發(fā)交換、實時視頻監(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)前端點位數(shù)量可構建單級或多級組網(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、編碼器、DVR、NVR等設備直接接入平臺，對非標設備通過媒體網(wǎng)關按GB/T28181標準對其控制命令和媒體流進行轉(zhuǎn)換。監(jiān)控中心無需服務器即可實現(xiàn)視頻流接入、視頻轉(zhuǎn)發(fā)、視頻存儲、視頻瀏覽和管理。標配的客戶端能實現(xiàn)視頻瀏覽、視頻回放、預案管理、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)前端點位的多少配置中心設備，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特點

　　高可靠

　　采用高可靠硬件化實現(xiàn)，業(yè)務單板和電源均支持負載分擔、主備備份、熱插撥等可靠性設計，所選器件及整體設計符合工業(yè)級高可靠的運行需求。超強的通風和散熱設計，適用于滿負載、長時間的穩(wěn)定運行。整體架構設計先進、可靠性高，能夠滿足視頻監(jiān)控核心平臺的穩(wěn)定運行要求(如圖7)。

　　圖7、視頻監(jiān)控綜合管理平臺整體架構設計圖

　　在線擴容與檢修

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

　　圖8、視頻監(jiān)控綜合管理平臺機架式設計圖

　　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，通過多域級聯(lián)支持上千萬路攝像機大聯(lián)網(wǎng)。業(yè)務插板每塊可支持 64路以上的6Mbps碼率的1080P高清視頻碼流同時轉(zhuǎn)發(fā)和存儲處理能力，產(chǎn)品滿配置時可支持500路1080P高清視頻碼流的并發(fā)處理能力，當系統(tǒng)容量超過設備最大容量時，還可通過級聯(lián)多臺設備實現(xiàn)多級多域的分布式管理，實現(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容的業(yè)務發(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、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

　　標配的客戶端應用可實現(xiàn)視頻多畫面瀏覽、一機雙屏、錄像回放、預案管理、畫面輪巡、電視墻管理、視頻質(zhì)量診斷、智能行為分析、報警聯(lián)動、語音對講、電子地圖應用等功能。

　　兼容與標準化

　　平臺融合了通訊及多媒體領域多項先進技術，遵循國內(nèi)外主流技術標準規(guī)范的系統(tǒng)架構、通信信令及視頻媒體流規(guī)范要求。在架構設計上遵循了國標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、控制技術要求》。

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

　　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)獄等政府機構都廣泛運用視頻圖像開展業(yè)務，這些圖像有些涉及國家機密，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。廠家在設計平臺時還可將內(nèi)外網(wǎng)進行物理隔離，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標準的實施，各前端設備廠家和平臺廠家均遵循此標準，通過SDK方式接入前端設備已成歷史。在此基礎上，視頻監(jiān)控綜合管理平臺邁上了發(fā)展的快車道，其作為基礎的視頻聯(lián)網(wǎng)平臺被廣泛應用到各行各業(yè)。

　　軟硬件一體化的平臺模式在可靠性、擴展性、性能及價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聯(lián)網(wǎng)平臺硬件化也必將加快應用平臺行業(yè)化、行業(yè)平臺集成化的發(fā)展態(tài)勢。