城市视频监控系统视频资源走向整合

　　时下，各个城市都安装了大量的监控摄像头。如果将这些视频资源整合利用，综合现有的各类视频监控体系，提取有效的视频流资源，通过整合统一管理、统一利用，将对城市的安全监控管理起到更为高效的、积极的重要作用。

　　前言

　　自城市报警与监控系统工程建设开展以来，监控摄像头已遍布大中城市各个角落，每个城市建设的摄像头成千上万，有的甚至达到几十万。城市建设的摄像头也是多种多样，有枪机、有球机，资金形式包含政府建设、社会出资等多种形式。在政府牵头建设并规划引导、社会积极参与下，现阶段各城市摄像头的规模效应已经体现，如此庞大的摄像头数量为构建平安城市、和谐社会起到了积极作用。

　　在视频监控建设初期，为了加大建设进度，同时又避免统一建设造成资金压力大、建设缓慢的局面，许多城市采取“谁出资、谁建设、谁受益”的原则鼓励各个基层单位自行建设。这种分散式的建设机制带来了城市视频资源的快速增长。分散建设在带来视频数量快速增长的同时，也存在很多问题，首先各个分散建设的视频资源由于没有统一的规范、标准，要想统一资源共享、互联互控，不是一件很容易的事情，不统一联网、互联互控就形成了一个个信息孤岛，难以发挥城市视频集群的合力，造成重复建设资源的浪费；其次，庞大的摄像头数量给维护工作也带来了极大的挑战，由于维护工作繁锁，各个单位在规划时期，都是重建设、轻维护，视频资源建成后由于对维护工作的不重视和维护资金的投入不足，造成很多的视频资源损坏，给视频资源造成极大的浪费；再次，各个城市都建设了规模级数量的视频资源，但目前仅停留在视频的一些低级的应用上，例如实时监看、录像回放等基本功能，如何发挥视频资源的最大应用功能和成效，进行视频业务的深入应用，为各级政府和企业管理带来效率的提升。正是由于这些原因，在目前视频监控的后建设时期，视频的发展已经出现了一个瓶颈期，迫切需要机制创新。整合资源是城市视频发展的必然趋势，将为城市视频资源带来新的活力。本文将从资源整合、体系统架构整合、业务应用整合及维护管理整合几个方面来阐述。

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　　视频基础资源整合

　　目前，无论政府建设还是社会单位自建，各个机构自建视频资源因应用需求不同而自成体系，视频资源发挥的作用也仅仅局限于本体系内，从城市发展进程来看，特别是政府机关，未来各单位、各部门的业务都是跨区域、跨部门，分享资源、联合作战，视频业务也一样，例如公安机关涉及到案件侦破，嫌犯跨区域流窜作案，这需要排查大量的视频资源，就需要视频资源的充分共享，而由于视频分期分区建设自成体系造成的一个个视频资源信息孤岛以及政策方面的信息壁垒就需要充分打破，加强沟通、信息共享、资源整合就犹为迫切。在政策的支持下，视频基础资源的全市共享需要依托技术手段的整合，在统一的平台通过联网展现所有视频资源。在此之前，必须要对全市视频资源大核查，要有专门机构对各类视频资源摸底统计，了解每个视频资源的属性，包括摄像头类型、状态、所属机构、坐标地址、位置名称、所属监控室等，务必做到底数清、状态明，以便全部整合更好地发挥每个视频资源的功效。

　　体系架构整合

　　监控技术的发展经历了模拟、数字时代，现在正向着高清、智能化方面发展，由于技术的快速发展，各种新、老监控设备、新老监控系统在现有监控系统中交替出现，在监控系统的建设发展中，不但要保护原有可用的视频资源，还必须结合新的技术发展方向整合改造。自平安城市建设以来，各城市除了兴建大量的视频资源外，还花费了大量的人力、物力、财力进行与原系统的整合，整合的目的就是要突破各种技术瓶颈和壁垒，实现系统深度互联互控。 结合现有的技术架构和未来的发展方向，系统体系架构应包括三个方面的整合：模拟系统架 构、数字系统架构、模数结合系统架构。

　　模拟系统架构

　　视频模拟系统以图像质量好、清晰度高、调用延迟小、操作方便等优点一直备受用户喜爱，直到现在模拟系统在市场上仍有一席之地。模拟系统的核心设备为模拟矩阵，目前，市场上主流的模拟矩阵品牌众多，但是模拟矩阵接点容量小，各个矩阵品牌之间协议不统一，互不兼容，联网能力差，即使同一种品牌一般也只能做到二级联网等缺点制约着其发展。

　　城市间各部门各机构若已建立多套独立的模拟矩阵系统，要想将已有的各个模拟系统多级联网整合，各个节点相互独立且又互联互控，达到资源整合共享，按照现有政府体系级别需考虑能兼容多种拓扑架构，如星型、树型、环形等。下面我们以公安应用为例讲述模拟矩阵联网的整合。在现有的市局、分局、派出所结构体系中，各个机构原建设有一套不同品牌不同型号的模拟矩阵，要保证所有模拟视频资源在全局的共享，视频资源在多级结构体系中互调畅通，需要建立各下属节点与上级节点的之间的视频通道，通过上级节点矩阵的输出与 下级节点矩阵的输入组建视频的下发通道，下级节点的输出与上级节点的输入组成视频上传通道。利用统一管理系统对全局视频资源的统一配置，各种控制流的统一调制转发到各模拟矩阵节点进行操作，保证各种信息控制流之间的相互握手与交换，促进各种视频流与控制流的信息畅通，完成各节点矩阵之间的跨系统调用与视频控制，实现模拟视频资源共享。

　　在多级模拟体系组网架构中，各个下属机构和本身的上一级机构已有视频组网，不存在平级机构和下级跨上级机构组网，我们组网的目的就是需要全市的视频资源在任何一个矩阵节点被调用切换视频就像切换本节点自身的视频一样，让用户感觉不到被调用的外节点视频和本节点视频的区别，这里就需要对全市所有的视频资基础源统一编号，例如摄像头视频编号、监视器编号、键盘用户编号，每个编号号码唯一。不同模拟矩阵之间组网以及互联互控必须要各节点模拟矩阵之间通信指令互认，通信协调统一。为了解决这个问题，目前市面上出现了模拟整合设备，能兼容多种主流模拟矩阵协议，将各种联网的类型矩阵协议集成转换成统一的控制流并进行交换。如上图模拟多级联网图，在各矩阵节点配置一台联网控制器，封装各矩阵 SDK 转换成统一数据接口抽象层，通过网络实行各矩阵之间的指令通信，配置一台联网服务器负责全部视频资源的配置及联网调用策略管理。

　　数字系统架构

　　数字系统具有投资小、容量大，能够利用现有 IP 网络进行传输、存储，不但能够做到实时监控，还能录像回放，且数字视频因数字化特点能够对视频额外添加辅助信息，并进行处理应用，伴随着高清、智能化时代的到来，视频数字化是一种必然的趋势。摄像机提供的模拟视频需要经过A/D转换并经压缩后才可在网络中传输，当前数字压缩标准主要以H.264和MPEG4为主。两种主流压缩标准对应设备厂家千差万别，各个数字视频压缩厂家根据对应的视频芯片编解码，将视频属性封装打包，提供第三方接口供平台商集成调用。

　　一个完整的数字平台，需要兼容多种设备类型，进而在设计时就考虑并采用统一接口层概念：所有系统模块直接面对自身统一接口层，根据实际类型再动态加载各厂家SDK进行最终解码播放控制。

　　面对城市级的数字系统平台，前端的视频数量成千上万，用户需要实时在线观看控制各种视频或者视频回放，在视频的使用过程中，各种用户的管理、设备的管理、权限的管 理、视 频 流的 转发、存储、日志记录、报警中心、数据安全性等需要一个统一的平台集中管理。数字平台一般至少包含视频编解码模块、视频调度模块、管理中心模块、视频流转发级联模块、存储模块、监测报警模块、视频编解码模块：模拟视频的编码以及数字视频的解码，依托网络传输通道，实现跨地点分布式终端视频监看；视频调度模块：用户对视频的调度处理，负责接收用户发送的调度信号并作对列处理，含实时操控及远程回放；管理中心模块：用户的管理、设备的管理、权限的管理、操作及安全的管理，日志记录等； 视频流转发级联模块：流媒体的级联及视频的转发与发发，抑制网络流量平衡；存储模块：数字视频流的存储，支持集中存储或本地存储，含各种录像方式的选择（全天、分时段等）及VOD点播；监测报警模块：设备故障、网络流量、系统运行状态等的自我监测。

　　在城市视频建设中，由于视频监控的分区建设，建设主体根据自身视频联网需要选了不同的视频平台厂家 ，一 个城市中就出现了多个不同厂家的数字平台，平台之间互为隔阂、互不通信，我们称之为异构平台，整个城市间视频整合从技术上讲就必须要解决数字平台间的异构壁垒。

　　在各数字子平台的基础上，建立全市统一数字平台，统一数字平台对各子平台视频互联互控，在异构平台通信前，各子平台必须先向统一平台登记注册，统一平台向各子平台定义标准调用接口和流程，包括视频资源列表、用户登陆、视频硬解码 、视频回放，各子平台间保持独立性，当统一数字平台调用子平台的视频资源时，统一数字平台查找视频资源并向子平台发送调用请求，子系统通过统一的标准接口经内部流程处理后向统一平台返回请求信息。

　　模数结合架构

　　模拟系统和数字系统因各自的优点而备受用户喜爱，在当前城市视频体系统架构中，既存在模拟系统，又存在数字系统 ，模拟系统和数字系各自独立，自成体系，一部分摄像头存在于模拟系统中，另一部分存在于数字系统中，还有少部分既存在于模拟系统又存在于数字系统，如何将各自分散独立的系统互相关联，实现视频的深度互联互控，这就需要视频模拟系统和数字系构架构的整合。

　　在模数结合系统中，模拟系统和数字系统如果调用本身系统内的图像，系统调用将按各自系统流程调用处理，如果跨系统调用，两个体系之间就必须要有跨系统沟通的桥梁；联网服务器和视频调度服务器负责两个体系跨系统视频调用时的统一接口，联网控制器保证两个体系视频控制信号的传送并进行控制权限比较。

　　模拟系统如果需要调用数字系统的视频，联网控制器通过联网服务器检测到该视频属于数字系统，即通知视频调度服务器从指定的流媒体取出该视频送往模拟矩阵节点的解码器，然后联网控制器通知模拟矩阵进行切换；数字系统如果要调用模拟系统视频，视频调度服务器通过联网服务器检测到所要调用的视频属于模拟系统，即通知该视频对应的联网控制器告知矩阵节点切换输出该视频到对应的编码器，经过编码后，流媒体服务器取出该视频流发送到指定客户端。视频资源跨系统的调用，是通过视频编解器对视频模数或数模转换后进入各自系统，联网服务器和视频调度服务器对所有视频资源的调配进行统一管理。

　　一个中心两张网

　　城市视频资源建设一般分为政府投资建设和社会出资建设，当前政府投资建设以公安机构为主体建设，而公安机构是一种独立网络，是一种涉密网，网络信息保密意识非常强，严禁与其它网络直接互联。公安机关建设的视频由于有现成的网络，且网络质量可靠，可在公安网内部组建成网，而社会出资建设的视频由于建设门槛低，政府指导有限，建设情况可谓千差万别、五花八门，由于设备性能不同，标准不一，要想将现有所有视频资源组合成网，平台必须要兼容现有各种类型设备的协议。

　　社会视频频组网是一个庞大的系统工程，涉及联网单位数量众多，且没有现成网络，如何在政府资金投资有限的情况下组建面向全市各级社会视频资源的网络，保证社会视频资源的网络可靠传输。目前一个可行的办法是租用现有网络运营商遍布全市的现有网络资源组网，例如adsl 或其它专网，充分发挥运营商的网络资源及运营优势，以互联网的形式整合各社会资源。

　　公 安视频涉密网（内网）和社会视频网（外网）是两个独立的网络，如果要对全市视频资源整合共享，就必须要对两个网络进行视频数据交流，并利用一个平台中心进行管理。公安涉密网和社会视频网要保证数据交换的安全，必须在两个网络之间进行数据安全隔离审查，剥除网络内不良信息及重要信息的外传，可以在两张网数据交汇处加入一安全隔离平台，确保数据交互安全。

　　利用一个中心两张网对全市视频资源的整合，发挥平台集约性作用，在全市范围内根据各机构各用户对视频应用的需要给予相应的权限，从而达到视频资源集中管理、统一分配、统一控制，保证视频资源效能的最大发挥 。

　　业务应用整合

　　视频最初的出现，仅作为一种基础数据，提供两种最基本功能，实时监视和远程回放。随着社会的进步，视频规模发展到一定程度，视频基础数据集约式整合，视频应用得以发挥，与工作业务联系将越来越紧密，利用视频自身属性及其规模化、智能化解决过去只能依靠人工解决或制约业务发展的难题。视频应用将得到一个飞速发展。

　　围绕视频的两种基本功能，结合各用户工作需要，能衍生出许多其它应用。对公安机关来说，视频可用来作为道路监控、破案、研判、打击罪犯等多种业务应用。城管可用来发挥城市管理职能，通过视频与语音对讲的结合防止乱摆乱卖；三防办用来与地理水文系统的结合来判断自然灾害。结合各部门各行业的各种视频应用需求，如何在统一的平台展现不同的业务关系，保证系统结构合理，数据畅通，理顺各种业务应用并进行整合是视频应用发展的趋势。

　　理顺共性与个性的需求

　　构建城市级视频统一平台不但要对视频资源整合，而且还要对各种视频业务整合；在统一的平台上，面向各种不同用户展现不同的视频应用。在一个城市级视频平台中，面对各种机构、各个部门及不同用户所要的业务性质、需求类型不一，视频业务功能可以说是千差成别，纷繁复杂 。各种不同的业务需求有些是是跨越式、交互式的，共享式的，有些是封闭式的，构建业务应用需要寻找各自业务应用的关联点，理顺业务中共性与个性的需求，在各种业务需求中找出共性点，面向大众展示，例如视频与 GIS 的结合，在 GIS 中真实位置调看视频，方便而又直观，各机构用户都对此感兴趣，既可以调看视频，又可以掌握周边地理位置情况，我们就应该集中展示。针对一些个性化的需求，特定行业或者特定需求的应用，利用视频资源，需要制定个性化开发，统一平台应该根据权限提供开放性接口，供各单位自行研发，可链接到统一平台个性化栏目作为统一平台的个性化子模块针对本需求用户显示。

　　理顺业务流与数据流的关系

　　构建视频业务应用需要将视频基础工作信息化，面对各行业各机构视频基础工作需要全面梳理，建立并优化视频基础业务标准，制定视频业务系统整合规划，规范城市视频工作中的“业务流”和“信息流”，保证信息畅通。

　　对视频业务流和数据流的分析一要研究视频资源分类管理方法，理顺各种应用关系，完善共享机制，打破各种隔阂，形成共享与发展的良好局面；二要研究“视频资源群构建方法”，将各种与视频有关的信息梳理、关联，构建主题明晰的信息资源群，做到快速定位与查 找 ，提高其应用性能。构建性能优越的数据物流中心，加快数据流动性，达到“ 随需而动”的技术效应；三要引进 S O A（面向服务的体系结构）理念，研发系统服务接口技术，大力推行应用整合，包括数据整合、流程整合、界面整合。

　　与其它系统的关联

　　视频作为一种基本信息，本身应用能量有限 ，如今在各城市信息化浪潮下，各种业务交织一起，视频信息也必须要和其它信息系统关联，才能延伸视频应用范畴，拓展应用空间，例如与报警系统的结合，当接收到报警信号，实时调控报警源附近的视频资源，掌握现场情况，方便应急处置；视频通过 GIS 与手机基站的结合，如知道犯罪嫌疑人手机号码并在开机状态，就能描绘出犯罪嫌疑人的行踪轨迹，并通过附近摄像头的调看，实现案件侦破。多系统的关联使用将会促进视频信息和其它系统资源交互，激活各自信息资源，盘活数据鲜活性， 增强数据流动性，保证各自数据资源的最大发挥 ，视频应用功能得以延伸，视频发展 瓶颈从而将得到释放。

　　建设、管理、维护、考核整合

　　城市视频监控发展到一定阶段，经过视频资源整合后已形成规模化、集约式的视频体系，各级城市视频资源的建设已经趋缓，后期建设逐渐趋向于在原有视频密度的基础上进行小规模补点、复原、移位建设并实现联网，使视频资源在全市分布布局更为合理，满足全市视频业务发展的应用需求。视频监控系统三分建设、七分管理，其应用效果的发挥离不开视频基础资源的正常运行，视频监控资源的管理必须要有一个明确的机构，一套规范的管理制度及一套完善的运作机制，结合平台级的报障中心，定期检查、及时铲除系统故障，全面诊断系统运行状态。通过对摄像头在线率的考核，维护情况定期通报，发挥经济杠的奖惩，强化各级管理及维护人员对系统的管理、维护与考核，充分发挥人为主观精神，保障整个城市视频资源的正常运行。

　　结束语

　　视频监控的建设促进视频的管理、视频管理促进视频的应用，视频应用的发挥反过来又会加快视频建设、维护与管理，通过建设、维护与管理、应用的良性互动，将会有力的促进视频监控的健康发展；通过视频监控系统资源的整合再利用，以达到更为高效的监控管理目的，为城市的安全保障“保驾护航”。

　　作者单位：

　　张建雄，深圳亿成安科技有限公司；

　　杨晓波，深圳川大智胜科技有限公司；

　　张锦平，珠海安联锐视科技有限公司

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