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    工業園區監控解決方案

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      在園區監控安裝應用中,隨著IT技術不斷發展并引入視頻監控領域,IP網絡監控已經逐漸替代了傳統的模擬監控。但以往的解決方案更多是各個產品的簡單組合,而園區監控在資源統一接入、設備統一管理、業務高效處理等方面越來越深入的需求,進一步要求聯網監控系統的各個組成部件能夠基于統一基礎架構緊密配合,形成更加貼近業務需求、深度融合的整體解決方案。

      園區監控的定義

      園區監控,是指在一個固定周界內,有一定規模的、有相關應用聯動的監控系統。園區監控的主要應用來自兩個方面:

      安防監控:視頻監控作為一種技防手段,用于防范財產被盜、閑雜人員闖入等,對出入口、廠區、辦公樓、周界圍墻、倉庫等目標進行實時全天候視頻監控,同時具備監控錄像、報警聯動等功能,成為安保工作的得力助手。

      生產監控:在某些行業,為加強管理、提高工作效率,也會將監控用于輔助生產系統,通常稱之為生產監控。此時是將視頻監控作為管理手段,如制造型企業將視頻監控用于生產線的可視化管理,學校將視頻監控作為遠程監考的手段等。在這種情況下,監控點的選擇更多取決于業務和管理的需求,一般多設置在主要的生產業務區。

      園區聯網監控的需求發展

      隨著近些年來視頻編解碼技術、視頻網絡傳送技術、視頻數字存儲技術、視頻通信調度技術等與視頻相關的IT技術不斷發展,并逐漸引入視頻監控領域,IP網絡監控也后來居上,逐漸替代了傳統的模擬監控,在園區監控市場上占據了優勢地位。這一切使得園區監控的需求也在發生著深刻的變化。

      1. 擴展性及資源利舊要求

      伴隨著園區規模的擴大及企事業單位分支機構(如分校、分廠、異地廠區)的不斷加入,園區的監控規模和密度都比以往增加了許多,也使得基于IP的聯網監控逐漸成為主流。同時,對原有監控資源的整合、多園區監控系統的跨域聯網需求也越來越多。

      2. 全局資源的統一管理要求

      IP技術越來越多的融入視頻監控領域后,安防監控與生產監控這兩種目的不同的業務在視頻監控系統中實現共享和融合已經成為可能,由此也帶來監控規模的進一步擴大。系統需要對大量的監控資源統一管理,對大量的前端設備統一維護,提升故障發現及處理的效率。

      3. 開放性及業務應用的整合

      視頻技術、安防技術以及IT技術不斷發展,一方面用戶對視頻監控系統本身的操控體驗要求越來越人性化,如高清畫面顯示、基于事件的錄像快速檢索精確定位、三維仿真GIS等;另一方面,用戶對視頻監控系統的定位也不再是孤立的視頻圖像采集再現系統,而是安防系統或者其他專業應用系統的有機組成部分,視頻監控系統需要與安防系統的其他子系統(如門禁、報警、消防等),或者專業應用系統的其他子系統(如SCADA動力環境系統、考勤系統、圖像智能分析系統等)完成充分的整合。

      4. 可靠性的要求

      視頻監控系統在安防系統中的地位日趨重要,系統的可靠性也越發受到重視。從前端設備的可靠性到網絡鏈路的可靠性、存儲的可靠性、管理平臺的可靠性,都需要在以往監控系統的基礎上加以提升。

      需求的發展變化要求融合的整體解決方案

      從系統的可擴展到系統的可管理性,再到系統的開放及可靠性,這些需求的變化對園區視頻監控系統方案及各個組成部分——前端編碼、網絡傳輸、媒體處理、存儲檢索、視頻管理、終端顯示,都提出了更高的要求。我們將園區監控各個部件按照下面的體系層次進行分析,看看各個層次都有哪些新的需求變化

       

     1. 多媒體終端

      在園區監控方案中,前端的編碼設備和后端的解碼設備都可以認為是多媒體終端。

      在最前端的編碼器部分,為了滿足園區監控的高品質要求,前端采集編碼設備一方面需要提供高清的圖像品質,另一方面需要融合更多的網絡、存儲技術來完成視頻的高效、高可靠處理和傳輸。

      在接入網絡的過程中,編碼設備需要融入更多網絡接入特性,要求對園區監控點的不同環境,采用相對應的接入技術:如針對園區道路使用EPON接入方式實現一根光纖接入多個監控點;針對園區周界采用基于編碼器的環網接入方式;對于重要監控點,還可以使用雙網口鏈路上行,提供網絡鏈路的高可靠冗余;針對有線無法覆蓋的區域,采用WLAN的方式進行無線接入。

      在視頻流的處理中,為了滿足實況視頻流的低延時、存儲數據流的高可靠傳送要求,編碼設備可以使用基于網絡的組播技術來發送實況流,采用基于iSCSI直存的方式向存儲設備發送存儲流。同時在生成視頻數字信號時,需要在視頻流中設置QoS標記,以便網絡設備根據優先級進行針對性轉發。

      2. 傳輸網絡

      傳輸網絡作為監控業務的承載,要求實現視頻流的高可靠、低延時轉發,針對信令、實況圖像、回放業務不同的QoS優先級,進行相應的轉發。同時,對于前端監控點使用的多種接入技術,如EPON、環網、無線的接入,均需要在網絡端完成相應的傳送處理。

      3. 媒體處理與存儲

      面對大容量的監控點信息,系統需要提供控制與業務相分離的機制,控制信令由獨立的管理平臺負責,媒體業務流則由網絡或媒體服務器轉發。

      為了滿足實況流與存儲錄像的不同品質需要,應采用雙流的工作機制將實時監控流和存儲流獨立編碼,單獨分配實時流和存儲流的碼流格式、碼率等參數。實時流要求低延時,可以通過網絡組播的方式轉發,存儲流要求高可靠性,則可以通過iSCSI數據流端到端傳輸到存儲設備,免除中間媒體服務器的轉發轉存,提升系統傳輸的可靠性。

      為滿足海量可靠存儲的需求,應使用專業IPSAN存儲設備,在園區監控中取代傳統的DVR分散部署,進行集中錄像存儲。

      4. 基礎管理

      在園區監控建設中,原有獨立建設的安防監控、生產監控統一共享后,規模隨之擴大,由此帶來全局管理的要求。園區原有的監控資源在后續的建設中也需要盡可能兼容接入。

      傳統的園區監控設備大量是基于模擬或本地數字DVR,可管理性很弱。當網絡監控逐漸成為主流時,大量的前端編碼設備和網絡傳輸、存儲設備及服務器均基于IP協議構建,使得這些設備的統一管理維護、配置升級成為可能,而類似的管理手段在網絡領域早已成為標準技術,這就要求編解碼設備、存儲設備、網絡傳輸設備和業務服務器均能夠支持標準的SNMP網管協議。

      5. 業務與增值應用

      園區監控應用中,要面臨和大量業務系統的對接和聯動,比如刷門禁卡時,可自動和監控系統聯動,使相應攝像頭轉動到計劃的預置位,以便能夠看清并記錄刷卡人的面貌,類似的還有與專業報警系統的整合聯動。同時,企業的GIS系統、OA系統等也可能需要隨時通過SDK接口調用監控系統的圖像,完成統一界面整合。這些都要求監控系統能夠提供基于平臺的、高效、易于開發的開放接口,來完成與多種業務應用的聯動整合。

      以上的業務需求在不同層面上體現了園區業務發展對于監控方案和產品的要求,其中可以看到很多技術要求是需要多個層面的不同部件相互緊密配合來完成的。比如:

      1) 實現視頻存儲流從前端編碼器到后端存儲設備的端到端高可靠直存,需要將iSCSI流存儲技術融入到前端編碼設備,打通前后端的通道;

      2) 全網的統一網管,需要將網絡通信領域成熟的SNMP網管協議在前端編碼設備、后端解碼設備、服務器、存儲設備統一實現,從而通過管理軟件能夠方便地進行設備狀態、參數配置的管理;

      3) 業務管理方面,資源管理、用戶管理、數據管理、已有監控資源的兼容管理等相互關聯又各自獨立,需要一個統一的集成管理框架來作為技術上的實現基礎;

      4) 利用組播技術實現視頻圖像實況流的低延時、高可靠傳送,需要將組播技術融入到編碼設備、傳輸網絡、解碼設備、客戶端軟件;

      這些技術需求,一方面需要各個產品部件的深度耦合,另一方面,相同的技術在不同部件的實現也需要一個統一的架構體系作支撐,以達到無縫配合的應用效果。也就是說,未來的園區監控要求各組成部件緊密融合而非簡單地組合在一起,形成融合的整體解決方案。只有這樣,才能最大程度達到統一資源接入、業務流高效處理、統一設備管理等園區監控的應用要求。

      H3C園區聯網監控解決方案

      H3C通過多媒體操作系統IMOS(IP Multimedia Operation System)的通信、信息處理、存儲和多媒體技術以及基于開放的中間件平臺,提供了包括編解碼器、網絡存儲設備、網絡系統和管理平臺四大基礎組件的IP網絡監控解決方案,實現了四大組件的特性融合和架構優化。

      1. 先進可擴展的體系架構

      系統借鑒IMS體系架構,采用分層、模塊化的設計,遵循標準SIP協議規范,將媒體交換處理同系統的控制、管理信息相分離,具備靈活的可擴展性,保證了海量視頻接入和大并發量訪問的能力。

      系統采用雙流的工作機制任意分配實時流和存儲流的碼流格式、碼率等參數,并通過組播和iSCSI數據流端到端進行傳輸,避免了矩陣、流媒體服務器等系統瓶頸造成的“啞鈴效應”,提升系統傳輸的可靠性。

      2. 統一資源管理

      系統采用資源化管理框架,把物理設備分解成多個基本資源的集合,根據抽象出的資源類型(如攝像機資源、監視器資源、告警源資源、存儲資源、地圖資源等)進行分類,結合基于角色的精細化分級分權用戶權限管理,可完成前端監控點按照虛擬域的資源劃歸,屏蔽資源的物理地域差異,方便業務開展。通過設備代理服務軟件(Device Agent),iVS視頻監控系統可以接入業界主流DVR、IP攝像機。

      3. 創新的存儲技術

      H3C園區監控方案基于存儲虛擬化技術,采用標準IPSAN存儲設備,實現大量視頻存儲設備的分布式部署和集中管理,以及存儲空間的動態分配及調整。

      將iSCSI塊存儲的存儲方式引入監控中,通過端到端直存的方式,取消了服務器轉發,提高了存儲可靠性,實現了對于媒體流這種非結構化數據的結構化存儲,使得監控錄像可以秒級精確檢索和即時回放。

      4. 網絡與監控的融合

      iVS監控系統將IP組播技術、網絡Qos技術、IP網管技術引入監控。針對園區監控點的不同環境,采用相對應的接入技術。前端編碼器可以通過LAN、SFP、EPON、RRPP環網、WLAN等方式靈活地接入承載網絡。

      5. 業務應用整合能力

      系統采用SOA框架,對外提供全方位的平臺級中間件接口,包含了監控平臺完整的管理接口與業務接口,可以將視頻資源開放給更多的行業應用處理使用,如GIS系統、安防報警系統、工業SCADA聯動、專業工業電視、專業管理系統、視頻智能分析等。各種行業化應用可以在系統提供的SDK上進行各種層次的開發。

      同時,基于統一的底層操作系統IMOS,iVS視頻監控系統可以直接與其他多媒體系統通信,如視頻會議系統,將視頻監控系統中的現場圖像和歷史錄像,以數字方式發送到各個視頻會場,實現監控系統與視頻會議系統的融合。

      6. 高可靠的系統保證

      為了滿足室外環境的要求,前端采集編碼設備提供了高環境適應性(高低溫、潮濕腐蝕、EMC電磁兼容等)。通過雙網口鏈路上行、環網等接入方式,實現網絡鏈路的高可靠冗余系統通過視頻管理軟件平臺的熱備份及媒體服務器的集群管理,提升了核心系統軟件的可靠性。

      結束語

      典型的監控應用模式、園區監控的應用技術及組成部件都在向IT化的趨勢發展,同時監控規模逐漸擴大,系統的各個組成部分都面臨自身更高的要求和相互間更緊密的配合。只有基于統一的底層操作系統架構,才有利于各部件共同構建更加貼合用戶實際使用需求、更簡便易用的深度融合整體監控解決方案

     

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