软硬件一体化的视频监控综合管理平台 - 安防知识网

接触过安防行业的人，都知道平台，平台是一个耳熟能详的名字，但平台的范畴太大，从以存、看为主的DVR NVR、视频综合矩阵，到大规模视频监控联网管理，再到行业应用都可称之为平台。本文主要和大家探讨视频基础联网平台即视频监控综合管理平台的现状和发展趋势。

文/吴宗魁南京金智视讯技术有限公司

　　引言

　　接触过安防行业的人，都知道平台，平台是一个耳熟能详的名字，但平台的范畴太大，从以存、看为主的DVR/NVR、视频综合矩阵，到大规模视频监控联网管理，再到行业应用都可称之为平台。业界厂商、用户以及其它相关从业人员从不同的出发点对平台的理解不尽相同，在交流时甚至会出现我要的平台不是你所说的平台的尴尬场景。

　　随着各行各业对视频监控系统以及报警管理系统的广泛应用，大家对安防行业理解已经较为深刻。严格意义上来说，DVR/NVR以及视频综合矩阵不能算作是平台，它们是满足采、传、存、看的基础装置，不是以管理和应用软件为主要属性的平台。行业应用平台是将行业的业务特点和流程与视频、图片、报警等关联起来，使得图像和其它安防数据能为行业所用，提升业务管理和应用水平的专业平台。

　　行业应用平台其基础是视频等安防数据的联网与管理，我们通常称之为视频监控综合管理平台，它是一个基础联网平台，基础联网平台的优劣直接影响行业应用软件平台工作的稳定性和高效性。

　　本文主要和大家探讨视频基础联网平台即视频监控综合管理平台的现状和发展趋势。

　　现状和发展趋势

　　视频监控系统经历了几个典型的技术阶段，在模拟及数模结合监控系统阶段没有真正意义上的综合管理平台。在全数字视频监控阶段，随着监控的网络化和应用的丰富化，实现监控设备管理、视频转发和业务控制等功能的监控综合管理平台成为视频监控业务和应用的核心(如图1)。

　　图1、视频监控综合管理平台示意图

　　如果说摄像机是数字视频监控系统的眼睛，那么管理平台产品则像是数字视频监控系统的中枢神经和大脑，能否将平台这个“大脑”管理好，直接决定了数字视频监控系统的整体架构水平。

　　目前，视频监控综合管理平台有两种形态，一种是传统的服务器+软件模式，另一种是软硬件一体化模式。

　　服务器+软件模式是通过在PC Server上安装视频接入软件、视频转发软件、视频存储软件等来实现摄像机、DVR、NVR等设备的接入和管理。如图2所示。

　　图2、基于PC服务器的视频管理平台

　　基于PC服务器的监控平台在特定时期和项目应用中发挥了重要作用，但服务器容易因病毒、灰尘、存储碎片化、CPU更新换代太快等因素而造成硬件不稳定问题。此外，服务器是通用的硬件，主板上的显卡、音频等硬件部分并不被视频监控管理平台所需要，造成了服务器方式性价比不高。因此，服务器+软件模式越来越难以满足目前公安、交通、狱政等行业大容量、高可靠、多业务的视频监控联网和管理需求。

　　软硬件一体化方式基于嵌入式硬件、Linux操作系统，板载视频接入和管理软件，从而实现大规模数字视频图像的接入、转发和管理功能。这种方式规避了服务器硬件稳定性差和性价比不高的问题。鉴于嵌入式硬件体积小、功耗低、热插拔等特性，厂家可进一步将产品做成刀片式插卡设计，以便于在线扩容和检修。

　　软硬件一体化是视频监控综合管理平台的发展趋势。

　　软硬件一体化的视频监控综合管理平台

　　软硬件一体化的基础

　　众所周知，视频监控综合管理平台的一个重要职能就是实现海量视频图像的联网接入和管理。在没有标准之前，视频监控综合管理平台软硬件一体化的基础并不好。由于没有标准，各个设备厂家很难互联互通，视频监控管理平台需要通过厂家的SDK来实现前端不同厂家的设备接入，而SDK开发包通常是基于windows操作系统的，因此服务器+软件模式成为视频监控综合管理平台的首选。

　　随着GB/T28181-2011 《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》标准在2012年6月1日的正式发布实施，视频监控综合管理平台接入前端设备以及与其它平台联网时有了标准可循，不再掣肘于SDK开发包，其具备了软硬件一体化的基础。GB/T28181-2011是由公安部科技信息化局提出，由全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SAC/TC100)归口，公安部一所等多家单位共同起草的一部国家标准，标准自发布以来，受到了各大视频监控厂商的积极响应。

　　目前，各个前端设备厂家都支持GB/T28181标准，一些厂家还能支持ONVIF协议，可以说视频监控领域已进入标准化时代。有了标准的支撑，平台与前端的接入再也不受限于SDK的制约，平台厂商可以将精力专注在平台本身，将视频接入、视频转发和管理基于嵌入式硬件以提升平台的可靠性和性价比成为了不少平台厂家的共识，基础联网平台厂商也将进入洗牌期，有硬件开发能力的基础联网平台厂商具将有更好的发展空间。

　　产品架构

　　视频监控综合管理平台逻辑架构如图3所示。其分为接入层、交换承载层、控制管理层和业务层。

　　图3、视频监控综合管理平台逻辑架构图

　　接入层通过GB/T28181或ONVIF协议等实现图像数据的接入。交换承载层主要完成视频数据的交换和转发。控制管理层完成设备管理、网络管理、权限管理、用户管理、会话控制等功能，并提供二次开发接口。业务层实现基础业务，如实时监控、图像控制、录像回放等功能，此外还可实现智能分析、报警联动等扩展功能，业务层展示的功能在视频监控综合管理平台标配的客户端中体现。

　　产品形态及组网方式

　　一体化的视频监控综合管理平台通常采用刀片式热插拔硬件板卡设计，主CPU基于嵌入式多核处理器，Linux操作系统，平台的稳定性、可靠性高于普通的服务器方式。

　　图4、视频监控综合管理平台管理功能示意图

　　平台集视频接入、转发、管理、存储服务、解码拼接、视频分析等功能于一身(如图4)。平台部署在监控网络各级中心，通过完善的权限等级控制可对全网监控系统及其用户进行统一管理，实现码流分发交换、实时视频监控动态分配、录像存储调度、电视墙监控调度等管理功能。

　　平台包括中心管理单元、转发存储单元、智能分析单元、解码拼接单元等。根据前端点位数量可构建单级或多级组网。

　　视频监控综合管理平台单级组网图示意图如图5所示。

　　图5、视频监控综合管理平台单级组网图示意图

　　监控中心配置视频监控综合管理平台，对满足GB/T28181或ONVIF协议的摄像机、编码器、DVR、NVR等设备直接接入平台，对非标设备通过媒体网关按GB/T28181标准对其控制命令和媒体流进行转换。监控中心无需服务器即可实现视频流接入、视频转发、视频存储、视频浏览和管理。标配的客户端能实现视频浏览、视频回放、预案管理、电视墙管理、画面轮巡、智能视频诊断、视频分析、电子地图等功能。

　　根据前端点位的多少配置中心设备，视频监控综合管理平台可平级级联，也可根据地域或级别做多级联网。多级联网示意图如图6。

　　图6、视频监控综合管理平台多级联网示意图

　　软硬件一体化的视频监控综合管理平台技术特点

　　高可靠

　　采用高可靠硬件化实现，业务单板和电源均支持负载分担、主备备份、热插拨等可靠性设计，所选器件及整体设计符合工业级高可靠的运行需求。超强的通风和散热设计，适用于满负载、长时间的稳定运行。整体架构设计先进、可靠性高，能够满足视频监控核心平台的稳定运行要求(如图7)。

　　图7、视频监控综合管理平台整体架构设计图

　　在线扩容与检修

　　整机采用机架式设计，9U/4U机框便于安装存放。背板采用运营级高带宽包交换总线技术，业务插板采用模块化插槽式设计。所有业务插板的数量可根据平台的容量灵活配置，最低3块业务板就可实现视频监控平台的管理功能，最高可满配置17块业务板，可根据系统的容量灵活改变业务插板的数量和类型，以实现系统容量的动态扩容。

　　图8、视频监控综合管理平台机架式设计图

　　大容量

　　产品管理容量大，背板可支持48G以上的全线速数据包交换，单域支持管理10000路摄像机，通过多域级联支持上千万路摄像机大联网。业务插板每块可支持 64路以上的6Mbps码率的1080P高清视频码流同时转发和存储处理能力，产品满配置时可支持500路1080P高清视频码流的并发处理能力，当系统容量超过设备最大容量时，还可通过级联多台设备实现多级多域的分布式管理，实现几万路视频的管理，能够满足系统容量从小到大弹性扩容的业务发展需求。

　　多功能

　　视频监控综合管理平台集视频接入、转发、管理、存储服务、解码拼接、视频分析等功能于一身(如图9)。

　　图9、视频监控综合管理平台功能示意图

　　标配的客户端应用可实现视频多画面浏览、一机双屏、录像回放、预案管理、画面轮巡、电视墙管理、视频质量诊断、智能行为分析、报警联动、语音对讲、电子地图应用等功能。

　　兼容与标准化

　　平台融合了通讯及多媒体领域多项先进技术，遵循国内外主流技术标准规范的系统架构、通信信令及视频媒体流规范要求。在架构设计上遵循了国标GB/T 28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》。

　　平台可同时接入满足GB/T28181或ONVIF协议的前端设备。对于不满足GB/T2818或ONVIF协议的摄像机和DVR，平台可通过厂家设备的SDK 实现接入，平台可实现海康威视、大华股份、英飞拓、亚安、宇视、科达、天地伟业等几十家厂家设备的接入。

　　安全性

　　视频监控综合管理平台是视频监控系统及基于之上的行业应用软件平台的核心，其安全性尤为重要。目前，公安、监狱等政府机构都广泛运用视频图像开展业务，这些图像有些涉及国家机密，因此管理平台必须有高安全性，以确保图像系统不会被侵入。

　　和服务器方式相比，软硬件一体化的平台有先天的安全性优势，其基于嵌入式操作系统，木马病毒很难侵入。厂家在设计平台时还可将内外网进行物理隔离，保证视频图像在内网接入和管理，从而保证监控系统的安全。

　　小结

　　随着GB/T28181标准的实施，各前端设备厂家和平台厂家均遵循此标准，通过SDK方式接入前端设备已成历史。在此基础上，视频监控综合管理平台迈上了发展的快车道，其作为基础的视频联网平台被广泛应用到各行各业。

　　软硬件一体化的平台模式在可靠性、扩展性、性能及价格上都具有很大的优势，其必将成为视频监控综合管理平台的主流模式。基础联网平台硬件化也必将加快应用平台行业化、行业平台集成化的发展态势。