集成与融合 监控平台异构化需求显现

　　CPS中安网记者：罗超

　　不知不觉间，安防系统集成化悄然兴起。未来，产品与技术的融合将进一步推进安防系统更标准、更专业、更为有序。一个安防监控平台，由于依靠于多个不同功能的子系统，或者由于产品提供来自不同厂商，在数据交换中没有一个统一的标准，因此造成接口众多、访问性差，从而形成了一个个的“信息孤岛”。为了平台间各子系统良好协作，监控平台异构体系逐渐出现在安防舞台。本期《行家视点》栏目邀请杭州海康威视数字技术股份有限公司产品经理陈振波、天津市亚安科技电子有限公司产品市场经理刘海通、深圳波粒科技股份有限公司技术工程师罗家振、深圳市亿维锐创科技有限公司技术工程师张文龙、苏州科达科技有限公司解决方案部总经理聂际敏、深圳市信义科技有限公司产品中心副总监孙靖宇、天津天地伟业数码科技有限公司研发本部平台中心工程师张耀翔、深圳中兴力维技术有限公司行业总监张鹏、北京中盛益华科技有限公司研发总监顾长海的技术专家，一同探讨，如何构建监控平台异构化体系。

　　用户综合管理需求和集成化趋势促使安防异构方式出现

　　2009年，浙江省公安厅对异构视频监控平台制定标准，从而使该省平安工程联网能共享平台建设，由此揭开了安防异构系统的建设序幕。在视频监控的大中型项目中，越来越的品牌需要相互兼容，系统需要集成与融合，如何解决协议和接口标准不统一的难题，成为各大厂家攻关的方向。经过市场的锤炼和技术的不断革新，人们逐渐发现成长于IT行业的异构系统同样也适用于安防行业，在视频监控领域最先得到应用。

　　罗家振：目前安防领域存在的问题导致需要异构体系。一方面，对于普通用户而言，平台界面操作简单，集成度高是主要需求。因为用户一般会内部招聘技术人员对平台进行管理，所以操作简单易于人员掌握，而将摄像机、门禁、报警等系统整合管理也是他们的重大需求。此外，兼容性强是目前比较头疼的问题，因为有些知名厂家虽然单一品牌做得好，但对其他产品的兼容效果差强人意，其实客户更希望厂商做全线产品，这样数据的保存和调取及整个系统的运行较稳定。另一方面，很多客户选择视频监控系统，都会利用平台的综合网络系统和信息综合调度能力。就项目来说，有公安局的项目，也有很多企业用户。公安局多半需求视频结合地理信息以查看其视频联动效果，而企业需求较简单，只要看图像和看录像这两者可以满足即可。但之前使用的平台总是会出现一些问题，比如网络突然连接不上和视频传输不顺畅，而且部分在专网上性能表现不错的平台，一进入公网就会出现掉线和死机的现象。因此，网络传输也是综合集成平台亟待解决的问题。

　　 顾长海：一个大的综合性视频监控平台的建设要求构造一个大规模、广范围的视频监控管理平台，形成对所辖范围的有效的视频监控。现有的视频监控系统由于技术体系不一，采用的标准各异，存在着相互之间难以兼容互通的问题。而综合视频监控管理平台不可能只采用一种视频监控系统，必需兼容使用多种不同的视频监控系统。以平安城市为例，“平安城市”项目是一个特大型、综合性非常强的管理系统，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求，同时还要考虑报警、门禁等配套系统的集成以及与广播系统的联动。由于这些系统所采用的技术体系、整体架构都存在着巨大的差别，因此在这些系统的互联过程中必然会出现系统异构的问题。

　　如何异构安防监控平台

　　异构体方式的监控平台，主要是解决不同厂商、不同产品的兼容和多个子系统互相集成的问题，需要考虑到平台的网络接入和资源开发方式，同时建设的异构监控平台需要立足大型联网用户的角度去设计，把握好互利与共享的原则。

　　陈振波：监控平台采用异构方式主要解决不同厂商设备（包括编解码设备、报警设备等）的接入、不同厂商平台软件的互联、第三方子系统的对接这几方面的问题。对不同厂商的设备，主要采用设备接入服务器进行设备接入，它使用设备厂商提供的SDK或者通讯协议对设备进行访问，并转换成平台的统一通讯协议，使得平台内部的通讯协议是统一的，接入新的设备大部分只需要在接入服务器进行设备适配工作即可。另外，如果前端编码设备采用的不是业界标准的编码算法或者码流封装标准，则客户端的视频播放组件也需要进行对接。

　　随着监控应用的不断深化，同一个行业不同厂商的监控平台或者不同行业的监控平台间进行互联互通的需求也越来越多，因不同行业的监控平台遵循的协议标准不一致，所以采用了“互联网关”来屏蔽不同平台间的差异性，通过配置可以选择恰当的协议跟异构平台进行交互，实现监控平台间的“软交换”。这方面国家和地方都制定了很多的标准，如T669，DB33等，国际标准方面有ONVIF、PSIA等。在实际项目中，监控平台也经常需要跟客户以后的业务子系统进行对接，以实现资源共享、信息互通，达到1+1>2的效果。这一般有两个方面的需求：一是监控平台通过业务子系统获取监控平台必须的数据，避免数据重复录入，比如用户数据、权限数据、地图数据、GPS数据等；二是业务子系统通过监控平台获取跟业务处理密切相关的数据，以加强业务子系统的效能，比如报警联动触发业务系统的处理流程、关键业务处理过程录像取证等。这方面的需求主要通过ESB（Enterprise Service Bus）相关技术进行集成。

　　孙靖宇：多种监控平台建设促使小规模视频监控模型逐渐形成，随着视频监控系统在城市治安中应用的日益普及和深化，分而治之的小区域监控模式存优缺点也逐渐暴露出来，由于这些监控平台是由不同平台开发商、采用不同编解码设备、不同传输协议、标准、不同传输网络构成不同监控应用模式，难以互联互通，实现数据资源共享的目的。如果要解决上述问题，实现多种监控平台互联互通，视频数据资源共享，就必须解决对多种监控平台进行异构集成接入问题。

　　从视频监控系统集成开发平台角度分析，异构首先应分析以下几个问题：首先，明确系统集成接入需求。一般情况下，接入需求主要体现在集成系统展现层希望实现的业务功能需求，可以整理为四点：实时视频浏览、控制、抓图、录像、对讲等基本功能；历史视频检索、回放、下载；系统设备网管功能，包括设备参数配置、设备在线巡检功能等；视频智能分析应用；实现异构系统视频编辑分析，如智能视频分析、视频质量诊断、视频结构化语义描述、视频标准化编辑处理等。其次，设备资源开放方式。最后，系统网络接入方式。

　　张鹏：异构平台软件整合的设计思想在于保持原有平台的相对稳定，新建平台的快速接入，站在全省、市的高度，按照设计的各类调用、共享原则，实现对监控平台各类资源的统一调度、管理、使用。针对资源的调用、共享原则方面，主要以工作流方式进行处理。基于工作流引擎可以开发、定制、执行各种管理业务流程，能管理流程参与者之间的关系；能集成内部与外部流程资源和监控流程的运行。解决的主要问题使在多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或促进此目标的实现。使用工作流引擎，开发者可以基于可视化的图形界面开发流程定义、管理流程实例和测试流程定义，极大提高了工作效率。因为工作流引擎提供标准的方法组织任意软件资产，并与之有效交互，因此开发者就不必花时间处理不同的接口。工作流引擎还支持独立部署和与业务系统融合部署的部署策略，满足性能优先和可管理性优先的业务场景。

　　异构体的监控平台关键技术

　　近年来，安防和视频监控已向着大型化、数字化、网络化的趋势发展，甚至出现了社会化联网的需求，影响异构监控平台的关键技术成为安防行业热论的焦点。简单点说，通信信令技术、编解码标准、媒体传输技术、SIP协议的封装、信息安全和接口统一是异构化监控平台的关键技术。

　　协议的封装、信息安全和接口统一是异构化监控平台的关键技术。李文：监控平台异构的关键技术主要有以几个方面：统一的编解码标准，采用业界通行的标准才能降低异构的工作量；统一的交互协议，不同平台间需要制定统一的标准交互协议才有可能实现大规模的平台互联。目前国际上有PSIA、ONVIF等标准协议，国内也有T669、DB33等行业标准协议；统一的封装、传输技术；简洁高效的平台服务接口，方便业务系统对监控系统的资源进行访问。服务提供方式包括Web Service，SDK等；操作系统的兼容性，Windows和Linux这两大操作系统在同一个平台中共存的要求越来越多，这就需要平台软件的各种组件需要能同时运行在这两个操作系统之上，构建一个中间件来屏蔽复杂性是比较好的选择；服务集成技术。

　　刘海通：关键在以下3个方面：通信信令技术：信令技术主要用于视频通信的会话建立和管理；媒体传输技术：媒体传输主要解决编码后的媒体流如何在网络上传输的问题；媒体编解码技术：媒体编解码技术主要对原始视频码流进行压缩以及恢复，常见的有H.264/Mpeg4编解码技术。

　　聂际敏：由于监控是业务发展优先于标准发展，所以没有一个统一标准对各种系统进行规范，甚至同一代的设备，由于只有一些基本企业标准，基本上各种业务环节，都无法实现互通。如模拟摄像头的控制信号，接入信令标准，编解码标准等等。而且目前各种设备都在现网有一定的存量，并且很多产品都无法升级，无法采用统一规范标准后进行互联。所以，如何适应各种不同标准是最大的困难。

　　张耀翔：关键技术主要为异构平台对SIP协议的封装，SIP协议由互联网工程任务组（IETF:Internet Engineering Task Force）制定的，用于多方多媒体通信的框架协议。它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层传输协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方多媒体会话，之前一直用于通信行业，近年在监控行业中的使用也越来越多，支持与使用SIP协议的平台与设备也越来越多，已逐渐成为行业的标准所以在异构平台中对SIP协议的标准封装成为平台间互联互通的关键。另外，在视频监控系统中对于视频编码格式的转换也非常主要，需要将各平台中不通的编码格式进行在线转换，一般采用H.264/MJPG4编码格式。

　　张文龙：信息安全和接口统一问题是异构监控平台中的基本问题。从整体上、系统地研究异构平台融合所涉及的安全关键技术和管理问题，研究保证平台安全的个性和共性问题，显得尤为重要。要通过对安全机制和协议的广泛研制与应用，积极建立新型主动安全防护系统，以真正达到可信、可控、可用这一安防行业的最终目标。

　　网络化、智能化、集成化、高清化对异构监控平台提出了新的挑战。

　　在安防行业建设异构监控平台，需要紧跟当下网络化、智能化、集成化、高清化的行业趋势。网络环境是异构监控平台的基础、智能化为平台提高效率、集成化是是平台建设的目标、高清化将为这个平台的建设带来诸多需要解决的技术问题。

　　 陈振波：网络化、智能化、集成化、高清化是监控平台的发展趋势，它们对平台异构带来的影响主要还是标准化的问题，对监控平台的架构设计是一个严峻考验。

　　聂际敏：网络化是异构系统整合的基础。包括模拟矩阵方式，DVR方式都是基于有限范围的监控，只有网络化以后，才能形成大范围的视频监控，才有整合的基础；智能化则是异构系统整合的巨大推动力，整合后，就能利用整合后的系统提供统一的图像调用进行智能分析，为业务提供后续的支撑；集成化，高清化是未来的业务发展趋势，并且未来的高清化以网络化为主，传统的DVR逐步没落。

　　孙靖宇：近年来，用户对视频应用要求正逐步从单一视频监控向基于视频的综合业务应用方向转变，监控平台如何提供更为有效、丰富的视频资源，视频质量好坏等因素至关重要。集成、智能化会促使将更多智能算法集成至更小、更灵活的前端设备，包括网络摄像机、视频智能分析硬件等。具备集成度高、智能化等特点，监控平台需要解决此类设备或子系统的集成接入，异构平台尤为需要。例如，高清智能视频分析系统会作为整个视频监控应用系统的一个子系统存在，如何通过该子系统输入视频数据实现人群密度统计、越界、人车轨迹分析等智能分析，根据规则输出分析结果，是系统异构过程中需新增的工作。另外，基于高清视频的子系统异构会加重流媒体的转发负荷，如从原D1、2M码流，提高至高清、4-8M或更高码流的视频数据传输，对物理网络、流媒体服务器来讲，都有较大负荷压力。

　　张耀翔：网络化、智能化、集成化、高清化对异构有一定的屏蔽性，使各厂商的内部数据差异化更为突出，不利于数据的统一管理与平台的互联互通，需要制订更为适用的数据包封装标准来解决这个问题。

　　异构监控方式，有线与无线传输各有利弊

　　以往的安防监控多采用有线传输，传输介质从同轴电缆、双绞线到光纤不断更新。

　　在有线技术不断完善的同时，各式各样的无线技术也发展起来，令安防监控的传输方式更加多样化。异构监控平台，其有线与无线传输方式各有优缺点，企业应该根据项目具体情况，综合其他外在因素，进行选择。

　　李文：无线传输可以实现编码设备的移动化，虽然3G/WiFi网络提供了比以前更快的网络传输速度，但稳定性还是比不上有线传输。一个监控平台中有线和无线的传输方式都是要支持的，异构处理上需要针对这两种传输方式进行特别处理，无线传输用在移动设备和客户端的接入，有线传输用在监控平台骨干网的组建。异构无线传输方面，需充分考虑对网络方面的适用性，主要考虑：无线传输的不稳定性，带宽窄，容易丢包，时延大；无线设备接入安全，访问控制、数据加密；怎么保证大数据量视频传输，采用怎样的QoS策略等。

　　刘海通：有线、无线属于网络传输接入的问题，都可以承载IP数据，有线网络和无线网络的异构连接已经非常成熟。有线方式在带宽速率方面明显优于无线网络，但存在布线问题，无线网络在无线资源管理、网络优化方面还需要进一步提高，以提升无线网络的传输质量。

　　聂际敏：由于无线是一个高延时，低带宽，变带宽的链路，有线与无线在传输上是有巨大差异的，其图像的特性也各不相同。但是无线有其无可替代的优势，移动化，部署快捷，适应各种不通场景，是有线的良好补充。

　　孙靖宇：异构有线传输：从传输网络承载量角度而言，有线异构接入可以支持高分辨率、高码流的多路并发视频传输与控制，满足异构系统数据高效传输需求。缺点则是对网络接入过于依赖，当无法物理连接通讯时，异构系统变会中断连接；异构无线传输：无线异构可以有效解决因环境等因素引起有线网络无法应用的场景，随着3G、WiFi等无线传输模式的应用兴起，4CIF、512K-1M码流视频数据也能实现流畅传输，缺点则是无法实现高并发量数据传输。

　　张耀翔：有线传输信号稳定，带宽高，传输距离远，信息衰减小但灵活度不如无线传输，不能支持手持设备等；无线传输信号、带宽、传输距离、信号衰减 等目前都不如有线传输，不过经过之后的发展这方面会有所提高。对于监控平台来说有线与无线传输应是透明的，但要为无线传输要进行进一步的优化来提高数据是实时性。

　　集成与融合的发展，是一个行业成熟的标志。最早应用在平安城市建设中的异构监控平台，行业人士把异构化称为监控平台的另一次质变。其实，异构化体系在安防行业不仅仅只是监控应用，智能家居、楼宇对讲系统同样可以异构化。异构，怎样影响安防，值得期待！

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