天城威视NXSight远程监控多级联网管理平台.doc

天城威视NXSight远程监控多级联网管理平台前言随着各个行业信息化建设的开展，建立一个统一的监控信息网络，将监控业务融合在整个信息管理系统，成为目前监控需求的主要方向。公司积多年从事数字图像监控和分布式网络系统的经验和技术积累，提出了先进完善的基于分级远程网络监控的一整套系统解决方案，既减少了监控系统重复建设的投资浪费，又满足了监控信息集中化管理，使各业务职能部门能够共享监控信息的需求。天城威视NXSight监控系统是一种面向业务应用服务的、全数字化、基于网络和高度集中管理的第三代安防管理平台软件，以满足行业客户高可靠性、复杂性和灵活性的视频与安防监控业务管理需求为主要目的，适用于大型网络视频监控环境下对不限路数的PC架构DVR、嵌入式DVR、DVS、IP摄像机和报警设备的用户角色、设备配置、报警关联策略、电子地图、流媒体转发、集中存储、数字矩阵等的集中监控与管理。根据宽带IP网络系统对视频监控业务方面的要求，天城威视NXSight监控系统使用分布式网络视频接入、集中视频转发、集中视频存储、集中权限控制与多级组织结构、高度集成能力。分布式网络视频接入，监控前端就近将监控视频接入到整个监控系统网络，而不是都连接到监控中心。集中视频转发，所有的用户都是向服务器请求视频，由服务器将视频分发给每个用户，多个用户请求同一个前端的视频时，服务器只向前端请求一份视频数据，然后服务器将视频分发给请求的每个用户。集中视频存储，平台服务器可以专门架设一台存储服务器系统存储设备（磁盘阵列）集中控制监控前端的存储，统一规划和调配资源。集中权限控制与多级组织结构，平台服务器系统集中控制用户访问权限，适应系统应用行业的分级组织结构，根据不同业务部门进行权限控制和分级管理，与原有信息管理系统相结合。高度集成能力，支持多家NVS、DVR前端，支持门禁、消防、报警、环境、动力等多种设备接入组网。平台服务器软件支撑平台采用目前最成熟稳定的LAMP构架：Linux操作系统，Apache WEB服务器，MySQL数据库，PHP网页编程语言。LAMP架构的稳定性已经经过全球市场的充分验证，并且这些系统均是开源系统，是未来软件发展方向，也是国家重点支持的发展模式。天城威视NXSight监控系统采用分层结构和功能模块组件模式；可以根据项目的要求为客户提供最合适的系统规模，可以快速的结合行业客户业务需求定制扩展系统功能.是IT软件开发先进技术和传统安防管理软件的有机结合。系统构成和组件监控平台各组件平台系统包括应用服务类软件、C/S客户端和现场前端设备三大类服务器组件：CMS（Central Manage Server）为中心管理服务器，是中心服务平台的核心单元，可实现PU、CU的接入、信令转发处理、系统及其信息管理。 VTDU（Video Transfer and Dispatch Unit）为视频转发调度单元，可实现音视频请求、接收、转发、分发。并可实现多级级联。可实现分布式部署。 NRU（Network Record Unit）为网络存储单元，可实现视频存储、检索。支持视频回放。可实现分布式部署。AAA（Authenticate, Authorize and Audit）服务器为用户认证/授权/记帐服务器。 WEB服务器为系统管理、流媒体、集中存储检索等所有应用服务器提供统一WEB访问配置界面，为前端监控设备提供统一远程监视查询B/C访问界面。电子地图服务器管理电子地图中的元素，元素图标；管理电子地图客户端浏览、编辑电子地图。GIS数据服务器集中存储地图GIS数据，供电子地图客户端数据下载浏览。前端组件：PU（Producer Unit）为前端单元，负责完成音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能，并可接受来自网络的控制指令。PU系统常包括如下设备：摄像机、云台、视频服务器、报警输入输出设备等。 客户端组件：CU（Client Unit）为客户端单元，负责为客户呈现系统所提供的服务，包括实现实时、历史音视频的解码播放和控制、实现用户管理、实现业务开通和管理面、实现系统维护、实现接警以及电视墙等功能。 监控平台系统结构（二级） 业务分层结构运营支撑层通过与用户接入层及媒体交换层设备的交互，完成对网络视频监控系统的统一控制、统一资源调度和管理，完成用户设备的接入、控制和管理。运营支撑层要求实现本地网、省和全国性业务开展中必须的用户接入认证、计费、调度和管理、网络管理、用户管理、资源管理等功能。由CMS和AAA服务器组成。媒体交换层在运营支撑层的控制和管理下完成音视频的传送和存储。媒体交换层由VTDU、NRU以及其他相关的配套设备组成。设备的部分或全部承载在现有中国电信宽带数据网络上。媒体交换层设备可向用户接入层的PU请求音视频，接受用户接入层的CU的音视频传输请求，并与用户接入层协同建立传输通道。要求提供电信级可靠性、灵活、分布式的组网技术及良好的终端设备适应性与标准的业务控制、媒体传输接口。用户接入层将各种PU及CU终端设备通过各种宽带接入网络接入到平台，要求可提供本规范标准接口，提供给用户简单方便的使用方式并保持良好的开放性。设备需要根据用户的需求支持多种网络接入方式，包括IP专线接入（IP OVER SDH、IP OVER ATM/FR）、IP拨号接入（xDSL）及LAN接入。 系统特点系统的稳定性前端网络视频编码器和网络硬盘录像机采用嵌入式技术开发，采用高速嵌入式处理器和嵌入式实时操作系统,使该系统比其他产品具有更好的稳定性,可靠性和易维护性。产品平均无故障时间达到100000小时。视频服务器软件支撑平台采用目前最成熟稳定的LAMP构架：Linux操作系统，Apache WEB服务器，MySQL数据库，PHP网页编程语言。LAMP架构的稳定性已经经过全球市场的充分验证，并且这些系统均是开源系统，是未来软件发展方向，也是国家重点支持的发展模式。视频服务器和海量存储硬件平台采购国际领先的专业服务器硬件生产商的成熟产品。分布式网络视频接入监控前端就近将监控视频接入到整个监控系统网络，而不是都连接到监控中心；对各种网络的前端访问采用了“双通道分离（控制通道和数据通道）、控制通道主动注册、数据通道按需发送”的专用技术，使得每个独立系统中只需要视频服务器有一个固定IP地址即可接入任意网络连接形式的前端设备。 集中视频转发所有的用户都是向服务器请求视频，由服务器将视频分发给每个用户，多个用户请求同一个前端的视频时，服务器只向前端请求一份视频数据，然后服务器将视频分发给请求的每个用户，实现前端窄带网络视频传输；系统内视频数据存储视频数据可分布式存储在前端硬盘录像机、平台NRU或客户端CU机器上；实现重要数据平台服务器集中存储和两端辅助存储，做到统一规划和资源调配；可以灵活设置各种集中存储策略设置，包括实时、定时和报警集中存储策略。不管视频数据物理存储于中心还是前端，系统内所有的视频文件在中心管理服务器CMS的数据库里均有描述信息；用户回放资料只需登陆CMS，提交查询条件，在查询结果中选择需要查看的历史资料就可进行流方式点播，不用关心历史数据文件物理存放位置；所有报警数据均存于CMS中心数据库；所有用户数据和日志等数据存于CMS；集中权限控制与多级组织结构支持基于角色存取模型的权限管理，可以在不同的组织下配关联角色，并对角色的监控管理权限和界面访问权限进行灵活的授权，再将人员与单个或多个角色加以设置，因此权限管理非常方便，可以满足不同行业应用复杂的需求，由于系统中的所有操作都要由权限管理中心许可，因此任何用户的权限改变能够即时反映到任何一个用户对任何系统的操作。采用多级交叉的权限控制机制，用户权限分255级，每个用户对于每个监控工作站具备的权限可以独立设置。避免了传统权限管理方式造成的一级权限可访问多个子系统的情况，保证监控信息安全；合理的权限冲突检测机制，用户仅可进行有权限系统操作，避免恶意删除和修改监控信息，最大程度保障系统信息的安全。高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权，确保控制唯一性；系统可以按区域、部门多种分配权限控制和分级方式，对同一组的用户支持统一配置和单独设置能力；多级组织结构，上级可以对下级授予管理员权限，该管理员可以管理本级的组织和用户；服务器集中控制和管理，对用户设置了权限后，不分访问方式和地理位置，用户登录服务器所能操作的权限都是一致；高度集成能力顺从中国电信网络视频监控业务技术规范 V2.0提供平台接口，供前端厂家接入，和国内主流前端设备厂商合作，现已将海康，大华，图敏等厂家设备接入平台；并且接入国外Sony IP Camera。整个系统平台提供系统级、业务级和数据级的接口通过提供数据库访问中间件和访问接口，其它业务系统可以和服务器系统进行数据共享和交换；提供对整个系统访问的客户端功能的访问控件，系统所有外部服务的OPC访问接口；提供了通过网络接口协议访问的更深层次开发，支持多个系统之间的互联；已经和多个GIS系统、楼控系统、门禁系统、消防系统、MIS和OA系统进行了系统集成；平台性能单VTDU（Xeon 3.0G,1G RAM）支持400路视频流（512Kbps CIF)并发转发；单NRU（Xeon 3.0G,1G RAM）支持300路视频流（512Kbps CIF)并发存储；CMS可管理64个VTDU和NRU，可管理1024台PU、8192路监控信号；支持100000个CU；支持1000个并发用户；系统功能实时监视和控制 每台编码器提供4路音视频信号同步实时处理（采集、编码、压缩、远程浏览），每路25帧/秒，支持CIF（352288）、4CIF（704*576）或D1（720576）图像格式； 采用H.264压缩技术，最大压缩比可达1：500；支持变码率和变帧率；编码带宽从64K2M bps动态可调，图像编解码时延0.5秒，远端浏览显示时延1秒（网络保证）； 单服务器支持512个网络终端用户使用软件解码器同时调看前端实时图像； 具有权限的用户可在PC桌面监控并控制前端摄像机；可在本地或远端根据权限对每路摄像机的云台、镜头进行控制，可对多路摄像机独立控制； 能自动叠加摄像机名称、时间字符； 自动以电子地图的方式将有权限的摄像机（包括其它系统的视频图像源）显示出来，同时还可以树形结构排列出来，用户可以直接单击访问； 可对图像进行亮度，对比度，色彩，饱和度的设置； 可进行多种画面分隔形式显示，也能画面切换，轮巡，满屏显示，即1、4、9、16等显示方式，并根据用户级别限定显示画面数量；轮巡编组和轮巡间隔可自由设置； 可对所需要的监控图像进行单帧抓拍并进行打印； 同时支持B/S和C/S方式访问； 双向语音对讲，监听前端声音或对前端下达语音指令；支持PU与CU的语音交互，支持CU对多个PU的音频广播 可以将网络接收的数字信号解压并还原成模拟信号接监视器；存储和回放 设立系统级图像存储数据库，具有不断扩容的能力； 视频数据存储方式可分布式存储在前端硬盘录像机、平台NRU或客户端CU机器上；实现重要数据平台服务器集中存储和两端辅助存储，做到统一规划和资源调配；服务器设备架构为使用存储服务器与磁盘阵列 单服务器可对512路图像进行编码存储，支持CIF（352288）、4CIF（704*576）或D1（720576）图像格式； 可根据系统最大容量设定存储时间，超过存储时间资料按时间顺序自动循环覆盖； 提供服务器定时录制、服务器手工录制、本地录制等模式； 用户手动录像可将正在观看的图像存储下来；用户自动录像可按时间、摄像机设定将指定的图像存储下来； 所存储图像可转储到其他介质，包括本地PC、其它存储服务器，可刻写光盘等； 整个系统中包含的所有视音频数据、报警数据和其它用户数据在服务器的数据库均记录有它们的索引信息，用户可以按时间，地点，摄像机编号等信息查询到所有对他授权的数据信息，并且服务器会自动将用户的请求重定向到物理存放数据文件设备进行流方式点播。全方位满足各级管理人员对监控信息的观看需求； 用户可远程以流媒体方式点播服务器上查询出来的视频文件，也可以把视频文件下载到本地； 回放功能：快进、快退、单帧、暂停，存图片，电子缩放； 回放过程中图像可保存在本地硬盘；报警管理 系统具有接警优先的功能，当有警情传来时,系统自动终止其他任何工作,优先处理报警信息； 系统具有报警检验、应答确认、复核功能； 系统具备报警信息联动控制功能，当其中一个报警器出现警情时，系统可根据事先设置好的规则触发相应动作，包括启动图像录制、启动报警输入、声光提示管理员、发送短信、自动电话呼叫、弹出现场视频、弹出电子地图； 系统各监管中心在接到报警后，需要向110转发报警时，可将报警和图像信息转发给110指挥中心； 自动巡检功能，即系统当前端有连接设备出现了异常情况时，系统会通过设定的方式通知管理人员。 系统发生的任何报警信息都会传送到归属视频服务器存入数据库，视频服务器会实时将报警信息转发给在线总控和分控工作站，并触发相应动作； 每个报警终端可同时接收并处理256路报警信息，并可同时查看16个报警现场的视频图像； 报警信息可存储、网传、查询；为日后协助公安机关破案提供帮助。电子地图 系统支持电子地图访问，以GIS或者位图数据为基础，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。系统提供电子地图编辑和管理界面，编辑完成的电子地图数据要能上传服务器保存，用户在其他机器使用只需通过客户端软件登陆服务器即自动下载电子地图数据到本地。 电子地图系统根据系统结构分为多个级别显示，最高级为管理节点，中间各级分别是分支点或办事处或监控室地图，最低一级为监控点的监控区域地图，每一级地图上在对应地理位置放置控制图标显示下辖单位或监控节点信息。通过点击图标可以显示对应子图，报警节点信息，视频监控节点图像等。下辖单位或监控节点产生报警时，在子图上通过闪亮图标等方式通知监控中心的值班人员。系统管理 提供了用户帐号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作； 对于每个用户可以指定他有权进行操作（包括浏览/控制/管理）的监控点集合，用户只需要登陆服务器即可以对给予他授权的所有设备进行操作； 提供树型设备管理结构，不受监控点数目的限制，充分满足了对监控系统较高可扩放性的要求； 可对视频编码器及其下属通道监控点进行添加、删除、修改等维护操作； 对监控工作站按区域进行层次化树状管理； 当视频编码器启动和服务器连接成功后，服务器将自动获取视频编码器及其下属通道的连接信息，存储在动态数据库中，用户登陆后可以浏览到被授权的在线监控点； 采用多级交叉的权限控制机制，用户权限分255级，每个用户对于每个监控工作站具备的权限可以独立设置。避免了传统权限管理方式造成的一级权限可访问多个子系统的情况，保证监控信息安全； 合理的权限冲突检测机制，用户仅可进行有权限系统操作，避免恶意删除和修改监控信息，最大程度保障系统信息的安全。高级别的用户可以抢夺低级别的用户的控制权，确保控制唯一性； 系统具备日志记录功能，包括操作系统日志，设备运行日志，远程用户连接日志，远程用户操作日志等； 系统采用全中文图形化界面，简单实用，易于操作； 本地及远端所有功能均能程序控制，全中文下拉式菜单管理，网络配置参数可通过网络远程更新，程序可远程升级； 可以查询服务器上的日志，可以查看服务器CPU负载、网络负载、进程状态、硬盘状态等信息；报表和日志 对当前系统配置，设备故障、历史资料列表，用户属性配置，报警信息列表，存储空间状况，出入人员信息、业务相关数据等产生详细制式报表，汇总系统信息，方便查询，导出和打印。 系统具有完善的日志管理功能，包括操作系统日志，设备运行日志，远程用户连接日志，远程用户操作日志等，对各种事件如用户登录和退出、修改系统参数、报警的布防和撤防、调阅和删除历史资料、控制前端设备、接警处理、设备状态变化、系统启动和停止等进行准确记录，为系统维护和诊断提供历史数据。网络功能 支持多用户网络监控，支持多播、TCP、UDP数据流输出，可穿透网络层代理。 支持能够承载IP数据的各种网络，支持跨路由器的远程实时监看、远程检索查看历史资料、远程控制。 自适应网络带宽，实时高效的传递监控信息。 系统可与其他集成系统通过网络无缝对接，实现信息资源共享。 随着系统的逐步扩展，会出现许多新的系统。这些系统一旦出现，就可与现在系统联网，从而可以共享视音频及其系统信息资源。系统之间通过IP网络相连。 多级管理 具备自上而下的信息自动收集功能，即上级服务器可以从下级服务器收集报警信息、巡检信息、事件信息和视频信息并更新数据库；底层服务器可以从视频编码器等数据设备手机相应信息并更新数据库； 系统具备触发事件的自动上报功能，前端发生的报警、设备故障等等触发事件会马上上传归属服务器，归属服务器在存储此信息入数据库同时会转发给上级服务器及在线控制工作站，整个过程延时1秒； 整个系统对外提供了开发式接口，可以和其他管理系统对接； 数字矩阵 可以接收远程DVR/DVS传送过来的网络音视频压缩数据流，通过管理本机解码卡输出单画面图象数据到本机显示器和外接电视墙上。可以捆绑在主控软件中使用。可以由其中一台矩阵主机负责对所有主机的集中控制，构成大型网络数字矩阵。支持多台数字矩阵硬解码输出的协同控制。支持对其它标准客户端软解码VGA输出的协同控制，最大管理本机25路硬解码输出。个性化功能 时钟同步，所有的前端和客户端与服务器保持时间同步； 透明通道，系统支持数据透明传输，在客户端提供数据输入接口，系统通过服务器转发透明传输给前端外接设备； 矩阵控制，系统接入主流的矩阵设备，允许在客户端直接控制前端外接矩阵的视频切换和画面分割； 外接控制键盘，在客户端通过串口连接控制键盘直接通过控制键盘操作前端设备云台动作和矩阵切换。系统实施整体方案一级监控平台系统结构此系统中设备分布在不同的局域网中，一般情况下，采集设备层分布在局域网内，监控中心和监控服务器处在中间层，最外层是使用用户；设备层和监控中心之间大部分是通过广域网和专网连接，部分和中间层在同一个局域网；如图所示，用户层访问监控点时不会直接访问采集设备层，而是访问监控服务器，由监控服务器接收采集设备的数据并向多个用户进行单播或多播转发； 整个系统中所有用户的权限控制均在监控服务器同一管理，即简化了管理，又避免了多头管理导致的权限控制混乱。同时可以为每个子网指定管理员，负责子网内部设备和用户权限的管理。这种系统结构主要应用在单独一个区域的监控，比如某个市银行系统、电力系统、公安系统、商业连锁等。二级监控平台系统结构此系统是运营级视频监控系统拓扑图，由多个独立的一级监控平台级联组成。每一子级系统可以独立运行，由中心管理平台统一管理。平安城市解决方案项目背景平安城市项目是公安部组织的在全国范围内全面推动城市治安监控建设的重大工程项目。旨在通过技术手段，以打击、预防违法犯罪为目的，满足人民求发展、求稳定、求和谐、求平安的良好愿望。通过联网管理，各级公安机关和相关部门可以监控、浏览、查询设立在治安复杂场所、重点部位、主要街道、案件多发地段、重要路口、卡口等地点的现场实时图像，直观地了解和掌握监控区域的治安动态，可以做到对紧急事件的快速反应，有效提高社会治安综合管理水平。平安城市项目分为三级结构：第一级在市公安局，设立监控指挥中心；第二级在分局；第三级在派出所或者街道，三级全部要求联网运行。系统体系结构如上图所示的三级远程监控体系，C级没有设置监控服务器，A、B级设置了监控服务器。下列基本组件之间通过M通道连接，构成整个监控管理体系： A级MS-B级MS B级MS-C级NVE A级用户机-A级MS B级用户机-B级MS C级用户机-B级MS如下图所示，C级NVE发送组播视频流到C级用户机，发送单播视频流到B级MS；B级MS发送组播视频流到B级用户机，发送单播视频流到A级MS；A级MS发送组播视频流到A级用户机。在A-B之间和B-C之间的广域网络专线上，只有NVE的一份视频流存在。前端监控点前端监控点是要进行实时现场监控的地方，可以在政府机关、小区、道路、金融营业网点入口、公园、企业入口、矿区等各种公共场所，也可以在企业重要部门（如财务室）、家庭、银行金库等需要重点安全保护的地方，还可以是环保、安全生产、技术监督等政府职能部门需要进行监管的企业生产流程中的各个环节。根据前端场所的不同会布置不同数量的监控点，监控点的设备也可能会不一样，但是其原理皆相同，前端视频编码器现场的视频信号和报警信号，进行本地数字化处理后传送给监控中心的服务器。视频编码器提供IP网络接口输出，它可通过专线、光纤、ADSL等多种方式宽带线路将信号发送给位于电信IDC的服务器。电信IDC监控中心在电信IDC设置监控服务器，负责整个系统的用户和权限管理、数据分发、集中存储、资料查询、安全管理等。职能管理部门政府各个职能部门，如公安局、安监局、技监局可以通过宽带连接到电信IDC，在这些职能部门设置总控工作站，管理人员可以对他授权的监控点进行实时监控、事故处理、历史资料查询等操作。其主要特点如下：多级网络结构：多级网络管理、上下级管理中心能够级联，实现集中分布式管理模式；中心能远程监控现场环境的实时状况，实时显示其监控范围内的全部被监控对象，记录系统的运行日志，支持设备异常告警，及时处理系统故障。流媒体服务流媒体服务器转发损耗小，转发效率高，转发延时小。通过WEBGIS页面查看流媒体网站视频，或调看视频监控录像。警情处理摄像机和探测器配合，方便快捷的实现联动功能。如发生报警，监控中心立即切换到发生报警的区域显示告警地点的告警信息和图像信息，实现快速反应，同时跟报警主机联动实现与110之间的互动。集中配置管理通过配置中心可改变设备硬件配置，调整设备工作参数，分配用户工作权限，通过用户的权限分配，把系统分成若干个分控中心。配置中心还可远程配置告警、告警分级、图像、云台、照明联动功能，设置图象的自动轮巡、手动切换、实时和告警录像、存储格式、保存时间、图像查询、图像回放、图像导出权限等功能。系统的软件可以通过配置中心在线升级。实时现场指挥系统支持语音对讲，语音群呼，语音监听功能和音视频同步传输功能，指挥中心能通过监控系统音视频功能直接指挥现场。分布和集中式存储系统设计上同时支持分布和集中式存储，集中存储扩容方便，管理方便，数据安全性高，分布式存储，能减少系统的网络瓶颈。用户可以根据具体情况决定采用存储方式。系统兼容性提供平台接口，供前端厂家接入，和国内主流前端设备厂商合作，现已将海康，大华，图敏等厂家设备接入平台；并且接入国外Sony IP Camera。整个系统平台提供系统级、业务级和数据级的接口。和多个GIS系统、楼控系统、门禁系统、消防系统、MIS和OA系统进行了系统集成软件规格序号软件名称软件型号规格描述1系统管理服务器软件天城威视NXSight-Manager-3.0可以实现对最大远程数字视频设备的机构、人员、设备、任务、报警、日志等的配置、设备巡检和实时访问权限控制等管理2WEB服务器软件天城威视NXSight-Web-3.0为系统管理、流媒体、集中存储检索等所有应用服务器提供统一WEB访问配置界面，为前端监控设备提供统一远程监视查询B/C访问界面。3流媒体转发服务器软件天城威视NXSight-VTDU-3.0视频转发和网络传输控制管理，单机最大支持并发转发400路图象4网络存储管理服务器软件天城威视NXSight-NRU-3.0集中存储备份管理被监控设备的实时图像