加油站联网监控系统建议方案.doc

加油站联网监控系统建议方案加油站远程监控联网系统建议方案目 录一 概述4二 总体构想与需求51、加油站点的设备与网络情况52、实现目标与要求5三 系统规划设计71.总体规划原则72.系统体系架构规划设计73.系统统实施规划84.规划依据、规范和标准9四 系统详细设计101、网络架构设计102、联网监控系统设计113、加油站实施远程集中监控系统设计123.1前端（现场）系统123.2中心14四、监控平台软件系统介绍161.监控平台主要特点162.系统组件介绍213.系统管理介绍24五、系统配置381、总中心配置382、二级分控中心配置39六 监控设备技术特性391、技术参数392、与工控机比较433、与其他嵌入式比较444 系统实现功能454、系统特性50一 概述为了加强石油系统所属加油站的安全运营和管理，最大限度地节省资源、降低运行和人力管理成本，本着“安全、节约、稳定”的原则，利用远程网络通信技术和视频处理技术，建设加油站系统监控联网安全综合管理系统。加油站目前的安防系统主要是以独立加油站点防盗防抢报警系统建设，系统功能单一，一般只能实现本地的图像的实时存储，发挥不了安全防护系统的强大作用；行业安防系统与其它行业相比，具有着明显的特点，主要表现在：防范级别高，风险等级高，一旦发生案件一般都会对国家、个人财产带来较大的损失，对人员的生命安全造成极大的威胁，在社会上造成相当恶劣的影响。这样对安防系统的稳定性、可靠性、准确性和智能化提出了更高的要求；系统规模大，覆盖面广。石油系统的一个普通城市所管辖的加油站点都在有上百个甚至几百个，每个加油站都有4至10个监控和报警点，这样总数量分别就有几千个，而且分布在城市、乡村的各个地方；系统组成比较复杂。既有防抢报警系统，也有视频监控系统，有的加油站还有危险气体检测系统等；二 总体构想与需求在省（市）范围内，对加油站实施远程集中监控管理。增加加油站监控区域和监视、控制功能，采用最新技术，建设全方位的远程监控联网体系，以省（市）级石油管理系统为中心，打造“高科技、高标准、高性能、低成本”的加油站视频联网监控综合管理体系。加油站安全防范的重点是加油池、加油站进出口、收银窗口、现金存储地、加油罐，加油站便利店等处。安防系统主要由视频监控、防盗防抢报警系统和危险气体（油罐安全检测系统）三个基本的技术子系统组成。在本项目中，我们采用三级的网络管理结构，即：总中心一个，下设13个分中心，按区域划分，所有的加油站分别接入到各2级管理中心，2级管理中心接入到总中心。1、加油站点的设备与网络情况1.1前端设备情况 前端摄像机采用球机和固定枪机，半球。 录像系统采用大华嵌入式硬盘录像机。 报警设备主要为手动紧急按钮等（可选） 危险气体检测设备主要安装在油罐区域（可选）1.2网络情况一般为电信运营商的adsl或e1线路，网络带宽512k至2m；建议改造为石油系统专用网络。2、实现目标与要求1.1 加油站远程集中监控系统(1)加油站本地安防系统直接与分管理中心联接；(2)加油站本地安装独立的技防设施，视频监控、报警等；(3)通过网络将前端进口的图像、报警、语音等信息传输到石油系统监控管理中心；1.2 加油站点远程监控联网系统加油站远程监控联网系统管理，（原先基本上有独立的技防管理系统），是将前端的图像、数据、语音等信息传输到监控中心，进行集中管理，前端存储，中心可实时查看、调阅、存储，中心也可同时采用报警触发集中存储，从而实现中心对加油站的分级监控管理。主要功能包括：实时预览、远程下载、远程回放、报警联动、内控报警、110联动、语音对讲、权限管理、电子地图、功能扩展与接口预留、安防信息发布、限制带宽传输、视频流媒体管理等。1.3 多级监控中心联网系统实行各加油站点、县（市）二级中心、省级中心远程监控系统联网，实现监控系统“自上而下、权限分级、集中管理、集中控制”的集中式管理模式。三 系统规划设计1.总体规划原则1.1 可靠性原则系统的安全可靠运行是整个系统建设的基础。为了确保整个系统能够稳定工作，本系统选用的平台软件支持多种容灾备份方式，如重要服务器双机热备、流媒体服务器支持n+m备份，其他服务器在线热备等，使得系统具有较强的容错能力和良好的恢复能力。系统采用的硬件设备均为市场上的主流产品,达到公安部产品入网的技术标准。1.2 先进性原则本系统设计立足于先进技术，采用较先进的控制技术、网络传输技术、视频压缩技术及视频传输技术，从而使系统的建设达到和具备国内的较先进水平。软件平台采用国际最新的科技成果，从而保证在技术上处于领先地位，保证系统在建成后一段时间内不会因技术落后而大规模调整，并能够通过升级保持系统的先进性，延长其生命周期。1.3 标准化、开放性原则本系统设计采用标准的tcp/ip、sip和rtsp协议、snmp网管等标准协议，以确保整个系统的各种软件、硬件均符合相关的标准，保证业务、功能、界面、内容的高度统一化和标准化，从而达到服务的规范化和管理的高效性。系统采用模块化设计方法，可根据系统容量的不同灵活部署设备。另外采用分布式部署，满足系统平滑扩容的要求，通过采用通用的标准协议，可实现同构系统和异构系统之间的互联互通。1.4 经济性原则在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。采用经济实用的技术和设备，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。对于占系统平台建设成本较大的存储部分，我们采用dvr结合分布式集中存储策略，所有录像数据均通过dvr进行录像存储，对于重点区域，则采用分布在各接入点的集中存储设备进行备份存储，该模式可以大大地降低系统的存储成本，并可避免因网络意外造成录像数据的丢失。1.5 可维护性系统采用电信级的网管系统，可管理视频前端设备、中心平台软硬件设备、网络运行情况等。当系统出现故障时可自动切换，从而保证系统正常运行。2.系统体系架构规划设计1.1 体系结构的选择体系结构决定了石油监控系统本身是否能够适应联网监控规模的变化而进行伸缩、是否能够在石油系统需求变化的时候快速响应并无缝集成到原有的系统中去。体系结构也决定了一套系统是否会在很短的时间内被淘汰，还是能够随着信息、视频、智能、安全技术的发展而不断自我完善。 先进性和实证性：系统管理平台不应该选用过时的或者即将被淘汰的技术，这会导致用户原有的投资很快就会化为乌有。但我们也不应该选用过分先进、没有经过实证或者没有在大型系统、关键任务中大量运用的技术。 业界标准和理论基础：体系平台也应该和业界保持一致，具有坚实的理论接触和完备的标准定义。自己设计一套体系结构可能在一时提高开发的速度、降低开发的门槛，但很难有序、高质量地发展、也无法被其他系统使用。1.2 平台必须具备强大、稳定和快速的设备接入能力：平台软件在设备的接入方面应该支持模块化（插件）开发技术，实现快速设备接入，保证系统稳定性。1.3 软件平台采用分层设计采用优秀大型it软件普遍采用的三层软件层次划分的体系结构模型，包括客户端、业务层、数据库，其中业务层应该包括专门用于处理设备接入的硬件抽象层， 中间层应用服务器和应用层。对于数据库的访问必须通过中间应用服务器完成而不能直接访问数据库，保证数据库访问的安全性。1.4 web集成采用的技术为了满足未来与石油系统其它b/s架构业务管理系统的集成，管理平台采用开放的集成接口，支持代表业界标准的web集成架构和接口标准。1.5 软件部署方式设计系统管理平台包括核心目录管理平台和中间应用服务软件模块，其中中间应用服务，如流媒体服务、集中存储服务、报警服务等可以根据系统规模和性能要求在市级管理中心、省级管理中心或其它分控点分布式部署和灵活配置。3.系统统实施规划本项目遵循系统集成“统一规划、分步实施”的基本原则。1.1 第一步。首先应该选择一个扩展性、兼容性好的网络视频与安防管理平台软件，满足本项目的基本需要。实现对图象、报警的集中监控、存储、对讲等管理功能，监控的范围可以是几个地市的试点，这里需要注意的是，对于原有数字图像设备，可以采取以下集中方法改造：n 对于平台软件已经支持的嵌入式dvr，如目前国内主流大华嵌入式dvr，可以直接集成到系统管理平台中。n 对于软件平台暂不支持的嵌入式dvr或pc-dvr，要求原厂商开发包、通讯协议和基于其开发包的demo程序源代码，针对提供的开发包参照其demo快速完成中心接口软件开发并最终整合到监控中心管理平台中，该方案需要软件厂商开发中心接口软件驱动程序。n 对于一些安装到现场超过3年的pc-dvr或嵌入式dvr，如果经过现场评测，其性能已经无法满足联网监控的需求，建议更换整机，采用我们支持的嵌入式dvr整机。1.2 第二步可以增加对加油站防盗抢报警系统的集成，将原有监控系统的范围进一步扩大。1.3 第三步将监控系统和办公自动化系统进行集成，集成的重点包括网管系统的整合和办公自动化系统对监控系统、报警实时历史数据的调阅。1.4 第四步可以增加一些智能视频分析方面的应用，比如说车牌照识别、危险物体识别、轨迹识别等。4.规划依据、规范和标准系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：n 安全防范工程技术规范 （gb50348-2004）n 安全防范工程费用概预算编制办法 （ga/t70-1994）n 安全防范系统通用图形符号 （ga/74-1994）n 防盗报警中心控制 （gb/t 16572-1996）n 民用建筑电气设计规范（jgj/t 16-1992）n 其它国家和行业现行的有关设计/施工与验收规范和标准四 系统详细设计安防联网集成系统主要由前端监控报警设备、传输网络、管理平台和业务应用终端四个部分组成。这四个组成部分可以划分为4个系统层次结构设备层、传输层、管理层、业务层，系统结构图如下所示：由上图可见，设备是系统的基础，传输网络是系统联网的基本保障，平台是系统联网集成和应用的核心，业务应用是系统建设的最终目标。1、网络架构设计系统联网结构图见（图一）； 图（一）根据网络条件，加油站与中心联接可以用adsl或e1线路，如果有条件，可以建设石油公司专用网络，初步设计每路图像为300kb/s，则2m线路最多为6路视频图像同时传输。如果对图像的质量要求不是很高，可以适当降低画质，采取256kb/s，则可以增加传输路数；若对视频的连续性要求不高，也可以保持图像质量，降低每秒的帧率，从而提高传输的路数。如果网络传输带宽有限，我们有专用的流媒体管理模块对网络带宽进行管理，详细功能见流媒体模块说明。2、联网监控系统设计由于石油系统联网监控系统的建设是一个长期而渐进的过程，随着安全管理的不对深入与细化，对视频联网监控与管理的需求也会发生变化，系统的规模和接入的设备种类、结合石油系统业务系统的个性化功能也将不断增加，这些都要求联网监控系统（平台软件）必须保证系统非常可靠、非常稳定性，同时，还要求能快速实现石油系统的个性化定制功能、新设备的接入等。因此，对平台的所采用的系统架构与研发团队提出了更高的要求。视频监控系统最关键的核心是系统软件平台，通过一个强大的系统软件管理平台，实现各个厂商的设备联网，保证联网的视频传输的质量（清晰度、流畅程度），提供一个统一的认证管理、监控检索系统；同时集成各种主流报警等安防系统，实现对加油站视频与安防综合管理系统。联网视频监控系统整个联网系统划基本框架图见图（二）： 图（二）如图，联网监控系统各组成部分与基本原理、功能，阐述如下：3、加油站实施远程集中监控系统设计本系统由省（市）监控中心、二级分控中心、加油站现场系统三级结构。二级中心的技防系统经该分控中心上联省（市）监控中心；二级中心图（三）对各级系统的描述如下：3.1前端（现场）系统前端（加油站）系统包括报警子系统、视频监控子系统、语音对讲子系统等。各子系统既能独立工作，又能有机结合，形成综合防护系统。现场监控系统负责完成前端的音视频信息、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通常包括如下设备：pc架构dvr、嵌入式dvr、摄像机、云台、报警输入输出设备等。主要有以下几种：3.1.1摄像机闭路监控系统实施可实现其功能为： 实时对各个重点部位进行高清晰视频监控 可录制各点的视频录像以备安防查用 有效保证现场的安全规范操作 物资出门及劳动纪律考察 实时监控各个大门口的物资交接情况 调节镜头的焦距可以清晰的观测到车辆出入的具体细节 在上下班时可以对门口员工的到位情况进行监控 随时考察员工的实际生产劳动纪律3.1.2嵌入式dvr现场的图像、报警和对讲信号接入嵌入式dvr。监控现场的图像信号、报警信号及拾音器（麦克风）语音信号由嵌入式硬盘录像机采集、处理和存储，嵌入式硬盘录像机可兼容多种云台解码器协议，常用的如pelco-d、pelco-p、三星等。主机采用h.264压缩格式，当客户端监控工作站需要调用实时图像时，经过压缩的视频码流被打成ip数据包，通过网络发送到远端的工作站，实现远程图像的监视。现场通过本机或web客户端对图像进行实时监控，同时视频信号分配输入现场模拟矩阵和电视墙，实现更加快捷方便的视频切换控制。系统设计可在客户端安装音响设备,和摄像机、拾音器（麦克风）配合共同实现系统的可视对讲及远程监听等功能。总体上说，前端嵌入式银盘录像机能实现如下功能： 实时监视具备模拟输出接口和vga接口，可通过监视器或显示器实现监视功能，支持辅助tv输出 存储功能硬盘工作管理采用非工作盘休眠处理，利于散热及降低功耗，延长硬盘寿命存储数据采用专用格式，无法篡改数据，保证数据安全 压缩方式支持16路音视频信号，每路音视频信号由独立硬件实时压缩，声音与图像保持稳定同步 备份功能通过ide、sata接口、usb接口（如普通u盘及移动硬盘等，刻录光驱）网络进行备份客户端电脑可通过网络下载硬盘上的文件进行备份 录像放像功能每路实现独立全实时录像的同时，实现检索、倒放、网络监视、录像查询、下载等多种回放模式，并且录像可以支持秒级精度时间查询、分类查询、日历查询等；可选择画面任意区域进行局部放大 网络操作功能可通过网络进行远程实时监视远程云台控制远程录像查询及实时回放支持占单路带宽的网络多画面预览； 报警联动功能具备多路继电器开关量报警输出便捷实现报警联动及现场的灯光控制报警输入及报警输出接口皆具有保护电路，确保主设备不受损坏 通讯接口 具备rs485接口，实现报警输入和云台控制 具备rs232接口，可扩展键盘的连接实现主控，以及与电脑串口的连接进行系统维护和升级，以及矩阵控制等。 具备标准以太网接口，实现网络远程访问功能 智能操作 鼠标操作功能，可以用鼠标进行全部的参数的设置，并带有鼠标注释功能。 菜单中对于相同设置可进行快捷复制粘贴操作 通过简单鼠标操作即可完成dvr所有配置（包括通道名称输入、动态检测区域配置；回放进度条拖拉）、图形控制（鼠标控制球机、鼠标控制回放界面局部放大）和信息输入（包括输入中文、英文、数字、标点符号；）； 双码流技术 采用双码流技术，更适合窄带传输，录像支持实时d1/hd1/cif/qcif优化组合，且每一路都可以自由设置。 傻瓜操作界面 16位真彩色图形化菜单操作界面 专业化文件系统：无磁盘碎片、数据保密性高、单硬盘容量不受限制、支持硬盘状态报警、硬盘休眠技术和硬盘双备份技术； 分组式用户管理：采用用户组管理，让用户的权限具有继承功能、多种权限管理、支持用户复用功能；3.1.3报警子系统（可选）系统应该具备防入侵探测报警、消防报警、紧急报警及报警通讯等功能。报警主机要求：具有2路以上报警通讯功能。当有警情发生时，系统能自动将报警信息传送到三个部门（当地110报警台、上级监控中心控制室）。报警传输到省监控中心后，应该有警铃声和灯光闪烁提示，报警区域画面在监控中心自动弹出，并以明显标志显示。具备与视频监控、语音与对讲等联动。3.1.4语音对讲子系统系统应该具备独立的语音呼叫对讲功能，也可以与报警子系统、视频监控系统联动功能。3.2中心二级监控中心配置流媒体管理服务器、系统目录管理服务器，安装流媒体管理模块、设备接入管理模块、报警管理模块、存储管理模块等。监控中心配置流媒体服务器，对图像进行统一管理，并对中心端访问的权限进行分配，和网络资源带宽一同管理。并对web用户提供服务和管理。报警录像存储服务器，对管辖区内所有加油站监控点的报警状态，包括安防报警、视频信号丢失报警、移动侦测报警、外部传感器报警、设备运行状态报警等多种信息进行综合管理，设置合理录像模式。配置电视墙管理服务器。一级管理中心主要完成对网络内部所有分中心的管理，包括：人员身份认证、权限管理、各种日志等。一级管理中心需配置系统目录管理服务器、总控流媒体服务器、分控客户端等。3.2.1、软件平台系统部署 一级监控中心需要部署以下软件模块：1) 中心目录管理模块：2) 流媒体服务器软件；3) 网络存储管理服务器软件；4) 报警管理软件；（可选）5) web服务器软件；b/s客户端软件；6) 监控中心主控软件（c/s客户端软件）7) 网络数字矩阵软件；（可选） 二级分控中心1) 流媒体服务器软件；2) 视频接入管理服务器软件；3) 报警转发软件；4) web服务器软件；b/s客户端软件；5) 监控中心主控软件（c/s客户端软件）6) 网络数字矩阵软件； 三级（现场）在本项目中，现场前端的设备，直接接入到石油系统的网络中即可。3.2.2、功能描述 监控功能:同时实时监看授权内前端加油站的实时图像，或者查询和回放授权内前端加油站的录像资料。 当前端加油站发生告警时，对应操作主机自动切换到该告警所联动的图像组，以便及时采取相应措施。与前端语音对讲，当前端加油站用户按下“呼叫”按钮时，向中心发出呼叫申请，中心收到呼叫申请后可直接与前端进行对话；多人同时呼叫中心时，具备排队等候功能，也可直接对前端加油站直接喊话。 报警功能 电子地图显示所管加油站各防区、探头位置和防区状态； 具备远程布防、撤防功能； 具备告警弹出信息和简报功能； 具备所有告警信号可分别选择告警声音，提醒操作人员； 具备在显示板窗上直接调出用户、防区等详细资料； 具备在显示板窗上直接调出该区用户或者防区的电子地图； 具备在显示板窗上对加油站防区进行各种控制操作； 当所管辖加油站监控主机出现关机、视频信号丢失等警等情况时，以电子地图、声光、语音等形式显示和提示； 自动监测和前端监控服务器之间的通信，如发生通信故障则以声光形式报警，当通信恢复时，自动建立与库点监控主机之间的通信，恢复数据传输。 加油站危险环境监控管理 实时监控并显示加油站的危险部位的环境参数（前端需有硬件设备支持） 当所管加油站告警时，以电子地图、声光、语音等形式显示和提示。 告警记录保存到数据库，并可以查询。四、监控平台软件系统介绍1.监控平台主要特点dh-epss系统的先进性体现在设计思想、系统架构、应用技术、数据管理等多个方面。dh-epss系统首先在业界提出“network is myself”的设计理念，采用流媒体技术、p2p、java、webservice、minicore、plugin、portal等多项先进技术并将其有效地应用于dh-epss系统中，这些先进技术在dh-epss系统中的灵活应用使得dh-epss系统具备多方面的技术优势，保证其系统实现和系统应用的先进性。dh-epss系统具有以下主要技术特点：1.1大规模联网视频监控系统的优秀平台数字视频监控技术从单一的dvr已经发展到今天的通过ip网络实现远程联网视频监控的水平，目前，城市安防系统的普及范围已经从局部监控到整个城市的联网监控，进而从城市延伸到全省、整个国家等更广泛的区域，大规模运营的安防联网系统成为新的需求趋势。但是，与已经得到广范应用的区域联网监控技术相比，大规模的联网监控需求对既有技术提出了新的挑战。海量用户、海量设备接入、海量信息存储、海量信息传输等的“海量”问题；多形态、多区域、多级别、多元化的应用需求对大型系统软件平台的服务体系新的考验，是前所未有的。许多问题不可能通过在传统技术的改造或传统软件版本上的升级而得到根本的解决。dh-epss系统总结了先前所有版本的设计经验、分析了大型视频监控系统对软件平台的上述新要求，在全新的设计理念指导下重新设计重新开发，推出了dh-epss全新的软件平台产品。dh-epss系统通过资源树技术、海量视频访问技术、分布式视频信息存储技术、自适应视频网络传输技术、视频源并发访问处理技术、视频传输故障自愈技术等先进的设计方法和视频前沿技术的开发，成功地解决了一个大型系统所必须解决的诸如海量用户和设备的接入管理、区域/分级联网、服务质量体系构建、异构网络和系统的互联互通互控、视频信息的多元存储模式、海量视频信息的分布式并发存储/检索与分发等技术难点，使之具有全面满足大型视频监控系统能力要求和质量要求的优秀产品。1.2基于资源树的系统先进架构一个大型的视频监控系统光前端设备动辄就是数万数十万只摄像机，将这些数量众多的设备和节点分门别类组织在系统中并实现有效的管理控制，就要求系统需要采取能适应这种情况的先进架构。一个先进的系统架构至少应当符合以下条件：l 对系统设备和节点巨大数量的容纳能力和系统设备、节点不断扩张的自动适应能力l 能够涵盖不同用户群典型的系统结构并将其整合形成更大系统的能力l 对应用系统随着应用不断深入和拓展系统局部获整体的结构调整变化的自动适应能力。大型的联网频监控系统均具有从最高级别监控中心开始向各级下属监控中心、下属应用节点和用户端系统以及前端摄像设备逐级扩展的向下发散展开的管理控制特点，同时，大型视频监控系统还具有从前端视频监控点开始向各级监控中心逐级收拢的向上汇聚的传输特点。这就是大型视频监控系统的管理控制流向下逐级展开视频传输流向上逐渐汇聚的相向流动特点。dh-epss系统深入分析了大型视频监控系统的这一特征，建立起了符合这种特征的“资源树”模型，并在此模型基础上开发科完整的资源树技术。dh-epss系统的资源树技术形成了其独特的系统架构特征，也由此形成dh-epss系统在不同应用系统中组建系统架构、管理系统架构以及调整系统架构等方面的强大能力。1.3前端设备接入的开放式接口dh-epss系统采用独创的视频源设计技术，实现不同类别不同技术的前端设备的任意扩展和动态接入，满足了大型视频监控系统的开放性要求。dh-epss系统的视频源技术是一项开放性接口技术。通过该接口，可以轻松实现将市面上各种不同技术规格的dvr、嵌入式视频主机、普通摄像机、网络摄像机、网络视频服务器、乃至不同技术规格的视频压缩卡都纳入系统控制。同时，各种新的技术、新的设备都可以通过dh-epss系统的视频源接口技术轻松得到扩展应用。1.4终端/用户纵深式控制管理dh-epss系统采用基于资源树架构下的权限纵深式管理机制。系统在资源树中心对系统资源的集中控制、管理和监视，通过授权方式实现用户终端的权限控制。系统中所有注册用户根据权限、所在机构的不同等属性组成树状的管理结构，用户根据级别访问不同内容的视频资源。其中高级别权限用户可以随时掌控其权限范围内用户的客户端使用情况，并对可疑用户进行远程封锁管理。dh-epss系统基于资源树架构下的权限纵深式管理机制提供了应用系统授权分级管理，用户登录操作鉴权处理以及系统日志等系统安全管理控制能力。同时，根据业务需求，系统也可提供临时的授权，使低级别或其余机构的用户跨级访问非权限范围内的视频资源。这种纵深式的管理机制使dh-epss系统平台的管理更加安全、灵活、方便。1.5基于分布式的海量视频存储技术dh-epss系统针对大型视频监控系统中视频信息的应用特点，设计了独特的基于资源树的分布式海量视频信息存储技术。该技术是以资源树中节点之间的备份为基础，将网络连接存储（nas）、存储局域网（san）等多种不同的技术、不同的管理工具和不同的存储应用融合在一起，使得系统可以根据实际情况的需要，实现在多重节点上进行内容管理与储存，在存储环境上的多重节点进行资料转移与传输。由于dh-epss系统独特的海量视频信息存储机制，使系统存储简单化，兼容不同的网络协议，支持不同的系统平台，在各个分布系统上运行而且同步。dh-epss系统基于资源树的分布式海量视频信息存储技术使安防系统的大规模视频网络化的海量存储不再是难于逾越的难关。1.6异构网络下视频自适应传输机制传统的区域性联网视频监控系统所面临的网络环境条件比较单一，例如，许多技术方案均可能要求用户系统采用全局域网、或局域网加adsl网等网络平台技术条件，因为系统规模不大，在这种技术方案中可以从自身软件的能力角度出发来对用户提出制约条件，为自身软件的运行创造（或设计）条件。在这种规模的系统设计中，往往用户是被动接受的，设计方或者软件平台提供方占了主导地位。而大型网络视频监控系统则相反。大型系统的网络条件不可能像先前那样采用网络条件“定制”的做法了。因为一个大型的联网视频监控系统中的网络平台不能通过全部由甲方单位自己建设的办法来解决，必须充分利用现实所有可能的网络平台为自己服务，也就是说，大型的联网视频监控系统必须面对各种复杂的异构网络条件，他无法改变它，而只能利用它和适应它。而各种异构网络接入条件在带宽、时延、误码率等方面存在巨大的差异性。因此，能否提供视频流在传输过程中的实时性、流畅性和平稳性的优良性能的保证，是大型网络视频监控系统的平台软件的基本能力之一，也是区分是否达到大型网络视频监控系统的平台软件水平的分界点之一。dh-epss系统开发了许多专门的网传优化技术。例如： 基于资源树的流媒体分发技术 关键帧重置技术 轻量级数据包技术 网络带宽动态嗅探技术 基于资源树的并发访问的单视频流传输的组织技术 问题数据包丢包和接收端重建技术 基于资源树的传输故障自愈技术 通过资源树网络流量负载均衡控制技术 基于资源树的客户端悬浮接入技术等。由于这些先进技术在dh-epss系统的运用和实现，使dh-epss系统做到了视频流的码率能够根据带宽的不同而相应变化、视频传输数据包的尺寸根据网络动态带宽情况进行动态打包传输，因此具备了较强的根据网络的当前状况自适应调节视频的码率、质量，以适应当前的网络环境的能力。从而可保证dh-epss系统在各种异构网条件下优良的海量视频传输性能。流媒体管理软件模块是专门针对带宽在2m以下的vpn、wan等广域网环境下的音视频传输而开发的网络视频管理软件。目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体服务器软件来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。流媒体服务器软件的多级设置可提高响应访问的效率，可以合理规划流媒体管理软件模块的设置，以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。软件可以配置流媒体服务器的带宽管理组：带宽组的管理是对添加的dvr进行路数或是带宽上进行有效的限制，防止用户连接的带宽超过负荷上限或者用户连接的通道数超过流媒体所能承受的上限。对带宽的有效应用可以采用多种办法，这个在软件中用户可以自主选择，如：可以选择保证视频传输的质量。也可以选择保证浏览图像的数量；另外通过流媒体模块，也可以设置固定的带宽用于视频传输，如：如果只有有限带宽，并且此带宽还有其他的关键应用，通过流媒体软件对带宽进行管理，可以随意设置用于视频传输的带宽。这样就保证了在有限带宽下的关键应用。1.7智能化监控技术随着大型视频联网监控系统的应用向纵身拓展，对系统的智能化监控技术也提出了更进一步的需求。在dh-epss系统中，设计工程师们将软件系统的智能化监控技术作为产品的重要追求目标，经过不懈的努力，使dh-epss系统具有非常明显得智能化监控技术特征，例如： 环境感知报警技术dh-epss系统通过先进的移动侦测技术，随时感知设定区域环境的变化，实现对环境变化感知并作出发出报警信号、自动报警录像等智能化作业。 视频识别智能分析技术视频智能识别分析是视频应用中的技术难点，也是当前视频技术研究的热点。dh-epss提供智能视频识别分析专用模块，主要为公安系统等特殊应用而开发，以插件形式提供可选件。本系统视频识别分析主要包括： 车牌识别，用于智能交通中的车辆牌号识别，其识别的结果是输出编码格式（可直接编辑）的车牌号数据； 人体生物特征识别分析，包括人体面部识别，指纹识别、眼纹（虹膜）识别。是一种依据现有的比对对象信息库与比对源信息的比对分析过程； 行为识别：跟踪对象的行为方向、速度、轨迹识别等。dh-epss的智能视频识别由别于早前的普通（单帧）图像识别，是针对多帧连续的图像片段进行连续地动态地分析，采用先进的图像处理、模式识别和人工智能技术等实现视频识别功能。1.8智能化报警联动技术dh-epss系统除上述支持移动侦测、视频识别分析外，在智能化报警联动处理方面同样具有十分明显的智能化特征。dh-epss系统提供报警地图联动、探头及输出、报警中心、预警设置等多种报警系统功能。在系统任意的监控点上，一旦出现报警事务触发、系统能够及时通过包括自动语音电话、wap、警号、email、短信、彩信等多种方式进行报警提示并触发报警联动事务，通过报警时自动弹出的矢量电子地图可以迅速定位到报警点，为监控中心提供实时报警资料。这些智能化监控功能将在像平安城市等项目的公安应用中将视频监控业务与公安业务的智能化指挥管理形成有机的结合，使得系统对统一指挥、高效机动、协同联动、智能管理等方面提供有效的帮助。2.系统组件介绍以下分述各个部件功能。2.1目录服务器目录服务器是dh-epss系统的资源库，其作用在于1) 存储系统所有规划的资源信息，包括流媒体服务器、pcdvr、嵌入式dvr、dvs、摄像头、报警输入探头、报警输出、矩阵等；2) 存储系统里所有用户信息，并为其规定所能访问的资源和针对资源的权限，如该用户能访问哪些摄像头，有无回放权限等；3) 目录服务器是一个轻量级服务器，除以上两处资源外不承担整个系统其他的存储任务，如日志、报警信号、视频索引皆是分布式存储于流媒体服务器或pcdvr前端上，与目录服务器无关。2.2 emap/gis服务器gis服务器用于提供整个系统的gis地图及相关地图上的布控信息，如摄像头、报警输入探头、报警输出等。1) 在一个系统中可以分布式地布署多个gis服务器以方便不同的用户群访问；2) 有权限的用户可以与gis服务器进行交互，通过直观地使用gis地图，形象地访问相关布控资源；3) 用户在完成第一次完全下载地图及配置信息后，即在本地保存地图副本，只有当这些信息在服务器上发生改变后才后重新做增量更新，以减小服务器通讯负荷。这样客户端可以在本地访问gis地图，大大提高访问速度，在gis图库比较大或使用地图的用户比较多时，优势更加明显。emap服务器逻辑与gis服务器基本相同，为系统客户端用户提供普通电子地图服务2.3 web浏览服务器将客户端制作成可在ie上运行的组件，部署在web浏览服务器上，供用户通过ie使用。2.4 前端压缩设备dh-epss能接入的前端设备如下：1) 嵌入式dvr，包括大华等知名品牌的dvr产品；2) dh-epss中，pcdvr是一款可以单独运行的dvr软件，其可使用的压缩卡包括大华等国内知名品牌的以及oem产品。2.5 流媒体服务器流媒体服务器是整个系统的运输枢纽，负责视音频信号及命令的传输。1) 客户端与前端设备的通讯必须通过流媒体服务器进行中转；2) 将多个流媒体服务器进行级联，形成流媒体服务器群，层层转发，可以搭建复杂应用平台；3) 流媒体服务器同时可以完成视音频信号的存储，从而可以作为存储中心使用，将其与nas结合，即是完美的网络存储中心。存储中心能存储的通道数依据nas的存储效率而定，本身并没有通道数的限制，在国内先进的存储设备上可以同时完成1000路cif图像的存储。2.6报警分发服务器用于接收系统内各种报警信号，包括移动侦测信号、传感器报警、视频分析报警、报警主机报警等。服务器预先针对系统中的相关防区进行报警预案等各种设置，在报警信号发生时，将防区报警及预先配置好的预案发给报警处理终端。此服务器在一个系统内可以有一个或多个。2.7 报警处理终端用于接收报警分发服务器的报警信号，并进行处理，处理完毕后再向报警分发服务器写报警处理完毕日志。2.8客户端客户端负责以图形交互界面的形式为用户提供网传、回放、日志、告警、地图等服务。用户使用客户端时，先行登录目录服务器以取得自己所能访问的资源，之后即按目录服务器的配置，联上相应的流媒体服务器，在权限许可的范围内进行各种操作。2.9电视墙显示服务器用于将前端各种压缩视频流解码输出到电视墙上显示。本系统可以同时混合解码不同厂家不同格式的视频流进行万能解码显示。3.系统管理介绍3.1管理服务功能dh-epss系统管理服务功能主要由资源树管理中心软件包中各软件模块提供。实现对整个网络监控系统的管理信息和视频信息进行统一管理。其主要功能参见下图所示：3.1.1数据库管理服务包括数据库接口管理、分布式数据库访问服务、数据库备份服务、数据库同步处理等。dh-epss系统采用通用数据库管理系统接口，支持sql server数据库、oracle数据库等大型数据库作为应用系统的后台数据库。在dh-epss系统的应用数据库中，存放应用系统用户信息、用户权限、用户身份认证、资源信息、资源树信息、资源子树信息、节点信息、冗余节点信息、系统运行计划信息、终端设备及配置信息、设备状况信息、针对各节点的视频传输策略信息、针对各节点的视频存储策略信息、报警联动策略信息、系统运行作日志等重要信息。在dh-epss系统中，根据需要可以建立多个应用数据库，形成分布式数据库系统，这些应用数据库存放不同级别单位的系统信息，并通过dh-epss的专用模块实现协同工作。3.1.2资源树管理定义和维护，包括资源树建立、资源配置、资源配置更新、子树配置、子树配置更新、资源树修改等。dh-epss资源树配置服务器运行界面图4.1.3节点信息管理在dh-epss系统中，节点主要指用户系统中形成网络连接某个运行系统，如运行于市公安局监控中心和运行于下属各所队的网吧监控主机系统、系统的分控主机、一台前端dvr主机等。 每个dh-epss系统中的节点（资源节点）具有容器的特点，其中容纳了若干系统资源，从而形成属于该容器内的资源的集合，对一节点的访问既可是对该节点本身的访问，也可是对该容器内资源集合的访问。在dh-epss系统中，节点本身也被定义为资源。各节点之间通过网络形成系统分支，所有分支组成系统的资源树。dh-epss系统的节点信息管理模块提供节点建立和定义、节点资源配置、节点功能模块配置、节点信息发布、节点运行状态控制管理等功能。4.1.4传输策略设计应用系统各种信息在资源树种的传输路径的设计服务，包括系统各节点既定的信息传输路径设定、系统各节点冗余（备用）传输路径设定、特定节点信息传输路径的临时调整、各节点信息传输路径的发布等。4.1.5用户信息管理用户信息包括名称、帐号、部门、职位、口令字、以及其他附加信息。dh-epss系统的用户信息管理模块提供用户建立、用户信息修改、删除等管理功能。4.1.6用户权限管理包括用户权限设置，调整、封锁、迁移、权限表管理及应用系统用户权限认证等。系统采用严格的操作密码保护机制。系统对所有的操作键盘和用户进行管理，登陆和退出服务器都有密码保护。维护人员如需修改设备设置，必须输入授权的用户名和密码。系统提供了强大的用户权限管理功能，其中包括用户默认权限和用户特定权限。根据用户的级别、业务种类、不同的区域对操作员分配不同的权限对不同的资源的访问有不同的控制。系统管理员可以将用户及权限自由组合成各种“角色”（即权限组），以方便对用户的管理。根据分级授权、统一管理的原则，dh-epss系统构建了极其强大的以系统资源树结构为载体的权限管理体系。每一个权限管理细节渗透到系统的每一事务点上，包括资源、通道、链路、节点、db、网传回放等多个方面。对事务点的操作提供增加、修改、删除、传送、指定、互斥、锁定、回滚、备份、恢复、回放等多方面的权限控制。4.1.7资源树分布式更新资源树分布式更新包括应用系统节点开机时的资源树分布式更新发布处理、应用系统节点开机时的软件版本同步更新处理和应用系统资源树的临时调整合发布处理三种情况。 开机更新当系统某节点开机运行时，将主动向系统的资源树管理中心注册报到，资源树管理中心接收到节点的登记报到信息后，立即检查该节点的系统授权情况，并依据其权限赋予情况从系统完整的资源树中分解出该节点使用的资源子树，发送给该登记报到的节点。在dh-epss系统中，所有（主机）节点开机时都必须进行向系统注册报到并获取系统分配的资源子树的程序。由此保证节点的子树和系统资源树的一致性。由此可以看出，dh-epss系统中各节点所使用的资源子树只是一个临时性副本。在dh-epss系统中所有节点均不能对自己使用的资源树进行修改性操作。开机更新机制实现了大型视频监控系统在分布式应用环境下的集中式管理的有效性。同时，保证了系统架构从微调到大的结构性变化情况下很好的的自动适应能力。 资源树修改后的在线更新dh-epss系统在以下情况提供资源树的在线更新：l 当系统某节点的子树发生改变时，例如，增加一个下级节点l 当发现因网络线路或其他原因导致的传输通道故障需要寻找其他替代路径时l 根据节点特殊需要，例如，出现跨区域作业需要进入非授权子树访问情况等 一般情况下，资源树的在线更新需要由该节点向系统资源树管理中心发出修改申请，资源树管理中心根据申请和具体情况完成系统资源树配置的修改更新（此时对子树所涉及的范围进行），然后发布到该节点和其他相关的节点，实现资源树的在线更新。资源树的在线更新为系统带来充分而可靠的动态适应能力，这就为大型视频监控系统可能面临的诸多不可预知的临时应用需求提供了科学规范的解决之道。4.1.8软件版本同步更新在dh-epss系统中，始终运行有一个软件版本更新服务器，该服务器保存有dh-epss最新软件版本和版本号信息。在系统各客户端节点开机进入dh-epss系统后，该节点将自动将本机的当前软件版本号提交系统软件版本管理服务器验证，当系统软件版本管理服务器发现某节点的软件版本号属于低版本号时，将系统最新版本的软件发送给该节点，节点主机接收到新版本的软件后，自动启动安装过程，安装完成，则启动该新版本软件运行之。4.1.9视频存储服务视频存储服务模块提供存储服务器建立、存储服务器发布、视频存储处理、视频信息存储管理等功能。根据网络传输格式自适应存储格式为cif、dcif、d1可选，可根据不同的需要制订自动录像存储的策略，并具自动检测磁盘空间,当超过一定量时发出报警。系统支持集中存储、分布式存储结构，支持das、nas、san多种存储方式。dh-epss存储服务器运行界面图4.1.10视频转发服务视频转发服务模块提供视频转发服务器建立、视频转发服务器发布、视频转发处理、视频转发管理等功能。为缓解网络带宽紧张的局面，对该区域内的视频服务器的访问全部通过视频转发模块来进行转发，使得视频服务只占一个通道。视频转发模块的多级设置可提高响应访问的效率，合理规划流媒体管理软件的设置，能为所有的硬盘录像机提供统一的信息获取、转发和代理服务，并提供文件索引信息，当用户远程监控、回放图像或查询告警信号时，视频转发服务器应向用户发送所请求的索引信息，以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。本系统视频转发有有三种方式：点对点(unicast)转发、多址广播(multicast) 转发和广播(broadcast) 转发。多址广播又称为组播。点对点的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的，即视频流从一个源(服务器端的应用)发送出去后只能到达一个目的地(客户端应用)。组播是一种基于组的广播，其源和目的地是一对多的关系，但这种一对多的关系只能在同一个组内建立，也就是说，流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后，任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地(客户端应用)均可以接收到，但该组以外的其他目的地(客户端应用)均接收不到。广播的源和目的地也是一对多的关系，但这种一对多的关系并不局限于组，也就是说，视频流从一个源(服务器端的应用)发送出去后，同一网段上的所有目的地(客户端应用)均可以接收到，广播可以看作组播的一个特例。在支持广播和组播机制的网络上，广播和组播对于视频流传输来说是很有意义的，因为视频流的数据量往往都很庞大，当多个客户端需要同时看某远程的相同画面时，势必会造成在一条网络线路上的同时点播，从而会占用多个相同带宽，严重浪费网络资源。如果采用点对点方式，那么有多少个目的地就得传输多少份视频流，所以所需的网络带宽与目的地的数目成正比，系统采用广播或组播方式，支持视音频流的多级转发，支持局域网内多用户对一个视音频流的访问，当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时，可以通过视频转发服务器进行转发，视频流在源端只需传输一份，从而在广域网上只占用一个通道的资源，组内或同一网段上的所有客户端应用均可以接收到，大大减轻了网络上由于远