应急指挥与联网监控.doc

应急指挥与联网监控2009年08月07日文/张亮大多数危机事件突发性很强，本身带有很大的不确定性，很多现象人们从未见过，事先也很难预知。因此，判定紧急突发事件的真实性和严重性就显得非常重要，而全面和及时地信息汇总则是做出判断的惟一依据。视频图像采集在整个应急系统中占据了重要的位置，正所谓“一图胜千言”，现场及相关地区的图像信息是快速、正确掌握第一手资料的最好途径。这就需要把各纵向行业的各种监控系统统一进行接入和管理。当然应急系统的建设不是一蹴而就的，而且应急系统是目前已知的最复杂的IT系统，涉及的部门、子系统也非常多，所以各个子系统的独立信息化建设一般都走在前头，监控的联网建设往往提前在应急IT系统建设前进行。反过来，应急系统的需求也大大促进了监控联网的建设。因为应急系统的本质在于资源整合、共享和联动。这就要求处于信息孤岛的各种监控系统能够互联互通，图像资源可以共享整合，进一步提高监控系统的应用范围，真正把监控图像变成基础信息资源，为下一步的信息挖掘，智能应用奠定基础。可以说，正是因为各行业应急指挥业务的逐步明晰，才推动了视频监控系统向联网监控方向的全面演进。监控系统的大联网在各行各业具有不同的表现形式。在横向政府应急范畴，监控联网主要是图像资源的横向拉通，把各个厅局委办的图像资源都接入到统一的应急指挥中心来。在纵向公安应急领域，以派出所、警务室为实战单位进行监控图像的联网，做到全局一盘棋，联防联控。目前公安在3111工程的统一规划下，全国省-市-县三级视频监控联网系统已经初见规模；在纵向卫生应急领域，把重大手术室、重点医院发热门诊、120的现场处理、卫监等重点图像整合和调度，能够辅助对重大疾病危急的快速处理；在司法领域，把各个监狱安防监控子系统统一整合在监狱管理局，可以对各监狱的应急事件做统一的快速响应。图1 监控联网系统发展经过多年的技术积累和发展，监控大联网系统技术上逐渐从模拟，转变到IP智能监控，组网模型上逐渐从单点互联，转变到整网统一规划模型。早期采用矩阵作为系统核心的组网模型下（模拟+模拟数字混合），矩阵之间可以通过视频电缆或者光端机进行互联。这种组网方式存在收敛瓶颈，图像无法做到充分共享，扩展困难，多级级联视频质量大大下降，目前已经基本很少使用。在IP网络逐渐普及后，不少的DVR设备提供IP接口，可以进行远程管理和访问，因此出现以流媒体服务器为核心的联网监控系统，这种联网本质上还是两套系统的叠加，系统的可靠性、性能、开放性都无法满足大系统的要求，只能在中小项目使用。这种方案采用了先进的IP基础，但是只是在原有数模系统中进行了部分的优化和改造，所以一般称为IP-Enable的视频监控系统。2006年以后，随着NGN架构和SIP技术的普及，IP智能监控系统逐步成熟，同时期平安城市的大规模建设因此得到了有力的支撑，目前超过150个平安城市都采用了 IP智能监控系统。这种系统带来的高质量、高性能、高可靠的视频监控体验，得到了公安专业监控系统的认可。结合近几年建设的经验，监控联网系统作为应急系统的重要子系统，在技术和方案方面需要着重考虑如下问题：一、 标准化是目前最大问题目前监控大联网的主要困难是标准的不统一，各种技术形态的系统各自为政，无法互联互通，更无法互信互控。例如，A系统的编码器产生的媒体数据，B系统无法查看和使用；A系统的资源B系统无法管理和控制。这就导致应急系统需要图像接入的时候，只能采用一些放置编码器的二次编码接入的方法，这种方案既无法实现互控，又降低了图像效果，还浪费了投资，只能是一种过渡方案。经过深入分析后，我们发现其实这些标准技术都已经存在，没有采用的原因在于监控系统在很长一段时间主要在中小区域部署，例如楼宇、园区等，各种监控设备厂商为了简化开发和设计的难度，就采用了私有的设计；即使采用标准协议，却进行了简化或者私有处理，导致目前市场上的各种系统难以互联互通。这里按照业务层次，把监控系统中推荐采用的各种标准列举如下：图2 监控系统的推荐标准在进行监控系统的建设时，应该充分考虑标准问题，优先选择按照标准协议开发的大品牌系统，以便后继进行互联互通，摒弃掉模拟、模数结合等老旧技术。对于采用标准协议进行开发的系统，也应该进行一些主动的测试，例如，采用H.264（Baseline）编码版本的视频系统可以通过一些专业的仪器（例如泰克PQA300）进行测试，保障不同厂商的系统可以互编互解。在业务设计上，可以采用一些地区比较成熟的方案，例如浙江省标准DB33，它基于SIP+XML，对监控业务的流程进行了定义，基本实现了全省各种监控系统的接入和统一管理，是目前国内最为成熟的设计。图3 浙江省监控平台应用只有充分考虑了标准的系统设计，才能满足应急系统图像大联网、大接入的需求。二、 开放性是日后具体业务的支撑监控系统提供的是一个基础的业务平台，提供的是一个基础的视频资源，它应该成为应急系统中的一个有机的基础部件，为上层软件业务系统提供有力的支撑。因此联网监控系统的开放性是非常重要的。开放性具体表现在这个系统的对外开发接口上，以及和各种应用系统进行整合和联动的能力上。接口方面，系统需要提供各种类型接口（C+、C#、Java等），各种模式的接口（ActiveX、SDK等），能支撑各种开发环境（BS、CS、后台进程等）。和相关系统进行整合时，需要和常见的GIS系统、三台合一系统、调度系统、门禁系统、报警系统等进行融合。图4 监控系统开放架构只有具有良好的开发接口和增值扩展能力，这个监控子系统才能真正融入应急大平台，成为一种基础的资源数据供各种智能业务软件系统，或者应急指挥人员决策使用。三、 系统稳健性、性能和管理要求应急系统是一种要求特殊的系统，往往在情况紧急、条件恶劣的时机，在其他系统可能都部分或全部失效的时候，需要发挥巨大的作用。所以应急系统对稳健性和性能的要求非常高。视频监控联网系统尤为重要，面对着巨大的技术挑战。单个园区和站点的监控数目可能比较少，但是联网以后，众多的摄像头如何快速检索，海量存储的数据如何查询调阅，各种联动和报警如何快速的进行全网分发，全网如何保证无全局故障点，大规模并发访问下流媒体服务器的性能和可靠性如何保证很多问题都暴露出来。从技术架构上来看，视频监控联网系统必须采用NGN的架构，即管理、业务、媒体相分离，管理业务服务器和具体媒体流程无关，做到管理和业务服务器不成为系统的瓶颈，即使宕机，也不影响已有的业务。一些采用SDK开发的互联软件平台，不具有整体设计的能力，通过适配各种DVR的SDK开发包，仅仅提供一种远程控制和远程配置，远远达不到大联网应急的要求。图5 DVR联网管理软件的缺陷采用NGN的架构后，资源做到了统一调度，业务做到了统一管理，媒体得到了统一处理，真正实现了大系统的要求。图6 符合NGN架构的联网监控平台从媒体处理上看，分发网络必须具有良好的适应性，具有多媒体传输的条件，支持组播等协议。转发和分发基本摈弃使用流媒体服务器的模式，在网络三层以下进行转分发，这样就可以避免流媒体服务器成为系统的瓶颈，弥补其性能的不足，也保证在峰值访问时，网络带宽得到有效控制。多人查看同一个视频，骨干网上只有一条媒体流。整体上系统具有良好的性能，并且和系统部署规模无关。从用户业务和使用习惯出发，系统中还应该支持多流并发，编码器能够处理并发出多种格式的媒体流。例如，一条H.264的实时流、一条MJPEG的存储流；或者一条MPEG2的监控中心实时流，一条H.264的互联网查看流。这种多流的设计，可以极大提高系统的用户体验，降低投资，增加扩展能力。管理是一个大系统必须考虑的问题，早期监控系统规模都比较小，所以各种系统在管理上都没有考虑太多。在大联网监控的时代，管理就成为重要的部分。一个完整的监控系统包括基础网络、安全设备、媒体设备、存储设备、用户数据等部分，只有提供统一的管理平台才能真正提升系统的适用性，降低投入，提高效率。目前一些系统各个组件各自为政，需要安装数套管理软件，光操作终端就需要数台，这样割裂的管理平台，只能是如同瞎子摸象一样，无法提供整体的性能和便利性。此外，针对监控系统中海量的视频存储数据，系统设计上一定要提供全局的视频管理服务，提供统一管理，分布部署的存储管理机制。把分布在各个位置的存储资源，统一进行网格化智能存储。早期DVR系统中存储只是几块硬盘、只存不管的模式必须得到扭转，否则在一个几千路、上万路的系统中，数据的查询调阅，空间的分配和