视频监控-vcn3000系列技术白皮书

非经本公司，任何单位和个人不得擅自摘抄、本文档内容的部分或全部，并不得 商和其他商标均为技术的商标注您的产品、服务或特性等应受公司商业合同和条款的约束，本文档中描述的全部或部分产品、服务或特性可能不在您的或使用范围之内。除非合同另有约定，公司对本文档内容不做任何明示或默示的或保证。技术 市龙岗区坂田总部办公楼 客户服 修订记 产品概 产品简 业务功能介 系统管 实时管 电视墙功 前端智能分 质量网元管 ................................................................................................................................12安全可靠设 硬件可靠设 数据保险 传输安 缓存补 云化集 码流转发与备 好用设 快速配置系 设备自动巡 客户端自动升 智能前端集成管 质量业务 开放兼容设 前端接入特 平台互联互通特 门禁、系统接 附录缩略语..................................................................................................................产品概产品概VCN3000系列产品是基于行业业务需求，结IVS智能 控平台产品。VCN3000系列产品提供、高性能、高可靠、高开放性 防等领域。VCN3000系列产品集实时、 VCN3000系列产品包 3020系统架从各模块之间的逻辑关系角度介绍VCN3000系列产品的逻辑架展现展现控制管理层运营管理单元转 单集群管理单元设备互联网关平台互联网关ConnectionGateway)SCU(ServiceControl管理、管理、登录鉴权、告警处理、云镜控制和前ConnectionGateway)Onvif1.02Onvif2.5OnvifProfileS协议前支持中国移动千里眼协议前端设备、GB/T28181协SDK前端设备。支持丛文告警系统、Honeywell告警主机、西门子门ManagementUnit)负责集群组网和集群的调度，每个节点通过CMU接入转发单元（Media负责流相关业务控制，包括流的建立、转发和停止，，检索、和回放控制，联动录业务管理单元（ServiceManagementManagementUnit）质量单ysisQuality License实况点通过在客户端上实时查看限的点的实时浏览。客户端是业务展现的载体，是客户在任何时间、任何地点、任何云镜控语音功主要包含客户端本地、平台及前端，平台分为事件、定时和手动三种模式。客户用户在客户端启动实时浏览后，可以进行本地操作，将文PC机上。平台事件属于告警联动的一种处理方式。当发生告警事件时，系统根据联动策略启动发生告警的前端设备或其他设备的任务，并将文件保存到的设备上，时长可由用户自行配置，时长结束后便停止事件。平台计用户可以在系统中配置任意机计划（包括开始和 计划在指定时间进行平台。计划功能便于用户进行全天连续 以及连续在特定时间段内。平台手用户可将感的录制到中心平台便于发布和事后取证，录制 设备的前端设备，如IPC，DVR等，可端进行录 回放用户可以在客户端上点播回放系统，支持将一个镜头较长时间段的分成多个段，在多个窗格同时，分段回放时，可以对每一个窗口进行独立的回放控制。也可以将系统文件.mp4如用户需要还可以将在电视墙上回放。缓存补接以后，系统可以自动将保存端的片段续传到服务端，形成完整的;系统管理员还可以配置备份的缓存补录功能，当备份设备VCN平台因网络故障导致部分备份缺失，网络恢复后，备份平台可从VCN平台缺失的进行补齐。前端缓存补录功能要求机支持此功能并且带有SD卡能力 VCN3000系列产品集成前端的智能分析，通过智能分析代替客户人前端智能分析仅针对IPC6121-IPC6111-IIPC6621-Z30-IIPC6611-Z30-I、IPC6625-Z30机。VCN3000系列产品可以实现图像质量变化的检测，满足在能力，VCN3000系列产品智能质量功能可支持如下九种质VCN3000IVSIPC、服务器设备，实现告警、2性。设备硬件层可靠性设计；系统业务多层次数据保护设计，确保高度集VCN3000系列产品用集成设计，单设备集成：前端接入、实时转发（防、前端控制（控、设备管理 管理、策略管理（管、搜索、点播、 （查）功能。在新建及改造支持同BIOS配置主备模式，出现BIOS等底层硬件故障时，提供冗冗余部1+1冗余，电源模块支持负载均衡；数据盘、系统盘，提高数据安全性；支持VDL，降低硬盘故障智能化硬盘加电技术系统的硬盘数量一般都比较多，在上电时Safe技随着系统的规模越来越大，化、网络化逐渐开始成为的潮流和趋势，系统需要应对海量数据的存储，片段丢失的风险变得越来越突出。对于很多的应用，一旦丢失即难以，因此保护硬盘数据对于系统来说至关重要。如何对这些海量数据进行有效和数据保护成为了客户关注的焦通过对流业务的深入研究，研发出Safe 用于等流领域。Safe 是一种基于磁盘块的流优化的和数据保护技术,能够最大限度的发挥系统设备块技传统方案中，采用文件方式，流数据被切成一个个文件进行，历史图像回放都是通过调用下来的文件实现。在大规模系统中，采用文件方案，存在两个严重技术缺陷，一方面是大量百万数量级的文件，系统处理重负；另一方系统性能极度。Safe将基于磁盘数据块的方式引入中，从而有效的解决了大规模数字方案中文件的固有问题，当 坏道修复技Safe提供的方案，采用了磁盘虚拟化的技术，将磁盘的物理空间，划分为逻辑空间和保留区。保留空间约5‰，用于磁盘坏道传统RAID系统中，当硬盘的坏道数超过500时，即认为硬盘故障， 逻辑区：用来用户数据的区域采用的Safe 景实现了数据直写磁盘避免了文件系统和RAID层层缓冲和切割造成的性能损坏。并且可以直接对单个硬盘进行直接，从而避免了的IO请求被分割成多个子IO，极大的增强了数据的读写性能。IOIO频率。优化的算法Safe系 拷有效避免了传统RAID中回拷带来的风险和性能使得设备大部RAID技术传统RAID的应用中，如RAID5数据和校验是均匀分布在所有磁盘据都将全部丢失，无法恢复，一旦发生带来的将是极其严重的。 它磁盘的数据仍然可以读出，虽然故障盘的数据空洞会造成部分的丢失，但是却使其它磁盘的得以保留，并能够，虽然Safe典型11盘组RAID中，双盘失效后，数据损失了10%而不是RAID5100%。RAID组间负载均衡技VCN300036盘位高密度设计，VCN3010/302038盘位高分担的方式来保存流数据。、为保证RAID组之间同步写入数据，设计了智能负载均衡算法，综合考虑RAID组容量流量等因素，实现RAID组之间的自动负荷分担。当一个RAID组出现问题，该RAID组上的实时流数据自动切RAID组上进行保存。、RAIDRAID组智能负载均衡设计进一步提升了单个网络节点的即插即用技 数据涉及到巨量数据、存 磁盘下的RAID系统的使用效率及数据可靠性是传统技术的一大。 创新的设计，即插即用技术完美解决这两题，是大容量磁盘应用条件下非常完美的RAID系统解决方案。首先，Safe提供了便捷的web化配置，可以快速创建、删除RAID108TB的系统只需15分钟即可完成系统初始化相比于传统RAID技50小时以上的系统上线时间；最后，磁盘为机械部件，使用一段时间后会发生故障，在条件RAIDRAID业务恢复需要经专业技术完成配置及漫长的初始化时间，Safe进行了技术和业务创新，创造性地将故障RAID组调整为降级Safe的创新算法，自动重建RAID组，并保持业务数据不丢失，整15分钟内完成，即插即用。数据保险箱是一套运行在主机单机上的系统，它会定时备份运安装系统及应用或者通过恢复盘进行恢复后再使用数据保险箱，在系统盘损坏时通过新的系统盘实现系统盘数据的恢复支持系统重装后自动从数据盘中找出且完好的数据恢复系统盘数据库、配置文件、及索引文件，恢复到故障前状态。传输安全保障在传输过程中的安全，特别是在无线网络的传输过程中保证的性。系统对编码后的网络数据进行加密后进行传输，服务器端对加密进行后；服务器端对用户请求的进行加密传输，客户端对加密进行。 机端，机通过约定的加密规则获取最终密钥，将采集到的数据流与最终密钥进行组合加密，并将加密后的数据一起传输至中心平台。平台收到加密后的码流进行密钥（如下图有效杜绝网络窃取信息，提高传输安全性。流安全示 的可靠性也成为衡 系统可靠性的一个重要参考。而在实际 平台产品通过缓存补录技术，实现网络 在IPC或编 内置介质中，有效 缓存补录功能要求机支持此功能并且带有SD卡能力1、在正常网络情况下，数据通过网络传输到VCN3000中进行2、当机与平台之间出现网络故障时，平台通过心跳线检测断网状态并记录断网信息。当机自动侦测到网络故障，立即启动补录功能，将数据的传输从通过网络传输切换为本地存较长时，SD卡数据进行循环覆盖。考虑到机“检测到网络断”相对“网络实际断”有一个延络机的性介质(SD卡)将期间数据临时保存在本地（如计划策略自动检索空缺时段信息向IPC发起 若发生异常，平台将自动重发请求，此时前端 删除未成功的文件。补录断网丢失的数据，确保 数据的完整性和连续性，补录完成后，前端 云化集群概IPCIPC时集群管理云节点根据当前集群IPC添加到合适的云节点上。集群可动态伸缩，包云化集群管为方便对集群的管理，云化集群支持：查看集群空间；查看集群RAIDexcel方式导出故障的RAIDexcelexcel方式导出故障的设备信息；查看集群机状态，以excel方式导出离线的随着系统的规模越来越大，前端IPC数量不断增加，系统需要应对海量数据的，在一个系统搭建初期，需要规划一台IPC需要回载到哪一台云节点中，工作量巨大。集群在添加IPC时IPC集群成员动态伸时长增加或减少导致容量变化，设备数量变动时，需要对整个系统的IPC进行重划，人工将IPC指定的到对应的设备。IPC由集群管理云节点动态分配到合适的云节点，无需人工操作。负载均N+1IPC是固定加IPC加载到哪一台云节点，保证集群中每一故障迁业务迁移到备机上。云化集群支持情况当同时出现多台云节点故障IPC负载分担到其它云节点，当云节点故障恢复云化集群组VMU时所有集群和堆叠节点接受唯一管理节点（VMU）业务管理，VMU不加入集群。MPU可以加入集群。码流转发与备码流转MPU会向所有用户传输实况。如该MPU节点与客户端之间网络条 IPC实况时可以通过指定的MPU的转发带宽。流备用户可以通过备份功能将历史或者实时备份到指定的备份节点中，达到备份和容灾的目的。实时备份允许用户通过进行归档保存。历史备份功能支持用户对VCN平台、前端和告警备份，并根据时间检索备份的，实现历史的归通过多种备份方式，用户可以将有价值的历史和实时进行备份，防止被删除或者因单点设备故障而丢失。IPC2.2好用设在系统的实际部署应用过程中，随着系统的规模越来越大，系统的配置、安装、调试、成本也随之增加。比如在机部署安装上，既要配置机的网络参数，又需要配置对应平台参数，在很多情况下还需要兼顾机和平台两者的关系。完成以上这些配置需要安装使用者对机和视频的专业知识非常了解，而现实应用中，往往系统的使用IT技能。、、 计划设置、移动侦测设置备份设置、新建用户和新建告警联动，实现常用业务的向导式快速配置，有效、、 机最终，而且检查等工作需要检修工来完成，在 运行情（温度异常SD卡读写异常等进行轮巡检测提高效率，降低设备成本（如下图。自动巡检包含温度异常、SD卡读写异常等。机内嵌温度传感器，可以实时检测机的环境运行时，机将自动产生告警信号，将信号上传至中心。 心接收到该类告警信号及机信息可及时分派检修进行 示自动温度调节（球机网络球机支持自动温度调节功能，当检测到网络球机温度高于或低于安全运行温度时，通过逻辑电路自动开启球机风扇或加产生告警信号并将告警信息上传至中心，等待检修进行处SD卡故障检机支持SD卡读写故障检测及功能，当SD卡到机的卡槽中后，机将启动SDSD卡读写异常，机将自动生成信号并将告警信息上传至中心。到中心。SD随着技术的不断发展，平台也在不断地进行着升级换新功能的正常使用。以往客户端的升级大多通过手动安装的方式实版本号、客户端类型(PC)发给平台进行版本校验；？，客户端点击“升级”按钮，自动新版客户端进行安装升级。近年来，迅速发展，点数量快速增长，大量的数据给实时监视告警和数据的有效使用带来了。当有突发事件，或者需要在较多数量机同时部署警戒任务时，需要大量操作通过观测每一路从而发现异常事件变得非常，解决这些问题的一个有效方法是对进行自动智能行为分析，对中出现的特殊行为否符合预设定的规则，从而发现画面中的符合预设定规则的异常情图像描述之间建立关系，从而使计算机能够通过数字图像处理和分质量近年来迅速发展，点数量快速增长，大型系统经常有几百路甚至上万路，如何对这些前端机设备进行效的管理，避免区域因为机故障问题，影响安防效果，有效提高前端机的检测能力成为一个突出的问题。 由单独的服务器实现，VCN3000系列产品创造性 间，减少故障点，降低客户的TCO。利用质量功能，用户能够有效检测由于镜头、护罩、人为指导维修快速定位故障，减少由于质量问题带来的损失。质量系统是一种智能化故障分析与系统，对图像出现的噪声、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、信号丢失等常见头故障、、质量下降进行准确分析、VCN3000系列产品支持对前端质量进行巡检，提供亮度异常检测、雪花干扰检测、偏色检测、条纹干扰检测、信号丢测、画面冻结检测、画面抖动检测、清晰度异常检测、机遮挡检测等功。（如下图所示，及时发现资源无法正常使用的情况，并形成告警。质量示意VCN3000系列产品平台能够通过带宽自适应、前向纠错（FEC，Correction带宽自适备动态改变编码质量以适应带宽的变化，从而保证的流畅。当系统的网络状况突然下降时，能够有机制降低质量保证有效性、可带带宽自适点播流时，码率按照之前用户设定的参数RTCP获得通道所反馈的网络参数：间隔抖动、RTT时间、有拥塞发生，记录最近一次的拥塞门限值(512K)。仅针对w系列IPC有前向纠FEC（ForwardErrorCorrection）是在系统的网络状况差、FEC恢复算法将丢失可配，达到5%丢包也可流畅。平台的FEC恢复算法能够有效提升效果，避免图像花屏、FEC的智能平台产品可以在丢包率达到5%时依然VCN3000系列产品提供了很好的开放性，兼容多家前端设备，对接第平台，可接入第门禁体系统；VCN3000系列产品通过DCG模块可实现第前端设备的接入，以及ONVIF（ONVIF2.5）标准协议前端设备的接入；的DCGSDKGB/T28181前端设备的接入能力，DCG逻辑架构如下图所示：SDK接DCGSDK的前端接入插件，以满足对SDKDCGDCG中，平台侧增加了SDKSDK设备时能够正确地对设备进GB/T28181接GB/T28181-2011《安全防范联网系统信息传输、交换、控制技术要求》是由科技信息化局提出，由安全防范系统 GB/T28181协议，DCG模块新增加了“GB/T28181协议栈”和“GB/T28181插件”两个模块，分别用于支持协议的解析和前端ONVIF接ONVIF的协议适配作为一个插件集成到DCG框架中（DCG支持ONVIF协议的v1.02版本和v2.5版本，两个版本通过同一个插件实现同时处理信令流及流：ONVIF前端后，DCG插件定时向ONVIF收SCU发过来的实时浏览请求并且请求ONVIF前端的 DCG会建立两个端口，一个用于从ONVIF前端接收 个用于向MDU的端口发送流（注：DCG将 转发，不做其他处理）VCN3000支持通过ONVIF协议接入第前端设备，主要完成实