油田视频监控综合应用平台解决方案

油田视频监控综合应用平台解决方案一、概述近几年来，在油田党委、公司的重视支持下，华油各级公安机关根据上级部门的统筹部署，积极推进城市道路、重点部位治安监控及数字化智能社区的系统建设，加快各类图像信息向信息网的接入工作，拟建覆盖华北油田各下属区域的统一视频监控综合应用平台;系统采用先进的分布式、数字化、网络化的图像监控平台设备组成专用视频监控系统平台，可实现对各二级单位分散、独立的前端系统的统一管理、统一监控、分级存储、资源共享;技术集成化、设计标准化、建设模块化、管理数字化、分级分层分批的建设思路，为服务于油田高效、安全生产、保驾护航，创建“平安、和谐油田”，在此需求下，建设华北油田统一视频监控综合应用平台。平台先期建设:1个一级总中心、4个二级分中心软硬件系统和配套设施的购置及实施，以及华隆、华兴、华苑、华丽四个前端系统中相关软件的购置及实施。整个监控系统平台的容量最终(后期扩容)规模为20000路以上。(一)建设背景随着辖属各单位图像监控系统建设工作的不断进展，系统建设和应用中存在的问题也凸现出来。1、各图像监控系统建设工作，以部门和区域为主，标准不统一，系统独立、不互联互通;2、部分监控点重复建设、管理不规范，不能发挥整体效益;3、未能将监控图像转换为信息资料，较好地为油区公安打防管控、情报研判、侦察破案和安全生产调度、内部监督管理等工作服务，影响了图像信息资源效益的整体发挥。为开展多种应用和智能分析发挥系统联网后的整体效能，华油通信公司提出华北油田统一视频监控综合应用平台建设任务。(二)建设内容一级总中心：部署在华油通信公司任丘通信大楼。主要负责多个二级分中心的接入，以及任丘地区各二级单位前端系统的接入，并负责全网的统一管理。硬件设备中关键设备支持冗余热备和负载均衡，平台软件具有电信运营级的可靠保证，除具备视频监控必需的系统管理功能、应用功能和计费功能之外，还应能提供齐全的增值功能如：GIS管理、手机监控、短信告警等。二级分中心：部署在华油通信公司各通信总站。主要负责所辖范围内二级单位前端系统的接入和管理。一期工程部署霸州、万庄、河间、辛集四个分中心，今后根据需要扩展二连、苏力格、山西、水电、华佳、油建等分中心。目前，华隆服务处、华兴服务处、华苑服务处、华丽服务处的前端系统即将实施，在前端系统项目中没有考虑软件系统的购置。因此，本期工程四个二级分中心必须承担起前端系统的接入和管理。四个分中心在容量上可按当前实际需要或最小规模配置，部分软件模块也可以集中部署在单台服务器上，今后，当容量增加时，分中心系统能平滑扩容即可。本期四个服务处前端系统的编码器的路数分别为：霸州300路、万庄400路、河间300路，辛集300路。四个二级分中心应分别独立部署，互不影响，任何一个分中心的扩容不会影响其他分中心的正常使用。在项目完成初期，一级总中心和二级分中心之间仅开通2—4M电路，用于信令传输等，不传输视频流。今后根据华北油田各级单位图像转发的需要，再开通一、二级中心之间的大带宽电路，从而实现整个视频监控系统的正常运营。前端系统：分布在各二级单位。前端系统中的相关软件如：电视墙服务器软件、监控客户端软件等。在存储方面拟以本地存储策略为主，二级分中心和一级总中心今后将扩展重点部位的备份存储。终端用户应能根据授权通过华北油田局域网、Internet和手机登陆浏览。(三)设计依据·国务院2006年1月8日文：《国家突发公共事件总体应急预案》·公安部科技局文件：《城市报警与监控系统建设指导性技术文件》----2006年2月·GA/T669-2006城市监控报警联网系统通用技术要求·中国电信网络视频监控技术(暂行)规范·GB50348-2004安全防范工程技术规范·GB20815-2006视频安防监控数字录像设备·GB50395-2007视频安防监控系统工程设计规范·GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范·GB/T17191.3-1997信息技术具有1.5Mbit/s数据传输率的数字存储媒体运动图像及其伴音的编码·GB/T17975.1-2000信息技术运动图像及其伴音信息的通用编码·GB/T20090.2-2006信息技术先进音视频编码·GB/T2887-2000电子计算机场地通用规范·GA/T367-2001视频安防监控系统技术要求·GA/T379-2002报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议·GA/T70-2004安全防范工程费用预算编制办法·GA/T75-1994安全防范工程程序与要求·GA/T550-2005安全技术防范管理信息代码·GA/T551安全技术防范管理信息基本数据结构·GA/T600-2006报警传输系统的要求·GA/T645-2006视频安防监控系统变速球型摄像机·GA/T646-2006视频安防监控系统矩阵切换设备通用技术要求·GA/T647-2006视频安防监控系统前端设备控制协议V1.0·GA308-2001安全防范系统验收规则·GA/T670-2006安全防范系统雷电浪涌防护技术要求·GB50057-94建筑防雷设计规范·ISO/IEC14496视音频编解码标准——视听对象的编码除上述规范以外，遵循国家现行的规范和标准要求。(四)设计原则为了达到华北油田统一视频监控综合应用平台所应有的功能和目标，同时保持系统在国内有一定的领先性，系统的设计充分考虑了系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。·合理性为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，系统设计根据气田安全保卫管理的实际状况和建设安全保卫监控系统的具体要求，充分满足各场站在使用中的各项功能要求。·先进性当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。在矿区图像监控联网系统的设计中，系统采用面向服务(SOA)的集成体系，在数字系统平台上通过强大的系统管理软件形成一套完整的视频监控、分析、应急处理、数据处理、信息共享的综合智能化安全管理系统，系统在设计过程中充分考虑到整个系统的连续性和前瞻性。·实用性油田图像监控联网系统的建设应以实用性为基本原则。因此在设计中所作的系统配置和主要设备选型都是在国内的大型城市监控系统工程中有过成功的应用实例，能够真正满足矿区的业务需求和符合实地环境条件。系统功能满足油田安全保卫动态监控和案件、事件倒查的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰;采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。·可靠性、稳定性图像信息管理具备工业级的高稳定性，采用Linux或UNIX操作系统，具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持7*24小时连续工作。图像信息管理平台采用多种技术手段保证系统的稳定性。核心的管理控制服务器要求采用嵌入式操作系统，可自由上下电，意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败，并可支持双机热备;流服务器要求支持防错冗余和断网重连。图像信息管理平台采用最新的存储技术保证录像数据的安全，应可支持RAID、硬盘热插拔和双冗余电源。图像存储点播设备通过网络接收编码器的码流，转发至IPSAN存储系统，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放，可实现分布式部署。本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。要求系统必须提供24小时不间断服务。·兼容性图像信息管理平台采用开放式分层的组件化的软件体系结构，能够在不改变上层应用软件的基础上，通过加载驱动，实现和多个厂家不同型号和编码格式的视频编码器、硬盘录像机进行互通;实现和多个厂家不同型号多码流方式的网络摄像机的互通;能够快速兼容在建和未来新建系统的数字设备，不会因为对新的设备兼容导致平台软件的版本升级或更换。图像信息管理平台采用统一的设备控制接口，不修改任何应用程序，只需要增加一些独立的设备驱动模块，即可支持包括MAX1000、BOSCH、AB、PELCO、Infinova、VCON等多种品牌多种型号的矩阵连接和互控，支持模拟系统和数字系统的统一权限和统一PTZ控制，实现无缝融合。·可扩展性可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面，图像监控联网系统的容量配置在满足当前视频监控需求的基础上，应该留有一定的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。在纵向扩展方面，系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发(如车牌识别、人脸识别等)。随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。这要求系统具备良好的可扩展性，因而在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展;各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。·系统安全性、保密性整个系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定，充分考虑网络的安全性和保密性。在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。(五)建设目标为更好的整合华北油田现有视频监控资源、利用视频监控图像来应对突发应急事件及对维护正常的油气生产及和谐的生活秩序，加强油田管理工作、保障安全生产、及时、全面地掌控油田各单位的安全保卫状况，服务于“监、控、管”的可视化指挥调度而发挥功效。本期项目建设目标就是，将“面向设备”的系统改造为“面向业务应用”的系统，从而使得单一的应用变为综合应用，打造一个可靠、高效、可操作、可管理的服务于油田业务的统一的图像管理信息平台，从而为油田管理部门领导决策、处置突发事件和大型活动的指挥调度、案件的调查取证及多种后台应用提供可靠保障，全面提高油田综合管理、治安防控和快速反应能力和整体服务于油田生产的水平。统一视频监控综合应用平台通过将分散的、独立的各监控系统实现接入、联网、无缝整合应用为重点，以增强技术设施的实际应用效能为核心，通过技术集成，建立和完善覆盖面广、资源共享、综合应用的指挥调度、疏导、监控的技术平台;建成兼容整合不同制式、不同类型的监控系统联网的视频监控管理平台，并与“油田的应急指挥平台”集成，构建一个具有统一资源、统一编号、统一授权认证管理、统一指挥调度、分类分级使用的油田视频监控综合应用平台，将传统“面向设备”的系统转变为“面向业务应用”的系统，达到快速准确处置各类突事件，并协助各类安防事务，为营建“平安、和谐油田”提供技术保障。1.进一步扩大油田频监控系统的覆盖通过PVG视频监控管理平台将实现新建系统与原有系统，在不改变和追加原有投资基础上，可充分发挥原有功能，保护原有投资，采用该平台可充分实现油田视频资源整合无缝化、现有资源利用最大化及资源管理便捷化的最优模式。通过智能化的视频监控技术的科学应用，有效地减少生产事故隐患、外场采油点的偷盗的违法行为，规范社区生活秩序，保证油田“有序、安全、和谐”，创造一个适合于生产、学习、工作和居住的绿色环境。2.进一步实现指挥中心对外场设备的管控通过指挥中心，实现由中心统一对外场监控设备和系统的管理和控制。3.进一步实现视频信息共享监控报警信息，特别是安全生产视频信息全面共享。快速传递警情、处置警情;记录生产管控过程中的各种信息，实现对油气生产管控处理过程的追溯和分析。统一管理油气生产管控过程中需要使用的各种信息，使用统一的任务处理记录，从信息来源和处理过程两个方面规范安全生产行为。4.进一步强化安全生产意识通过视频监控系统以及基于事件的智能视频监控综合应用平台，实现油气生产的安全监管。5.进一步加强突发事件的应急能力建设针对油田和周边地区的突发事件，加强警务管理、应急预案管理，信息发布等内容，为油田突发事件的可视化指挥调度和辅助决策提供基础支持。二、平台架构设计(一)技术路线基于以上的需求分析，我们认为：·选用能满足标书功能要求，且经过多个大型项目验证的产品化的成熟的PVG视频监控管理平台软件·系统的复用性和可扩展性应用先进的IT架构模型，按照信息系统体系结构的设计方法对整个系统进行设计，从设计思想和体系结构上保障系统能够满足用户高度动态的业务需求·系统的可靠性、可管理性和异质设备的兼容能力，PVG平台软件采用分布式体系结构和分层的软件体系架构，实现对主流多种设备的兼容，能够在不修改上层应用的情况下快速接入新的设备因此，我们采用如下的总体设计：·采用面向服务(SOA)的集成体系结构，将图像的采集/分发/存储作为服务的提供者，将监控中心的图像使用作为服务的消费者，形成一个层次结构清晰、松耦合的柔性化的图像信息管理体系，以应对系统的扩展性，最大限度实现图像资源的可复用化需求·选用符合SOA架构、成熟稳定的“PVG网络视频管理平台”产品作为平台核心软件：PVG采用面向视频联网的分布式体系结构设计，具备完备的权限、干线、路由管理，支持局部自治，可提供电信级的系统稳定性。PVG采用分层的软件体系结构设计--POSA流媒体架构，支持异质设备和异质系统的快速互联。PVG产品已在上海公安、北京交警、重庆公安、江苏省公安厅、成都天网等重大项目中进行成功应用，积累了大量产品应用和工程经验，可以有效地保证项目按期保质完成。1.基于SOA的集成体系架构W3C将SOA定义为：“一种应用程序体系结构，在这种体系结构中，所有功能都定义为独立的服务，这些服务带有定义明确的可调用接口，可以以定义好的顺序来调用这些服务来形成业务流程”。简而言之，SOA(Service-OrientedArchitecture)是一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型。SOA可以看作是B/S模型、XML/WebService技术之后的自然延伸，具有松散耦合、位置透明、协议独立等一系列特征。作为业界最强大和灵活的IT架构模型，SOA已被广泛用于通过网络对松散耦合的应用组件进行分布式的组合和应用。SOA在政府部门应用最为广泛，因为由于政务系统的部门分割和业务复杂性，采用SOA技术可以有效地将管理和信息应用融合在一起。到2008年，超过70%的政府集成应用都将采用SOA架构。SOA的关键是“服务”的概念，通过将系统功能以粗粒度的服务形式表示出来，每种服务都清晰地表示其业务价值，同时，提供服务的方式采用应用加数据的方式，服务的顾客就可以简单快捷的得到这些服务，而不必考虑其后台实现的具体技术。实施SOA的关键目标是实现企业IT资产的最大化重用，并享有不受限制的扩展和兼容能力。首先，我们建立图像信息管理系统的标准模型，在SOA构架下，该模型本身也是可调整变化的。根据本项目的需求，我们将系统的所有的信息和应用统一包装成七大类型的服务：“采集”服务“承载”服务、“分发”服务、“存储”服务、“报警”服务、“播放”服务、“控制”服务，服务间是相互独立的，通过软件接口屏蔽各种技术细节，每类服务都有明确的调用接口，并提供符合SOA的调用方法，监控中心是服务的消费者，可以随时申请获取服务。服务可以按SOA的方法进行统一耦合，但可以分布实施，即服务不需要全部建完才能用，只有某个服务建成，就可提供服务。通过这样的设计，我们获得了一个依赖于协议的服务系统，而不是传统的依赖于设备的应用系统。新服务的接入变得非常简单，因为我们可以在不了解新服务背后设备的细节情况下，先定义好服务间的接口协议。在本项目中“采集”服务的加入，即意味着400路编码器的接入，我们可以在不知道编码器型号和技术细节的情况下，先行建设好专项平台的“分发”、“存储”和“播放”服务，未来接入编码器将快速而简单，且接入后不需要修改其他服务内容。假定未来需要建设“视频减帧系统”，我们可以在现有体系下增加“编辑”服务，该服务可调用“播放”服务获取码流，处理后再调用“存储”服务，将减帧数据再次存储，创建新服务将非常简单快捷。因此，使用SOA架构的优势是明显的：·系统实施灵活，互相独立，可以快速建设，快速发挥作用·支持统一管理，快速分割业务·通过软件接口屏蔽各种技术细节，便于未来系统的升级与拓展2.模数结合的组网模式传统的数字监控软件，是一套依赖于具体设备的应用系统，而PVG是一套依赖于协议的服务系统，可通过私有协议、Web服务或XML来创建分布式的SOA应用，在体系结构上保证了系统的稳定性和可扩展性。传统的模拟系统，控制采用单向串口的方式，不支持复杂网络拓扑，无法实现大规模组网，PVG系统将模拟矩阵抽象处理为图像切换设备，通过增加支持IP传输的PVG管理控制设备，将矩阵改造成系统中的标准设备，这样，无论是管理控制设备+图像转发设备的数字矩阵，还是模拟矩阵+管理控制设备的模数混合矩阵，实际都被视为构成视频网络的一个视频路由设备，类似于IP网络中的路由器，只不过在图像管理系统中，该设备的主要功能是图像的分发而不是路由的解析，按照这种方式构造系统，可以建立大规模的视频系统。单台PVG可自成系统，实现局部自治，独立提供SOA服务，多台的PVG通过联网协议形成更大的系统，像搭积木一样，实现系统的无限级联。PVG之间的联网可以采用RMIP协议、串口协议及其扩展协议、公用控制协议，可以实现和第三方系统的互联，并按照广州市的标准进行平滑升级响应。PVG采用先进的分层软件体系设计—POSA流媒体架构，这是一种基于面向对象的组件的架构，提供了一组完备的分层的二次开发接口用于扩充和嫁接其它系统和设备，以及开发新的应用。对任何一种其它系统和设备，都可以在这种架构下书写设备驱动将其接入到系统运用和管理，而不需要修改上层的任何应用软件。总体上，我们可将PVG系统视为逻辑上单一的模拟数字混合矩阵，向消费者(用户)提供标准的SOA服务—“承载”服务、“存储服务”、“播放”服务，用户的所有操作都针对摄像机进行，向PVG提出服务申请并得到响应，完全屏蔽内部编解码、数字中转等复杂处理，可充分实现图像资源的复用性，具有几乎无限的软件延展和扩充能力。PVG网络视频管理平台自2003年开发成功以来，已先后在上海公安、北京交警、重庆公安、深圳公安、成都天网工程、江苏省公安厅、南京十运会等大型联网监控项目中成功应用，其中上海公安的视频联网规模已超过10万台摄像机，是目前全球最大的视频联网项目。同时，PVG网络视频管理平台已在08年奥运安保项目北京市朝阳区包括太阳宫、呼家楼、团结湖、亚运村等10多个地区)的图像监控项目中得到成功应用。根据用户现状，采用“数模结合方式”建设，能实现大学城全部交通交通监控实时和历史图像资源的共享和统一调配管理，为其他有关部门提供一个共享的图像信息资源。数模结合组网具有下述特点：·充分解决了实战中对实时图像质量要求高的需求，在发挥模拟系统高清晰度和低延时特点的同时，也具备数字系统便于联网共享，便于图像存储，便于后期应用开发的优势。上海公安和北京公安均采用此种方式进行联网。·对于现在已经建成的软硬件系统和资源进行充分利用，减少投资避免浪费。对于新建设的系统统一规划、统一建设，避免重复建设，将可共享的资源得到最大化的利用。·实现统一图像资源编号，统一权限、统一资源、统一管理，统一控制协议，资源共享，确保各图像节点互联互通，实现全网图像资源共享。·利用IP网络进行数字联网，实现海量数字存储、录像资料点播、网络远程控制、WEB访问和未来基于视频的交通事件检测等增值应用。·传统的模拟系统，控制采用单向串口的方式，不支持复杂网络拓扑，无法实现大规模组网，不应作为系统的核心设备，应作为补充设备。用户可以远程控制其它节点的模拟矩阵，将模拟图像资源通过模拟干线传送至本地的监视器上，并能使用模拟键盘进行PTZ控制，实现和模拟矩阵系统的联网。用户可以把其它节点的经过编码后的数字图像资源切换到本地的任意解码器上，并能使用模拟键盘进行PTZ云台控制，实现和全数字系统的联网。用户可以远程控制其它节点的模拟矩阵，将模拟图像资源输出至编码器，通过视频转发服务器转发至本地PC电脑上，通过客户端软件进行实时视频浏览、录像和回放，并能进行PTZ控制，实现模拟系统的数字化。n以上三种方式可以混合实现，但必须无缝联结在一起，对最终用户而言，其它节点上的共享图像资源与本节点上的资源，只是名称或编号有差异，调用和操作的方法是一致的。3.平台架构视频监控管理平台要求采用分布式体系结构设计，每一级视频监控管理平台均可实现局部自治，在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不影响系统的正常工作。分布式的体系结构，便于统一规划，分步实施，单图像节点可自成系统，各图像节点通过统一的控制协议实现互联互控。视频监控管理平台服务器节点之间可以灵活设定上下级关系，按照行政隶属关系划分层级，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制，可满足至少10万台摄像机的联网需求。视频监控管理平台要求采用目录分布式对象管理技术，将各种图像资源对象(用户、摄像机、监视器、编码器、矩阵、配置等)都存储在目录数据库中，每个对象在全网中都有唯一的名字，真正实现统一资源和统一编号。视频监控管理平台要求支持数字图像的多级无损转发，数字图像可在联检部门、监控室、调度中心各共享单位之间进行多次数字转发，在保证图像质量的前提下，每次转发的延迟不能超过30ms。4.平台稳定性图像信息管理要求具备工业级的高稳定性，采用Linux或UNIX操作系统，具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持724小时连续工作。视频监控管理平台要求采用多种技术手段保证系统的稳定性。核心的管理控制服务器要求采用嵌入式操作系统，可自由上下电，意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败，并可支持双机热备;流服务器要求支持防错冗余和断网重连。视频监控管理平台要求采用最新的存储技术保证录像数据的安全，应可支持RAID、硬盘热插拔和双冗余电源。图像存储点播设备通过网络接收编码器的码流，转发至IPSAN存储系统，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放，可实现分布式部署。5.平台兼容性视频监控管理平台要求采用开放式分层的组件化的软件体系结构，能够在不改变上层应用软件的基础上，通过加载驱动，实现和多个厂家不同型号和编码格式的视频编码器、硬盘录像机进行互通;实现和多个厂家不同型号多码流方式的网络摄像机的互通;能够快速兼容油田已建和未来新建系统的数字设备，不会因为对新的设备兼容导致平台软件的版本升级或更换。视频监控管理平台要求采用统一的设备控制接口，不修改任何应用程序，只需要增加一些独立的设备驱动模块，即可支持包括MAX1000、AB、PELCO、Infinova、BOSCH、VCON等多种品牌多种型号的矩阵连接和互控，要求可直接连接MAX1000的矩阵键盘，可替代AT200矩阵控制主机，支持模拟系统和数字系统的统一权限和统一PTZ控制，实现无缝融合。PVG系统在实际设备控制和上层应用之间设立了一个流媒体抽象层来隔离具体设备的特殊性，让上层应用统一编程这些设备，称为POSA架构(PluggableObjectsandServicesArchitecture)。PVG系统支持异质设备的快速互联，增加设备只需加载驱动，可实现不同厂家、不同设备的无缝接入。6.平台可管理性视频监控管理平台要求具备模拟和数字干线(视频通道)管理能力，要求支持干线的复用、干线的的锁定和抢占、干线的最优路由选择和干线的预留。视频监控管理平台要求提供专业的系统配置管理软件，完成全网图像资源的配置和管理，功能包括系统初始化、批量数据导入、配置数据的调整和复杂权限设置。视频监控管理平台要求提供全网一致的维护管理软件，采用图形化界面，基于SNMP协议或私有协议，对平台中的管理控制服务器、流服务器、存储点播服务器、视频编解码器等进行管理，支持设备巡检、远程设置时钟、远程重启、视频源状态查询、设备录像状态查询、设备性能参数查询等功能。视频监控管理平台要求提供全网视频源的视频诊断系统，对系统中所有视频设备进行定时定期诊断并提供报警提示和日志文件，可实现镜头遮挡、黑帧检测、过饱和度检测、弱电平、雪花检测、颜色失真、画面抖动诊断功能。(二)系统拓扑结构华北油田统一视频管理平台采用分布式体系架构和模块化结构设计，组成分布式、多层次的大型数字视频监控系统。系统功能采用模块化设计，在多级组网架构中，不同级别的管理平台可以根据需要进行灵活配置。二级分中心：部署在华油通信公司各通信总站。主要负责所辖范围内二级单位前端系统的接入和管理。一期工程部署霸州、万庄、河间、辛集四个分中心，今后根据需要扩展二连、苏力格、山西、水电、华佳、油建等分中心。目前，华隆服务处、华兴服务处、华苑服务处、华丽服务处的前端系统即将实施，在前端系统项目中没有考虑软件系统的购置。因此，本期工程四个二级分中心必须承担起前端系统的接入和管理。本期四个服务处前端系统的编码器的路数分别为：霸州300路、万庄400路、河间300路，辛集300路。系统基于分布式架构设计，四个二级分中心应分别独立部署，互不影响，任何一个分中心的扩容不会影响其他分中心的正常使用。加之系统功能采用模块化设计搭建，可根据后期需求变化，灵活部署运营。一级监控总中心建于任丘油田通信公司，具体系统部署可在实现二级监控中心功能的基础上增加全网统一的用户认证系统、全网文件索引系统、边界网关、手机移动视频模块、全网一致的视频网管及配置系统等。一级总中心：部署在华油通信公司任丘通信大楼。主要负责多个二级分中心的接入，以及任丘地区各二级单位前端系统的接入，并负责全网的统一管理。具体系统部署可在实现二级监控中心功能的基础上增加全网统一的用户认证系统、视频直播、点播、存储等视频监控必需的管理功能、应用功能和计费功能之外，还可能提供齐全的增值功能如：GIS管理、手机监控、短信告警、全网统一的视频配置网管等功能。统一视频监控平台以统一的管理界面和技术标准，将各级各类图像信息资源整合图像信息综合应用平台下，不仅实现图像信息传输共享、存储查询等功能，还满足报警联动、信息管理、应急指挥、案件分析、治安防控、远程接访多种业务应用。(三)系统功能描述该系统是图像信息综合应用平台的窗口，为各业务部门开发多个应用模块，提供多种综合应用。系统主要包含平台主页、后台管理、智能分析等部分。1.平台主页主页分级分层分类授权管理，分层主要有一级(通信公司)、二级(各通信总站)、及终端用户层，分类主要包含生产监控类、安全督查类、治安防控类、内部应用类等。根据不同的层级和不同的分类，配置不同的功能模块和图像信息资源，分配不同的管理权限。功能模块。主要包括地图浏览、实时监控、信息查询、卡口布控、监控点信息、电视会议、可视指挥、图像报送、系统管理、图像抓拍、实时录像、预案设置、流媒体发布、语音回放、视频存储、历史图像、多画面显示、流量统计、图像识别、智能视频分析等功能。(1)地图浏览。与地理信息系统结合，展示所有设置的监控点分布情况和所有联网视频监控图像的位置及信息。(2)实时监控。对监控点图像实时浏览和控制，对图像放大或缩小操作。(3)信息查询。通过输入监控点名称、编号或区域、时间等信息，可以对固定地点或部分区域实时和历史图像信息进行查询。查询方式有模糊查询、拼音查询等多种方式。对历史图像按日期、时间、地点、摄像机编号等多种查询方式播放。通过视频通信网，与地理信息系统对接，不同用户根据自己的权限，能够对辖区属地等各类监控图像，以及纳入公安机关管理的社会监控信息实时浏览，能够对历史图像信息调用，按照地点、时间、IP地址等方式，实现图像信息查询。(4)监控点信息。主要有监控点位置、设备型号、周边环境、警力配置等情况。(5)卡口布控。根据工作需要，对重点车辆、重点目标可在矿区各出入口实时布控，建立多级治安防控圈，启动信息实时上传、远程报警等功能;以及对无牌车辆的监控和报警。(6)信息报送。交互传送各类图像信息，上传下达利用监控系统发现和抓获犯罪嫌疑人的图像信息，以及相关的文字材料信息，并自动统计汇总。数字图像信息通过网络直接传送到对方存储设备的相应区域，模拟图像信息直接切换到对方指挥大屏。通过通信网络，将本地案件、宣传报道、重大勤务活动等采集的各类数字图像信息或模拟图像信息，及时报送上传图像存储库或指定大屏显示，并能及时下载上级部门制作的流媒体课件。(7)实时录像。根据工作需要可定时对某个或多个监控点实时录像取证，并将相关资料转存或刻录。(8)预案设置。可提前设定监控预案，根据工作需要在预定时间单画面或多画面显示预定监控点图像。(9)图像抓拍。快速抓拍重要图像信息，对抓拍图片可调整图像色度、对比度、亮度，并将选定照片转存或刻录。(10)多画面显示。单画面、四画面、九画面、十六画面的多画面组合显示。(11)可视指挥。将视频会议系统与监控系统融合，远程视频指挥调度，实现桌面可视指挥，重要视频指挥信息下载等功能。省市县三级指挥中心之间实现远程视频指挥通信，并能够对治安检查站民警现场执勤情况进行可视指挥、远程调度和对讲。(12)流媒体发布。相关用户根据工作需要能够在一定范围内发布流媒体课件，提供远程观看或下载。(13)智能视频分析。能够支持各种智能应用，并预留接口支持各种智能扩展，主要包括人脸识别、车牌识别、帧标记等。对过往车辆信息或符合报警条件的相关图像能够自动识别，进行报警。根据需要对重点部位、重要路口的人员、车辆，进行流量统计和分析。利用专用流量分析和图像识别软件，分析比对过往车辆信息或符合报警条件的相关图像信息，并通过各类图像信息的深层次处理，为打防控工作提供情报信息分析服务。(14)视频存储。建立矿区图像信息库，分层分类存储本地采集或下级公安机关上报的各类图像信息，统一管理，统一格式，统一图像资源管理，方便图像信息查询、智能分析和管理存档。(14)移动图像接入。满足应急指挥、无线图传车、动中通卫星车、3G手机视频，以及各种无线接入设备的图像上传和浏览控制等多个图像信息的接入和业务应用。(15)轨迹分析。通过调用多路历史监控图像信息，利用电子地图开展案情分析，发现犯罪分子作案路线和特征。(16)历史图像调用。根据工作需要，可以查询某段时间内或某个区域的历史图像信息，一般监控图像信息存储时间为30天。重要图像信息转存在图像资源库中存储。2.图像信息资源管理对图像信息资源建立登记管理界面，能够对公安内部和社会面自建监控系统数量、位置、类型登记管理，并使现智能统计分析。(1)区域监控数量统计分析。按照行政区划统计下去那监控点数量，有关数据可打印成台帐或输出电子表格，供存档或离线查看。(2)监控点分布显示。与电子地图紧密结合，准确分析监控区域，在电子地图上实时查看监控图像。(3)查询使用统计分析。对每次对监控点图像的查询记录日志，对有关监控图像被下载、保存的信息统计记录，可按照行政区划统计该辖区监控图像被浏览查询和下载的次数。对监控图像不清晰、位置不合理的，用户可向监控管理单位和系统管理员报告。(4)数据资料维护。系统管理员分级维护，可随时录入、更新监控点的有关信息。对通过监控系统发现和预防的犯罪案件，通过平台的图像信息报送传输系统将视频资料和文字说明上传。(5)信息提示。对各单位各部门上报或传送的图像信息，按时间、单位顺序排序，并存有信息报送记录，提供声音提示。提供常用图像监控3.系统管理主要是用户管理和权限划分，数据修改、参数调整和备份，日志管理、安全性管理和设备状态巡检等功能。(1)支持用户优先级级别管理，对同一个资源，如果两个用户均具备同样的权限，级别高的用户可以抢占级别低的用户的对该资源的控制权，低级别用户的控制权被抢占时会得到明显的通知。(2)具备完善的干线管理机制和优化透明的动态路由选择算法。支持星型、树型、环型任意拓扑结构的视频网络。(3)支持特定权限用户独占资源。在特殊事件发生时，采用特殊用户身份登录系统，可以屏蔽掉其它所有用户。三、系统设计(一)一级平台图像信息综合应用系统(通信公司)1.视频管理控制系统视频管理控制系统具备模拟矩阵系统和数字系统管理、控制的能力，是本系统的核心控制服务器，完成视频系统的管理控制功能，包括用户及权限管理、干线管理、矩阵和键盘控制、报警信息的接收与处理、虚拟矩阵、视频源标签以及业务支撑信息管理等。视频管理控制服务器具备模拟干线和数字干线管理能力，支持多种品牌多种型号的矩阵连接和控制，可直接连接模拟矩阵键盘。视频管理控制服务器具备工业级的高稳定性，采用优化定制的Linux操作系统，具有抵抗病毒与非法入侵的能力，可自由上下电，支持断网重连，支持724小时连续工作.在项目中，视频管理控制服务器采用双机热备模式，保证系统稳定性。(1)用户功能设计在项目中用户管理尤为重要，本平台的用户管理通过放置在核心平台的视频管理控制服务器来实现，用户管理是整个平台安全管理中的核心策略，负责全局所有用户权限授权的管理，可针对每个用户、用户组做权限的制定和划分。现阶段分析，在权限管理上需要满足如下基本要求：·部门/单位管理可维护部门/单位以及相关的设备、用户、角色信息。用户可以添加、修改、删除机构信息、设备权限信息、用户信息、也可以对用户添加权限;·系统支持多级部门/单位、可以设置每个部门/单位的设备权限、每个部门/单位可以设置管理员、部门/单位的管理员可以维护本部门/单位的人员及子部门/单位等;·能够定义权限分配使用策略;·超级管理员、部门/单位、部门/单位管理员、部门/单位用户、设备信息与权限的增、删、改、配;·具有安全技术体系保障、严格的权限认证，支持公安部统一的USB-Key认证体系;(2)USBKey应用(建议)考虑到行业用户的特殊性，系统安全对于行业用户来说至关重要，因此一套完善的用户权限管理体系是非常重要的。用户权限认证管理系统负责全局所有用户权限授权的管理，通过和CA系统的无缝集成，配合各级平台的管理控制系统和指挥中心的管理控制设备，可针对每个用户、用户组做权限的制定和划分。·系统的权限体系符合ACL(AccessControlList)模型，保证设计上的完备性。·采用Kerberos安全论证机制，支持用户帐号的全网漫游，用户在全系统中只需要记住一个帐号和密码就可以访问任何有权限的图像资源·支持用户分组：用户可以划分成组，一个用户可隶属于多个组，对组进行授权将作用到该组中的所有用户。·支持权限继承：下级图像节点可直接继承上级节点的权限，方便系统的配置管理。·支持用户级别的设定和PTZ抢占：每个用户都拥有一个级别属性，和用户的行政级别相对应，级别高的用户可以抢占级别低的用户对图像资源的PTZ控制权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知·支持锁定和解锁：图像资源可以被锁定，对锁定的资源，不管用户的级别如何，使用前必须先解锁。级别高的用户可以解除级别低的用户对某资源的锁定。可以做到当遇到重要事件，直接挤占或屏蔽其他下级浏览视频权限，用于给控制中心显示需要。·支持精细化权限设定：可针对任何一个用户，针对任何一个图像资源进行精细权限设置，比如可为每个用户设置对每个摄像头的权限(是否可以实时监控、录像文件点播、云台控制等)，权限类型和用户级别数量都没有限制。·控制权限具有一定的驻留时间，驻留时间可根据用户要求进行设置，避免了频繁抢占控制的现象。系统结构图系统实现功能·用户授权功能用户授权功能包括：增加、删除和变更用户信息;增加和删除用户对应的用户组以及授权单位电子签名信息。根据授权行为发生地点可以分为：本地授权与在线授权。1)本地授权授权单位决定给用户A授权;授权单位通知CA系统操作员在CA后台系统建立用户A的授权信息;授权单位通知用户A到CA系统所在地，CA系统操作员将用户A授权信息写入用户A的Usbkey。2)在线授权授权单位决定给用户A授权;授权单位通知CA系统操作员在CA后台服务系统建立用户A的授权信息;授权单位通知用户A需要接受授权信息，用户A通过CA授权客户端在网络登录CA后台服务系统，CA后台系统自动将用户A的授权信息写入用户A的Usbkey。·用户权限回收1)本地权限回收授权单位决定将户用户A权限回收;授权单位通知CA系统操作员在CA后台服务系统更改用户A的授权信息，到达回收用户A权限的效果;授权单位通知用户A到CA系统所在地，CA系统操作员将更新用户AUsbkey的授权信息。2)在线权限回收授权单位决定将户用户A权限回收;授权单位通知CA系统操作员在CA后台服务系统更改用户A的授权信息，到达回收用户A权限的效果;授权单位通知用户A需要回收授权信息，用户A通过CA授权客户端在网络登录CA后台服务系统，CA后台服务系统自动将用户A的授权信息更新到用户A的Usbkey。·用户登录身份校验用户登录时所需模块：登录客户端和Usbkey接入设备。·登录客户端负责与用户直接交互的系统，它可以是运行在PC上的用户登录软件，也可以是工业键盘。·Usbkey接入设备负责读取Usbkey信息，并且将Usbkey绑定到对应得登录客户端，例如PC上的用户登录软件可以直接利用PC机本身的Usb插槽，但工业键盘就必须使用定制的接入设备将Usbkey和工业键盘绑定。用户的身份信息和权限信息全部存储在Usbkey里，用户登录进入系统时，对用户身份以及其权限信息进行检验;用户的身份信息和权限信息全部存储在Usbkey里，当用户在PC、工业键盘或者其他设备上使用存储有用户信息的Usbkey登录时，系统会进行匹配Usbkey与用户输入密码、检验用户的身份信息以及利用授权单位的数字证书检验用户组的合法性一系列工作，校验完毕用户方可顺利登陆进系统。·用户使用资源时的鉴权用户使用资源前，首先要对用户进行鉴权，查询到用户所属的用户组，获得用户对资源所拥有的权限与级别，解决好资源争抢和共享等情况后，完成鉴权过程。(二)视频转发系统(1)用户功能设计从数字化设备编码输出到平台的数字码流，将根据各个指挥中心的请求情况将实时满帧图像转发到指挥中心。视频点数字化后的数据通过网络送入中心视频转发服务器。通过转发服务器转发到各个应用单位。在本项目中，考虑到系统用户大并发访问，因此视频转发系统最大可实现1000路并发访问数据流。为了提高图像转发系统的可用性和稳定性，系统具备防错冗余的功能、自动恢复机制;图像转发设备采用嵌入式设计，可自由上下电，重启动的时间少于30秒。图像转发设备采用开放式分层的软件体系结构，在不改变上层应用软件的基础上，和多个厂家不同型号和编码格式(MPEG4、H.264、AVS)的数字编码设备进行互通。图像转发设备具备数字干线的管理功能，包括数字干线的复用、锁定、抢占和预留。数字干线指图像转发设备之间用于传递数字图像的视频通道，根据网络容量，图像转发设备之间的数字干线可以为1条或多条。图像转发系统根据用户容量需求由多台图像转发服务器或单台服务器组成，图像转发服务器可根据并发码流的需求灵活配置。图像转发设备应用于平台，支持大容量并发视频流转发功能，配合指挥中心的视频管理控制设备，实现视频流在图像信息系统中的多级大容量转发。图像转发设备通过网络接收编码器或其他平台视频转发系统发送的数字码流，再通过网络实时转发给多台PC客户端或解码器，特别设计的流媒体技术可保证转发过程的图像质量和低延迟，以满足大量用户同时访问同一视频源的需求。图像转发设备支持分布式应用，数字图像在平台内可进行多次数字转发。(2)系统结构图(3)系统功能在项目中图像转发系统起到了整个系统视频转发的工作，功能如下：A视频分发·数字码流实现了一个源分发给一个或多个的用户，其网络连接方式可以为单播、组播和TCP方式·数字码流在分发过程中图像质量不会受到影响，每个节点的延迟在50ms左右·视频转发服务器支持从一个网络地址转发到另一个网段的网络地址(即网络地址转换NAT)B数字干线管理·数字干线指视频转发服务器之间用于传递数字图像的视频干线，根据网络容量，干线可随意设定。·图像转发系统的干线管理方式有：路由选择、复用、锁定和抢占、抢占后处理·具备数字干线功能。·应用中，干线有可能被占满，且有高级别用户需要查看新的摄像机的时候，就会发生抢占，抢占时总是抢占路径最短、抢占的代价最小(最高级别最低)的干线;同时，在高级别的用户锁定干线时，要保证低级别的用户不会抢占这些干线·在高级别的用户抢占了干线时，原来占用干线的用户将得到友好的通知C防错冗余·每台视频转发服务器都配置了若干条数字干线，通过冗余的数字干线配置，一旦某台视频转发服务器出现故障，视频转发系统的自动路由机制将找到冗余的视频转发服务器，让视频走这个新找到的视频转发服务器的数字干线。干线复用示意图干线抢占示意图(4)图像存储系统1)用户功能设计在平台建设一套基于NAS存储技术的图像存储系统，物理上存储系统由多台图像存储服务器组成，每台图像存储服务器具备最大100路视频点存储能力。图像存储系统在本项目中为全局提供存储介质，在项目中本身具备：容量、稳定、高效三个特性，保证用户的稳定应用。NAS存储系统：随着宽带网络应用的普及，以及大容量视频资源的存储要求，各企业都在寻找一种操作简便，低价有效的存储方法。基于IP技术的计算机系统接口(iSCSI)可提供一种快速、高可靠性的存储管理方案。iSCSI技术是一个供硬件设备使用、可以在IP协议上层运行的SCSI指令集,这种指令集合可以实现在IP网络上运行SCSI协议，使其能够在诸如高速千兆以太网上进行路由选择。在视频存储系统中，我们将遵循上述要求。将项目中的存储系统当成一个资源库，通过视频存储点播系统不停的往资源库中写入视频数据，视频存储满足图像存储的需求。用户通过数字显示终端来实现数据查询，点播。视频存储系统硬件服务器采用嵌入式设计，系统稳定性高。视频存储系统提供业界先进的NAS存储方案，可为用户提供全网共享的无限存储空间，存储容量和地点均不应受限，分布的视频资源对用户而言要求是统一而完整的，通过视频存储系统的任意客户端软件均可看到全网的视频资源，并随时能够进行在线点播和检索查询。视频存储系统选用千兆网络数据接口，数据吞吐量大，单台服务器能够实现64个并发存储流。在系统中庞大的数据存储后的读写优化采取帧标记的形式提高速度。用户可按照查询条件来迅速查看所需资源。图像质量是监控系统的核心，过去受限于网络带宽和存储成本，大多数行业普遍存储CIF(352X288)分辨率方式进行存储，导致经常出现案件录像不清楚的情况，根据目前技术发展的情况，建议本项目采用D1/4CIF分辨率进行录像存储。网络带宽方面，若采用D1/4CIF分辨率，使用H.264编码，当画面运动剧烈时，每路图像的带宽占用最高为2M，正常运动情况下的带宽占用为1.2-1.5M，运动轻微时仅为几百K。同时，本系统支持的数字干线管理策略，可保证在多用户访问单一视频资源时不会出现线路拥塞现象，而是根据权限分配数字干线的使用。图像存储容量的计算方法：·采用H.264编码格式，视频图像分辨率为D1/4CIF，单路图像码流为2Mbps，每路图像存储15天。·2M比特/秒÷8=250KB/秒·单路每小时容量：3600秒×250KB/秒=900MB/小时·单路每天容量：24H×900MB/小时=21600MB/天2)系统结构图3)系统功能·系统可实时进行数据流量的监视与统计，根据统计实时分配数据流的走向，充分利用资源。·在发生重大事件时，系统能够将事件视频图像指定转发到相应NAS存储区域实现存储。·系统能够将报警图像存储在特定的存储区域中。·系统支持分布式的存储结构，录象内容可存储于存储系统和PC客户端，用户可通过统一的客户端软件对全网的录象文件进行检索和查询。·支持手动录象、自动定时录像、动态感知录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像。·支持录像按帧加标记，即系统可以在录像时自动或手动为每一个图像帧加标记，从而为视频数据的结构化处理奠定基础。4)应用示意(四)图像存储索引系统图像存储索引系统在本项目中提供大容量存储方案的高速查询机制，通过网络可对下属存储点播设备进行资源和调度管理。针对用户现状分析历史图像管理系统：1、众多存储点播系统的应用，在项目中设计存储点播系统数量相对庞大，虽然设备之间规定了一定的规范、规则，但是要想实现更科学的管理，必须通过历史图像管理系统来进行策略管理。2、庞大的磁盘存储空间里，用户找寻所需的视频资料按照常规查询方式非常缓慢，必须通过管理系统来实现高速数据查询。3、为了保证存储系统的稳定运行，存储点播系统均采取任务均衡策略来平衡应用负担。这样需要图像存储索引系统来对存储点播系统来进行管理。1)用户功能设计上述分析结果，在如此庞大的视频存储系统中，需要配置一台图像存储索引系统来对整个存储点播系统做管理。图像存储索引系统提供数字分布式的存储方案，在系统中，通过图像存储索引系统能够进一步优化图像存储点播设备的存储功能，更合理有效的利用存储资源，为用户提供全网共享的无限存储空间，存储容量和地点均不应受限，分布的视频资源对用户而言要求是统一而完整的，通过历史图像管理系统的任意客户端软件均可看到全网的视频资源，并随时能够进行在线点播和检索查询，可根据需要进行本地备份存储。图像存储索引系统通过网络对下属的存储点播系统进行资源和调度管理，图像存储点播设备的数量可根据需要灵活配置。图像存储索引系统结构：Linux操作系统。软件模块：1.用户权限管理模块2.图像资源调度管理模块3.网络录像模块4.网络点播模块5.帧标记模块2)系统结构图3)系统功能·图像存储索引系统可实时对下属的存储点播系统进行数据流量的监视与统计，根据统计实时分配数据流的走向，充分利用各图像存储点播设备的资源。·在发生重大事件时，图像存储点播系统能够将事件视频图像指定转发到相应图像存储点播设备中实现存储。·图像存储索引系统能够将报警图像存储在特定的图像存储点播系统中。·分布式存储结构：录像内容可存储在PC客户端、图像存储点播设备、专用存储设备或带硬盘的视频编码器上，用户可通过客户端软件对全网的录像文件进行统一管理。·支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、IPSAN等多种存储方案。·和图像存储点播设备配合，支持手动录像、自动定时录像、动态感知录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像。·支持录像按帧加标记，即系统可以在录像时自动或手动为每一个图像帧加标记，从而为视频数据的结构化处理奠定基础。·支持三种标记方式：A手动B事件关联C识别处理(五)数字矩阵管理控制系统要求支持指挥中心“数字矩阵”功能，通过网络接收来自平台的图像信息，转发给本地的任意万能解码器，再由万能解码器将数字信号还原为模拟信号，传送给模拟监视器(电视墙)/大屏幕进行显示。本项目要求可通过解码器解码任意厂家、任意编码格式、任意图像尺寸的数字视频。(六)WEB系统平台配置一台WEB服务器，WEB服务器接入本地网络，通过本系统，用户利用标准PC中的IE浏览器，输入用户名、密码，即可登录本系统中，访问系统中视频资源，利用IE浏览器同时能够实现云镜控制等功能。(七)GIS电子地图联动功能本系统平台提供针对GIS应用的接口，通过GIS来实现对本系统平台视频资源的调用。在应用系统的客户端程序中，本系统提供完整的二次开发SDK来做应用接口。通过二次开发程序的应用接口，可以与现任意品牌的GIS系统做集成。1.用户功能设计本系统中视频监控点数多、并且分散。按照常规的以树形结构作为监控点选择方式的应用程序虽然能够满足用户监控需求。但如果将应用程序下发到各个业务处，难免会因为操作存在一定问题。因此本系统中，在提供一套完整的基于C/S结构的应用程序的基础上，用户还可以利用另外一套以GIS方式为应用界面的程序来进行操作。采用GIS方式访问的程序的优点：1)GIS采用地图显示的界面，摄像机点位在地图中清晰显示，在操作上更直观。2)GIS应用系统在应用上无需进行系统培训，操作简单，适合广泛应用于各业务处。3)GIS应用系统可采取B/S或者C/S多种模式，这样，在全网内，仅需要利用任意一台联网的计算机均能查看系统内视频资源。(具有系统统一的权限用户)在本系统服务器中提供针对GIS应用的接口，通过GIS来实现访问。在应用系统的客户端程序中，本系统提供完整的二次开发SDK来做应用接口。通过二次开发程序的应用接口，可以与现任意一品牌的GIS系统做集成。2.GIS/GPS与视频联动在项目中，通过PVG平台的开放性，可实现GPS卫星定位系统与GIS地理信息系统相结合的应用方式。当突发事件时，在GIS系统中不仅可实现视频数据的弹出，还可以叠加GPS等信息，如GPS警务车辆布防位置、CK报警联动等信息。3.系统界面效果图GIS典型应用案例：用户通过在GIS地图上圈定某一区域，在区域中的摄像机点位图像会以多画面直接显示出来，如下图。这样的应用方式方便用户通过GIS地图实现视频应用。用户同样可以通过在GIS地图上绘制轨迹线路的方式，实现视频联动应用，如下图所示：(八)McWill手机视频浏览系统1.用户功能设计手机目前已经成为一种通用的无线智能手持设备。目前已经有相当多的手机终端已经具有了播放视频和播放图像的能力，这就为监控系统扩展到无线应用领域提供了可能。本系统主要提供指挥服务。当应急情况发生时，领导及决策者一般都不在指挥中心中，通过本套系统能够利用手机为其提供一套实时视频调用的装置，则决策者可以快速了解情况，便于决策。另外，作为现场指挥部的工作人员，通过手机视频的访问，也可以获得相关图像信息，便于提高指挥效率，增加决策手段;系统要求基于智能手机，可以实现在H.264基础上的视频监控功能及控制信号传送，今后也可以集成像违章图片上传、GPS定位信息上传等多项特别功能。2.系统结构3.系统组成及功能要求移动视频浏览系统包含智能转码服务器和移动流媒体服务器。智能转码服务器，通过网络从图像信息管理平台的流服务器取得视频源，并通过TCP协议接收实时的H.264码流，并将其转换成MPEG43GPP等手机终端支持的低带宽(CIF、QCIF)码流，发送给智能移动流媒体服务器。单机应可支持60路图像的并行转码。智能移动流媒体服务器，可管理多台智能转码服务器，接收其发来的流媒体数据，响应移动用户的RTSP请求，并将流媒体分发给移动用户。单机可支持100路并发手机视频码流。(九)网管系统视频监视系统具有完善的网络管理及控制功能，可对图像信息系统内部各设备及模块的运行状态进行综合的监视与管理，在必要时对系统数据及配置作及时的修改，如业务配置、用户管理、设备管理、图像切换、云台控制、存储资源管理等。1.管理控制功能·对视频切换设备的设置，顺序切换、群切换等功能的设置;·对监视器数量的设置;·对工作站数量的设置;·图像汉字符的设置;·对各通信接口的设置;·对用户使用优先级的设置;·对操作系统做备份;·工作人员操作记录;·支持操作人员通过控制键盘等对云台摄像机巡航路线及预置点的设置功能。2.网管功能·系统具有完善的网络管理功能，中心网络管理服务器应能通过电子地图方式实时监测各监控中心设备的运行状态信息，可完成自动检测、遥控检测、故障定位、故障报警及远端维护等，出现故障时能够发出声音报警。可以通过管理软件对本系统所有设备参数进行远程配置和集中在线管理。·能够显示管理本系统单元内网络视频设备的连接拓扑;实时监视各个设备工作状态，发现异常情况按事先设定的事件处理办法自动处理，处理失败的发出告警信息;·支持前端视频丢失报警;对摄像机编号，回放导航地图进行修改和管理;对各个前端图像编解码器的参数设置，包括：IP设置、端口设置、码流设置、组播组设置、模拟信号(亮度、对比度、色调)宏设置;·对监控工作站发送的前端云台球机命令流做权限判断后转发;对工作站发送的对硬件解码器命令数据流做权限判断后转发;对全线存储资源和视频数据流(包括实时监控视频流和回放视频流)进行管理;·操作者使用优先权限设置;·提供与时钟系统接口服务。网络管理服务器能接收时钟系统所发来的标准时间信号，使本系统的定时设备同步于标准时间信号。·在传输网络出现故障后，其余监控网络仍能继续使用。·用户可以远程控制其它节点的模拟矩阵，将模拟图像资源通过模拟干线传送至本地的监视器上，并能使用模拟键盘进行PTZ控制，实现和模拟矩阵系统的联网。·系统采用符合SOA体系的目录分布式对象管理技术，将各种资源都存储在目录数据库中，单节点的目录数据库是树形/层次结构，多个节点之间通过上下级关系组成更大的层次结构的分布式目录。根(整个系统)、用户、用户组、摄像机、监视器、编解码器、键盘、矩阵、报警、配置、存储通道、节目文件、串口、巡检、布防计划等等都是对象，应用DNS架构，每个对象在全网有唯一的名字，真正实现了统一资源和统一编号，构筑出类似于INTERNET的视频网络(VideoInternet)·根据上点即可实现对视频切换设备的设置，顺序切换、群切换等功能的设置。·支持对多个监视器及监视器组成大屏幕，支持监视器权限设置和锁定，支持监视器和键盘复杂的对应关系并在屏幕上显示。·在监视器上可以按预设的摄像机浏览序列自动切换;可以为每个键盘用户设定总会话时间;可以设定键盘的型号、串口等物理参数。·采用统一的设备控制接口，以支持不同厂家不同型号的矩阵和云台控制。·统一的设备控制接口的目标是只需要增加一些独立的设备驱动模块，集成到整个系统后即拥有通用设备具有的功能。·支持组合矩阵，即支持通用的几种组合矩阵模型来扩展矩阵的输入输出容量。·支持基于串口的控制设备，也支持基于IP的控制设备。·目前已支持市场上所有的主流矩阵，包括MAX1000、AB、PELCO、Infinova、Bosch、VCON、Panasonic、NPE、红苹果、科力等，并可根据需要增加不同品牌矩阵接入系统。·系统采用分布式体系结构设计，每个图像节点均可实现局部自治，在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不影响系统的正常工作，类似于互联网(Internet)的设计可在体系结构上充分保证图像系统的稳定性。·图像节点之间可以灵活设定上下级关系，按照行政隶属关系划分层级，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制，可满足项目上千万台摄像机的大型联网需求。·分布式的体系结构，便于统一规划，分步实施，各图像节点可同时分布实施，通过统一的控制协议实现互联互控。·为保证系统工作稳定正常，系统特具有以下自动恢复、活动通知、自由上下电、网络容错、双机热备等抗毁容灾功能，目的将系统风险降到最低：自动恢复功能：当某些视频转发服务器由于某种情况意外重启，系统提供部分自动恢复机制，可恢复转发服务器之间的视频连接通路，避免需要用户重新发起视频请求。活动通知功能：指视频转发器之间的活动通知，视频转发器检测到对端服务器不活动，按预先设置周期时间须释放有关资源。支持自由上下电功能：意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败。网络容错功能：当网络恢复正常后系统也能重新正常工作，不会受到网络错误的影响断网恢复。双机热备功能：管理控制服务器由于其职能重要性，在系统中可采用双机热备功能。放置两台视频服务器，同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份视频服务器会迅速的自动启动并运行，从而保证整个网络系统的正常运行。双机热备的工作机制实际上是为自治域网络系统提供了一种故障自动恢复能力。双机热备工作原理说明见下图：各运用服务器管理模块：对实时直播、存储点播服务器、索引服务器等进行统一管理，监测各服务器运行状态、本地磁盘信息、IPSAN状态、内存占用、CPU使用、桌面用户登入和异常使用等信息，将信息提供给用户进行实时监测、报告，并定期将运行状态记录入数据库。网络交换设备管理模块：根据用户选择的网络交换设备进行在线实时监测，软件模块结构可直接将网络厂商自身的软件嵌入在应用平台软件中，也可根据厂商提供的SDK包，按照用户需求定制开发，筛选用户仅关心的资源，如各网口数据流量、网络带宽等。日志和日常维护功能：·系统所有重要操作，如登录、控制、退出、报警确认等，均有日志记录，系统可对日志记录进行查询和统计·各种日志可以打开，也可以关闭·局部配置调整后，自动更新全网系统配置，方便维护管理·更换端设备(例如摄像机、编码器和键盘等设备)无须停止系统运行·通过组播协议自动发现网络上的主要设备和它们的IP地址·主要设备可以方便地远程查看版本号、可以远程修改IP地址、支持软件远程在线升级网络校时系统功能：监控系统具有统一的时间管理体系。由时钟系统提供统一的校时接口，物理上由视频管理服务器根据校时接口协议向网络时间服务器提出校时请求。网络时间服务器返回时间后，视频管理服务器向各下属设备提供网络校时。(十)智能分析子系统为了提高华北油田统一视频应用平台的效率，将被动式的监视转换为主动式安防，本系统将使用网力最新的智能化视频内容分析和视频诊断技术，改善并提高整个安防系统的可靠性，将安防系统由事后取证向事中管理过渡，最终实现事前预防。1.系统结构：智能视频分析服务器通过网络接收管理控制服务器转发过来的数字码流。按照桌面客户端软件设置的分析规则和选定场景，通过智能视频分析服务器里面的智能算法对实时视频进行分析，触发规则后，首先在桌面指定监视器弹出相应报警图像，并给出告警提示，提醒值班人员有情况发生。告警信息及图像通过网络实时上传到指定大屏。系统结构图如下：2.系统原理说明：视频内容分析技术使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动向系统发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音。用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组。视频内容分析技术通过对可视的监视摄像机视频图像进行分析，并具备对风、雨、雪、落叶、飞鸟、飘动的旗帜等多种背景的过滤能力，通过建立人类活动的模型，借助计算机的高速计算能力使用各种过滤器，排除监视场景中非人类的干扰因素，准确判断人类在视频监视图像中的各种活动。·背景学习过程：自动学习监视场景的背景情况·加载预处理过程：加载用户的预定义规则·分析处理过程：检测并分析目标的活动·追踪过程：根据规则追踪目标的活动判断是否违反预定义规则·触发报警过程：确定目标活动违反规则，根据预定义传输报警的指定的用户·远程配置管理：通过远程安装了客户端软件的工作站可以进行远程的配置管理，在操作人员的相应权限下，操作人员可以做相应的参数设置及修改。3.视频分析：快速的反应时间，更有效的监视警务操作员只需要注意相关信息超前操作安保操作员可以实时对相关事件作上标志，防止发生危险或使危险最小化较少地报警信息能够更好地作出判断强大的数据检索和分析功能，能提供快速的反应时间和调查时间用户可以在设置软件根据事件的优先级选择报警的类型，告警类型有三种选项：·正常报警·警告报警·判断报警4.系统可扩展性说明：PVG-IVS系统具有二次开发能力，可以与视频监控系统集成。图像分析系统为集成第三方系统提供的解决方案是基于应用程序接口(API)，提供软件开发工具包(SDK)。与世界主流的很多的摄像机、控制键盘、矩阵系统、访问控制系统及其他系统厂商协同工作。同时，提供一整套工具用于方便地进行集成。应用程序接口(API)一整套API确保可通过软件运行图像分析系统的各项功能。该工具使得通过控制应用程序运行的任何功能也可以使用API功能通过第三方应用程序来使用。通过API的应用用户可以实现以下的功能：·第三方图形用户界面(GUI)-允许用户为视频分析系统定制一个客户应用工具，如3D地图系统。·第三方软件集成-允许系统与其他软件的无缝集成，例如：楼宇管理软件，安保软件、安全软件等。·与低级系统的集成-允许通过RS-232到API接口集成类似于火灾报警和访问控制系统。·信息共享-允许在图像分析系统和其他信息系统之间的信息传输，如图像识别、楼宇自动化等。·外部设备激活-一旦DVR侦测到报警信号，激活外部设备(例如，将摄影机旋转到预设位置，切换输入到输出等)。·集成模拟量矩阵系统-使用模拟量视频矩阵运行报警联动。PVG-IVS智能视频内容分析系统功能描述：1)入侵检测具体要求：·对未经允许而进入特定区域的行为产生报警。·每路视频中，应可设置多个防区，每个防区可分别设置检测规则，并可以多防区同时进行检测和跟踪;·应能检测各种形状的物体如：人、动物、包裹等;·检测到目标后如果目标在防区内停留超过预定时间或目标在防区内走过预设的一段距离方触发报警。技术实现：·采用混合高斯背景模型，自动建立场景的背景，动态更新背景;·通过背景模型，提取前景目标;·按照尺寸，色彩，轮廓，梯度等特征进行目标匹配，提取目标的运行轨迹;·通过训练好的人、动物和包裹模型对目标进行分类·利用分类和轨迹信息与设定的规则匹配，发现违反规则的目标就进行报警标准应用：·有人员未经允许进入特定区域，可进行自动提示与报警·有人进门或出门，可进行自动提示与报警具体描述：用户在PVG-IVS智能视频分析客户端上选定某实时视频，可进入区域规则设定功能，选定特定的场景，定义规则名和规则类型，一般情况下针对场景的局部视图进行规则设定，选择目标可任意设置为“人”、“车辆”或“任何物体”。并根据动作事件类型分类，例如出现、消失，进入等动作、时间类型、特定的防区(系统支持同一个区域里面设置不同的多个防区)等各种信息。根据以上规则，图像出现符合规则的行为时系统自动产生一个事件记录下来，该事件包括摄像机编号、标题、时间、事件类型、有否联动录像等信息。事件记录可提交给后台事件管理系统。后台事件管理系统可将智能分析结果以报警信号发送至指定的客户端，视频显示在指定的监视器并可打断自动或客户端。还能能够进行场景重组，客户可以拖动时间轴观看事件前后的视频。2)逗留(滞留)检测定义：·当人员在警戒区内滞留超过用户自定义的时间时产生报警，用以识别人员在禁停区域长时间停留或逗留。·具体要求：滞留的判别不受人员在警戒区内的行为影响。技术实现：·采用混合高斯背景模型，自动建立场景的背景，动态更新背景;·通过背景模型，提取前景目标;·按照尺寸，色彩，轮廓，梯度等特征进行目标匹配，提取目标的运行轨迹;·通过训练好