综合视频监控平台方案

综合视频平台解决方案2/48DATE\@"yyyy/M/d"2023/7/11综合视频平台解决方案

目录目录 21、项目必要性及需求分析 41.1接入需求 41.1.1接口开放性 41.1.2无线视频数据接入稳定性 51.2呈现需求 51.2.1多终端支持及实时转码 51.2.2全屏多画面、单画面 51.2.3GIS呈现 51.3视频流分发功能 61.4处理需求 61.4.1智能识别 61.4.2前端设备状态读取及控制 61.4.3录像及存储功能 61.4.4智能分析结果告警 71.4.5子平台扩展 71.5管理维护需求 71.5.1摄像机状态维护 71.5.2客户端系统支持 71.5.3摄像头多级目录管理 71.5.4账号登录权限管理 81.5.5升级扩容改造管理 81.5.6服务器状态监控、负载均衡和数据备份 81.6系统性能需求 81.6.1系统扩展性 81.6.2系统鲁棒性 81.6.3系统响应速度 91.6.4系统接入能力和并发处理能力 91.6.5存储能力 91.6.6视频传输时延 91.6.7智能分析处理能力 91.6.8智能分析统计误报率、漏报率 102系统架构 112.1系统拓扑图 112.2系统模块示意图 122.2.1系统模块功能描述 132.2.2工作流程简介 153系统方案 163.1系统逻框图 163.2子系统描述 183.2.1接入系统 183.2.2存储系统 193.2.3处理系统 233.2.4中心调度管理系统 233.2.5流媒体服务器集群 273.2.6终端设备 295建设方案 315.1建设方案拓扑图 315.2软硬件部署 315.3网络通信部署 325.3.1与第三方平台的通信部署 325.3.2与第三方平台的网络部署 325.3.1与移动终端的通信部署 335.4维护制度 335.5前端设备命名 335.6建设周期 335.7应用接口和对接 346.联系方式 351、项目必要性及需求分析公共区域视频监控系统的建设是智慧城市建设必不可少的重要组成部分，其视频监控资源的整合、优化以及利用程度是城市信息化程度的重要标志之一，南京的公共区域中已建成大量、属于各个单位、基于不同制式标准、不同设备、不同平台的视频监控系统，但目前这些资源并没有得到有效整合，无法跨平台、跨单位进行集中优化处理，这就造成了南京现有视频资源利用率低、重复建设、缺乏统一调度等不良现象，本项目基于这个现状旨在建设一个统一的、城市级的视频监控平台，将城市现有的视频监控资源有效整合起来，并在此基础上针对各类城市管理中的应用需求，实现高效实用的业务应用，将城市可利用的全部视频资源经过优化、整合及智能处理后，透明地呈现给使用者，为城市管理提供有力支撑。为整合现有视频监控资源，作为子系统对“智慧南京”平台提供视频监控支持，本次项目建设“智慧南京、南京宽慧综合视频监控平台”。“平台”在现有信息化建设基础上，集成现有视频监控资源，建设大规模视频实时接入处理分析监控平台。项目建设要求充分利用现有资源，实现与交管局、交通局、公安局、城市高点监控、道路图像监控“320”工程等现有视频监控平台的对接，实现上万路的视频接入。对上述视频监控平台的视频接入后，要求实现转码处理、智能识别、解码上墙和数据存储回看等功能，以满足不同终端的访问需求、实现车流统计等交通数据的提取、对关键数据进行存储、以及实现大屏控制等。同时要求完成对综合资源调度系统的无缝对接并提供第三方应用开发接口。1.1接入需求1.1.1接口开放性“平台”接口具备开放性，满足公安、交管、320工程、宽慧无线视频监控等不同标准视频监控平台及单点视频数据的接入，能够满足第三方已有视频监控平台及模/数前端监控设备视频信号的接入。平台需能够兼容主流平台及前端摄像机厂家的SDK开发包接入。1.1.2无线视频数据接入稳定性针对无线数据传输的特性，系统可根据实时的网络状态，自适应转码，调整合适的分辨率和码率，也可根据用户设置的流畅度优先或者清晰度优先，合理控制实时数据的流量，以保障在无线数据传输的环境下，视频信号正常传输，不受到影响。1.2呈现需求1.2.1多终端支持及实时转码“平台”可支持多种终端设备的监控访问，包括大屏幕电视墙、PC终端、平板电脑终端、智能手持终端等，支持高并发的视频访问能力，并且根据客户端的不同处理能力，实时转码，瞬时动态调整视频的分辨率，满足用户需求的同时降低网络带宽的消耗。1.2.2全屏多画面、单画面“平台”支持视频信号在各种终端上全屏多画面、单画面呈现，并根据接入视频路数自主调整视频画面分辨率，呈现视频内容来源可以为根据摄像头编号勾选、GIS图层上摄像头点选、拖拽、框选或随机呈现摄像头内容等。1.2.3GIS呈现“平台”支持在GIS地图上实时呈现摄像头位置、状态和类型等信息；支持点击摄像头图标后视频窗口浮现，并根据打开的视频窗口数自动排版窗口位置；支持智能摄像头智能分析结果直接呈现；支持热选择的摄像头云台方位示意图根据实际摄像头方位变换情况实时更新。GIS地图系统通过与“平台”中心服务器通信，获取所有前端摄像机信息，并根据地理位置信息展现在地图上，当需要打开某路或者某些路段的视频监控画面时，发送所需摄像机ID号信令给中心服务器，中心服务器进行调度处理，并将结果流地址返回给GIS地图系统，根据该地址即可获取监控视频流。可呈现的应用如在地图上展现当前区域的前端监控设备，点击后可打开小窗口进行视频实时预览，并可通过平台联动展示到监控大屏上。1.3视频流分发功能针对不同客户端对同一路视频流的请求，“平台”可对视频流进行存储、复制，并根据不同客户端的处理能力推送符合客户端需求的视频流，降低接入侧传输带宽的占用。1.4处理需求1.4.1智能识别“平台”可以在所有接入的前端视频监控设备中，根据用户的需求，对选择的摄像机进行动态识别和智能分析，如：智能统计车流量，对交通事故、交通干线拥堵情况进行实时监控和预报等，并且保证后期功能的可扩展性。1.4.2前端设备状态读取及控制 “平台”可接入所有前端设备并可对设备进行控制，如设置设备的编码方式、帧率、比特率、分辨率等信息，远程控制设备的云台等。1.4.3录像及存储功能 “平台”提供摄像机定时录制存储设置功能，并提供历史记录查询。基于高性能集群架构的云存储系统，采用多节点冗余架构设计，支持多节点自动负载均衡及故障转移，任意节点发生故障，可在不间断业务情况下进行修复。整个存储系统所有节点对外界以统一IP地址提供FTP服务，具有容错能力，任何节点出现故障，保证服务不中断，数据不丢失。1.4.4智能分析结果告警“平台”具备视频智能分析功能，并可根据预置的报警门限进行及时告警，如防汛摄像头检测到水位上涨至防汛门限，消防摄像头检测到温度上升至告警门限，交管摄像头检测到车流量超过告警门限，公安摄像头通过人脸识别检测到人脸相似度超过告警门限等时，应及时在GIS地图上进行告警呈现。告警模式可通过声音，图形闪烁，弹出窗口等方式展现，并记录日志。1.4.5子平台扩展 可根据业务需求从主平台中扩展出任意数量的子平台，并且子平台能够继承主平台的所有功能，并根据业务需要开发个性化功能。1.5管理维护需求1.5.1摄像机状态维护“平台”可对接入的所有第三方平台所属的摄像机及单点接入的摄像机进行状态监控，采用轮询机制监测摄像机工作状态是否正常，并实时呈现告警、记录日志。1.5.2客户端系统支持 平台客户端支持Linux（CentOS、RedHat、Ubuntu）、Windows、IOS、Android等主流PC、平板电脑和智能终端操作系统。1.5.3摄像头多级目录管理 摄像头的目录采用树形结构、多级管理。各平台归属摄像头的命名和检索保留原平台方式。未命名的摄像头命名统一规范标准，名称体现视频来源、摄像头地理位置、摄像头制式、编号等信息，便于快速检索。（需要与杜主任沟通后确定最终的管理方式）1.5.4账号登录权限管理“平台”可对登录账号进行权限设置和管理，根据账号开放特定的视频流访问权限，账号权限需对接入的子平台的账号权限管理方式进行继承。1.5.5升级扩容改造管理 “平台”可保证在系统不宕机、服务不中断的情况下进行软硬件升级、硬件扩容等平台升级扩容改造工作。1.5.6服务器状态监控、负载均衡和数据备份 “平台”对服务器进行统一调度管理，无人值守监控服务器的运行状态；可根据服务器的处理负荷进行负载均衡，将大量的并发访问和数据流分担到多个节点进行处理，提高服务器的运行效率；“平台”能够支持数据的冷热备份，确保任一节点包括主节点出现故障时，均不会导致服务器数据丢失。1.6系统性能需求1.6.1系统扩展性 “平台”具有较强的可扩展性，预留足够的接口便于将来能够接入新的节点资源、子平台系统或更高级别的应用平台。接口通用透明，出口视频支持标准RTSP协议，信令支持标准HTTP协议。1.6.2系统鲁棒性“平台”可确保在任意数量平台或设备的SDK开发包和RTSP视频流接入的情况下保证系统稳定运行；在任意节点（包括主节点）发生故障的情况下，仍然能够稳定处理数据，保证系统不宕机，服务不中断。1.6.3系统响应速度从客户端接收到用户命令到系统完成命令执行的响应时长不超过1秒；“平台”数据库中摄像头在GIS图层上的显示相关信息，做到更新时间间隔不超过1秒。1.6.4系统接入能力和并发处理能力“平台”预计初期可具备1万路的视频信号接入能力，后期可扩展至20万路视频信号。“平台”最低可并发接入500路视频信号，可同时支持100路720P视频流实时转码、50路高清视频智能分析、24路720p或96路D1视频流解码上墙，并支持1080p高清视频流的解码能力。用户并发访问量初期为800路720p或2000路D1信号，后期可扩展至2000路720p的流转发能力。1.6.5存储能力初期建设存储容量至少为100TByte，满足动态扩容需求；初期具备100路720p视频存储30天的能力，可扩展到10000路720p视频30天的存储能力；单客户端大文件传输的写性能不小于100MB/s，读性能不少于80MB/s；要求当任意节点（包括主节点）发生故障时，存储系统仍然保持存储数据100%完整，并且不会停机中断服务。1.6.6视频传输时延从视频流从接入“平台”后，经过转码，推送给流媒体服务器，并分发给不同客户端，所呈现的总时延不超过1秒。1.6.7智能分析处理能力 “平台”初期达到50路高清视频的智能分析、识别的处理能力，并可动态扩容至1万路视频的智能分析、处理能力。在某些情况下允许有20s以下的时延，但可以保证智能分析处理的速度高于视频帧产生的速度（帧率为30fps以上），保证视频数据不堆积。1.6.8智能分析统计误报率、漏报率 “平台”智能分析中，车流量统计误差率不高于10%；交通事故检测误报率不高于10%、漏检率不超过20%；交通干道拥堵告警误报率不超过5%2系统架构根据需求的深入分析，本方案利用cStor云存储和cProc云处理技术构建统一的云视频监控管理平台软件，部署在服务器集群上，实现对海量高清视频监控的实时处理，整合各委办局的监控资源。2.1系统拓扑图图2-1系统拓扑图系统对前端的交管局、交通局、公安局、城市高点监控、道路图像监控“320”工程等现有视频监控前端和平台进行对接，实现上万路的视频接入。对上述视频监控平台的视频接入后，经过集群处理，实现转码处理、智能识别、解码上墙和数据存储回看等功能，以满足不同终端的访问需求、实现车流统计等交通数据的提取、对关键数据进行存储、以及实现大屏控制等功能。 现有框架可以满足及未能满足的相关需求如下表所示：项目需求项目需求分项解决方案接入需求接口开放性，满足不同标准平台设备接入接入系统无线视频接入稳定性接入系统/前端摄像头呈现需求多终端输出和实时编码处理系统/流媒体服务器集群全屏多画面单画面处理系统/流媒体服务器集群GIS呈现中心管理系统（数据库）视频流分发服务视频流分发服务处理系统/存储系统/流媒体服务器集群功能需求智能识别功能处理系统前端设备状态读取及控制中心管理系统/接入系统录像及存储功能中心管理系统/存储系统智能分析结果告警处理系统/中心管理系统（数据库）子平台扩展管理维护需求摄像机状态维护中心管理系统/接入系统客户端系统支持客户端多级目录管理中心管理系统登陆账号及权限管理中心管理系统服务器状态监控和数据备份、负载均衡中心管理系统/存储系统2.2系统模块示意图如下图所示，系统主要由七个子系统组成：前端设备、接入系统、处理系统、存储系统、流媒体服务器、中心调度系统和客户端。图2-2系统总体描述图2.2.1系统模块功能描述前端设备：前端设备在中心服务器的调度下进行信息采集，以RTSP的形式传输给存储/处理服务器集群，或者以SDK的形式传输给接入服务器。(前端设备包括：模拟摄像机、网络摄像机、卡口设备、第三方平台等)接入服务器：整合各种前端设备，将不同厂家不同平台的前端设备通过RTSP或者SDK的方式接入本系统，以实现多种前端摄像机、已有平台的统一接入，供本平台内其他模块统一调用，并以轮询的方式监听前端设备，如有异常测产生报警信号。中心服务器:平台的核心控制部分，实现了与客户端的信令交互、通过JobKeeper云调度系统来调度云集群节点处理各项任务、并实现对整个平台的统一管理和监控。a）用户管理功能：根据用户信息表，管理用户登录、用户的权限，可以管理用户信息、增删用户等。b）前端信息采集设备管理功能：根据摄像机和用户的权限，管理当前用户所能涉及的前端设备状态、节点运行状态，并进行实时的更新。c）与用户和前端设备的信息交互功能：更新前端信息，并根据客户需求进行对前端设备调度，以及对JobKeeper的任务分发。同时，进行信息数据的处理，以完成整个平台的调度工作。d）对服务器集群进行统一的调度管理，获取每台机器的运行状态。根据机器的运行状态进行自动调度和部署，负载均衡，提高机器的使用率，进而提高服务器的梳理效率。e）解决服务器集群信息处理的冗余状态，查错排错，保证系统的无人值守、自动生长的高效性。存储服务器集群：使用cStor云存储系统，提供统一的存储资源池，用以存储关键数据，提供历史视频的回看以及相关数据的下载服务。同时，支持网络挂载盘符的模式，以满足整个平台中其他模块的存储需求。处理服务器集群：大致可以分为接入分析、数据处理和结果分发三个子模块，主要负责对完成对接入视频的各项处理任务，诸如：内容识别、实时转码、录像存储等，再将处理好的结果发送至流媒体服务器和存储服务器。流媒体服务器：以流媒体服务器的形式对外提供标准的RTSP流媒体服务，用户根据相应的流媒体RTSP地址，即可实时地获取系统处理完后的实时视频数据，以供监控和远程访问。采用虚拟IP技术，备份冗余机制，针对公网和内网不同的访问需求提供不同的码流推送。客户端：支持windows、linux、ios、android等主流操作系统，提供B/S和C/S架构客户端，控制视频解码上墙等，实现与用户的直接交互。3系统方案方案采用信令流和数据流分离的方式，在标准X86(X64)服务器集群上部署存储、处理、调度等软件系统，形成一个整体的云视频监控解决方案，实现对现有视频监控资源的整合。采用云处理和云存储技术，有较高的扩展性和容错能力，解决服务器单点故障问题，降低升级和维护成本。3.1系统逻框图本云视频监控平台，是在服务器集群上部署一整套基于云架构的视频处理软件，下图为系统逻辑框图，其核心内容是对接入的海量视频的实时处理分析。图3-1系统逻辑架构框图系统基于云计算的模式，采取海量分布式JobKeeper云调度架构，以集群的形式共同对外服务。以实现诸如视频内容识别、云端转码、智能分析等实时数据、动态伸缩等需求。最后将处理好的图像信息以流媒体的形式输出，并提供给上层各类应用对应的接口。资源层：包括摄像头、卡口等前端数据采集设备所采集到的原始视频图像数据，以及响应业务信息，如：人力、车辆、区域分布等资源信息。接入层：整合数据资源、业务资源、存储资源，使其符合系统标准，实现不同资源的接入。数据存储层：即cStor云存储系统，提供海量的存储空间，以备历史数据的回看与处理。数据处理层：即cProc云处理系统，提供高效的视频转码、内容识别等大规模数据处理能力。数据分发：以流媒体服务器的形式提供标准的RTSP流媒体输出，可以支持高并发访问。API层：提供API接口，实现上层应用对底层资源的透明操作，提供业务应用的开发支持。调度控制层：实现对以上各层的综合调度与控制，以实现整套系统机制。应用层：主要包括实时监控、调阅查询、内容识别等视频相关应用，为用户提供友善的界面、人性化的操作方式，能够让用户简单高效的监控多个视频源。功能如下：信息采集设备的管理，监控控制端对视频中心服务器中的设备数据库进行操作，实现添加和删除系统中的卡口和摄像头。用户管理，监控控制端对视频中心服务器中的用户数据库进行操作，实现用户注册、注销以及权限设置。按时间检索历史记录，提供按时间检索记录的窗口，向视频中心服务器发送检索命令，获取历史记录的相关信息。历史记录回放，根据历史记录的相关信息，播放cStor中的历史记录。录像，监控控制端通过中心服务器向存储管理端发送录像命令，存储管理端控制设备进行录像，获取的数据直接存储到cStor中。3.2子系统描述3.2.1接入系统接入子系统简介前端设备主要包括：模拟摄像机、网络摄像机、第三方平台等。根据完成的功能不同，可以将接入服务器系统中交互的内容分为数据流和信令流。网络摄像机网络摄像机模拟摄像机第三方平台接入服务器处理服务器信令流数据流中心服务器图3-2接入系统示意图数据流主要分为三部分，其中支持标准RTSP协议的摄像机可以直接将视频流传输给处理服务器集群；对于不支持RTSP的摄像机，则通过集成监控设备商的SDK以支持其私有协议（如：海康威视早期的DVR），再将视频数据重新编码成标准RTSP流发送给本“平台”；第三方平台中的摄像机可以经平台SDK获取摄像机的url，使用该视频流地址获取数据流。视频流接入到平台后，再发送到流媒体服务器，从而实现了不同的客户对同一路流的访问，并且减轻了前端摄像机的压力。 图3-3数据流3种情况信令流主要是完成命令的分发，使接入服务器在中心服务器的调度下完成各项功能。对于前端设备中的带云台的摄像机，中心端发送云台控制信令，然后接入服务器通过各个不同厂家的SDK完成各种云台操作，如云台上下左右转动、设置预置点、调焦、调距、光圈放大缩小等。对于第三方平台里的摄像机，中心端可以像接入服务器获取所有设备的列表，并获取某一路的url。另外，接入服务器还会以轮询的方式监听前端设备，检查所有前端设备在线、不在线、视频信号是否丢失等状态，并及时向中心服务器返回设备的异常状态，使“平台”能更好的实时监控所有设备的状态。接入服务器主要功能接入服务器主要是配合中心服务器来完成一些需要直接操作前端设备或第三方平台的任务。通过整合不同厂家的SDK，使中心服务器可以更好的统一管理所有的设备。接入服务器完成的主要功能如下：获取设备参数信息：接收中心服务器发来的请求，通过前端设备厂家的协议获取设备参数信息，反馈给中心服务器。状态信息轮询：轮询前端设备的状态，及时获取前端设备是否掉线，反馈给中心服务器，由中心服务器告警、记录、显示。云台控制协议转换：将系统接收的用户控制信令转换为设备厂家对应的协议，并发送给前端设备，从而使用户实现云台相关功能的控制，例如云台上下左右转动，设置预置点，调节焦距、光圈等。接入第三方平台：提供系统与第三方平台的协议转换，实现无缝对接。通过接入第三方平台的前端监控设备，实现云台控制。获取视频数据流的地址，以及第三方平台设备的列表、信息、状态。对少量的不支持标准协议且不提供linuxSDK的前端设备，有针对性的接入，采用SDK接收流并转换成标准协议的数据流。设备远程参数配置：提供对前端设备的视频参数配置和网络参数配置功能，从而可以按用户需求来设置前端设备的参数。视频参数配置包括码流类型、分辨率、码率类型、码率、帧率、视频编码类型等。网络参数配置包括网卡类型、设备ip地址、DNS服务器地址、多播地址、HTTP端口号、RTSP端口号等。3.2.2存储系统存储客户端存储客户端流媒体服务器cStor存储集群中心服务器JobKeeper信令流数据流rtsp流图3-4存储系统示意图存储系统包括cStor存储服务器集群和流媒体存储客户端软件两部分。流媒体存储客户端软件部署在处理服务器集群上，由JobKeeper调度，将网络视频流按固定时间保持为文件，并通过cStor客户端写入存储集群；cStor云存储服务器集群提供海量的存储空间，通过cStor客户端挂载到处理服务器和流媒体服务器，这样视频存储和视频处理程序就可以访问海量的存储空间。流媒体存储客户端流媒体存储客户端提供了将标准rtsp流保存为文件的功能，并按一定时间(如30分钟)打包成一个视频文件存放在cStor上。与转码任务流程一样，当用户请求对某一路视频进行录像后，中心服务器通过JobKeeper统一调度资源，根据存储服务器集群的工作状态，选择负载较小的服务器，建立一个存储任务，存储客户端程序将标准rtsp流经过分析后，重新打包成视频文件，保存下来的视频文件存放在云存储集群cStor上，从而提供了对高清视频的海量存储。将这些视频文件挂载到流媒体服务器上，当用户想要查看某一路的历史视频时，就可以很方便的访问到cStor上的这些文件。cStor云存储系统cStor云存储系统是9年来不断积累研发的高科技产品，是国内最早实现并保持领先的云存储系统，整套系统包括软件与硬件，是一个海量的云存储平台。与传统的大规模存储系统相比，它具有构建成本低、性能高效可靠、使用简单方便的特点。在需要存储大量数据（如视频数据、业务数据等）的应用场合，可以大幅提高存储系统性价比。与目前国际上知名的Google、Amazon等云存储相比，具有更高的性价比、更低的能耗、更加通用和更方便的使用模式。图3-5cStor云存储系统.1cStor主要优势超低成本——系统中采用廉价的大容量存储服务节点，通过cStor系统软件实现统一管理和容错，提供高效、稳定服务。与使用专用服务器相比，可以将系统构建成本节省5-10倍以上，且规模越大，优势越明显。高性能——cStor采用了高效的数据读写技术和文件查询技术,支持高并发、高带宽，数据在多个节点上并行读写，服务器自动均衡负载，系统性能随节点数增加而线性增长。超高可靠性——支持多重数据保护，包括磁盘级的数据冗余，节点级的数据冗余等。存储节点的数据具有多个副本（默认为3个，可设置）。任意节点出现故障，系统将会自动复制数据副本到新的节点上，不会丢失数据。元数据管理节点采用双机镜像模式容错，如果有一节点出现故障，另一节点自动接替之。绿色节能——自主研发的超低功耗云存储硬件节点，主板尺寸为20cm*20cm，功耗仅为10W左右（不含硬盘），比业界的200W低10几倍。超高集成度——由于解决了能耗的问题，散热不成为集成度的瓶颈，因而可以在1个标准的42U机架上集成多达80个存储节点，总容量高达1024TB。易扩展性——可以在不停止服务的情况下，动态加入新的存储节点，无需任何操作，即实现系统容量从TB级平滑扩展到PB级；也可以摘下任意节点，系统自动缩小规模而不丢失数据，并自动将摘下的节点上得数据备份到其他节点上，保证整个系统数据的冗余数。.2cStor系统构架与传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网、和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心，通过应用软件来对外提供数据存储和业务访问服务。云存储系统的结构模型由存储层、基础管理层、应用接口层以及访问层等四层组成，如下图1-1所示：图3-6存储系统的结构模型下面对各层的功能描述做一下说明：存储层：存储层是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备，可以是NAS和iSCSI等IP存储设备，也可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布多不同地域，彼此之间通过广域网、互联网或者FC光纤通道网络连接在一起。存储设备之上是一个统一存储设备管理系统，可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。基础管理层：基础管理层是云存储最核心的部分，也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设备之间的协同工作，使多个的存储设备可以对外提供同一种服务，并提供更大更强更好的数据访问性能。CDN内容分发系统、数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户所访问，同时，通过各种数据备份和容灾技术和措施可以保证云存储中的数据不会丢失，保证云存储自身的安全和稳定。应用接口层：应用接口层是云存储最灵活多变的部分。不同的云存储运营单位可以根据实际业务类型，开发不同的应用服务接口，提供不同的应用服务。比如视频监控应用平台、IPTV和视频点播应用平台、网络硬盘引用平台，远程数据备份应用平台等。访问层：任何一个授权用户都可以通过标准的公用应用接口来登录云存储系统，享受云存储服务。云存储运营单位不同，云存储提供的访问类型和访问手段也不同。3.2.3处理系统处理子系统综述图3-7存储/处理模块图上图描述了存储/处理模块的工作流程与各个分模块之间的关系。前端设备采集信息接入服务器，Jobkeeper与存储服务器和处理节点进行交互。处理服务器集群根据客户需求对采集到的信息进行实时处理，在Jobkeeper的综合调度控制下，处理节点进行分布式计算，完成内容识别、云端转码、数据分析等任务。存储服务器集群和处理服务器并行处理采集到的信息，存储客户端软件将采集到的信息实时存储到cStor云存储集群中。处理节点组通过RPC的远程调用获取各自节点的任务处理目标，并实时的和处理节点上的任务处理目标进行对比，控制程序的执行和结束。处理节点组会在一个设定的心跳间隔内主动的和管理节点组联系一次，报告节点存活状态。如果在若干个心跳间隔后管理节点组仍然没有获取到处理节点心跳报告，那么该处理节点将会被踢出处理节点组，同时该节点处理的所有处理任务也会被重新调度。随着集群处理数据量的不断增大，处理节点组提供了简单高效的自动化部署方案，当新机器加入处理集群后，会主动的与管理节点组同步心跳信息，从同一配置服务器ZooKeeper上获取相关配置信息，通过WebServer服务获取任务列表，开始执行数据处理工作。云端转码由于视频转码计算量很大，单一的计算机不可能实现整个监控系统内的摄像头实时视频数据的转码。cVideo研发了云端转码技术，将视频转码计算放大云端，实现整个系统内的实时视频转码，以满足用户对不同分辨率，不同码流，不同终端的使用需求。视频接入模块首先将不同厂家的前端设备接入进来，对于支持RTSP的采集设备，我们利用标准的流媒体协议接口实现视频和音频数据的传输。对于不支持RTSP的采集设备，我们利用设备厂商提供的SDK进行接入。然后在cProc云计算平台上利用高效的转码技术，将采集到的高清视频信号解码后再重新编码，在满足用户需求的同时降低对网络带宽的消耗。同时将转码后的视频流推送给流媒体服务器分发出去。这样可以提供给终端不同分辨率需求的视频流，支持常用的音视频编码格式，支持标准解码器解码，从而支持常用播放器的播放(如支持网络功能的MPlayer、VLC等)。图3-8云转码流程智能识别前端设备将采集到的视频等信息将数据存储至云处理集群并进行相应的云存储处理。当客户端需要视频转码或者智能识别时，通过JobKeeper调度云处理集群中的各个处理节点，节点收到查询请求后进行不同的处理，并将处理后得到到的数据结果交付给客户端；而如果是视频数据，则通过流媒体服务器返回给客户端。自主专利的智能图像检索采用先进的图像处理技术并结合模式识别对已有的海量视频进行事件检索，实现了对事件发生视频的切片回放、运动帧提取和对象跟踪。目前可以对烟、火、运动物体、遗留物、车辆统计和特定行为等情况下的识别达到很高的识别度。.1车流量统计为了获取精确的车流量统计结果，我们首先采用当前效果较好的GMM算法对背景建模，提取道路上行驶的车辆轮廓信息。但是由于该算法自身的缺陷，会将现实场景中噪声、阴影当做车辆的一部分，给车流量统计带来很大误差。为此，我们研发出一种可以去除阴影及噪声的方法，效果如下：原始图像GMM检测的车辆去除阴影/噪声的车辆图3-9阴影消除算法其中，图3-9中的右侧图灰色为背景，红色为GMM检测中误认为是车辆的部分，该部分主要为阴影及噪声。该方法可以很好的避免传统方法中容易将车窗或深色车身误检为阴影的问题。基于此算法就可以非常方便和准确的获取到车辆的轮廓，再根据摄像头与车辆之间的拍摄夹角，将车辆轮廓映射到伪三维上，就可以重建出车辆的三维轮廓图，即使多辆车之间存在遮挡、粘连都可以准确的计算出车的数量，如图3-10所示。图3-10基于伪三维的车辆轮廓重建及计数.1车辆排队长度和车辆测速车辆排队长度的难点在于，如何准确的自适应测量车队首尾之间的距离。比较准确的方法是采用摄像头标定的方法，我们利用实际场景中的建筑物、道路标线等参考信息，经过较复杂的数学逻辑，推导出如何将二维图像中的距离信息映射到三维世界坐标系中的数学公式，从而可以通过图像上的像素距离，计算出实际场景中的距离。这样就可以轻松获得车辆排队长度，给广大车主提供有效道路信息。基于视频的车辆测速属于新兴技术，不需要像传统测速那样在地底下铺设感应线圈，方便而实惠。而车辆测速同车辆排队长队一样，需要用摄像头标定，计算车辆在某段时间内，行驶的实际距离。有了标定技术，车辆测速也就迎刃而解了。图3-11交通道口车流检测统计处理子系统功能描述大致可以分为接入分析、数据处理和结果分发三个子模块，主要负责对完成对接入视频的各项处理任务。标准视频流接入：将标准rtsp视频流接入并实时转发到流媒体服务器，提供后续转码、识别、存储等。非标准rtsp视频流的接入：使用厂商提供的SDK接入视频流，并重新封装成标准流，然后通过流媒体服务器实时转发。少量的厂商不提供linux平台SDK的视频流，由接入服务器完成有针对性的转换。内容识别：利用计算机通过图像处理和分析理解画面内容将安保人员从繁重的监控任务中解脱出来。实时转码：将视频转码计算放到云端，实现整个系统内的实时视频转码，以满足用户对不同分辨率，不同码流，不同终端的使用需求。视频数据存储录像：将处理转换后的标准视频流进行实时存储，按时间段保存为视频文件并保存到存储服务器上，以提供日后回调查看。状态监控：监控各个处理节点的运行状态，负载均衡，高效工作。3.2.4中心调度管理系统中心调度管理系统架构图：图3-12中心服务器架构图根据图3-12系统架构图所示，中心调度管理系统是系统的一个重要的部分，它是系统的枢纽，用来联系系统的其他不同模块，把他们有机的联接在一起。系统设备中心调度管理系统设备主要包括：数据库集群服务区、Web服务器集群、JobKeeper处理服务器。.1数据库集群服务器它主要保存设备信息、用户信息和配置信息，同时集群还有镜像配置、双机热备份功能，当数据库集群出现问题，能够快速的进行无缝的切换，保证正在使用的用户不受影响，同时数据库镜像使得系统管理人员升级数据库的时候，不影响系统正常的使用，从而将升级维护和使用分离开来，增强了系统的灵活性。.2Web服务器集群Web集群主要采用Apache和LVS负载均衡来构建，Apache主要提供项目运行需要的web容器，web容器中的实体通过接受用户的每次操作请求并处理，将结果返回给操作用户，为了保障Apache的稳步运行，我们通过使用LVS强大的可伸缩性、管理性、可靠性来管理WebServer的集群服务器，从而合理分配系统资源，分担各服务器压力，保障用户的稳定的使用。JobKeeper服务器如何保证在云计算平台中部分硬件或软件发生故障的情况下仍不影响系统的正常运行；如何保证在云计算平台中高效稳定的合理化分配和执行任务，同时能够完全解决系统单点故障问题，负载均衡，自动调度与部署的高效云调度平台，这就是JobKeeper服务器最大的作用。.1JobKeeper系统架构图3-13Jobkeeper架构图上图中对Jobkeeper进行了分层，对每层进行具体阐述应用层：一组用于管理和结果反馈的显示组件。是整个系统面向用户和开发人员的基础承载。业务层：对于应用层的相关功能的业务化，数字化处理，用于将应用层的需求任务进行规则化划分，形成统一的处理化模式。数据处理层：独立的数据处理程序，是对不同需求数据的统一处理方案，由JobKeeper调度平台进行统一的配置管理。存储层：存储数据的处理结果集或其他中间结果集的单元。虚拟化资源层：将机器进行虚拟化，形成更大范围的服务集群。.2JobKeeper调度流程图3-14调度平台任务流程图当用户在应用层下发任务给管理节点，管理节点调度机器处理任务，将任务扔给具体的处理节点，处理节点将结果返回给管理节点，管理节点整理结果，而后返回给应用层。服务器节点组：负责对处理节点的系统信息以及任务处理信息进行实时的跟踪和保存，对应的信息镜像存储在基于cStor或者NFS服务的存储系统上。处理节点组：通过RPC的远程调用获取各自节点的任务处理目标，并实时的和处理节点上的任务处理目标进行对比，控制程序的执行和结束。处理节点组会在一个设定的心跳间隔内主动的和管理节点组联系一次，报告节点存活状态。.3Jobkeeper特点高可靠性：采用“多主多备，负载均衡”的管理节点，从而保证无论管理节点还是处理节点都不存在任何单点故障问题。低依赖性：采用模块化设计思想，通过统一化配置和API接口的方式向用户提供服务。低干预性：采用基于事件化的统一管理模式。在系统无人值守的情况下自动完成故障处理等功能。高实时性：在机器性能允许的范围内，所有任务的控制工作基本都在秒级完成，具有前所未有的高效性。中心调度系统功能描述用户管理功能：根据用户信息表，管理用户登录、用户的权限，可以管理用户信息、增删用户等。设备管理功能：根据摄像机和用户的权限，管理当前用户授权的前端设备状态、节点运行状态，并进行实时的更新。智能识别功能：调用后台智能识别的相关功能，通过浏览器的访问方式来展示智能识别的结果。服务器状态监控：定期轮询服务器，检测他们的状态，保证服务器稳定运行。实时监控：通过Jobkeeper调度任务，分发任务处理，获得接入的视频流，同时通过和接入服务器的交互完成云台、速度等相关的设备控制。移动接口：为了保证适应移动设备不同的分辨率，我们要对其进行实时解码，通过Jobkeeper来分发转码任务，返回转码的地址流，反馈给移动客户端。日志管理：完备的日志记录，可以了解系统的运行状况，以及现系统的bug，对调试等都有很大的帮助。中心调度系统主要任务.1浏览器请求当浏览器客户端的用户发送请求给服务器。当用户通过浏览器访问系统操作时，每一步操作都会向WebServer传送服务请求信息，中心服务器调度对应的处理模块进行处理，处理结束后将结果返回给前端用户，前端用户通过浏览器就能浏览到处理结果。.2移动客户端请求当用户使用移动客户端访问时，客户端通过为Ipad，android等移动客户端提供一系列的服务接口，相当于服务转接处理，来完成对于功能的调用，例如移动客户端在登录时候进行身份认证，获取用户授权操作的设备列表，需要处理操作设备的视频流等等，这些服务都是通过中心服务器的移动接口来完成的。系统结构解析中心服务器采用的是J2EE的三层架构实现，J2EE是广泛认可的一个工业标准。它利用了Java2平台的技术优势，为企业提供系统整体解决方案的开发、部署和管理等相关问题的一套完整的体系结构。系统主要分为表现层（UI）、业务逻辑层（BLL）、据访问层（DAL）的架构设计；.1表现层（UI）通俗讲就是展现给用户的界面，表现层我们主要采用JSP+JqueryAjax来实现。其中JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags来封装产生动态网页的处理逻辑。它将网页逻辑与网页设计和显示分离，支持可重用的基于组件的设计，使基于Web的应用程序的开发变得迅速和容易，使得系统具备多平台支持和强大的可伸缩性。AJAX即“AsynchronousJavaScriptandXML”（异步JavaScript和XML)，它用于创建更好更快以及交互性更强的Web应用程序的技术，它的最大优点，就是能在不更新整个页面的前提下维护数据。这使得Web应用程序更为迅捷地回应用户动作，避免了在网络上发送那些没有改变过的信息。.2业务逻辑层（BLL）这层主要针对具体问题的操作，也可以说是对数据层的操作，对数据业务逻辑处理，业务层我们主要采用Struts2+Spring+Hibernate来实现，相关的接口实现还采用了XMLRPC技术和Socket套接字。Struts2是MVC的一个优秀框架，MVC即Model-View-Controller的缩写，是一种常用的设计模式。MVC减弱了业务逻辑接口和数据接口之间的耦合，以及让视图层更富于变化。Struts是MVC的一种实现，它将Servlet和JSP标记（属于J2EE规范）用作实现的一部分。Struts继承了MVC的各项特性，并根据J2EE的特点，做了相应的变化与扩展。Spring主要提供的IoC容器，我们可以将对象之间的依赖关系交由Spring进行控制，避免硬编码所造成的过度程序耦合。用户不必再为单实例模式类、属性文件解析等这些很底层的需求编写代码，可以更专注于上层的应用，同时我们可以从单调烦闷的事务管理代码中解脱出来，通过声明式方式灵活地进行事务的管理，提高开发效率和质量。Hibernate是一个ORM框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库，采用统一的接口来操纵任何主流的数据库，增加了项目的可移植性。xmlrpc是使用http协议做为传输协议的rpc机制，使用xml文本的方式传输命令和数据。一个rpc系统，包括两个部分:客户端—用来向服务端调用方法,并接收方法的返回数据;服务端—用于响应客户端的请求，执行方法，并回送方法执行结果。它是一种分布式方法调用技术。.3数据访问层（DAL）该层所做事务直接操作数据库，针对数据的增添、删除、修改、查找等。数据库层采用MYSQL集群，对并发处理和大数据量处理提供可靠支撑，同时数据库采用双机热备，在出现故障的情况下能够自动切换，保证系统的正常运行，提高了系统的稳定性。3.2.5流媒体服务器集群流媒体服务器作为流媒体应用的核心系统，是视频监控系统向用户提供视频服务的关键平台。其主要功能是提供RTSP/HTTP流媒体服务，其中RTSP提供实时视频流及录像回调视频流，HTTP则只提供录像回调视频流。流媒体服务器集群主要功能负载均衡、高并发访问：通过负载均衡各节点运行状态，提高系统工作效率，满足系统的高并发访问需求。监控视频流实时转发：前端视频数据经处理系统处理后，流媒体服务器将处理后的监控视频流进行实时转发给用户，满足各种客户端需求。历史视频数据流化推送，提供录像调回的视频流推送服务。服务器状态（负载、链接数）等信息获取。流媒体服务器集群系统构架以集群的形式对外提供负载均衡的标准RTSP流媒体并发推流服务，用户根据相应的流媒体RTSP地址，即可实时地获取系统处理完后的实时视频数据和存储的历史视频数据，以供监控和远程访问。本系统输出为标准RTSP视频流，通过构建流媒体服务器集群和负载均衡机制，使得多台流媒体服务器可以共同对外提供服务，支持高并发访问。流媒体分发系统流媒体分发系统内网PC客户端移动终端电视墙视频矩阵APN公网移动终端图3-15输出子系统描述针对PC机和解码上墙，此类需求一般为高清码流，因此布设在环保视频专网内，走局域网保证清晰度和实时性。针对移动终端，由于其会经过公网，因此采用APN方式连接，APN的英文全称是AccessPointName，中文全称叫接入点，是移动终端上网时必须配置的一个参数，它决定了移动终端通过哪种接入方式来访问网络。如：使用联通的3G网络（WCDMA），使用APN接入方式并于其鉴定协议，就可根据用户名判定，生成虚通路连接进入环保视频专网，从而通过流媒体服务器获得视频流。处理模块处理模块存储模块中心服务模块流媒体服务器信令流数据流终端设备图3-16流媒体服务器集群系统构架图LVS负载均衡流媒体服务器集群采用LVS负载均衡来进行管理，对外提供虚拟网络服务。在服务器中设置一台负载均衡服务器，使用一个虚拟IP地址连接所有节点服务器，所有应用程序都使用该虚拟IP地址作为服务器集群地址。用户通过虚拟IP地址（VirtualIPAddress）访问服务时，访问请求的报文会到达负载调度器，由它进行负载均衡调度，从一组真实服务器选出一个，将报文的目标地址VirtualIPAddress改写成选定服务器的地址，报文的目标端口改写成选定服务器的相应端口，最后将报文发送给选定的服务器。真实服务器的回应报文经过负载调度器时，将报文的源地址和源端口改为VirtualIPAddress和相应的端口，再把报文发给用户。图3-17LVS应用架构为解决负载均衡服务器发生故障后整个集群瘫痪问题，我们配置了两个负载均衡节点，它们以“主/从”模式配合工作，平时只有主负载均衡服务器在工作，从负载均衡服务器在待命；一旦主负载均衡服务器宕机，从负载均衡服务器马上进入工作状态。要实现负载均衡，所使用的软件有heartbeat和ldirectord；ldirectord（LinuxDirectorDaemon）可以对服务和物理服务器进行监测，被广泛地用于http和https等服务。它是专门为LVS（LinuxVirtualServer）监控而编写的，不仅能从heartbeat的配置文件/etc/ha.d/xxx.cf中读取所有有关IPVS（IPVirtulServer）路由表配置的信息，还可以方便地被heartbeat管理（比如由heartbeat来启动和停止ldirectord服务）。heartbeat可以通过以太网（或者串行接口）来监控节点的健康状况。如果有多个heartbeat节点（heartbeat2.0及后续版本已经能够支持两个以上节点），我们既可以使用串行线又可以使用以太网连接它们，这样将大大提高系统的可用性。3.2.6终端设备 终端设备包括移动终端、PC终端和大屏终端，主要功能有显示视频设备列表、播放视频流、与用户交互云台控制、多路视频播放等。客户端监控流程移动客户端包括ios客户端和android客户端，实现了用户登录，获取设备群组及设备信息列表，向中心服务器请求实时视频流地址，以及解码并显示视频流等。登录操作登录操作登录首页中心服务器移动客户端获取设备列表列表及播放页面列表及播放页面点击某路视频获取视频实时地址解码、转化成图片视频播放流媒体服务器集群请求视频流实时视频流图3-18移动终端系统示意图客户端与中心服务器通过JSON协议进行交互，用户登录后服务端返回一个UserID，以后各次请求数据将以这个UserID作为识别依据。用户点击某个视频控件之后，客户端向中心服务器发送请求该路设备的实时视频流地址，而后中心服务器对前端设备调度，以及对JobKeeper的任务分发，得到处理之后的地址返回给客户端。客户端根据这个地址向流媒体服务器集群请求实时视频流，而后进行RTSP解码，转化成可以显示的图片，通过客户端页面控件显示出来。当用户在视屏播放窗口进行上、下、左、右、放大、缩小手势时，相应地将向摄像设备发送向上、向下、向左、向右、放大焦距、缩小焦距等命令。当我们计划在主线程完成很多工作的时候，程序将消耗很多资源，用户一直在等待，可能系统也会强制关闭客户端；借助多线程的好处，我们把任务分开到不同的后台线程，这样可有效提高客户端的体验效果及性能，增强程序的实时处理能力。由于主线程控制着页面显示功能，解码、处理等步骤在新线程中运行，保证了程序稳定可靠，不出现卡顿的现象。客户端功能描述用户管理功能：根据用户信息表，管理用户登录、用户的权限，可以管理用户信息、增删用户等。设备管理功能：根据摄像机和用户的权限，管理当前用户授权的前端设备状态、节点运行状态，并进行实时的更新。智能识别功能：调用后台智能识别的相关功能，通过浏览器的访问方式来展示智能识别的结果。服务器状态监控：定期轮询服务器，检测他们的状态，保证服务器稳定运行。实时监控：通过Jobkeeper调度任务，分发任务处理，获得接入的视频流，同时通过和接入服务器的交互完成云台、速度等相关的设备控制。移动接口：为了保证适应移动设备不同的分辨率，我们要对其进行实时解码，通过Jobkeeper来分发转码任务，返回转码的地址流，反馈给移动客户端。日志管理：完备的日志记录，可以了解系统的运行状况，以及现系统的bug，对调试等都有很大的帮助。录像回调：调阅已经录制的录像。监控大屏幕：控制解码器，将制定视频流推送给解码器，解码上墙。4建设方案4.1建设方案拓扑图系统建设拓扑图如下所示：图4-1系统建设拓扑图系统对前端的交管局、交通局、公安局、城市高点监控、道路图像监控“320”工程等现有视频监控前端和平台进行对接，实现上万路的视频接入。对上述视频监控平台的视频接入后，经过集群处理，实现转码处理、智能识别、解码上墙和数据存储回看等功能，以满足不同终端的访问需求、实现车流统计等交通数据的提取、对关键数据进行存储、以及实现大屏控制等功能。4.2软硬件部署4.2.1部署方式系统的硬件为多台基于X86架构的同构服务器组成的集群，因此硬件部署可以根据实际情况，分为集中部署和多点部署两种形式。而软件则安装在每台服务器上即可。其中，集中部署是指将系统的所有硬件设备集群部署在同一个地区或者机房中，集中部署的优势是：安装和维护相对容易，运维开销相对较小。多点部署是指将系统的所有硬件设备集群，部署在多个地区或机房，使得每个独立的地区或机房都可自行成为一个服务点，多点部署的优势在于不会因为某一机房中心出现网络或供电等问题而服务中断，可靠性较高4.2.2服务器设备和软件规划综合视频监控平台，需要并发动态接入交管局、交通局、公安局、城市高点监控、道路图像监控“320”工程等平台中总计500路视频信号，其中最高并发接入100路320平台视频、100路交管平台视频、其它300路。平台最高实时转码300路720p监控视频，智能分析不超过50路，上墙24路高清和96路D1，其余的为存储、回看、转发等。经过流媒体服务器后，用户的并发访问量为800路720P，或1600路D1信号。接入服务器部分需要2台服务器做设备状态检测、设备信息获取、云台控制、平台接入等功能，前端监控设备和平台的协议转换，提供控制信令流的转发和路由。处理服务器部分转码、智能识别、存储都需要接入的源视频流，所以在视频流接入系统后由处理服务器实时转发给流媒体服务器，提供并发访问，并发接入转发300路720p视频流需要2台服务器处理（按平均码流4Mbps算，千兆网卡可承受200路左右视频流）；而对320平台和交管海康平台采用转码接入方式，将接入的视频流实时转码成标准流并实时转发，共200路720p，需要17台服务器。转码和智能识别处理时，输入的视频流的参数和输出的视频流的参数，以及识别内容等都会影响所占用的系统资源。平均单台处理服务器的可并发转码处理12路或智能识别8路高清720p视频流。系统需另外实时转码100路高清视频提供给移动终端访问和智能识别50路高清视频流，需要15台处理服务器；云调度JobKeeper管理节点需要3台（互为主备）服务器，复用部署在处理服务器上。综上，接入、处理、分发部分需要34台服务器。流媒体服务器部分系统并发的源视频流（由前端接入）为500路720p（提供给转码、识别、存储模块使用），同时流媒体服务器需提供针对用户的800路高清720p的并发推流能力，共需6台服务器搭建流媒体服务器集群，提供负载均衡，其中有2台服务器兼做负载均衡调度节点，互为主备。中心服务器部分共需2台服务器：2台服务器做中心管理调度，并提供web客户端以及http协议的用户接口。这两台服务器兼做负载均衡调度节点，互为主备；同时部署数据库服务器，作镜像热备配置存储部分目前存储需求量不大，仅为按需关键数据存储，建议配置cStor经济型云存储，100TB的裸容量，按2：1冗余备份，实际有效容量为50TB，后期可根据需求增加扩容，十分方便。初步部署为5台服务器，其中：2台元数据管理节点，互为主备；3台数据存储节点，可以通过新增硬盘或新增存储节点动态扩容。规划综述综上所述，该方案共需49台服务器。其中，接入服务器需要2台，34台服务器部署云处理及云调度系统，6台服务器用作流媒体服务器部分，2台服务器用作中心处理服务器部分，另外5台部署云存储系统。同时，49台服务器需要4个集群集成套件（由于每个集群集成套件可装载12台左右，49台服务器需要4个集群集成套件）4.3网络通信部署4.3.1与第三方平台的通信部署系统的接入服务器对第三方SDK进行了整合，实现与前端平台进行信令交互，如：获取设备列表、云台控制、获取设备视频流地址等。在获取到设备列表和信息后可以两种方式获取视频流，一是在处理服器中整合第三方流媒体SDK获取视频流，同时使用其提供的SDK解码，然后重新编码成标准流并实时转发。该方式缺点是对所接入的视频流进行转码处理，需要增加服务器数量。另一种方式是利用获取到的设备信息直接从前端设备取标准视频流进行处理，缺点是会增加前端网络压力，同时若不能直接访问到前端设备则不可行。4.3.2与第三方平台的网络部署第一种方案是通过网闸、网关等设备，将不同网段下的各个委办局的视频源IP和端口映射到同一子网内，这样可以与我们的系统处于同一网段，视为局域网处理。并将系统的中心服务器及流媒体服务器映射到外网，供外网用户访问取流。第二种方案是将与其它平台对接交互的接入服务器和处理服务器进行多网卡配置，分别接入不同的网络，缺点是对接的平台越多单台服务器所配置的网卡越多，同时交换机等设备和网线也会增加，导致部署复杂、可接入的平台数量有限。最后一种方案是指定部分服务器处理某个平台的接入，缺点是资源利用率会降低。4.3.3与移动终端的通信部署需要与运营商达成协议，使用3G和APN技术，建立虚通路接入系统，实现移动终端的访问和控制，同时保障网络安全和保密要求。4.4维护制度试运行期间，我方安排工程师在维护点现场上班，进行运行维护我方在工程交付时提供操作说明等资料，并安排培训在工程交付后，按甲方的要求进行定期现场维护系统使用过程中若出现故障，我方在第一时间提供技术支持，若远程协助不能解决，将安排工程师在24小时内到达现场提供服务现场维护时，若需要硬件维护、升级等操作，需要进入服务器设备所部署的机房进行操作；若需要软件维护，需要接入系统所在的网络，或在该网络上的某个维护点的工作站上进行维护操作4.5前端设备命名系统具有设备管理功能，用户可以再客户端上进行查看和管理。摄像机设备在接入系统后录入厂商、型号、类型、名称、ip地址、经纬度等属性信息，同时经由第三方平台的设备在同步到设备列表后有对应的属性进行区分，用户在客户端中可以查看设备所属平台的信息。系统对所接入的视频的命名由录入时用户指定，并且，在设备管理中可以修改。用户可以自行定制设备组并和用户组、权限组进行关联，自由地使用系统。4.6建设周期系统开发周期、安装周期、试运行周期各为1个月，另外，针对无线网络优化功能需要额外3个月的开发时间。4.7应用接口和对接系统对GIS系统、综合调度系统，以及其他第三方上层应用平台提供开放的标准协议接口，这些系统或应用可以通过我方开放的协议来调用视频平台资源。其中视频的数据流支持标准的RTSP协议，凡是支持RTSP/RTP标准流协议的播放器均可解码播放，同时，我方也提供播放器插件协助上层应用开发；信令控制流则是基于标准HTTP协议，按JSON封装。调取系统视频的流程如下所示：登陆到平台获取设备列表请求某个设备的视频流从返回的视频流地址获取视频流解码播放5.报价清单见附件（中国）有限公司文档名称PAGEPAGE146.联系方式高速公路远程视频联网监控技术方案目录第1章总体方案设计 11.1项目背景分析 11.2项目总体要求 11.3系统设计思路 11.4系统建设目标 31.4.1京福高速视频接入 31.4.2济青视频监控接入 41.4.3济南绕城模拟视频接入 41.4.4无线视频接入 41.4.5卡口可视指挥系统接入 51.5总体架构设计 51.5.1视频传输设计 61.5.2高速集团零点监控中心接入 71.5.3高速股份监控中心接入 71.5.4济南监控中心接入 71.5.5无线视频接入 81.5.6卡口视频接入 81.5.7监控中心设计 91.5.8流媒体转发设计 101.5.9视频矩阵设计 101.6系统总体功能 111.7系统设计依据 11第2章监控平台设计 132.1监控平台概述 132.2平台架构设计 142.2.1设备资源层 142.2.2设备接口层 142.2.3调度管理层 152.2.4业务支撑层 162.2.5用户接入层 162.3关键技术应用 172.3.1软件开发框架 172.3.2数据库环境 182.3.3电子地图应用 192.3.4消息中间件应用 202.4平台功能设计 212.4.1中心管理服务功能 212.4.2电子地图服务功能 292.4.3WEB服务功能 352.4.4客户端软件功能 38总体方案设计项目背景分析高速公路与一般公路相比，具有线性好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的监控管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为了应对突发事故以及对高速公路的全程监控，省厅交通警察必须接入高速公路监控中心的视频，实现交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通实时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。实施高速公路全程视频监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度，增加高峰期间的交通流量，减少交通堵塞程度和车辆延滞时间，同时也能大大减少交通事故和保证交通安全，节约燃料和减少车辆的磨损，缩短运输时间，减少污染，发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。全程视频监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。项目总体要求建立全省统一的高速公路视频监控平台，科学规划网络带宽占用和流量分布，按和各地多级监控管理中心架构，合理设计并接入京福、济青、济南绕城高速模拟视频、数字视频、高速无线视频和卡口可视化指挥信号。在现有ARCGIS平台上完成接入视频点的标注，实现对监控信号源的信息查询、视频点播、图像控制、图像切换、语音对讲、违法抓拍和录放像等管理功能。同时监控平台提供视频解码功能，可将数字图像还原成模拟信号在大屏显示。系统设计思路本次我们为省厅交通警察开发的集成平台，可以对已有的高速公路监控系统的软硬件和信息进行整合，打破各系统界限，完成信息规范、实现数据融合，开发一个操作简单、功能强大，具有智能联动效果的省级操作平台，已建立这样一个智能化综合操作平台、有效地整合系统资源、建立起一定规规模的智能联动体系、更广泛地为基层业务单位提供高速公路安全管理服务。我们的高速公路监控平台的价值主要体现在以下方面：多品牌设备（DVR、DVS、矩阵等）的兼容性，实现前端设备的多样性可以实现了多家设备如硬盘录像机，编码器（DVS)，IP摄像机、矩阵等统一标准接口接入，方便更新和调用，不同型号设备快速接入，实现系统的迅速集成。可以实现数模混合组网可以实现数模混合型构网，即一个系统中既存在矩阵等模拟设备，也存在数字硬盘录像机，编码器（DVS)，IP摄像机等数字设备，可以兼容数字模拟混合联网。多级的分布式管理架构系统架构大型、分布式、灵活，多级的管理架构。避免结构上限制系统扩展性，真正实现监控平台按照需要任意分级。高度集成性系统应建立在一个集成平台概念上，需要考虑集成第三方系统设备（如其它厂家的DVR、DVS、矩阵等），可以作为一个综合安防集成管理平台高度上一起联动其它系统设备，打破各子系统设备的界限，完成信息规范、实现数据融合，提供一个操作简单、功能强大，具有智能联动效果的操作平台。实现的地理信息的多层和多级的链接关系提供了强大地理信息系统功能，实现了以矢量化电子地图GIS和栅格（位图或影像图）地图相结合，实现多层和多级的地图链接关系，即整个省市地图采用多层（例如道路、河流、绿地等图层）矢量电子地图（GIS）方式实现系统的综合管理功能，精确定位事故现场，提供地理位置信息，便于对应急事件的响应；对于高速公路线路图则采用位图方式(支持JPG、BMP、TIF等多种不同格式)实现监控点详细定位，实现平面地图的多级链接管理方式。有效的报警联动机制可以对每一个视频通道和报警通道、全天或时间段内进行报警设置，实现报警条件和报警事件的灵活组合。当有报警信息传入时，能实现报警和动作（存储、预置位、报警上墙、执行预案、GIS分析）的联动，并伴有声，短信等方式。并支持第矩阵系统的报警。先进的设计保证，保证各子系统间互连互通，消除“信息孤岛”。能通过建立起一套统一的消息体系，利用先进的XML语言，采用多线程、Remoting技术，在系统平台的请求、设备的响应之间建立起一座互连互通的桥梁。真正能消除“信息孤岛”。提供虚拟存储技术跨越物理磁盘资源创建任意大小的虚拟存储卷，每个物理LUN和虚拟设备最大可达16TB，利用NSS将虚拟卷安全的分配给服务器，存储池可将物理磁盘集指派给指定的任务，减少操作失误带来的风险。IP服务机制，解决动态IP问题对于ADSL等动态IP传输方式，可以通过系统自带的IP解析服务器软件来解决由于IP变更导致网络监控中断的问题，IP服务器主要是定时接收前端DVR/DVS上报过来的IP地址，同时更新到数据库中，这样客户端软件便可从数据库取到DVR/DVS最新的IP地址，从而为实现廉价的网络监控创造了可能。内外网流媒体转发功能系统应具有独立的流媒体软件，可以向局域网、广域网、ADSL、VPN等多种网络转发前端视频数据，并支持多级视频转发管理和对所有视频访问的优先级管理，可以确保网络带宽有限的环境下，对远程实时图像访问和远程回放访问的带宽有效管理。同时通过视频转发模块，实现各级中心多人远程访问的实现和降低现场数字图像设备的使用负荷，延长数字图像设备的使用寿命。支持多种数据库系统统一了标准数据库访问接口，动态解析数据访问行为，可支持Oracle,SqlServer,Acces三种数据库。可根据用户现有的数据库（如DB2）等进行扩展支持。系统建设目标京福、京沪、济青高速公路视频接入方式多样，本集成平台要求将不同接入方式的视频信号统一接入，根据实际情况，实现视频控制、切换以及视频模拟信号向数字信号转换、数字信号向模拟信号转换等功能。主要实现以下目标：京福高速视频接入高速监控中心位置：位于济青高速零点处高速集团信息中心。德州至济南段信号接入要求利用与高速集团零点信息中心已建立的光纤直连链路，通过视频光端机（4路视频，带控制口）实现与高速集团零点信息中心视频矩阵（AD168）的连接，将信息中心现有的京福高速监控图像传到，在建立视频服务器将图像数字化后接入高速视频监控集成平台。模拟图像上传后，其中1路AD168的视频信号与视频矩阵（AB80-80）相连，2路视频经视频编码器与高速公路视频监控集成平台连接，另外1路接事件检测信号。经编码的数字视频信号接入视频集成平台，并与数字矩阵控制设备（解码器）连接，实现京福高速监控图像在大屏幕的显示。利用视频集成平台可切换显示接入AD168矩阵的任意图像，并可控制云台镜头。事件检测接入接入高速集团（零公里处）信息中心事件检测提示信号，将发生事件的视频信号自动切换到大屏幕显示。泰安枣庄段信号接入泰安枣庄段信号接入的是广州美电贝尔公司的矩阵，要求实现（AB80-80）矩阵对其控制，接入集成方式同德州济南段信号接入，即通过光端机将视频模拟信号接入，接入的模拟视频通过的视频服务器将图像数字化后接入高速公路视频监控平台。在网络视频监控平台上看切换显示美电贝尔矩阵的任意图像，并可控制云台镜头。其控制要求同德州至济南段要求。济青视频监控接入济青高速潍坊段（文化东路高速股份监控中心）：该段视频监控信号是以IP的方式回传到高速集团监控中心，原系统设备为北京亚邦公司的产品。要求将数字信号在高速股份监控中心还原成模拟视频信号后，再通过光端机将视频数字信号接入，经视频编码器接入视频监控集成平台。由于该段监控设备的通用性较低，因此只要求接入6路视频信号到，不要求对其控制。济南绕城模拟视频接入接入方式同京福高速视频接入。利用与济南的直连光纤链路，所有绕城监控信号经有线方式回传济南后，在济南指挥中心矩阵端增加4路视频光端机，完成绕城高速模拟视频到的接入。视频信号上传后经视频分配器接入到的视频编码器，将图像数字化后接入高速视频监控平台。济南指挥中心现有BOSCH公司的矩阵（型号8800），在济南绕成监控系统中将增加与其协议兼容的矩阵，要求矩阵(AB8080)实现对新增矩阵的控制。无线视频接入无线视频接入包括6台移动指挥车和12路固定监控点的视频信号。高速无线视频监控采用4个CDMA（1X/EVDO）模块捆绑传输，待3G网络覆盖完善后，再更换传输模块。建立无线视频流媒体服务器（外网的流媒体服务器），利用无线安全接入平台，接入18路无线视频监控信号。采用图像清晰度较低的CIF（352X288）格式时，其单路上传网络带宽为512kbps。因此，为减轻并发访问对无线接入网带来的压力，通过在外网（Internet）建立的流媒体（分发存储）服务器，缓解对监控点全部录像时对网络产生的压力。视频监控集成平台应完全兼容无线视频信号，实现对各无线监控点的实时访问、控制以及录放像。卡口可视指挥系统接入卡口可视指挥系统前端信号通过音视频编码器进行数字化编码（编码设备具有双向视频、音频传送功能），经本地光纤将卡口的音视频图像传送到公安网络。在指挥中心可将视频流信息通过解码器还原为模拟信号，在现有大屏或监视器上进行显示。视频监控集成平台除了完成视频监控信号的管理外，通过系统控制，完成对卡口点的远程可视化指挥。特殊情况时，可作为视频会议使用，实现可视化的语音双向交流和指挥调度。总体架构设计本方案主要采用比较成熟的数字+模拟混合的视频接入方案：整个网络架构属于二级架构，其中高速集团零点信息中心、文化东路高速股份监控中心和济南监控中心属于二级中心，它们负责对前端摄像机进行管理和直接调用；省厅属于一级监控中心，它与二级监控中心建立光纤直连链路，通过在二级中心的模拟矩阵的输出端加视频光端机将视频上传至中心矩阵切换到电视墙上显示，同时将上传到中心的模拟视频经过编码数字化后接入到视频监控集成平台，我司提供的视频监控集成平台可以集