实现监控联网问题

1、联网并不是横空出世的需求，在模拟监控时代其实就有联网的需求，因此历经若干年的技术 发展，目前而言，从单系统的角度，实现联网监控的手段主要有三种： 模拟矩阵级联：模拟监控阶段最为典型的联网手段，具体而言就是自下而上 用模拟矩阵互联。上一级矩阵接收下一级矩阵传送上来的视频图像，并将控制指令通 过下一级矩阵传送到远端设备进行控制，从而完成跨距离的“看”和“控”的业务需 求。这是最原始的联网监控形态。由于模拟图像的级联对画质损伤较大（类似有线电 视的原理），因此级联的级数不可能多，另外模拟系统传送控制信号很难解决分级分 权控制的问题（实现极为复杂），因此系统规模先天受限。此外模拟级联从根本上无 法解决“存管用”的问题，所以虽然技术成熟，但是没有发展前途。 DVR+联网软件：数模结合时代的典型联网手段，具体而言就是由DVR出网络 接口，然后通过网络通道（一般为以太网）上连至管控中心的流媒体服务器，依靠服 务器上单独运行的联网管理软件对下级分散的DVR基于SDK实现联网管理。这种方式 在外在特征上与全IP联网监控已经很类似，功能上也能够较好的实现远程的“看控”， 甚至于通过识别 DVR 的索引，实

2、现部分的“存管用”业务。但这种联网方式本质上是 两个系统的叠加而非一个有机的完整系统。其弊端一是会出现性能瓶颈（往往体现在 流媒体服务器上），二是无法真正意义上做到全局的“存管用”，因此对于未来的智 能监控需求而言，这种联网模式注定只是一个过渡方案。 IP网络监控：用IP网络作为视频传输通道，基于NGN架构将视频监控系统 的各个部件部署并管理，将整个监控系统构建成一个完整的大系统。由于在NGN架构 下，所有的部件和资源，包括前端、存储、传输、显示、控制都可以实现全网全域的 管理和调度，因此对于“看控存管用”五大业务元素都可以很好的跨空间的来实现， 并且由于NGN架构本身是脱胎于通讯大网的设计，采用控制和业务分离的模式，因此 不会随着系统规模的扩大而出现业务性能的瓶颈。因此IP网络监控代表未来联网监控 的发展方向。而出于承载网是专网或是公网的区别，又会分化出两类不同的方案，后 文会作以对比。准确的说，最能够完整体现联网监控的全业务形态的是基于专网进行 承载的IP网络监控解决方案。基于专网和基于公网实现联网的区别：最本质的区别在于公网和专网不同的拓扑设计原则。公网的典型特征是业务的随机性和

3、非控 性。何时何地多少人在用，多大的量，只能基于一个模糊的数学模型，而不可能为每一个潜在的 使用者都给予一个固定的通道。因此在公网中一定是基于收敛原则进行设计，比如在电话网中话 务量的概念和数据网中收敛比的概念。互联网和电话网都是典型的公网，公网上的业务运行一定 是要服从网络本身的收敛模型的，因此受限。而专网的典型特征是多少个信息点、如何分布、业 务模型怎样是相对稳定可控，因此设计中往往采用非收敛的模式。大多数企业内网都是专网模式。 以在城域范围内为例，监控流量和其他业务一起跑在运营公网上就是公网联网，这种模式由于网 络本身的收敛性不可能在“全局存管用”方面做得完善，因此只适合一些业务需求较为简单的应 用，而类似公安平安工程这种专业应用需求，则必须通过基于专网的IP联网监控来实现。近年来，由于联网需求的激增，各式各样的“联网监控”涌现出来，一时间泥沙俱下、哪个 是李逵哪个是李鬼难以辨别。基于以上的分析，我们基本上可以对“联网监控”的概念做一个清 晰的界定： 泛指来讲“联网监控”泛指所有能够通过各种联网技术实现基本监控 业务的技术方案，包括模拟级联、DVR+分控软件等方式均包含在内；而严

4、格的“联网监控”定义一一基于IP传输网络，具备全局的“看控存管用” 能力的视频监控系统；一般来讲，理想的、完整的联网监控的建设模式应该是基于专网的联网监控。专网联网监控 由于完整的跨空间业务能力，随着时间的推移，必将成为监控行业系统构建技术的主流，就如同 今天绝大多数企业网络系统都奉行同一模式一样。四、核心一一跨距离的“看控存管用”不管在应急指挥的需求刺激下，还是在全面的管控管理的牵引下，或是对于监控智能化的自 然演进下，归结到一点：之所以走向联网，核心在于对监控业务基本五元素跨越距离甚至与距离 无关能力的追求。只有在标准的联网监控模式中，才能够全面的实现跨距离的“看控存管用”：对于“全局看”，表象上，要求始于“看到”，终于“看清”，但在数字化技术高度发展 之后，二者的重要性反而互为翻转。静态图片高于 600万像素，人的肉眼已经不能分辨模拟信号 和数字信号，而动态数字视频技术在不断向高清、非压缩发展，也已经和模拟视频无差别。反过 来，模拟视频受限于技术本身，虽然本地图像画质最好，但是传送、复制、级联对画质的损伤很 大，反过来数字信号无论传送多远、复制多少份，还是原来的 010101。随

5、着系统规模的扩展， 数字视频在跨远距离的“看”方面，“看清”已经和模拟无差别，而“看到”则体现出绝对优势， 特别是基于IP网络的基础上。由于IP协议经过多年的发展，在点到点、点到多点、多点到多点 的互联传送上已经及其成熟，而且实现了广域、局域基础技术的归一，所以给监控的“看”的业 务带来了很多新的可能性：跨越上千公里的看、几十个人看一个，一个人看几十个、不同的人看 不同的目标。可以说，IP网络的引入，在“看”的层面把监控业务发展到前所未有的新程 度。对于“全局控”，从单点的角度，就是无论多远距离都能控到，而从系统的角度，则更重 要的需求在于整个系统的不同操控者如何更好的实现分级分域分权。对于第一个问题，IP系统 传送所有的信息，包括控制信息都是一样，因此同“看”的道理一样，是最合适的方法，IP协 议对特殊业务通道的保障，也可以确保远距离控制的低时延和高稳定。对于第二个问题，早先的 模拟监控系统止步于大联网的一个很重要的原因就是分级分域分权，而DVR本质上也是为局域小 系统设计的设备，在管控权限的设置上非常简单，即便加上联网软件，两个软件的叠加也成为实 现自如的全局控天然的障碍。核心的区

6、别在于，模拟系统和数模结合系统的设计理念都是面向局 域而非广域，面向单元而非系统，本身就没有考虑复杂的大系统控制能力。IP监控天然移植的 是在大型通讯网、大型行业网络中已经运用多年的全网全域控制的成熟技术，只要IP可达，均 可以实现有效控制，而由于前端硬件和后台是统一的软件，怎样分权、怎样分域、怎样分级，都 是在鼠标点击之间完成的。可以说，IP联网监控是唯一能够很好实施“全局控”的监控模式。对于“全局存”，正如前文所讲，是监控进入智能阶段的物理基础，是一大堆图像数据到 底是“数字垃圾”还是“宝贵资源”的分水岭。如果把记录的图像抽象成信息，从信息架构发展 的角度看，正如从 PC 发展到数据中心一样，监控的图像数据也必然存在一个从分散到集中的发 展过程。分散的数据是无法做集中管理的，无法集中管理的数据就无法建库、索引，无法进行横 向比对和挖掘分析，因此所有的智能业务就无从提起。早期的模拟监控用录像带存，物理上就无 法集中，后来的DVR用硬盘存，但是如同上面两个业务一样，DVR的设计理念面向于小系统，所 以它的存储也是面向小系统的。即使把一大堆DVR用联网软件连起来，面对的也是一堆分散的硬

7、盘，并非统一的数据资源。全局存，最直接的方法，把所有的图像都集中存在中心侧，统一用 SAN 设备把它们存储起来。但是这种方案往往在工程上不可实施，因为对于多媒体数据而言，要 集中，中间的网络带宽还是太窄了，因此不可避免的要采用分布化、两级存储结构。如何才能在 物理分散的情况下实现逻辑集中，实现全局化的数据资源的统一管理，是联网监控中“存”的业 务的核心问题。而IP SAN,以存储和网络的天然耦合，成为解决这个问题的最佳技术手段，这 种全局数据管理模式不受系统规模的限制，且部署灵活易于实施。从“全局存”的业务衍伸开来， 从数据资源管理的角度，可以衍伸出一个新命题一多媒体数据管理（MAS），在后面会有专文论 述。总之，在联网监控的“全局存”业务，核心是要实现全系统的统一数据资源管理，方式是要 实现物理分布、逻辑集中，在这个基础上，将打开所有针对媒体数据资源进行处理的所有智能业 务的窗口。对于“全局管”，分为两个层面的需求，一是具备管理全局所有设备端点的能力，在这个 层面 IP 联网监控方案无疑是实现的最好的， IP 领域的管理协议丰富、标准，且管理细节实现的 很丰富。另一个层面是从整个系统

8、的维度，通过对管理能力的抽象，以中间件的模式对上层的应 用管理调度实现支撑。在这个环节，灵活的分级分域分权是基本要求，正如上文讲“全局控”时 提到的一样，在 IP 可达的范围内都可以灵活的拉出一个管理终端；而在管理能力单元高度抽象 汇集的基础上，实现自动化的智能管理调度则是更高级别的要求。例如公安的快速追踪的应用， 需要快速的连续调度、控制一条公路上的若干摄像头，再例如当出现报警事件的时候，自动调至 预置位，并自动将该路图像显示到指挥中心大屏上。类似的需求还有很多，实现的关键是类似N GN架构中的管理层的概念，对下屏蔽需求指令，对上屏蔽技术细节，这就是管理中间件在联网 监控系统中的实现。一切与连续的、快速的管理调度相关的应用，都离不开它。对于“全局用”，和“全局存”实际上是一体两面。只有解决了“全局存”，才谈得上“全 局用”。从架构的层面讲，具备了统一数据资源管理能力后，在其上叠加应用就很方便了。当前 看，以图像分析为基础的应用发展很快、方兴未艾。不仅单一对象的比对分析如车牌识别、人脸 识别、禁区管理、周界防护等应用层出不穷，多对象组合的分析也在发展中，例如在机场跑道区 将人的特征、货

9、的特征、车的特征组合分析，可以基于图像分析全面的实现对机场跑道区的内部 管理。此外还有GIS以及一些专业图像分析（例如公安刑侦）。总体上看，在这个位置未来的模 式与我们今天在 IT 领域熟悉的“操作系统+应用软件”的模式非常类似。在 IP 联网监控方案中， 这个操作系统不是某一台设备的操作系统而是整个联网监控系统的操作系统，包含了内嵌在前端 设备的嵌入式操作系统和安装在后端管理服务器中的平台。很重要的一点，操作系统必须以 SOA 架构、以标准接口来实现，才能够方便的叠加上层的应用软件。应用是未来监控系统的关键，而 当前的重点，则是构建操作系统这个层面。人类对信息应用的终极追求永远都是anywhere、anywhen、anyone，即尽可能的去战胜空间 的、时间的、角色的因素对业务带来的限制。在视频监控而言，跨距离的“看控存管用”就是实 现 anywhere 的目标。全面的将“看控存管用”进行剖析，就非常清晰的对比出 IP 专网监控和模 拟、数模结合模式在业务实现上的差异点。这五个业务元素环环相扣，互为因果，唯有全面的实 现、最高效率的实现才代表未来的发展趋势。一个完整的 IP 专网联网监控方案如下图：端到端IP5M 分布式部莒组播优化脚码说 接入效瘵优业统一网着刑用皿代理峨务EPON亦需换格式nno!孙特5 tfim图 3. 专网联网监控系统示意图五、从单域到多域上文谈到的联网监控主要是针对域内的环境，如果更放大一点视角来看，不可避免的会触及 到域间联网的问题，由此将联网监控的概念从域内扩展到了域间。那么什么是域间，首先界定一 下联网监控中的“域”的概念：形象一点的讲，一个完整的实现联网监控“看控存管用”的系统，就可以视为一个域。两台 编解码器加管理服务器也可以是一个域，一个城市的所有监控资源也可以是一个域。在 IP 网络 领域有“自治域”的概念，也有域内路由协议和域间路由协议，其实从源头上讲，由于联网监控 是在监控的业务形态上覆以联网的特征，因此在“域”的概念上非常类似 IP 网络。在 IP 体系中， 当前存在物理域和逻辑域两种定义物理域也称实体域、自治域，有域内唯一的认证注册服务 器（网管服务器），负责全域内设

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