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1、在线视频监控系统总体方案建议书 目 录1.概述31.1.项目背景31.2.建设目标41.3.主要建设内容41.4.应用领域42.系统总体方案62.1.系统总体建设原则62.2.系统体系架构62.2.1.系统逻辑结构62.2.2.系统网络拓扑结构92.2.3.系统功能架构112.3.系统接口设计142.3.1.内部接口152.3.2.外部接口152.3.3.与前端设备的接口152.4.业务流设计162.5.系统扩展性设计172.6.方案设计特点183.系统功能实现233.1.业务功能实现233.1.1.终端功能233.1.2.智能图像识别功能253.1.3.管理功能253.1.4.综合功能263
2、.2.控制功能实现273.2.1.认证功能273.2.2.计费功能273.2.3.权限功能283.3.管理功能实现293.3.1.系统管理293.3.2.设备管理293.3.3.网络管理301. 概述1.1. 项目背景1.2. 建设目标运营级视频监控系统的建设目标是：建立统一的视频监控中心平台和各级监控中心，并根据用户需求可以分期建设，实现多级访问调度控制，提供形式多样的特色业务。1.3. 主要建设内容系统功能上不仅有视频监控，而且还有传感报警联动、语音交互、远程管理和设置、用户等级划分等多项综合功能。该系统利用宽带网络将分散、独立的图像采集点进行联网，实现跨区域、全网范围内的统一监控、统一存
3、储、统一管理、资源共享，通过业务平台系统，满足企事业单位、公众用户网络化视频监控的需要，为各行各业的管理决策者提供一种全新直观的扩大视觉和听觉范围的管理工具。系统要求满足所有基于IP网络接入的用户都能够进行观看，要求能支持有线，无线（WIFI，GPRS，CDMA，3G）等网络接入。随着图像识别技术的发展，个别行业用户对该技术有着实际的需求，要求系统对监控的图像可以做到实时的智能识别技术，能够对运动目标实现检测、跟踪、分类等分析，支持对多种异常行为的检测功能，能够判断目标跨越警戒线、目标闯入警戒区、区域内徘徊、物品拿取等多种异常行为，以满足多种场合的特殊需求。该系统要能够实现上述的要求，提供硬件
4、级和软件级的处理方案。1.4. 应用领域uwonders运营级监控系统在设计上就考虑了大规模监控系统的需求，因此采用了模块化设计，分布式部署，分级管理等思路，并使用了uwonders的先进的流媒体技术，降低了系统的建设成本，并保证了技术的领先性。uwonders运营级监控系统适用于各个行业的大型监控应用：l 公共设施：博物馆，公园、广场、医院等l 居住商业：住宅小区、公寓、超市、商场等l 基础设施：公路、石油、铁路、变电站、地铁等l 制造设施：电力、工厂、仓库、造船厂、冶金厂等l 教育培训：幼儿园、学校、教育培训中心、会议中心等l 军警设施：军事基地、监狱、看守所、边防等uwonders的运营
5、级监控系统还支持图像、运动目标的检测、跟踪和分析，可以实现多种场合的特色要求：l 警戒线跨越检测：自动检测运动目标穿越警戒线的行为，可用于越界检测、逆行等场合l 警戒区入侵检测：对进入指定区域的运动目标进行自动检测，跟踪和分类l 目标离开检测：对离开指定区域的运动目标进行检测，跟踪和分类l 目标出现检测：检测在指定的区域内是否出现人，车或其他物体l 徘徊检测：检测是否有目标在指定区域内滞留超过设定的时间l 快速移动监测：检测是否有目标在指定区域内的行动大于指定值l 物品遗留检测：检测指定大的区域是否出现遗留物品l 非法停车检测：对监控防区内非法停泊的车辆进行自动检测l 流量统计：对穿越检测线的
6、行人或车辆进行计数统计l 物品偷盗或移动监测：自动检测防区内被搬移的物品并发出报警2. 系统总体方案2.1. 系统总体建设原则系统总体建设原则设计如下：1) 建立可运营的视频监控平台，同时服务于行业用户和公众用户。2) 建立全国性分级运营网络，统一规划、统一部署。3) 采用软件方式的流媒体传输技术，实现大容量、高并发、高性价比的远程网络视频监控系统。4) 运营平台具有高度的可管理性，分全国管理平台、省级管理平台和地市级管理平台，不同级别的管理员实现不同的权限操作。5) 采用业务运营系统、管理控制系统、存储系统的逻辑设计，各子系统采用分层架构设计。6) 采用控制信令流、网管流和视频数据流相分离的
7、设计思路。7) 技术方案具备先进性、稳定性和可靠性。8) 内部系统采用模块化、松耦合的架构设计，协议与接口的设计标准化、规范化，可支持不同厂商设备的入网运营。9) 系统具备高度的可扩展性。支持未来系统运营规模扩展、业务扩展和平台技术扩展。10) 能支持所有基于IP网络协议的接入，包括无线和有线方式。11) 提供图像，视频智能化处理技术。2.2. 系统体系架构2.2.1. 系统逻辑结构图 1 系统逻辑结构图网络视频监控平台主要包括IP承载网络、前端子系统、客户端子系统以及中心服务平台 (包括：业务管理子系统、平台管理子系统、AAA 服务子系统、接入服务子系统、调度服务子系统、分发服务子系统、告警
8、服务子系统、存储回放子系统等)。2.2.2. 系统网络拓扑结构1、全国中心完成全国业务管理、业务统计、业务分析功能，对全国平台监控用户提供监控运营接入服务、告警服务、分发服务、调度服务、存储服务等。2、省/区域中心对在省平台监控用户提供监控运营接入服务、告警服务、分发服务、调度服务、存储服务等。3、本地中心2.2.3. 系统功能架构整个网络视频监控系统从逻辑结构上分为客户端子系统、前端子系统和中心服务平台；从功能组成又可划分为管理控制子系统、实时监控传送子系统、存储回放子系统三部分。设计的系统功能架构如下图所示：图 2 系统功能结构图C/S监控电视墙B/S监控终端WEB/WAP服务 告警联动A
9、AA服务计费服务存储回放子系统中心视频存储平台 管理控制子系统视频监控服务器接入服务调度服务视频点播服务视频存储回放实时监控传送子系统客户端子系统 系统管理设备管理网络管理 业务管理用户管理权限管理视频分发服务 前端监控设备前端子系统中心服务平台手机、手持设备2.2.3.1. 管理控制子系统管理控制子系统包括平台管理模块、业务管理模块、接入服务模块、调度服务模块、AAA认证服务模块、计费服务模块和告警联动模块。2.2.3.2. 实时监控传送子系统实时监控传送子系统包含前端子系统、分发服务器和客户端子系统三部分。2.2.3.3. 存储回放子系统存储回放子系统提供监控信息的存储和分发功能。其中承载
10、网络提供监控视频流和控制流的传输通道。前端视频服务器完成图像的临时存储。中心存储平台是系统的客户图像数据存储管理中心，主要完成图像的管理、监测和永久存储功能，后台连接存储设备（例如存盘阵列等）。采用流媒体软件技术实现的存储回放管理系统可直接支持视频点播功能，接收客户端的视频回放命令后，将录像文件转成视频流向用户提供播放。2.3. 系统接口设计系统采用模块化设计，内部模块之间用松耦合结构连接，接口协议标准化，设计方便、灵活。系统对外提供统一的接口，便于与其它应用平台统一运营。此处给出系统中接口的概要设计。2.3.1. 内部接口1、视频数据接口2、控制接口3、管理接口2.3.2. 外部接口外部接口
11、是指为处理不能由视频监控平台单独完成的业务功能，而设立的与其他业务支撑系统和生产系统的交互模块。2.3.3. 与前端设备的接口视频监控运营平台可以支持不同厂家监控设备的接入，为此设了与前端设备的接口规范，实现对前端监控设备的标准化管理。以下是该接口的概要：l Device Register 设备注册请求l Device Register Confirm 设备注册确认l Device Register Reject 设备注册拒绝l Device Dependent Control Request 设备相关控制请求l Alarm Report 告警报告l Information Request 设
12、备状态信息请求l Information Response 设备状态信息反馈2.4. 业务流设计整个视频监控系统业务流向示意图如图所示：图 3 业务流示意图2.5. 系统扩展性设计 本设计方案采用了以下扩展性设计： 运营规模的扩展性：并发能力的扩展性：业务能力的扩展性：技术架构的扩展性：2.6. 方案设计特点1、全面的监控运营功能本方案提供了一个规模化的全国运营网络，平台全面涵盖了视频监控运营所需要的全部业务功能：l 远程视频监控：实现网络视频监看和网络视频控制，包括音频控制；l 图像，运动目标的智能识别，可以实现对目标的检测、跟踪、分类等分析，支持多种异常行为的检测和报警。l 图像控显示：视
13、频显示、设备控制、界面调整；l 存储与回放：视音频数据存储管理、检索并回放图像；l 内容分发：分发视频内容，支持多级转发；l 统一调度：通过调度服务动态调整视频并发负荷；l 报警与联动：发生报警时，可联动多个设备协同工作；l 支持基于IP网络的所有接入，包括有线、无线（WIFI，GPRS，CDMA1X，3G）等网络接入。l 支持多种观看设备，PC，电视墙，移动电脑，智能手机及定制的手持设备。l 栏目运营租用：SP可基于运营平台租用栏目开展业务；l 认证功能：全网用户的分级认证；l 计费功能：不同的服务组合，提供不同的计费功能，支持预付费用户的实时计费；l 帐务功能：对帐、出帐、结算等；2、支持
14、高性能、大容量、低成本的系统运营视频分发服务器采用流媒体底层传送技术，单台可支持1000路以上512k视频流的并发监控与分发（基于普通PC Server配置）。分发服务支持多级转发，对公众热点节目提供直播并发运营，系统完善的调度管理机制使得系统满足大规模并发的需求。流媒体分发服务支持多种码速率、不同格式的媒体文件传输，可根据网络带宽状况动态调整传输速率。3、完善的管理功能，满足电信级的管理要求l 用户管理：用户注册管理、查询、增加和删除、访问权限管理等； l 权限管理：对系统的管理、视频浏览、摄像机远程控制优先级、录像的删除、复制、浏览等操作行为需要权限，权限可以被赋予，也能被收回；l 设备管
15、理：设备的注册、远程管理、权限控制；l 系统管理：能提供安全管理、基本参数资料的配置管理、系统监控、备份和恢复、日志管理等功能；l 业务管理：业务管理、服务开通；l 安全管理：实现认证机制，数据安全，网络安全，设备安全和系统安全的管理；l 运营统计：提供运营数据统计功能；l 租用管理：为内容商和行业用户提供租用业务和管理。4、高度的扩展性运营规模的扩展性：采用全国运营网络的分级规划，可将各地开通的运营节点分期纳入统一管理，系统平台可根据运营规模的扩大无限扩展，真正适应电信级视频监控业务的全国运营。并发能力的扩展性：底层采用流媒体传输技术，单台分发服务器目前可支持超过1000个512k的视频并发
16、流（基于普通PC Server配置）。分发服务支持多级分发，通过调度服务完善的集群、负载均衡和热备等功能机制，可根据运营的并发需求无限扩展。业务能力的扩展性：通过管理平台完善的底层数据结构设计，系统可实现新业务和运营频道的快速开通和部署，并提供完备的计费模式支持。系统的业务设计规划为支持全面的视频运营，可实现对安防监控、公众视频监控、热点事件全球直播到视频电话服务等业务领域的全面支持。技术架构的扩展性：系统平台的开发采用开放性、标准化、模块化的设计，严格遵循通信领域的标准规范。内部采用松耦合架构分离服务模块，可随时根据功能扩展加入新的模块。5、标准化的接口与集成设计系统提供了完善的接口，可以与
17、原有业务平台可实现完美对接。6、软件架构的开放性、标准化和可移植性流媒体视频传输采用标准RTP/RTCP/RTSP协议，并支持MPEG1、MPEG2、MPEG4、H264等主流音视频编解码格式。管理平台采用成熟的JAVA/J2EE体系架构，实现分层管理的B/S应用体系结构，采用HTTP/XML/SOAP/SNMP等标准协议进行通信。所有软件系统实现对主流操作系统平台Linux/Unix/Windows和主流数据库平台（Oracle、MS SQL Server、DB2）的支持，可跨平台应用和移植。所采用的第三方应用服务器软件、数据库软件及其相关的硬件产品在市场上具有先进性和成熟度。系统的标准化设
18、计最大程度保证了系统能为未来技术所支持，减小了系统将来升级开发的难度。7、高度的安全性和权限控制设计了各种安全措施保证系统安全、网络安全和数据安全，保障系统对各种非法操作、非法入侵、数据侦听、数据泄漏等潜在破坏因素的防御能力，最大限度地把潜在的风险损失降低到最小。在保证系统安全性的同时，注意兼顾系统的可用性，使系统易于使用、易于维护。系统中区分电信管理员、行业管理员、行业用户、公众用户等不同角色的权限控制，并分全国中心、省中心、地方中心进行分级控制。系统中所有设备的管理与控制均可对用户灵活授权，并可设定优先权。8、高可靠性采用Unix/Linux主机平台和Oracle数据库平台搭建系统，保证了
19、系统运营平台的稳定性。系统采用集群技术，支持故障切换和负载均衡功能，关键应用服务平台都设计了双机备份方案，支持7*24小时可靠工作，系统支持并发访问和事务处理。系统中视频流、信令流、设备网管流互相独立，保证了系统的可靠运行。9、易维护性提供灵活方便的管理功能。l 网络管理：网络状态等。l 性能管理：设备及网络性能等。l 设备管理：设备开户及关闭，各参数设定等。l 故障管理：故障告警、故障日志等。10、高效存储与点播回放存储服务器采用RTSP接收视频流进行存储，可支持1000路以上的512K视频流的并发接收存储（基于普通PC服务器配置），处于业界领先水平。回放通过流媒体点播服务的方式对视频流进行
20、并发点播服务，目前点播软件可支持1000路以上的512K视频流的并发播放（基于普通PC服务器配置），处于业界领先水平。采用本方案利于实现热点监控节目的大规模运营，可实现比硬件方案低得多的成本。2.7. 业务功能实现2.7.1. 终端功能客户端设备平台实现远程监看和远程控制。可以在远程计算机上，电视墙（配合专用的软件），智能手机上实时监控、控制、记录监控端的视音频数据，并可以和服务器端进行双向交流。客户端设备平台提供B/S和C/S两种方式实现视频监控，可实现以下功能：1) 设置功能l 实现图像传输帧率及图像分辨率的手动和自动设置功能，包括图像传输速率和图像分辨率。l 实现图像切换及云台镜头控制功
21、能，操作人员在权限范围内任意调用显示方式或手工设定，能控制相应的云台转动以及镜头的变倍、光圈、和聚焦，将指定实时摄像机图像显示在指定的显示器上。2) 视频显示获取权限的用户能进行相关设备的视频观看。观看要求包括：l 可以查看实时摄像机图像，支持单画面/多画面显示方式。l 可以全屏幕显示图像，也可以控制按钮、菜单及图像共同显示。3) 多画面监视实现多台摄像机的显示，将指定的一个或多个摄像机实时图像显示在指定的一个或多个显示器上，可以选择1，4，6，9，10，16等多种画面分割，能提供多种分辨率，以适应各种场合要求，并可以实现全屏显示。 4) 多画面轮巡定时将监控组内的摄像机轮流切换并且支持监控组
22、间切换，切换时间可自由设定。轮询支持手动与自动两种方式。5) 界面调整l 可以建立多个监控界面，每个监控界面可以采用不同的分割方式。l 可配置各监控界面及设置每个界面的停留时间。l 在进行视频观看时，各个监控界面视图之间可以按照设定自动或手动切换。l 客户端当有新版本发布时，客户端会进行自动升级。6) 存储回放功能存储回放功能由存储服务器实现。l 存储服务器是负责将分发服务器分发过来的音视频数据流实时存储在存储设备上，同时当用户请求回放时，负责将存储设备上的音视频数据取出，按照调度系统的策略，将数据转发给分发服务器，由分发服务器分发到用户端。l 存储服务器同时负责视频文件的播放，系统采用流媒体
23、点播技术实现。l 存储服务器支持多种压缩格式（MPEG1、MPEG2、MPEG4，AVI、H263、H264等）的存储请求。7) 分发功能分发功能由分发服务器完成。l 分发服务器响应调度系统的调度策略，将接入服务器和其他分发服务器的音视频数据流进行再次分发，分发的目的地包括客户端（供终端用户进行观看），其他分发服务器（供其他分发服务器进行再次分发）和存储服务器（将音视频数据流分发给存储服务器进行数据的存储）l 分发服务器对分发的策略支持调度服务器的实时分发、定时分发、手动分发和自动分发的调度策略。分发策略可以定制，可以指定哪个分发服务器，支持自动选择最优分发服务器。l 分发服务器将视频流和控制
24、流分开，控制流走中心服务器，视频流不经过中心服务器。l 分发服务器可以进行级联，支持多极的分发机制，可以将音视频数据流分发到整个网络。8) 附加功能l 实现了语音对话功能。经过授权的用户通过用户端的语音设备，例如麦克风，可以进行双向语音交流。l 系统实现了B/S方式的全面监控功能，在IE浏览器中嵌入播放器插件即可实现监控，极大的方便了用户。2.7.2. 智能图像识别功能图像识别及目标检测由具有该功能的视频采集设备（采集卡，DVR，DVS等）来进行硬件级的处理，并提供相应的SDK接口，客户端进行实际需求的设置。系统实现了如下的功能：l 警戒线跨越检测：自动检测运动目标穿越警戒线的行为，可用于越界
25、检测、逆行等场合l 警戒区入侵检测：对进入指定区域的运动目标进行自动检测，跟踪和分类l 目标离开检测：对离开指定区域的运动目标进行检测，跟踪和分类l 目标出现检测：检测在指定的区域内是否出现人，车或其他物体l 徘徊检测：检测是否有目标在指定区域内滞留超过设定的时间l 快速移动监测：检测是否有目标在指定区域内的行动大于指定值l 物品遗留检测：检测指定大的区域是否出现遗留物品l 非法停车检测：对监控防区内非法停泊的车辆进行自动检测l 流量统计：对穿越检测线的行人或车辆进行计数统计l 物品偷盗或移动监测：自动检测防区内被搬移的物品并发出报警2.7.3. 管理功能系统实现了强大的用户管理功能。采用集中
26、式、分区管理的方式进行组织。用户管理包括用户注册管理、用户查询、用户增加和删除、用户访问权限管理、用户资费管理、用户锁定解锁功能、用户分组管理、用户访问记录查看等。系统提供业务管理功能，可实现业务配置和开通，并提供营业操作界面进行业务受理。系统根据不同的管理员角色提供了个性化管理支持，电信系统管理员和行业用户管理员可依据操作权限各自完成业务操作。2.7.4. 综合功能1）广播业务：分发服务器实现了广播功能。分发服务器可以将音视频数据流进行单播和多播，并配合调度将音视频数据流经调度服务器分发到客户端，实现广播的功能。2）报警联动业务：告警联动业务由告警联动服务器完成。当系统出现告警信息时，接入服
27、务器会实时收集到该告警信息，并实时发送到告警联动服务器。告警联动服务器收到告警信息后，按照设置的规则，可以将该信息发送给用户或者管理员。发送告警信息的方式包括：手机短信、Email通知或自动拨打预先设立的电话号码、客户终端弹出报警信息，声音报警提示等手段。同时当发生报警时，可联动多个设备协同工作。当监视点发生报警时，接入服务器自动启动各种对应的联动设备，并将自动按照设置的规则控制视频切换到相应的摄像机，开启灯光，自动录像。告警联动服务器根据规则可以设置自动联动产生如下动作：2.8. 控制功能实现2.8.1. 认证功能用户认证功能由用户认证模块完成。2.8.2. 计费功能2.8.3. 权限功能权
28、限管理系统完成对系统权限的管理。对视频浏览、摄像机远程控制、录像的删除、复制、浏览等操作行为可作出权限控制，权限可以被赋予，也能被收回。用户分为5类角色，分别为根系统管理员、全国中心管理员、区域管理员、超级用户、普通用户。权限管理系统采用分级用户管理机制，根据用户的不同身份，给予不同的操作权限。2.9. 管理功能实现2.9.1. 系统管理系统管理模块包括安全管理、配置管理、系统监控、备份和恢复、日志管理等。1）安全管理：提供全面的安全管理功能，支持基于用户、角色、资源及权限模型的权限分配和回收管理。2）配置管理：系统支持对系统的基本参数资料的管理。3）系统监控：系统支持实时监控各级系统的运行使
29、用情况，包括主机的各种资源的使用率信息，数据库、应用系统等的运行情况和告警信息。根据告警的级别，系统应提供声、光、电子邮件、手机短信等多种方式通知系统管理员。4）备份和恢复：系统提供系统重要数据的备份和恢复功能。5）日志管理：系统提供重要日志的创建、添加、清除等功能，并提供多种方式帮助管理员方便地浏览和检索日志信息。2.9.2. 设备管理设备管理模块包括对设备的增加、删除、修改、查询和启用/停用等。1）增加设备：系统可以对新增加的设备进行管理，能够进行管理的设备包括：各种型号的摄像机、视频服务器、宽带路由器等，摄像机又包括模拟摄像机、网络摄像机及带云台的网络摄像机等。2）修改设备属性：设备管理
30、模块能够对设备的属性进行管理。3）删除设备：设备可以进行删除，对于与其他设备有关联的设备，则在删除前需要对关联的设备进行解除关联。系统会自动进行设备关联性的提示，提示管理员进行适当的操作。删除后的设备进入未用状态，或彻底删除。彻底删除时则设备不再存在。4）查询设备：对于设备可以按照其各项属性进行组合查询，查询结果中的设备可以进行修改属性与删除操作。5）启/停用设备：用户可以暂时停用某个摄像机。2.9.3. 网络管理1）性能管理：远程视频监控平台支持网管所采取的网络性能管理行动，并测试统计汇报其结果。具体包括：2）故障管理：远程视频监控平台的主处理机、存储器发生严重故障或严重过负荷时，向操作维护
31、中心或网管中心发出告警信息，当告警消除时，报告告警消除。3）配置管理：远程视频监控平台能支持网管系统对其进行的更新、升级等配置管理，完成软件/硬件的重新配置。4）安全管理：安全管理包括数据安全和系统安全，具有如下功能:“影音互动”系统应用案例：1. 河北省“影音互动”案例项目情况河北省影音互动系统是Uwonders视频监控产品线的一个实际应用案例。通过在幼儿园必要场所（如活动室、教室、操场等处）设置图像监视器，实时采集园内幼儿活动情况，幼师教学活动情况以及相关背景环境情况的图像，通过互联网传至中心机房视频监控系统，并对图像进行存储、加密、安全管理、认证管理、信息播发等处理。孩子的家长通过INTERNET网，即可观看孩子在校园里的一切活动情况，包括在园中的娱乐、学习、饮食、起居等。技术架构图
