第十二章 安防产品和技术的应用情况
第六节 大型视频综合管理平台的应用现状及趋势

  近年来,在国内良好的经济发展环境下,视频监控市场获得了迅速的增长,视频监控产业从2006年到2010年进入一个快速发展期,五年的复合增长率达到28%。2010年产值规模达六百多亿元。在这样的发展态势下,众多企业纷纷加入到这一生机勃勃的市场中,市场竞争也日趋激烈。

  目前视频监控正在朝数字化、网络化方向发展,联网成为视频监控系统的一个基本特性,大家对视频监控行业的关注也由前几年的DVR与NVR问题之争等转向系统管理平台,因为在用户看来,现在单纯谈产品、谈性能指标意义不大,用户的关注点正在由简单的产品组合转向系统的应用、管理和增值等。在这个过程中,硬件的价值正在不断降低,虽然它可能仍然表现为项目预算的主要构成部分,但是在影响用户选择方面,软件、服务、标准等柔性因素却扮演着越来越重要的角色。

  一、视频监控联网需求越来越大

  随着平安城市建设的深入推进,安防视频监控系统规模的不断扩大,应用的不断深入,系统的整合需求日益强烈,以单个城市为主体的平安城市,视频资源容易形成信息孤岛,无法实现图像共享。上级公安机关在警卫工作、重大事件的处置指挥过程中,需要所属各公安机关提供远程的现场视频监控支持。因此,对远程图像资源共享的需求不断提升,诸警种并发图像资源共享冲突日益突出,横向跨区域图像共享需求日益增多。社会治安动态视频监控系统共享平台建设显得尤为迫切。

  目前,国内许多省份已建视频监控系统存在的主要问题是系统资源共享程度低,图像信息系统的技术标准不统一,各系统相对独立运行,视频监控图像资源难以在市、省区域内联网共享。而有关统计显示,公安机关利用监控视频系统侦破的案件占到总侦破数的1/3,所以对所有视频监控进行互联、互通、互控显得非常重要。

  因此,随着视频监控系统应用的不断深入,系统规模的不断扩大,系统的整合需求也日益强烈,纵向需要形成省—市—县多级的监控系统级联,横向要实现跨区域、跨行业的图像共享。

  另外,从其他政府管理部门及行业发展来看,随着网络视频监控的应用范围逐步扩大,联网越来越普及,许多行业及一些跨地域大型企业对视频监控的需求已经不仅仅满足于本地的联网,而是在原有本地联网基础上,要求进行省级乃至全国范围内跨区域的大联网监控。如交通行业,各地高速公路的视频监控系统建成之后,交通管理部门也要求能够将各条高速公路的图像进行共享上传,以便于出现事故时进行应急指挥;再如目前教育部在全国推行的标准化考点建设,不仅仅需要各地考点建设视频监控,还需要各级标准化考点能够纵向联网,实现统一管理。

  从企业来看,全国性的特大企业,如石油公司、烟草集团,在全国各地都有大量的分公司,这些分公司基本都有自己的监控系统,那么如何将各地的监控图像统一起来,在总公司或省级分公司层面进行共享调用,也是需要考虑的。

  二、视频监控平台软件的发展历程

  视频监控管理软件的发展始于上世纪90年代末,1999年硬件视频压缩卡推出,同时基于硬件视频压缩卡的通用DVR数字硬盘录像机软件开发成功,那时安装了硬盘录像机软件的PC式DVR开始在银行领域中进行应用,推动了视频监控从模拟监控过渡到数字监控时代。在这一阶段,监控管理平台软件并没有引起厂商和用户的重视,软件在用户的项目预算中往往成为赠送的条目,传统的监控厂商几乎无一例外的以硬件为主。

  但随着行业的快速深入发展,市场环境和技术的变革带来了产业链上各环节的价值变化,监控管理平台软件和业务应用软件的地位日益重要,这个转变时期是从2004年开始。2004年至2005年,中国电信正式推出了“全球眼”视频监控业务,同时全国各地政府纷纷开始推动以视频监控为主要内容的“平安城市”建设项目。2006以前的平安工程多以模拟与数字结合为主,软件平台更多用于实现后端DVR的联网,对系统来说还是辅助管理手段。2007年以后,随着IP监控系统的成熟和广泛应用,以及运营商的强力介入,管理平台成为平安工程监控系统的核心,核心管理平台的好坏直接决定了整个系统的性能表现和后续演进发展能力,它对整个平安工程监控的建设起着决定性的作用。从2008年下半年开始,随着大量平安城市建设初步到位,很多主管单位开始关注承载在治安监控系统上的实战应用,这些应用包括GIS、警视联动、智能视频应用等,这些应用绝大多数都是以软件形态体现。此时,软件的价值进一步凸显。

  在这样的发展形势下,这一市场引来许多企业的关注,很多厂商和集成商都加大在软件方面的投入,希望通过软件获得新的机会或是更大的价值。随着市场的不断扩大,传统的大型电信设备厂商在加强平台的开发力度,传统的监控设备厂商也加入了平台软件的竞争行列。在竞争发展中,这三类企业的平台解决方案各有特点,一般专业的平台软件厂商强调开放性,即强调与第三方监控设备的集成;传统电信设备厂商和监控设备厂商偏重于提供完整的、基于自有硬件产品的解决方案。

  三、视频监控平台的构成

  安防视频监控平台是将视频监控、报警、门禁、巡更等安全防范技术系统和设备,通过平台软件进行集中管理和操控,拓展各子系统的应用范围,增强安防防控能力,提高安全管理水平,是建设高度现代化、文明化和数字化安防系统的要求。它是系统集成的基本功能之一,通过建立一个统一的平台,实现对各子系统集中的控制和管理,平台应是友好、便于操作,并有利于整合系统资源,它与系统管理软件、系统的通信协议和接口有密切的关系;平台最主要的是其开放性、服务性和所具有的增值功能。平台的关键技术是软件(中间件),其发展必然带动安防系统集成商走向平台运营商。

  根据当前安防行业的发展情况和应用实际,平台主要以视频、报警功能为主,是基于网络的全数字化的信息传输和管理系统,属于第三代开放式技术的综合网络监控产品。它结合了现代音视频压缩技术、网络通信技术、计算机控制技术、流媒体传输技术,采用模块化的软件设计理念,将不同客户的需求以组件模块的方式实现;以网络集中管理和网络传输为核心,完成信息采集、传输、控制、管理和储存的全过程,能够架构在各种专网/局域网/城域网/广域网之上,市场主流硬件厂商配合,兼容多种品牌硬件产品。真正实现了监控联网、集中管理,授权用户可在网络的任何计算机上对监控现场实时监控,提供了强大的、灵活的网络集中监控综合解决方案。

  (一)传统视频监控平台

  传统视频监控平台依托的基础技术环境是集总式、模拟视频系统。信息全部集中于平台的核心设备(矩阵),各种视频设备采用统一的视频接口,保证了系统设备的互换性和一定的开放性。传统视频监控平台的核心是硬件,典型设备如视频矩阵,在一些中小系统也可能是DVR或时序开关等。

  传统视频监控平台可以实现的功能是设备管理,在整体架构内,通过设备登录、删除的操作来自主地生成应用子系统;通过设备管理配置各分控中心的资源、权限等。图像(信息)管理,主要通过图像信息的分配、切换来实现图像显示(上电视墙)、存贮和外送等管理。

  传统视频系统的图像显示方式基本是矩阵切换上墙,辅以多画面的方式,因此,矩阵的固定、成组、时序的切换方式就是系统显示的基本方式;存贮则以DVR等视频存贮设备为主;附加信息(时间、地点、状态、报警等)的叠加是图像管理的内容之一,主要由矩阵生成。

  上述管理功能的操作、前端设备的(PTZ)控制、预置功能的编程和调用等主要由视频矩阵或DVR等设备完成。

  传统视频监控平台的系统集成,通过硬件设备间的连接,实现视频监控与出入口管理、入侵探测等其他系统的集成。集成(连接)以视频(矩阵)为核心,基本功能是图像与其他系统的联动(图像的自动切换)。

  GUI(图形化用户界面)是系统集成的重要软件,它主要的功能是构成一个统一的操作界面、采用PC机(与矩阵连接)实现图形化的人机交互界面,把各子系统的操作(管理、控制)集为一体。

  因系统是专用、封闭的,安全性主要是口令、权限设置及视频丢失探测等。

  综上所述,传统视频监控平台是以专用设备为核心,集成是硬件的连接,因此,系统开放性差。传统视频监控平台的设计目标就是充分实现设备的功能。

  (二)数字视频监控平台

  数字视频监控平台的基础技术环境是通用设备(服务器、交换机等)构成的分布式网络系统。通过软件实现网络的互联、互操作及各子系统的集成,通过中间件实现硬件的兼容和软件的接口。因为其系统是充分开放的,软件(中间件)的核心作用,产生了软平台的概念。

  系统可实现的基本功能是:设备管理,包括全部(有IP)设备的搜索;登录(注册)、删除,批量导入/导出。实现系统的自主生成,为各种应用配置和整合资源(原/增、内/外、社会、其他)。网络管理,包括:网络互联、图像信息管理(交换)及网络状态监控。通过TCP/IP和开放SDK实现系统间的互联;利用网络环境的交换功能,实现图像信息的切换、推/拉等;流量控制、网络带宽控制及状态监控等,保证正常运行。

  图像信息的深化应用,通过数据流(元数据)结构、图像结构、媒体结构的分析、识别,实现图像信息的互通(解);建立分布式增强处理架构、配置各种图像探测、内容分析及数据处理工具,实现智能应用和数据的深入挖掘、处理。

  系统控制与遥控,包括上述功能、前端设备(PTZ)控制、预置功能编程和调用的操作及实现互联系统间的互操作。

  信息存贮,IPSAN将成为主流方式,辅以NVR、DVR等。图像显示,与传统系统有很大差别,通常视频矩阵切换输出的是同一制式(格式)的图像信号(视频VIDEO),而网络视频系统解码器输出的图像信号可能是不同的制式(高、标清)、格式。因此不能简单的解码上墙(或矩阵上墙),特别是需要图像组合时,必须进行制式、格式变换才能实现组合上墙。

  系统集成,图像与其他系统的功能联动;通过融合技术,实现不同系统、不同媒体间信息的综合分析和应用。显然,集成是由软件来完成。

  安全性,网络安全是的重要内容,在网络环境中统一规划;还包括身份认证、加密、VPN建立等;最近提出“可信图像源”概念,通过对图像源、系统设备、用户的身份认证来保证图像信息不被非法修改、删除和使用。

  可以看到,网络视频的协议集应包括前端和近端设备搜索、管理,图像结构,媒体结构,音视频实时流,事件处理,图像分析,PTZ控制和安全机制等。

  现代监控平台以软件为核心,具有充分的开放性,可通过配置、整合资源为业务(管理)工作提供按需服务设计的目标是面向服务的,追求更高的技术附加值。现代视频监控系统充分表现了新一代信息系统的特征,是顶层设计的典范。

  四、视频监控平台的主要功能

  一般而言,安防系统集成平台都是针对大规模系统组网、多级别管理远程联网、安防系统无缝集成环境下的集散型管理平台,监控和管理不同类型的视频监控系统、防盗报警系统、门禁管理系统等子系统,融合于一体化的综合性安防系统集成平台管理软件。概括来讲一般包括以下功能特点:

  (一)统一的信息共享平台,联动多子系统

  综合安防系统主要包括视频监控系统、报警主机系统、门禁系统、语音对讲系统等,每个子系统都是相对独立的系统,如果不基于集成管理平台,各子系统之间无法相连相通。当发生报警时,监控中心管理人员必须一个个进入各个业务系统来操作。各个业务系统只是向第三方系统开放自己接口,只是作为一个子系统来存在,不是作为一个综合安防管理平台高度上一起联动的子系统。而安防集成平台不单只是视频监控、报警、门禁软件,而是可以作为一个综合指挥调度中心管理平台来对其他安防子系统的软硬件和信息进行整合,打破各子系统界限,完成信息规范、实现数据融合,提供一个操作简单、功能强大,具有智能联动效能的操作平台,其有效地整合客户整个安防系统资源,建立起一定规模的智能联动体系,更广泛地为客户各个业务部门提供安全管理服务。

  安防集成平台采用逐级汇接的拓扑结构组成树形网络拓扑。这种网络拓扑结构可以由用户需求灵活配置,既保证了它能够组建大型应用,实现平台间互通,如平安城市监控、网吧监控、环保局环境监控、机场监控、煤矿监控等,又适宜企业建设各种安防/生产/管理监控网络,如小区楼宇监控、校园监控、无人值守变电站监控、机房监控、劳教所/监狱安防监控等。

  (二)有效的报警联动机制,全局预案配置

  安防集成平台软件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、分析)的联动,并伴有声响、短信发送等功能。

  同时平台支持第三方报警。如果各子系统分散管理、运行模式下,系统间的联动则主要依赖于低级别的硬件方式,该方式具有很大局限性。而安防平台的软件联动功能,能够为硬件联动难于实施的环节提供可靠的联动触发机制,提高反应速度及降低事故损失。

  在报警防范领域,由于IPS安防集成平台软件集成了门禁系统和报警系统,因此它可以支持形形色色的可接入设备,如防火类(烟感、明火探测器、气体探测器等)、防盗类(被动红外、红外对射、振动入侵探测器、玻璃破碎入侵探测器、紧急报警装置、门禁等)。这些探测器,在平台内与图像、音频依据用户定义的方式进行关联,包括启动声光、开启灯光、向指定的手机号发送短消息、向指定的邮箱发送邮件、推出告警画面等。

  (三)分布式图像存储/集中式图像存储

  在实际的安防监控应用中,由于通信或者网络的问题,导致安防监控瘫痪的情况比比皆是。安防集成平台软件的分布式图像存储功能在很大程度上解决了这个问题。它通过在前端直接支持硬盘录像和告警事件存储,确保了即使通信或者网络中断,对现场的监控仍在继续。这种分布式存储、集中式管理设计思想,对于那些监控要求比较高的场合将非常有益。

  (四)方便快捷的集中式管理

  对于一个大型的安防监控系统,涉及的站点、设备、配置、设备状态、用户等信息将会非常庞大,对它们进行方便快捷的集中式管理就不可或缺。这些管理包括增加、修改、删除、监测、配置等信息管理和安全、权限、轮巡方案、录像计划、告警联动/布防撤防等策略管理。IPS安防集成平台软件将所有这些信息融合在同一平台上,便于统一领导、统一规划、统一标准、统一组织。

  (五)多级电子地图导航

  为了更加直观地进行监控,平台一般都具备电子地图的监控模式,以图形化的形式,动态地表现出各个设备的运行情况以及各个报警监测点的当前状态,并且支持地图逐级访问。当报警发生时,以迅速准确的、醒目的红色图标,以及不同的报警声音提醒监控人员报警事件的发生,同时弹出报警画面,监控者可以通过电子地图的提示快速找到报警位置,并根据报警画面判断是否为误报。电子地图作为安防监控的直观方式,让操作人员操作简捷。

  五、监控平台软件发展的突破点

  纵观目前监控市场的软件,主要有两大类。一类是较为通用的监控管理平台软件,完成监控系统的设备管理和基础业务调度管理;另一类是和用户实际业务结合更紧密的应用软件。目前,在整个监控市场,几乎所有的软件开发都属于这两大类,各个厂家在多年的投入研发中推出的平台软件也趋于成熟,但与此同时,产品同质现象也开始出现并日趋严重,市场竞争亦非常激烈。面对这种情况,企业如何开创自己的“蓝海”,获得竞争优势?笔者认为可以从以下两个方面努力:

  (一)个性化

  当前,视频监控不再是一个通用的、简单的应用,而是具有行业个性化的、复杂的应用。所以,企业要在市场竞争中脱颖而出,需向个性化平台发展,打造行业领域的个性化解决方案,比如银行金库管理解决方案、高速公路监控解决方案、停车场监控解决方案等。行业解决方案需要支持特有的业务逻辑,比如电力变电站的监控方案需要支持倒闸操作流程的遥视和遥控,还有可能需要支持与其他企业应用的集成,如门禁系统、消防系统、报警系统等。

  向行业解决方案这个方向发展有两个先决条件:一是要有行业经验的积累;二是平台需具有很好的开放性。对于第一个条件,目前大家都比较认同,众所周知行业化解决系统的开发、完善、市场拓展一定是循序渐进积累的过程,不可能一蹴而就,需要大量的时间和经验来积累。同时,对人员、资金的投入必须有充分的准备,因为深入行业后,面对行业的多样化需求和以用户为导向的快速响应需求这两大行业突出特点将会非常消耗资源。至于第二个条件,对于一个完整的系统来说,开放性要求平台具有良好的扩展性,以便扩展功能;同时也要求平台具有良好的集成性,便于集成新的技术和第三方企业应用系统,但这些常常会被忽视。目前,市场上不少企业还无法完全具备这两个发展条件,所以成熟的行业解决方案并不是特别多,企业的行业化发展还有很长一段路要走。

  (二)智能化

  当前,大范围联网的应用已经普及,大规模应用使得人力无法有效监控成千上万的摄像头,需要采用视频分析技术,用机器代替或部分代替人力工作。趋于这样的需求,当前几乎所有的主流厂商都把智能化作为重点,推出了一系列智能化特性,如目标检测和跟踪、车牌识别、行为识别、人脸识别等,但从实际情况来看,有效利用这些特性的智能化应用还不是很多。

  平台智能化成功的要点在于应用,因此如何利用现有的智能技术设计出真正解决客户问题的智能化应用平台是目前行业面临的共同问题。

  六、视频监控平台的标准化建设

  视频监控平台的标准化包括功能标准化、互联互通协议标准化、设备接入协议标准化和对外服务接口标准化,其中最重要的是互联互通协议标准化、设备接入协议标准化和对外服务接口标准化。2008年浙江省技术监督局联合浙江省公安厅、浙江省公安科研所联合制定了并发布了《跨区域视频监控监控联网共享技术规范》(DB33/T629)地方标准,是国内第一部异构视频监控联网平台之间互联互通的技术规范,并作为全省公安视频联网平台的强制要求,2009年依据此标准实现了全省公安视频监控系统的三级联网,目前全省公安视频联网规模已经达到12万路。

  2012年国家质检总局和全国安防标委会颁布了《安全防范视频监控联网系统信息传输交换控制技术要求》(GB/T28181-2011),国内各个省市公安机关和其他行业监管部门也已经依据这一标准开展了视频监控系统的联网工作。GB/T28181标准对于视频监控平台互联、视频监控平台与设备互联提供了统一的信令接口、视音频编解码接口,所有系统之间通过标准互访,简化了不同厂商之间的互联对接工作,可同时兼容模拟、数字与HD-SDI格式的视频监控资源,有效推进了视频监控图像资源的共享,缩短了系统互联的项目周期,节省了信息共享应用的社会整体资源成本,有利于增强接口、系统的稳定度和成熟度,提高用户的满意度。

  另外,ONVIF联盟标准也已经得到了国内外多数视频设备厂商的支持,成为视频设备接入的主要标准协议。

  七、结语

  视频监控平台建设需要政府、行业、企业的参与。随着“大联网”时代的到来,将带来更多的视频相关业务,从而给安防企业带来更多的机遇,安防将逐渐从垂直整合过渡到横向整合,每个企业都可做好某一个细分领域的技术,按照互联网的公共开放的基本原则,都有机会融入到视频监控大平台中去。

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