大型网络视频监控管理平台技术方案
网络视频监控管理平台
技术方案
数字视频网络监控系统
Digital Video Network Surveillance System
1. 概述
成都致精数码科技有限公司自主研发的大型网络视频监控管理平台（简称：管理平台）是基于网络环境下，将安防、报警、门禁、对讲等设备高度集成的软件管理平台，旨在为用户提供适用于任何网络架构下，具有先进性和实用性的远程联网集中监控解决方案。
2. 技术要点分析
1) 管理平台能兼容多种硬件设备的接入
在网络视频监控联网项目的建设过程中，由于监控项目建设的时期不同、产品类型不同、硬件选型不同、产品品牌不同等诸多原因，使得项目具有不同的硬件设备和软件系统，给用户的统一管理带来了困难；为实现上述信息资源的共享、统一规划和管理，需要一个统一的管理平台去管理不同种类、品牌的监控、报警、门禁、对讲等设备。
2) 具有多级监控管理中心
一般，由于监控项目网点居多、覆盖范围较广、网络带宽有限等原因，一个管理中心无法实现对所有分散的设备进行集中监控管理等原因，管理平台必须具有能设立多个、多级的管理中心的功能，实现对各类信息资源的集中监控和管理。
3) 多级用户管理及操作权限
由于用户在系统中所具有的级别及管理职能不同，因此应为每个用户分配不同的管理和操作权限，大家既相互独立，又协同工作。
4) 利用现有的网络资源
为降低用户的投资，应充分利用现有的网络环境，并且在不影响用户正常的办公业务的前提下，解决在网络带宽紧张的情况下，将音、视频信号以及报警、控制信号等上传到中心管理平台。因此，管理平台应具有流媒体转发功能，以节约网络视频监控中网络及硬件开销。
5) 系统具有良好的扩展性
管理平台必须具备良好的兼容性、扩展性，以满足用户对网络视频监控集中管理不断扩充的需求。我们的数据中心，单个中心最大可支持1024个设备(单个设备可最大为256路)；超出后，数据中心可进行级联，达到扩充管理平台接入设备的目的。
3. 设计原则
为实现对网络视频远程联网及综合业务的应用和管理，我们的管理平台构架和应用必须遵从以下原则：
n 遵守标准原则
管理平台采用分布式系统架构、标准化接口和协议，尽量遵循国际标准，系统架构必须满足用户未来对业务发展、系统规模和功能扩展等方面的要求，同时保证系统的可靠、稳定性。
n 系统兼容性原则
对于管理平台，要充分考虑和利用现有的报警、门禁和监控系统的硬件及传输资源，同时能兼容目前国内主流的数字图像设备，包括PC DVR、嵌入式DVR、DVS、NVR、IP摄像机等视频设备。
n 系统安全原则
管理平台的设备必须满足可靠性和安全性要求，要能保证系统不间断运行。在现有网络环境下，信息传输和数据存储要注重安全，支持SSL网络加密协议，网络中对数据库的访问操作必须通过中间应用服务器而不能直接访问，保障系统网络的安全可靠性，避免遭到恶性攻击和数据被非法提取的现象出现。
n 系统管理原则
管理平台要体现资源共享、快速反应，形成一体化的网络体系。
n 全网应用能力
管理平台能适用于各种客户类型、各种用户组织、各种运营模式，并能随联网监控规模的变化而进行伸缩；能根据用户需求变化，快速响应并无缝扩容，能随业务、信息、视频、安全技术的发展而不断自我完善。
n 模块化原则
管理平台软件采用标准化的模块化设计结构，可以根据系统规模进行分布式部署，软件必须具备实用性、兼容性、扩展性、灵活性、可靠性等基本的网络管理系统要求。
4. 管理平台架构说明
4.1. 管理平台架构逻辑关系图
4.2. 管理平台构成说明
成都致精网络视频监控管理平台主要由视频设备、中心服务器和客户端三大部分组成。
1) 视频设备
视频设备包括PC式DVR、嵌入式DVR、混合式DVR、DVS、IP摄像机等数字图像采集设备，用以实现对现场图像的采集、压缩、显示、报警联动、控制、存储、回放等基本功能操作。
2) 中心服务器
中心服务器主要由数据中心、流媒体转发、域名解析、数字矩阵、报警、地图数据服务器等多个功能组件构成，完成其所属功能，是管理平台中的核心模组，对平台架构中不同功能需求予以实现。
3) 客户端
n 采用C/S和B/S相结合方式，远程监控/回放视频设备实时图像
n 远程对中心服务器进行定义、配置、更改、删除等操作
n 远程监控视频设备及中心服务器的运行状态、网络状态
n 对矩阵服务器进行输出规划和控制
n 设置和调度录像数据的集中备份任务
n 接收报警响应并做出相应处理
5. 管理平台功能应用
5.1. 管理平台应用拓朴图
5.2. 数据中心服务器
数据中心采用了大型数据库技术，它将各种分散的设备信息融于一体，形成庞大的数据中心信息资源库；同时，数据中心支持多级级联、分散管理和远程配置，为实现用户大容量设备管理、多元化应用需求及快速查找和定位创造了先决条件；数据中心是平台应用中的核心部件。
1) 运用先进的RIA技术构建的B/S，具有友好的交互方式及性能。
2) 在分布式网络构架基础上，真正实现对视频设备的远程预览、远程回放、远程存储、远程控制和设备集中管理。
3) 对视频设备的远程状态进行监控，及时反映远程设备的工作状态和系统健康状态。
4) 可集中管理远程报警设备，设置多种报警响应及预处理方案。
5) 对C/S工作站上传的抓拍图片进行检索、信息编辑、删除和打印等管理和操作。
6) 对中心服务器进行集中管理及定义，包括对流媒体转发、交易系统代理、数字矩阵、地图数据服务器等功能服务器进行配置和管理。
7) 数据中心服务器支持多级级联，在大型组网视频监控中，可充分适应分布式网络环境中对中心数据集中管理的需求。
8) 创建用户，并为用户分配详尽的管理及操作权限。
9) 明细的日志管理，记录管理中心发生的所有事件和操作行为，并按不同的日志类型进行归纳总结，为用户了解系统的工作状态，排除系统故障提供了数据依据。
5.3. 数字矩阵服务器
5.3.1. 简述
数字矩阵服务器作为管理平台一个重要的功能组件，主要完成将模拟/数字视频信号解码上电视墙显示；并且使用一台管理终端即可实现对所有电视墙的集中管理和控制，达到并行处理多路图像解码上墙显示的目的，减少了用户对硬件的投资。矩阵服务器通常由硬件（PC机内加配多张显卡，常用的有双头显卡）并加载DigitalMatrix.exe数字矩阵服务器软件来实现。在不考虑解码路数情况下，我们的单台解码主机最大支持8输出(物理连接)。
5.3.2. 数据走向图
5.3.3. 数字矩阵服务器功能简述
1) 提供图形化解码显示方式，所见即所得，直观了解各电视墙输出的工作状态。
2) 可设定任意视频组合,提供按通道、屏幕、分组方式图像解码上墙。
3) 解码不受编码硬件设备的限制，对于来自不同厂家硬件，不同分辨率（包括高清）的视频流都可以解码。
4) 单台数字矩阵服务器最多可解64路CIF，16路720P高清图像。
5) 支持报警触发关联视频上墙。
6) 支持视频设备主/子码流上墙。
7) 可按不同时间段，配置不同的解码预约方案。
5.4. 集中存储服务器
5.4.1. 简述
集中存储支持设备的集中管理和数据的分散存储，通过各种外接存储设备、强大的软件功能，将数据存储在指定的位置，指定的网络设备上，以保证数据的安全性。
5.4.2. 存储容量计算
视频设备所需存储空间计算方式如下：
总容量(TB)=码率×3600×T×Q×S÷8÷1024÷1024
T: 时间(一天存储几个小时)
Q：存储周期
S：视频设备总路数
实际计算中，要考虑一定的冗余空间。
5.4.3. 集中存储服务器功能简述
1) 将采集卡、嵌入式、DVS、网络摄像机等设备的视频流进行集中或分散存储，通过存储服务器软件将不同厂家、不同类型、不同型号的数字设备进行统一集中管理。
2) 根据项目需求及用户实际使用情况，对视频设备可采取主/子码流存储。
3) 软件支持定时录像、手动录像、移动侦测、报警录像等多种录像方式，并根据不同的录像方式设置多种视频预约方案。
4) 软件可对每路视频设备设置不同的位率方案，以满足不同环境、不同时间段对视频质量的需求，最大化节约硬件资源及网络开销。
5) 以树状结构列出所有视频设备，并根据节点搜索、日历或文件列表模式快速定位录像视频资料。
6) 软件支持对录像文件的完整备份或剪切备份，支持将视频流转为通用格式(AVI)，方便用户的备份和播放。
7) 支持IP SAN/NAS。
5.5. 流媒体转发服务器
流媒体转发服务器主要为了解决海量视频管理与多用访问，及传输瓶颈间的矛盾而产生的。为适应多种带宽和大量用户的并发访问，我们采用了先进的流媒体转发技术，以解决远程多用户对相同数据同时访问时的网络瓶颈，及硬件资源消耗问题。同时，流媒体转发服务器支持多级级联，使得管理平台可适用于任何网络拓扑结构下的应用解决方案。
5.6. 动态域名解析服务器
动态域名解析服务器主要作用是接收并存储动态域名解析客户端所汇报的IP与域名信息,并向需要用到域名的地方提供域名解析功能（将域名解析为该域名当前所对应的IP地址）。动 态域名解析服务器支持多级级联。
5.7. 报警服务器
1) 报警触发预定义视频通道录像或关联报警输出。
2) 报警触发预置位调用或抓拍图像上传至中心。
3) 系统支持多种报警响应方式，如报警输出，发送电子邮件拔打、电话、发送短信等。
4) 系统支持多种报警客户端响应模式，如自动连接报警图像，报警通道单屏显示，预定报警语音和报警信息记录等动作。
5) 报警时可弹出电子地图，且对应报警节点不断闪动以提示用户。
6) 报警发生时，预设的关联视频通道可自动连接输出到电视墙上显示。
7) 报警可触发语音对讲连接关联视频。
5.8. 客户端
1) 实时远程预览任意一路图像，单机最大1-64分割。
2) 在预览界面，对视频通道的亮度、对比度、色调、饱和度，根据需要做出即时参数调整。
3) 软件支持本地回放，即时回放及远程流式回放，最大1-16路，并将不同视频源进行同屏同时回放。
4) 可远程操控视频设备，如视频设备报警输入/输出的远程布防、启动或停止；视频设备的录像/停止；远程时钟同步等操作；调节视频设备的各项参数，包括：视频、录像、报警、网络访问、异常等多项功能参数。
5) 软件可进行远程管理、查看视频设备的工作状态，包括设备的通道相关状态、报警输入相关状态、报警输出相关状态等。
5.9. IE/手机客户端
1) 系统支持C/S和B/S相结合访问方式。
2) 采用B/S方式时，可对不同用户设置不同的视频及功能访问权限。
3) 用IE对中心服务器进行远程配置。
4) 手机客户端可实现对视频设备远程预览，回放，控制任意一路图像，手机最大1-6分割。
5) 支持安卓和Iphone 手机操作系统。
6) 支持多种网络接入。
6. 网络视频带宽说明
网络视频监控联网项目中，少则几十路，动则上百、上千、上万路，在用户不断追求视频质量的同时，也不断增加着网络的负荷。为保证视频在传输过程中的实时性和连续性，需配备足够的带宽来支撑视频的传输，以完成视频的网络的传输，达到用户的所需的图像质量要求。
目前，百兆网络传输数据带宽以8Mbytes/s计，千兆网络传输数据带宽以24Mbytes/s计。单路视频带宽参数数据参考如下（实际使用中数据根据实际情况而定）。
|
视频格式 |
带宽 |
备注 |
|
CIF |
64bytes/s |
0.5Mbps码流上限 |
|
4CIF |
192bytes/s |
1.5Mbps码流上限 |
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VGA |
154bytes/s |
1.2Mbps码流上限 |
|
720P |
384bytes/s |
3Mbps码流上限 |
|
1080P |
512bytes/s |
6Mbps码流上限 |
