智慧工地整体建设项目管理平台系统解决方案.doc

智慧工地整体建设项目管理平台系统解决方案1.1 平台总体架构工地管理可视化平台体系结构设计，从根本上决定了系统所能提供的业务服务的规模和水平。基于事实上的工业标准的J2EE平台和SOA面向服务的架构，是当前几乎所有的企业级业务平台所普遍采用的，被反复证明是目前最强壮、最博大、最高效、最具伸缩性和业务扩展能力的平台架构之一。本软件采用了在J2EE三层体系结构基础上构建的面向业务的四层体系结构，如下图所示：图1. 综合应用管理平台结构图 第一层为应用层，是面向于用户实际操作的客户端，是通过对安全管理具体业务的归纳、抽象，生成的各种应用模块，通过这些模块的组织，就可以支持不同的业务应用。 第二层为业务层，呈现给用户专业化、个性化的具体业务流程和工具，是智能化的最终体现，是业务智能的最终表现形式。 第三层为中间服务层，是软件平台系统的核心，采用高性能的应用服务器中间件、各种智能引擎和系统管理工具，为应用层提供基础服务、管理策略和方法工具。同时按照所提供的服务来管理、组织和调度设备和信息资源。 第四层为现场设备接入层，实现了安防设备和音视频、图片和文本等信息的归纳抽象，并接入到平台进行集成管理，使用户无需关心所使用的设备和信息资源的具体位置和形态，便于设备信息资源的组织和调度，更好的为业务服务。如：DVR、DVS、IP Camera、高清摄像机、第三方系统等。1.2 工地管理可视化平台构成工地管理可视化平台结构如下图所示： 图2. 工地管理可视化平台软件组成1.3 工地管理可视化平台特点1) 适应各种网络平台可适应局域网、广域网、3G移动网络、Wifi网络等多种网络集合平台支持NAT穿越 平台可穿越防火墙、网闸 可支持前端多种设备接入平台支持接入模拟DVR平台支持接入高清网络摄像机 平台支持接入高清存储设备 平台支持接入3G移动视频监控设备（3G摄像机、3G视频服务器、3G车载DVR、3G单兵设备） 2) 系统管理平台支持通道级控制、功能级权限管理管理数据库备份还原 可查询前端设备日志 可查询中心服务器日志 3) 其它服务器可以部署在双线机房，内外网环境下的设备和用户能够通过对应的线路使用平台。对于网络差的应用环境，设备传输的视频可以丢帧以适应低带宽，由平台进行插帧恢复，恢复视频质量。1.4 工地管理可视化平台管理功能系统管理1、用户分类用户分为系统管理人员（面向系统、网络、设备等）与应用操作人员（业务流程与操作）两大类；并对应到组织机构；系统管理员分为高级/全局管理员，管理员（普通），操作员分为高级操作员、普通管理员等。登录用户可定义成系统管理员，也可以是操作员；大部分是独立的，即登录者或是系统管理员，或是操作员。在特殊应用场合，可以将两者合二为一。用户登录之后，自动生成用户界面。图3. 登录界面2、行为审计系统软件必须对所有登录用户进行自动的审计跟踪，并保存审计记录。审计的内容应包括用户注册、验证、权限设置、注销等；系统对所有用户的所有操作过程进行记录，记录的内容应包括登录时间、重要控制动作、修改设置、报警处理、退出时间等。重要控制动作包括对前端设备的启动、关闭、重启等控制、对其它用户控制有影响的控制（控制权限发生冲突时）及对设备的开始控制和结束控制动作。系统管理员可以设置平台系统的操作审计策略。系统对记录的资料采取严格的防护措施，不允许更改和删除；支持记录数据的备份与恢复，导出/导入。3、操作记录系统记录全部的登录用户的全部操作记录。记录的内容包括登录者名称、时间、IP地址/或者主机名称、重要控制动作、修改设置、退出系统的时间等。重要控制动作包括对前端设备的启动、关闭、重启等控制、对其它用户控制有影响的控制（控制权限发生冲突时）及对设备的开始控制和结束控制动作。对录像资料的处理，包括回放、下载、上传、剪辑等。4、用户数限制与优先级根据前端设备的最大用户登录数量、连接数等限制，对登录用户进行数量的限制。系统面向教育行业，有上下级等明确的组织架构，需要有一套比较清晰的优先等级制度。登录用户有优先等级、预览/控制前端云镜有优先级、回放有优先级；报警联动有优先级。5、人员统计与状态人员的状态：在线/离线；登录时间、IP地址、在线时长等；人员的基本信息：用户名、所属机构、职务、联系电话、手机、mail等。监控管理1、实时监控通过C/S客户端和WEB浏览器，不仅能够单画面或多画面显示实时视频图像；支持不同画面的显示方式：单画面、4画面、6画面、9画面、13画面、16画面等方式；能够实现对前端云台镜头的全功能远程控制，包括云台的旋转和自动扫描、镜头的变倍变焦、快球预置位的设置和启动、快球巡航轨迹的设定和启动；设定快球预置位启动计划，在不同的时间自动控制快球转换到需要重点监控的部位；画面切换：可以分为手动切换、自动切换（计划与任务方式）；画面文字显示：包括组织机构、OSD、标识、通道名称、日期与时间、触发类别等。图4. 监控画面分组轮巡分组定义：由管理员在系统初始化时，根据教育系统的业务要求，对组进行自定义；管理员可以针对前端的设备厂家与型号、类型（DVR、矩阵、网络视频服务器、IP摄像机、光端机等）、组织机构、应用场所、管理部门等进行分组设置。轮巡：系统按照设定好的规则，在指定的操作终端上进行自动的监控图像显示。根据业务需要，可以分为组内轮巡、分组轮巡以及组合轮巡等。组内轮巡：在指定的组别内，以固定的画面（1/4/9），按照给定的时间进行轮巡显示。应用场合：组内摄像头比较多的情形。分组轮巡：在选定的多个组别中，以固定的画面（1/4/9），按照给定的时间进行轮巡显示。应用场合：组内摄像头不多（一般3-4个，最不超过9个），组别数量比较多的情形。组合轮巡：在选定的多个组别中，并且每个组内的摄像机数量超过9个，以固定的画面（1/4/9），按照给定的时间，不同的策略（组内轮巡优先、组间轮巡优先；显示画面固定、显示画面随实际画面变化）进行轮巡显示。应用场合：组内摄像头很多，组别数量比较多的情形。分时轮循：各轮循方案可作为单独得计划来执行，即自动轮循计划。一个计划即是一个时间段，例如 9：00到10：00，到9点即可自动触发轮循计划执行，10点则结束轮循。双向对讲通过DVR的视频输入通道实现对现场声音和实时监听和视频音频同步录像录音；通过DVR的双向对讲接口，实现与现场人员的远程双向对讲，并实时录音。回放功能首先在回放主界面的左侧列表中选择要查询的通道，再选择点播类型、文件类型、开始时间、结束时间，除了对硬盘录像机以及视频记录设备进行回放，还包括对视频图像的处理：编辑、上传、下载等功能。回放的基本功能：单画面/4画面、单进、单退、快进（1/2/4/8倍数）、剪辑、抓帧、下载等。回放的高级功能：支持预览画面时的即时回放（即，在预览画面时，发现有异常行为，值班人员可以立即回放刚才发生的情景录像）；多路同步回放功能；以及检索查询、剪辑、下载、合并、标签；关联文字描述、上传等。图5. 回放界面字符叠加可以在监控画面上叠加所属辖区（某区、某学校）、监控点名称、预制点位置、日期时间、录像状态等字符和信息，也可以对某些信息在标题上显示或通过鼠标点击右键获取与该监控图像相关的更详细信息可以对同一个监控点针对不同预置位叠加不同的字符，非常方便用户快速掌握监控场景情况；可以调整字符叠加的位置和字符的点阵。数字矩阵支持数字矩阵硬解码和软解码输出到电视墙上显示；支持多画面同步显示和轮巡显示，支持多个预先定义的轮巡预案；软解码输出支持画中画功能；支持CIF/HALF D1/D1/720P/1080P等不同图像格式解码还原显示输出；支持实时视频和录像回放显示输出，可以实现多画面同时回放。视频加密对于个别特殊的监控画面，可以设定保密功能，只有经过特别授权和人员和主管领导才能有权查看实时视频和录像资料或下载录像片断；对于安装在某些场所的监控画面，可以设定隐私遮挡功能（需前端设备支持），未经授权遮挡区域将不能被查看显示。报警管理事件转发：包括对所有的系统事件和设备事件按照路由规则的转发。其它消息转发：接收其它系统发来的视频请求并响应，实现与其它系统的高效集成，可以接入为后台运行的应用服务软件。通过报警转发服务器实现对技防联网报警、视频移动侦测报警、视频丢失报警、设备状态报警等所有报警进行统一的管理；可以定义报警源、联动规则，通过报警引擎自动关联实时视频和启动录像，启动现场声、光、门等设备，并将不同的报警信息发送给不同业务主管部门；接收到报警后可以自动联动预先定义的关联监控点视频，自动启动快球预置位，也可以手动选择附近监控点图像进行视频验证复核和录像；所有报警信息自动保存到数据库，可以统计、查询和打印，可以通过报警事件来检索录像资料。通过对报警转发和联动规则的定义，可以通过手机短信将报警信息发送给相应的值班人员和主管领导；系统故障、磁盘清理等信息也可以通过手机短信发送给系统维护人员，通知维护人员及时到场维修维护处理。流媒体管理流媒体转发服务器软件实现对数据源申请数据流和多线程网络分发的功能。它的数据源是DVR、DVS、IPCamera、PC-DVR等实时接入设备。流媒体转发服务器用于多用户复用相同现场图像的流媒体转发管理和现场流媒体带宽限制管理，限制管理的策略包括路数、用户优先级和事件优先级等。流媒体服务器作为视频监控联网系统中最主要的视频资源管理服务器，用于监控中心多客户端复用相同现场图像的流媒体转发管理和支持多级流媒体转发管理和调度，支持网关管理，降低网络带宽和设备负荷。该软件是专门针对带宽较小的VPN、WAN等广域网环境下的音视频传输而开发的网络视频转发软件。目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过视频转移分发单元软件来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。流媒体转发软件的多级设置可提高响应访问的效率，可以合理规划流媒体管理软件模块的设置，以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。流媒体服务器主要功能如下：多级流媒体间的转发实现多级流媒体之间的转发，分散访问压力，提高系统稳定性。跨网段、网关、防火墙等传输当客户端和设备在不同的网段时，有些情况下客户端不能访问到设备，通过将流媒体服务器架设在网关上起到中转的作用，从而使得客户端可以正常取得数据流。支持大容量存储设备转发存储通过流媒体转发服务器将前端DVR、DVS、IPCamera、PC-DVR等视频源转发存储到磁盘阵列等大容量存储设备中。回放与转发服务因DVR、磁盘阵列等设备受本身硬件性能影响，连接路数有限，当同时实时预览或回放某些数据源的客户端比较多的话，设备压力较大，甚至连接不上。利用流媒体服务器分发的优势，可以将从设备来的一路连接，同时分发给多个客户，从而能有效减少设备端的压力。案件管理及标签、检索/查询、回放通过流媒体转发服务器检索/查询、回放重要录像片断。网络带宽管理配置视频转移分发单元的带宽管理组:带宽组的管理是对添加的DVR进行路数或是带宽上进行有效的限制，防止用户连接的带宽超过负荷上限或者用户连接的通道数超过流媒体所能承受的上限。IP段访问规则配置IP段网关配置:IP段网关的配置是限制这个视频转移分发单元允许在此IP段内进行转发的功能。设置好后，此流媒体就只能在此网段内进行数据转发，其他网段无效。同时还可以对流媒体的IP段进行查询。不受限的IP配置:不受限的IP是指在指定的IP段内，都不能受到IP段网关的限制，设置的IP段在该视频转移分发单元都有效。客户端IP段关联配置:IP段是管理员设置的IP地址范围，判断客户端即用户或者访问者的IP地址是否在管理员指定的IP端内。通过IP段关联，如果访问者在管理员设置的IP段内时，访问者访问前端DVR时，通过流媒体转发出去，如果不是在管理员设置的IP段内，则不能通过流媒体访问前端设备等。存储管理用于集中存储环境下按照管理中心软件设定的计划、策略执行高可靠性的图像集中存储、备份、检索和回放管理支持补录，支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。网络存储服务器软件通过网络获取系统中所有视频源的信息，存储到大容量的存储设备中。系统可以支持n台计算机组成的分布式集群存储结构。在这些计算机的通讯底层是我们的高性能通讯平台技术。在正常运作的情况下，每一台存储计算机负责存储整个系统中的某些录像信息。首先我们需要定义存储组，每一个存储组有n路图像组成。我们把一个存储组绑定到一台存储服务器。这样全系统的图像将通过不同的存储服务器进行存储。我们采用的模型是前端分布式录像和后端集中录像的综合方法。存储管理服务器管理的对象可以是PC服务器存储设备、DVR设备，也可以是磁盘阵列等。具体功能如下： 可以对存放在集中存储设备中的数据进行快速检索，并提供服务。 可以通过Web界面，支持在本地和客户端按镜头、按时间、按关联事件、按日志、按报警等多种方式来检索具体的监控录像和关联数据。 可以查看该录像的详细存储位置，显示相关状态信息，并且对该录像进行及时的回放； 可以浏览硬盘、NAS、SAN存储设备上的相应监控文件； 支持录像计划和补录。每一个录像组可以具有自己的录像计划，录像的执行底层是我们的计划和任务调度引擎。（请参见计划引擎）。每次录像过程中，系统都会纪录录像的执行时间，系统的维护服务器，根据预定计划和实际的执行情况的差异性，我们可以计算出需要补录的时间段。补录系统将自动从合适的DVR下载缺少的录像信息。当录像计划改变时，早先的计划将被纪录下来，系统能够自动辨别补录参照改变之前还是改变之后的计划。 清盘策略和录像优先保留权。当系统发现存储的容量超过系统规定的最高警戒线，将开始启动清盘任务，这个工作是由维护服务器来管理的，维护服务器将定时检查磁盘的情况，进行磁盘的清理、自动导出等功能。系统需要一台专门的维护服务器，对整个集群进行控制，同时执行补录、清盘、导出等工作。 高性能的检索信息保存和获取和绝大多数存储解决方案不同，我们并没有采用通用的关系型数据库，这是因为通用关系型数据库的性能是一个很大的问题，需要通过TCP/IP通讯，关系数据库也需要对SQL语句进行分析，需要保存和处理不必要的Meta信息。我们参照了关系数据库的核心外部排序和检索机制，采用了专用的内嵌数据库，特别适合对录像资料进行检索。该数据库不但具备现代高级关系数据库的高并发事务处理能力、系统崩溃时自动恢复、数据库复制等高级特性，而且具有通用数据库系统无可比拟的存取和检索性能。当然它不适合普通应用管理系统的关系存取。 高可用性和容错系统提供三个层次上的容错，首先系统体系结构上的容错技术。我们的系统支持分布式的集群技术，简单地讲，每台服务器正常执行当前的存储任务，但是同时又作为其他服务器的后备集群节点。当集群系统某一节点出现故障，那么我们的底层通讯协议能够准确地监测到这台机器的问题，这就是所谓的成员离开事件，成员离开事件将被可信协议递交到集群中的每一个节点，它的备份服务器将立刻承担起失败节点的责任，进行录像。这就是容错功能。而当失败的节点修复后重新启动并开始录像，底层通讯协议能够把这个重新加入的时间递交给每一个节点，这是所谓的成员加入事件。备份服务器接收到这个时间以后就停止录像。这就是错误恢复功能。第二个层次上的容错是在整个集群都和图像源断开，不能进行实时录像。这个时候，我们通过计划和实际的录像执行情况进行补录，请参见后面的计划和补录。第三个层次的容错是在录像分包时，每一个录像文件结束和一个新的录像文件开始，系统都被冗余一部分数据，以保证没有任何图像帧丢失。 录像计划和补录每一个录像组可以具有自己的录像计划，录像的执行底层是我们的计划和任务调度引擎。（请参见计划引擎）。每次录像过程中，系统都会纪录录像的执行时间，系统的维护服务器，根据预定计划和实际的执行情况的差异性，我们可以计算出需要补录的时间段。补录系统将自动从合适的DVR下载缺少的录像信息。当录像计划改变时，早先的计划将被纪录下来，系统能够自动辨别补录参照改变之前还是改变之后的计划。 清盘策略和录像优先保留权当系统发现存储的容量超过系统规定的最高警戒线，将开始启动清盘任务，这个工作是由维护服务器来管理的，维护服务器将定时检查磁盘的情况，进行磁盘的清理、自动导出等功能。系统提供集中清盘策略，包括先进先出，最近访问，最多访问，以及保留优先权。在先进先出的情况下，所有最先录制的图像数据将被删除。而在最近访问策略中，越最近访问的录像资料将被保留越久，越多访问策略则考虑整个系统用户对资料的访问频度，访问的人越多，录像资料保留得越久。在所有这些策略中，都可以定义保留优先级，如果某一通道的优先保留权越高，那么它的数据将被越后删除，并且系统可以定义保留的时间长度。监控中心存储管理服务器内嵌平台软件的网络存储管理服务软件，是针对大型网络监控系统环境的专用存储管理软件模块，实现远程所有图像的实时录像、报警录像、中心集中备份和事后检索查询服务，计划录像下支持补录，在这类应用中往往存储对象是大量的音视频监控录像文件，仅使用单一的在线硬盘存储方式会带来很高运营成本，而且，并不是所有的历史监控数据都要求快速的检索。根据这种数据的存储检索要求,我们支持DAS、NAS、SAN等多种存储方式，对于图像文件存储我们建议采用NAS网络附加存储设备。设备管理设备统一编码：按照统一的编码规则对设备进行统一编码。远程设置和批量配置：能够对前端DVR设备、快球摄像机等前端设备的参数进行远程配置，对同一型号和同样参数的设备进行批量设置，大大提高了系统的维护效率；远程状态巡检：能够对前端设备的工作状态进行定时自动或手动远程巡检，对设备的工作状态进行统计管理，发现异常及时告警，便于值班人员掌握设备的运行情况，发现问题及时处理，防患于未然；支持断线重新连接；远程控制：能够对前端设备进行远程重启、校时，既可以手动控制，也可以通过计划任务引擎定时自动执行这些控制。计划任务的自动执行和控制：通过任务和计划引擎，可以自动执行某些特定的操作指令，如对前端设备的定时巡检、对视频传输限定带宽的定时调整、远程重启、远程校时、定时布防撤防等。设备在线时长、状态检测/统计等：对所有接入的设备进行在线时长记录（统计并了解设备的运行稳定性、可靠性），支持手动/自动状态查询、生成设备统计报告、状态统计报告。日志管理系统平台日志主要包括本地日志、远程设备日志、报警日志，功能如下：能够将系统运行情况和用户的主要操作自动生成日记，方便维护管理和用户行为的事后审计；所有日记能够导出，具有日记数据保护功能，可以设定禁止修改功能，保证这些数据的真实性。可以根据不同的条件查询来源,包括:来源：管理中心，前端服务器；等级：全部信息，普通信息，重要信息，警告信息，错误信息；操作：功能操作操作对象：对象的操作，譬如（DVR设备，组织机构，日志处理，报警日志处理等等）操作类型：前部，日志，机构，通道，云台，人员，角色，功能模块，视频录像机，任务管理；用户：用户登陆时的用户名图表 12 日志管理界面电子地图管理根据要求可配置多级显示方式；支持鼠标控制地图上下左右移动；电子地图支持显示监控点详细信息，包括：监控点名称、球机类型、安装时间、所归属机构等信息；点击相应的监控点，弹出图像，可对图像作云镜控制；任务计划管理任务计划制订：能够将系统设备校时、数据和录像资料备份、集中存储录像、设备状态巡检、分时段参数设定、快球预置位调整、设备重启等设备的开关等周期性的系统管理、操作和维护工作任务制订成工作计划；任务计划维护：可以对制订的任务计划随时进行添加、删除、编辑、修改等维护工作；任务计划的启动：系统能够按照制订的任务计划自动执行，无需人工干预。手机客户端1、登录平台支持配置服务器地址。进入配置界面，在服务器地址栏输入服务器地址，选择手机网络制式并保存。支持配置抓图保存地址、云镜控制速度和时长。相关功能的说明：项目说明服务器地址服务器地址, 可以向服务商咨询网络制式根据手机的网络制式选择抓图保存地址配置视频浏览时抓拍图片的存储地址云镜控制速度配置云台控制步长值，步长值越大，调整的幅度越大云镜控制时长配置云镜控制的持续时间3、实时预览登录服务器后，软件支持自动下载设备列表。实现实时视频预览，支持抓图，支持录像。并可通过手机客户端控制前端设备云台。相关按钮说明如下：按钮说明停止预览抓图录像云台控制全屏