网络高清视频监控系统标准化建设应用管理系统设计.doc

网络高清视频监控系统标准化建设应用管理系统设计1.1 概述应用管理平台采用海康威视iVMS-5000平台（以下简称iVMS-5000平台），它海康威视自主研发的基于SOA系统架构设计的联网集成管理平台。平台集成了视频监控系统、入侵报警系统等安防系统，秉持网络化、集成化、智能化的理念，采用先进的软硬件开发技术，实现各安防系统的集中管理、信息共享、互联互通、多级联网、多业务融合等功能。iVMS-5000平台主要实现系统设备接入管理、实时监控、录像存储、检索回放、智能分析、报警联动等功能，其通过开放的体系架构，全面、丰富的产品支持，为用户提供随需应变的整体解决方案。方案中将平台统一部署在视频综合平台的X86服务器板卡上，实现系统的一体化部署。1.2 软件架构设计iVMS-5000平台从新的思路出发，全面整合网络、存储、音视频、智能分析等部分，从架构角度上对监控系统进行了重新的审视和规划设计，借鉴IT软件领域成熟的软件开发模式，提供跨网络、硬件及OS平台的透明性应用和服务的交互，可对外提供标准的Web Service接口及OCX控件给客户进行二次开发，方便将视频监控功能集成到客户的第三方系统中，实现平台登录、设备列表获取、实时视频预览、录像及回放、云台控制、语音对讲等功能，满足安防应用的需求，顺应下一代安防监控的发展方向。平台系统架构如下图所示：平台架构图1） 物理资源层第一层为物理资源层：物理资源层包含各监控安防系统设备资源、系统主机、网络系统、安全设施，为系统的应用层提供可靠、有效、安全的信息传输通道。2） 数据资源层第二层为数据资源层：数据资源层包含关系数据库、多媒体信息库等组成的综合信息资源库。对操作系统、数据库、安全加密、多媒体协议的封装，屏蔽差异，实现上层应用的平台无关性，提高运行效率和系统兼容性，支持包括大华、天地伟业、美电贝尔、汉邦高科、索尼、松下、英飞拓、AXIS、SANYO、BOSCH、AVTECH、Arecont Vision、VIVOTEK等多个国内外视频监控主流品牌的多款主流设备接入，无论是通过DVR或DVS接入的模拟摄像机或直接接入的网络摄像机。3） 应用支撑层第三层为应用支撑层：应用支撑层提供各类服务器、视频数据采集设备、统一身份认证及决策支持等，为视频、报警业务提供核心服务和逻辑支持，由部件化的服务模块和相应的二次开发接口组成。在平台服务层除了提供认证管理服务、流媒体转发服务、存储服务、报警管理等通用服务外，还提供了电信级系统必须具备的冗余热备功能，可以兼容多厂商、多种类、多协议的各种异构硬件；通过互联管理模块，支持平台互联互通。4） 应用业务层第四层为业务应用层：应用业务层提供统一的安防应用软件框架之上的各类应用。实现监控管理功能，包括实时监控、视频存储管理、视频分发管理、电视墙管理、录像查询回放、报警配置、门禁业务、系统配置管理、系统权限管理、信息发布通告等。5） 用户界面层第五层为用户界面层：用户界面层同时支持B/S和C/S客户端，另外通过部署手机接入服务器，平台也支持手机客户端对前端监控的浏览。平台满足多部门对视频数据、信息数据的共享需求，可根据各使用部门不同的应用需求，采用自定义针对性的用户界面，通过授权的情况下，各部门可实现视频资源及信息数据的共享。1.3 软件模块组成平台系统涉及的软件模块包括中心管理模块、应用模块、客户端、视频质量诊断等部分。1.3.1 中心管理模块6） 中心管理模块中心管理模块是整个系统的核心组件，提供统一的认证、授权、管理服务。作为管理模块，对系统内的用户、角色、权限、视频监控设备、报警设备、各种服务器进行集中配置管理；作为应用模块，提供各类安防监控业务。7） WEB应用模块WEB应用模块为系统管理、流媒体、报警转发、集中存储检索等所有应用模块提供统一WEB访问配置界面，为前端监控设备提供统一远程监视查询WEB访问界面。8） 数据库模块平台提供数据库，使用J2EE系统中成熟、稳定、强大的框架，灵活的支持各种数据库，承担数据库用户的管理，数据备份，数据恢复，数据冗余处理等。主要包括MySQL、postgreSQL、Oracle等。1.3.2 应用模块9） 存储管理模块存储管理模块主要进行对系统中各个监控点录像计划的配置管理，并为用户提供录像查询、点播等服务，支持PB级海量音视频数据存储以及快速检索的功能。支持计划录像，移动侦测录像，手动录像，报警录像等不同录像类型。10） 报警管理模块报警模块管理系统内各种报警事件及其联动处理，并对报警消息进行分发及上传。支持的联动方式有客户端联动（视频图像、声光显示、信息叠加）、云台联动、通道录像、EMAIL通知、短信发送、警灯警号联动等方式，并可进行跨区域的联动。提供完善的报警日志管理，方便事后查询检索。11） 电视墙模块电视墙模块主要对各种解码设备进行统一管理，配置解码资源，提供报警联动服务，键盘信号接入。12） 流媒体模块流媒体模块主要进行视频数据（实时图像及录像数据）的转发及分发，支持200路D12Mbps并发转发。通过设备SDK或RTP/RTSP方式接入第三方设备，完成设备取流。流媒体模块能对带宽进行合理使用，当多个用户（或业务）同时观看同一路图像，通过流媒体模块转发可有效节约网络带宽资源。此外，通过流媒体模块级联模式，可有效缓解两个区域中因网络通信带宽引起的视频预览资源不足问题。13） 移动接入网关模块移动接入模块支持手机等移动终端通过3G网络、WIFI等方式接入系统，并为移动客户端提供符合3GPP标准视频码流的转码服务。14） 云镜管理模块云镜管理模块可以实现用户根据权限拥有不同的控制级别，按优先级对云台进行控制，最多支持100级；通过云台代理模块，去控制云台，能够实现网闸穿透等功能。15） 网络管理模块网管模块对系统内联网设备进行实时运行状况监测，包括各种监控设备、模块运行状况进行监视和管理，并能以各种图表的形式进行实时显示。主要提供资源管理、远程维护管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进行查询、统计，并生成相关报表。16） 设备接入模块平台能够集成Ehome设备，实现对监控点的统一管理与统一接入。支持接收来自控制端的预览、回放、云台、语音对讲等请求，处理后将相应命令转为eHome协议内容转发给设备。同时，接收设备发送的注册、报警等请求，并将报警请求转发给报警模块。设备接入模块的主要用途：1）解决私网设备接入；2）对Ehome设备统一管理。1.3.3 客户端模块17） C/S客户端C/S客户端完成实时监控、报警处理、系统控制等日常的监控工作，主要包含对视频监控系统及其他各个子系统的设备工作状态、网络和现场情况的监视以及相关控制。客户端资源支持异步加载，优先减少登录时长，加大系统监控资源管理规模。18） 大屏控制客户端大屏控制客户端完成解码资源管理、解码上墙、大屏拼接、报警联动配置等功能，通过关联物理屏与解码设备，配合预案场景管理，一块物理屏的划分和拼接，进而实现解码上墙，回放上墙等。报警联动将客户关心的事件做一个联动上墙配置，可以使客户第一时间掌握目标状态。19） B/S客户端iVMS-5000允许使用B/S客户端在任意一台联网计算机上通过浏览器方便地登入平台，在权限范围内完成系统设备的配置、控制等操作。B/S客户端不需安装，部署灵活，使用简单。20） 手机客户端手机客户端客户不仅能够实时视频预览、远程录像回放、本地图像管理，还可以控制云台，使得客户无论在什么地方都可以掌控现场，另外还具备GIS地图应用功能，。iVMS-5000手机客户端支持多种手机平台，包括IOS、Windows Mobile、 Android、Symbian等。1.3.4 视频质量诊断模块平台可提供视频质量诊断模块，视频质量诊断是一种智能化视频故障分析与预警工具，可有效预防因视频采集设备、视频传输等环节导致的图像质量问题及其所带来的损失，并及时发现破坏监控系统的不法行为。在设备、传输发生问题后，可以迅速进行处理，保障监控系统有效运行。主要对视频图像出现的雪花、滚屏、模糊、偏色、画面冻结、增益失衡、云台失控、视频信号丢失等常见摄像头故障、视频信号干扰、视频质量下降进行准确分析、判断和报警。系统按照诊断预案自动对摄像头进行检测，并记录所有的检测结果。1.3.5 视频图像拼接模块平台可提供视频图像拼接模块，通过专业的视频拼接应用软件把多个摄像机的多个监控画面拼接成一个画面，主要用于如机场跑道、广场、码头等具有开阔视野和需大范围呈现监控画面的大场景，提供高清晰、高质量的大场景监控画面。因为视频图像拼接运用了较为复杂的视频拼接等图像处理算法，故为了达到更好的视频图像拼接效果，建议单独配置专门的服务器安装视频拼接应用软件，来提供符合要求的显卡和处理芯片等硬件环境，且摄像机的选择与安装等要符合拼接布设要求。1.4 平台功能设计1.4.1 基础管理功能21） 设备资源管理组织机构的管理，包括组织机构的添加，删除，修改，为本组织的通道分组，根据本组织的所有通道的不同监控职能，进行分组管理。为保证所添加的服务器已经正确安装，可以在海康威视看门狗程序中查看服务器的运行状态，以确保设备的正常运行。设备资源管理界面图22） 用户权限配置及管理用户权限管理包含用户管理与权限管理：n 用户管理管理系统所有用户的添加删除，权限分配等操作，具体分为用户，部门，角色管理。可详细登记用户信息：用户名、所属机构、用户级别、联系电话、手机、mail等。n 权限管理用户权限配置分为三部分：用户、部门、角色，不同用户可以设置所属部门和隶属角色，相关操作时根据优先级提供优先级高的用户优先使用权利，用户权限可以进行授权、转移和取消；23） 报警接收与联动管理报警管理分为设备掉线报警、服务器异常报警、监控点报警、报警器报警。监控点报警为监控点的视频类报警，包括移动侦测，视频丢失，遮挡报警等。报警器报警为设备外接报警器的报警，包括DVR、NVR等设备的报警输入和报警输出等。24） 录像配置与管理录像管理，用来管理录像的存储，包括对前端设备的录像计划配置，集中存储的录像计划配置。25） 网络管理网管模块对系统内的网络运行状况，设备运行状况、服务器运行状况进行监视和管理，并能以各种图表的形式进行实时显示。主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进行查询、统计，并生成相关报表。网络管理界面图26） 地图管理可以配置电子地图，用于快速定位到监控点的具体物理地置。当监控点有报警发生时，电子地图会出现报警图标。支持添加、修改、删除地图，地图与组织机构关联，允许地图分层、分级管理，一张电子地图下可嵌套多张子地图。支持地图元素的添加、修改、删除，包括监控点、报警输出、报警输入点、地图链接、标记；地图管理界面图27） 设备校时平台支持设备校时功能，提高视频录像时间记录的正确性。平台支持自动校时与手动校时功能，可固定设置好每天的设备校时时间，系统按照事先设置自动执行校时功能，或采用手动校时方式执行。28） 授权管理海康威视iVMS-5000平台软件采用license写入加密狗的授权方式，在安装完平台后，只需插入加密狗即可完成授权；后继用户若需要平台扩容，再导入扩容license即可。29） 入侵报警系统接入海康威视iVMS-5000平台软件通过海康报警模块可以实现接收BOSCH、HONEYWELL等报警系统的报警，实现报警执行客户端联动、联动录像、联动球机跳转到指定预置点、联动发邮件、联动发短信等功能；也可以实现通过报警模块对报警主机布撤防与防区旁路等功能。实现监控人员第一时间检测到报警信息，并做相关处理，对于案件发现与处理的及时性有了提升。30） 数据库备份与恢复海康威视iVMS-5000平台软件支持数据库的备份和恢复。备份平台数据后，备份文件保存在安装平台的C盘中，也可通过修改平台的配置文件，自定义备份文件的保存路径；当系统损坏导致数据丢失时，可方便快捷地完成数据的恢复。1.4.2 基础应用功能31） 实时图像的浏览通过C/S客户端和WEB浏览器，可以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：1、4、6、9、16画面等方式；还可以支持6、7、8、10、13、14、17、22、24、25画面多种规格画面的组合显示方式；能够实现对前端云台镜头的全功能远程控制；具备图像自动轮巡功能，可以用事先设定的触发序列和时间间隔对监控图像进行轮流显示等。实时图像预览界面图32） 录像回放与下载n 录像回放支持单画面、4画面、单进、单退、快进（1/2/4/8倍数）、剪辑、抓帧、下载等；在回放的过程中可以图像的电子放大功能，支持常规回放、分段回放、事件回放、即时回放等多种回放方式，支持录像回放电子放大，可以对某区域的图像画面进行放大，放大到整个窗口，支持单通道剪辑和多通道一键剪辑，并将剪辑文件保存在本地。 n 录像下载支持录像的批量下载；支持多种备份方式，选择本地备份则保存在本地文件，选择刻盘备份则保存在刻录的光盘里，选择ftp上传备份则会上传到指定ftp服务器的指定目录里；备份速度与同时开启备份通道数可以根据用户不同的需求自主配置；支持动态加载刻录机。录像下载界面图33） 电子地图应用支持多张地图显示，且支持多屏显示；可以在导航图上点击可以将当前窗口显示的地图显示中心快速切换到点击所指定的位置；支持在地图上弹出视频窗口，对监控点的实时图像进行浏览；报警时有警示的波动闪烁提示，并支持报警源相关信息的显示；支持地图所有元素的快速、模糊搜索定位。电子地图应用界面图34） 语音对讲语音对讲功能包括用户与用户的语音对讲功能，用户与设备的对讲广播功能，可实现监控中心之间的语音对讲，实现监控中心和前端单一设备或多台设备进行语音对讲或语音广播。语音对讲界面图35） 报警接收接收到报警后可以自动联动预先定义的关联监控点视频在客户端与大屏上显示；可同时收到多个报警信息时，能够按照警情级别优先显示，同级别报警排队显示，值班人员可以输入处警信息、警情确认人信息并保存；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。报警接收界面图36） 日志查询日志查询功能包括配置日志、操作日志、报警日志、设备日志以及工作记录查询等，可以对各业务在统一界面进行查询统计。日志查询界面图1.4.3 高级业务应用37） 拼控上墙解码资源：支持多种解码输出BNC、VGA、DVI和HDMI，支持设置解码的输出分辨率如1080P、720P、D1和CIF，支持BNC输出画面的微调，用户可自定义解码输出通道的名称。预览上墙：通过大屏客户端将指定的视频通道投放到指定监视器/大屏，可以单画面或多画面显示实时视频图像；支持多画面显示方式；支持实时视频上墙的同时进行预览，同时在树节点的监控点能够显示预览图标。拼接开窗：支持对监视屏拼接、开窗、漫游。支持漫游叠加、任意开窗与跨屏显示。场景切换：根据指定的监控点上墙到大屏不同位置可以建立场景并保存，只需切换到指定场景即可实现不同监控点切换到大屏指定位置的功能。轮巡预案：轮巡预案是指在一个区域自动轮流播放多个监控点画面；包含单场景轮巡与多场景轮巡；单场景轮巡表示在一个场景中轮巡预览多个监控点；多场景轮巡表示多个场景之间切换预览。回放上墙：将查询到的录像在大屏上播放的功能；支持1、4、9、16 画面等不同画面的显示方式；支持在拼接、漫游的场景下进行回放上墙。报警联动上墙：接收到报警后可以自动联动预先定义的关联监控点视频在大屏上显示；支持1、4、9、16 画面等不同画面的显示方式；支持在拼接、漫游的场景下进行报警上墙，已配置联动的报警事件，在树节点上显示不一样的图标，便于用户查看和编辑。拼控上墙界面图38） 智能系统接入iVMS-5000平台可接入智能前端设备（智能IPC、智能DVS、智能DVR等）和智能行为分析服务器，支持对监控通道智能规则的配置，可设置的智能事件类型包括“进入区域”、“离开区域”、“区域入侵”、“徘徊”、“物品放置拿取”、“停车”、“快速移动”、“人员聚集”等，在报警管理中完成相关智能报警联动配置。智能系统接入示例图39） 多网域的支持海康威视iVMS-5000平台软件支持多网域访问平台，在安防系统有固定的公网ip地址的前提下，在任何能上网的地方都能够访问系统，更加方便客户的使用。40） 手机接入海康威视iVMS-5000平台软件支持通过手机终端、平板等远程实时画面预览；支持手机ptz云台控制，并允许设置步长；支持进行现场抓图、录像保存等操作；不仅支持实时视频预览、远程录像回放、本地图像管理等功能，还支持GIS地图应用，可实现辖区组织资源下监控点的地理位置显示、车载或移动设备GPS位置实时刷新、车载或移动设备轨迹回放及兴趣点搜索等功能。该客户端支持的移动平台有Android系统和iOS系统，其中Android系统上加载的是百度地图，iOS系统上加载的是Apple自带的地图。手机实时预览画面图 手机客户端GIS地图应用界面41） 流媒体级联海康威视iVMS-5000平台软件可以在不同的网段内都部署流媒体模块，来解决系统与系统之间联网的视频流的转发问题。在流媒体模块想通的情况下，通过流媒体级联的方式实现针对不同的网段内的流媒体级联的功能，节省不同网段之间的网络带宽。流媒体模块级联的应用场景如下图：流媒体级联功能示意图42） EHOME设备接入海康威视iVMS-5000平台软件能够集成Ehome设备，实现对监控点的统一管理与统一接入，通过统一平台界面实现对移动监控设备的管理、视频实时浏览、录像存储与回放、移动侦测、视频遮挡、视频丢失报警、云台控制等功能。43） Logo自定义平台软件支持用户自定义公司名称和logo图标。用户只需上传符合规格的图片，即可完成CMS登录页面、首页和下标的图片更换。操作方便快捷，更方便了用户无需定制软件即可实现logo自定义，节省了软件成本。44） 平台私有协调级联平台私有协议级联，即为数据库级联，用于部署上下级平台，通过同步下级平台的数据库，使得上级平台可以查看下级平台的设备、监控点等信息，具有流程简单、稳定性高、实时性强等优点。数据库级联模块包括添加平台、数据库同步、报警管理、电子地图四个组成部分。45） 视频质量诊断平台可提供视频质量诊断功能，通过对前端设备传回的码流进行图像质量评估，对视频图像中存在的质量问题进行智能分析、判断和预警。能在短时间内对大量的前端设备进行检测，检测内容包括多种视频故障，如清晰度异常，亮度异常、偏色、噪声干扰、画面冻结以及信号丢失等；同时支持模拟和数字视频接入，对于第三方私有码流，需要提供其SDK。46） 视频图像拼接平台可提供视频图像拼接功能，用于具有开阔视野和需大范围呈现监控画面的大场景，如机场跑道、停机坪、广场、火车站台、码头、港口等，应用视频图像拼接技术，将来自不同视角的多个摄像机的监控图像拼接在一起，从而得到高分辨率图像，解决一个摄像机无法真正提供大场景的清晰、高质量画面的问题，满足用户大场景的高清晰监控的迫切需求。 视频图像拼接前后对比图1.5 平台部署环境1.5.1 硬件环境视频综合平台为平台软件部署提供了可靠的支撑环境，包括服务器板及机箱，根据系统的安全性与稳定性要求，在进行多次系统测试的前提下，系统平台中的各个服务模块集中部署在视频综合平台的一块或几块X86板上，保障系统的稳定、可靠、长期运行。服务器板和主控板及机箱的要求具体如下：服务器板（X86板）：服务器板卡采用高性能4核4线程CPU，主频2.0GHZ，支持8G内存，双硬盘插槽，4G固态硬盘，可支持千路以上视频管理、存储管理、用户管理；200（并发）路以上D1视频的流媒体转发。具备三个独立的千兆网口，支撑用户的大数据量业务交换。主控板及机箱：综合平台主控板为ATCA架构设备监控板，监控子板运行状态，机箱具备80G以太网背板带宽及1000G高速总线背板带宽，保障大数据量视频业务的正常运行。x86板配置情况：处理器：Intel至强处理器（2.0GHz、4核心4线程），三级缓存8MB、TDP 85W；内存：2个DIMM插槽，最大支持8Gb DDR3 1333 SDRAM内存；硬盘：内置4Gb SSD 固态盘；2个SATA 接口，可选配2个2.5寸硬盘；电源：双冗余电源。1.5.2 软件环境平台部署操作系统要求：平台软件中各模块组件全面支持Windows操作系统，推荐使用Windows Server 2008(32/64)或Windows Server 2003(32/64)操作系统；CS客户端：推荐使用Windows 7或Windows XP操作系统；BS客户端：推荐使用IE8数据库：iVMS-5000支持的数据库有postgreSQL、MySQL、Oracle数据库。同时还需考虑到其他软件的使用环境，如客户端、杀毒软件等。