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综合视频监控安保系统

综合视频监控安保系统
综合视频监控安保系统

一、综合视频监控安保系统概述

1.1 项目背景

中国移动国际信息中心是中国移动公司建设的融合IT支撑、研发、交流为一体的生产研发基地,基地“服务全国,辐射全球”,将发展成为IT网络支撑、产品研发、产业集群推进、合作交流“四大中心”,全面服务于中国移动集中化管理和全球化发展两大战略思路。

信息港的安防监控,是指以建筑为平台,以集中监视,集中控制,集中管理为目的,将各种安防设备和系统通过组成或者集成,构成一个综合性的安全技术防范系统。而视频监控系统是安防系统的主要基础,它保证了信息港内所有活动都在监控中心的可视范围内,同时又保证了出现相关事故后所有视频录像文件可供查证,因此,信息港的视频监控系统是信息港内安防的基础和保证。但是一直以来,普通的安防监控系统都只能起到被动监视的作用,主要用于事后查证,无法起到预防、报警的作用,从而导致了整个系统的安全性和实用性降低,无法满足移动整个信息港园区智能安保的要求。因此,建设基于移动信息港的智能安保系统将会大大提高整个园区建筑的维护和日常安全管理效率。

1.2 建设目标

中国移动国际信息中心智能综合视频监控安保平台将采用采用全数字系统进行建设,通过专有IP网络系统组成信息港的监控平台。

本项目监控系统采用数字视频监控系统,图像摄取范围为在主要出入口、地下车库、公共区域及电梯内设置摄像机。监控终端设置于信息港监控中心,整个安保系统基于IP网络实现,通过IP网络提供完善的QoS保障手段,完全依托网络本身完成组播实时视频流的分发和IP-SAN存储流的端到端传输,系统并发性能不受传统架构中服务器的限制,扩展方便,时延低,满足高质量实时监控的需求,同时系统组成部分达到简单易扩容、易升级、易维护,在瞬间电源倒换时不死机,设备及板卡允许带电热插拔,监控操作程序应尽可能的简便,可设置网络数字视频录像存储设备,控制中心可任意调看任意画面。1.3 建设内容

信息港综合视频监控项目可以对视频内容提供智能识别及转码,以满足信息港监控和多终端访问需求,实现视频信息实时的转码、多终端监控、内容识别、智能分析、分级管理等需求,最终构建一个多级化分布式的综合视频监控管理平台。

? 视频监控

通过系统平台的电子地图,可实时查看不同区域的视频监控情况;提供实时录像、多画面同时图像回放功能,可以对各个摄像机输入通道进行单独设置,可按录像时间、日期范围、站名等进行分类检索图像;提供实时监控、分组监控等。

? 智能分析、识别

数字网络化监控将成为安防系统的主流,智能化是安防技术发展

的目标。在大规模视频监控系统中,由于显示屏数量有限,对治安事件无法实时监控和预警。长期观察监控视频容易引起工作人员疲劳,从而不能及时发现治安隐患,解决此问题的一个最有效的方法就是对视频进行自动智能分析以及自动发出报警信息。

? 实时转码

不同厂家的编码格式、手持终端不同,同时低带宽的条件下处理不了大量高清的监控信息。针对上述现存弊端,需要有针对性的解决。根据用户客户端的不同需求,瞬时动态地调整视频分辨率,从而在满足用户需求的同时降低对网络带宽的消耗,从而支持更高的系统规模和多种平台的终端。

? 流媒体输出

以标准视频流输出,支持多终端监控,包括电视墙、PC、移动终端等等。并提高并发访问量。

? 数据大集中

在链路带宽可以承载的前提下,使前端设备的数据相对集中化,在其之上进行大规模的智能分析,数据挖掘,以呈现更多的数据使用。? 分级查看

系统设置由信息港楼宇监控中心保安值班员管理的独立网络系统,系统预留扩展分控中心的能力。用户可根据授权访问各站实时图像和历史图像,支持多用户同时浏览,各用户之间互不影响等。

二、综合安保平台设计

2.1 需求分析

2.1.1 业务需求分析

智能综合安保系统解决了传统安保监控系统所固有的一些缺陷。它以数字化、网络化视频监控为基础,但又有别于一般的网络化监控,是一种更智能的安保视频监控使用。综合安保系统能够识别不同的物体,发现监控画面中的异常情况,并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效的协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象。智能综合安保系统实现了监控方式由被动到主动的转变,能够实现全天候不间断地对视频进行检测,自动发现监控画面中的异常情况,从而能够更加有效的协助安全人员处理危机,并最大限度的降低误报和漏报现象,能够满足信息港对于安全的要求。

2.1.2 技术需求分析

(1)接入需求

综合视频监控平台接口具备开放性,支持通过ONVIF协议和中国

移动千里眼接第三方厂家的前端设备;同时提供独立的设备接入模块,可根据前端厂商的SDK或协议,定制化的对接第三方前端设备。支持

主流监控摄像机厂商,如华为、海康、大华、天地伟业等厂家摄像机。平台支持《安全防范视频监控联网系统传输交换控制技术要求

(GB-T28181)》规范,提供HTTP+XML方式的WebService二次开发接口协议,对外开放监控系统的所有业务能力。

(2)显示需求

A、统一的访问入口,客户端同时集成监控业务和设备和用户管理功能。业务管理配置界面:主要包括组织管理、用户管理、角色管理等配置管理相关的界面操作;业务控制界面:主要包括实况浏览、云台控制、录像、回放等业务控制相关的界面操作。可以根据用户不同权限展示不同功能操作入口,在工作台上呈现相应的功能界面,根据客户需要定制界面Logo。

B、多级用户设置,细致的权限划分,可根据不同的用户权限显示不同界面,便于组织和人员管理。

C、客户端管理及业务功能项通过工作台方式展现,可以在客户端工作台上同时展开多个管理功能及业务功能页面,各业务功能开启及切换不影响其他正在使用的功能。

D、用户可以在客户端上点播回放监控系统录像,也可以将系统录像文件下载到本地PC机上,然后使用通用播放器进行回放。

E、支持云镜自动巡航,可以制订巡航计划任务;支持云镜锁定功能,系统可自动记录云台操作日志;

F、支持实况及录像回放时图片连续抓拍,连续抓图的数量设置范围为可设。

G、多终端支持:平台支持C/S、B/S客户端、手机客户端,支持多种终端设备的监控访问,包括大屏幕电视墙、PC终端、平板电脑终

端、智能手持终端等,支持高并发的视频访问能力,并且根据客户端的不同处理能力,实时转码,瞬时动态调整视频的分辨率,满足用户需求的同时降低网络带宽的消耗。

H、智能分析

平台可以在所有接入的前端视频监控设备中,根据用户的需求,对选择的摄像机进行动态识别和智能分析,如:楼宇中的人脸检测,对监控区域可以进行实时监控和区域预警等,并且保证后期功能的可扩展性。

2.2 系统概述

系统采用信令流和数据流分离的方式,在标准服务器集群上部署存储、处理、调度等软件系统,形成一个整体的综合视频监控解决方案,实现对现有视频监控资源的整合。采用先进存储和处理技术,有较高的扩展性和容错能力,解决服务器单点故障问题,降低升级和维护成本。下图为系统逻辑框图,其核心内容是对接入的海量视频的实时处理分析。

应用层接口层

资源层中心控制

分发控制中心控制数据流控制信令流控制分布式计算架构内容识别

视频转码存储业务资源接入

视频流接入调度控制层数据分发接入层数据存储数据

理层

数据库系统逻辑框图

系统以集群的形式共同对外服务。以实现诸如视频内容识别、视频转码、智能分析等实时数据、动态伸缩等需求。最后将处理好的图像信息以流媒体的形式输出,并提供给上层各类使用对应的接口。

资源层:包括摄像头、卡口等前端数据采集设备所采集到的原始视频图像数据,以及响应业务信息。

接入层:整合数据资源、业务资源、存储资源,使其符合系统标准,实现不同资源的接入。

数据存储层:提供海量的存储空间,以备历史数据的回看和处理。数据处理层:提供高效的视频转码、内容识别等大规模数据处理能力。

数据分发:以流媒体服务器的形式提供标准的 RTSP 流媒体输出,可以支持高并发访问。

数据接口层:提供 API 接口,实现上层使用对底层资源的透明操作,提供业务使用的开发支持。

调度控制层:实现对以上各层的综合调度和控制,以实现整套系统机制。

使用层:主要包括实时监控、调阅查询、内容识别等视频相关使用,为用户提供友善的界面、人性化的操作方式,能够让用户简单高效的监控多个视频源。

2.3 设计原则

中国移动国际信息中心智能安保监控平台采用智能型模块化设计思路,网络通讯采用国际流行的TCP/IP协议,系统服务器通过以太网将各个子系统集成到一个计算机支撑平台上,建立起整个区域的智能安保界面;后台采用统一的大型数据库结构;系统容量支持超大构架智能安保管理系统,通过这个统一的界面可以十分方便、简单的实现对被集成的各个子系统的监视、控制和管理。

(1)易管理性

?系统的管理层次清晰明确,便于系统管理员进行管理。系统的日

常配置和操作通过工作站来完成,视频存储功能由磁盘阵列存储服务器来完成;

?主要设备的参数,如IP摄像机、视频解码器等,均可以结合权限

管理进行远程统一配置、调整、修改;

?系统具有有效的带宽管理能力,可以根据使用需要,灵活的进行

带宽管理;

?系统同时支持控制键盘操作和计算机界面操作,通过键盘可方便

进行摄像机切换/控制,录像回放/查询等功能;

?系统能对所有摄像机的图像进行存储和显示时都进行字符叠加,

便于将来的查询和数据管理,叠加的字符包括:年、月、日、小时、分、秒、摄像机编号、其它如位置信息等字符;

(2)兼容性

?系统内不同设备之间应具有良好的兼容性;

?主要设备在后期使用中升级后,应具有良好的向下兼容性;

?产品应和其他符合国际标准的设备之间具备良好的兼容性,如控

制软件和PTZ摄像机的PTZ协议兼容等;

(3)可扩展性

?增加摄像机数量、工作站数量、存储容量等设备,系统均能很好

的支持,并在增加过程中,不影响现有系统的运行。

(4)系统的安全可靠性

?系统中的关键设备,如网络存储服务器等均支持RAID备份功能,

确保故障后的数据和任务备份切换操作;

?提供各主要设备完整的安全管理机制,通过密钥、密码等方式,

进行操作权限(前端优先、用户优先等)、优先级等权限认证和管理;

?系统应能保证每天正常工作24小时,每年运转365天,所有设备

具有高度的可靠性和优良的性能。

2.4 系统组成

数字视频监控系统采用了IP摄像机+安防专网传输+网络存储服务器+IP管理平台(包括操作、管理等)+解码器+电视墙显示的分布式网络视频监控管理系统,完成图像采集、传输、管理、存储、显示、回放等完整的视频监控功能。配置的网络设备采用安防专用局域网。摄像设备采用IP网络型摄像机(电梯监控除外)。安装在现场,它包括摄像机、镜头、支架等,它的任务是对被摄体进行摄像并将其转换成电信号。网络视频安防监控系统采用TCP/IP通讯方式经专网传输数据。

2.5平台网络拓扑图

2.6 系统工作原理

前端接入层的音频、视频、报警信号通过传输线缆接入网络视频

服务器上,进行转换压缩后上传网络。在总部监控中心的中心服务器平台上对所有设备和用户的进行集中管理,包括设备注册认证、用户注册认证、系统内设备所属关系配置、系统内用户权限配置、集中远程控制修改设备参数和设置和资源分配及指向服务等。总部监控中心的视频服务器,按照中心服务器的任务设置,对监控图像自动进行分组管理,实施各种网络监控功能。在电子地图、报警管理上可显示所有分区分布坐标和分区列表,可随时对所有监控点进行报警监测。通过内置硬件解码设备和数字矩阵功能实现模拟电视墙的切换显示;同时,可根据需要在电子地图上快速查找、调看监控点图像。其他网络客户端进行远程监控时,首先通过“用户名和密码”登陆系统平台,中心服务器可根据设置好的系统信息,对其进行身份验证。通过认证后,用户进入监控系统,界面中会自动显示该用户权限内的全部资源列表即所能访问或控制的所有设备的目录,根据列表信息轻松进行远程监控。

三、综合安保系统功能实现

系统管理是综合安保系统的基础模块,主要负责视频存储、分发以及数据库的管理、平台和使用系统操作员的管理以及数据的基本及组合查询,另外根据客户需要还可以定制设备管理功能。

3.1视频存储系统

3.1.1 视频存储系统组成

存储系统包括存储服务器集群和流媒体存储客户端软件两部分。流媒体存储客户端软件部署在处理服务器集群上,由任务监控器调度,将网络视频流保持为文件,并通过客户端写入存储集群;存储服务器集群提供海量的存储空间,通过存储客户端挂载到处理服务器和流媒体服务器,这样视频存储和视频处理程序就可以访问海量的存储空间。视频存储系统采用服务器+磁盘阵列的构成方式,支持集群部署,当某台录像存储服务器故障时,可将故障服务器上的业务切换到其他服务器上。所有的网络视频存储设备可以通过单一窗口实现共同配置、维护和管理,并提供开放的集成接口(SDK 、API 等),便于第三方集成软件实现异构存储设备的集中运行监控和维护。 存储客户端流媒体服务器

中心服务器存储集群

rtsp 流数据流

信令流

存储系统示意图 3.1.2 视频存储功能描述

当录像磁盘阵列分区故障时,能快速检测出分区故障,并将故障分区上的业务切换到同一磁盘阵列的其他分区。

当录像服务器和磁盘阵列之间的物理端口速率协商异常时,录像服务器能够自动检测并将业务切换到其他磁盘阵列。

录像存储服务器使用通用的文件系统(如XFS、EXT3)访问存储,避免硬盘突发故障导致的文件不可用问题,录像存储服务器应保证录像性能的稳定性,避免长时间录像导致的磁盘碎片引发的性能下降问题。

支持循环覆盖、定时录像等多种视频存储方式,可以支持快速录像检索,快速图像回放。

网络视频存储设备需要具备系统故障后视频索引自动恢复功能,保证存储录像不丢失。

支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索,支持多用户同时并发访问同一数据源。

3.2 媒体分发系统

3.2.1 媒体分发系统组成

视频媒体分发系统主要完成视频的转发和分发功能,同时还能级联使用。系统采用通用PC-Server硬件配合Linux系统+视频分发软件构成,支持和存储服务器合设。媒体分发服务器处理来自设备端的视频信号,根据调度信息转发给相应的监控中心用户或客户端监控用户。流媒体服务器作为流媒体分发的核心系统,是视频监控系统向用户提供视频服务的关键平台。其主要功能是提供RTSP/HTTP流媒体服务,其中RTSP提供实时视频流及录像回调视频流,HTTP则只提供录

像回调视频流。

3.2.2媒体分发功能描述

媒体分发服务器可以完成视频的多路输入、多路输出;视频可以通过媒体分发服务模块进行转发,只需告知媒体分发模块用户所要访问的前端设备,媒体分发模块可以代为取得视频流并进行转发。一路视频通过媒体分发模块可以被复制成多路送给不同的用户。媒体分发模块既能够访问设备端,又能够访问其它媒体分发模块;既能够被客户端访问,又能够被其它媒体分发模块访问。媒体分发模块的级联功能能够将视频传送给尽可能多的用户,并节约地域间骨干网资源。3.3视频管理系统

3.3.1 视频管理系统组成

视频管理平台系统由管理服务器和数据库服务器组成,分别采用双机热备结构,数据库服务器采用双机热备共享磁盘阵列的硬件结构,采用Linux操作系统,Oracle等大型数据库软件提高系统的稳定性,实现对整网存储和前端设备、视频数据和监控业务的管理。

3.3.2视频管理功能描述

视频监控管理平台系统具备集中认证、用户注册、配置管理、权限管理、视频管理、报警转发控制、视频编解码设备网络管理、存储设备管理、存储资源和视频数据管理等功能。管理服务器采用LINUX

操作系统,能对所有设备(数字摄像机、存储)进行统一配置注册、对所有访问进行统一认证和行为审查,支持对存储设备的认证管理、存储管理、配置管理和状态检测等功能,支持多级多域、日志管理、全网时钟同步等管理功能。提供多级用户管理架构,每级用户具有不同的管理权限,根据所授权限可以进行相应的系统访问和监控操作。各级监控中心的管理员可以使用管理系统进行设备和辖区用户的管理。

3.3.3视频管理软件

3.3.3.1 软件结构

视频管理软件平台主要是对各个资源的整合和调用,用户通过在前端发起操作请求,请求被提交到中心服务器,中心服务器调度管理系统根据具体的请求调度系统的资源进行处理,最后将处理结果返回给用户显示查看,同时它还提供了丰富的接口服务,大大提高了扩展性、伸缩性,更加方便其他平台对接。用户使用实时监控功能,前台操作后,后台通过调用任务调度服务器去执行视频转码任务,任务结束后中心服务器把得到的视频流的地址返回给前端播放器,播放器播放对应的视频。

视频管理软件平台框图

3.3.3.1 软件功能

A.智能分析

(1)视频质量诊断

●提供亮度异常检测、雪花干扰检测、视频偏色检测、条纹干

扰检测、信号丢失检测、画面冻结检测、画面抖动检测、画

面模糊检测、视频抖动检测等功能,避免出现视频资源无法

长期正常使用时,不能及时发现,并形成日志记录,记录包含

摄像机名称、位置、图片、视频片段等信息,便于对全网设

备进行维护。

●支持对前端视频质量进行巡检,单台设备可提供不少于2000

路,单台服务器同时支持8路视频质量诊断;

(2)智能事件监测要求

●周界入侵检测:在视频监控视场中设定周界,检测视频监控

中的周界入侵,并对符合入侵的行为产生告警。

●滞留徘徊检测:滞留徘徊检测是在监控区域内,对设定区域

内的人员滞留、徘徊行为进行自动检测,并对符合人员滞留、徘徊的行为产生告警

●遗留检测:在视频监控视场中设定区域,检测视频监控中对

该区域的物体遗留行为,在某些敏感区域检测是否有可疑人物或车辆停留,当可疑人物或车辆滞留时间超过预设时间时,系统发出告警信号。

●逆向检测:对监控范围内目标的移动方向进行检测,当目标

按预设的禁止移动方向移动时,就发出告警信号,提醒相关人员注意。

●物品移走检测:在摄像机监视的场景范围内,可根据监控需

要对指定区域内检测是否物品被移走, 该功能应可以对监控范围内的主要物品予以保护,当这些物品被移走时,发出告警信号。

●速度检测: 可以对监控范围内目标移动速度进行检测,当监

控范围内目标的移动速度异常,发出告警信号,提醒相关人员注意。

●突然出现检测: 可以对监控范围内发生的任何变化进行检测,

对于监控范围内异常目标的突然出现,具有更灵敏的反应,

发出告警信号,提醒相关人员注意。

●人群密度估计:可以对监控范围内目标的密度进行分析,当监

控范围内目标密度超过预设值或低于预设值且维持一定时间

时,就触发告警信号,提醒相关人员注意。

●人数统计:在整个视频区域中由用户自行设置的感兴趣区域,

利用视频处理、图像处理、模式识别以及人工智能等多个领

域的技术统计模式识别方法,来双向统计通过设定区域内的

人数。

B.录像智能搜索

●支持通过对非结构化的原始视频数据进行智能分析处理,提

取出视频中运动目标对象的信息、尺寸、轨迹等,并建立结

构化数据库,侦查人员可以通过设置目标类别(人、车、物)、

出现区域、运动方向等搜索条件,快速从视频中检索出满足

条件的目标对象,并以图片列表的形式展现,通过图片跳转

播放目标对象在原始视频中的真实场景,侦查人员可以进行

更进一步的分析研判,提高侦查人员从海量视频中查找嫌疑

目标的效率。

●支持通过智能视频分析技术将记录于视频中的目标信息自动

提取,再从时间、空间两个维度进行压缩处理,去掉无运动

对象的片段并和背景视频剪辑合成较短的视频摘要,通过查

阅压缩后的摘要视频,减少侦查人员视频查阅的工作量。

●支持跟踪记录视频中运动对象的轨迹,在事后研判时,根据

画面中特定的运动轨迹,快速找到目标对象。

●能够自动分析识别视频的格式封装和码流,尤其针对七国八

制的监控视频,经过系统预处理后,视频文件能够以流媒体

方式在线调阅,兼容业界90%以上监控视频格式。

C.报警联动

当监控点发生警情时,监控系统客户端能够通过弹出报警消息、发出报警音、闪烁告警灯等方式通知监控人员,同时联动现场实时视频监控。系统支持多种报警事件和告警方式。报警事件包括智能分析报警、开关量报警、移动侦测、视频遮挡等,报警联动方式包括联动实况、联动解码上墙、联动录像、联动开关量输出等。

D.智能检索

●系统利用对视频进行以时间、位置、告警类型、身份信息、

关联设备和人工标签进行标记,通过分类查询机制,可以实

现利用上述任何条件组合在海量数据中的完成秒级查询。

●按时间检索历史记录,提供按时间检索记录的窗口,向视频

中心服务器发送检索命令,获取历史记录的相关信息。

●录像管理:录像管理:能够直接回放存储在存储设备中的历

史视频数据。拥有多种回放速度控制方式,可以通过对录像

基于时间的进行剪辑下载到本地计算机。

E.地图显示

GIS电子地图功能:提供表现力强,表现手段丰富的数字化电子

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