城市监控报警联动召唤兼容性系统平台.doc

城市监控报警联动召唤兼容性系统平台 “平安城市”项目作为特大型的监控工程，其核心要义是资源整合、互联互通、信息共享、保障安全，达到既能为公共安全防范服务，又能为城市社会管理提供服务的目标。围绕这一目标延伸，要把公安治安视频监控系统和社会层面视频监控系统相整合，把分散的大大小小的系统相连接，把各种品牌、各种协议的系统互通互联，还要在建立新系统时把原有的安防系统资源利用起来，避免造成浪费和重复投入。 如何进行监控系统中各设备的结构标准、接口标准以及质量标准的规划设计，怎样充分利用社会上已建的视频监控、报警、门禁、对讲以及相关安防系统，最终实现新老系统的畅通，保证全网设备的监、控、查、管、用、通，成为“平安城市”建设中一个棘手的问题。 中兴力维视频产品总工程师向稳新在接受本刊访问时表示：要达成“平安城市”建设的上述目标和需求，一个有效的手段就是建立安防兼容性系统平台。另一方面，随着新技术的不断发展，尤其是视音频编码技术、SIP协议等的大规模成熟应用，为建立安防兼容性系统平台提供了有效的技术支撑。 他同时认为，由于强劲的需求推动，兼容性系统平台前景非常广阔，但必须要有行业各方紧密协作，才有可能把蛋糕做大。 一、城市监控报警系统的现状 1、缺乏共享，遭遇信息孤岛困境 当前，视频监控业务呈现出两大特点。其一是跨系统、跨地域，以往的视频监控主要集中在政府部门和金融、公安、交通、电力等特殊部门及行业。其中，政府部门和金融行业分别占据了20.9和20.6的市场份额。随着社会信息化的进步，越来越多的行业和领域视频监控的需求大量增加，从个别领域向多领域延伸，由传统的安防监控向管理监控和生产经营监控发展。而且，对同一套系统的监控覆盖面和实施距离也提出了更高的要求，通俗地说就是要达到点多面广。 另一方面，各个系统、行业之间信息共享要求提高，跨系统的操作增多。很多行业用户的视频监控需求都不是独立的，需要与其他业务信息系统的数据进行联动，比如，水利行业需要在视频中集成相关的环境监测、气象、水文数据，城管部门要求实现联动报警，与电子地图结合等功能。要求监控系统与管理信息系统、网络系统结合，实现对大量视频数据的压缩存储、传输和自动处理。 在模拟系统中，图像的传输、显示以及存储均依赖于模拟信号处理技术，它具有传输距离有限、信号易受干扰、应用不灵活、无法集中管理等特点，因此仅适合接入端的信号采集或局部联网应用。尽管视频光端机的出现解决了模拟监控信号的传输距离等问题，但又带来线路成本高、浪费资源等缺点，而且仍然没有解决应用不灵活、无法集中管理的问题。 同样，早期的数字监控系统具有本地化特征，由视频编码器或DVR(硬盘录像机)构成的整个系统类似于一个个信息孤岛，用户需要在PC机上安装专用的客户端软件或通过IE浏览器分别登录这些孤岛，才能完成图像的观看与控制。一方面，操作不方便、应用很不灵活；另一方面，无法集中管理与控制这些孤岛。 正在建设的“平安城市”监控工程，要各级网络信息的逐级上传和管理，实现各系统、各城市之间信息的互联互通。其中，最迫切的莫过于对大量视频数据实时、无地域、无阻碍传输，从而达到资源共享，为各级管理人员和决策者提供方便、快捷、有效的信息。然而，由于设备兼容性存在很大的差异，跨系统组网面临重重困难，导致监控系统联网举步维艰，难以达到预期的监控效果。 2、通而不畅，造成资源极大浪费 根据全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SACTC100)的规定，城市监控报警联网系统的标准体系分为3种类型，共有18个部分，联网系统需要实现市、区县、派出所三级组网，与110、119、120等系统的信息进行联动和集成，同时联网系统作为城市安全监控系统的一部分，要实现社会监控资源的接入，并可以和政府指挥中心等城市其他监控系统对按。但从实施对接的进展看，情况并不乐观。 以银行系统为例，其监控系统和110自动联网报警系统是两个分割的、自成体系的安防系统，相互间缺少统一规划和技术协调，不能有效实现网络信息资源共享，因此也无法将报警图像等信息及时的上传至110报警指挥中心。同时，110自动报警系统平台所具备的视频监控功能尚未充分开发利用，其作用没有得到全面发挥，造成了很大的资源浪费。 当警情发生时，银行营业点通过报警主机通知110指挥中心。但110接警中心只能做到识别哪个防区出现警情，而具体是什么情况和发展到什么状态，110指挥中心无法判断并做出响应，无法在中心实现报警复核，只能安排警力进行现场勘察，其中不妨有一些误报的情况发生。 由于公共安全领域各子系统不能互联互通，每当发生事故时，110、119、120等多个部门常常出现临场协调困难的局面，最终导致时间延误，对犯罪活动无法实施有效的打击，不能对突发事件进行最迅速的应急处理。 在“平安城市”监控工程实施中，因为没有统一规划，缺少互联标准，大量资源浪费在接口协商上面，往往导致最终都没有选择最优的解决方案，在功能性能效果上造成损伤。结果是包括客户在内的各方都投入了大量的人力物力，最终也没有得到满意的结果。 此外，安防经验是一个重要方面，对于一些行业来说，基础网络设施以及建设大型安防系统经验的不足，也直接限制了最佳互联方案的实施。 正是这些客观条件的限制，导致了安防网络互联成为各方都认为比较困难的话题，在一些项目中也出现了通而不畅，功能性能缺失，甚至无法互通的情况。 3、模数结合难挡网络监控发展大势 安防监控经过二十年的积累，近年出现加速发展的势头。据统计，国内已建有100多万个各类风险等级的安防系统，每年新建和改建的各类安防系统超过了20万个，其中金融营业场所就有5万多个，住宅小区有1万多个；此外，全国现拥有2000多家报警运营服务企业，入网总用户已达100多万户。 视频监控报警系统的发展历程经历了三个时代。第一代为模拟时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，并由控制主机进行视频的切换等控制。第二代为混合时代。视频以模拟方式采用同轴电缆进行传输，由多媒体控制主机或硬盘录像主机(DVR)进行数字处理与存储。第三代为IP时代。视频从前端图像采集设备输出时即为数字信号，并以网络为传输媒介，基于通用的TCPIP协议，采用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，并通过设在网上的网络虚拟(数字)矩阵控制主机(IPM)实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制等功能。 从国际市场看，模拟是走下坡路，部分厂商的网络监控设备销量已经超过模拟，网络监控正处在一个高速增长期，而模拟的增长相对较缓。国内网络监控在高速增长， 但模拟的视频监控仍然占有很大比例，其增长量也是非常大的。 业内人士表示，国内监控市场可以用“半模拟、半数字”来描述，尽管视频监控技术已进入网络时代，上述的100多万各类安防系统从整体看，处在模拟向数字化、全网络过渡的阶段。 可以说，国内的网络视频监控的应用才刚刚起步，不可能很快取代模拟视频监控。在很多地方或领域，由于存在需求，模拟的视频监控还有一定的优势，甚至存在模拟和数字、网络监控混合的复杂系统。 二、实现互联互通的要求及做法 1、互联互通的掣肘因素 向稳新分析认为，影响安防系统互联互通的主要因素有三：互联接口方面的标准规范；系统提供商之间的协调配合；系统使用方的支持力度。 从目前来看，上述三个因素直接决定了安防系统互联互通的效果，在有些情况下甚至成为决定互联互通是否能够实施的关键因素。 这些因素存在的原因也是多方面的。首先，安防系统发展迅猛，近年逐步出现地区级及以上的大型监控系统，正是这些大型监控系统的出现，才带来了互联互通的议题，而由于各设备厂家的监控系统的接口没有统一，所以提出了互联互通标准的课题。 另一方面是平台的开放性。各类子系统厂商为了配合自己的产品而开发的系统集成平台，这样的系统平台，不能算得上是真正开放式的平台，系统集成的意义就在于，各独立的子系统之间深层次的信息共享。 像“平安城市”这样的大型视频监控系统，其建设成本更是与平台的开放性息息相关。硬件平台的开放性越强，用户选择的余地就越大，系统建设就可以采用更多标准化、低成本的硬件设备，相应的，整个系统的建设成本也就会大幅度地降低。 一些大型监控系统应用广泛的行业开始了互联互通规范的制订，如公安部的全国安全防范报警系统标准化技术委员会(SACTC100)，就组织进行城市监控报警联网系统系列标准。中兴力维作为SACTC100的委员单位，积极参与了公安部组织的系列标准的编制，其中就包括互联互通标准。 在以往的系统互联互通实施时，通常的办法是由使用方组织相关系统设备提供商进行接口规范的协商和调试。在实施过程中，也遇到了一些具体问题，比如系统使用方的责任，不同设备提供商的配合力度。 综合监控系统更需要统一的标准。如怎样通过人脸识别、行为识别等技术查找罪犯或公共场所爆炸物等，这需要一些中间件厂商、应用厂商进一步在IP监控网络基础上，对各种安防技术、设备进行综合开发，倘若这些不能实现，综合安防系统也就发挥不出作用。 2、“平安城市”对监控平台的要求 当下正在实施的“平安城市”工程是安防建设的典范，是创建“和谐社会”的重要组成部分，各级公安机关也针对“平安城市”建设投入了很高的热情，对承建方提出了很高的期望，具体可以归纳为一下： 第一，完善城市治安防控体系，提高公安机关快速反应作战能力，做到资源共享，通过人防和技防相结合，实现科技强警，向科技要警力，最终做到打、防、管、控一体化，保证社会的平安和人民安居乐业。 第二，技术成熟、系统稳定， “平安城市”是一项完全基于宽带网的图像远程监控、传输、存储、管理的新业务。该业务所选用的设备必须采用成熟技术，系统也必须是在实践中经过考验的运行稳定的系统。 第三，可靠性和安全性高，具备可扩展性，系统需要在24小时全天候稳定可靠运行，同时由于监控信息的敏感性和重要性，系统必须采用相应的安全措施，保证系统的可靠和安全。同时，在系统架构的设计上，需要充分利用网络扩展性强的特点，采用分散控制、集中管理的结构，保证系统可扩充性，在系统点位增加时不需对整个系统进行改动，只需增加相应的前端设备即可。 第四，功能方便实用，一线值班人员需要针对一些可疑目标进行快速跟踪或者抓拍，所以在操作上需要有一些比如快速定位，局部方法等实战功能。 总而言之， “平安城市”监控平台应该是一个能够实现成千上万个监控点的网络，各系统之间可以轻松联网，实现公安市局公安分局派出所之间的对话，不需要使用硬盘录像机就可直接在操作台上回放录像以及进行其他的各种操作，不仅解决了系统分散的问题，而且使得系统的操作更加简单。 3、IP化是互联互通的必然路径 IP化监控基于TCPIP协议，从根本上改变了监控系统的信息采集、传输处理、系统控制的方式和结构形式，通过局域网无线网互联网传输，布控区域大大超过了前两代系统；它采用开放式架构，可与门禁、报警、巡更、语音、MIS(管理信息系统)等系统无缝集成；它基于嵌入式技术，性能稳定，无须专人管理；具备可扩展性、兼容性、可管理性、多用户、标准化程度高等特点，组网灵活，可控性强，便于维护，是大规模视频监控系统发展的方向。 分析人士指出，实现不同监控系统的互联互通，IP化手段最有效，而且成本也最低。传统的国际监控厂商纷纷转向IP化，推出了自己的IP监控解决方案，可见IP监控已经成为安防监控的发展趋势。同时，现有的网络带宽完全能够满足用户视频监控多方面的需求，而且宽带网络技术不断进步，特别是IPv5技术在服务质量、网络性能和安全性上的改善将大大提高下一代Internet网络的影响力，基于IP化的视频监控会成为主流。 监控IP化的特点是，前端视频信号数字化之后，用流媒体技术实现视频在网上的多路复用传输，拥有授权的用户通过IE浏览器登录中心监控平台，即可实现全网中各个监控点的控制和图像的调用与浏览，实现对整个监控系统的指挥、调度、存储、授权控制。 这些特点决定IP化监控特别适合大型监控项目，事实上，在平安城市工程建设中，IP监控已经大显身手，取得了良好市场反响。 具有广泛兼容性和高度集成性的管理软件系统是IP监控平台的核心，由它把监控系统和计算机网络系统连接起来。监控平台的实现既可以采用简单的PC或服务器，也可以采用基于嵌入式设计、模块化结构的电信级设备。目前，监控平台正从集中式向多级分层分布式系统发展，越来越多的视频图像处理功能开始向前端转移。 4、基于TCPIP协议提高互联互通安全性 尽管IP监控解决了异构网络系统间的互联互通，但如果要进行跨系统、跨行业、跨网络操作，首先必须保证数据传输和保存的安全。本地网络信息的访问、读写等操作受到保护和控制，避免出现病毒、非法存取、拒绝服务和网络资源非法占用和非法控制等威胁，制止和防御网络黑客的攻击。 向稳新认为，在安防系统安全设计时，一定要贯彻“防患于未然”的思想，从网络的物理安全、网络拓扑结构安全、网络系统安全、应用系统安全和网络管理的安全进行综合考虑。 具体可以采用相应的安全技术手段如下： 物理措施：例如，保护网络关键设备(如交换机、大型 计算机等)，制定严格的网络安全规章制度，采取防辐射、防火以及安装不间断电源(UPS)等措施。 访问控制：对用户访问网络资源的权限进行严格的认证和控制。例如，进行用户身份认证，对口令加密、更新和鉴别，设置用户访问目录和文件的权限，控制网络设备配置的权限，等等。 数据加密：加密是保护数据安全的重要手段。加密的作用是保障信息被人截获后不能读懂其含义。防止计算机网络病毒，安装网络防病毒系统。 其他措施：其他措施包括信息过滤、容错、数据镜像、数据备份和审计等。近年来，围绕网络安全问题提出了许多解决办法，例如数据加密技术和防火墙技术等。数据加密是对网络中传输的数据进行加密，到达目的地后再解密还原为原始数据，目的是防止非法用户截获后盗用信息。防火墙技术是通过对网络的隔离和限制访问等方法来控制网络的访问权限，从而保护网络资源。其他安全技术包括密钥管理、数字签名、认证技术、智能卡技术和访问控制等等。 通过电缆和光纤组成的专网，从子网内部来说，具有稳定可靠且安全性高等优点，但是无论是建网还是维护成本都过高，况且只能局限在子网内。由于“平安城市”部署的是超大规模的网络，只能采用分布式方案，因此从各方面来看，利用现有的公用数据网络应该是较好的选择。 三、兼容性系统平台将大有作为 1、兼容性系统平台所具备的功能 向稳新认为，IP化的兼容性系统平台要能够平滑接入不同设备提供商的系统，包括模拟监控系统，模数混合系统以及数字监控系统，能够提供灵活的接入方案。这要求其总体结构是结构化和模块化的，具有很好的兼容性和扩充性，既可使不同厂商的设备产品综合在一个系统中，又可使系统能在日后得以方便地扩充，并扩展其他系统厂商的设备产品。 很多模拟监控系统刚刚投入使用不久，如果在此时大规模弃用，转而建设新的网络监控项目，势必会造成大量的浪费。早期建设的一些监控系统尤其是一些模拟监控系统，在功能性能方面，一些数字化网络化的存储机制，高速检索，安全加密，设备认证，智能视频的处理方面，无法与新建的系统相比，因此应该保证在原兼容平台功能不缺失或者少缺失的基础上，拓展新功能，根据系统设备实际情况满足客户的需求。 从功能上看，兼容性系统平台应该具备公众安全及时预警、报警功能；公众安全的智能联动追踪功能；公众安全高清监控功能；公众安全的分级管理功能；公众安全网络的广泛部署功能。根据应用需要，快速、方便地在安防监控中心把各系统的数据资源、控制资源等信息，通过联网的方式组合起来，最大限度地利用整体资源，做到优势组合，满足应用的需要。 从使用范围看，兼容性系统平台应该做到专网和公网授权用户按需使用，通过网络实现各层之间的信息共享，中心服务器软件作为控制中心，通过服务器的软件将各层构建成一个有机整体，真正实现整个监控网络的一体化。包括强大的硬盘管理功能，存储分组管理技术；高效率回放的定点和定时的信息重放技术；形成立体式、全方位报警响应的电子地图显示、声音、云台、矩阵、抓图、网络等多种联动功能。 而且在全网联动的同时，要保证各子系统的独立运行，当一个子系统发生问题时，不应影响其他系统，确保可靠性。不允许各子系统过分依赖或粘连。 2、平台开发的关键环节 安防监控目标各种各样，要求千差万别，但不同监控系统走向融合是整个产业的趋势。大型监控系统基于的管理平台必须具备很强的开放性，能够为厂商提供各种开发接口：输入的、输出的、中间控制的等等。 如果把各类设备产品所遵循的生产制造标准称之为小标准的话，那么，则可以把基于软件系统的兼容性系统平台的开发标准称之为大标准。目前，兼容性平台开发仍然面临一些不确定因素，标准不一是最大制约，设备接口和平台开发都缺乏一个约定标准作指导。推进设备互相兼容，实现不同监控网络互联互通，既要统一小标准，更要统一大标准。 大范围的安防系统集成所面临的主要技术问题是整个系统在规模化后面对的稳定性、可靠性的考验。地区级的兼容性系统平台动辄就需要兼容原来规模已经是成百上千的监控系统，关键在于保证平滑兼容，功能提升的基础上，实现大范围的安防监控系统稳定可靠运行。 从用户角度来看，在使用安防系统时，需要查看视频，监听音频，同时需要进行控制设置等操作。视音频属于媒体，控制设置等操作需要相应的信令协议支撑，所以从技术实现角度考虑，对于一个兼容性的系统平台来说，需要有两个方面的标准进行支撑，一个是信令标准，一个是媒体标准。 中兴力维一直倡导互联互通中间件产品标准的制定和实施，很早就提出了信令接入代理和媒体接入代理的思想，并且在兼容性平台中也得到了应用，基本上和业界主流的产品都进行了调试，反馈良好。 3、接口尽可能开放 为适应兼容性系统平台，安防子系统的硬件和软件要作相应的调整。硬件设备要能够提供标准的对外接口，包括电源，媒体和控制接口，为系统兼容提供物理接口保障。从软件方面来讲，需要能够提炼出专用的中间件产品，将原有系统中不标准的信令媒体协议进行标准化转换，实现和外部系统的标准接口。 如前所述，互联互通规范标准还在逐步完善成熟过程中，不同设备提供商对于规范标准的理解差异，以及系统之间的许多细节方面的接口暂未规定，造成双方的协议调试工作量很大，并且可能存在后期运行过程中，出现前期调试中没有出现的现象和问题。 由于安防厂商林立、设备种类繁多，做到全兼容并非易事，由于标准互不兼容造成各部分接口无法对接，这已经成为监控工程建设中经常要面对的技术难题，严重时会导致整个工程陷于停滞。 在不能全面兼容的情况下，平台只能尽可能的多开放接口，为开发者、合作伙伴、客户和竞争对手提供更大机会和选择。据了解，一些系统提供商最新推出的安防解决方案都能兼容标准H.263、MPEG4，同时也兼容国产标准AVS，同时将详细说明产品接口。 索尼作为监控设备提供商几乎开放了所有能开放的标准接口，三星、松下、LG等设备生产商同样开放了标准接口。应该看到，兼容性系统平台需要整个产业链的配合，并非一部分设备生产厂商能解决的问题，因此还有很长的路要走。 4、设备IP化成本下降 一般来说，IP监控系统可以划分为摄入、传输、交换、存储、管理5个操作环节，物理对应前端的摄像头和编码器设备，中间的网络通信设备、存储设备，后端的显示设备及管理系统(平台)。各环节特别是前端设备成本的下降，将为兼容性系统平台带来便利，形成推动作用。 以往，监控摄像头主要用于金融、公安、大型工矿等特定行业，这些行业更多的是关注性能，对价格并不十 分敏感。但随着监控范围扩大， “平安城市”工程中的一个城市动辄安装几十万的摄像头，摄像头的单位成本降下来，相应的会有不小的成本降低。 不久前，德州仪器携手美光科技旗下的Aptina成像部门，共同推出的基于TI达芬奇TMS320DM355数字媒体处理器与和Aptina5百万像素的参考设计。据称，该解决方案的电子材料清单成本(eBOM)低于40美元，使得视频监控供应商能够以传统模拟视频摄像机的成本添加数字摄像机到现有系统中，突破了IP摄像头的价格瓶颈。 像“平安城市”这样的大规模兼容性平台，不仅要保证存储系统的容量和可靠性，还能够部署在广域网中，实现数据的集中存储与管理，让原本各自封闭的系统互连互通。据了解，80的“平安城市”工程采用IP存储解决方案，但不是随便找一个通用IP存储解决方案就用，而是必须考虑成本效应，先分析实际需求