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通用行业系统解决方案

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2020年4月19日
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通用行业系统解决方案
　　1.1行业背景
　　技术进步的原动力源于人们的需求，随着 “平安城市”、“3111工程”、“全球眼”、“宽视界”等大项目的开展，视频监控在交通、食品、卫生检疫、海关、能源、金融、国防、企业、医院、小区、超市等领域应用越来越广泛。然而安防系统在广泛应用过程中，也存在不少问题：
　　1．安防各子系统相互独立、缺乏联动，发生紧急事件时，不能高效发挥预警联防的作用；随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们已不再满足于仅仅建设独立的视频监控、门禁控制和防范报警系统，如何将这些系统完美地融合在一起，发挥出1+1+1>3的作用，成为新的关注点。
　　2．构建强大的安防系统集成平台存在很大的困难，导致这一问题最根本的原因就是标准不统一。这个标准包括设备接口和安防集成平台的开发，都缺乏一个约定标准作指导。
　　3．在一些重要区域和行业，必须使用更先进的技术——智能分析。与大型视频监控系统联动的应急系统是解决治安，防灾问题的关键之一，实现＂被动查询＂到＂主动防护＂的根本性转变，更好的保障安全。
　　4．大型项目往往需要将大量的视频数据进行转发，从而协助多级管理机构分别进行视频查看、管理，从而实现监控防范的目的。因此必须建立多级联网安防监控系统，从而提高技防水平。
　　1.2业务框架
华天成联网报警视频监控管理平台是以物联网为基础，经过传感器技术、无线通信、嵌入式技术及图像处理和传输技术等来进行跨区域、大范围统一资源管理和共享的专业级报警视频监控管理平台。平台可充分兼容业界众多主流设备厂家的各种数字、模拟图像设备和安防报警设备，并能与其它业务系统或者监控平台进行无缝对接，是一个跨区域、跨行业、多功能的开放式平台。

　　联网报警视频监控管理平台产品组成包括：系统应用管理服务器、数据库服务器、视频转发服务器、视频存储服务器、设备控制代理服务器、数字视频矩阵服务器、互联网关、监控管理服务器、数据采集分析服务器、监控客户端软件，根据用户需求可灵活构建和部署。
　　1.3系统组成
　　系统由视频监控子系统、报警门禁子系统、公共广播子系统、智能分析子系统、手机监控子系统和管理平台等组成。
　　1.3.1视频监控子系统
　　视频监控子系统基于网络视频监控系统构建，提供所有监控图像资源的接入、处理、分发、录像存储、录像回放、电视墙解码显示以及系统管理等相关业务，是实现监控图像与其它安防子系统业务联动的切换枢纽，向上接受华天成联网报警视频监控管理平台的统一管理。
小型视频监控系统：小型规模视频监控系统能对前端摄像机等进行联网集中统一管理。它针对前端设备种类多、来源不一的情况，对前端设备进行统一配置、集中管理

　　应用特点：前端数模混合，标清高清同时使用，根据不同场合而灵活变动。大中型规模视频监控系统：
大中型规模视频监控系统适用于不同规模联网视频监控项目中多管理中心视频管理和应用系统。该系统能对前端摄像机等进行联网分布式多中心、多层级管理。它针对前端设备种类多、来源不一的情况，对前端设备进行分布式、多层级的配置和管理。

　　应用场景：平安城市联网监控、监所联网监控、工业园区、楼宇监控等。
　　1.3.2报警门禁子系统
门禁及报警系统是公共安全防范的重要组成部分，它能够和视频监控子系统进行联动，一起构成完整的前端系统。华天成联网报警视频监控管理平台能实现门禁及报警子系统的整合与集成，统一协调系统间的资源共享与信息互通，并实现与监控图像实时联动与直观对应。如下图所示：

　　经过对报警系统、门禁系统等的接入，可使得各种报警信息与视频监控信息有效结合，实现安防系统的真正集成应用。
　　1.3.3公共广播子系统
华天成联网报警视频监控管理平台以实现视频监控子系统与公共广播子系统的联动，在发生意外情况时，客户端会自动弹出相应预案，并预录一段文字，然后经过语音模块直接输出到公共广播子系统进行播放，实现通知、喊话和吓阻作用，从而真正的实现音视频相结合。

　　1.3.4智能分析子系统
智能视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，经过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪出现的目标。用户能够根据需分析的视频内容，在场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户能够经过点击报警信息，实现报警的场景重现并采取相关措施，做到“实时监控，即时反应”的目的。

　　1.3.5手机监控子系统
　　3G手机视频监控是通信运营商和安防行业紧密结合的专业级监控产品，也是3G最核心的应用和最早推出的业务。3G视频监控将通信运营商、安全防范和互联网融为一体，把系统集成技术转化成潜伏的产品应用。经过手机能实现查看远程实时动态画面的功能，为企业与家庭提供了更简朴、更便利、更及时的监控解决方案。
　　系统特点：
　　网络健全，笼盖面广
　　使用利便，操纵简朴
　　报警确认轻易
　　智能化
系统结构图如下：

　　1.4综合管理平台
华天成联网报警视频监控管理平台的逻辑结构可分为数据通讯协议层、设备接入层、数据管理层、流媒体服务层、应用服务层、应用层、应用扩展层、系统运行监控及保障体系、系统安全保障体系等。平台逻辑结构图如下：

　　1.数据通讯协议层接入各种异构的通讯协议，形成统一和规范的接口，供上层调用；接入包括SIP、RTSP、RTP、RS485、RS232、SNMP、NTP、Wireless、POP3等网关。
　　2.设备接入层接入各种不同厂商、品牌的各种系统前端设备，形成统一和规范的接口，供上层调用；接入各种DVR、DVS、IPCAM、Matrix、卡口、智能分析设备、报警设备、电子警察和其它设备。
　　3.数据管理层存储及管理系统内的多种数据，并形成数据访问和控制的统一规范接口，供上层应用调用，包括视频图像数据、管理资源数据、空间地理数据。
　　4.流媒体服务层封装形成相对独立的流媒体基础件，向上层业务应用提供流媒体的基础支撑，包括流媒体的分发服务、存储服务、编解码服务、智能分析服务、检索点播等
　　5.应用服务层封装各种系统后台逻辑，建立独立和稳健的系统后台逻辑服务，向上层的人机交互及外部接口提供后台逻辑和数据处理；包括时钟同步服务、数据同步服务、消息发布服务、设备状态服务、权限控制、系统日志、认证服务、设备配置服务、更新发布服务、平台协作服务和其它服务。
　　6.应用层实现系统的人机交互界面，识别用户的操作和接收用户的输入并向其展现业务逻辑处理的结果和视频展现；包括视频的各种应用，资源管理，系统监控运维，权限管理，GIS应用等用户接口。
　　7.应用扩展层根据系统规定向外部业务系统提供统一、标准、规范的各种接口，提供服务；包括资源接口、视频接口、报警联动接口等。
　　8.系统运行监控及保障体系对系统内的前端视频设备、网络等设备、系统后台设备、系统及其各子系统运行状态进行监控，并对根据策略对系统中的各种异常状态进行冗余、自动恢复等处理机制，增强系统的可靠性和稳定性，同时及时、明确的提醒系统管理和维护人员进行日常作业和异常人工干预，提高整个系统的可维护性。
　　9.系统安全保障体系对系统内的各种设备和数据进行权限控制和安全保障，防止系统机密敏感数据的泄漏，并对各种泄密事件实现可追溯机制；以保障系统的安全性。
　　1.4.1平台功能展示
　　1.视频应用管理
　　实时视频浏览：单画面、多画面、不规则画面浏览实时视频，在GIS地图上浏览实时视频，经过用户远程推送浏览实时视频、录像视频。浏览同时可进行局部放大或清晰化操作。
　　录像检索和回放：对录像视频可经过文件、时间、标记等多种条件进行检索和回放，同时可对录像视频文件进行编辑及格式转换。
　　录像时间切片：对录像文件可经过设置时间间隔显示每个时间点的图片。
　　云台控制：对摄像机进行云台方向控制，并调用云台预置点、云台巡航
　　2.报警管理
　　报警信息接入：对前端设备报警，系统实时接收报警信息并记录，依据报警设置，将其发送到相应的客户端终端。
　　报警联动：在报警产生后，经过预设的报警联动方式，启动报警联动流程。如报警声光显示、弹出报警画面、定位报警地图、短信发送、邮件发送、视频推送、报警画面电视墙显示、联动第三方应用系统（如110、12319等），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
　　自定义上墙模式：对电视墙的显示模式进行定义，支持电视墙的任意布局模式；
　　多种上墙方式：支持模拟矩阵上墙、数字视频矩阵上墙和VGA上墙；
　　4.权限管理
　　用户认证：经过用户身份认证的合法用户才能登录平台；
　　权限设置：经过角色定义可设置一组权限，用于批量为用户设置权限；
　　资源权限抢占：用户可经过锁定及设备权限值，对资源进行控制。高优先级用户可抢夺低优先级用户的浏览和控制权限；
　　5.GIS地图管理
　　地图显示：显示地图，具有漫游、缩放、视图记忆、地图分级等功能；
　　地图GPS路径跟踪：在地图显示GPS路径，并能进行路径查询，路径回看；
　　支持多种地图：支持多种图片格式的单文件电子地图和多个图片文件的多文件电子地图，支持矢量图、卫片，多层多级，不同文件形式组合，支持切片式地图显示。
　　1.4.2系统性能
　　1.平台容量和负载能力
　　支持10万个摄像头管理支持1万个用户管理
　　支持500个子中心管理
　　支持超过5万台前端设备管理
　　支持超过5万台服务器及后台设备管理支持超过1万个客户端管理
　　全平台支持 个用户并发访问支持全平台流媒体并发12800路
　　2.流媒体服务性能
　　音视频失步小于500ms
　　实时视频一级转发最大延时小于500ms，二级转发延时小于600ms，每级转发延时不超过100ms
　　单台流媒体存储设备最大能够管理超过64TB的数据。
　　单台流媒体存储设备最大点播视频时延不超过5秒钟
　　单台流媒体存储设备最大同时支持48路的历史视频点播单台流媒体存储设备最大支持512个并发检索请求
　　单台流媒体存储设备最大支持256路D1格式的视频流超过7*24小时的存储
　　在网络带宽不受影响下，最大丢帧率不大于4%，不出现卡屏，花屏等现象
　　单台流媒体转发设备在出现故障后能自恢复。故障间隔时间不超过5秒钟
　　单台流媒体转发设备单路视频源最多支持64个用户转发单台流媒体转发设备最大支持48路的历史视频转发
　　单台流媒体转发设备最大支持256路D1格式超过7*24小时的流畅的视频流转发
　　云台控制延时不超过300ms
　　1.5系统特点
　　1．广泛的设备兼容性平台采用符合国际标准的编解码技术、标准传输协议，经过模块化、层次化的设计，集成各个设备厂商的二次开发接口、ONVIF协议、SIP协议等，可广泛的兼容市场上主流的前端采集、音视频编解码(高清、标清)、音视频矩阵、终端显示、报警等设备。同时，各种新的技术、新的设备都能够经过美电平台的设备抽象层轻松得到扩展应用。
　　2．接口高度标准化平台外部接口、内部模块都采用符合国际标准的接口和协议SIP/RTP/RCTP/XML等，使平台能够无缝兼容和对接当前市场上绝大多数相关业务系统和第三方平台，平稳整合各系统，真正实现跨标准、跨平台、跨业务系统的互联互通。
　　3．多层级分布式架构平台采用多层级的分布式架构，可支持多中心、多级部署，各个中心具有良好的局部自完备能力，每个中心均可独立运行，经过界面配置，用户可将中心进行自定义分层级联，保证了平台部署的灵活性、易用性。
　　4．统一的资源管理体系平台可对平台内所涉及到的前端设备(编解码设备、前端采集、音视频矩阵、报警设备、显示设备)、后台支撑设备(交换机、服务器、工作站)、显示模板、用户、角色、日志、报表模板等资源进行统一的管理、设计、访问控制、监控、权限控制等。平台经过权限控制、数据库资源同步等手段实现全平台范围内的资源统一调度。统一的资源管理体系为资源共享提供了前提，为设备的访问安全提供了保障。
　　5．细致完备的监控管理平台可对所涉及到的前端设备、支撑设备、后台服务、用户、传输设备、图像质量等进行实时的细致监测，并以图形化、列表等方式展示。经过对平台的全面监控，能对各种故障和异常情况及时发出警报，并及时定位，将信息发布给管理人员。能够极大的提升系统的运行效率，减轻工作人员的劳动强度，保障系统高可靠、高稳定的长期运行，为系统大规模的使用和维护提供了最佳的保障。
　　6．全方位的安全保障体系平台经过严格细致的用户权限管理，可对系统中的不同等级、不同角色、不同层级的用户设置灵活的操控权限，保证对系统的操控安全性采用完善的日志管理，保证系统安全的可追查性。平台支持录像视频数字版权、视频图像防止篡改、CA认证登录、视频传输加密、协议传输加密等功能，支持各种如MD5、BASE64、SSL等加密方式和算法，保证实现可信可靠的安全保障体系。
　　7．跨平台设计经过跨平台的设计，可同时兼容Linux/Windows操作系统，极大提高了平台软件的环境适应性，用户可自由选择操作系统。平台同时支持C/S和B/S两种方式，方便用户在各种环境下使用系统。
　　8．自适应传输机制经过运用网络带宽自适应、数据缓冲双滑窗、轻量数据包、关键帧重置、访问冲突处理等技术，使平台做到了音视频流的码率能够根据带宽的不同而相应变化、视频传输数据包的尺寸根据网络动态带宽情况进行动态打包传输，因此具备了较强的根据网络的当前状况自适应调节视频的码率、质量，以适应当前的网络环境的能力。从而可保证平台在各种异构网络(局域网、互联网、3G等)条件下平台高度遵循模块化、层次化的设计理念，充分利用面向对象、面向服务等架构只是，将各个功能模块化封装，降低模块之间耦合性，从而能够根据用户需求，定制不同的功能，可进行自由搭配和组合，也充分保证了系统的扩展性、稳定性等。
　　9．应用扩展性平台具有良好的外部扩展能力，经过第三方应用支持系统轻松实现与其它智能视频应用系统、GPS定位系统、电话系统、报警系统、门禁系统以及其它信息管理系统和各行业监控系统的整合。