城市應(yīng)急視頻監(jiān)控解決方案
目前我國大多數(shù)城市已建設(shè)城市應(yīng)急指揮系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了城市里各派出所、公安分局、市局、省廳圖像監(jiān)控系統(tǒng)的多級聯(lián)網(wǎng)，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)、公安機(jī)關(guān)及相應(yīng)部門能第一時(shí)間把握現(xiàn)場畫面情況、并協(xié)助上級指揮現(xiàn)場，提高管理者的管理效率和對突發(fā)事件的應(yīng)急處理能力。
現(xiàn)有的、固定的，有線方式傳輸?shù)囊粢曨l已不能滿足新情況下的工作需要，需要一套可以隨時(shí)隨地移動采集的無線音視頻系統(tǒng)，系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)音視頻信號在“移動”與“移動”之間傳輸，“移動”與“固定”之間傳輸，“固定”與“移動”之間傳輸。
能夠在移動環(huán)境下實(shí)現(xiàn)視頻、語音的實(shí)時(shí)、同步傳輸。具有覆蓋范圍廣、靈敏度高、移動性好、傳輸數(shù)據(jù)率高、穩(wěn)定性和可靠性突出等優(yōu)點(diǎn)，為指揮、搶險(xiǎn)、火情、偵察、野外作戰(zhàn)等應(yīng)急通信提供遠(yuǎn)距離、高速率、高質(zhì)量圖像的無線實(shí)時(shí)傳輸。
通過實(shí)時(shí)的無線音視頻監(jiān)控系統(tǒng)、固定音視頻監(jiān)控系統(tǒng)及110/119/122 報(bào)警指揮調(diào)度、 GPS 定位、固定圖像傳輸、遠(yuǎn)程智能電話報(bào)警及地理信息系統(tǒng)（ GIS ）等有機(jī)地鏈結(jié)在一起，實(shí)現(xiàn)犯罪現(xiàn)場、火災(zāi)現(xiàn)場和遠(yuǎn)程可視化及定位監(jiān)控、同步指揮調(diào)度，從而有效實(shí)現(xiàn)信息高速化，促進(jìn)科技強(qiáng)警和平安城市建設(shè)再上新臺階。
一、總體方案概述
1.總體架構(gòu)圖
2.方案描述
綜合用戶的需求和性能要求，本方案的消防員部分主要采用3G DVS加模擬攝像機(jī)進(jìn)行視頻采集。后臺部署視頻監(jiān)控平臺進(jìn)行視頻的分發(fā)和處理。本方案主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：
● 消防員用攝像機(jī)把火災(zāi)實(shí)時(shí)畫面通過3G無線網(wǎng)絡(luò)傳回指揮中心，主要領(lǐng)導(dǎo)可以通過手機(jī)、PC、電視墻實(shí)時(shí)關(guān)注火情，對在現(xiàn)場的工作人員進(jìn)行指揮。
● IPC（或攝像機(jī)與3G無線DVS）通過蓄電池供電5-8個(gè)小時(shí)。
● 支持手機(jī)/PC觀看，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)觀看、錄像。
● 支持“點(diǎn)對多點(diǎn)”同步觀看，可多人同時(shí)觀看視頻圖像。
● 支持多種手機(jī)操作系統(tǒng)瀏覽（如Symbian, Window Mobile, Linux, Gphone，Iphone，Ophone），支持市場上超過 95%的手機(jī)型號，手機(jī)云臺控制、手機(jī)抓拍、調(diào)焦。
● 觀看視頻設(shè)定等級權(quán)限控制，保護(hù)私穩(wěn)。
● 采用 512 bit 加密，目前業(yè)界強(qiáng)度最高的加密算法，保障安全性 。
● 視頻采集前端支持多種接入方式：有線，WiFi，3G模式。
● 壓縮方式：H.264；CPU：高性能ARM+DSP處理器；系統(tǒng)：嵌入式 。
● 視頻服務(wù)器和遠(yuǎn)程瀏覽PC機(jī)的控制延時(shí)不超過1秒，手機(jī)瀏覽不超過2秒。大屏圖像顯示哪個(gè)視頻源可根據(jù)需求控制調(diào)換。
● 用戶控制器權(quán)限分為多個(gè)控制優(yōu)先級，同時(shí)提供低權(quán)限用戶協(xié)商控制機(jī)制。
● 系統(tǒng)具有完善的錄像服務(wù)：人工錄像、計(jì)劃錄像，可存儲、檢索、備份和恢復(fù)大量的圖像數(shù)據(jù)庫文件。
● 中心監(jiān)控管理服務(wù)器管理所有解碼器和視頻服務(wù)器，系統(tǒng)平臺可以同時(shí)瀏覽上百個(gè)視頻點(diǎn)，帶寬可行，硬盤足夠，錄像文件時(shí)間可選。
3.技術(shù)架構(gòu)
本方案的技術(shù)架構(gòu)如上圖。從上圖可以看出，本系統(tǒng)平臺是采用分布式軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)的。
主要子系統(tǒng)包括連接服務(wù)器、調(diào)度核心、媒體服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。連接服務(wù)器和連接盒共同作用，實(shí)現(xiàn)用戶、攝像頭終端登錄功能。此設(shè)計(jì)主要解決了大量并發(fā)訪問的問題。單個(gè)連接盒可以同時(shí)處理3000個(gè)并發(fā)用戶。系統(tǒng)可以配置多個(gè)連接服務(wù)器，單個(gè)連接服務(wù)器可以配多個(gè)連接盒。這樣使系統(tǒng)平臺能夠處理更大并發(fā)訪問量。媒體服務(wù)器的設(shè)計(jì)主要是解決媒體傳輸大流量的問題。媒體服務(wù)器是基于長連接打流量來設(shè)計(jì)的。結(jié)合連接服務(wù)器與連接盒的實(shí)現(xiàn)，使得整個(gè)平臺系統(tǒng)處理不同的業(yè)務(wù)請求時(shí)，會更加流暢，更加得心應(yīng)手。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及數(shù)據(jù)庫中間件的設(shè)計(jì)，使得整個(gè)平臺系統(tǒng)運(yùn)行效率更好，結(jié)構(gòu)更加清晰，更易于維護(hù)。后臺服務(wù)器的所有與數(shù)據(jù)庫的交互都是通過數(shù)據(jù)庫中間件來實(shí)現(xiàn)的。并且其內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了緩存機(jī)制，使得常用數(shù)據(jù)的讀寫更快。
4.組網(wǎng)說明
中心部分的控制。監(jiān)控指揮中心是整個(gè)系統(tǒng)的控制、圖像顯示、圖像錄像中心，監(jiān)控中心能向指揮調(diào)度人員提供全面的、清晰的、可操作的、可錄制、可回放的現(xiàn)場實(shí)時(shí)圖像。本方案方便宜用。通過3G網(wǎng)絡(luò)來完成視頻的傳輸，從而實(shí)現(xiàn)工地的監(jiān)控。圖像是CIF/D1格式，支持雙碼流，CIF碼率在60-80KB/S，有效節(jié)省帶寬。
一部分工地前端監(jiān)控通過3G DVS+水滴型攝像機(jī)組成；一部分工地前端監(jiān)控通過3G 網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接組成。本方案根據(jù)客戶需求選用不同的監(jiān)控前端，防水防塵。用戶還可以通過智能手機(jī)/PC控制和瀏覽前端監(jiān)控設(shè)備。
5.方案特性
● 穩(wěn)定性：
整個(gè)后臺管理平臺的設(shè)計(jì)架構(gòu)是參照電信運(yùn)營商級別的架構(gòu)來設(shè)計(jì)的。此架構(gòu)的穩(wěn)定性已經(jīng)在多年的電信服務(wù)中得到了驗(yàn)證。并且在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，采用了失敗保護(hù)機(jī)制，來保證每一次數(shù)據(jù)的傳輸?shù)耐暾浴?BR> ● 先進(jìn)性：
大容量、分布式媒體分發(fā)平臺。本方案采用了創(chuàng)新的分布式程序協(xié)同工作方式，支持多路并行分布式工作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確分發(fā)。同時(shí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基于互聯(lián)網(wǎng)的多機(jī)并行服務(wù)，可以根據(jù)用戶的物理位置和所在的網(wǎng)絡(luò)，自動選擇離用戶最近（物理位置）和系統(tǒng)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器提供服務(wù)，保證用戶連接速度和使用體驗(yàn)最優(yōu)。
平臺與設(shè)備之間雙向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)交互。不管終端設(shè)備是處于內(nèi)網(wǎng)還是公網(wǎng)，使用什么類型的IP地址（IPv4/IPv6）， 不管是通過多少重防火墻連接，只要可以訪問互聯(lián)網(wǎng)，就可以視頻分發(fā)和設(shè)備控制。
使用控制命令與媒體數(shù)據(jù)通道分離的、雙通道的方式，實(shí)現(xiàn)多機(jī)負(fù)載均衡和失敗保護(hù)。本方案采用了創(chuàng)新的采用多通道連接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信令數(shù)據(jù)和媒體數(shù)據(jù)的分離。每一通道，都有完整的通道選擇管理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)智能的負(fù)載均衡，和失敗保護(hù)。即訪問的時(shí)候，自動的選擇負(fù)載最輕的服務(wù)器，離用戶最近的服務(wù)器。一旦服務(wù)器連接失敗，可以立即連接另外的其他服務(wù)器。保證了業(yè)務(wù)的可靠和高可用性。
● 擴(kuò)展性：
硬件擴(kuò)展性。本方案具有相當(dāng)良好的系統(tǒng)擴(kuò)展能力，只需直接增加服務(wù)器，經(jīng)過簡單的配置，就能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的快速平滑擴(kuò)展，從而支持更多的分支服務(wù)器和更大級別的用戶量，并提供更快的系統(tǒng)響應(yīng)速度和處理能力。值得特別提到的是，擴(kuò)展的時(shí)候可以不中斷系統(tǒng)運(yùn)行，基本不會影響正常的業(yè)務(wù)處理應(yīng)用。
軟件擴(kuò)展性。本方案采用了OOP（Object Oriented Programming，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)）的設(shè)計(jì)思想來進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)。將系統(tǒng)的功能、模塊都進(jìn)行了封裝。若要進(jìn)行功能的擴(kuò)展、功能的增加，這種設(shè)計(jì)模式將會很容易的進(jìn)行擴(kuò)展。
● 安全性：
本方案的所有傳輸都是基于加密了的傳輸通道進(jìn)行的。視頻媒體數(shù)據(jù)采用了混沌算法進(jìn)行加密。其加密效率和算法安全性都是比較先進(jìn)的�？刂泼钤趥鬏�?shù)倪^程中采用的非對稱加密。即使被非法獲取，也是無法進(jìn)行破譯的。
二、應(yīng)用方向
本方案的應(yīng)用行業(yè)消防員單兵視頻監(jiān)控。如119消防和森林消防。其他有類似特點(diǎn)的項(xiàng)目都可以用此解決方案。如井下礦工單兵視頻監(jiān)控等。 |
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