视频通信在城市报警与监控系统中的应用

　　我国视频通信技术在近15年（特别是进入21世纪以来）得到了快速发展：远程视频、视频会议、视频点播等业务在城市报警与监控系统、高速公路监控系统、城市交通监控系统、水利、电力、学校、社区等各个行业得到了广泛应用。

　　伴随着视频通信技术的不断发展，以模拟电缆、双绞线、模拟视频光端机为主的模拟视频通信技术已逐渐淡出我们的视线，取而代之的是数字视频通信技术。数字视频通信技术可分为视频非压缩编码技术和标准视频压缩编码技术。视频非压缩编码技术以图像高质量、无延时等特性体现着视频技术的完美效果，而经过从MPEG-1/MPEG-2到MPEG-4、从H.261/H.263到/H.264发展的视频压缩编码技术则体现着视频技术的IP网络灵活应用。

　　视频通信是监控系统不可缺少的组成部分。视频通信技术经历了由模拟向数字化、网络化、智能化发展的过程，而每一次发展都会带来监控系统建设模式的突破和飞跃。在传输组网上，视频通信从简单的点对点传输向多业务接入、交换和管理的平台发展，同时视频质量从CIF格式到D1格式再到高清图像呈不断提高的发展趋势。

　　城市报警与监控系统是“平安城市”建设的核心，是社会治安防控体系的重要组成部分。该系统范围覆盖整个城市，以图像监控与报警系统为核心，是防范、打击违法犯罪的有效技术手段之一，是各级公安机关和相关部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态，进而做到对紧急事件作出快速反应和全面调度、有效提高社会治安综合管理水平的重要途径。

　　目前国内大多数地市的重点工业、金融、重点单位和新建小区等各类社会区域多已建设了小规模的报警与视频监控系统。因此城市报警与监控系统在强调新建系统建设的同时，也要重视将原有社会监控资源进行整合和并接入公安网，实现信息的传输与共享，全面为各级管理人员提供信息。

　　城市报警与监控系统通常由前端监控资源，传输网络，录入存储，终端显示，视频管理服务系统组成。在前后终端设备技术比较成熟的情况下，传输和管理方案决定着系统的最终效果，那么如何在实现良好效果的同时能够兼顾全系统资源的优化整合呢？我们认为城市报警与监控系统应依据以下建设原则：

　　第一，避免现有资源的浪费或重复建设，需要整合现有社会资源，结合新增监控点建设，逐步扩大监控范围。

　　第二，随着监控点的增加，加强监控传输网络的建设，并重视系统的扩容能力。

　　第三，构建一个稳定、开放的传输与管理平台，能够快速、稳定地满足公安业务管理的实战需求，实现与公安其它管理系统的充分整合，将监控图像和报警信息引入城市各级公安机关。

　　在城市报警与监控系统中目前有三种常见方案：

　　一、矩阵联网方案分析

　　视频录像通过矩阵环出或分配视频进DVR解决，无法实现集中录象和录象资源全网共享，实际是矩阵和DVR各自成系统，依赖于DVR实现数字功能，不支持全网统一的权限及配置管理；

　　多级联网通信时物理连接相当复杂，不利于施工维护；

　　信号传输方向单一，无法实现灵活的信息共享，不支持干线管理；

　　视频信号经过多级模数转换和分配转接，不可避免带来干扰、噪声的引入和信号质量的下降，在大型网络中的实际效果不理想；

　　矩阵联网技术作为模拟视频通信技术的代表，已经无法满足大型城市报警与监控系统构架的要求。

　　二、DVR联网方案分析

　　DVR联网方案广泛应用于社会单位自建监控系统；

　　具有价格低廉、技术简单等特点，适合简单联网需求的项目；

　　侧重于前端视频本地存储，虽然后期增加了联网功能，但体系结构上缺乏对视频联网的支持，只能实现简单的录像调用；

　　对模拟系统的支持不够完善，基本不具备系统管理功能，同时不支持干线管理；

　　数据安全性和系统稳定性不够理想；

　　只适合用于小型系统的搭建，但作为社会面资源的一种重要来源，需要我们在城市报警监控系统中实现接入和管理。

　　三、编解码器联网方案分析

 　　主要构成：编解码器+集中存储+管理服务器+IP专网通道；

　　图像一次编码，全网共享，各级管理单位可同时浏览、监控；

　　集中存储效率高，安全性好；

　　取消了模拟矩阵，系统结构简单；

　　对传输网络带宽要求很高，需要组建专网；

　　对模拟系统支持不足，无干线管理概念；

　　集中式而非分布式的的体系结构，大规模联网时存在与DVR系统同样的稳定性问题；

　　不同视频编解码技术和产品互不兼容，系统的兼容性和扩展性不够理想；

　　图像质量有损，传输延时大，视频压缩算法复杂已造成不稳定。

　　目前城市报警与监控系统有四个方向发展需求：

　　1.系统大型化：中国的大中型城市普遍具有人口密度大、监控点密集的特点；城市报警与监控系统所管理的监控点可能数以万计甚至十万计；因此要求系统具有强大的接入能力和灵活的接入方式，以实现大规模、大范围的监控点覆盖和不同监控点网络传输条件的差异性，同时扩容方便，易于施工和维护的特点。

　　2.管理多元化：更多的政府部门出现视频监控需求，系统的侧重点和管理模式将出现变化。这就要求我们的监控系统能够支持业务多流向共享，具有纵向多中心，横向多用户的二维完善权限管理，增强系统保密性和安全性，实现监控专网与公安网的物理隔离，提高系统安全可靠性，杜绝入侵和泄密隐患。

　　3.需求差异化：基层监控单位、各级指挥中心、相关主管单位、网络终端用户甚至民众对视频监控资源的共享需求分化越来越明显，那么针对这些不同的用户需求我们能够提供不同等级的图像服务。优化建设成本，对应各城市经济状况和网络状况的差异，方案的制定应考虑成本因素。

　　4.功能多样化：视频监控系统的功能将不仅限于实时监控和录像调用，更多的智能化高级应用将得以实现。因此要求系统管理平台功能强大，具有良好的开放性，能够提供用于智能化开发的软件，硬件接口；同时能够整合已有的、分散的各个监控网络，以保证最大程度的利用现有资源，避免重复投资。

　　视频接入方案的选择：

　　新建监控点向基层单位（派出所）的汇集接入可以分为无线和有线两类，有线传输又可分为光纤无损传输和编码IP传输；

　　在不具备任何有线传输条件的个别监控点可以考虑架设无线网络如宽带无线接入；

　　IP传输对于带宽的要求比较灵活，某些条件下可以节省建设成本；而光纤无损传输可以保证信号源的高质量无延时，后端处理具备更好的灵活性；

　　对于已建社会监控资源按其所提供信号源的模式进行接入和资源整合，可以采用光纤集中接入或者网络化IP接入的方式进行。

　　主干视频通信方式的选择：

　　主干视频通信网络是城市报警监控系统中的核心环节，直接决定了系统的构架模式。

　　根据系统建设合作方式和当地线路资源的不同，可以考虑组建光纤数字视频专网或利用已有通信网络两种方式。

　　组建光纤数字视频专网在技术先进性、系统保密性、扩容性等方面具有明显的优势，而利用原有通信网络在降低建设成本和减少工程量上可能具备一定的优势。

　　视频存储技术的选择：

　　存储系统作为图像和报警事件记录的载体，其重要性日益体现，而在技术上的发展也将日益完善。视频的存储根据管理需要可分为：前端存储、集中存储和分布式存储三类。

　　从技术先进性和合理性考虑，基于IP-SAN的分布式存储、集中式管理模式具有比较明显的优势，能够更好的满足城市报警与监控系统这类大型系统的存储和管理需求。

　　视频资源的共享和分配：

　　城市报警与监控系统的业务范围通常涵盖治安、交管、消防、刑侦、内保等多个公安警种；视频监控专网与公安业务信息网互联互通是必然的趋势。

　　视频传输网络应该支持业务多流向分发，全网络资源应当能够统一规划管理，管理平台应当提供完善权限管理和安全认证机制；在此过程中，网络隔离和信息安全应当得到充分保证。

 　　网络兼容性和可管理性：

　　大型的城市与报警监控系统中不可避免的会出现众多不同厂商、不同协议的设备，视频通信网络应尽可能实现设备或系统间的兼容和互操作系统的标准化程度越高、开放性越好，则系统的生命周将越长。

　　大型视频系统的网管功能极其重要，随着系统规模的不断扩大，网管功能的完善程将直接决定系统运行和维护的效率，具有重要的实用值。

　　视频资源的智能化应用：

　　智能化是城市报警与监控系统发展的必然方向。随着基础建设的完成，对接入资源的应用将成为提升系统价值的关键所在。

　　视频的智能化应用如人脸（牌照）识别、人流密度检测、异常动作检测、烟火检测、目标行为智能分析、自动跟踪等已具备一定的实用价值，而视频通信网络及管理平台对于这些智能化应用模块应提供良好的兼容和扩展。

　　目前，城市报警与监控系统正经历着由模拟传输系统→数字传输系统→数字化网络系统→综合管理平台系统的发展趋势。

　　面对新的发展趋势，原有视频监控方案的遇到了发展瓶颈。

　　系统规模：传统的矩阵模式、DVR模式和编解码器模式均难以保证超大型城市监控系统的稳定构建，或缺乏良好的扩容性；

　　接入传输：都普遍存在着接入方式单一、兼容性差或对传统带宽要求过高或联网共享性能差，无干线管理机制等缺陷；

　　存储显示：DVR传统模式不便于管理、可维护性差；集中存储对于线路带宽要求太高；

　　视频管理：传统方案只片面注重所完成系统的建设、基本的信号传输和存储，它缺乏系统对资源的统一管理和利用；

　　投资保护：各种技术均存在着设备核心一次化设计不便于系统扩展或视频编码技术不兼容等情况，不利于投资保护。

　　国内视频通信领域的许多企业都在积极探索突破瓶颈的新途径，通过对未来城市报警与监控系统的不断思考、探索和实践，把多年电信行业的成功经验应用于城市安防领域中，结合城市报警与监控系统的发展趋势不断推出新技术、新产品，例如北京蛙视推出了的“刀片矩阵”产品——在标准高度的可级联机箱（19英寸，8U高）内可插装多个卡式的业务单元。该产品具有结构简洁、功能集成度高、易于扩展等优势。

　　基于“刀片矩阵”的监控系统通过技术整合将业务的接入、传输、交换、存储、控制管理等环节有机的结合为一个整体，管理效率得到显著提升。实现了开放式的平台设计、全数字网络共享、面对不同用户提供多等级视频服务、完善的系统管理等目标。摒弃了传统视频交换设备结构复杂、体积庞大、扩容困难、调试复杂等特点，尤其适用于大型多级监控系统的组网特点。