监控报警联网技术 引领安防新变革

　　现在什么技术吸引人的眼球？随着我国经济的飞速发展与“和谐社会”建设的不断深入，各地对城市监控报警联网系统的需求也变得越来越清晰。城市监控报警联网技术，也将在市场需求中不断演进。

　　现状：火热的市场与应用的困境

　　城市监控报警联网技术是一个以维护社会公共安全为目的，能够实现不同设备及系统间互联／互通和互 控的综合网络系统技术。利用它可以对城市范围内需要防范和监控的目标实施视频监控和报警，还可为各级公安机关应对突发事件远程指挥提供条件，为城市应急体系建设提供相应的信息平台。目前全国许多城市的公安机关都在开展以监控图像布控、监控资源与报警整合、管理应用平台开发为内容的城市监控报警联网系统的建设工作，初步形成了面向经济社会发展、服务公安工作、符合地方实际的发展格局。2010年，公安部第一研究所研制开发了第一个采用基于面向下一代媒体互联国际标准SIP协议、适应城市监控报警联网的软件平台，这对整合国内现有各类视频监控系统意义深远；2011年，公安部新出台的《关于深入开展城市报警与监控系统应用工作的意见》确定的总体工作目标是：力争到2013年末基本构建起与经济社会发展和公安工作需要相适应的城市报警与监控系统应用体系，全国城市地区基本完成报警与监控系统建设，实现对重点区域的全覆盖；省级、市级和有条件的县（区）级公安机关完成监控报警共享平台及数据库建设，实现跨地区、跨部门、跨警种的信息共享；有序推进社会化报警运营服务工作，加强对社会报警和视频资源的管理，不断提高报警与监控系统的管、控、用水平。

　　城市监控报警联网系统的建设，核心是联网管理平台的建设，因为无论前端采用怎样高档的设备，最终面对公安和部门用户的，还是管理平台软件。为了适应大型联网监控时代在异构环境下的多设备、多平台监控资源的接入甚至是融合，专业城市监控报警管理平台开始倍受青睐，以管理平台为核心产品的新兴供应商也如“雨后春笋”般兴起，如杭州天视、先进视讯、中盛益华、中星电子、广州金鹏、成都郎视等，以城市监控报警管理平台为代表的视频监控管理软件产业逐渐在安防市场中获得长足的发展。此外，随着城市监控报警管理平台的急剧升温，部分具备通信背景的企业如互信互通、天讯、苏州科达、H3C、华为、中兴力维、上海贝尔等，也开始瞄准该市场，开发出以IT“大平台”架构为基础的行业监控管理平台解决方案，在不少省市的城市监控报警联网系统中获得应用。

　　 在一片兴兴向荣的市场应用中，城市监控报警联网技术在大量视频图像接入后如何有效地进行管理；监控图像信息作为公安信息的一个组成部分，如何与其他公安信息相结合，增强监控图像的实战应用水平，提高公安实战效率，实现整个城市图像信息的资源共享。这些都是城市监控报警联网技术面临的急需思考和解决的问题：

　　系统设计千差万别，标准不统一

　　由于安防领域长期缺乏可供遵循的权威标准，同时，系统在建设时间上不统一，导致了目前各地的城市监控报警系统在技术体制、产品品牌等方面千差万别。从前端信号的采集、传输，到中心点的交换、控制，再到后端信号的显示、存储，都在不同程度上存在一定差异。这给大范围的图像联网和远程控制带来了很大障碍，无法充分发挥监控报警系统的最大效率。

　　区域性部署为主，联网程度不高

　　目前，国内的城市监控报警系统还处于小规模的建设阶段，大多以基层派出所为单位，初步实现了对辖区内监控点的图像监控，带有明显的区域性特征，通常功能较为简单，联网程度不高，各类监控资源很难灵活共享，无法为上级机关的快速决策提供准确依据，因此在对整个社会面的治安防控能力方面显得比较薄弱。

　　模拟和数字共存，体系不清晰

　　从目前各地的城市监控报警系统建设来看，主要存在矩阵联网和数字监控平台联网两种模式，相应的技术体系也分为模拟和数字两种。“金盾工程”的前期建设为各地公安敷设了大量的光纤，为了图像的清晰度和流畅性，很多地方采用“矩阵＋光端机”模拟方式进行图像的传输与控制，而从便于后期调用和多用户共享考虑，图像的存储大多采用数字方式。因此整个系统在传输、控制、存储、调用等众多环节存在数字和模拟共存的现象，体系不够清晰。

　　系统独立，应用程度较低，很难达到实战需要

　　由于技术、资金、观念等诸多方面因素的制约，目前，各地城市监控报警联网系统更主要的问题是为治安监控而建，单纯的视频监控报警系统，系统相对独立，对视频报警资源利用挖掘不够，仅仅是实时视频监控和事后的录像查询回放，不能做到深层次应用，如与GIS系统、GPS系统等的融合，与公安三警合一系统、城市应急联动系统等的集成，因此，很难达到公安实战需要。

　　几大技术改进应用不足

　　在平安城市建设的关键时期，我们急需通过技术手段来解决这些问题，以保证满足公安部门日常管理和应急指挥的需要。

　　整合技术

　　现在的城市监控和报警系统是经过模拟时代、半数字时代和全数字时代慢慢形成的，所以存在着信号不统一、编码不统一、标准不统一、流控不统一、网络适应性不统一的缺陷，这些缺陷严重制约了城市监控报警联网系统的发展。针对上述的5大不统一问题，在当前的局限条件下，可以通过设备层面整合技术、中心层面整合技术和数据层面整合技术实现对现有设备的整合联网。

　　①设备层面整合技术

　　将不同厂家、不同协议的视频设备输出统一编码，规范传输，或者通过为编码设备配置匹配的解码卡/解码设备，来进行规范统一的信号传输和终端用户上电视墙的需求；对于已建设使用中的编码设备，根据产品的不同建设时期、不同的编码格式、不同的接口，按照特点对其进行分类，针对不同分类拟采用不同的整合技术。

　　②中心层面整合技术

　　接入中心是最接近设备或模拟图像资源的中心平台，目前常见的城市监控报警联网系统接入中心可分为模拟矩阵中心和数字中心两种。对应这两种不同的中心平台需要采用不同的整合技术。模拟矩阵中心整合技术：通过增加模拟矩阵整合服务器的方式可以实现对模拟矩阵中心的整合。模拟矩阵整合服务器通过软件接口可以支持多种主流矩阵协议。可以说，此时模拟矩阵整合服务器就相当于一个具有矩阵控制协议和网络传输功能的前端编码设备。模拟矩阵整合服务器技术可以提供同时并发8路以上的4CIF数字图像显示、处理。同时，模拟矩阵整合服务器还作为上级汇聚平台的一个节点存在，可以实现远程调取、切换和图像控制等相应操作。通过模拟矩阵整合服务器的矩阵整合功能，可以支持百分百的模拟矩阵图像使用率。例如，如果矩阵能输入1000路，终端用户就能访问和控制 1000路图像资源。这种整合技术经常应用在省市级别的公安机关和重点社会资源等系统中心；数字中心整合技术：数字整合服务器相当于原监控中心和《城市监控报警联网系统通用技术要求》通讯协议之间的“翻译官”。它通过软件接口，支持不同的中心控制协议和传输协议。在对应原中心一端，使用原中心控制通讯协议，和原中心进行交流，以从原中心获取图像资源和进行相应的控制操作；在另一端，使用符合标准的统一协议进行资源的传输调度。例如，通过RS232控制线或网络线与原数字中心平台连接，通过原中心协议实现对原中心视频切换和云镜控制，通过二次编码提供终端客户对图像资源的调用查看和控制。

　　 ③数据层面整合技术

　　数据层面的整合技术可以通过数据库技术实现。通过将所有连入城市监控报警联网系统的设备均在数据库中进行登记。设备信息、管理权限、图像源（摄像机）、编解码设备等都使用统一的数据表进行管理，即采用前端存储和监控中心存储相结合的分布式存储策略。监控中心的数据库应能存储与录像资料相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等，以保证通过数据库来管理设备的上下线、控制运行状态。通过数据库整合技术，可以实现对系统中设备的加入/撤出、状态改变，实现了动态、灵活可扩充的整合管理。

　　系统集成技术

　　通过系统集成技术，可以让城市监控报警联网系统与其它现有系统之间进行联动，实现城市监控报警联网系统与其它现有平台的无缝连接，使得城市监控报警联网系统能够和其它系统有机互动。

　　①与移动通信业务的集成应用：与移动公司的合作，将手机定位、短信和彩信等先进的通信技术手段应用到报警和接处警业务中，执勤民警可以将现场情况通过彩信和短信发送到平台和各级监控中心进行报警，GIS地图显示报警方位，指挥中心也可以通过短信和彩信向一线干警发布警情信息、抓拍的图片和处警指令，有利于突发治安事件的应急指挥调度和警情的上传下达。

　　②与警用GIS系统的集成应用：将监控报警信息和警用GIS系统进行非常高效的集成，所有的监控报警信息都可以在GIS地图界面上进行显示和操作，两个系统采用了统一的界面，对于用户来讲，只有一个平台、一个入口。

　　③与治安卡口的集成应用：将治安卡口车牌识别系统纳入到平台统一监控管理，可以通过平台对车辆进行布控，卡口抓拍到黑名单或布控车辆时能在平台的各级监控中心客户端上及时报警显示，并联动周边的监控图像进行跟踪监控。

　　④与GPS车辆定位系统的集成应用：将GPS车辆定位系统通过GIS平台实现了与视频监控报警的联动，GPS车辆报警不仅能够显示报警车辆的具体方位和跟踪其行驶轨迹，还能够通过GIS地图坐标关联分析，自动调度车辆周围的摄像机对车辆进行监控。

　　资源调度技术

　　资源调度技术主要通过资源调度服务器实现，资源调度服务器是整个城市监控报警联网系统的控制核心。它完成平台内所有资源的调度、本区域内所有登录用户的验证以及向授时中心要标准时间等工作。由于有资源调度服务器的存在，使得整个城市监控报警联网系统呈现模块化，扩展和裁剪灵活方便。资源调度技术涉及到的功能比较复杂，主要有：系统监管技术、权限调度技术、网络负载均衡调度技术。

　　系统监管技术：系统监管技术是指资源调度服务器通过通讯协议，采用向设备发送心跳信息和定期查询设备状态相结合的方式自动搜集、检测网络内的监控设备、报警设备、相关服务器的运行情况;同时对平台的日常运行情况进行记录，依照设计好的风险分析算法对记录信息进行统计、分析，以做到及时发现可能影响正常运行的潜在缺陷的技术。

　　权限调度技术：它是指使用资源调度服务器通过权限策略和权限处理算法保证了不同权限用户的合理操作和不同权限信息的合理分派传输的技术。例如，如果当前系统用户数量已满，有高权限用户希望查看图像资源，TS-6000城市监控报警联网系统就可以通过权限处理策略使得高权限用户在资源使用已满的情况下仍然能抢占到需要的信息，完成预期操作。再如，当两用户同时希望对一台摄像机进行云镜控制时，通过权限调度技术，可以保证自动锁定高级别用户的控制权，低级别用户无法控制。

　　网络负载均衡调度技术：网络负载均衡调度技术通过网络检视和分配策略，资源调度服务器对资源调度请求进行合理优化，使得网络应用更加合理，避免网络拥堵现象。例如，多个客户端同时调用一路图像，资源调度服务器会使用网络负载均衡调度技术让不同用户连接不同转发服务器进行图像调阅，这样避免了对单一图像调用时的网络阻塞现象，保证图像更流畅，网络更通顺。

　　技术发展趋势

　　在巨大的市场需求和新技术应用的双重推动下，城市监控报警联网系统建设正呈现出新的发展趋势。

　　智能化是可持续发展关键

　　城市监控报警联网系统规模超大，所以智能化是系统发展的必然要求，目前我们能看到的智能化应用已经非常丰富；例：人脸识别、车牌识别、物体类型检别、自动跟踪、目标记数、视频测速、红绿灯检测、人流密度检测、异常动作检测、烟火检测、目标行为智能分析等等。由于智能化处理的复杂性，应要求智能化处理功能前置到前端设备中（如编码器、IP摄像机、专用IP智能化设备等），这样可以降低由于后台的智能化处理所带来的网络压力和后台处理器巨额负担，另外，众多的视频资源数量为实时监控带来了难题，仅靠监控中心的人工来进行监控已无效率可言，这样系统事实上已基本成为“事后录像查询系统”，整个系统所能产生的效益也是不可能很大的。因此，今后城市监控报警联网系统应具有智能化功能，提高系统的实时监控及预警功能，并且要能够通过实际运行来不断地完善它和扩展应用的范围。

　　城市监控报警联网系统中，要实现真正的应用整合必须依赖于智能化的视频分析技术。从视频图像中根据其特征特性，过滤掉光线照明的变化等自然现象干扰，将影像中的人、车或特征物体的状态从背景中分离出来，加以辨认、分析和跟踪；比对出所跟踪对象的行为模式与预设的安全规则，若发现违规之处，立刻通过网络发出报警信息显示在实战应用平台上，同时把信息记录在管理服务器上以供未来调阅、复核。这样可依据不同应用需求的安全策略，在潜在危险的征兆之初，即可侦测出危机并加以反应，可大大提高监控系统的预警能力。

　　 数字化系统将越来越普及

　　从城市监控报警联网系统的需求特点和各地公安自身的网络资源两个方面考虑，数字化的视频监控技术将在城市治安监控的建设中越来越普及，数字化处理将贯穿于系统的传输、控制、存储、调用等所有环节。尽管“模拟矩阵＋光端机”的组合能够保证图像、声音的效果和控制的流畅，但该方式在扩展性、组网灵活性、系统整合以及未来的智能化应用方面都存在很大程度的不足。而基于数字化的“编解码器＋监控管理平台”的方式在组网灵活性以及对公安部门未来无线移动监控、手持等智能应用上的可扩展性方面均存在无可比拟的优越性，而且随着编解码技术的进一步发展以及公安网络带宽资源的不断拓宽，其图像、声音的清晰度和传输延时将不再是问题。

　　兼容性要求将越来越高

　　公安部门已建监控系统模式的不统一，每种模式采用的产品不统一，控制协议和编码格式的不统一，都给建立统一的监控系统实战应用平台以达到公安协同作战制造了障碍。而在目前无权威标准的情况下，加强实战应用平台本身的兼容性也就成了最为可行的解决方案。比如，对各类主流模拟矩阵和不同品牌视频编码器的兼容，以便于对模拟和数字多个不同系统实现远程管理和集中控制。

　　视频图像存储时间要求越来越长

　　目前，城市监控报警联网系统主要采用分布式存储模式，前端监控设备（DVR）自带硬盘，将视频数据存储在本地硬盘上，这样可节约存储，减少网络带宽的压力，但是存储容量的扩展受到限制，视频数据极易被人恶意篡改、破坏和销毁，易用性较差。随着监控数据的快速增长，系统管理应用的要求不断提高，监控图像的实际效果不断体现，公安部门对视频图像存储时间要求越来越长，特别是有价值视频资料的存储，这就需要采用集中存储的方式，应用先进的集中存储技术和设备，实现视频数据的海量存储。目前，基于网络的集中存储方式主要有NAS和SAN两种存储技术。NAS通过CIFS、NFS、AFP、WebDAV和FTP等协议向Windows、Unix/Linux和Mac OS等服务器和客户机提供异构平台的文件共享服务。SAN通过FCP或iSCSI等协议向服务器提供数据块共享服务。基于网络的集中存储方式不再附属于服务器，可支持多台服务器的并发访问；采用统一调度的存储管理策略，可为每个存储需求分配独立的存储空间；采用分流式负载均衡策略，提升系统的整体性能；可实现链路冗余、设备关键部件冗余；采用图像WORM存储功能，保证视频数据的安全；可实现“数据原地不迁移”，轻松实现系统存储容量和性能的平滑扩展。集中存储方式的广泛应用将极大的提升城市监控报警联网系统的实际应用价值，使视频数据的管理和使用更有效。

　　流媒体技术的广泛应用

　　城市监控报警联网系统中，当多个远程用户需要同时查看某监控点的视频图像时，势必会造成在一条通讯网络线路上的数据拥堵，严重浪费网络资源。流媒体技术支持音视频流的转发，当有多个客户端需要同时访问同一远程视频图像时，可以通过流媒体服务器进行转发，在转发服务与前端视频通道之间只占用一路通道带宽的网络资源，再由转发服务器将数据分发给多个用户，在大量用户访问视频服务器视频流的情况下保障视频服务器的稳定运行，提高了网络带宽的利用率，并可提供多级权限认证与管理，实现对管理人员调用监控图像的权限进行规定和限制。流媒体技术的广泛应用，实现了在低带宽环境下远程提供高质量的视频信息；保证不同连接速率下的用户能够得到不同质量的视频图像效果；减少视频服务器端的负荷，最大限度地节省带宽，同时增强了城市监控报警联网系统的管理应用的顺畅感和高效性。

　　管理应用平台将走向多级级联的组网架构

　　资源共享是建立强大监控系统的必要条件，如何发挥系统的整体优势，如何利用科技实现治安隐患的快速发现、快速决策，这些问题都直接与资源共享相关。 公安部门以属地化管理为主，各级公安要建立各自的管理平台以实现本级的集中统一管理，同时平台之间也应能够全面互联，实现各类监控资源的有效共享，以便实现所有机构的上下级调用和协同作战。因此平台与平台之间的联网架构显得尤为重要，它必须完成联网状态下的级联管理、权限管理、控制管理以及应用管理等能力，同时通过分布式体系结构，为城市治安监控提供强大的基础支撑。

　　网管系统将日趋完善

　　城市监控报警联网系统是一个联网的系统，设备众多，线路复杂。为了保证整个系统音、视频以及数据业务的正常运行，建立一套完善的网络管理系统尤为重要，它是整个系统得以顺利运行的保证。网管系统必须基于SNMP标准网管协议，通过它可实现对整个监控网络的图形化配置和全程集中管理，同时提供全网故障分析、故障定位和性能综合研判分析等功能。

　　结束语

　　在城市监控报警联网系统建设中，实现城市区域省内、省际乃至全国的监控报警联网系统的互联互通，是打破信息孤岛、实现资源共享、提高城市社会安全的综合防控能力的必要之举。呼啸而来的城市监控报警联网技术又将引发安防行业新一波的技术浪潮，这对我们，既是机遇，也是挑战。

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