綜合視頻監(jiān)控平臺(tái)方案

綜合視頻平臺(tái)解決方案2/48DATE\@"yyyy/M/d"2023/7/11綜合視頻平臺(tái)解決方案

目錄目錄 21、項(xiàng)目必要性及需求分析 41.1接入需求 41.1.1接口開放性 41.1.2無線視頻數(shù)據(jù)接入穩(wěn)定性 51.2呈現(xiàn)需求 51.2.1多終端支持及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼 51.2.2全屏多畫面、單畫面 51.2.3GIS呈現(xiàn) 51.3視頻流分發(fā)功能 61.4處理需求 61.4.1智能識(shí)別 61.4.2前端設(shè)備狀態(tài)讀取及控制 61.4.3錄像及存儲(chǔ)功能 61.4.4智能分析結(jié)果告警 71.4.5子平臺(tái)擴(kuò)展 71.5管理維護(hù)需求 71.5.1攝像機(jī)狀態(tài)維護(hù) 71.5.2客戶端系統(tǒng)支持 71.5.3攝像頭多級(jí)目錄管理 71.5.4賬號(hào)登錄權(quán)限管理 81.5.5升級(jí)擴(kuò)容改造管理 81.5.6服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控、負(fù)載均衡和數(shù)據(jù)備份 81.6系統(tǒng)性能需求 81.6.1系統(tǒng)擴(kuò)展性 81.6.2系統(tǒng)魯棒性 81.6.3系統(tǒng)響應(yīng)速度 91.6.4系統(tǒng)接入能力和并發(fā)處理能力 91.6.5存儲(chǔ)能力 91.6.6視頻傳輸時(shí)延 91.6.7智能分析處理能力 91.6.8智能分析統(tǒng)計(jì)誤報(bào)率、漏報(bào)率 102系統(tǒng)架構(gòu) 112.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D 112.2系統(tǒng)模塊示意圖 122.2.1系統(tǒng)模塊功能描述 132.2.2工作流程簡介 153系統(tǒng)方案 163.1系統(tǒng)邏框圖 163.2子系統(tǒng)描述 183.2.1接入系統(tǒng) 183.2.2存儲(chǔ)系統(tǒng) 193.2.3處理系統(tǒng) 233.2.4中心調(diào)度管理系統(tǒng) 233.2.5流媒體服務(wù)器集群 273.2.6終端設(shè)備 295建設(shè)方案 315.1建設(shè)方案拓?fù)鋱D 315.2軟硬件部署 315.3網(wǎng)絡(luò)通信部署 325.3.1與第三方平臺(tái)的通信部署 325.3.2與第三方平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)部署 325.3.1與移動(dòng)終端的通信部署 335.4維護(hù)制度 335.5前端設(shè)備命名 335.6建設(shè)周期 335.7應(yīng)用接口和對(duì)接 346.聯(lián)系方式 351、項(xiàng)目必要性及需求分析公共區(qū)域視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)是智慧城市建設(shè)必不可少的重要組成部分，其視頻監(jiān)控資源的整合、優(yōu)化以及利用程度是城市信息化程度的重要標(biāo)志之一，南京的公共區(qū)域中已建成大量、屬于各個(gè)單位、基于不同制式標(biāo)準(zhǔn)、不同設(shè)備、不同平臺(tái)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但目前這些資源并沒有得到有效整合，無法跨平臺(tái)、跨單位進(jìn)行集中優(yōu)化處理，這就造成了南京現(xiàn)有視頻資源利用率低、重復(fù)建設(shè)、缺乏統(tǒng)一調(diào)度等不良現(xiàn)象，本項(xiàng)目基于這個(gè)現(xiàn)狀旨在建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一的、城市級(jí)的視頻監(jiān)控平臺(tái)，將城市現(xiàn)有的視頻監(jiān)控資源有效整合起來，并在此基礎(chǔ)上針對(duì)各類城市管理中的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)高效實(shí)用的業(yè)務(wù)應(yīng)用，將城市可利用的全部視頻資源經(jīng)過優(yōu)化、整合及智能處理后，透明地呈現(xiàn)給使用者，為城市管理提供有力支撐。為整合現(xiàn)有視頻監(jiān)控資源，作為子系統(tǒng)對(duì)“智慧南京”平臺(tái)提供視頻監(jiān)控支持，本次項(xiàng)目建設(shè)“智慧南京、南京寬慧綜合視頻監(jiān)控平臺(tái)”?！捌脚_(tái)”在現(xiàn)有信息化建設(shè)基礎(chǔ)上，集成現(xiàn)有視頻監(jiān)控資源，建設(shè)大規(guī)模視頻實(shí)時(shí)接入處理分析監(jiān)控平臺(tái)。項(xiàng)目建設(shè)要求充分利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)與交管局、交通局、公安局、城市高點(diǎn)監(jiān)控、道路圖像監(jiān)控“320”工程等現(xiàn)有視頻監(jiān)控平臺(tái)的對(duì)接，實(shí)現(xiàn)上萬路的視頻接入。對(duì)上述視頻監(jiān)控平臺(tái)的視頻接入后，要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼處理、智能識(shí)別、解碼上墻和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回看等功能，以滿足不同終端的訪問需求、實(shí)現(xiàn)車流統(tǒng)計(jì)等交通數(shù)據(jù)的提取、對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、以及實(shí)現(xiàn)大屏控制等。同時(shí)要求完成對(duì)綜合資源調(diào)度系統(tǒng)的無縫對(duì)接并提供第三方應(yīng)用開發(fā)接口。1.1接入需求1.1.1接口開放性“平臺(tái)”接口具備開放性，滿足公安、交管、320工程、寬慧無線視頻監(jiān)控等不同標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)控平臺(tái)及單點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)的接入，能夠滿足第三方已有視頻監(jiān)控平臺(tái)及模/數(shù)前端監(jiān)控設(shè)備視頻信號(hào)的接入。平臺(tái)需能夠兼容主流平臺(tái)及前端攝像機(jī)廠家的SDK開發(fā)包接入。1.1.2無線視頻數(shù)據(jù)接入穩(wěn)定性針對(duì)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶匦?，系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自適應(yīng)轉(zhuǎn)碼，調(diào)整合適的分辨率和碼率，也可根據(jù)用戶設(shè)置的流暢度優(yōu)先或者清晰度優(yōu)先，合理控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的流量，以保障在無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)沫h(huán)境下，視頻信號(hào)正常傳輸，不受到影響。1.2呈現(xiàn)需求1.2.1多終端支持及實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼“平臺(tái)”可支持多種終端設(shè)備的監(jiān)控訪問，包括大屏幕電視墻、PC終端、平板電腦終端、智能手持終端等，支持高并發(fā)的視頻訪問能力，并且根據(jù)客戶端的不同處理能力，實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼，瞬時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻的分辨率，滿足用戶需求的同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗。1.2.2全屏多畫面、單畫面“平臺(tái)”支持視頻信號(hào)在各種終端上全屏多畫面、單畫面呈現(xiàn)，并根據(jù)接入視頻路數(shù)自主調(diào)整視頻畫面分辨率，呈現(xiàn)視頻內(nèi)容來源可以為根據(jù)攝像頭編號(hào)勾選、GIS圖層上攝像頭點(diǎn)選、拖拽、框選或隨機(jī)呈現(xiàn)攝像頭內(nèi)容等。1.2.3GIS呈現(xiàn)“平臺(tái)”支持在GIS地圖上實(shí)時(shí)呈現(xiàn)攝像頭位置、狀態(tài)和類型等信息；支持點(diǎn)擊攝像頭圖標(biāo)后視頻窗口浮現(xiàn)，并根據(jù)打開的視頻窗口數(shù)自動(dòng)排版窗口位置；支持智能攝像頭智能分析結(jié)果直接呈現(xiàn)；支持熱選擇的攝像頭云臺(tái)方位示意圖根據(jù)實(shí)際攝像頭方位變換情況實(shí)時(shí)更新。GIS地圖系統(tǒng)通過與“平臺(tái)”中心服務(wù)器通信，獲取所有前端攝像機(jī)信息，并根據(jù)地理位置信息展現(xiàn)在地圖上，當(dāng)需要打開某路或者某些路段的視頻監(jiān)控畫面時(shí)，發(fā)送所需攝像機(jī)ID號(hào)信令給中心服務(wù)器，中心服務(wù)器進(jìn)行調(diào)度處理，并將結(jié)果流地址返回給GIS地圖系統(tǒng)，根據(jù)該地址即可獲取監(jiān)控視頻流。可呈現(xiàn)的應(yīng)用如在地圖上展現(xiàn)當(dāng)前區(qū)域的前端監(jiān)控設(shè)備，點(diǎn)擊后可打開小窗口進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)預(yù)覽，并可通過平臺(tái)聯(lián)動(dòng)展示到監(jiān)控大屏上。1.3視頻流分發(fā)功能針對(duì)不同客戶端對(duì)同一路視頻流的請(qǐng)求，“平臺(tái)”可對(duì)視頻流進(jìn)行存儲(chǔ)、復(fù)制，并根據(jù)不同客戶端的處理能力推送符合客戶端需求的視頻流，降低接入側(cè)傳輸帶寬的占用。1.4處理需求1.4.1智能識(shí)別“平臺(tái)”可以在所有接入的前端視頻監(jiān)控設(shè)備中，根據(jù)用戶的需求，對(duì)選擇的攝像機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)識(shí)別和智能分析，如：智能統(tǒng)計(jì)車流量，對(duì)交通事故、交通干線擁堵情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)報(bào)等，并且保證后期功能的可擴(kuò)展性。1.4.2前端設(shè)備狀態(tài)讀取及控制 “平臺(tái)”可接入所有前端設(shè)備并可對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，如設(shè)置設(shè)備的編碼方式、幀率、比特率、分辨率等信息，遠(yuǎn)程控制設(shè)備的云臺(tái)等。1.4.3錄像及存儲(chǔ)功能 “平臺(tái)”提供攝像機(jī)定時(shí)錄制存儲(chǔ)設(shè)置功能，并提供歷史記錄查詢?；诟咝阅芗杭軜?gòu)的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，采用多節(jié)點(diǎn)冗余架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持多節(jié)點(diǎn)自動(dòng)負(fù)載均衡及故障轉(zhuǎn)移，任意節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，可在不間斷業(yè)務(wù)情況下進(jìn)行修復(fù)。整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)外界以統(tǒng)一IP地址提供FTP服務(wù)，具有容錯(cuò)能力，任何節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，保證服務(wù)不中斷，數(shù)據(jù)不丟失。1.4.4智能分析結(jié)果告警“平臺(tái)”具備視頻智能分析功能，并可根據(jù)預(yù)置的報(bào)警門限進(jìn)行及時(shí)告警，如防汛攝像頭檢測到水位上漲至防汛門限，消防攝像頭檢測到溫度上升至告警門限，交管攝像頭檢測到車流量超過告警門限，公安攝像頭通過人臉識(shí)別檢測到人臉相似度超過告警門限等時(shí)，應(yīng)及時(shí)在GIS地圖上進(jìn)行告警呈現(xiàn)。告警模式可通過聲音，圖形閃爍，彈出窗口等方式展現(xiàn)，并記錄日志。1.4.5子平臺(tái)擴(kuò)展 可根據(jù)業(yè)務(wù)需求從主平臺(tái)中擴(kuò)展出任意數(shù)量的子平臺(tái)，并且子平臺(tái)能夠繼承主平臺(tái)的所有功能，并根據(jù)業(yè)務(wù)需要開發(fā)個(gè)性化功能。1.5管理維護(hù)需求1.5.1攝像機(jī)狀態(tài)維護(hù)“平臺(tái)”可對(duì)接入的所有第三方平臺(tái)所屬的攝像機(jī)及單點(diǎn)接入的攝像機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)控，采用輪詢機(jī)制監(jiān)測攝像機(jī)工作狀態(tài)是否正常，并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)告警、記錄日志。1.5.2客戶端系統(tǒng)支持 平臺(tái)客戶端支持Linux（CentOS、RedHat、Ubuntu）、Windows、IOS、Android等主流PC、平板電腦和智能終端操作系統(tǒng)。1.5.3攝像頭多級(jí)目錄管理 攝像頭的目錄采用樹形結(jié)構(gòu)、多級(jí)管理。各平臺(tái)歸屬攝像頭的命名和檢索保留原平臺(tái)方式。未命名的攝像頭命名統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，名稱體現(xiàn)視頻來源、攝像頭地理位置、攝像頭制式、編號(hào)等信息，便于快速檢索。（需要與杜主任溝通后確定最終的管理方式）1.5.4賬號(hào)登錄權(quán)限管理“平臺(tái)”可對(duì)登錄賬號(hào)進(jìn)行權(quán)限設(shè)置和管理，根據(jù)賬號(hào)開放特定的視頻流訪問權(quán)限，賬號(hào)權(quán)限需對(duì)接入的子平臺(tái)的賬號(hào)權(quán)限管理方式進(jìn)行繼承。1.5.5升級(jí)擴(kuò)容改造管理 “平臺(tái)”可保證在系統(tǒng)不宕機(jī)、服務(wù)不中斷的情況下進(jìn)行軟硬件升級(jí)、硬件擴(kuò)容等平臺(tái)升級(jí)擴(kuò)容改造工作。1.5.6服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控、負(fù)載均衡和數(shù)據(jù)備份 “平臺(tái)”對(duì)服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理，無人值守監(jiān)控服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)；可根據(jù)服務(wù)器的處理負(fù)荷進(jìn)行負(fù)載均衡，將大量的并發(fā)訪問和數(shù)據(jù)流分擔(dān)到多個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理，提高服務(wù)器的運(yùn)行效率；“平臺(tái)”能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)的冷熱備份，確保任一節(jié)點(diǎn)包括主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，均不會(huì)導(dǎo)致服務(wù)器數(shù)據(jù)丟失。1.6系統(tǒng)性能需求1.6.1系統(tǒng)擴(kuò)展性 “平臺(tái)”具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性，預(yù)留足夠的接口便于將來能夠接入新的節(jié)點(diǎn)資源、子平臺(tái)系統(tǒng)或更高級(jí)別的應(yīng)用平臺(tái)。接口通用透明，出口視頻支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP協(xié)議，信令支持標(biāo)準(zhǔn)HTTP協(xié)議。1.6.2系統(tǒng)魯棒性“平臺(tái)”可確保在任意數(shù)量平臺(tái)或設(shè)備的SDK開發(fā)包和RTSP視頻流接入的情況下保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；在任意節(jié)點(diǎn)（包括主節(jié)點(diǎn)）發(fā)生故障的情況下，仍然能夠穩(wěn)定處理數(shù)據(jù)，保證系統(tǒng)不宕機(jī)，服務(wù)不中斷。1.6.3系統(tǒng)響應(yīng)速度從客戶端接收到用戶命令到系統(tǒng)完成命令執(zhí)行的響應(yīng)時(shí)長不超過1秒；“平臺(tái)”數(shù)據(jù)庫中攝像頭在GIS圖層上的顯示相關(guān)信息，做到更新時(shí)間間隔不超過1秒。1.6.4系統(tǒng)接入能力和并發(fā)處理能力“平臺(tái)”預(yù)計(jì)初期可具備1萬路的視頻信號(hào)接入能力，后期可擴(kuò)展至20萬路視頻信號(hào)?！捌脚_(tái)”最低可并發(fā)接入500路視頻信號(hào)，可同時(shí)支持100路720P視頻流實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、50路高清視頻智能分析、24路720p或96路D1視頻流解碼上墻，并支持1080p高清視頻流的解碼能力。用戶并發(fā)訪問量初期為800路720p或2000路D1信號(hào)，后期可擴(kuò)展至2000路720p的流轉(zhuǎn)發(fā)能力。1.6.5存儲(chǔ)能力初期建設(shè)存儲(chǔ)容量至少為100TByte，滿足動(dòng)態(tài)擴(kuò)容需求；初期具備100路720p視頻存儲(chǔ)30天的能力，可擴(kuò)展到10000路720p視頻30天的存儲(chǔ)能力；單客戶端大文件傳輸?shù)膶懶阅懿恍∮?00MB/s，讀性能不少于80MB/s；要求當(dāng)任意節(jié)點(diǎn)（包括主節(jié)點(diǎn)）發(fā)生故障時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)仍然保持存儲(chǔ)數(shù)據(jù)100%完整，并且不會(huì)停機(jī)中斷服務(wù)。1.6.6視頻傳輸時(shí)延從視頻流從接入“平臺(tái)”后，經(jīng)過轉(zhuǎn)碼，推送給流媒體服務(wù)器，并分發(fā)給不同客戶端，所呈現(xiàn)的總時(shí)延不超過1秒。1.6.7智能分析處理能力 “平臺(tái)”初期達(dá)到50路高清視頻的智能分析、識(shí)別的處理能力，并可動(dòng)態(tài)擴(kuò)容至1萬路視頻的智能分析、處理能力。在某些情況下允許有20s以下的時(shí)延，但可以保證智能分析處理的速度高于視頻幀產(chǎn)生的速度（幀率為30fps以上），保證視頻數(shù)據(jù)不堆積。1.6.8智能分析統(tǒng)計(jì)誤報(bào)率、漏報(bào)率 “平臺(tái)”智能分析中，車流量統(tǒng)計(jì)誤差率不高于10%；交通事故檢測誤報(bào)率不高于10%、漏檢率不超過20%；交通干道擁堵告警誤報(bào)率不超過5%2系統(tǒng)架構(gòu)根據(jù)需求的深入分析，本方案利用cStor云存儲(chǔ)和cProc云處理技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的云視頻監(jiān)控管理平臺(tái)軟件，部署在服務(wù)器集群上，實(shí)現(xiàn)對(duì)海量高清視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)處理，整合各委辦局的監(jiān)控資源。2.1系統(tǒng)拓?fù)鋱D圖2-1系統(tǒng)拓?fù)鋱D系統(tǒng)對(duì)前端的交管局、交通局、公安局、城市高點(diǎn)監(jiān)控、道路圖像監(jiān)控“320”工程等現(xiàn)有視頻監(jiān)控前端和平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)上萬路的視頻接入。對(duì)上述視頻監(jiān)控平臺(tái)的視頻接入后，經(jīng)過集群處理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼處理、智能識(shí)別、解碼上墻和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回看等功能，以滿足不同終端的訪問需求、實(shí)現(xiàn)車流統(tǒng)計(jì)等交通數(shù)據(jù)的提取、對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、以及實(shí)現(xiàn)大屏控制等功能。 現(xiàn)有框架可以滿足及未能滿足的相關(guān)需求如下表所示：項(xiàng)目需求項(xiàng)目需求分項(xiàng)解決方案接入需求接口開放性，滿足不同標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)設(shè)備接入接入系統(tǒng)無線視頻接入穩(wěn)定性接入系統(tǒng)/前端攝像頭呈現(xiàn)需求多終端輸出和實(shí)時(shí)編碼處理系統(tǒng)/流媒體服務(wù)器集群全屏多畫面單畫面處理系統(tǒng)/流媒體服務(wù)器集群GIS呈現(xiàn)中心管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫）視頻流分發(fā)服務(wù)視頻流分發(fā)服務(wù)處理系統(tǒng)/存儲(chǔ)系統(tǒng)/流媒體服務(wù)器集群功能需求智能識(shí)別功能處理系統(tǒng)前端設(shè)備狀態(tài)讀取及控制中心管理系統(tǒng)/接入系統(tǒng)錄像及存儲(chǔ)功能中心管理系統(tǒng)/存儲(chǔ)系統(tǒng)智能分析結(jié)果告警處理系統(tǒng)/中心管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫）子平臺(tái)擴(kuò)展管理維護(hù)需求攝像機(jī)狀態(tài)維護(hù)中心管理系統(tǒng)/接入系統(tǒng)客戶端系統(tǒng)支持客戶端多級(jí)目錄管理中心管理系統(tǒng)登陸賬號(hào)及權(quán)限管理中心管理系統(tǒng)服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)備份、負(fù)載均衡中心管理系統(tǒng)/存儲(chǔ)系統(tǒng)2.2系統(tǒng)模塊示意圖如下圖所示，系統(tǒng)主要由七個(gè)子系統(tǒng)組成：前端設(shè)備、接入系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、流媒體服務(wù)器、中心調(diào)度系統(tǒng)和客戶端。圖2-2系統(tǒng)總體描述圖2.2.1系統(tǒng)模塊功能描述前端設(shè)備：前端設(shè)備在中心服務(wù)器的調(diào)度下進(jìn)行信息采集，以RTSP的形式傳輸給存儲(chǔ)/處理服務(wù)器集群，或者以SDK的形式傳輸給接入服務(wù)器。(前端設(shè)備包括：模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、卡口設(shè)備、第三方平臺(tái)等)接入服務(wù)器：整合各種前端設(shè)備，將不同廠家不同平臺(tái)的前端設(shè)備通過RTSP或者SDK的方式接入本系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)多種前端攝像機(jī)、已有平臺(tái)的統(tǒng)一接入，供本平臺(tái)內(nèi)其他模塊統(tǒng)一調(diào)用，并以輪詢的方式監(jiān)聽前端設(shè)備，如有異常測產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。中心服務(wù)器:平臺(tái)的核心控制部分，實(shí)現(xiàn)了與客戶端的信令交互、通過JobKeeper云調(diào)度系統(tǒng)來調(diào)度云集群節(jié)點(diǎn)處理各項(xiàng)任務(wù)、并實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)平臺(tái)的統(tǒng)一管理和監(jiān)控。a）用戶管理功能：根據(jù)用戶信息表，管理用戶登錄、用戶的權(quán)限，可以管理用戶信息、增刪用戶等。b）前端信息采集設(shè)備管理功能：根據(jù)攝像機(jī)和用戶的權(quán)限，管理當(dāng)前用戶所能涉及的前端設(shè)備狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。c）與用戶和前端設(shè)備的信息交互功能：更新前端信息，并根據(jù)客戶需求進(jìn)行對(duì)前端設(shè)備調(diào)度，以及對(duì)JobKeeper的任務(wù)分發(fā)。同時(shí)，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的處理，以完成整個(gè)平臺(tái)的調(diào)度工作。d）對(duì)服務(wù)器集群進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理，獲取每臺(tái)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度和部署，負(fù)載均衡，提高機(jī)器的使用率，進(jìn)而提高服務(wù)器的梳理效率。e）解決服務(wù)器集群信息處理的冗余狀態(tài)，查錯(cuò)排錯(cuò)，保證系統(tǒng)的無人值守、自動(dòng)生長的高效性。存儲(chǔ)服務(wù)器集群：使用cStor云存儲(chǔ)系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的存儲(chǔ)資源池，用以存儲(chǔ)關(guān)鍵數(shù)據(jù)，提供歷史視頻的回看以及相關(guān)數(shù)據(jù)的下載服務(wù)。同時(shí)，支持網(wǎng)絡(luò)掛載盤符的模式，以滿足整個(gè)平臺(tái)中其他模塊的存儲(chǔ)需求。處理服務(wù)器集群：大致可以分為接入分析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分發(fā)三個(gè)子模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)完成對(duì)接入視頻的各項(xiàng)處理任務(wù)，諸如：內(nèi)容識(shí)別、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、錄像存儲(chǔ)等，再將處理好的結(jié)果發(fā)送至流媒體服務(wù)器和存儲(chǔ)服務(wù)器。流媒體服務(wù)器：以流媒體服務(wù)器的形式對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)的RTSP流媒體服務(wù)，用戶根據(jù)相應(yīng)的流媒體RTSP地址，即可實(shí)時(shí)地獲取系統(tǒng)處理完后的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)，以供監(jiān)控和遠(yuǎn)程訪問。采用虛擬IP技術(shù)，備份冗余機(jī)制，針對(duì)公網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)不同的訪問需求提供不同的碼流推送?？蛻舳耍褐С謜indows、linux、ios、android等主流操作系統(tǒng)，提供B/S和C/S架構(gòu)客戶端，控制視頻解碼上墻等，實(shí)現(xiàn)與用戶的直接交互。3系統(tǒng)方案方案采用信令流和數(shù)據(jù)流分離的方式，在標(biāo)準(zhǔn)X86(X64)服務(wù)器集群上部署存儲(chǔ)、處理、調(diào)度等軟件系統(tǒng)，形成一個(gè)整體的云視頻監(jiān)控解決方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控資源的整合。采用云處理和云存儲(chǔ)技術(shù)，有較高的擴(kuò)展性和容錯(cuò)能力，解決服務(wù)器單點(diǎn)故障問題，降低升級(jí)和維護(hù)成本。3.1系統(tǒng)邏框圖本云視頻監(jiān)控平臺(tái)，是在服務(wù)器集群上部署一整套基于云架構(gòu)的視頻處理軟件，下圖為系統(tǒng)邏輯框圖，其核心內(nèi)容是對(duì)接入的海量視頻的實(shí)時(shí)處理分析。圖3-1系統(tǒng)邏輯架構(gòu)框圖系統(tǒng)基于云計(jì)算的模式，采取海量分布式JobKeeper云調(diào)度架構(gòu)，以集群的形式共同對(duì)外服務(wù)。以實(shí)現(xiàn)諸如視頻內(nèi)容識(shí)別、云端轉(zhuǎn)碼、智能分析等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)伸縮等需求。最后將處理好的圖像信息以流媒體的形式輸出，并提供給上層各類應(yīng)用對(duì)應(yīng)的接口。資源層：包括攝像頭、卡口等前端數(shù)據(jù)采集設(shè)備所采集到的原始視頻圖像數(shù)據(jù)，以及響應(yīng)業(yè)務(wù)信息，如：人力、車輛、區(qū)域分布等資源信息。接入層：整合數(shù)據(jù)資源、業(yè)務(wù)資源、存儲(chǔ)資源，使其符合系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)不同資源的接入。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層：即cStor云存儲(chǔ)系統(tǒng)，提供海量的存儲(chǔ)空間，以備歷史數(shù)據(jù)的回看與處理。數(shù)據(jù)處理層：即cProc云處理系統(tǒng)，提供高效的視頻轉(zhuǎn)碼、內(nèi)容識(shí)別等大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力。數(shù)據(jù)分發(fā)：以流媒體服務(wù)器的形式提供標(biāo)準(zhǔn)的RTSP流媒體輸出，可以支持高并發(fā)訪問。API層：提供API接口，實(shí)現(xiàn)上層應(yīng)用對(duì)底層資源的透明操作，提供業(yè)務(wù)應(yīng)用的開發(fā)支持。調(diào)度控制層：實(shí)現(xiàn)對(duì)以上各層的綜合調(diào)度與控制，以實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)機(jī)制。應(yīng)用層：主要包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)閱查詢、內(nèi)容識(shí)別等視頻相關(guān)應(yīng)用，為用戶提供友善的界面、人性化的操作方式，能夠讓用戶簡單高效的監(jiān)控多個(gè)視頻源。功能如下：信息采集設(shè)備的管理，監(jiān)控控制端對(duì)視頻中心服務(wù)器中的設(shè)備數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)添加和刪除系統(tǒng)中的卡口和攝像頭。用戶管理，監(jiān)控控制端對(duì)視頻中心服務(wù)器中的用戶數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)用戶注冊(cè)、注銷以及權(quán)限設(shè)置。按時(shí)間檢索歷史記錄，提供按時(shí)間檢索記錄的窗口，向視頻中心服務(wù)器發(fā)送檢索命令，獲取歷史記錄的相關(guān)信息。歷史記錄回放，根據(jù)歷史記錄的相關(guān)信息，播放cStor中的歷史記錄。錄像，監(jiān)控控制端通過中心服務(wù)器向存儲(chǔ)管理端發(fā)送錄像命令，存儲(chǔ)管理端控制設(shè)備進(jìn)行錄像，獲取的數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到cStor中。3.2子系統(tǒng)描述3.2.1接入系統(tǒng)接入子系統(tǒng)簡介前端設(shè)備主要包括：模擬攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、第三方平臺(tái)等。根據(jù)完成的功能不同，可以將接入服務(wù)器系統(tǒng)中交互的內(nèi)容分為數(shù)據(jù)流和信令流。網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)模擬攝像機(jī)第三方平臺(tái)接入服務(wù)器處理服務(wù)器信令流數(shù)據(jù)流中心服務(wù)器圖3-2接入系統(tǒng)示意圖數(shù)據(jù)流主要分為三部分，其中支持標(biāo)準(zhǔn)RTSP協(xié)議的攝像機(jī)可以直接將視頻流傳輸給處理服務(wù)器集群；對(duì)于不支持RTSP的攝像機(jī)，則通過集成監(jiān)控設(shè)備商的SDK以支持其私有協(xié)議（如：海康威視早期的DVR），再將視頻數(shù)據(jù)重新編碼成標(biāo)準(zhǔn)RTSP流發(fā)送給本“平臺(tái)”；第三方平臺(tái)中的攝像機(jī)可以經(jīng)平臺(tái)SDK獲取攝像機(jī)的url，使用該視頻流地址獲取數(shù)據(jù)流。視頻流接入到平臺(tái)后，再發(fā)送到流媒體服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)了不同的客戶對(duì)同一路流的訪問，并且減輕了前端攝像機(jī)的壓力。 圖3-3數(shù)據(jù)流3種情況信令流主要是完成命令的分發(fā)，使接入服務(wù)器在中心服務(wù)器的調(diào)度下完成各項(xiàng)功能。對(duì)于前端設(shè)備中的帶云臺(tái)的攝像機(jī)，中心端發(fā)送云臺(tái)控制信令，然后接入服務(wù)器通過各個(gè)不同廠家的SDK完成各種云臺(tái)操作，如云臺(tái)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)、設(shè)置預(yù)置點(diǎn)、調(diào)焦、調(diào)距、光圈放大縮小等。對(duì)于第三方平臺(tái)里的攝像機(jī)，中心端可以像接入服務(wù)器獲取所有設(shè)備的列表，并獲取某一路的url。另外，接入服務(wù)器還會(huì)以輪詢的方式監(jiān)聽前端設(shè)備，檢查所有前端設(shè)備在線、不在線、視頻信號(hào)是否丟失等狀態(tài)，并及時(shí)向中心服務(wù)器返回設(shè)備的異常狀態(tài)，使“平臺(tái)”能更好的實(shí)時(shí)監(jiān)控所有設(shè)備的狀態(tài)。接入服務(wù)器主要功能接入服務(wù)器主要是配合中心服務(wù)器來完成一些需要直接操作前端設(shè)備或第三方平臺(tái)的任務(wù)。通過整合不同廠家的SDK，使中心服務(wù)器可以更好的統(tǒng)一管理所有的設(shè)備。接入服務(wù)器完成的主要功能如下：獲取設(shè)備參數(shù)信息：接收中心服務(wù)器發(fā)來的請(qǐng)求，通過前端設(shè)備廠家的協(xié)議獲取設(shè)備參數(shù)信息，反饋給中心服務(wù)器。狀態(tài)信息輪詢：輪詢前端設(shè)備的狀態(tài)，及時(shí)獲取前端設(shè)備是否掉線，反饋給中心服務(wù)器，由中心服務(wù)器告警、記錄、顯示。云臺(tái)控制協(xié)議轉(zhuǎn)換：將系統(tǒng)接收的用戶控制信令轉(zhuǎn)換為設(shè)備廠家對(duì)應(yīng)的協(xié)議，并發(fā)送給前端設(shè)備，從而使用戶實(shí)現(xiàn)云臺(tái)相關(guān)功能的控制，例如云臺(tái)上下左右轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置預(yù)置點(diǎn)，調(diào)節(jié)焦距、光圈等。接入第三方平臺(tái)：提供系統(tǒng)與第三方平臺(tái)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接。通過接入第三方平臺(tái)的前端監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)云臺(tái)控制。獲取視頻數(shù)據(jù)流的地址，以及第三方平臺(tái)設(shè)備的列表、信息、狀態(tài)。對(duì)少量的不支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議且不提供linuxSDK的前端設(shè)備，有針對(duì)性的接入，采用SDK接收流并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的數(shù)據(jù)流。設(shè)備遠(yuǎn)程參數(shù)配置：提供對(duì)前端設(shè)備的視頻參數(shù)配置和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置功能，從而可以按用戶需求來設(shè)置前端設(shè)備的參數(shù)。視頻參數(shù)配置包括碼流類型、分辨率、碼率類型、碼率、幀率、視頻編碼類型等。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置包括網(wǎng)卡類型、設(shè)備ip地址、DNS服務(wù)器地址、多播地址、HTTP端口號(hào)、RTSP端口號(hào)等。3.2.2存儲(chǔ)系統(tǒng)存儲(chǔ)客戶端存儲(chǔ)客戶端流媒體服務(wù)器cStor存儲(chǔ)集群中心服務(wù)器JobKeeper信令流數(shù)據(jù)流rtsp流圖3-4存儲(chǔ)系統(tǒng)示意圖存儲(chǔ)系統(tǒng)包括cStor存儲(chǔ)服務(wù)器集群和流媒體存儲(chǔ)客戶端軟件兩部分。流媒體存儲(chǔ)客戶端軟件部署在處理服務(wù)器集群上，由JobKeeper調(diào)度，將網(wǎng)絡(luò)視頻流按固定時(shí)間保持為文件，并通過cStor客戶端寫入存儲(chǔ)集群；cStor云存儲(chǔ)服務(wù)器集群提供海量的存儲(chǔ)空間，通過cStor客戶端掛載到處理服務(wù)器和流媒體服務(wù)器，這樣視頻存儲(chǔ)和視頻處理程序就可以訪問海量的存儲(chǔ)空間。流媒體存儲(chǔ)客戶端流媒體存儲(chǔ)客戶端提供了將標(biāo)準(zhǔn)rtsp流保存為文件的功能，并按一定時(shí)間(如30分鐘)打包成一個(gè)視頻文件存放在cStor上。與轉(zhuǎn)碼任務(wù)流程一樣，當(dāng)用戶請(qǐng)求對(duì)某一路視頻進(jìn)行錄像后，中心服務(wù)器通過JobKeeper統(tǒng)一調(diào)度資源，根據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器集群的工作狀態(tài)，選擇負(fù)載較小的服務(wù)器，建立一個(gè)存儲(chǔ)任務(wù)，存儲(chǔ)客戶端程序?qū)?biāo)準(zhǔn)rtsp流經(jīng)過分析后，重新打包成視頻文件，保存下來的視頻文件存放在云存儲(chǔ)集群cStor上，從而提供了對(duì)高清視頻的海量存儲(chǔ)。將這些視頻文件掛載到流媒體服務(wù)器上，當(dāng)用戶想要查看某一路的歷史視頻時(shí)，就可以很方便的訪問到cStor上的這些文件。cStor云存儲(chǔ)系統(tǒng)cStor云存儲(chǔ)系統(tǒng)是9年來不斷積累研發(fā)的高科技產(chǎn)品，是國內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)并保持領(lǐng)先的云存儲(chǔ)系統(tǒng)，整套系統(tǒng)包括軟件與硬件，是一個(gè)海量的云存儲(chǔ)平臺(tái)。與傳統(tǒng)的大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)相比，它具有構(gòu)建成本低、性能高效可靠、使用簡單方便的特點(diǎn)。在需要存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)（如視頻數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等）的應(yīng)用場合，可以大幅提高存儲(chǔ)系統(tǒng)性價(jià)比。與目前國際上知名的Google、Amazon等云存儲(chǔ)相比，具有更高的性價(jià)比、更低的能耗、更加通用和更方便的使用模式。圖3-5cStor云存儲(chǔ)系統(tǒng).1cStor主要優(yōu)勢(shì)超低成本——系統(tǒng)中采用廉價(jià)的大容量存儲(chǔ)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，通過cStor系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理和容錯(cuò)，提供高效、穩(wěn)定服務(wù)。與使用專用服務(wù)器相比，可以將系統(tǒng)構(gòu)建成本節(jié)省5-10倍以上，且規(guī)模越大，優(yōu)勢(shì)越明顯。高性能——cStor采用了高效的數(shù)據(jù)讀寫技術(shù)和文件查詢技術(shù),支持高并發(fā)、高帶寬，數(shù)據(jù)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上并行讀寫，服務(wù)器自動(dòng)均衡負(fù)載，系統(tǒng)性能隨節(jié)點(diǎn)數(shù)增加而線性增長。超高可靠性——支持多重?cái)?shù)據(jù)保護(hù)，包括磁盤級(jí)的數(shù)據(jù)冗余，節(jié)點(diǎn)級(jí)的數(shù)據(jù)冗余等。存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)具有多個(gè)副本（默認(rèn)為3個(gè)，可設(shè)置）。任意節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)復(fù)制數(shù)據(jù)副本到新的節(jié)點(diǎn)上，不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)鏡像模式容錯(cuò)，如果有一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，另一節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接替之。綠色節(jié)能——自主研發(fā)的超低功耗云存儲(chǔ)硬件節(jié)點(diǎn)，主板尺寸為20cm*20cm，功耗僅為10W左右（不含硬盤），比業(yè)界的200W低10幾倍。超高集成度——由于解決了能耗的問題，散熱不成為集成度的瓶頸，因而可以在1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的42U機(jī)架上集成多達(dá)80個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，總?cè)萘扛哌_(dá)1024TB。易擴(kuò)展性——可以在不停止服務(wù)的情況下，動(dòng)態(tài)加入新的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，無需任何操作，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容量從TB級(jí)平滑擴(kuò)展到PB級(jí)；也可以摘下任意節(jié)點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)縮小規(guī)模而不丟失數(shù)據(jù)，并自動(dòng)將摘下的節(jié)點(diǎn)上得數(shù)據(jù)備份到其他節(jié)點(diǎn)上，保證整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的冗余數(shù)。.2cStor系統(tǒng)構(gòu)架與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)、和客戶端程序等多個(gè)部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件來對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。云存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型由存儲(chǔ)層、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層以及訪問層等四層組成，如下圖1-1所示：圖3-6存儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型下面對(duì)各層的功能描述做一下說明：存儲(chǔ)層：存儲(chǔ)層是云存儲(chǔ)最基礎(chǔ)的部分。存儲(chǔ)設(shè)備可以是FC光纖通道存儲(chǔ)設(shè)備，可以是NAS和iSCSI等IP存儲(chǔ)設(shè)備，也可以是SCSI或SAS等DAS存儲(chǔ)設(shè)備。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備往往數(shù)量龐大且分布多不同地域，彼此之間通過廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者FC光纖通道網(wǎng)絡(luò)連接在一起。存儲(chǔ)設(shè)備之上是一個(gè)統(tǒng)一存儲(chǔ)設(shè)備管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備的邏輯虛擬化管理、多鏈路冗余管理，以及硬件設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)控和故障維護(hù)。基礎(chǔ)管理層：基礎(chǔ)管理層是云存儲(chǔ)最核心的部分，也是云存儲(chǔ)中最難以實(shí)現(xiàn)的部分?；A(chǔ)管理層通過集群、分布式文件系統(tǒng)和網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)中多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，使多個(gè)的存儲(chǔ)設(shè)備可以對(duì)外提供同一種服務(wù)，并提供更大更強(qiáng)更好的數(shù)據(jù)訪問性能。CDN內(nèi)容分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶所訪問，同時(shí)，通過各種數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)和措施可以保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，保證云存儲(chǔ)自身的安全和穩(wěn)定。應(yīng)用接口層：應(yīng)用接口層是云存儲(chǔ)最靈活多變的部分。不同的云存儲(chǔ)運(yùn)營單位可以根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)類型，開發(fā)不同的應(yīng)用服務(wù)接口，提供不同的應(yīng)用服務(wù)。比如視頻監(jiān)控應(yīng)用平臺(tái)、IPTV和視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)硬盤引用平臺(tái)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)備份應(yīng)用平臺(tái)等。訪問層：任何一個(gè)授權(quán)用戶都可以通過標(biāo)準(zhǔn)的公用應(yīng)用接口來登錄云存儲(chǔ)系統(tǒng)，享受云存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)運(yùn)營單位不同，云存儲(chǔ)提供的訪問類型和訪問手段也不同。3.2.3處理系統(tǒng)處理子系統(tǒng)綜述圖3-7存儲(chǔ)/處理模塊圖上圖描述了存儲(chǔ)/處理模塊的工作流程與各個(gè)分模塊之間的關(guān)系。前端設(shè)備采集信息接入服務(wù)器，Jobkeeper與存儲(chǔ)服務(wù)器和處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行交互。處理服務(wù)器集群根據(jù)客戶需求對(duì)采集到的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，在Jobkeeper的綜合調(diào)度控制下，處理節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分布式計(jì)算，完成內(nèi)容識(shí)別、云端轉(zhuǎn)碼、數(shù)據(jù)分析等任務(wù)。存儲(chǔ)服務(wù)器集群和處理服務(wù)器并行處理采集到的信息，存儲(chǔ)客戶端軟件將采集到的信息實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到cStor云存儲(chǔ)集群中。處理節(jié)點(diǎn)組通過RPC的遠(yuǎn)程調(diào)用獲取各自節(jié)點(diǎn)的任務(wù)處理目標(biāo)，并實(shí)時(shí)的和處理節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)處理目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，控制程序的執(zhí)行和結(jié)束。處理節(jié)點(diǎn)組會(huì)在一個(gè)設(shè)定的心跳間隔內(nèi)主動(dòng)的和管理節(jié)點(diǎn)組聯(lián)系一次，報(bào)告節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)。如果在若干個(gè)心跳間隔后管理節(jié)點(diǎn)組仍然沒有獲取到處理節(jié)點(diǎn)心跳報(bào)告，那么該處理節(jié)點(diǎn)將會(huì)被踢出處理節(jié)點(diǎn)組，同時(shí)該節(jié)點(diǎn)處理的所有處理任務(wù)也會(huì)被重新調(diào)度。隨著集群處理數(shù)據(jù)量的不斷增大，處理節(jié)點(diǎn)組提供了簡單高效的自動(dòng)化部署方案，當(dāng)新機(jī)器加入處理集群后，會(huì)主動(dòng)的與管理節(jié)點(diǎn)組同步心跳信息，從同一配置服務(wù)器ZooKeeper上獲取相關(guān)配置信息，通過WebServer服務(wù)獲取任務(wù)列表，開始執(zhí)行數(shù)據(jù)處理工作。云端轉(zhuǎn)碼由于視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算量很大，單一的計(jì)算機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的攝像頭實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)碼。cVideo研發(fā)了云端轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算放大云端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼，以滿足用戶對(duì)不同分辨率，不同碼流，不同終端的使用需求。視頻接入模塊首先將不同廠家的前端設(shè)備接入進(jìn)來，對(duì)于支持RTSP的采集設(shè)備，我們利用標(biāo)準(zhǔn)的流媒體協(xié)議接口實(shí)現(xiàn)視頻和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。對(duì)于不支持RTSP的采集設(shè)備，我們利用設(shè)備廠商提供的SDK進(jìn)行接入。然后在cProc云計(jì)算平臺(tái)上利用高效的轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將采集到的高清視頻信號(hào)解碼后再重新編碼，在滿足用戶需求的同時(shí)降低對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗。同時(shí)將轉(zhuǎn)碼后的視頻流推送給流媒體服務(wù)器分發(fā)出去。這樣可以提供給終端不同分辨率需求的視頻流，支持常用的音視頻編碼格式，支持標(biāo)準(zhǔn)解碼器解碼，從而支持常用播放器的播放(如支持網(wǎng)絡(luò)功能的MPlayer、VLC等)。圖3-8云轉(zhuǎn)碼流程智能識(shí)別前端設(shè)備將采集到的視頻等信息將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至云處理集群并進(jìn)行相應(yīng)的云存儲(chǔ)處理。當(dāng)客戶端需要視頻轉(zhuǎn)碼或者智能識(shí)別時(shí)，通過JobKeeper調(diào)度云處理集群中的各個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)收到查詢請(qǐng)求后進(jìn)行不同的處理，并將處理后得到到的數(shù)據(jù)結(jié)果交付給客戶端；而如果是視頻數(shù)據(jù)，則通過流媒體服務(wù)器返回給客戶端。自主專利的智能圖像檢索采用先進(jìn)的圖像處理技術(shù)并結(jié)合模式識(shí)別對(duì)已有的海量視頻進(jìn)行事件檢索，實(shí)現(xiàn)了對(duì)事件發(fā)生視頻的切片回放、運(yùn)動(dòng)幀提取和對(duì)象跟蹤。目前可以對(duì)煙、火、運(yùn)動(dòng)物體、遺留物、車輛統(tǒng)計(jì)和特定行為等情況下的識(shí)別達(dá)到很高的識(shí)別度。.1車流量統(tǒng)計(jì)為了獲取精確的車流量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我們首先采用當(dāng)前效果較好的GMM算法對(duì)背景建模，提取道路上行駛的車輛輪廓信息。但是由于該算法自身的缺陷，會(huì)將現(xiàn)實(shí)場景中噪聲、陰影當(dāng)做車輛的一部分，給車流量統(tǒng)計(jì)帶來很大誤差。為此，我們研發(fā)出一種可以去除陰影及噪聲的方法，效果如下：原始圖像GMM檢測的車輛去除陰影/噪聲的車輛圖3-9陰影消除算法其中，圖3-9中的右側(cè)圖灰色為背景，紅色為GMM檢測中誤認(rèn)為是車輛的部分，該部分主要為陰影及噪聲。該方法可以很好的避免傳統(tǒng)方法中容易將車窗或深色車身誤檢為陰影的問題?；诖怂惴ň涂梢苑浅７奖愫蜏?zhǔn)確的獲取到車輛的輪廓，再根據(jù)攝像頭與車輛之間的拍攝夾角，將車輛輪廓映射到偽三維上，就可以重建出車輛的三維輪廓圖，即使多輛車之間存在遮擋、粘連都可以準(zhǔn)確的計(jì)算出車的數(shù)量，如圖3-10所示。圖3-10基于偽三維的車輛輪廓重建及計(jì)數(shù).1車輛排隊(duì)長度和車輛測速車輛排隊(duì)長度的難點(diǎn)在于，如何準(zhǔn)確的自適應(yīng)測量車隊(duì)首尾之間的距離。比較準(zhǔn)確的方法是采用攝像頭標(biāo)定的方法，我們利用實(shí)際場景中的建筑物、道路標(biāo)線等參考信息，經(jīng)過較復(fù)雜的數(shù)學(xué)邏輯，推導(dǎo)出如何將二維圖像中的距離信息映射到三維世界坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)公式，從而可以通過圖像上的像素距離，計(jì)算出實(shí)際場景中的距離。這樣就可以輕松獲得車輛排隊(duì)長度，給廣大車主提供有效道路信息?；谝曨l的車輛測速屬于新興技術(shù)，不需要像傳統(tǒng)測速那樣在地底下鋪設(shè)感應(yīng)線圈，方便而實(shí)惠。而車輛測速同車輛排隊(duì)長隊(duì)一樣，需要用攝像頭標(biāo)定，計(jì)算車輛在某段時(shí)間內(nèi)，行駛的實(shí)際距離。有了標(biāo)定技術(shù)，車輛測速也就迎刃而解了。圖3-11交通道口車流檢測統(tǒng)計(jì)處理子系統(tǒng)功能描述大致可以分為接入分析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分發(fā)三個(gè)子模塊，主要負(fù)責(zé)對(duì)完成對(duì)接入視頻的各項(xiàng)處理任務(wù)。標(biāo)準(zhǔn)視頻流接入：將標(biāo)準(zhǔn)rtsp視頻流接入并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)到流媒體服務(wù)器，提供后續(xù)轉(zhuǎn)碼、識(shí)別、存儲(chǔ)等。非標(biāo)準(zhǔn)rtsp視頻流的接入：使用廠商提供的SDK接入視頻流，并重新封裝成標(biāo)準(zhǔn)流，然后通過流媒體服務(wù)器實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)。少量的廠商不提供linux平臺(tái)SDK的視頻流，由接入服務(wù)器完成有針對(duì)性的轉(zhuǎn)換。內(nèi)容識(shí)別：利用計(jì)算機(jī)通過圖像處理和分析理解畫面內(nèi)容將安保人員從繁重的監(jiān)控任務(wù)中解脫出來。實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼：將視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算放到云端，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)時(shí)視頻轉(zhuǎn)碼，以滿足用戶對(duì)不同分辨率，不同碼流，不同終端的使用需求。視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)錄像：將處理轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，按時(shí)間段保存為視頻文件并保存到存儲(chǔ)服務(wù)器上，以提供日后回調(diào)查看。狀態(tài)監(jiān)控：監(jiān)控各個(gè)處理節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，負(fù)載均衡，高效工作。3.2.4中心調(diào)度管理系統(tǒng)中心調(diào)度管理系統(tǒng)架構(gòu)圖：圖3-12中心服務(wù)器架構(gòu)圖根據(jù)圖3-12系統(tǒng)架構(gòu)圖所示，中心調(diào)度管理系統(tǒng)是系統(tǒng)的一個(gè)重要的部分，它是系統(tǒng)的樞紐，用來聯(lián)系系統(tǒng)的其他不同模塊，把他們有機(jī)的聯(lián)接在一起。系統(tǒng)設(shè)備中心調(diào)度管理系統(tǒng)設(shè)備主要包括：數(shù)據(jù)庫集群服務(wù)區(qū)、Web服務(wù)器集群、JobKeeper處理服務(wù)器。.1數(shù)據(jù)庫集群服務(wù)器它主要保存設(shè)備信息、用戶信息和配置信息，同時(shí)集群還有鏡像配置、雙機(jī)熱備份功能，當(dāng)數(shù)據(jù)庫集群出現(xiàn)問題，能夠快速的進(jìn)行無縫的切換，保證正在使用的用戶不受影響，同時(shí)數(shù)據(jù)庫鏡像使得系統(tǒng)管理人員升級(jí)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，不影響系統(tǒng)正常的使用，從而將升級(jí)維護(hù)和使用分離開來，增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性。.2Web服務(wù)器集群Web集群主要采用Apache和LVS負(fù)載均衡來構(gòu)建，Apache主要提供項(xiàng)目運(yùn)行需要的web容器，web容器中的實(shí)體通過接受用戶的每次操作請(qǐng)求并處理，將結(jié)果返回給操作用戶，為了保障Apache的穩(wěn)步運(yùn)行，我們通過使用LVS強(qiáng)大的可伸縮性、管理性、可靠性來管理WebServer的集群服務(wù)器，從而合理分配系統(tǒng)資源，分擔(dān)各服務(wù)器壓力，保障用戶的穩(wěn)定的使用。JobKeeper服務(wù)器如何保證在云計(jì)算平臺(tái)中部分硬件或軟件發(fā)生故障的情況下仍不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行；如何保證在云計(jì)算平臺(tái)中高效穩(wěn)定的合理化分配和執(zhí)行任務(wù)，同時(shí)能夠完全解決系統(tǒng)單點(diǎn)故障問題，負(fù)載均衡，自動(dòng)調(diào)度與部署的高效云調(diào)度平臺(tái)，這就是JobKeeper服務(wù)器最大的作用。.1JobKeeper系統(tǒng)架構(gòu)圖3-13Jobkeeper架構(gòu)圖上圖中對(duì)Jobkeeper進(jìn)行了分層，對(duì)每層進(jìn)行具體闡述應(yīng)用層：一組用于管理和結(jié)果反饋的顯示組件。是整個(gè)系統(tǒng)面向用戶和開發(fā)人員的基礎(chǔ)承載。業(yè)務(wù)層：對(duì)于應(yīng)用層的相關(guān)功能的業(yè)務(wù)化，數(shù)字化處理，用于將應(yīng)用層的需求任務(wù)進(jìn)行規(guī)則化劃分，形成統(tǒng)一的處理化模式。數(shù)據(jù)處理層：獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理程序，是對(duì)不同需求數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理方案，由JobKeeper調(diào)度平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一的配置管理。存儲(chǔ)層：存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的處理結(jié)果集或其他中間結(jié)果集的單元。虛擬化資源層：將機(jī)器進(jìn)行虛擬化，形成更大范圍的服務(wù)集群。.2JobKeeper調(diào)度流程圖3-14調(diào)度平臺(tái)任務(wù)流程圖當(dāng)用戶在應(yīng)用層下發(fā)任務(wù)給管理節(jié)點(diǎn)，管理節(jié)點(diǎn)調(diào)度機(jī)器處理任務(wù)，將任務(wù)扔給具體的處理節(jié)點(diǎn)，處理節(jié)點(diǎn)將結(jié)果返回給管理節(jié)點(diǎn)，管理節(jié)點(diǎn)整理結(jié)果，而后返回給應(yīng)用層。服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組：負(fù)責(zé)對(duì)處理節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)信息以及任務(wù)處理信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和保存，對(duì)應(yīng)的信息鏡像存儲(chǔ)在基于cStor或者NFS服務(wù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)上。處理節(jié)點(diǎn)組：通過RPC的遠(yuǎn)程調(diào)用獲取各自節(jié)點(diǎn)的任務(wù)處理目標(biāo)，并實(shí)時(shí)的和處理節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)處理目標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，控制程序的執(zhí)行和結(jié)束。處理節(jié)點(diǎn)組會(huì)在一個(gè)設(shè)定的心跳間隔內(nèi)主動(dòng)的和管理節(jié)點(diǎn)組聯(lián)系一次，報(bào)告節(jié)點(diǎn)存活狀態(tài)。.3Jobkeeper特點(diǎn)高可靠性：采用“多主多備，負(fù)載均衡”的管理節(jié)點(diǎn)，從而保證無論管理節(jié)點(diǎn)還是處理節(jié)點(diǎn)都不存在任何單點(diǎn)故障問題。低依賴性：采用模塊化設(shè)計(jì)思想，通過統(tǒng)一化配置和API接口的方式向用戶提供服務(wù)。低干預(yù)性：采用基于事件化的統(tǒng)一管理模式。在系統(tǒng)無人值守的情況下自動(dòng)完成故障處理等功能。高實(shí)時(shí)性：在機(jī)器性能允許的范圍內(nèi)，所有任務(wù)的控制工作基本都在秒級(jí)完成，具有前所未有的高效性。中心調(diào)度系統(tǒng)功能描述用戶管理功能：根據(jù)用戶信息表，管理用戶登錄、用戶的權(quán)限，可以管理用戶信息、增刪用戶等。設(shè)備管理功能：根據(jù)攝像機(jī)和用戶的權(quán)限，管理當(dāng)前用戶授權(quán)的前端設(shè)備狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。智能識(shí)別功能：調(diào)用后臺(tái)智能識(shí)別的相關(guān)功能，通過瀏覽器的訪問方式來展示智能識(shí)別的結(jié)果。服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控：定期輪詢服務(wù)器，檢測他們的狀態(tài)，保證服務(wù)器穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過Jobkeeper調(diào)度任務(wù)，分發(fā)任務(wù)處理，獲得接入的視頻流，同時(shí)通過和接入服務(wù)器的交互完成云臺(tái)、速度等相關(guān)的設(shè)備控制。移動(dòng)接口：為了保證適應(yīng)移動(dòng)設(shè)備不同的分辨率，我們要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼，通過Jobkeeper來分發(fā)轉(zhuǎn)碼任務(wù)，返回轉(zhuǎn)碼的地址流，反饋給移動(dòng)客戶端。日志管理：完備的日志記錄，可以了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，以及現(xiàn)系統(tǒng)的bug，對(duì)調(diào)試等都有很大的幫助。中心調(diào)度系統(tǒng)主要任務(wù).1瀏覽器請(qǐng)求當(dāng)瀏覽器客戶端的用戶發(fā)送請(qǐng)求給服務(wù)器。當(dāng)用戶通過瀏覽器訪問系統(tǒng)操作時(shí)，每一步操作都會(huì)向WebServer傳送服務(wù)請(qǐng)求信息，中心服務(wù)器調(diào)度對(duì)應(yīng)的處理模塊進(jìn)行處理，處理結(jié)束后將結(jié)果返回給前端用戶，前端用戶通過瀏覽器就能瀏覽到處理結(jié)果。.2移動(dòng)客戶端請(qǐng)求當(dāng)用戶使用移動(dòng)客戶端訪問時(shí)，客戶端通過為Ipad，android等移動(dòng)客戶端提供一系列的服務(wù)接口，相當(dāng)于服務(wù)轉(zhuǎn)接處理，來完成對(duì)于功能的調(diào)用，例如移動(dòng)客戶端在登錄時(shí)候進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取用戶授權(quán)操作的設(shè)備列表，需要處理操作設(shè)備的視頻流等等，這些服務(wù)都是通過中心服務(wù)器的移動(dòng)接口來完成的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)解析中心服務(wù)器采用的是J2EE的三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)，J2EE是廣泛認(rèn)可的一個(gè)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。它利用了Java2平臺(tái)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)提供系統(tǒng)整體解決方案的開發(fā)、部署和管理等相關(guān)問題的一套完整的體系結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)主要分為表現(xiàn)層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）、據(jù)訪問層（DAL）的架構(gòu)設(shè)計(jì)；.1表現(xiàn)層（UI）通俗講就是展現(xiàn)給用戶的界面，表現(xiàn)層我們主要采用JSP+JqueryAjax來實(shí)現(xiàn)。其中JSP技術(shù)使用Java編程語言編寫類XML的tags來封裝產(chǎn)生動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的處理邏輯。它將網(wǎng)頁邏輯與網(wǎng)頁設(shè)計(jì)和顯示分離，支持可重用的基于組件的設(shè)計(jì)，使基于Web的應(yīng)用程序的開發(fā)變得迅速和容易，使得系統(tǒng)具備多平臺(tái)支持和強(qiáng)大的可伸縮性。AJAX即“AsynchronousJavaScriptandXML”（異步JavaScript和XML)，它用于創(chuàng)建更好更快以及交互性更強(qiáng)的Web應(yīng)用程序的技術(shù)，它的最大優(yōu)點(diǎn)，就是能在不更新整個(gè)頁面的前提下維護(hù)數(shù)據(jù)。這使得Web應(yīng)用程序更為迅捷地回應(yīng)用戶動(dòng)作，避免了在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送那些沒有改變過的信息。.2業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）這層主要針對(duì)具體問題的操作，也可以說是對(duì)數(shù)據(jù)層的操作，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯處理，業(yè)務(wù)層我們主要采用Struts2+Spring+Hibernate來實(shí)現(xiàn)，相關(guān)的接口實(shí)現(xiàn)還采用了XMLRPC技術(shù)和Socket套接字。Struts2是MVC的一個(gè)優(yōu)秀框架，MVC即Model-View-Controller的縮寫，是一種常用的設(shè)計(jì)模式。MVC減弱了業(yè)務(wù)邏輯接口和數(shù)據(jù)接口之間的耦合，以及讓視圖層更富于變化。Struts是MVC的一種實(shí)現(xiàn)，它將Servlet和JSP標(biāo)記（屬于J2EE規(guī)范）用作實(shí)現(xiàn)的一部分。Struts繼承了MVC的各項(xiàng)特性，并根據(jù)J2EE的特點(diǎn)，做了相應(yīng)的變化與擴(kuò)展。Spring主要提供的IoC容器，我們可以將對(duì)象之間的依賴關(guān)系交由Spring進(jìn)行控制，避免硬編碼所造成的過度程序耦合。用戶不必再為單實(shí)例模式類、屬性文件解析等這些很底層的需求編寫代碼，可以更專注于上層的應(yīng)用，同時(shí)我們可以從單調(diào)煩悶的事務(wù)管理代碼中解脫出來，通過聲明式方式靈活地進(jìn)行事務(wù)的管理，提高開發(fā)效率和質(zhì)量。Hibernate是一個(gè)ORM框架，它對(duì)JDBC進(jìn)行了非常輕量級(jí)的對(duì)象封裝，使得Java程序員可以隨心所欲的使用對(duì)象編程思維來操縱數(shù)據(jù)庫，采用統(tǒng)一的接口來操縱任何主流的數(shù)據(jù)庫，增加了項(xiàng)目的可移植性。xmlrpc是使用http協(xié)議做為傳輸協(xié)議的rpc機(jī)制，使用xml文本的方式傳輸命令和數(shù)據(jù)。一個(gè)rpc系統(tǒng)，包括兩個(gè)部分:客戶端—用來向服務(wù)端調(diào)用方法,并接收方法的返回?cái)?shù)據(jù);服務(wù)端—用于響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求，執(zhí)行方法，并回送方法執(zhí)行結(jié)果。它是一種分布式方法調(diào)用技術(shù)。.3數(shù)據(jù)訪問層（DAL）該層所做事務(wù)直接操作數(shù)據(jù)庫，針對(duì)數(shù)據(jù)的增添、刪除、修改、查找等。數(shù)據(jù)庫層采用MYSQL集群，對(duì)并發(fā)處理和大數(shù)據(jù)量處理提供可靠支撐，同時(shí)數(shù)據(jù)庫采用雙機(jī)熱備，在出現(xiàn)故障的情況下能夠自動(dòng)切換，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。3.2.5流媒體服務(wù)器集群流媒體服務(wù)器作為流媒體應(yīng)用的核心系統(tǒng)，是視頻監(jiān)控系統(tǒng)向用戶提供視頻服務(wù)的關(guān)鍵平臺(tái)。其主要功能是提供RTSP/HTTP流媒體服務(wù)，其中RTSP提供實(shí)時(shí)視頻流及錄像回調(diào)視頻流，HTTP則只提供錄像回調(diào)視頻流。流媒體服務(wù)器集群主要功能負(fù)載均衡、高并發(fā)訪問：通過負(fù)載均衡各節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，提高系統(tǒng)工作效率，滿足系統(tǒng)的高并發(fā)訪問需求。監(jiān)控視頻流實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)：前端視頻數(shù)據(jù)經(jīng)處理系統(tǒng)處理后，流媒體服務(wù)器將處理后的監(jiān)控視頻流進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給用戶，滿足各種客戶端需求。歷史視頻數(shù)據(jù)流化推送，提供錄像調(diào)回的視頻流推送服務(wù)。服務(wù)器狀態(tài)（負(fù)載、鏈接數(shù)）等信息獲取。流媒體服務(wù)器集群系統(tǒng)構(gòu)架以集群的形式對(duì)外提供負(fù)載均衡的標(biāo)準(zhǔn)RTSP流媒體并發(fā)推流服務(wù)，用戶根據(jù)相應(yīng)的流媒體RTSP地址，即可實(shí)時(shí)地獲取系統(tǒng)處理完后的實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)的歷史視頻數(shù)據(jù)，以供監(jiān)控和遠(yuǎn)程訪問。本系統(tǒng)輸出為標(biāo)準(zhǔn)RTSP視頻流，通過構(gòu)建流媒體服務(wù)器集群和負(fù)載均衡機(jī)制，使得多臺(tái)流媒體服務(wù)器可以共同對(duì)外提供服務(wù)，支持高并發(fā)訪問。流媒體分發(fā)系統(tǒng)流媒體分發(fā)系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)PC客戶端移動(dòng)終端電視墻視頻矩陣APN公網(wǎng)移動(dòng)終端圖3-15輸出子系統(tǒng)描述針對(duì)PC機(jī)和解碼上墻，此類需求一般為高清碼流，因此布設(shè)在環(huán)保視頻專網(wǎng)內(nèi)，走局域網(wǎng)保證清晰度和實(shí)時(shí)性。針對(duì)移動(dòng)終端，由于其會(huì)經(jīng)過公網(wǎng)，因此采用APN方式連接，APN的英文全稱是AccessPointName，中文全稱叫接入點(diǎn)，是移動(dòng)終端上網(wǎng)時(shí)必須配置的一個(gè)參數(shù)，它決定了移動(dòng)終端通過哪種接入方式來訪問網(wǎng)絡(luò)。如：使用聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò)（WCDMA），使用APN接入方式并于其鑒定協(xié)議，就可根據(jù)用戶名判定，生成虛通路連接進(jìn)入環(huán)保視頻專網(wǎng)，從而通過流媒體服務(wù)器獲得視頻流。處理模塊處理模塊存儲(chǔ)模塊中心服務(wù)模塊流媒體服務(wù)器信令流數(shù)據(jù)流終端設(shè)備圖3-16流媒體服務(wù)器集群系統(tǒng)構(gòu)架圖LVS負(fù)載均衡流媒體服務(wù)器集群采用LVS負(fù)載均衡來進(jìn)行管理，對(duì)外提供虛擬網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。在服務(wù)器中設(shè)置一臺(tái)負(fù)載均衡服務(wù)器，使用一個(gè)虛擬IP地址連接所有節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，所有應(yīng)用程序都使用該虛擬IP地址作為服務(wù)器集群地址。用戶通過虛擬IP地址（VirtualIPAddress）訪問服務(wù)時(shí)，訪問請(qǐng)求的報(bào)文會(huì)到達(dá)負(fù)載調(diào)度器，由它進(jìn)行負(fù)載均衡調(diào)度，從一組真實(shí)服務(wù)器選出一個(gè)，將報(bào)文的目標(biāo)地址VirtualIPAddress改寫成選定服務(wù)器的地址，報(bào)文的目標(biāo)端口改寫成選定服務(wù)器的相應(yīng)端口，最后將報(bào)文發(fā)送給選定的服務(wù)器。真實(shí)服務(wù)器的回應(yīng)報(bào)文經(jīng)過負(fù)載調(diào)度器時(shí)，將報(bào)文的源地址和源端口改為VirtualIPAddress和相應(yīng)的端口，再把報(bào)文發(fā)給用戶。圖3-17LVS應(yīng)用架構(gòu)為解決負(fù)載均衡服務(wù)器發(fā)生故障后整個(gè)集群癱瘓問題，我們配置了兩個(gè)負(fù)載均衡節(jié)點(diǎn)，它們以“主/從”模式配合工作，平時(shí)只有主負(fù)載均衡服務(wù)器在工作，從負(fù)載均衡服務(wù)器在待命；一旦主負(fù)載均衡服務(wù)器宕機(jī)，從負(fù)載均衡服務(wù)器馬上進(jìn)入工作狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，所使用的軟件有heartbeat和ldirectord；ldirectord（LinuxDirectorDaemon）可以對(duì)服務(wù)和物理服務(wù)器進(jìn)行監(jiān)測，被廣泛地用于http和https等服務(wù)。它是專門為LVS（LinuxVirtualServer）監(jiān)控而編寫的，不僅能從heartbeat的配置文件/etc/ha.d/xxx.cf中讀取所有有關(guān)IPVS（IPVirtulServer）路由表配置的信息，還可以方便地被heartbeat管理（比如由heartbeat來啟動(dòng)和停止ldirectord服務(wù)）。heartbeat可以通過以太網(wǎng)（或者串行接口）來監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的健康狀況。如果有多個(gè)heartbeat節(jié)點(diǎn)（heartbeat2.0及后續(xù)版本已經(jīng)能夠支持兩個(gè)以上節(jié)點(diǎn)），我們既可以使用串行線又可以使用以太網(wǎng)連接它們，這樣將大大提高系統(tǒng)的可用性。3.2.6終端設(shè)備 終端設(shè)備包括移動(dòng)終端、PC終端和大屏終端，主要功能有顯示視頻設(shè)備列表、播放視頻流、與用戶交互云臺(tái)控制、多路視頻播放等?？蛻舳吮O(jiān)控流程移動(dòng)客戶端包括ios客戶端和android客戶端，實(shí)現(xiàn)了用戶登錄，獲取設(shè)備群組及設(shè)備信息列表，向中心服務(wù)器請(qǐng)求實(shí)時(shí)視頻流地址，以及解碼并顯示視頻流等。登錄操作登錄操作登錄首頁中心服務(wù)器移動(dòng)客戶端獲取設(shè)備列表列表及播放頁面列表及播放頁面點(diǎn)擊某路視頻獲取視頻實(shí)時(shí)地址解碼、轉(zhuǎn)化成圖片視頻播放流媒體服務(wù)器集群請(qǐng)求視頻流實(shí)時(shí)視頻流圖3-18移動(dòng)終端系統(tǒng)示意圖客戶端與中心服務(wù)器通過JSON協(xié)議進(jìn)行交互，用戶登錄后服務(wù)端返回一個(gè)UserID，以后各次請(qǐng)求數(shù)據(jù)將以這個(gè)UserID作為識(shí)別依據(jù)。用戶點(diǎn)擊某個(gè)視頻控件之后，客戶端向中心服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求該路設(shè)備的實(shí)時(shí)視頻流地址，而后中心服務(wù)器對(duì)前端設(shè)備調(diào)度，以及對(duì)JobKeeper的任務(wù)分發(fā)，得到處理之后的地址返回給客戶端?？蛻舳烁鶕?jù)這個(gè)地址向流媒體服務(wù)器集群請(qǐng)求實(shí)時(shí)視頻流，而后進(jìn)行RTSP解碼，轉(zhuǎn)化成可以顯示的圖片，通過客戶端頁面控件顯示出來。當(dāng)用戶在視屏播放窗口進(jìn)行上、下、左、右、放大、縮小手勢(shì)時(shí)，相應(yīng)地將向攝像設(shè)備發(fā)送向上、向下、向左、向右、放大焦距、縮小焦距等命令。當(dāng)我們計(jì)劃在主線程完成很多工作的時(shí)候，程序?qū)⑾暮芏噘Y源，用戶一直在等待，可能系統(tǒng)也會(huì)強(qiáng)制關(guān)閉客戶端；借助多線程的好處，我們把任務(wù)分開到不同的后臺(tái)線程，這樣可有效提高客戶端的體驗(yàn)效果及性能，增強(qiáng)程序的實(shí)時(shí)處理能力。由于主線程控制著頁面顯示功能，解碼、處理等步驟在新線程中運(yùn)行，保證了程序穩(wěn)定可靠，不出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象?？蛻舳斯δ苊枋鲇脩艄芾砉δ埽焊鶕?jù)用戶信息表，管理用戶登錄、用戶的權(quán)限，可以管理用戶信息、增刪用戶等。設(shè)備管理功能：根據(jù)攝像機(jī)和用戶的權(quán)限，管理當(dāng)前用戶授權(quán)的前端設(shè)備狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。智能識(shí)別功能：調(diào)用后臺(tái)智能識(shí)別的相關(guān)功能，通過瀏覽器的訪問方式來展示智能識(shí)別的結(jié)果。服務(wù)器狀態(tài)監(jiān)控：定期輪詢服務(wù)器，檢測他們的狀態(tài)，保證服務(wù)器穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)時(shí)監(jiān)控：通過Jobkeeper調(diào)度任務(wù)，分發(fā)任務(wù)處理，獲得接入的視頻流，同時(shí)通過和接入服務(wù)器的交互完成云臺(tái)、速度等相關(guān)的設(shè)備控制。移動(dòng)接口：為了保證適應(yīng)移動(dòng)設(shè)備不同的分辨率，我們要對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼，通過Jobkeeper來分發(fā)轉(zhuǎn)碼任務(wù)，返回轉(zhuǎn)碼的地址流，反饋給移動(dòng)客戶端。日志管理：完備的日志記錄，可以了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，以及現(xiàn)系統(tǒng)的bug，對(duì)調(diào)試等都有很大的幫助。錄像回調(diào)：調(diào)閱已經(jīng)錄制的錄像。監(jiān)控大屏幕：控制解碼器，將制定視頻流推送給解碼器，解碼上墻。4建設(shè)方案4.1建設(shè)方案拓?fù)鋱D系統(tǒng)建設(shè)拓?fù)鋱D如下所示：圖4-1系統(tǒng)建設(shè)拓?fù)鋱D系統(tǒng)對(duì)前端的交管局、交通局、公安局、城市高點(diǎn)監(jiān)控、道路圖像監(jiān)控“320”工程等現(xiàn)有視頻監(jiān)控前端和平臺(tái)進(jìn)行對(duì)接，實(shí)現(xiàn)上萬路的視頻接入。對(duì)上述視頻監(jiān)控平臺(tái)的視頻接入后，經(jīng)過集群處理，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼處理、智能識(shí)別、解碼上墻和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)回看等功能，以滿足不同終端的訪問需求、實(shí)現(xiàn)車流統(tǒng)計(jì)等交通數(shù)據(jù)的提取、對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、以及實(shí)現(xiàn)大屏控制等功能。4.2軟硬件部署4.2.1部署方式系統(tǒng)的硬件為多臺(tái)基于X86架構(gòu)的同構(gòu)服務(wù)器組成的集群，因此硬件部署可以根據(jù)實(shí)際情況，分為集中部署和多點(diǎn)部署兩種形式。而軟件則安裝在每臺(tái)服務(wù)器上即可。其中，集中部署是指將系統(tǒng)的所有硬件設(shè)備集群部署在同一個(gè)地區(qū)或者機(jī)房中，集中部署的優(yōu)勢(shì)是：安裝和維護(hù)相對(duì)容易，運(yùn)維開銷相對(duì)較小。多點(diǎn)部署是指將系統(tǒng)的所有硬件設(shè)備集群，部署在多個(gè)地區(qū)或機(jī)房，使得每個(gè)獨(dú)立的地區(qū)或機(jī)房都可自行成為一個(gè)服務(wù)點(diǎn)，多點(diǎn)部署的優(yōu)勢(shì)在于不會(huì)因?yàn)槟骋粰C(jī)房中心出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或供電等問題而服務(wù)中斷，可靠性較高4.2.2服務(wù)器設(shè)備和軟件規(guī)劃綜合視頻監(jiān)控平臺(tái)，需要并發(fā)動(dòng)態(tài)接入交管局、交通局、公安局、城市高點(diǎn)監(jiān)控、道路圖像監(jiān)控“320”工程等平臺(tái)中總計(jì)500路視頻信號(hào)，其中最高并發(fā)接入100路320平臺(tái)視頻、100路交管平臺(tái)視頻、其它300路。平臺(tái)最高實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼300路720p監(jiān)控視頻，智能分析不超過50路，上墻24路高清和96路D1，其余的為存儲(chǔ)、回看、轉(zhuǎn)發(fā)等。經(jīng)過流媒體服務(wù)器后，用戶的并發(fā)訪問量為800路720P，或1600路D1信號(hào)。接入服務(wù)器部分需要2臺(tái)服務(wù)器做設(shè)備狀態(tài)檢測、設(shè)備信息獲取、云臺(tái)控制、平臺(tái)接入等功能，前端監(jiān)控設(shè)備和平臺(tái)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供控制信令流的轉(zhuǎn)發(fā)和路由。處理服務(wù)器部分轉(zhuǎn)碼、智能識(shí)別、存儲(chǔ)都需要接入的源視頻流，所以在視頻流接入系統(tǒng)后由處理服務(wù)器實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)給流媒體服務(wù)器，提供并發(fā)訪問，并發(fā)接入轉(zhuǎn)發(fā)300路720p視頻流需要2臺(tái)服務(wù)器處理（按平均碼流4Mbps算，千兆網(wǎng)卡可承受200路左右視頻流）；而對(duì)320平臺(tái)和交管海康平臺(tái)采用轉(zhuǎn)碼接入方式，將接入的視頻流實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼成標(biāo)準(zhǔn)流并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，共200路720p，需要17臺(tái)服務(wù)器。轉(zhuǎn)碼和智能識(shí)別處理時(shí)，輸入的視頻流的參數(shù)和輸出的視頻流的參數(shù)，以及識(shí)別內(nèi)容等都會(huì)影響所占用的系統(tǒng)資源。平均單臺(tái)處理服務(wù)器的可并發(fā)轉(zhuǎn)碼處理12路或智能識(shí)別8路高清720p視頻流。系統(tǒng)需另外實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼100路高清視頻提供給移動(dòng)終端訪問和智能識(shí)別50路高清視頻流，需要15臺(tái)處理服務(wù)器；云調(diào)度JobKeeper管理節(jié)點(diǎn)需要3臺(tái)（互為主備）服務(wù)器，復(fù)用部署在處理服務(wù)器上。綜上，接入、處理、分發(fā)部分需要34臺(tái)服務(wù)器。流媒體服務(wù)器部分系統(tǒng)并發(fā)的源視頻流（由前端接入）為500路720p（提供給轉(zhuǎn)碼、識(shí)別、存儲(chǔ)模塊使用），同時(shí)流媒體服務(wù)器需提供針對(duì)用戶的800路高清720p的并發(fā)推流能力，共需6臺(tái)服務(wù)器搭建流媒體服務(wù)器集群，提供負(fù)載均衡，其中有2臺(tái)服務(wù)器兼做負(fù)載均衡調(diào)度節(jié)點(diǎn)，互為主備。中心服務(wù)器部分共需2臺(tái)服務(wù)器：2臺(tái)服務(wù)器做中心管理調(diào)度，并提供web客戶端以及http協(xié)議的用戶接口。這兩臺(tái)服務(wù)器兼做負(fù)載均衡調(diào)度節(jié)點(diǎn)，互為主備；同時(shí)部署數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，作鏡像熱備配置存儲(chǔ)部分目前存儲(chǔ)需求量不大，僅為按需關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，建議配置cStor經(jīng)濟(jì)型云存儲(chǔ)，100TB的裸容量，按2：1冗余備份，實(shí)際有效容量為50TB，后期可根據(jù)需求增加擴(kuò)容，十分方便。初步部署為5臺(tái)服務(wù)器，其中：2臺(tái)元數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)，互為主備；3臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，可以通過新增硬盤或新增存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)容。規(guī)劃綜述綜上所述，該方案共需49臺(tái)服務(wù)器。其中，接入服務(wù)器需要2臺(tái)，34臺(tái)服務(wù)器部署云處理及云調(diào)度系統(tǒng)，6臺(tái)服務(wù)器用作流媒體服務(wù)器部分，2臺(tái)服務(wù)器用作中心處理服務(wù)器部分，另外5臺(tái)部署云存儲(chǔ)系統(tǒng)。同時(shí)，49臺(tái)服務(wù)器需要4個(gè)集群集成套件（由于每個(gè)集群集成套件可裝載12臺(tái)左右，49臺(tái)服務(wù)器需要4個(gè)集群集成套件）4.3網(wǎng)絡(luò)通信部署4.3.1與第三方平臺(tái)的通信部署系統(tǒng)的接入服務(wù)器對(duì)第三方SDK進(jìn)行了整合，實(shí)現(xiàn)與前端平臺(tái)進(jìn)行信令交互，如：獲取設(shè)備列表、云臺(tái)控制、獲取設(shè)備視頻流地址等。在獲取到設(shè)備列表和信息后可以兩種方式獲取視頻流，一是在處理服器中整合第三方流媒體SDK獲取視頻流，同時(shí)使用其提供的SDK解碼，然后重新編碼成標(biāo)準(zhǔn)流并實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)。該方式缺點(diǎn)是對(duì)所接入的視頻流進(jìn)行轉(zhuǎn)碼處理，需要增加服務(wù)器數(shù)量。另一種方式是利用獲取到的設(shè)備信息直接從前端設(shè)備取標(biāo)準(zhǔn)視頻流進(jìn)行處理，缺點(diǎn)是會(huì)增加前端網(wǎng)絡(luò)壓力，同時(shí)若不能直接訪問到前端設(shè)備則不可行。4.3.2與第三方平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)部署第一種方案是通過網(wǎng)閘、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備，將不同網(wǎng)段下的各個(gè)委辦局的視頻源IP和端口映射到同一子網(wǎng)內(nèi)，這樣可以與我們的系統(tǒng)處于同一網(wǎng)段，視為局域網(wǎng)處理。并將系統(tǒng)的中心服務(wù)器及流媒體服務(wù)器映射到外網(wǎng)，供外網(wǎng)用戶訪問取流。第二種方案是將與其它平臺(tái)對(duì)接交互的接入服務(wù)器和處理服務(wù)器進(jìn)行多網(wǎng)卡配置，分別接入不同的網(wǎng)絡(luò)，缺點(diǎn)是對(duì)接的平臺(tái)越多單臺(tái)服務(wù)器所配置的網(wǎng)卡越多，同時(shí)交換機(jī)等設(shè)備和網(wǎng)線也會(huì)增加，導(dǎo)致部署復(fù)雜、可接入的平臺(tái)數(shù)量有限。最后一種方案是指定部分服務(wù)器處理某個(gè)平臺(tái)的接入，缺點(diǎn)是資源利用率會(huì)降低。4.3.3與移動(dòng)終端的通信部署需要與運(yùn)營商達(dá)成協(xié)議，使用3G和APN技術(shù)，建立虛通路接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的訪問和控制，同時(shí)保障網(wǎng)絡(luò)安全和保密要求。4.4維護(hù)制度試運(yùn)行期間，我方安排工程師在維護(hù)點(diǎn)現(xiàn)場上班，進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)我方在工程交付時(shí)提供操作說明等資料，并安排培訓(xùn)在工程交付后，按甲方的要求進(jìn)行定期現(xiàn)場維護(hù)系統(tǒng)使用過程中若出現(xiàn)故障，我方在第一時(shí)間提供技術(shù)支持，若遠(yuǎn)程協(xié)助不能解決，將安排工程師在24小時(shí)內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場提供服務(wù)現(xiàn)場維護(hù)時(shí)，若需要硬件維護(hù)、升級(jí)等操作，需要進(jìn)入服務(wù)器設(shè)備所部署的機(jī)房進(jìn)行操作；若需要軟件維護(hù)，需要接入系統(tǒng)所在的網(wǎng)絡(luò)，或在該網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)維護(hù)點(diǎn)的工作站上進(jìn)行維護(hù)操作4.5前端設(shè)備命名系統(tǒng)具有設(shè)備管理功能，用戶可以再客戶端上進(jìn)行查看和管理。攝像機(jī)設(shè)備在接入系統(tǒng)后錄入廠商、型號(hào)、類型、名稱、ip地址、經(jīng)緯度等屬性信息，同時(shí)經(jīng)由第三方平臺(tái)的設(shè)備在同步到設(shè)備列表后有對(duì)應(yīng)的屬性進(jìn)行區(qū)分，用戶在客戶端中可以查看設(shè)備所屬平臺(tái)的信息。系統(tǒng)對(duì)所接入的視頻的命名由錄入時(shí)用戶指定，并且，在設(shè)備管理中可以修改。用戶可以自行定制設(shè)備組并和用戶組、權(quán)限組進(jìn)行關(guān)聯(lián)，自由地使用系統(tǒng)。4.6建設(shè)周期系統(tǒng)開發(fā)周期、安裝周期、試運(yùn)行周期各為1個(gè)月，另外，針對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能需要額外3個(gè)月的開發(fā)時(shí)間。4.7應(yīng)用接口和對(duì)接系統(tǒng)對(duì)GIS系統(tǒng)、綜合調(diào)度系統(tǒng)，以及其他第三方上層應(yīng)用平臺(tái)提供開放的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口，這些系統(tǒng)或應(yīng)用可以通過我方開放的協(xié)議來調(diào)用視頻平臺(tái)資源。其中視頻的數(shù)據(jù)流支持標(biāo)準(zhǔn)的RTSP協(xié)議，凡是支持RTSP/RTP標(biāo)準(zhǔn)流協(xié)議的播放器均可解碼播放，同時(shí)，我方也提供播放器插件協(xié)助上層應(yīng)用開發(fā)；信令控制流則是基于標(biāo)準(zhǔn)HTTP協(xié)議，按JSON封裝。調(diào)取系統(tǒng)視頻的流程如下所示：登陸到平臺(tái)獲取設(shè)備列表請(qǐng)求某個(gè)設(shè)備的視頻流從返回的視頻流地址獲取視頻流解碼播放5.報(bào)價(jià)清單見附件（中國）有限公司文檔名稱PAGEPAGE146.聯(lián)系方式高速公路遠(yuǎn)程視頻聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)方案目錄第1章總體方案設(shè)計(jì) 11.1項(xiàng)目背景分析 11.2項(xiàng)目總體要求 11.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 11.4系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo) 31.4.1京福高速視頻接入 31.4.2濟(jì)青視頻監(jiān)控接入 41.4.3濟(jì)南繞城模擬視頻接入 41.4.4無線視頻接入 41.4.5卡口可視指揮系統(tǒng)接入 51.5總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 51.5.1視頻傳輸設(shè)計(jì) 61.5.2高速集團(tuán)零點(diǎn)監(jiān)控中心接入 71.5.3高速股份監(jiān)控中心接入 71.5.4濟(jì)南監(jiān)控中心接入 71.5.5無線視頻接入 81.5.6卡口視頻接入 81.5.7監(jiān)控中心設(shè)計(jì) 91.5.8流媒體轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計(jì) 101.5.9視頻矩陣設(shè)計(jì) 101.6系統(tǒng)總體功能 111.7系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù) 11第2章監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì) 132.1監(jiān)控平臺(tái)概述 132.2平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì) 142.2.1設(shè)備資源層 142.2.2設(shè)備接口層 142.2.3調(diào)度管理層 152.2.4業(yè)務(wù)支撐層 162.2.5用戶接入層 162.3關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用 172.3.1軟件開發(fā)框架 172.3.2數(shù)據(jù)庫環(huán)境 182.3.3電子地圖應(yīng)用 192.3.4消息中間件應(yīng)用 202.4平臺(tái)功能設(shè)計(jì) 212.4.1中心管理服務(wù)功能 212.4.2電子地圖服務(wù)功能 292.4.3WEB服務(wù)功能 352.4.4客戶端軟件功能 38總體方案設(shè)計(jì)項(xiàng)目背景分析高速公路與一般公路相比，具有線性好、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車速度快等特點(diǎn)，如不采用先進(jìn)的監(jiān)控管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。為了應(yīng)對(duì)突發(fā)事故以及對(duì)高速公路的全程監(jiān)控，省廳交通警察必須接入高速公路監(jiān)控中心的視頻，實(shí)現(xiàn)交通流量和交通運(yùn)行監(jiān)視；對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行氣象檢測；對(duì)關(guān)鍵路段實(shí)施交通實(shí)時(shí)控制；及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應(yīng)急措施，保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)營管理。實(shí)施高速公路全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)不僅能改善高峰期間車輛行駛的平均速度，增加高峰期間的交通流量，減少交通堵塞程度和車輛延滯時(shí)間，同時(shí)也能大大減少交通事故和保證交通安全，節(jié)約燃料和減少車輛的磨損，縮短運(yùn)輸時(shí)間，減少污染，發(fā)揮高速公路快速、安全、舒適和高效率的功能。全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有較為顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。項(xiàng)目總體要求建立全省統(tǒng)一的高速公路視頻監(jiān)控平臺(tái)，科學(xué)規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)帶寬占用和流量分布，按和各地多級(jí)監(jiān)控管理中心架構(gòu)，合理設(shè)計(jì)并接入京福、濟(jì)青、濟(jì)南繞城高速模擬視頻、數(shù)字視頻、高速無線視頻和卡口可視化指揮信號(hào)。在現(xiàn)有ARCGIS平臺(tái)上完成接入視頻點(diǎn)的標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控信號(hào)源的信息查詢、視頻點(diǎn)播、圖像控制、圖像切換、語音對(duì)講、違法抓拍和錄放像等管理功能。同時(shí)監(jiān)控平臺(tái)提供視頻解碼功能，可將數(shù)字圖像還原成模擬信號(hào)在大屏顯示。系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路本次我們?yōu)槭d交通警察開發(fā)的集成平臺(tái)，可以對(duì)已有的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件和信息進(jìn)行整合，打破各系統(tǒng)界限，完成信息規(guī)范、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，開發(fā)一個(gè)操作簡單、功能強(qiáng)大，具有智能聯(lián)動(dòng)效果的省級(jí)操作平臺(tái)，已建立這樣一個(gè)智能化綜合操作平臺(tái)、有效地整合系統(tǒng)資源、建立起一定規(guī)規(guī)模的智能聯(lián)動(dòng)體系、更廣泛地為基層業(yè)務(wù)單位提供高速公路安全管理服務(wù)。我們的高速公路監(jiān)控平臺(tái)的價(jià)值主要體現(xiàn)在以下方面：多品牌設(shè)備（DVR、DVS、矩陣等）的兼容性，實(shí)現(xiàn)前端設(shè)備的多樣性可以實(shí)現(xiàn)了多家設(shè)備如硬盤錄像機(jī)，編碼器（DVS)，IP攝像機(jī)、矩陣等統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)接口接入，方便更新和調(diào)用，不同型號(hào)設(shè)備快速接入，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的迅速集成?？梢詫?shí)現(xiàn)數(shù)模混合組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)?；旌闲蜆?gòu)網(wǎng)，即一個(gè)系統(tǒng)中既存在矩陣等模擬設(shè)備，也存在數(shù)字硬盤錄像機(jī)，編碼器（DVS)，IP攝像機(jī)等數(shù)字設(shè)備，可以兼容數(shù)字模擬混合聯(lián)網(wǎng)。多級(jí)的分布式管理架構(gòu)系統(tǒng)架構(gòu)大型、分布式、靈活，多級(jí)的管理架構(gòu)。避免結(jié)構(gòu)上限制系統(tǒng)擴(kuò)展性，真正實(shí)現(xiàn)監(jiān)控平臺(tái)按照需要任意分級(jí)。高度集成性系統(tǒng)應(yīng)建立在一個(gè)集成平臺(tái)概念上，需要考慮集成第三方系統(tǒng)設(shè)備（如其它廠家的DVR、DVS、矩陣等），可以作為一個(gè)綜合安防集成管理平臺(tái)高度上一起聯(lián)動(dòng)其它系統(tǒng)設(shè)備，打破各子系統(tǒng)設(shè)備的界限，完成信息規(guī)范、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合，提供一個(gè)操作簡單、功能強(qiáng)大，具有智能聯(lián)動(dòng)效果的操作平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)的地理信息的多層和多級(jí)的鏈接關(guān)系提供了強(qiáng)大地理信息系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)了以矢量化電子地圖GIS和柵格（位圖或影像圖）地圖相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多層和多級(jí)的地圖鏈接關(guān)系，即整個(gè)省市地圖采用多層（例如道路、河流、綠地等圖層）矢量電子地圖（GIS）方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的綜合管理功能，精確定位事故現(xiàn)場，提供地理位置信息，便于對(duì)應(yīng)急事件的響應(yīng)；對(duì)于高速公路線路圖則采用位圖方式(支持JPG、BMP、TIF等多種不同格式)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控點(diǎn)詳細(xì)定位，實(shí)現(xiàn)平面地圖的多級(jí)鏈接管理方式。有效的報(bào)警聯(lián)動(dòng)機(jī)制可以對(duì)每一個(gè)視頻通道和報(bào)警通道、全天或時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，實(shí)現(xiàn)報(bào)警條件和報(bào)警事件的靈活組合。當(dāng)有報(bào)警信息傳入時(shí)，能實(shí)現(xiàn)報(bào)警和動(dòng)作（存儲(chǔ)、預(yù)置位、報(bào)警上墻、執(zhí)行預(yù)案、GIS分析）的聯(lián)動(dòng)，并伴有聲，短信等方式。并支持第矩陣系統(tǒng)的報(bào)警。先進(jìn)的設(shè)計(jì)保證，保證各子系統(tǒng)間互連互通，消除“信息孤島”。能通過建立起一套統(tǒng)一的消息體系，利用先進(jìn)的XML語言，采用多線程、Remoting技術(shù)，在系統(tǒng)平臺(tái)的請(qǐng)求、設(shè)備的響應(yīng)之間建立起一座互連互通的橋梁。真正能消除“信息孤島”。提供虛擬存儲(chǔ)技術(shù)跨越物理磁盤資源創(chuàng)建任意大小的虛擬存儲(chǔ)卷，每個(gè)物理LUN和虛擬設(shè)備最大可達(dá)16TB，利用NSS將虛擬卷安全的分配給服務(wù)器，存儲(chǔ)池可將物理磁盤集指派給指定的任務(wù)，減少操作失誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)。IP服務(wù)機(jī)制，解決動(dòng)態(tài)IP問題對(duì)于ADSL等動(dòng)態(tài)IP傳輸方式，可以通過系統(tǒng)自帶的IP解析服務(wù)器軟件來解決由于IP變更導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中斷的問題，IP服務(wù)器主要是定時(shí)接收前端DVR/DVS上報(bào)過來的IP地址，同時(shí)更新到數(shù)據(jù)庫中，這樣客戶端軟件便可從數(shù)據(jù)庫取到DVR/DVS最新的IP地址，從而為實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控創(chuàng)造了可能。內(nèi)外網(wǎng)流媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的流媒體軟件，可以向局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、ADSL、VPN等多種網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)前端視頻數(shù)據(jù)，并支持多級(jí)視頻轉(zhuǎn)發(fā)管理和對(duì)所有視頻訪問的優(yōu)先級(jí)管理，可以確保網(wǎng)絡(luò)帶寬有限的環(huán)境下，對(duì)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)圖像訪問和遠(yuǎn)程回放訪問的帶寬有效管理。同時(shí)通過視頻轉(zhuǎn)發(fā)模塊，實(shí)現(xiàn)各級(jí)中心多人遠(yuǎn)程訪問的實(shí)現(xiàn)和降低現(xiàn)場數(shù)字圖像設(shè)備的使用負(fù)荷，延長數(shù)字圖像設(shè)備的使用壽命。支持多種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫訪問接口，動(dòng)態(tài)解析數(shù)據(jù)訪問行為，可支持Oracle,SqlServer,Acces三種數(shù)據(jù)庫。可根據(jù)用戶現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫（如DB2）等進(jìn)行擴(kuò)展支持。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)京福、京滬、濟(jì)青高速公路視頻接入方式多樣，本集成平臺(tái)要求將不同接入方式的視頻信號(hào)統(tǒng)一接入，根據(jù)實(shí)際情況，實(shí)現(xiàn)視頻控制、切換以及視頻模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換、數(shù)字信號(hào)向模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換等功能。主要實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：京福高速視頻接入高速監(jiān)控中心位置：位于濟(jì)青高速零點(diǎn)處高速集團(tuán)信息中心。德州至濟(jì)南段信號(hào)接入要求利用與高速集團(tuán)零點(diǎn)信息中心已建立的光纖直連鏈路，通過視頻光端機(jī)（4路視頻，帶控制口）實(shí)現(xiàn)與高速集團(tuán)零點(diǎn)信息中心視頻矩陣（AD168）的連接，將信息中心現(xiàn)有的京福高速監(jiān)控圖像傳到，在建立視頻服務(wù)器將圖像數(shù)字化后接入高速視頻監(jiān)控集成平臺(tái)。模擬圖像上傳后，其中1路AD168的視頻信號(hào)與視頻矩陣（AB80-80）相連，2路視頻經(jīng)視頻編碼器與高速公路視頻監(jiān)控集成平臺(tái)連接，另外1路接事件檢測信號(hào)。經(jīng)編碼的數(shù)字視頻信號(hào)接入視頻集成平臺(tái)，并與數(shù)字矩陣控制設(shè)備（解碼器）連接，實(shí)現(xiàn)京福高速監(jiān)控圖像在大屏幕的顯示。利用視頻集成平臺(tái)可切換顯示接入AD168矩陣的任意圖像，并可控制云臺(tái)鏡頭。事件檢測接入接入高速集團(tuán)（零公里處）信息中心事件檢測提示信號(hào)，將發(fā)生事件的視頻信號(hào)自動(dòng)切換到大屏幕顯示。泰安棗莊段信號(hào)接入泰安棗莊段信號(hào)接入的是廣州美電貝爾公司的矩陣，要求實(shí)現(xiàn)（AB80-80）矩陣對(duì)其控制，接入集成方式同德州濟(jì)南段信號(hào)接入，即通過光端機(jī)將視頻模擬信號(hào)接入，接入的模擬視頻通過的視頻服務(wù)器將圖像數(shù)字化后接入高速公路視頻監(jiān)控平臺(tái)。在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)上看切換顯示美電貝爾矩陣的任意圖像，并可控制云臺(tái)鏡頭。其控制要求同德州至濟(jì)南段要求。濟(jì)青視頻監(jiān)控接入濟(jì)青高速濰坊段（文化東路高速股份監(jiān)控中心）：該段視頻監(jiān)控信號(hào)是以IP的方式回傳到高速集團(tuán)監(jiān)控中心，原系統(tǒng)設(shè)備為北京亞邦公司的產(chǎn)品。要求將數(shù)字信號(hào)在高速股份監(jiān)控中心還原成模擬視頻信號(hào)后，再通過光端機(jī)將視頻數(shù)字信號(hào)接入，經(jīng)視頻編碼器接入視頻監(jiān)控集成平臺(tái)。由于該段監(jiān)控設(shè)備的通用性較低，因此只要求接入6路視頻信號(hào)到，不要求對(duì)其控制。濟(jì)南繞城模擬視頻接入接入方式同京福高速視頻接入。利用與濟(jì)南的直連光纖鏈路，所有繞城監(jiān)控信號(hào)經(jīng)有線方式回傳濟(jì)南后，在濟(jì)南指揮中心矩陣端增加4路視頻光端機(jī)，完成繞城高速模擬視頻到的接入。視頻信號(hào)上傳后經(jīng)視頻分配器接入到的視頻編碼器，將圖像數(shù)字化后接入高速視頻監(jiān)控平臺(tái)。濟(jì)南指揮中心現(xiàn)有BOSCH公司的矩陣（型號(hào)8800），在濟(jì)南繞成監(jiān)控系統(tǒng)中將增加與其協(xié)議兼容的矩陣，要求矩陣(AB8080)實(shí)現(xiàn)對(duì)新增矩陣的控制。無線視頻接入無線視頻接入包括6臺(tái)移動(dòng)指揮車和12路固定監(jiān)控點(diǎn)的視頻信號(hào)。高速無線視頻監(jiān)控采用4個(gè)CDMA（1X/EVDO）模塊捆綁傳輸，待3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋完善后，再更換傳輸模塊。建立無線視頻流媒體服務(wù)器（外網(wǎng)的流媒體服務(wù)器），利用無線安全接入平臺(tái)，接入18路無線視頻監(jiān)控信號(hào)。采用圖像清晰度較低的CIF（352X288）格式時(shí)，其單路上傳網(wǎng)絡(luò)帶寬為512kbps。因此，為減輕并發(fā)訪問對(duì)無線接入網(wǎng)帶來的壓力，通過在外網(wǎng)（Internet）建立的流媒體（分發(fā)存儲(chǔ)）服務(wù)器，緩解對(duì)監(jiān)控點(diǎn)全部錄像時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的壓力。視頻監(jiān)控集成平臺(tái)應(yīng)完全兼容無線視頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各無線監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)訪問、控制以及錄放像。卡口可視指揮系統(tǒng)接入卡口可視指揮系統(tǒng)前端信號(hào)通過音視頻編碼器進(jìn)行數(shù)字化編碼（編碼設(shè)備具有雙向視頻、音頻傳送功能），經(jīng)本地光纖將卡口的音視頻圖像傳送到公安網(wǎng)絡(luò)。在指揮中心可將視頻流信息通過解碼器還原為模擬信號(hào)，在現(xiàn)有大屏或監(jiān)視器上進(jìn)行顯示。視頻監(jiān)控集成平臺(tái)除了完成視頻監(jiān)控信號(hào)的管理外，通過系統(tǒng)控制，完成對(duì)卡口點(diǎn)的遠(yuǎn)程可視化指揮。特殊情況時(shí)，可作為視頻會(huì)議使用，實(shí)現(xiàn)可視化的語音雙向交流和指揮調(diào)度?？傮w架構(gòu)設(shè)計(jì)本方案主要采用比較成熟的數(shù)字+模擬混合的視頻接入方案：整個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)屬于二級(jí)架構(gòu)，其中高速集團(tuán)零點(diǎn)信息中心、文化東路高速股份監(jiān)控中心和濟(jì)南監(jiān)控中心屬于二級(jí)中心，它們負(fù)責(zé)對(duì)前端攝像機(jī)進(jìn)行管理和直接調(diào)用；省廳屬于一級(jí)監(jiān)控中心，它與二級(jí)監(jiān)控中心建立光纖直連鏈路，通過在二級(jí)中心的模擬矩陣的輸出端加視頻光端機(jī)將視頻上傳至中心矩陣切換到電視墻上顯示，同時(shí)將上傳到中心的模擬視頻經(jīng)過編碼數(shù)字化后接入到視頻監(jiān)控集成平臺(tái)，我司提供的視頻監(jiān)控集成平臺(tái)可以集