基于多域视频联网监控解决方案

    跨区域、大范围的联网监控系统是一个涉及到多个层面的复杂系统，系统的整体设计和联网技术应用至关重要。在多域联网监控的建设中，使用通信业界通用的、公开的SIP技术，可以具有很好的通用性和复制性；采用监控系统平台间互联互通的方式，可以方便地实现图像资源的跨域共享；而遵循业界已经得到实践的互联标准协议，则可以事半功倍，且开放性好。

一、域的概念

    在探讨多域视频监控联网解决方案之前，我们首先要对其中域的概念进行说明。

    域指的是一个独立的组织单元，在监控系统中，我们把域分为物理域、逻辑域。

    物理域也称实体域、自治域，有域内唯一的认证注册管理服务器，负责全域内设备统一注册、用户登录认证和管理，可以直接或间接管理前端设备。通常理解的监控域主要指的就是物理域。如一个企业的园区监控系统、一个城市的社会治安监控系统，都可以称为一个物理域。

    逻辑域也称虚拟域、非自治域或资源组，一组针对特定组织业务对象的关联资源的组合，也可以是网络、存储和媒体处理汇聚节点。逻辑域内的设备不能独立运行，域内资源需要依靠物理域的管理服务器才能运行。逻辑域可以在一个物理域内，也可以跨物理域。如企业园区监控中某个部门的监控域、城市社会治安监控系统中的交警监控域，都可以认为是在物理域中划分出的逻辑域。

    多域联网监控系统是指由多个单域系统组成的，通过单个或多个中心管理平台，实现跨逻辑域或物理域监控资源的监控系统。由于涉及到多个逻辑域或物理域监控资源的管理，这类系统监控规模往往较大。而组成多域联网监控系统的各个单域系统，可以是同一厂商的单域系统，也可以是不同厂商的单域系统。

二、多域联网监控需求及问题

    网络监控的应用范围逐步扩大，许多行业及一些跨地域大型企业对监控的需求已经不仅仅满足于本地的联网监控，而是在原有本地联网监控基础上，要求进行省级乃至全国范围内跨区域的联网监控。

    以目前正在大力开展的平安城市建设为例，很多城市完成了覆盖全市的整体视频监控系统，但是也由此带来了新的问题。最突出的就是不能实现视频资源的共享。以单个城市为主体的平安城市，视频资源容易形成信息孤岛，无法实现图像共享。上级公安机关在警卫工作、重大事件的处置指挥过程中，需要所属各公安机关提供远程的现场视频监控支持。因此随着视频监控系统应用的不断深入，系统规模的不断扩大，系统的整合需求也日益强烈，纵向需要形成省-市-县多级的监控系统级联，横向要实现跨区域、跨行业的图像共享。

    除了平安城市的建设，在其他行业，也存在类似的问题。如交通行业，各地高速公路的监控系统建成之后，上级主管部门交管局也系统能够将各条高速公路的图像进行共享上传，以便于出现事故进行应急指挥；再比如全国性的大企业，如石油公司、烟草集团，在全国各地都有大量的分公司，这些分公司基本都有自己的监控系统，那么如何将各地的监控图像统一起来，在总公司或省级分公司层面进行共享调用，也是需要考虑的。

    如何才能有效的构建多域联网监控，实现视频监控图像信息共享？就以往监控系统的建设来说，各地、各单位、各子系统采用的视频监控系统来自不同的厂商，采用的技术架构与标准也各不相同。这些不同既包括设备的控制信令，也包括视频图像的编码与图像的存储方式等。例如视频编码可以采取MPEG2、MPEG4、H.264等格式，存储也可以采取DVR、NAS、IPSAN等不同方式。由于各子系统独立建设，采用不同的实现技术和标准，导致系统间无法互联互通；而图像存储分散，存储格式不统一，使得系统间图像共享困难，数据无法实现综合利用。

    此种方式的核心是各地的下级监控平台开放自己的私有SDK接口，由上级监控平台按照这些SDK接口分别对下级监控平台进行兼容适配，完成全网图像资源的整合。这种方式的好处是实现了全网基于监控平台的数字互通，管理架构也比较清晰。不足之处是后期各地新建的监控系统，上级平台均需要随之跟进，按照其提供的接口进行开发，并且由于没有标准的规范制约，互通系统之间的接口可变性大，可能需要上级平台进行持续性开发和维护。平级监控系统之间如果有共享图像的需求，同样也要进行互通接口的适配，一旦下级监控平台数量众多且厂商不一，则每个厂商都需要分别与其他厂商平台进行互通适配，工作量大。

    以目前正在大力开展的平安城市建设为例，很多城市完成了覆盖全市的整体视频监控系统，但是也由此带来了新的问题。最突出的就是不能实现视频资源的共享。以单个城市为主体的平安城市，视频资源容易形成信息孤岛，无法实现图像共享。上级公安机关在警卫工作、重大事件的处置指挥过程中，需要所属各公安机关提供远程的现场视频监控支持。因此随着视频监控系统应用的不断深入，系统规模的不断扩大，系统的整合需求也日益强烈，纵向需要形成省-市-县多级的监控系统级联，横向要实现跨区域、跨行业的图像共享。

    除了平安城市的建设，在其他行业，也存在类似的问题。如交通行业，各地高速公路的监控系统建成之后，上级主管部门交管局也系统能够将各条高速公路的图像进行共享上传，以便于出现事故进行应急指挥；再比如全国性的大企业，如石油公司、烟草集团，在全国各地都有大量的分公司，这些分公司基本都有自己的监控系统，那么如何将各地的监控图像统一起来，在总公司或省级分公司层面进行共享调用，也是需要考虑的。

    如何才能有效的构建多域联网监控，实现视频监控图像信息共享？就以往监控系统的建设来说，各地、各单位、各子系统采用的视频监控系统来自不同的厂商，采用的技术架构与标准也各不相同。这些不同既包括设备的控制信令，也包括视频图像的编码与图像的存储方式等。例如视频编码可以采取MPEG2、MPEG4、H.264等格式，存储也可以采取DVR、NAS、IPSAN等不同方式。由于各子系统独立建设，采用不同的实现技术和标准，导致系统间无法互联互通；而图像存储分散，存储格式不统一，使得系统间图像共享困难，数据无法实现综合利用。[page]

    此种方式的核心是各地的下级监控平台开放自己的私有SDK接口，由上级监控平台按照这些SDK接口分别对下级监控平台进行兼容适配，完成全网图像资源的整合。这种方式的好处是实现了全网基于监控平台的数字互通，管理架构也比较清晰。不足之处是后期各地新建的监控系统，上级平台均需要随之跟进，按照其提供的接口进行开发，并且由于没有标准的规范制约，互通系统之间的接口可变性大，可能需要上级平台进行持续性开发和维护。平级监控系统之间如果有共享图像的需求，同样也要进行互通接口的适配，一旦下级监控平台数量众多且厂商不一，则每个厂商都需要分别与其他厂商平台进行互通适配，工作量大。

    此种方式与前面相比，不同之处是使用独立的标准协议解决联网平台互通问题，如此既实现基于监控平台的图像共享，又不受限于厂商品牌。通过平台级的联网互通，屏蔽掉各个厂家和设备之间的差异，实现各地监控平台之间的互通，而不纠缠于监控系统内部的实现，即解决了互通的问题，又不陷入各个管理平台的内部细节。同时平级系统之间的图像资源跨区域共享也可以很容易通过同一种互通标准实现。

    标准中规定了实现联网过程中的控制命令和视频数据的传输和转换，所有这些实现都基于标准的SIP协议实现。该标准对区域监控系统内部联网所需的功能不做规定，而只定义了平台间的沟通交流语言。通过这种方式，兼顾了现状和未来。

表1：多域视频联网监控的实现方式对比

    基于以上的几种实现方式进行比较，我们认为以统一的监控平台互通协议为基础的联网方式是未来的发展方向和趋势。在当前的实际应用环境下，如果条件不足，也可以先使用SDK兼容的方式进行过渡。

    上述的实现方式是针对控制信令层面进行协议互通的解决方案，受业界视频编码标准限制，目前不同厂商间的产品无法在媒体流层面实现互编互解。在媒体编解码层面上，可以采取使用各厂家解码控件进行软解码的方式来实现。

三、结束语

    如何能够规范、务实的实现跨区域不同监控系统的图像共享已经成为用户关注的热点。后续的跨区域的联网监控方案，还可以在目前控制信令联网规范的基础上，在规范媒体编码格式的标准等方面继续进行补充和改进，同时借鉴现有的建设经验和实践，将多域联网监控实践更好地贯彻到更多的应用领域。

    统一资源管理

    联网监控系统的所有监控点图像资源进行统一标识，全网图像资源及用户资源统一制定编码及命名。通过统一的编码，全网所有监控资源都有一个唯一的标识，从而为图像资源的统一管理提供了基础。

    标准协议支持

    系统采用SIP+XML标准作为多域联网技术协议，支持多种国内联网标准，包括《DB33/T 629-2007跨区域视频监控联网共享技术规范》、《GA/T 669城市监控报警联网系统系列标准》、《国家教育考试网上巡查系统视频标准技术规范》、全球眼/宽世界等联网标准规范。

    多级多域系统级联

    系统采用先进的模块化软件设计技术，支持分级分域的管理方式。根据需要，整个多域联网监控系统中的域子系统可被划分为多级，上级域子系统管理多个下级域子系统。上级域和下级域之间可直接信令和媒体交互。平级域之间的信令由上级域转发，平级域之间可直接媒体交互或者通过上级域转发完成。

    多级平台之间逐级向上注册、目录发布、保活。多域联网系统之间初次联网或断网后重新联网时，平台间具备自动注册功能，两个的互联平台能够相互共享对方平台上的授权设备状态信息，在互联平台上各自对设备进行添加/删除/修改操作，能够相互刷新。

    跨域图像获取及录像检索

    在权限设置允许的条件下，多域互联平台之间能根据需要灵活调用相互的监控图像资源，实现跨域图像共享，跨域操控监控点的云台，能够互相查看、下载录像资料。实现历史录像的秒级检索，可精确到秒级对跨域的历史图像进行检索。

    用户与权限管理

    多域互联平台可相互检索到各自平台的授权用户信息，互联平台之间可通过权限设置实现资源的共享。

    系统支持7层用户域管理，可呈树型组网，对应某一级行政区划，各种设备都归属在一个域下，每个域可以有自己的管理员和操作员。授权用户可在多域联网系统中实现跨域的监控点资源访问、控制和录像检索。

    干线管理

    多域互联系统间支持用户接入能力的协商及管理，包括监控平台间媒体流量的管理、媒体流数量达到上限报警及报警撤消。并可实现管理用户对跨域系统媒体流的强制撤线和提示管理。

    全网时钟同步

    在多域联网监控系统中，OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息，监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进行时钟同步，多域联网监控访问时尤其如此，手工同步在精度上和工作量上不能满足需要，因此一个健壮可靠的监控系统必须提供自动的时钟同步机制。

    系统支持部署专业网络时钟服务器作为标准时钟源，多域全部设备均使用标准NTP服务器作为时间同步来源，下级域设备也可根据上级域视频管理服务器的系统时间进行逐级自动时间同步。