大型數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)智能化解決方案探討

監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的初衷就是為了“眼見為實(shí)”，但是就目前所看到的各種模擬的、數(shù)字的監(jiān)控系統(tǒng)而言，并沒有實(shí)現(xiàn)真正意義上的“眼見為實(shí)”。換而言之，即使實(shí)時(shí)或存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)方式有所不同，大型的監(jiān)控系統(tǒng)仍沒有跳出“實(shí)時(shí)+存儲(chǔ)”的監(jiān)控標(biāo)準(zhǔn)化模型。

智能化的信息聯(lián)動(dòng)

監(jiān)控系統(tǒng)的信息來源是圖像信息，而其它安防系統(tǒng)(例如門禁、消防報(bào)警等)的信息來源則是傳感器信息，在目前多數(shù)大型安防系統(tǒng)建設(shè)中，大都可實(shí)現(xiàn)兩者信息的聯(lián)動(dòng)，且一般是傳感器產(chǎn)生報(bào)警信息后提供給監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，進(jìn)而切換相應(yīng)的圖像信息到顯示設(shè)備(如圖1所示)。上述解決方案可以用一個(gè)形象的比喻來說明：監(jiān)控系統(tǒng)是人的眼睛，報(bào)警系統(tǒng)是人的手，手感覺到不對(duì)勁的時(shí)候，頭就自動(dòng)轉(zhuǎn)過去看。但是，頭自動(dòng)轉(zhuǎn)過去，只是條件反射而已?？吹降慕Y(jié)果，必須由大腦做分析。也就是說這個(gè)解決方案還沒有完善，它缺少了智能化的分析部分。

優(yōu)化聯(lián)動(dòng)分析的流程應(yīng)該是傳感器產(chǎn)生報(bào)警信息后提供給監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，切換相應(yīng)的圖像信息給聯(lián)動(dòng)分析系統(tǒng)，聯(lián)動(dòng)分析系統(tǒng)對(duì)圖像信息和報(bào)警信息進(jìn)行智能化分析，以便剔除誤報(bào)信息，并由監(jiān)控系統(tǒng)反饋誤報(bào)信息給報(bào)警系統(tǒng)關(guān)閉誤報(bào)信號(hào)。

在該方案中，這種聯(lián)動(dòng)信息依靠的是智能化的圖像分析技術(shù)，智能分析系統(tǒng)目前常用的包含了目標(biāo)行為分析和特征分析。以經(jīng)常發(fā)生誤報(bào)的煙霧探測器為例，當(dāng)煙霧探測器發(fā)生報(bào)警時(shí)，報(bào)警信號(hào)通過干接點(diǎn)或其他方式發(fā)送給智能數(shù)字視頻系統(tǒng)，對(duì)煙感周邊的單個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)圖像同時(shí)進(jìn)行圖像內(nèi)容分析，當(dāng)分析結(jié)果判定為濃煙時(shí)，則發(fā)送反饋信息給報(bào)警系統(tǒng)提升報(bào)警級(jí)別，提示管理人員關(guān)注問題;而分析結(jié)果判定為圖像正常時(shí)，則發(fā)送反饋信息給報(bào)警系統(tǒng)，提示為誤報(bào)，可選擇關(guān)閉報(bào)警或降低報(bào)警級(jí)別待人工關(guān)閉報(bào)警(圖2)。

智能化的運(yùn)維管理系統(tǒng)

大型監(jiān)控系統(tǒng)由于點(diǎn)位多，管理維護(hù)人員很容易對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)有正確的把握，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)營管理，及時(shí)了解、掌握整體系統(tǒng)運(yùn)營的健康狀況越來越困難，常常在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)很多問題，例如：

·某個(gè)攝像機(jī)沒圖像了;

·攝像機(jī)監(jiān)控圖像發(fā)生偏移;

·攝像機(jī)的圖像不清晰;

·攝像機(jī)的錄像沒有錄下來;

·設(shè)備網(wǎng)絡(luò)不通等等。

現(xiàn)有的大型CCTV系統(tǒng)，基本依靠人力來發(fā)現(xiàn)視頻質(zhì)量上的缺陷，并檢查存儲(chǔ)視頻是否正常，靠技術(shù)人員主動(dòng)測試底層網(wǎng)絡(luò)通信狀況來判定視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)是否正常，或是否存在瓶頸，這種模式存在許多的不足：

·人的視覺感受發(fā)現(xiàn)視頻質(zhì)量問題，存在很多的不確定因素;

·攝像機(jī)數(shù)量達(dá)到數(shù)百臺(tái)上千臺(tái)時(shí)，人力基本不具備可行性;

·人力來發(fā)現(xiàn)存儲(chǔ)的視頻是否正常，非常困難;

·人力的方式檢查系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)整體系統(tǒng)的全面檢查和日常巡檢;

·缺乏專業(yè)的定量的分析報(bào)告;

·無法實(shí)時(shí)的提供整體的運(yùn)行狀態(tài)情況。

總之，現(xiàn)有CCTV系統(tǒng)存在一個(gè)非常大的遺漏點(diǎn)：缺乏有力的系統(tǒng)工具，來檢查整體的CCTV是否處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

本文提出一種智能診斷分析系統(tǒng)，用于完成絕大部分的監(jiān)控系統(tǒng)后期運(yùn)維工作，并且該系統(tǒng)不是針對(duì)單一模式或者單一品牌的，它能夠兼容目前市面90%甚至更高的監(jiān)控系統(tǒng)——視頻質(zhì)量智能診斷分析系統(tǒng)。

IDAS通過正在運(yùn)行的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)收集視頻、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)，測試相關(guān)的信號(hào)，分析視頻的質(zhì)量，從而及時(shí)、全面了解視頻網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況，快速有效地對(duì)龐大的視頻網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行診斷，客觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)運(yùn)行的健康情況的管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的全面管理。

主要解決的問題如下：

·及時(shí)發(fā)現(xiàn)CCTV系統(tǒng)中各種設(shè)備故障;

·預(yù)報(bào)和提示潛在故障;

·提供系統(tǒng)整體的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告;

·遠(yuǎn)程巡檢及診斷。

此種解決方案包含了多種應(yīng)用技術(shù)(如圖3所示)，具有一定的系統(tǒng)意義：

·其是檢查CCTV系統(tǒng)整體運(yùn)行健康狀況的一個(gè)系統(tǒng)工具;

·可提供專業(yè)的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，是系統(tǒng)維護(hù)規(guī)劃的數(shù)據(jù)支撐;

·填補(bǔ)了CCTV系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)自我檢查方面的空白。

本系統(tǒng)主要有探測器、監(jiān)管服務(wù)器和操作顯示終端三大部分組成。

探測器

探測器通過對(duì)動(dòng)態(tài)圖像畫面的實(shí)時(shí)智能分析，收集本區(qū)域的視頻、錄像等設(shè)備的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)狀態(tài)，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問題，診斷系統(tǒng)工作狀況。

探測器的工作與具體的設(shè)備沒有依賴關(guān)系，探測器的工作過程可以靈活的配置，從而及時(shí)快速的從視頻應(yīng)用的角度依次輪換檢查所有的系統(tǒng)設(shè)備。

主要業(yè)務(wù)模塊：

·實(shí)時(shí)視頻業(yè)務(wù)分析模塊;

·錄像視頻業(yè)務(wù)分析模塊;

·視頻設(shè)備業(yè)務(wù)狀態(tài)管理模塊;

·錄像設(shè)備業(yè)務(wù)狀態(tài)管理模塊;

·網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量分析模塊(網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)/網(wǎng)絡(luò)傳輸抖動(dòng));

·診斷結(jié)果管理模塊，探測器要存儲(chǔ)診斷結(jié)果，同時(shí)實(shí)時(shí)上傳到監(jiān)管服務(wù)器;如果監(jiān)管服務(wù)器不可用，則定時(shí)檢查監(jiān)管服務(wù)器;當(dāng)監(jiān)管服務(wù)器可用時(shí)，重新上傳診斷結(jié)果;

·歷史診斷結(jié)果查詢模塊，提供對(duì)本探測器歷史診斷結(jié)果的查詢，可以根據(jù)攝像機(jī)、編碼設(shè)備、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警類型等條件進(jìn)行(圖4為典型的視頻質(zhì)量智能診斷分析系統(tǒng)界面)。

典型的視頻質(zhì)量智能診斷分析系統(tǒng)界面

·監(jiān)管服務(wù)器匯總各個(gè)探測器的檢測結(jié)果，為監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行整體評(píng)估和診斷提供有效數(shù)據(jù)。向操作顯示終端分發(fā)探測器的診斷信息。自動(dòng)郵件通知系統(tǒng)，可以按照天、周、月進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)送給相關(guān)的負(fù)責(zé)人。

·從探測器獲取數(shù)據(jù)保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫并進(jìn)行處理、分析，能夠手動(dòng)刷新或強(qiáng)制刷新視頻網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù);

·設(shè)備信息管理，包括對(duì)攝像機(jī)、編碼設(shè)備、解碼設(shè)備、錄像設(shè)備，以及探測器的管理;

·探測計(jì)劃管理，設(shè)置探測器探測哪些設(shè)備，進(jìn)行哪些功能探測，以及在什么時(shí)間進(jìn)行探測;

·診斷結(jié)果管理，接收探測器的診斷結(jié)果，并按天將診斷結(jié)果存入到數(shù)據(jù)庫中;

·實(shí)時(shí)診斷結(jié)果分發(fā)，將診斷結(jié)果分發(fā)到指定的客戶端;

·歷史診斷結(jié)果查詢功能，可以查詢所有探測器所有的歷史診斷結(jié)果，可以根據(jù)探測器、攝像機(jī)、編碼設(shè)備、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警類型等條件進(jìn)行查詢;

·用戶管理;

·系統(tǒng)日志管理;

·支持多種數(shù)據(jù)庫，通過配置來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)庫的訪問。

操作顯示終端

對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備進(jìn)行管理，向用戶展示實(shí)時(shí)診斷信息，實(shí)時(shí)報(bào)警顯示，歷史診斷信息等。

·攝像機(jī)管理;

·配置相關(guān)參數(shù);

·配置探測器的基本參數(shù);

·配置探測器的探測計(jì)劃;

·配置監(jiān)管服務(wù)器的分發(fā)計(jì)劃;

·多用戶及權(quán)限管理;

·實(shí)時(shí)顯示診斷結(jié)果;

·維修單;

·報(bào)警屏蔽;

·統(tǒng)計(jì)報(bào)表(圖5);·報(bào)表導(dǎo)出與打印;

統(tǒng)計(jì)報(bào)告示意圖

·系統(tǒng)日志查詢。

通過該系統(tǒng)，在場館的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

·前端設(shè)備的視頻檢測;

·視頻丟失及黑幀;

·自動(dòng)光圈故障;

·自動(dòng)/手動(dòng)聚焦故障;

·無彩色;

·場景變化;

·視頻扭曲;

·圖像干擾;

·圖像偏色;

·視頻設(shè)備的狀態(tài)檢測;

·編解碼設(shè)備;

·IPCamera;

·DVR/NVR;

·網(wǎng)絡(luò)型設(shè)備;

·d1對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備檢測;

·網(wǎng)絡(luò)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);

·傳輸網(wǎng)絡(luò)掉包;

·網(wǎng)絡(luò)傳輸抖動(dòng);

·對(duì)錄像設(shè)備的檢測;

·錄像質(zhì)量檢測(圖像缺損或低質(zhì)量);

·存儲(chǔ)空間檢測(存儲(chǔ)容量臨界/不足);

·錄像狀態(tài)檢測;

·自動(dòng)巡檢。

對(duì)于運(yùn)維管理人員而言，該系統(tǒng)還能夠提供專業(yè)的分析報(bào)告。

通過探測器的運(yùn)行，生成各種類型的系統(tǒng)檢測數(shù)據(jù)，能夠?qū)崟r(shí)的提供系統(tǒng)整體的運(yùn)行狀態(tài)報(bào)告，從而系統(tǒng)管理者可以實(shí)時(shí)的了解CCTV系統(tǒng)的正式運(yùn)行情況，掌握已經(jīng)存在或?qū)?huì)出現(xiàn)運(yùn)行故障的設(shè)備和環(huán)節(jié)，為系統(tǒng)的管理者提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)報(bào)告支撐，使之可以有依據(jù)的對(duì)系統(tǒng)做維護(hù)預(yù)測和規(guī)劃。

·設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài);

·視頻的質(zhì)量;

·錄像的質(zhì)量;

·網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量;

·視頻系統(tǒng)的整體健康;

·維護(hù)建議和改造/擴(kuò)容建議。

此系統(tǒng)在CCTV系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中可以集中部署，也可分布式部署(主要是探測器)。

分布式部署可以把探測器分別部署在多個(gè)不同的網(wǎng)段中，優(yōu)點(diǎn)是可以減少視頻流量跨網(wǎng)段的帶寬壓力。

此系統(tǒng)在方便的配置檢測的間隔時(shí)間，也可以配置并發(fā)檢測的視頻流路數(shù)，這樣可以根據(jù)CCTV系統(tǒng)的視頻流總路數(shù)以及網(wǎng)絡(luò)承受帶寬，結(jié)合用戶的檢查間隔時(shí)間要求，進(jìn)行靈活的配置，從而達(dá)到定時(shí)對(duì)所有CCTV系統(tǒng)視頻流進(jìn)行檢測的目標(biāo)。

結(jié)語

作為依靠IP網(wǎng)絡(luò)為載體迅速發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，其子類繼承父類的相關(guān)特性，使其極具發(fā)展?jié)摿?。文章回顧并借鑒了IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，由此可預(yù)見科學(xué)化、智能化的視頻網(wǎng)絡(luò)管理終將“自成一派”，發(fā)展成完善的解決方案。同時(shí)各大廠家也將朝著行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化努力，希望本文能夠“拋磚引玉”，讓行業(yè)工作真的能發(fā)展成豐富視頻系統(tǒng)的上層應(yīng)用，并推動(dòng)數(shù)字視頻行業(yè)的迅速健康發(fā)展。