关于社会监控资源平台研究

◆林晓波

关于社会监控资源平台研究

◆林晓波

（公安部第三研究所 上海 200031）

本文总体目标是构建一个社会监控资源网络管理平台，它是一种高效的社会监控资源管理手段，从诞生的那天起，就受到了政府部门的政策倾斜，从它的运行模式来看，具有高效、快捷、共享的优势，高效率低成本地解决了社会资源监控系统的应用管理和维护，市场需求明显，技术优势显著，是安防行业快速发展开来的一种技术变革。

社会监控资源；流媒体传输技术；多媒体网关技术；信息化整合

随着社会的发展，社会中社区、园区、公共场合等重要地点对视频及图像的依赖度越来越大，尤其是在构建稳定、和谐的生活环境的要求下，对视频及图像的实时性、区域性、随机性、可控性要求更高。能实时、快速、清晰调取和利用社会视频监控资源是达到这种要求的最根本要求。

目前国内社会监控资源虽然非常丰富，但对其的利用率很低、实战性差、滞后严重，越来越不能满足日益繁重的业务需要。因此，本项目基于整合包括商务楼、宾馆、高档社区及其他公共场所现有的社会监控资源，既极大节省重复建设投资，又快速部署视频监控网络，充分和持久发挥社会监控资源支撑作用，同时也使社会资源利用成为可能。

通过研究流媒体传输技术、视频编解码技术、多媒体网关技术和云计算技术，研发一套软硬件平台实现对社会资源监控场所的监控，如酒店、学校及其他公共场所等，以实现对接入资源进行集中转发或转码，为监控客户端提供所需要的视频流。

1 研究内容

社会监控资源平台层次结构设计，该平台由外到内可分为服务层、业务层和存储层。平台对外的服务主要包含两个部分，一是接入内容的智能监控网关、二是消费内容的监控应用。系统层次之间遵循RTSP、HTTP/HTML、SOAP/XML等标准协议，能够灵活地接入和集成后续功能模块，也能灵活地与其他信息化系统相整合。

1.1 服务层

服务层的主要功能包括提供接入视频流服务，视频流接入后可能需要进行的转码服务，提供流分发服务以及提供与各种应用相匹配的服务API。其中接入视频流包括两种方式，一是通过智能监控网关转码处理后的视频流，二是通过智能监控网关直接转发的视频流。视频流接入后可直接通过流分发服务器分发给监控应用，或者通过云端转码服务器转码后再分发，云端转码服务器不是必需的，只有在前端智能监控网关没有转码功能时才需要使用云端转码服务器提供转码服务。流分发是指以直播或点播的方式分别响应监控客户端的实时观看功能和录像回放功能。云端服务器转码主要是为了规范化地统一视频源的控制协议、音视频格式。应用API是指该平台为开发各种监控应用而提供的控制信息流的消息接口。

1.2 业务层

业务层主要包括模块管理和用户、权限管理。其作用是实现平台核心业务功能模块，并提供平台核心业务功能模块运行的技术架构。业务层除了本身的核心业务模块外，还具备增量开发的管理功能，并使这些功能由平台统一管理。核心模块分为以下八个模块：

（1）实时观看模块：响应监控应用发出的实时视频获取请求，并依据请求参数控制服务层的流分发模块分发视频流。

（2）录制回放模块：控制接入流的录制，对录制文件进行管理以及对智能监控网关上传的图片进行管理等。

（3）平台监控模块：对平台各个子系统的运行状况进行监控，并对智能监控网关出现的故障进行相应的报警。

（4）应用管理模块：对监控应用进行有效的管理，并提供某监控应用需要的运行参数。

（5）服务管理模块：对服务层的多个资源进行分配、统计，并根据系统当前所承受压力智能、动态地增删服务。

（6）设备管理模块：主要管理智能监控网关，包括智能监控网关的注册、开通、销户、移机等。

（7）目录管理模块：主要是对监控区域进行有效的划分，并形成方便管理的树形目录或地图。

（8）系统维护模块：对系统的主要参数进行配置，提供运行时记录等。

1.3 存储层

存储层包括数据库存储和文件存储，文件存储的内容包括平台本身产生的视频文件和图片等数据，数据库存储的内容包括系统各个模块所需要的持久化数据。

监控应用是指针对该平台业务功能所开发的一系列方便调试、使用的客户端软件，可以是基于Web的，也可以是安装在PC上的客户端，还可以安装在手机或PAD等智能化设备上的应用软件。这些应用软件的主要功能包括观看实时监控、发起录制任务、平台管理相关操作等。

2 关键技术

2.1 实时监控

平台提供基于PC的实时监控应用，可通过列表的方式列出接入到该平台的各个监控点，然后选择监控位置来调阅实时视频。当监控接入源达到一定的数量，可通过类似于地图的样式布置监控点，并根据地图提供的线路设计实时监控线路计划，以实现对某一特定线路经过的监控点实施完全监控。另外，实时监控也提供API访问机制，为后续的扩展应用预留接口。

实时监控需要消耗的资源包括带宽、服务器运算、转发（转码）、取流等。因此，在不触发监控（观看、录制）的情况下，实时监控并没有消耗平台资源。同一个监控源可能被多个用户观看，这种情况下，流转发（转码）只发生一次，由服务器进行一对多的分发。

2.2 按需录制回放

按需录制和实时观看的区别在于：按需录制是任务触发，而实时观看是用户观看视频窗口触发。前者需要按照时间录制成文件，后者则不需要。任务本身都要消耗平台的网络、运算能力，且录制任务在平台内部都可以被管理，因此任务有定期任务，长期任务，取消任务，查看任务状态等。录制任务的结果就是录制文件被保存到磁盘的同时，录制文件的元数据（区域标识、摄像头标识、时间范围、码率等信息）被存入到数据库，以备查询和回看。

录制回放就是对录制完成的媒资文件进行视频点播。视频点播采用标准的RTSP流控协议取流并播放，支持通常意义下的播放控制，包括快进、快退、时间跳转、暂停、停止等功能。

2.3 集中管理平台与网关接口

基于互联网的汇聚平台会有一个公网地址，所有接入到互联网的地点的社会监控资源都可通过这个公网地址连接到汇聚平台。当社会监控局域网和本地局域网分属两个界面时，智能监控网关的两个网卡分别配置为连接到监控局域网和本地可以接入到互联网的局域网。因此，智能监控网关需要安装到两个网络界面都可以到达的地方。

汇聚平台由多台服务器组成，其中视频服务器通过不同的端口对外提供流接入和流访问服务，管理服务器通过统一的域名对所有接入的智能监控网关和监控客户端提供服务，数据库和存储服务器位于汇聚平台内网。考虑到汇聚平台的压力特性（流接入相对压力比较大），对流接入部分采用分布式部署，智能监控网关按照组别分别由不同的视频接收服务器提供服务，这样就可以在不使用四层交换的前提下既平衡了压力又提高了系统稳定性。

3 创新点

（1）思路创新，从单一、分散的视频监控转变为多元、集中的视频监控管理；

（2）使用云计算技术实现对视频流数据和用户配置信息的综合管理；

（3）将移动互联网技术应用到接入客户的设计和实现，为今后平台预留发展空间；

（4）通过平台的建设，可将原先视频监控在公安系统的办案缉查由事后缉查和取证转变为事中缉查和取证，新一代的报警和监控系统将打防控融为一体。

[1]朱月红.社会监控资源与公安图像联网技术[J].上海船舶运输科学研究所学报，2018（3）：1674-5949.

[2]张建杰.张锡明.社会视频监控资源的整合途径[J].电子技术与软件工程，2017（7）：2095-5650.

[3]张季平.基于流媒体服务器的安全视频监控系统设计[J].电气自动化，2017（3）：1009-9875.

[4]杨建锋.孟利民.视频监控系统中实时流媒体传输控制方法的设计[J].浙江工业大学学报，2012（4）：1006-4303.

本文为公安部第三研究所基本科研费项目：分布式网络视频监控平台（编号：C19392）。