广东省云视频监控平台方案精编版文档格式.docx

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Ø

视频接入

目前前端监控摄像机设备已基本建设完毕，但厂家较为杂乱。

视频监控和防范报警系统建设具有投资大、技术要求高、涉及用户广、链接环节多等特点。

同时，不同厂商间的设备对视频接入要求不同，因此要整合现有主流厂商的摄像机和现有平台，并对前端监控设备作透明化处理，展现在用户面前的仅为一个个单独的摄像机。

实时监控

实时监控是视频综合平台的基本功能，用户能够通过不同终端，使用B/S的浏览器或者C/S的客户端，实现对接入视频流的实时监控、云台控制、录像存储等功能，同时可以监控“平台”内部各服务器的工作情况。

三级管理模式

按照实际的需求，对全省监控平台实行三级管理的模式，即从省级管理部门，到市级管理部门，再到部门大厅，各级之间通过权限控制访问的摄像机。

一方面便于管理和协调，另一方面也可以缓解带宽不足带来的影响。

智能分析、识别

数字网络化监控将成为安防系统的主流，智能化是安防技术发展的目标。

在大规模视频监控系统中，由于显示屏数量有限，对治安事件无法实时监控和预警。

长期观察监控视频容易引起工作人员疲劳，从而不能及时发现治安隐患。

解决以上问题的一个最有效的方法就是对视频进行智能分析，如果产生预置的报警情况，则自动告知工作人员。

实时转码，保证低带宽下的图像质量和实时性

根据现状可知，虽然已有互为主备的155Mbps专线宽带两条，但由于承载的业务较多，现在如果打开超过3路的视频就会影响到其他业务。

高清摄像机的码流均值为4Mbps，根据这个现状，分析现有的可用带宽预计仅有10Mbps左右，在如此低带宽的状况下需要传输视频监控图像，需要使用到实时转码技术，即：

将高清的图像经过转码后，在保证清晰度的同时大幅降低其码率，将4Mbps的码流压缩成几十或者几百Kbps的流量，从而在极大程度上降低对带宽的依赖，使得在低带宽的情况下保证图像传输的质量和实时性。

视频存储及历史数据回看

对于定时录制的视频数据和部分关键数据进行存储操作，对于历史数据，既提供标准的流媒体输出访问形式，同时也支持FTP直接下载。

同时，由于现有带宽的不足的问题，统一的存储几乎不可行，建议沿用现有的前端存储方案，即：

在每个部门大厅存放相应的录像，需要回看的时候也通过实时转码的技术将其推送给上级用户的客户端。

按平均每个大厅5台监控摄像机计算，存储原始高清码流4Mbps图像，则每个大厅的视频存放1个月总计需要的容量为：

5*（4/8）*3600*24*30=6.48TB

以此类推，存放2个月的容量需求约为13TB。

“平台”输出及接口

“平台”提供标准化的视频输出和接口，数据流和控制流分开，数据流用标准RTSP流媒体协议，控制协议用HTTP协议，以JSON方式封装。

“平台”支持多终端监控，包括电视墙、PC、移动终端等等，同时，需要支持高并发的视频访问能力。

用户管理与控制

建立完整的用户管理体系，区级用户权限与角色，以决定其使用功能范围，用户能够自行为摄像机分组管理。

提供B/S浏览器架构模式的访问方式，方便用户控制和使用，并支持解码上墙的控制管理。

2.架构概述

2.1方案综合构架图

cVideo云视频平台主要由七个模块组成：

前端设备、接入服务器、处理服务器集群、存储服务器集群、流媒体服务器、中心服务器和客户端。

图2-1cVideo总体描述图

cVideo云视频监控系统是南京云创存储公司自行研发和设计的大规模高清视频监控解决方案。

依托本公司的cStor云存储平台，以及cProc云处理平台，使得cVideo构架下的综合调度和云端转码可以完美地满足超大规模视频监控、海量数据存储、以及远距离监控的要求。

同时，cVideo研发了国际领先的智能图像识别算法，采用大规模分布式云处理，使得计算机对视频数据达到了空前的识别和认知水平。

2.1.1模块功能描述

●前端设备：

前端设备在中心服务器的调度下进行信息采集，以RTSP的形式传输给存储/处理服务器集群，或者以SDK的形式传输给接入服务器。

（前端设备包括：

模拟摄像机、网络摄像机、卡口设备、第三方平台等）

●接入服务器：

整合各种前端设备，将不同厂家不同平台的前端设备通过RTSP或者SDK的方式接入本“平台”，以实现多种前端摄像机、已有平台的统一接入，供本平台内其他模块统一调用，并以轮询的方式监听前端设备，如有异常测产生报警信号。

●中心服务器:

平台的核心控制部分，实现了与客户端的信令交互、通过JobKeeper云调度系统来调度云集群节点处理各项任务、并实现对整个平台的统一管理和监控。

a）用户管理功能：

根据用户信息表，管理用户登录、用户的权限，可以管理用户信息、增删用户等。

b）前端信息采集设备管理功能：

根据摄像机和用户的权限，管理当前用户所能涉及的前端设备状态、节点运行状态，并进行实时的更新。

c）与用户和前端设备的信息交互功能：

更新前端信息，并根据客户需求进行对前端设备调度，以及对JobKeeper的任务分发。

同时，进行信息数据的处理，以完成整个平台的调度工作。

d）对服务器集群进行统一的调度管理，获取每台机器的运行状态。

根据机器的运行状态进行自动调度和部署，负载均衡，提高机器的使用率，进而提高服务器的梳理效率。

e）解决服务器集群信息处理的冗余状态，查错排错，保证系统的无人值守、自动生长的高效性。

●存储服务器集群：

使用cStor云存储系统，提供统一的存储资源池，用以存储关键数据，提供历史视频的回看以及相关数据的下载服务。

同时，支持网络挂载盘符的模式，以满足整个平台中其他模块的存储需求。

●处理服务器集群：

大致可以分为接入分析、数据处理和结果分发三个子模块，主要负责对完成对接入视频的各项处理任务，诸如：

内容识别、实时转码、语义分析等，再将处理好的结果发送至流媒体服务器。

●流媒体服务器：

以流媒体服务器的形式对外提供标准的RTSP流媒体服务，用户根据相应的流媒体RTSP地址，即可实时地获取系统处理完后的实时视频数据，以供监控和远程访问。

采用虚拟IP技术，备份冗余机制，对内网推送高清码流；

针对公网移动终端，以实时转码降低码流提高流畅度，并通过apn方式接入，推送视频流。

●客户端：

支持windows、linux、ios、android等主流操作系统，提供B/S架构客户端，控制视频解码上墙等，实现与用户的直接交互。

2.1.2工作流程描述

●客户端发送命令：

客户端向中心服务器发送命令，中心服务器根据客户端信息进行分析判断，得知用户的客户端类型、网络状态、信息要求等，从而根据需求对前端设备、JobKeeper等进行调度控制。

●中心服务器调度：

中心服务器响应客户端命令，对前端设备进行调度控制。

根据用户的指令，把客户需求的信息进行实时采集，同时使用JobKeeper进行对集群的任务分发，完成对应的存储、处理或监控等请求。

●中心服务器调度存储/处理集群：

（A）存储服务器集群接收命令工作

中心服务器响应客户端命令，向JobKeeper发送命令。

JobKeeper根据存储服务器集群的工作状态，选择负载较小的服务器进行高清存储。

（B）处理服务器集群接收命令工作

JobKeeper根据处理服务器集群的工作状态，选择负载较小的处理节点进行实时处理、识别转码，并根据用户的网络状态分发到对应的流媒体服务器。

进而，流媒体服务器将客户所需的处理过后的实时监控视频传递给客户端。

2.1.3子系统描述

2.1.3.1接入模块

前端视频采集设备大致可以分为：

模拟摄像机、支持RTSP标准流媒体协议的网络摄像机、第三方平台，接入系统也相应采取不同的方式，实现前端设备透明地接入本“平台”，使得对前端设备的可控可管。

图2-2接入模块描述

2.1.3.1.1模拟摄像机方式

针对前端的模拟摄像机，我们采用的方式是在其后加设一个NVS网络编码器，使得获取的模拟信号通过编码转换成为标准的流媒体数据，通过网络传输，支持RTSP标准流媒体协议，之后接入系统处理方式如同下面的RTSP方式一样对待即可。

2.1.3.1.2标准流媒体协议RTSP方式

RTSP（RealTimeStreamingProtocol），实时流传输协议，是TCP/IP协议体系中的一个应用层协议，由哥伦比亚大学、网景和RealNetworks公司提交的IETFRFC标准。

该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。

RTSP在体系结构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。

HTTP与RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTSP传送的是多媒体数据。

针对此类网络摄像机，由于其支持RTSP标准流媒体协议，因而可以直接通过RTSP的准则，将前端设备的数据流接入“平台”。

2.1.3.1.3第三方视频监控平台SDK方式

前端设备多数已有自己的平台，针对这类平台，我们统一归到第三方平台模式，通过与其SDK协议对接，从而实现互通互联。

其中又可以根据通过SDK获取的码流细分为标准流方式和非标准流方式，如果用SDK获取过来的是标准流，则基本类似于RTSP方式，接入系统只需要与前端平台通信获取流地址，之后“平台”就可以根据该地址获取视频流进行处理操作。

如果SDK获取过来的是非标准流（如：

“320”工程和交管局使用的海康平台），则需要增设额外的服务器用于流的转换，即：

将获取的非标准流通过他们的SDK解码还原为原始图像，再按进行标准的编码转换，之后再接入“平台”。

2.1.3.2存储/处理模块

下图2-3描述了存储/处理模块的工作流程与各个分模块之间的关系。

前端设备采集信息接入服务器，Jobkeeper与存储服务器和处理节点进行交互。

处理服务器集群根据客户需求对采集到的信息进行实时处理，在Jobkeeper的综合调度控制下，处理节点进行分布式计算，完成内容识别、云端转码、数据分析、语义分析等任务。

图2-3存储/处理模块图

存储服务器集群和处理服务器并行处理采集到的信息，存储服务器将采集到的信息实时存储到存储节点。

cStor存储服务器集群具备的海量存储能力，保证视频数据的长期存储，以备视频回看、重新处理等需求。

2.1.3.2.1处理模块

处理服务器集群以处理节点为单位，对采集到的数据按照接入、处理、识别转码、分析、分发的流程对数据进行实时处理。

图2-4数据处理举例示意图

处理节点组通过RPC的远程调用获取各自节点的任务处理目标，并实时的和处理节点上的任务处理目标进行对比，控制程序的执行和结束。

处理节点组会在一个设定的心跳间隔内主动的和管理节点组联系一次，报告节点存活状态。

如果在若干个心跳间隔后管理节点组仍然没有获取到处理节点心跳报告，那么该处理节点将会被踢出处理节点组，同时该节点处理的所有处理任务也会被重新调度。

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