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平安城市监控解决方案

2013/5/31 10:08:00   大唐讯士     关键字:平安城市,监控解决方案  浏览量:

导读:平安城市的的主体部分是视频监控系统,随着第一批平安城市的建设到今天,平安城市的视频解决架构也历经了几次变革,从最初的矩阵开始到DVR,再到网络编码器,一直到今天我们要讨论的高清网络视频监控解决方案,每次变革都为安防行业注入了新鲜的血液和强劲的发展动力。

  由于视频数据流的传输特性不仅考网络交换设备的性能,更对为整个系统提供各种服务的管理平台服务器的性能是个考验,因此一套性能可靠的、服务功能强大的、基于模块化的高清网络视频集中管理平台是“平安城市”高清网络视频监控系统工程最重要的组成部分之一。集中管理平台需要对整个网络视频监控系统进行有效管理,同时能够承载各种不同的业务访问需求;集中联网管理平台的示意图如下:

  上述示意图主要对整个高清网络视频各个组成部分进行了一个划定,其中集中管理平台的主要组成部分有用户目录管理服务器、集中管理控制服务器、流媒体转发服务器、集中存储服务器以及报警电子地图服务器等,这些服务器各自担承载相关的监控服务功能,并通过有效的模块化机制进行信息交换,完成前端设备管理以及视频数据的处理等任务。各个模块可根据各自服务功能的不同可以灵活部署在相关硬件服务器上,下面将对每个服务器所承载的服务功能和部署进行阐述。

  4.4.1 用户验证目录服务

  用户目录管理服务模块是大中型网络视频监控平台系统中最重要一个核心组件,平台中的集中管理控制的模块、其他服务模块以及相关业务终端都要到用户验证目录服务模块这里进行用户访问认证、授权和获取信息参数。它可承担设备(或节点)的目录树管理服务,前端节点所有的摄像机、报警器和后端监视器统一编号;还提供用户和用户组的设定、浏览许可和权限分配, 以及整个系统的冲突检测。管理中心是基于用户验证为核心的系统,某个用户的权限和优先级一旦设定,则此用户不论是在网络中的哪个地方登录,也不论使用IE、客户端或是管理中心登录,或者是通过视频转发,那么它的权限都是相同的。同时每个前端网点的本地验证可以根据需要是否受联网监控中心的管理。大型联网系统中,中心用户验证目录管理服务器一般采用专业服务器来实施,这样可以保证用户验证目录管理服务器的稳定运行。用户验证目录管理服务器和其他服务器之间的关系如下图所示:

  在“平安城市”系统中,涉及到海量前端设备管理和海量用户访问等信息交换,作为核心组成部分,用户目录管理服务器应当采用单独的专业级服务器进行部署,同时还可通过双机热备等方式来提升用户目录管理服务器的可靠性和稳定性。

  4.4.2 集中管理控制服务

  集中管理&控制服务器,主要作为整套系统的一个管理控制服务器,通过这台服务器可以对前端设备以及其他后端平台服务器模块进行工作状态和网络状态的监测;可对前端设备和其他软件模块进行远程参数配置、维护和升级的任务;也能够和前端摄像机进行双向语音对讲和监听等;可调用任意一个点位的图像以及其他辅助管理服务器功能。这台服务器在整个系统中的也可被看做是一台视频设备网络管理服务器,这台服务器负责一系列综合性的服务功能和管理功能,在大型高清视频联网监控系统中,集中管理控制服务器是必不可少的,但一般部署一台这样的服务器就可以,如果随着系统的扩容或者是服务需求越来越大的时候,可以进行副控服务器扩展,增加更多操作人员来进行管理和控制,特别是“平安城市”这类系统,可能会涉及到众多的二、三级分中心,这些分中心也需要针对各自区域的设备进行控制和一些常规管理等,所以管理控制服务器可根据不同的业务功能需求进行配置。目前本解决方案设计在平安城市指挥中心配置一台集中管理控制服务器。

  4.4.3 高清视频集中存储

  “平安城市”对存储要求比较高,主要包括对存储服务器性能的考验、多路数集中存储容量的扩展、存储设备长时间连续读写的稳定性等方面。近年来存储技术高速发展,存储设备价格不断下降,专业存储系统具备了在视频监控行业广泛应用的基础,而且大唐讯士根据目前网络视频监控,特别是高清网络视频监控系统的需求所配置的企业级的视频专用存储服务器满足了“平安城市”高清网络视频监控系统的存储要求。

  4.4.3.1存储容量分析

  如果按照大约500个720P高清网络摄像机的中等规模高清视频监控 “平安城市”系统工程建设来设计, 720P网络摄像机的码流我们可采用恒定码流来计算,按通常计算单位设置为2Mbps;那么所有摄像机后的总流量将会达到1200 Mbps;而平安城市系统要求视频信号的存储时间在15天,因此整个系统500路高清视频图像存储15天需要的存储容量是:

  500路*2048Kbps*3600s*24H*15天/8/1024/1024/1024=158TB

  而上诉这个计算结果为理论值,实际的码流会根据现场监控画面的丰富程度等有正向6%-10%的偏移,所以存储容量也会有一定偏移,因此实际的存储容量为:

  158TB*1.1=173.8TB≈174TB

  因此某平安城市高清网络视频监控系统的数据存储容量需要约174TB的存储容量。

  4.4.3.2存储解决方案

  大唐讯士提供的单台存储服务器(NVR)的存储容量可达32TB,而且支持RAID5,因此采用多台服务器进行存储数据流量负载均衡,本次建设需要的存储服务器数量为:174TB/32TB=5.4台,考虑到一定冗余性,我们建议配置6台NVR。存储架构图如下:

 

  4.4.4 流媒体转发服务

  对于高清网络视频监控系统来说,如何解决多路数视频管理、多用户访问、多业务终端承载一直是网络视频面临的难题,大唐讯士针对网络视频监控的特点,结合多年来从事网络视频监控的宝贵经验,成功推出了稳定性极强的高清网络视频流媒体转发服务模块,将这个转发服务模块部署到网络服务性能比较高的专业服务器上,可提供大型网络视频监控系统的视频数据访问服务,一般4核处理器,双千兆网卡负载均衡,3GB以上内存级别的专业服务器的网络吞吐能力在600Mbps左右,理论上可实现峰值300路高清视频转发服务,当然我们不建议服务器一直满负荷运行,时间一长肯定会造成系统不稳定,因此我们建议每台转发服务器的同时并发数控制在150路是比较合理的解决办法。

序号

视频类型

同时并发最低路数

配置说明

1

720P,2Mbps/s

150路

专业服务器,4核CPU及以上,3G内存及以上,双千兆网卡及以上,支持网卡绑定

2

D1,2Mbps/S,1Mbps/s

300路

专业服务器,2核CPU及以上,2G内存及以上,双千兆网卡及以上,支持网卡绑定

3

DCIF,768Kbps/s

600路

专业服务器,2核CPU及以上,2G内存及以上,双千兆网卡及以上,支持网卡绑定

4

CIF,512Kbps/s

1000路

专业服务器,2核CPU及以上,2G内存及以上,双千兆网卡及以上,支持网卡绑定

  以上性能指标目前非常稳定的是实测值,一般来说转发服务器的性能主要根据转发服务器的整体性能和稳定性有很大的关系,比较关键的部分是网卡和内存的处理能力,所以在设计配置转发服务器时需要特别考证其网卡和内存的性能和稳定性。在本解决方案中,针对平安城市高清视频监控的特点以及大唐讯士管理平台软件模块化的设计,我们设计将流媒体转发模块分别部署到集中存储服务器上,通过两个模块之间的数据处理能力,在完成视频数据在存储服务器上存储的同时,同时通过每台存储服务器剩余的丰富带宽资源来进行流媒体转发服务器。通过中方式既保证了高清视频数据直接高速存储,避免多级交换产生视频数据丢失,而且同时可完成视频数据的转发。本次方案配置了6台存储服务器,因此可分别在6台上部署转发服务器模块,,实现大容量,多用户访问的负载均衡。既提升了系统整体的稳定性,也避免了资源的重复浪费。这在高清网络视频监控系统是比较合理的架构。

  4.4.5报警电子地图服务

  在平安城市系统中,摄像机数量众多,节点众多,而且覆盖区域广泛,如果仅仅靠集中管理控制模块或者是其他监控终端来浏览视频图像资源和控制前端设备,是不利于发挥平安城市网络视频监控系统的网络化、数字化、简单化的基本理念的,只有通过完善的后端管理平台和操作平台快速查询和定位图像资源才能及时的对所有摄像机覆盖的区域进行监视,及早发现可疑行为,事发后也能及时切换到现场。因此针对大型网络视频监控系统而开发的报警电子地图模块解决了上述难题,它通过GIS电子地图载入,将前端摄像机,乃至前端报警探测器等在电子地图上进行标注,通过点击电子地图上的点位标注图标调用该点的视频图像,而且还可报警系统集成到一起也可实现前端探测器报警点提示,并且能够自动联动附近关联的摄像机的图像在电子地图上进行现实显示;且摄像机本身具备的移动侦测功能也可向中心电子地图服务器进行联动提示。在高清网络视频监控系统中,通过这些方式在配合前端高清摄像机的清晰图像可以快速定位某一个点位的摄像机,当发生可疑行为后可自动切换该点位的摄像机进行图像显示,而且由于采用的高清摄像机,可以对被监视区域进行清晰的监控和录像存储,杜绝传统网络视频的监控系统的预览还可能看得清楚,但回放却经常让人头疼的尴尬局面。在平安城市系统的指挥中心配置一台报警电子地图服务器,还可通过大屏显示系统来显示,不管从功能上还是从系统的先进性上都会有很好的体现。

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