浅析某市港口网络视频监控应用 - 安防知识网

二十一世纪是信息时代，随着社会信息化进程的快速发展，信息技术的应用已逐渐渗透到人类生存、活动的各个领域。随着国家经济建设的发展，港口业务发展迅速，内陆港和进出口港都对港口业务建设的数字化提出了很高的要求，数字化港口是港口建设的发展方向。运用数字监控系统将大大地提高海关边检部门的工作效率，有效的减少海关边检监护人员。

建设目标与任务
XX市港口管理局图像信息管理系统的建设目标是充分利用视频压缩技术、软件组态技术、多媒体网络等高新技术手段，建设覆盖XX市港口行政管理系统内码头前沿的船港界面、集装箱作业过程、危险货物作业过程、重大危险源、引航、进出港车辆、人员、船舶、货物情况的覆盖面广、技术兼容、高效实用的图像信息管理系统，实现图像信息的科学管理。

需求分析
1、功能需求
面对“数字港口”时代的到来，适应数字化管理的需求；XX市港口管理局监控系统的功能需求有：
· 信息采集功能；
· 信息传输功能；
· 信息处理功能；
· 信息存储和备份功能；
· 录像查询及播放功能；
· 系统控制功能；
· 系统报警功能。

2、性能需求
XX市港口管理局网络视频监控系统的初步设计方案，满足现有资源和网络需求的性能；前端各个企业监控子系统、市港口管理局监控中心的建设均满足公安部《关于开展城市报警与监控技术系统建设工作的意见》的性能要求，力求系统稳定运行、数据存储可靠，视频数据定期归档。

设计思路
通过租用电信（网通）网络的方式，建成覆盖管理局下属20几个码头企业的网络视频监控系统，在管理局建设1个视频监控中心，负责对包括所有前端监控视频源的整个监控系统的管理，同时预留与上级省级港口管理部门联网的接口，方便整个港务系统的联网。对于企业原有的本地监控系统，部分以DVR为核心的监控系统无需添加额外设备即可直接接入系统中，设计方案充分考虑了后期的扩容、管理变更等可能的建设要求，本次设计思路如下。
· 根据要求，本次设计采用二级结构，实现“大容量、多画面处理、实时录像和回放、联网远程监控”的目标；
· 本次设计系统便于以后系统用户的安装、操作和今后的维护便利；
· 系统设计考虑了各种兼容要求和扩容要求：包括监控点后期扩容、系统规模扩容、临时授权用户远程监控等各种可能扩容方式下对现有网络的兼容和便利性，设计的系统能够满足兼容和平滑扩展的要求； [nextpage]
· 系统设计对网络传输路由具有良好的适应性，可以在局域网、广域网、城域网等各种方式下运行。根据网络资源的情况，在不同的网络带宽下可以灵活设置编码格式，获得不同的图像质量；
· 本次设计的系统是标准和开发的，系统软件全部采用通用的主流标准；如系统采用标准的TCP/IP协议、接口标准通用等；适合化工系统各个标准子系统的集成；
· 系统考虑了操作冗余、数据安全和远程鉴权等技术手段，保障系统安全运行和不受外部入侵，完善的身份认证能力，保证系统稳定运行；
· 在技术性价比上，方案采取实用的原则。

数字网络综合监控系统的关键设备是DVR和平台化监控系统软件。摄像机送来的视频信号在DVR数字化后由高效压缩芯片压缩，通过内部总线送到网络接口发送到网络上，网络上用户可以直接在PC机上通过监控客户端软件观看DVR传送过来的摄像机所拍摄的图像，还可以控制摄像机镜头和云台的动作或对系统进行配置操作。网络视频监控系统妥善处理了数字与模拟系统的结合。

总体框架
根据XX市港口管理局网络视频监控系统要求，结合实际情况，设计如下方案：视频的传输、切换主要是由DVR硬件设备及综合管理软件来完成。而网络视频监控系统管理现主要分为分权限管理，在管理局建设一个视频监控中心，负责对所有监控视频源的集中管理，在港口企业内将企业所辖区域的前端视频源进行上传。考虑到未来整个行业的联网，本系统还提供能与上级港务部门连接的网络接口，系统结构如图1。

分布设计
1、码头企业监控
前端摄像机的视频、音频信号直接输入到DVR，实现在港口企业内部视频的实时浏览及本地存储，DVR完成模拟信号数字化后通过网络将视频信号传到管理局视频监控中心,同时在企业安装客户端的机器也可以通过访问位于管理局视频监控中心的管理服务器实现对权限许可范围内图像的浏览及操作，如图2所示。

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2、管理局视频监控中心
在管理局视频监控中心放置管理服务器、监控客户端、大屏幕液晶电视等。所有前端监控点的图像资源通过监控网络传入位于市管理局的视频监控中心的管理服务器上，管理服务器负责对所有图像的存储及转发，客户端通过登陆管理服务器负责管理所有的监控资源，并且通过权限设置以满足不同部门、不同用户的网络监控的功能需求。结构如图3。

框架结构
该软件系统是一套采用现代计算机网络技术及多媒体信息压缩、解压技术实现的数字图形监控系统。该系统监控的视频、音频、告警、控制信号可传至网络内的每一个节点，用户可以利用计算机网络在不同地点同时监视、控制远程某一或某些场所，同时具有动态感知、视频存储、告警管理等功能，如图4 。

功能与性能
在充分的系统功能需求的基础上，公司自主研发的核心软件管理平台，基于增强型C/S（客户端/服务器）架构。系统采取多级服务器结构，作为核心软件的运行环境。软件主要功能如下：
· 监视功能：根据监控点的实际情况，提供全天候及全方位的画面监视功能；
· 图像远程调节：系统通过矩阵的控制功能来操作前端活动云台的运动方向，摄像机的焦距及景深来达到最佳的监控效果；
· 音视频存储功能：可以通过录像计划对音视频信息进行记录，可采用硬盘、磁盘阵列多种存储介质，有本地和远程两种存储方式；
· 日志信息查询：通过查询此日志了解与分析系统运行情况；
· 图像传输功能：利用DVR压缩编码后，将模拟音、视信号转换成数字信号通过以太网络把数据传送到远程用户，实现网络内计算机的远程观看；
· 图像联网功能：各级目录管理中心内安装各分级CSVision远程网络视频监控系统，在实时观看的同时还可调用远程目录管理中心的录像资料。相关部门领导也可通过中心的内部网络随时随地监看或调用各级目录管理中心的图像，使本系统更好地为化工系统服务；
· 配置管理：系统配置包括：设备参数、摄像机管理、录像计划、报警计划、用户权限等，方便系统进行维护与管理； [nextpage]
· 权限管理：为了保证系统保密性、安全性，系统权限细化到每个功能；
· 多级电子地图：用最直观的方式来管理镜头和调阅图像；通过平面图快速地了解地理位置，通过点击相关的摄像头，直观的掌握事发点的事件情况。多叉树型的地图结构，可以实现多级的地图层次管理；
· 时间条同步回放及快照检索：利用图像快照迅速锁定事发点；
· 虚拟镜头：以多种视频拼接技术提高图像分辨率或将全景监控和局部监控完美结合；
· 心跳管理：实时掌握系统内设备和应用的健康状态；
· 支持巡视组管理：轻松建立含电子地图、布局、镜头等多元素的浏览模式；
· 报警功能体现：结合电子地图与图像双重报警。

安全体系
1、物理安全
物理安全性主要分软件自身安全性和网络安全性。
· 软件自身安全性，服务端提供完善的事件日志和系统诊断功能；整套软件包括日志管理、设备巡检、客户端巡检、服务器巡检、服务器工作上下文诊断、故障弱化功能；有效的避免了故障的发生，并能第一时间自愈；
· 网络安全性，采取租用网通（电信）专线，保证了系统数据的基本物理安全性。
2、用户权限安全
监控系统的整体架构通过多目录服务器来统一管理的用户和监控设备的权限管理。
3、监控设备管理安全
统一的监控设备管理机制，所有前端监控的信息和权限由设备管理服务器管理，设备管理服务器的权限由目录服务器管理，形成一个统一管理机制。
4、网络阻塞
方案采用分布式的多服务器群的设计理念，利用流媒体技术，完成视频信号的存储和转发，避免客户端直接访问前端摄像机，降低网络流量，避免了大流量数据造成网络阻塞的问题，同时由于这种结构，使得系统在部分子系统出故障时整个系统不会瘫痪，仍然能正常运行。