安徽某市某银行下属营业网点20个,16个离行式ATM自助区,各网点及自助区与市分行之间均为2M专网。2008年建成了远程网络监控报警系统,实现分行监控中心对下属营业网点及自助区监控系统的统一管理。为满足该银行对网络高清视频监控的需求,对这套远程网络监控报警系统进行了改造与升级。
系统改造面临问题
网络带宽不够
网络高清视频监控建立于高速网络上,通常传输一路采用H.264压缩算法的720P@25fps的图像需要2~4Mbps的带宽,传输1080@25fps的图像则需要4~8Mbps带宽。但该银行的各网点及自助区与市分行之间的骨干网络仅仅只有2Mbps带宽,传输一路高清视频图像都远远不够。且银行网点分布较广,目前不可能实现光纤互连,即便是提升骨干网络的带宽也会带来巨大的成本,一条百兆线路的年租金就高达十万到几十万。
同时在2Mbps网络上,需要传输实时图像的音视频流、回放录像的数据流、报警信号、语音对讲、门禁控制等各种各样的业务,必须解决在有限带宽资源上的合理利用问题。
高清录像的存储
高清视频监控带来高质量图像的同时对存储的要求也越来越高。一支百万像素摄像机每小时录像文件大约在3G左右,一个月就需要2.16T的存储空间。因而在充分保护已有投资的基础上如何选择合理的存储设备是需要思量的难题。
解决方案
因网络带宽问题而不能在银行的骨干网络上部署高清监控方案,解决方案是在重要部位用网络高清摄像机替换模拟摄像机,实现关键位置高质量高画质的监视和存储,而不是完全取代原先的模拟监控系统。在各营业网点、自助区和分行本部实施高清方案,然后各营业网点与自助区将降低了分辨率和码率的图像上传给分行监控中心,等到银行的骨干网络达到高清监控的要求时再全面实现全行的高清监控。
该银行目前采用的是分布式录像方式,即各营业网点及自助区本地存储,监控中心建立录像索引,存储设备均为嵌入式硬盘录像机。根据高清摄像机的路数及安装的地点,方案灵活的选择NVR、混合型NVR、IP-SAN等设备。如分行本部或大型营业网点可利用银行内部高速网络或自建监控专网,采用多台IP-SAN磁盘阵列进行高清存储;中小型营业网点可采用NVR存储;离行式ATM自助区由于摄像点较少,可选择混合型NVR进行存储(图1)。这样原有存储系统保持不变,充分保护了该银行的已有投资。
在各营业网点部署多用途的流媒体转发服务器可以合理利用有限的带宽资源,缓解网络压力。当客户端对远程监视点发起点播请求时,访问可全部通过流媒体转发服务器进行转发,使得该端监视点的视频服务只占一个通道,实现“一对多”点播方式。
同时多用途的流媒体转发服务器还具备带宽管理功能。经实际试验,CIF分辨率320kbps码率的图像既能基本满足客户对远程画面的实时监视要求,也能合理的节省带宽。利用网络摄像机、DVR、NVR的双码流功能,一个2M的专网可以较为流畅地传输6~8路CIF分辨率320kbps码率的图像。因此在多用途的流媒体转发服务器配置带宽的通道数位为7(剩余的1路通道留给回放录像、门禁管理、报警处理、语音对讲等不经常同时发生的业务),当有客户端请求第8路不同视频的时候,转发服务器就会拒绝。通过上述方式保障图像的流畅性和实时性,合理的利用了有限的带宽。[nextpage]
施工方案
根据用户的要求,方案对该银行网络视频监控进行了改造。首先在分行本部单独建设一套监控专网,用于网络监控,主交换机位于分行监控指挥中心;在分行一楼出入口、机动车出入口以及金库、保险箱库、重要凭证室、清点室、守押室等重要部位安装200万像素定焦高清摄像机;在分行门前广场、分行一楼大厅等位置安装18倍光学变焦的720P球型摄像机;在监控中心安装视频管理软件,部署多台IP-SAN磁盘存储阵列对这些高清网络摄像机进行24小时不间断存储,同时配置多台高清解码器,连接屏幕墙显示高清视频信号。
营业网点在室外场景、室内场景、员工工作区场景等安装若干台200万像素定焦高清摄像机,这些摄像机均采用POE供电方式,连接到监控机房。监控机房内要配备若干台NVR进行高清录像并部署了一台多用途的流媒体转发服务器,同时升级机房内的网络设备,使之达到千兆速度以及支持POE供电的标准。 离行式ATM自助区的室内场景和室外场景安装两到三台200万像素定焦高清摄像机,配置混合型NVR进行存储。由于监视点较少,同时为了节省成本可以不需要配置流媒体转发服务器。
实施要点
视频管理软件的选择
视频管理软件是网络监控的核心,应具备“看、控、查、管”等基本功能外,特别着重稳定性和兼容性。
视频管理平台的稳定性需优先考虑。选择平台时需考察该平台的结构、系统组成、突发时间的处理能力、正常运行时间等,软件的稳定性是建立在优秀的架构之上的。网络高清摄像机的应用使视频管理平台处理的信息量大幅度增加,正常的图像查看、图像转发、图像译码等产生的数据流量都远超过D1/CIF格式下的,所以平台的稳定性尤显重要。
通常银行对视频监控都是长时不间断投资,从而造成设备品牌不一致、性能不一致、系统结构不一致的情况。视频管理平台应具备良好的兼容性,如兼容主流的DVR、IPC、NVR以及矩阵、门禁、报警等产品。但现实中部分视频管理平台厂家为了利益最大化对自家的产品兼容性非常好,而对第三方平台其他厂家的产品兼容性不佳或不支持。因此可考虑选择纯软件公司的视频管理平台,通常这些厂家的兼容性会更好,同时也可以考察视频管理平台支持的标准和协议,如现在流行的ONVIF标准。
网络高清摄像机的选择
网络高清摄像机可选择的品牌和型号越来越多,工程商需要全面考虑产品的技术性能、可靠性、扩展性,以及价格,及所选产品是否能融入高清整体结构的问题。
首先从摄像机本身参数看,网络摄像机推出以来,技术标准及兼容性始终困扰工程商和最终用户。在奥运和平安城市建设的带动下,国内出现了一些标准,但基本是地方标准,而且基本是产品与产品之间的接口标准。随着ONVIF标准组织在国际上的兴起,IPC标准的统一化进程逐渐加快,因此在高清摄像机的选型上应该优先选择支持ONVIF标准的IPC,这样可给系统带来良好的扩展性和兼容性。
其次高清摄像机的选择受到成本、环境、客户需求等方面的影响。成本要素是第一个制约产品选型的要素。节约成本是每个客户的想法,但在资金充裕的情况下,应该尽量考虑使用专业级别的网络高清摄像机,采购一线品牌的产品,这些产品不管从图像效果还是稳定性都值得推荐。如果用户非常重视成本,可以考虑采用国内高清网络摄像机厂家的产品,在价格相对低廉的情况下提供让使用者满意的效果。环境要素在金融行业高清监控系统建设体现在哪些位置部署哪种摄像机。一般来说,专业级的网络高清摄像机应该部署在银行各个场景、出入口、金库等重要场合,普通的网络高清摄像机或非高清摄像机部署在走廊、通道等地方。
从工程商角度出发,产品的稳定性和安装的便捷性是考虑要素。有些工程商为压缩成本选择劣质产品的工程,但长远来看,稳定的产品给工程商带来的是更高的利润。笔者认为在用户预算有限的前提下,工程商应该优先考虑产品的稳定性,其次才是产品的性能。
最后针对银行骨干网络带宽不够的情况,须要选择带双码率功能的网络摄像机。本地传输利用高码流,而远程传输时,将高码流转换成低码流传输,在现有网络瓶颈下兼顾了图象质量和传输质量,突破网络瓶颈,根据网络带宽灵活选择码流格式。主码流和辅码率调节范围都比较大的产品可优先考虑。
高清摄像机录像回放问题
高清摄像机的录像回放非常占带宽。2M带宽刚刚满足一路720P录像文件的回放,在2M带宽下同时实现高清录像回放和实时图像传输是不可能的事情。解决措施除增加带宽外,可利用多功能流媒体转发服务器增加回放录像时的缓冲时间。若网络带宽允许,可利用高清摄像机的双码流功能,将重要监视部位的图像降低分辨率和码率上传至监控中心进行集中存储,在回放时先调取选用集中存储中的数据,如需录像的细节可再到前端设备回放或拷贝高清录像。
结语
在有条件的地方提前实施高清解决方案,等待日后网络成熟时再全面实现高清。同时只在重要位置部署高清摄像机,等高清摄像机成本降低到合适价格或业主对监控提出更高要求时,再用高清摄像机全面替代传统模拟摄像机。此外,传统流媒体转发服务仅是对视音频流的转发和分发,多用途流媒体转发服务增加了最重要的带宽管理功能,在保障视频流畅性的同时充分合理的利用了有限的带宽资源。
该项目实际应用后,在充分保障原有系统的同时满足了业主对高清视频监控的迫切需求。为该银行实时监视和案件取证工作带来了极大的便利。