IP数字网络监控在世博中心的应用

文｜泰豪上海公司 魏 达

视频监控系统发展经历了二十几年的时间，从早期的模拟监控到数模混合监控，再到现在方兴未艾的网络监控，监控系统在技术上发生了很大变化。本文将重点介绍IP数字网络监控在世博中心的应用情况。

1 世博中心项目简述

（1）功能多样化

世博中心作为世博永久性场馆中最重要的场馆之一，在世博会期间将承担世博会运营指挥中心、庆典会议中心、国宴招待中心、新闻中心、论坛活动中心等功能。而世博会后期又将转变为具有政务中心和国际会议中心的功能。因此，世博中心本身具有功能多样化的特点。

（2）出入口多、功能流程复杂多变

世博中心出入口多、功能流程复杂多变。在世博中心整个建筑的周围设置有大量的出入通道，以适应建筑功能的各种不同需要。因此，世博中心的功能流程十分复杂和多变。

此外，2010年上海世博会是一种全新理念的现代展览会，是一个超大型的集展示、游览、交流于一体的综合性国际博览会。世博中心具有潜在安全风险大和不安定因素多的特点。

2 IP数字网络监控系统的解决之道

针对世博中心的特殊需求，无论是模拟监控方案还是当前常用的“DVR/DVS+流媒体服务器”方案，都无法很好的满足要求。

目前，基于IP寻址的多媒体通信技术发展势头强劲，监控设备的数字化、网络化发展已经普遍展开，IP网络数字监控系统的建设已成为发展趋势。因此，世博中心采用全数字网络化的视频监控系统解决方案已成为一种必然选择。

世博中心视频监控系统采用的全数字分布式网络监控系统是完全基于数字视频技术和网络传输技术的视频监控系统，该系统综合运用了多媒体视频技术、计算机网络技术、工业控制技术，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化等。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了集中监控、集中管理。

3 IP数字网络监控系统的特点

（1）高清晰的图像质量。本监控方案采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1（4CIF）高清晰图像分辨率，支持H.264 MainProfile标准，编码带宽最高可达2M，尤其是在高动态图像监控场合，可以为用户提供广播级的高清图像质量。

（2）专业可靠的海量存储。

（3）便利的管理维护。将IP网管及业务控制平台的技术应用至IP监控系统，彻底改变传统监控只能依靠人工进行系统管理和维护的局面，实现编解码、存储、网络传输和业务软件（服务器）四大平台的统一管理。

（4）设备高可靠性。采用电信级器件和制造工艺，充分满足高风险等级场所的高可靠性监控需求。

（5）国际标准的高契合。设备控制信令完全符合IETF SIP标准（会话初始协议），SIP协议可以方便的和其他多媒体系统互通。图像编码完全符合国际标准，图像格式标准化可通过国际通行的第三方公司Tektronix测试仪器的严格测试。存储技术完全符合国际iSCSI标准，充分支持端到端的网络视频IP SAN存储。

4 世博中心系统设计概要

世博中心视频监控系统将采用数字化解决方案，如图1所示。

在数字视频监控系统中，前端采用模拟摄像机，所有摄像机通过分布在楼层各处的弱电间，分别连接进入相对应的弱电汇聚机房进行数字编码压缩和本地数字视频存储。

为确保IP数字视频监控系统的网络安全和网络带宽，提供给使用者一个高质量的图像质量和畅通的使用平台，本设计需建立一套独立的安防系统专用网络。

5 数字网络视频系统的组成部分

（1）前端视频摄像系统。负责摄取现场景物并将其转换为电信号，经视频传输线缆及相关传输设备将电信号传送到监控中心，通过解调、放大后将电信号转换成图像信号，送到监视器上显示出来。

（2）数字视频编解码系统。数字视频编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，提供从单路到16路各种密度的规格，可支持实时流和存储流双流设计，并能够支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流。

（3）网络视频存储系统。专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属，并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时提供视频图像的NAS备份功能。

图1

（4）系统管理平台。包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器。

（5）承载网络系统。采用安防专用网络资源对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换。通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。

6 IP数字网络监控系统的业务流程

世博中心数字视频监控系统解决方案借鉴了NGN（下一代通讯网络）架构，采用视频流控制和承载交换相分离的机制，可以高质量的实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储及历史视频流回放等。其中VM视频管理服务器是整个系统的信令控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM视频管理服务器处理。

数据管理服务器作为存储系统的管理核心，可以对分布式部属的IP SAN网络存储设备进行统一的存储资源管理，灵活实现各种应用；系统中的实时监视流则是通过IP网络进行以分布式的交换和处理。

本套系统基于组播网的业务流处理机制——实时监视流与存储流分开处理，系统管理和业务流程如下所述：

（1）实时视频流

实时流具有偶发性，并具备大收敛比，可通过IP网络组播和MS8000流媒体分发服务器的部署实现实时图像流的分发功能，支持大规模监控，减少传统方案的瓶颈和图像的延时。

（2）存储视频流

视频存储流采用文件方式直接写入存储中，充分发挥IP SAN存储的高效、可靠和可扩展性，解决大容量存储中间服务器的瓶颈问题。

（3）点播回放流

视频管理客户端和解码器通过UDP单播访问EC编码器，引入相应监控场景的音视频流，从而实现实时查看不同监控场景的功能。

7 结束语

随着会展经济的发展，展览馆安防，尤其是直观的视频监控必然得到越来越多的重视。社会对公共安保的日益关注、技术的进步、价格的降低，以及IPv6在未来的普及等因素，使得视频监控全IP化是大势所趋，而且必然随着展会经济的迅速发展而得广泛的应用。IP数字网络监控系统在世博中心的应用，将起到很好的示范作用，带动IP数字网络监控系统在大型场馆中的普及。