社会监控资源与公安图像联网技术

朱月红

（中远海运科技股份有限公司，上海200135）

0 引 言

图像监控系统经过近20 a的发展，已形成从前端采集、后端存储到智能应用的一整套完善、可靠的系统，图像采集的前端摄像机也已由模拟摄像机向数字摄像机过渡。经过多年的建设，目前各公共区域和各社会单位均建设有大量监控探头，视频监控已成为公安部门打击违法犯罪、维护社会治安的重要手段。

在社会公共安全领域，公安部门早期建设的监控探头是以城镇为个体建设的，图像信息相对独立，未实现跨地域的联网共享；各行业或各社会单位自建的监控资源基本上完全独立，在各自的局域网内实现自身的监控应用。在该背景下，实现各社会单位的监控资源与公安部门的监控资源联网共享，对各类孤立的监控资源进行有效整合，是提高公安部门视频监控治理效率和水平的迫切需求。

从过往将酒店或博物馆等重点目标内部的监控图像接入公安部门的图像监控平台的经历来看，接入社会单位的图像监控资源面临以下难点[1]：

1）技术标准不统一。由于公安部门的视频监控系统与社会单位的视频监控系统没有统一的建设规范，视频监控设备和协议难以统一，尤其是在图像信息的质量、图像信息的交换模式、图像信息的编码和图像监控系统的控制等方面存在多种技术标准，使得图像监控资源整合较为困难。

2）承载网络多样，组网复杂。现有系统承载网络的情况复杂，各社会单位已建系统部署在不同的承载网络上，如电信运营商的VPN专网和各单位自建的局域网等，种类繁杂。

3）管理不力，缺乏有效的监管手段。虽然公安部门要求一些重点行业单位或特殊社会单位的视频监控系统至少保存15 d的监控录像，但由于缺少有效的监控和管理手段，经常出现现场视频录像丢失或设备不录像等问题。

公安部早在2000年就已推出GB/T 28181—2011技术规范，并于2012年6月正式实施，规范的发布虽然能推动视频监控系统的规范化和标准化发展，但发布之后各社会单位的监控资源面临新旧共存的局面。同时，该规范为推荐性标准，强制力有限，且各行业存在自己的行业标准。因此，需进行国标标准化转换，实现非标准视频标准信令接入和国标流媒体转发。本文针对视频监控发展的背景，结合公安部门与社会单位视频联网的迫切需求，提出符合当地实际情况的接入方案，对社会单位监控资源多类型接入进行研究。同时，对已实施完成的联网案例进行介绍，对提出的图像资源接入方式进行验证。

1 图像监控资源多类型接入假设

调研图像联网汇聚的图像资源除了包含自建的安装于重点公共区域、主要道路、重点部位和重点场所等位置的监控探头获取的图像监控资源以外，还汇集有大量外单位的图像监控资源，主要包括非平台接入和平台接入2种技术形态，下面对其进行接入方案研究。

1.1 非平台接入

常规的图像监控系统设备主要包括前端数字摄像机（IP Camera，IPC）、传输设备、网络硬盘录像机（Network Video Recorder，NVR）、平台设备和显示设备。中小规模监控系统的图像联网适于采用非平台接入方式。该接入方式适应的场景具有设备部署于私有局域网络、未部署监控平台、应用简单和不存在复杂视频联网与共享等特点。此类场景一般为小区、大厦或企事业单位及未实现图像资源整合的行业单位，建议采用前端设备对接实现图像联网接入。

通过网络传输和安全通道设备将社会单位具备多流并发输出能力的数字视频通道（来自于IPC或NVR等）传入公安视频IP专网，接入NVR或流媒体转发设备。若社会单位的IPC或NVR不符合规范要求，需通过ONVIF或SDK的方式接入具备视频国标网关功能的设备，经国标转换之后再通过网络传输和安全通道设备联入公安视频IP专网。

采用非平台接入的方式，公安国标联网共享管理平台与社会单位IPC或NVR对接存在以下情况。

1）IPC或NVR采用国标方式接入：外网的IPC或NVR采用国标方式，通过安全隔离设备透传至公安视频IP专网的公安国标联网共享管理平台（见图1）[2-3]。

2）IPC或NVR采用非国标流方式接入：外网的IPC或NVR采用SDK方式，通过安全隔离设备透传至公安视频IP专网，经国标转码服务器标准化之后再接入公安国标联网共享管理平台（见图2）。

图1 IPC或NVR采用国标方式接入

3）外网的IPC或NVR采用SDK方式，先接入代理服务器转码，再通过安全隔离设备接入公安视频IP专网的公安国标联网共享管理平台（见图3）。

1.2 平台接入

中大型规模监控系统的图像联网适于采用平台接入的方式。该接入方式适应的场景具有设备部署于已整合的网络、已部署监控平台、应用复杂和存在复杂视频联网与共享等特点。此类场景一般为委办局、重点单位及已实现图像资源整合的行业单位，建议通过平台对接实现图像联网接入。

图3 IPC或NVR国标转换后国标方式接入

例如，教育局自建的监控平台已整合下辖各学校的图像资源，可进行统一的视频管理和调阅。公安部门若分别与各学校已有的IPC或NVR对接，难度和成本将提升一个量级，需对接的设备分散，网络链路繁杂，技术标准各异。建议采用平台对接的方式与已整合各学校图像资源的教育局视频监控平台进行国标对接，被调阅的视频通过流媒体转发设备逐级转发，供公安部门调阅。

具体完成的主要工作包括：

1）对非标平台设备的相关协议进行转换，包括sip协议、会话协议等[4-5]；

2）对非标平台设备进行国标编码，将各厂家的编码规则转换为标准的国标20号编码，根据公安部门已有的国标平台设备的编码情况合理分配编码；

3）将非标平台的流媒体协议和码流封装，进行国标转换；

4）将非标平台的媒体流转码成符合国标的h.264码流。

根据实际情况，主要有以下2种联网方式：

1）SDK方式接入。外网平台SDK首先通过SDK转换服务器标准化为公安国标联网共享管理平台完全兼容的SDK，然后经由安全隔离设备接入公安视频IP专网的公安国标联网共享管理平台（见图4）。若外网平台SDK已与公安国标联网共享管理平台完全兼容，则直接SDK接入[6]。

2）国标接入。不符合国标的外网平台由外单位或相关厂商自行转换为符合国标的平台之后再通过安全隔离设备接入公安视频IP专网的公安国标联网共享管理平台（见图5）。若外网平台已符合国标要求，与公安国标联网共享管理平台完全兼容，则直接国标接入[7]。

图4 外单位平台SDK接入

图5 外单位平台国标转换后接入

2 工程案例实践

对视频监控资源整合系统的主要功能模块进行设计，并实现自然博物馆与公安部门的视频联网，通过实际联网案例验证设计方案的可行性。将该博物馆内部的监控图像接入到公安视频IP专网上，并整合进公安部门的图像实战应用平台，满足公安部门在实战平台上对实时图像进行调阅、控制及对历史录像进行下载的需求。同时，为保证公安视频IP专网的安全性，提供基于视频资源安全网关的视频监控系统。该系统的视频资源安全网关不仅支持国标设备与非国标设备混合接入，还支持非国标设备的标准化改造，输出标准信令和标准码流，将各类系统无缝接入国标视频监控平台。

2.1 应用对象概述

1）自然博物馆目前有107台高清摄像机和11台NVR，由这些设备和网络设备组成一个运行在监控局域网上的网络监控系统；

2）在博物馆和公安部门的机房内加装一台以太网光端机，将博物馆监控局域网延伸到公安部门的机房内；

3）视频资源安全设备跨接在博物馆监控局域网与公安视频IP专网之间，进行安全隔离和视频转码；

4）国标sip服务器布设在公安视频IP专网上，通过视频资源安全设备，将博物馆的NVR接入到公安部门已有的国标监控平台内，实现实时图像调阅、PTZ（Pan/Tilt/Zoom）控制和历史录像下载等功能。

2.2 系统网络设计

1）博物馆NVR通过SDK与视频资源安全设备联网通信；

2）国标sip服务器通过国标与视频资源安全设备联网通信；

3）国标sip服务器与NVR布设在各自的网络内，视频资源安全设备在2个网络间实现IP地址转换和数据安全过滤等功能。

国标代理网关用于将外网的非国标监控设备无缝接入内网的国标sip服务器，具体对外网的非国标监控设备进行接入管理、协议转换和视频转码，其中：接入管理功能屏蔽所接入外网的非国标监控设备的差异，并翻译成GB/T 28181—2011标准协议接口；协议转换功能将协议转换为标准控制数据；视频转码功能将视频生成标准码流。图6为联网拓扑架构。

图6 联网拓扑架构

2.3 实际应用效果

1）视频联网。通过与公安部门现有的视频监控系统联网，使系统具备NVR接入管理模块，通过SDK协议包或GB/T 28181—2011实现对NVR设备的接入管理。

2）实时图像调阅。可实时显示前端任意一个监控点的图像，可在1、4、6、8、9、10、13、16和全屏等多种画面模式下显示视频；支持视频抓拍、本地录像、图像屏蔽和云台锁定等操作；支持对节点树进行排序，分为不排序、按标题排序和按名称排序等3种方式；支持节点快速搜索，在节点较多的情况下，用户可通过快速查找功能，从繁多的节点中快速搜索到要查找的设备，搜索过程中可动态显示搜索结果。

3）PTZ控制。实现云台和快球的方向控制、自动扫描、光圈焦距管理和镜头缩放及云台速度调节；支持灯光、雨刷和电源开关控制；支持自定义辅助开关控制；支持图片预览式预置位设置，用户在调用预置位时可查看调用的预置位与设置的预置位是否为同一点位；支持预置位巡航设置，可根据用户需求添加多个巡航组，不同需求调用不同的巡航组进行巡航；支持3D控制，在视频窗口内对摄像机云台和镜头进行自动调节，可在实时窗口进行拉近/拉远等操作。

4）历史录像下载。实现按时间段查询、下载录像，用户可输入录像开始时间和结束时间，对该时间段内的所有录像进行下载。

3 结 语

本文研究各类非标准视频监控联网系统的设计与实现，综合应用视频监控、通信、计算机网络、系统集成和编解码等技术进行系统总体设计；论述平台接入、非平台接入、国标接入和非国标接入等情况下的联网方案，实现不同视频设备及监控系统间互联、互通、互控的视频监控联网系统。结合公安部门与社会单位视频联网的不同现状，该研究可为实际遇到的各类社会单位图像资源联网项目研究提供理论基础。