某大型机场视频监控系统改造升级初探

杜高丽

(博康云信科技有限公司,广东深圳 518000)

0 引言

新时代民航高质量发展要求加快推进以“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”为核心的“四型机场”建设,而智慧机场是推进“四型机场”建设的关键支撑和实施路径。做为多个业务系统的底层支持,视频监控是智慧机场建设的基础核心系统。随着安防技术的新发展,视频监控的高清网络化、智能化的已经在各个行业得到充分的应用,系统提供更多的细节和信息,为可视化管理提供了极大的空间[1]。

1 项目背景

作为国内旅客吞吐量超过5000万人次的枢纽机场,该机场T1航站楼当前的视频监控系统处于新老技术交替、模拟与数字设备并存的局面。监控系统从前端、传输网络到后端储存均已无法满足实际应用需求,无论是画面清晰度、还是符合未来发展的智能应用,现模拟系统已很难有所提升,因此需要进行全面的改造,将模拟系统升级为高清数字网络摄像机,是十分必要且迫切的。

另外,该机场现存多个安防集成管理平台交叉使用的情况,而从机场长远发展及规划角度上看,各自为营相互独立的管理方式存在相当大的弊端,各个平台之间不仅需要管理人员维护造成人力资源浪费,而且平台之间功能相互重叠、冲突,不利于未来的使用与扩展,所以将机场不同平台的架构及功能进行梳理,并且制定统一的建设原则,可以为机场未来规划提供强有力的支持[2]。

2 改造升级内容

此次项目主要针对目前该机场视频安防监控现状中存在的诸多问题提出针对性的解决方案。通过整体升级改造,使机场视频监控实现统一管理,安防管理平台层次逻辑及架构清晰,增加智能化应用,同时满足机场对未来功能扩展的需求。具体来说,将主要从以下四个方面提升该机场的视频监控水平:首先是前端设备的全部高清数字网络化升级改造,同时补充盲区位置摄像头;其次是后端储存建设及容量全方面扩容升级;然后是支撑全高清数字化的配套网络同步升级改造;最后是梳理及规划机场现有安防管理平台的层次及架构,使其条理清晰,逻辑明确,并根据扩容的需要进行平台升级改造。

3 改造技术方案

3.1 前端设计

机场摄像头前端升级改造,主要为解决现有模拟摄像头陈旧、难以维护、无法支撑新功能需求等问题,而其监控范围及点位位置,因为同机场业务需求已磨合多年,可以说已经足够匹配,除了部分区域要对机场改扩建新产生的盲区或机场新需求来进行补盲外,其他摄像机在此次改造设计中的主要原则为同监控区域、同点位、同监控方向范围的设备替换,不重新设计监控点位及各个点位摄像机的监控范围[3]。

此次前端摄像头升级改造,均符合以下技术要求:(1)各种摄像机均符合GB/T 28181-2016国家标准,摄像机像素以400万为主;(2)部分摄像机依据适用类型需具有宽动态、超低照度、智能分析功能等一种或多种功能;(3)前端摄像头支持多码流。

3.2 数据存储

3.2.1 存储架构

根据项目系统需求,改造的高清图像采用FC SAN存储系统,整个存储系统则采用存储云管理模式、分布式架构设计,同时支持多种储存方案并存的建设理念进行实施。FC SAN视频存储系统由视频存储服务器、FC SAN光纤通道交换机、磁盘阵列组成。通过存储管理云平台统一实现对所有磁盘阵列、视频存储服务器、流媒体服务器的性能管理、容量管理、分配管理、故障管理及配置管理。

同时存储管理云平台还实现了对原有T1建设的存储设备(NVR、SVR)、网络存储(IP-SAN)、光网络存储(FCSAN)等多种存储形式的统一管理。作为T1航站楼安防管理平台的存储管理服务升级,存储管理云平台能够与T1的安防管理平台无缝对接,确保已有投资不浪费,各单位应用平滑无感知,同时项目实施不停航的前提下,完成安防存储服务云管理的升级。

3.2.2 存储容量

2016年开始实施的反恐法要求机场等重点目标重点区域的视频存储时间至少要达到90天。根据投标存储总容量和项目增改摄像机总数情况,并结合摄像机编码性能,在满足使用清晰度不下降的前提下,综合评估确定编码率可以设置为6-8M/bps。在实际运行中还可以根据活动摄像机和固定摄像机的属性,按需调整不同摄像机的码率大小,灵活把握图像清晰运动流畅,以节约存储空间。

3.3 智能化应用

因机场的功能需求多样化,且对部分智能分析功能要具有较高的准确性与实用性,所以,智能分析在应用方面统一规划到系统后端安防集成管理平台中。而前端的智能分析功能主要包括两个部分:人脸识别抓拍功能及设备智能分析自检测功能。

人脸识别抓拍需要前端摄像机具备人脸识别算法,要求能够准确识别人脸,在多人同时出现时,也能够迅速抓拍到各个人员的面部特征。人脸识别抓拍功能摄像机主要在设置在机场主要出入口,安检通道以及值机柜台等区域。

设备智能分析自检测功能,检测内容主要包括摄像头是否被遮挡、摄像头成像是否模糊、摄像头功能是否正常等,一旦摄像头本身设备出现状况,能够迅速将报警内容推送到管理平台,通知相关人员迅速处理。

3.4 视频管理平台改造

升级改造T1航站楼视频管理平台能够接入包括本次升级改造的模拟监控系统以及现有的数字高清子系统,实现统一管理。支持云端管理,平台实现可视化云管理,为系统提供统一的可视化页面及交互逻辑,具体包括:T1航站区平台升级改造,管理本项目所有涉及视频设备;视频图像的接入及终端访问符合GB/T28181协议;实现各单位现有客户端可以同时访问T1航站区和T2航站区的视频图像;采用GB/T28181国标,实现新升级平台和T2安保管理平台之间的互联互通。

3.4.1 云管理

新建T1航站楼安防管理平台将原有T1航站楼视频以外的管理功能全部移除,保证其系统功能的纯粹性,具体来说提供如下的管理服务。

已有资源云管理:升级后的平台提供此前历次改造项目的安防资源的云管理能力,包括多个品牌的高清摄像机、DVR/NVR的单机存储设备、IP-SAN/FC-SAN以及视频云存储设备。

存储服务云管理:升级后的平台完全支持国际、国家标准,能够直接云化管理不同形式第三方符合标准的存储服务,云化管理第三方异构私有存储服务,云化管理各品牌不同架构的存储设备。

流媒体服务云管理:升级后的平台功能具有良好的兼容能力,能够通过转码、代理等方式管理多种流媒体服务。依据优先选择网络延时最小、IP地址同段、负载占用最小、传输路径最近等策略实现云管理、负载均衡管理,能够充分利用网络带宽,减少网络交换环节,提高视频转发、分发、交换和传输效率,有效提升流媒体服务的安全性、稳定性和可靠性。系统配置简单具备快速扩展流媒体服务能力。

媒体分发服务功能:升级后的平台支持基于用户级别的资源抢占策略、基于链接的资源抢占策略、基于应用的分发、转发策略、基于组播的分发、转发策略、基于业务的流媒体负载均衡与级联。支持负载均衡,以确保系统平台的可靠性与稳定性。在多台流媒体服务器之间通过负载算法,将流媒体分发请求动态均衡负载到各个流媒体服务器上。

3.4.2 T1平台与T2平台的互联

要实现升级改造后的T1视频管理平台与T2 安防管理平台互联互通,改造方案确定核心层管理平台之间采用国标GB/T28181协议实现信息相互注册,满足现有平台终端可以通过权限共享使用到机场范围内任意安防监控资源,并做到核心层管理平台的冗余热备。

如图1所示,T2平台通过GB/T28181标准协议访问TI平台视频,T2平台上根据授权实现对T1所有监控视频实时预览和历史录像点播;T1平台通过GB/T28181标准协议访问T2平台视频,在T1平台上根据授权对T2所有监控视频实时预览和历史录像点播。

图1 T1与T2平台间信息流程图Fig.1 Information flow chart between T1 and T2 platforms

TI与T2平台互联,相互视频预览、录像点播和录像下载时支持UDP和TCP协议,且TCP连接时支持active和passive两种方式。

实现核心层管理平台的容灾备份,当T1平台或T2平台中任意一个平台出现故障时,都能满足最终用户随时使用该机场范围内的监控视频及相关业务。

互联互通完成后,无论T1还是T2均可在现有的客户终端上,使用现有终端根据授权使用机场范围内的视频监控资源,从而真正的实现视频监控资源共享使用。

4 改造效果分析

改造后的视频监控系统实现了航站楼内全高清成像、无盲区的摄像机覆盖,实现了新建视频与原有数字视频的统一管理,实现了新增高清视频图像90天的存储扩容,实现了视频信息的智能化应用。同时解决了各平台间的统一协作管理的问题,完善视频管理平台合理架构及功能,充分发挥原有各个平台的作用、以最低代价完成T1、T2视频监控的统一管理及对接。

新建视频监控系统的功能完全立足于机场的运营管理,充分满足当前和未来五年内机场用户的需求,保证系统信息处理和传递的安全、可靠、及时、准确、完整。为相关区域图像在各业务部门提供共享分析, 为提升机场运营效率和服务水平提供基础直观数据,提高了机场相关部门的工作效率,降低了机场的运营成本。

5 结语

机场视频监视系统是机场安防系统的重要组成部分,是智慧机场的核心系统。但目前国内多数大型枢纽机场出于经济性和延伸性考虑,仍存在模数混合的监控系统,存在多个视频管理平台相互独立、各自为营的状况。而这些现状对智慧机场的发展造成了障碍,迫切需要进行升级改造。通过对某大型机场航站楼视频监控系统的功能需求重新梳理,改造原有的模拟系统,采用统一的管理平台实现视频资源的整合、配置、调用、存储和集成管理,表明数字视频监控系统是机场监控系统的正确方向,它能够满足机场对安防系统智能化应用和集成化管理的需求,更好的为智慧机场的建设提供技术支撑。