視頻綜合管理應(yīng)用平臺的功能特點和應(yīng)用領(lǐng)域分析

隨著平安城市建設(shè)的快速推進(jìn)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模和業(yè)務(wù)應(yīng)用在持續(xù)增加，系統(tǒng)的復(fù)雜也度越來越高，特別是前端高清的全面推廣，隨之而產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存儲，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分析，檢索以及如何在這些數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上拓展實戰(zhàn)應(yīng)用，維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備和服務(wù)的穩(wěn)定運行，都是平臺設(shè)計需要考慮的問題。本文也將站在大連公安的視角上，提供一套適合大連公安的視頻綜合管理平臺解決方案。

大連市視頻綜合管理應(yīng)用平臺融合了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控、智能交通卡口、移動警用車載、智能分析、視頻圖像信息庫、應(yīng)急指揮、運維等各種應(yīng)用，并且，需要與警用地理信息系統(tǒng)、三臺合一、警鐘平臺等對接，是一個集大成的綜合應(yīng)用平臺。項目建設(shè)圍繞數(shù)據(jù)源建設(shè)和業(yè)務(wù)應(yīng)用兩大方面。數(shù)據(jù)源匯聚、共享有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共享平臺完成，在此基礎(chǔ)上，針對大連公安的實際需求，開發(fā)相應(yīng)的實戰(zhàn)應(yīng)用，包括：GIS掛圖作戰(zhàn)，完成重大安保和應(yīng)急指揮功能;案件管理，可以進(jìn)行電子卷宗的存檔，分析和統(tǒng)計等;形成視頻圖像信息庫，支撐對其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)的視頻資源調(diào)用等等。

平臺建設(shè)需要地區(qū)聯(lián)網(wǎng)，兼容前期建設(shè)的視頻資源和平臺，通過GB/T 28181進(jìn)行級聯(lián)和設(shè)備的接入。在需要的時候，接入省廳平臺，形成全省聯(lián)網(wǎng)乃至全國聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)大連的實際情況，平臺設(shè)計思路如下：

建設(shè)視頻數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)平臺，用來整合接入所有設(shè)備?；A(chǔ)平臺負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的匯聚、整理、分析，把人、車、物統(tǒng)一納入監(jiān)管;在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)GIS的統(tǒng)一展現(xiàn)，拓展應(yīng)急指揮，安保巡檢等的掛圖應(yīng)用;

建設(shè)運維管理平臺，負(fù)責(zé)對前端設(shè)備、支持SNMP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、平臺服務(wù)等的監(jiān)控和運維保障。同時，支持公安實際應(yīng)用中對視頻質(zhì)量的要求和硬盤異常，錄像完整等的要求;

建設(shè)智能實戰(zhàn)平臺，形成視頻圖像信息庫、案事件庫、元數(shù)據(jù)庫等，實現(xiàn)視頻、圖像的結(jié)構(gòu)化存儲和檢索，為其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供有效視頻資源。同時，展現(xiàn)案事件在GIS中的分布狀況，統(tǒng)計相應(yīng)地區(qū)某一時間段的同比、環(huán)比狀況。

以上平臺，在實現(xiàn)時，遵循如下規(guī)范：

采用模塊化設(shè)計思路，根據(jù)高內(nèi)聚，低耦合的方式定義系統(tǒng)、邏輯管理、標(biāo)準(zhǔn)接入、物理資源的聯(lián)系。數(shù)據(jù)與應(yīng)用相對獨立，應(yīng)用與控制參數(shù)相對獨立，以便于系統(tǒng)的調(diào)整與升級，適應(yīng)不斷發(fā)展的管理需求。保證各項技術(shù)可以不斷的更新和升級以維持系統(tǒng)的先進(jìn)性，使系統(tǒng)軟件具有較長的生命周期。

標(biāo)準(zhǔn)是平臺整合的基礎(chǔ)。主要體現(xiàn)在統(tǒng)一編碼的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)性、應(yīng)用開放接口及中間邏輯層的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)。此外標(biāo)準(zhǔn)還涉及制度和規(guī)章。

強(qiáng)化物理層。根據(jù)設(shè)計的需要追加相應(yīng)的設(shè)備投入，保證系統(tǒng)的應(yīng)用強(qiáng)度。

強(qiáng)化平臺管理。重點是建立全網(wǎng)統(tǒng)一、分級分域權(quán)限管理、流控和調(diào)度系統(tǒng)。建立協(xié)調(diào)交互支撐系統(tǒng)。

強(qiáng)化應(yīng)用。系統(tǒng)將建立統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的、開放的調(diào)用接口，供各應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用，同時將建立預(yù)案視頻監(jiān)控支撐系統(tǒng)和警視聯(lián)動系統(tǒng)等應(yīng)用。

平臺軟件總體構(gòu)架

平臺軟件系統(tǒng)符合GB/T 28181標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)管平臺采用SNMP協(xié)議。

架構(gòu)設(shè)計上，通過分離、分層、分級、分域、熱備、負(fù)載均衡、云存儲技術(shù)，從架構(gòu)上保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、易擴(kuò)展、易維護(hù)、易融合。

分離：媒體流和控制管理分離，根據(jù)數(shù)據(jù)量不同的特點定制開發(fā)，控制和數(shù)據(jù)處理獨立，支持超大規(guī)模應(yīng)用和靈活擴(kuò)展;

分層：分為接入層、流媒體層、管理控制層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層，層與層之前通過標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議通信，每層實現(xiàn)技術(shù)可獨立演進(jìn)，方便系統(tǒng)升級、擴(kuò)展和新業(yè)務(wù)引入;

負(fù)載均衡：通過智能動態(tài)負(fù)載均衡算法，可在故障時快速有效承接。

總體框架應(yīng)該包括設(shè)備接入層、轉(zhuǎn)發(fā)存儲層、中間件層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、用戶界面層五個層次，如下所示：

設(shè)備接入層：主要負(fù)責(zé)與外場設(shè)備、中心系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互;完成采集圖片/數(shù)據(jù)的入庫存儲、數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理及控制信息發(fā)送功能;

轉(zhuǎn)發(fā)存儲層：主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及錄像文件的存儲和管理，負(fù)責(zé)實時視頻圖像的轉(zhuǎn)發(fā)和歷史圖像的存儲，數(shù)據(jù)庫軟件采用ORACLE， 采用RAID5磁盤陣列作為存儲介質(zhì)，采用負(fù)載均衡的策略將轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、比對、查詢?nèi)蝿?wù)分配到多臺服務(wù)器上。

中間件層：是支撐業(yè)務(wù)應(yīng)用中間件服務(wù)層，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)檢索引擎、數(shù)據(jù)共享服務(wù)和GIS訪問等功能;

業(yè)務(wù)應(yīng)用層：是基于中間件層之上進(jìn)行的各種業(yè)務(wù)處理、運算和管理服務(wù)層，包括實時監(jiān)控、錄像追蹤、報警、信息導(dǎo)入、GIS應(yīng)用、查詢統(tǒng)計、報警聯(lián)動、系統(tǒng)對時等業(yè)務(wù)處理功能，同時提供豐富的系統(tǒng)配置管理功能。

視頻圖像信息庫

依托聯(lián)網(wǎng)平臺，在市、縣采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)建立二級級聯(lián)的圖像資源庫，集中存儲管理視頻監(jiān)控、視頻會議、視頻接訪、視頻勘查、視頻督察等各類重要圖像資源，實現(xiàn)全市范圍的圖像資源搜索、查找和調(diào)閱。

重點開展案事件圖像數(shù)據(jù)庫的開發(fā)、應(yīng)用，通過建設(shè)視頻摘要和標(biāo)注的方式實現(xiàn)全市范圍內(nèi)案事件視頻圖像的整合、索引、串并、共享。各地、各警種要建立與此相適應(yīng)的業(yè)務(wù)工作規(guī)范，確保各類案事件視頻圖像資源入庫管理并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)注、編輯、整理、上傳。

案事件圖像信息庫分為兩個部分，一是原始視頻圖像資料庫，主要用于存儲警情、案事件等有價值的視頻圖像原始文件;二是案事件信息數(shù)據(jù)庫，用于存儲經(jīng)過切片、標(biāo)注描述的案事件相關(guān)的視頻片段、圖片及其它案事件信息。整個視頻圖像信息數(shù)據(jù)庫應(yīng)為各部門實戰(zhàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用建立可疑圖像（圖片）數(shù)據(jù)庫、警情信息數(shù)據(jù)庫、案件信息數(shù)據(jù)庫等各類主題視頻數(shù)據(jù)庫，提供特征識別、智能分析、智能檢索、交換共享等支撐服務(wù)。該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也是公安多媒體信息資源的統(tǒng)一存儲系統(tǒng)，要求為各公安業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供方便的多媒體信息存儲、分析檢索、調(diào)用服務(wù)。

視頻圖像信息庫解決方案采用在公安網(wǎng)中，與視頻聯(lián)網(wǎng)平臺對接的方式進(jìn)行部署，便于從視頻聯(lián)網(wǎng)平臺中通過網(wǎng)絡(luò)的方式獲得原始視頻或圖像，也可以通過手工拷入的方式，從外部社會資源進(jìn)行采集。

采集入庫的視頻和圖像信息在視頻圖像數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行長時間集中存儲，分布式可擴(kuò)容的云計算中心將多臺智能分析服務(wù)器等設(shè)備對海量視頻圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行高效結(jié)構(gòu)化處理，卡口、電警、人臉卡口、綜合治安卡口等智能前端設(shè)備直接將原始視頻和特征描述信息保存到視頻圖像信息庫。

·視頻資源圖像信息庫和視頻資源共享平臺的無縫連接

實現(xiàn)公安網(wǎng)內(nèi)所有用戶和視頻服務(wù)器能夠直接共享訪問，需要文件全局共享，確保管理流程中素材相關(guān)文件不需要拷貝或者傳輸就能夠進(jìn)行無縫的共享，讓整個工作流程中的各階段流程能夠順暢的進(jìn)行，從而提高視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)效率。

·高可靠數(shù)據(jù)存儲

視頻圖像信息庫的集中存儲區(qū)域采用高速專用光纖網(wǎng)將磁盤陣列與存儲服務(wù)器連接起來的，是目前最新的存儲技術(shù)，采用高速的光纖通道作為傳輸媒介，以FCP/SCSI協(xié)議作為存儲訪問協(xié)議，將存儲子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、開放化、虛擬化、智能化，實現(xiàn)真正的高速、安全、共享存儲。

·視頻濃縮和視頻摘要

利用視頻濃縮摘要技術(shù)，將視頻摘要形成視頻片斷，不同時刻的目標(biāo)“穿越時空”同時展現(xiàn)播放，使24小時的視頻被制作成一個簡短到幾分鐘摘要視頻成為現(xiàn)實。視頻摘要不僅濃縮的是事件的精華，也是活動事件的全部，沒有價值的視頻將被剔除。通過多分格快照技術(shù)，可以在幾秒中看完所有的活動目標(biāo)成為可能，回溯原始視頻功能，瞬間鎖定目標(biāo)在原始視頻中的位置。這些智能視頻分析功能的實現(xiàn)和應(yīng)用將大大提高海量視頻監(jiān)控錄像分析的效率。

智能實戰(zhàn)圖偵平臺

智能實戰(zhàn)平臺圍繞公安實戰(zhàn)應(yīng)用展開，為各警種提供基于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，滿足公安各警種對視頻的實戰(zhàn)應(yīng)用需求，包括：視頻綜合防控、指揮調(diào)度視頻輔助、案事件視頻偵查研判、智能交通管理、視頻警務(wù)督察等幾大類。視頻業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)是在視頻監(jiān)控、城市報警、智能交通、智慧物聯(lián)等平安城市聯(lián)網(wǎng)工程之后，進(jìn)一步提高公安信息化水平，發(fā)揮高科技優(yōu)勢，實現(xiàn)技防系統(tǒng)的針對公安業(yè)務(wù)的深度應(yīng)用，是符合解放警力、維護(hù)社會穩(wěn)定的重大技術(shù)創(chuàng)新。

綜合分析，案件管理、圖像偵控工作中存在如下幾個方面的問題，亟待解決。

·圖像調(diào)取和格式統(tǒng)一問題

涉案視頻來源廣泛，除了來自于公安機(jī)關(guān)整合的監(jiān)控系統(tǒng)，還有大量來自社會監(jiān)控點。而不同廠家錄像格式和編碼不統(tǒng)一，在偵查過程中，調(diào)取小區(qū)，銀行，寫字樓監(jiān)控視頻時，偵查人員往往需要獲得與廠家設(shè)備型號對應(yīng)的播放器，才可以查閱研判視頻，因找不到播放器導(dǎo)致調(diào)取的視頻不能播放研判的情況屢有存在。

·案件數(shù)據(jù)管理和協(xié)同問題

案件偵破的過程中，偵查人員調(diào)取的相關(guān)的視頻資料，往往被存放在自己的電腦上進(jìn)行研判分析，無法共享給他人，制約了與歷史案件的串并分析，當(dāng)人員工作發(fā)生變動時甚至導(dǎo)致信息的遺漏;尤其是案件涉及的監(jiān)控點較多，由多人進(jìn)行圖像采集和協(xié)同交叉研判時，分散存放案件視頻的模式，嚴(yán)重制約著查找，管理，協(xié)同的效率。

·提高效率問題

現(xiàn)場采集的案發(fā)監(jiān)控視頻線索的分析和識別，目前主要還是依賴人工觀看，當(dāng)視頻數(shù)據(jù)非常多時，看視頻的工作量非常大并且效率不高。目前辦案人員在研判案件相關(guān)視頻時，必須“完整”地瀏覽相關(guān)案件視頻錄像，因擔(dān)心漏過一閃即逝的目標(biāo)，在面對夜間或偏僻地段的監(jiān)控錄像時，即使其中很少有活動目標(biāo)出現(xiàn)，也只能“完整”地瀏覽，而不能出現(xiàn)哪怕是“一秒”的遺漏;在面對“車水馬龍”、場景混雜的監(jiān)控錄像時，即使是查找具有某些特定特征的目標(biāo)（譬如在某個區(qū)域活動的目標(biāo)、向某個方向運動的目標(biāo)、經(jīng)過某個區(qū)域的目標(biāo)、具有某些特定色彩特征的目標(biāo)、行人或車輛等），也只能時刻“緊盯”錄像畫面，尋找偵查目標(biāo)。這種完全由偵查員人工方式瀏覽、查找嫌疑目標(biāo)的工作方式不僅費時、費力，效率低下，而且長時間瀏覽視頻錄像，非常容易因為偵查員的視覺疲勞錯過線索。

為有效解決上述問題，提高案件偵破效率，大連市視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)項目部署基于視頻的綜合案件管理系統(tǒng)解決上述問題，智能實戰(zhàn)圖偵平臺是平安城市監(jiān)控系統(tǒng)的補充，是基于視頻圖像的實戰(zhàn)系統(tǒng)，根據(jù)公安視頻偵查業(yè)務(wù)專門針對價值視頻進(jìn)行采集、分析、研判、存儲的解決方案。可對視頻信息進(jìn)行集中存儲管理，并通過智能話分析，實現(xiàn)多種格式視頻的統(tǒng)一在線播放、破損視頻文件的修復(fù)還原、摘要濃縮、快速查閱等功能，協(xié)助公安干警快速定位案件視頻線索，提升圖像偵察效率，助力案件快速偵破。

智能實戰(zhàn)圖偵平臺組網(wǎng)圖

智能實戰(zhàn)圖偵系統(tǒng)由兩種專用服務(wù)器設(shè)備組成。智能實戰(zhàn)服務(wù)器設(shè)備負(fù)責(zé)視頻的存儲并提供案件視頻管理服務(wù)，智能分析服務(wù)器負(fù)責(zé)視頻的智能分析處理。整個系統(tǒng)采用彈性擴(kuò)展架構(gòu)，隨著案件視頻量的增大，可以增加智能分析服務(wù)器的設(shè)備數(shù)量，系統(tǒng)分析性能可以線性增加;系統(tǒng)的容量則可通過外置存儲設(shè)備擴(kuò)容。

前端視頻圖像信息由視頻數(shù)據(jù)共享平臺進(jìn)行統(tǒng)一管理。通過平臺間的無縫對接，在智能實戰(zhàn)平臺中調(diào)取原始視頻圖像，進(jìn)行智能化分析，將和案件相關(guān)聯(lián)的重要圖像信息存儲在涉案視頻存儲服務(wù)器中。公安業(yè)務(wù)平臺通過關(guān)聯(lián)的圖像信息可及時調(diào)取有效的視頻圖像信息用于其他公安、警用業(yè)務(wù)的開展。

智能實戰(zhàn)圖偵平臺以視頻圖像的智能分析技術(shù)為基礎(chǔ)，密切貼合公安視頻偵查業(yè)務(wù)，通過對涉案證據(jù)的采集、偵查、研判、管理等流程為案件視頻分析提供一套“系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化”的應(yīng)用平臺系統(tǒng)。以視頻影像處理智能化算法為技術(shù)基礎(chǔ)，最大程度的優(yōu)化處理結(jié)果、縮短視頻分析周期、減少警力消耗，以智能化推動案件視頻分析更快發(fā)展，為案件的破獲提供重要的方法和作戰(zhàn)工具。

·案事件管理

案事件管理應(yīng)用功能以案事件偵查業(yè)務(wù)模型為中心展開，包含案情錄入、案情分享、案情查詢、協(xié)同辦案、串并案分析、偵查研判、結(jié)案破案、建立電子卷宗等完整的管理流程，是整個智能實戰(zhàn)應(yīng)用的主線。案件電子卷宗包含案件相關(guān)的各種人事物等信息，以及與案件相關(guān)的重要視頻和圖像信息，這些信息統(tǒng)一在案事件管理功能單元進(jìn)行管理，用戶根據(jù)相應(yīng)的權(quán)限進(jìn)行案事件信息進(jìn)行相關(guān)操作。提高了公安人員辦案效率和業(yè)務(wù)水平。

·視頻偵查研判

視頻圖偵研判應(yīng)用利用視頻監(jiān)控領(lǐng)域的最先進(jìn)的智能分析技術(shù)，提供智能化的偵查研判功能，辦案人員可以根據(jù)案情相關(guān)的可疑人、可以車輛、可疑對象目標(biāo)，從海量的相關(guān)錄像數(shù)據(jù)中，智能地搜索出案件相關(guān)視頻圖像信息及其他相關(guān)證據(jù)，為案件分析研判提供了關(guān)鍵性的素材和技術(shù)信息，大大縮短了人工偵查的時間。

·PGIS掛圖作戰(zhàn)

PGIS掛圖作戰(zhàn)工具，為案事件偵查業(yè)務(wù)提供了時空分析功能。案件相關(guān)的線索在PGIS電子地圖上相應(yīng)的地理位置上進(jìn)行標(biāo)注，并根據(jù)線索出現(xiàn)的時間順序以活動軌跡的形勢進(jìn)行展示。這種對案情信息進(jìn)行時空展示的方式，加上圈蹤、扇形跟蹤、路線跟蹤、視頻接力等作戰(zhàn)工具進(jìn)行分析，容易快速鎖定嫌疑目標(biāo)。

智能運維系統(tǒng)

智能運維系統(tǒng)作為安防監(jiān)控系統(tǒng)的運維解決方案，及時有效發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中潛在分先和存在問題，為客戶提供運營監(jiān)控、故障定位、擴(kuò)容建議。可以管理系統(tǒng)內(nèi)的視頻設(shè)備（DVR、IPC、NVR、NVS等）、各種應(yīng)用服務(wù)器設(shè)備（中心管理服務(wù)器、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、流媒體存儲服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、圖片存儲服務(wù)器等）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（路由、交換機(jī)），并提供具有安防特色的運維管理業(yè)務(wù)，支持運行信息的收集統(tǒng)計、設(shè)備錄像巡檢、中心錄像巡檢、故障設(shè)備批量升級等功能。

大連地區(qū)案例

大連保稅區(qū)平安城市項目，是由運營商中國電信中標(biāo)與大華股份合作，大華股份為該項目主要提供前端產(chǎn)品（高清卡口設(shè)備、130萬智能紅外球機(jī)、高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)IPC-HF3200P），后端產(chǎn)品（指揮中心拼接屏、IPSAN存儲等）以軟件平臺（大華DSS視頻綜合管理平臺）等。大連保稅區(qū)平安城市作為構(gòu)建智慧大連建設(shè)的重要部分，大華將發(fā)揮關(guān)鍵作用，提供強(qiáng)大的產(chǎn)品和技術(shù)支持，為大連智慧城市建設(shè)貢獻(xiàn)自己一份力量。

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