>> 您的位置:首页 > 技术与创新 > 管理平台 > 正文
大型视频综合管理平台在平安城市建设中的应用浅析
2014/5/22 9:57:00      来源:《中国安防》    作者:韩伟钟 浙江大华技术股份有限公司
 随着平安城市建设的快速推进,视频监控系统的规模和业务应用在持续增加,系统的复杂也度越来越高,特别是前端高清的全面推广,随之而产生的海量数据存储、非结构化数据分析、检索以及如何在这些数据基础上拓展实战应用、维护系统设备和服务的稳定运行等都是平台设计需要考虑的问题。本文将以大连视频综合管理平台为例,详细探讨大型视频综合管理平台在平安城市中的具体应用。

引言
  随着平安城市建设的快速推进,视频监控系统的规模和业务应用在持续增加,系统的复杂也度越来越高,特别是前端高清的全面推广,随之而产生的海量数据存储、非结构化数据分析、检索以及如何在这些数据基础上拓展实战应用、维护系统设备和服务的稳定运行等都是平台设计需要考虑的问题。本文将以大连视频综合管理平台为例,详细探讨大型视频综合管理平台在平安城市中的具体应用。

  一、大型视频综合管理平台的发展背景
  以大连平安城市建设为例,大连市视频综合管理应用平台融合了传统视频监控、智能交通卡口、移动警用车载、智能分析、视频图像信息库、应急指挥、运维等各种应用,并且需要与警用地理信息系统、三台合一、警钟平台等对接,是一个集大成的综合应用平台。项目建设围绕数据源建设和业务应用两大方面。数据源汇聚、共享有基础数据共享平台完成,在此基础上,针对大连公安的实际需求,开发了相应的实战应用,主要包括:GIS挂图作战,完成重大安保和应急指挥功能;案件管理,可以进行电子卷宗的存档、分析和统计等;形成视频图像信息库,支撑对其他业务系统的视频资源调用等。
  平台建设需要地区联网并兼容前期建设的视频资源和平台,通过GB/T28181进行级联和设备的接入可以在需要的时候接入省厅平台,形成全省联网乃至全国联网。

  二、大型视频综合管理平台的设计思路
  根据大连的实际情况,平台设计思路如下:
  (1)建设视频数据共享基础平台以整合接入所有设备,基础平台负责数据的汇聚、整理、分析,把人、车、物统一纳入监管;在此基础上实现GIS的统一展现,拓展应急指挥,安保巡检等的挂图应用。
  (2)建设运维管理平台,负责对前端设备、支持SNMP协议的网络设备、平台服务等的监控和运维保障。同时,支持公安实际应用中对视频质量的要求和硬盘异常,录像完整等要求。
  (3)建设智能实战平台,形成视频图像信息库、案事件库、元数据库等,实现视频、图像的结构化存储和检索,为其他业务系统提供有效视频资源。同时,展现案事件在GIS中的分布状况,统计相应地区某一时间段的同比、环比状况。
  平台在具体实现时将遵循如下规范:
  采用模块化设计思路。根据高内聚、低耦合的方式定义系统、逻辑管理、标准接入、物理资源的联系。数据与应用相对独立,应用与控制参数相对独立,以便于系统的调整与升级,适应不断发展的管理需求。保证各项技术可以不断地更新和升级以维持系统的先进性,使系统软件具有较长的生命周期。
  标准是平台整合的基础。主要体现在统一编码的强制标准性、应用开放接口及中间逻辑层的强制标准,此外标准还涉及制度和规章。
  强化物理层。根据设计的需要追加相应的设备投入,保证系统的应用强度。
  强化平台管理。重点是建立全网统一、分级分域权限管理、流控和调度系统。建立协调交互支撑系统。
  强化应用。系统将建立统一的、标准的、开放的调用接口,供各应用系统调用,同时将建立预案视频监控支撑系统和警视联动系统等应用。

  三、平台软件总体构架
  平台软件系统符合GB/T28181标准,网管平台采用SNMP协议。
  在架构设计上,通过分离、分层、分级、分域、热备、负载均衡、云存储技术,从架构上保障了系统的稳定性、易扩展、易维护、易融合。
  分离:媒体流和控制管理分离,根据数据量不同的特点定制开发,控制和数据处理独立,支持超大规模应用和灵活扩展。
  分层:分为接入层、流媒体层、管理控制层、业务应用层,层与层之前通过标准协议通信,每层实现技术可独立演进,方便系统升级、扩展和新业务引入。
  负载均衡:通过智能动态负载均衡算法,可在故障时快速有效承接。
  总体框架包括设备接入层、转发存储层、中间件层、业务应用层、用户界面层五个层次,如图1所示:

 
                        图1 系统总体框架图

  设备接入层:主要负责与外场设备、中心系统进行数据交互;完成采集图片/数据的入库存储、数据协议转换、数据预处理及控制信息发送功能。
  转发存储层:主要负责业务数据以及录像文件的存储和管理,负责实时视频图像的转发和历史图像的存储,数据库软件采用ORACLE,采用RAID5磁盘阵列作为存储介质,采用负载均衡的策略将转发、存储、比对、查询任务分配到多台服务器上。
  中间件层:是支撑业务应用中间件服务层,主要负责数据检索引擎、数据共享服务和GIS访问等功能。
  业务应用层:是基于中间件层之上进行的各种业务处理、运算和管理服务层,包括实时监控、录像追踪、报警、信息导入、GIS应用、查询统计、报警联动、系统对时等业务处理功能,同时提供丰富的系统配置管理功能。

  四、视频图像信息库
  依托联网平台,在市、县采用统一的标准建立二级级联的图像资源库,集中存储管理视频监控、视频会议、视频接访、视频勘查、视频督察等各类重要图像资源,实现全市范围的图像资源搜索、查找和调阅。
  重点开展案事件图像数据库的开发、应用,通过建设视频摘要和标注的方式实现全市范围内案事件视频图像的整合、索引、串并、共享。各地、各警种要建立与此相适应的业务工作规范,确保各类案事件视频图像资源入库管理并按标准进行标注、编辑、整理、上传。
  案事件图像信息库分为两个部分:一是原始视频图像资料库,主要用于存储警情、案事件等有价值的视频图像原始文件;二是案事件信息数据库,用于存储经过切片、标注描述的案事件相关的视频片段、图片及其他案事件信息。整个视频图像信息数据库应为各部门实战业务应用建立可疑图像(图片)数据库、警情信息数据库、案件信息数据库等各类主题视频数据库提供特征识别、智能分析、智能检索、交换共享等支撑服务。该数据库系统也是公安多媒体信息资源的统一存储系统,要求为各公安业务应用系统提供方便的多媒体信息存储、分析检索、调用服务。
  视频图像信息库采用在公安网中与视频联网平台对接的方式进行部署,便于从视频联网平台中通过网络的方式获得原始视频或图像,也可以通过手工拷入的方式从外部社会资源进行采集。
  采集入库的视频和图像信息在视频图像数据库中进行长时间集中存储,分布式可扩容的云计算中心将多台智能分析服务器等设备对海量视频图像数据进行高效结构化处理,卡口、电警、人脸卡口、综合治安卡口等智能前端设备直接将原始视频和特征描述信息保存到视频图像信息库。视频图像信息库具有如下特点:
  (1)视频资源图像信息库和视频资源共享平台的无缝连接
  实现公安网内所有用户和视频服务器能够直接共享访问,需要文件全局共享,确保管理流程中素材相关文件不需要拷贝或者传输就能够进行无缝共享,让整个工作流程中的各阶段流程能够顺畅地进行,从而提高视频业务应用系统的运转效率。
  (2)高可靠数据存储
  视频图像信息库的集中存储区域采用高速专用光纤网将磁盘阵列与存储服务器连接起来,是目前最新的存储技术,采用高速的光纤通道作为传输媒介,以FCP/SCSI协议作为存储访问协议,将存储子系统网络化、开放化、虚拟化、智能化,实现真正的高速、安全、共享存储。
  (3)视频浓缩和视频摘要
  利用视频浓缩摘要技术,将视频摘要形成视频片断,不同时刻的目标“穿越时空”同时展现播放,使24小时的视频被制作成一个简短到几分钟的摘要视频成为现实。视频摘要不仅浓缩的是事件的精华,也是活动事件的全部,没有价值的视频将被剔除。通过多分格快照技术在几秒中看完所有的活动目标将成为可能,回溯原始视频功能可以瞬间锁定目标在原始视频中的位置,这些智能视频分析功能的实现和应用将大大提高海量视频监控录像分析的效率。

  五、智能实战图侦平台
  1.案件管理、图像侦控工作中目前存在的问题
  (1)图像调取和格式统一问题
  涉案视频来源广泛,除了来自于公安机关整合的监控系统,还有大量来自社会监控点。而不同厂家录像格式和编码不统一,在侦查过程中,调取小区、银行、写字楼监控视频时,侦查人员往往需要获得与厂家设备型号对应的播放器才可以查阅研判视频,因找不到播放器导致调取的视频不能播放研判的情况屡有发生。
  (2)案件数据管理和协同问题
  案件侦破的过程中,侦查人员调取的相关的视频资料,往往被存放在自己的电脑上进行研判分析,无法共享给他人,制约了与历史案件的串并分析,当人员工作发生变动时甚至导致信息的遗漏;尤其是当案件涉及的监控点较多,由多人进行图像采集和协同交叉研判时,分散存放案件视频的模式,严重制约着查找、管理、协同的效率。
  (3)提高效率问题
  现场采集的案发监控视频线索的分析和识别,目前主要还是依赖人工观看,当视频数据非常多时,看视频的工作量非常大并且效率不高。目前办案人员在研判案件相关视频时,必须“完整”地浏览相关案件视频录像,因担心漏过一闪即逝的目标,在面对夜间或偏僻地段的监控录像时,即使其中很少有活动目标出现,也只能“完整”地浏览,而不能出现哪怕是“一秒”的遗漏;在面对“车水马龙”、场景混杂的监控录像时,即使是查找具有某些特定特征的目标(譬如在某个区域活动的目标、向某个方向运动的目标、经过某个区域的目标、具有某些特定色彩特征的目标、行人或车辆等),也只能时刻“紧盯”录像画面,寻找侦查目标。这种完全由侦查员人工方式浏览、查找嫌疑目标的工作方式不仅费时、费力,效率低下,而且长时间浏览视频录像非常容易造成侦查员的视觉疲劳而错过线索。
  为有效解决上述问题,提高案件侦破效率,大连市视频监控系统将基于视频图像的智能实战图侦平台作为平安城市监控系统的补充,根据公安视频侦查业务专门针对有价值的视频进行采集、分析、研判、存储。智能实战图侦平台对视频信息进行集中存储管理,并通过智能化分析实现多种格式视频的统一在线播放、破损视频文件的修复还原、摘要浓缩、快速查阅等功能,协助公安干警快速定位案件视频线索,提升图像侦察效率,助力案件快速侦破,如图2所示。

 
                    图2 智能实战图侦平台组网图

  2.智能实战图侦平台的设计及主要功能
  智能实战图侦系统由两种专用服务器设备组成,如图3所示。智能实战服务器设备负责视频的存储并提供案件视频管理服务,智能分析服务器负责视频的智能分析处理。整个系统采用弹性扩展架构,随着案件视频量的增大可以增加智能分析服务器的设备数量,系统分析性能可以线性增加,系统的容量则可通过外置存储设备扩容。

 
                                  图 3大连市智能实战图侦系统

  前端视频图像信息由视频数据共享平台进行统一管理。通过平台间的无缝对接在智能实战平台中调取原始视频图像,进行智能化分析,将与案件有关联的重要图像信息存储在涉案视频存储服务器中。公安业务平台通过关联的图像信息即可及时调取有效的视频图像信息用于其他公安、警用业务的开展。
  智能实战图侦平台是以视频图像的智能分析技术为基础,密切贴合公安视频侦查业务,通过对涉案证据的采集、侦查、研判、管理等流程为案件视频分析提供一套“系统化、网络化、智能化”的应用平台系统。以视频影像处理智能化算法为技术基础,最大程度地优化处理结果、缩短视频分析周期、减少警力消耗,以智能化推动案件视频分析更快发展,为案件的破获提供重要的方法和作战工具。该平台主要具有以下几大功能:
  (1)案事件管理
  案事件管理应用功能以案事件侦查业务模型为中心展开,包含案情录入、案情分享、案情查询、协同办案、串并案分析、侦查研判、结案破案、建立电子卷宗等完整的管理流程,是整个智能实战应用的主线。案件电子卷宗包含案件相关的各种人事物等信息,以及与案件相关的重要视频和图像信息,这些信息统一在案事件管理功能单元进行管理,用户根据相应的权限进行案事件信息进行相关操作,提高了公安人员办案效率和业务水平。
  (2)视频侦查研判
  视频图侦研判应用利用视频监控领域的最先进的智能分析技术,提供智能化的侦查研判功能,办案人员可以根据案情相关的可疑人、可以车辆、可疑对象目标,从海量的相关录像数据中智能地搜索出案件相关视频图像信息及其他相关证据,为案件分析研判提供关键性的素材和技术信息,以大大缩短人工侦查的时间。
  (3)PGIS挂图作战
  PGIS挂图作战工具为案事件侦查业务提供了时空分析功能。案件相关的线索在PGIS电子地图上相应的地理位置上进行标注,并根据线索出现的时间顺序以活动轨迹的形式进行展示。这种对案情信息进行时空展示的方式,加上圈踪、扇形跟踪、路线跟踪、视频接力等作战工具进行分析,容易快速锁定嫌疑目标。
  3.智能运维系统
  智能运维系统可及时有效地发现系统中潜在分先和存在问题,为客户提供运营监控、故障定位和扩容建议,可以管理系统内的视频设备(DVR、IPC、NVR、NVS等)、各种应用服务器设备(中心管理服务器、流媒体转发服务器、流媒体存储服务器、数据库服务器、图片存储服务器等)、网络设备(路由、交换机),并提供具有安防特色的运维管理业务,支持运行信息的收集统计、设备录像巡检、中心录像巡检、故障设备批量升级等功能。
  六、结束语
  基于公安网络状况与业务状况定向研发的大型平安城市管理平台能够充分适应特定的网络环境,满足公安业务贯穿网络多、安全认证设备多的业务应用特点。大连平安城市建设作为构建智慧大连的重要部分,大型视频综合管理平台在其中发挥了关键作用,大华提供的强大的产品和技术支持,为大连智慧城市建设贡献了自己的一份力量。


编辑:侯雨婷
注:本文版权归《中国安防》杂志社和《中国安防》杂志网所有,任何媒体或个人未经书面授权严禁部分或全文转载, 违者将严厉追究法律责任。更多详情请订阅《中国安防》杂志。