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大型数字视频监控系统智能化解决方案探讨

[摘要] 监控系统建设的初衷就是为了“眼见为实”,但是就目前所看到的各种模拟的、数字的监控系统而言,并没有实现真正意义上的“眼见为实”。换而言之,即使实时或存储的实现方式有所不同,大型的监控系统仍没有跳出“实时+存储”的监控标准化模型。并且大型安防系统有一个很大的特点:摄像机数目多,但极其缺乏管理人员和维护人员…

智能化的信息联动

监控系统的信息来源是图像信息,而其它安防系统(例如门禁、消防报警等)的信息来源则是传感器信息,在目前多数大型安防系统建设中,大都可实现两者信息的联动,且一般是传感器产生报警信息后提供给监控系统产生联动,进而切换相应的图像信息到显示设备(如图1所示)。 上述解决方案可以用一个形象的比喻来说明:监控系统是人的眼睛,报警系统是人的手,手感觉到不对劲的时候,头就自动转过去看。但是,头自动转过去,只是条件反射而已。看到的结果,必须由大脑做分析。也就是说这个解决方案还没有完善,它缺少了智能化的分析部分。

优化联动分析的流程应该是传感器产生报警信息后提供给监控系统产生联动,切换相应的图像信息给联动分析系统,联动分析系统对图像信息和报警信息进行智能化分析,以便剔除误报信息,并由监控系统反馈误报信息给报警系统关闭误报信号。

在该方案中,这种联动信息依靠的是智能化的图像分析技术,智能分析系统目前常用的包含了目标行为分析和特征分析。以经常发生误报的烟雾探测器为例,当烟雾探测器发生报警时,报警信号通过干接点或其他方式发送给智能数字视频系统,对烟感周边的单个或多个摄像机图像同时进行图像内容分析,当分析结果判定为浓烟时,则发送反馈信息给报警系统提升报警级别,提示管理人员关注问题;而分析结果判定为图像正常时,则发送反馈信息给报警系统,提示为误报,可选择关闭报警或降低报警级别待人工关闭报警。

智能化的运维管理系统

大型监控系统由于点位多,管理维护人员很容易对系统的运行状态有正确的把握,对于系统运营管理,及时了解、掌握整体系统运营的健康状况越来越困难,常常在应用中发现很多问题,例如:  
 
某个摄像机没图像了;   
摄像机监控图像发生偏移;   
摄像机的图像不清晰;   
摄像机的录像没有录下来;   
设备网络不通等等。   

现有的大型CCTV系统,基本依靠人力来发现视频质量上的缺陷,并检查存储视频是否正常,靠技术人员主动测试底层网络通信状况来判定视频传输网络是否正常,或是否存在瓶颈,这种模式存在许多的不足:

人的视觉感受发现视频质量问题,存在很多的不确定因素;   
摄像机数量达到数百台上千台时,人力基本不具备可行性;   
人力来发现存储的视频是否正常,非常困难;   
人力的方式检查系统运行状态,无法实现整体系统的全面检查和日常巡检;   
缺乏专业的定量的分析报告;  
无法实时的提供整体的运行状态情况。   

总之,现有CCTV系统存在一个非常大的遗漏点:缺乏有力的系统工具,来检查整体的CCTV是否处于正常运行状态。

本文提出一种智能诊断分析系统,用于完成绝大部分的监控系统后期运维工作,并且该系统不是针对单一模式或者单一品牌的,它能够兼容目前市面90%甚至更高的监控系统——视频质量智能诊断分析系统。   

IDAS通过正在运行的视频监控网络收集视频、网络设备的相关数据,测试相关的信号,分析视频的质量,从而及时、全面了解视频网络的运行情况,快速有效地对庞大的视频网络监控系统进行诊断,客观评价系统运行的健康情况的管理系统,实现系统的全面管理。

主要解决的问题如下:   
及时发现CCTV系统中各种设备故障;   
预报和提示潜在故障;  
提供系统整体的实时运行状态报告;   
远程巡检及诊断。   

此种解决方案包含了多种应用技术(如图所示),具有一定的系统意义:

其是检查CCTV系统整体运行健康状况的一个系统工具;   
可提供专业的系统运行状态报告,是系统维护规划的数据支撑;   
填补了CCTV系统运行状态自我检查方面的空白。   
本系统主要有探测器、监管服务器和操作显示终端三大部分组成。
  
探测器   

探测器通过对动态图像画面的实时智能分析,收集本区域的视频、录像等设备的业务数据、业务状态,从而发现系统的问题,诊断系统工作状况。   
探测器的工作与具体的设备没有依赖关系,探测器的工作过程可以灵活的配置,从而及时快速的从视频应用的角度依次轮换检查所有的系统设备。   
主要业务模块:   
实时视频业务分析模块;   
录像视频业务分析模块;   
视频设备业务状态管理模块;   
录像设备业务状态管理模块;   
网络传输质量分析模块(网络设备运行状态/网络传输抖动);   
诊断结果管理模块,探测器要存储诊断结果,同时实时上传到监管服务器;如果监管服务器不可用,则定时检查监管服务器;当监管服务器可用时,重新上传诊断结果;   
历史诊断结果查询模块,提供对本探测器历史诊断结果的查询,可以根据摄像机、编码设备、报警时间、报警类型等条件进行。

汇总各个探测器的检测结果,为监控系统进行整体评估和诊断提供有效数据。向操作显示终端分发探测器的诊断信息。自动邮件通知系统,可以按照天、周、月进行统计,并将统计结果发送给相关的负责人。

从探测器获取数据保存到本地数据库并进行处理、分析,能够手动刷新或强制刷新视频网络数据;   
设备信息管理,包括对摄像机、编码设备、解码设备、录像设备,以及探测器的管理;   
探测计划管理,设置探测器探测哪些设备,进行哪些功能探测,以及在什么时间进行探测;   
诊断结果管理,接收探测器的诊断结果,并按天将诊断结果存入到数据库中;  
实时诊断结果分发,将诊断结果分发到指定的客户端;   
历史诊断结果查询功能,可以查询所有探测器所有的历史诊断结果,可以根据探测器、摄像机、编码设备、报警时间、报警类型等条件进行查询;   
用户管理;   
系统日志管理;   
支持多种数据库,通过配置来实现对不同数据库的访问。
  
操作显示终端   

对整个网络的设备进行管理,向用户展示实时诊断信息,实时报警显示,历史诊断信息等。   

摄像机管理;   
配置相关参数;  
配置探测器的基本参数;   
配置探测器的探测计划;   
配置监管服务器的分发计划;   
多用户及权限管理;  
实时显示诊断结果;   
维修单;  
报警屏蔽;   
统计报表;
报表导出与打印;

系统日志查询。
  
通过该系统,在场馆的应用,可以实现以下功能:   
前端设备的视频检测;   
视频丢失及黑帧;   
自动光圈故障;   
自动/手动聚焦故障;   
无彩色;   
场景变化;[nextpage]   
视频扭曲;   
图像干扰;   
图像偏色;   
视频设备的状态检测;   
编解码设备;   
IP Camera;  
DVR/NVR;   
网络型设备;   
d1对网络设备检测;   
网络设备运行状态;   
传输网络掉包;   
网络传输抖动;   
对录像设备的检测;   
录像质量检测(图像缺损或低质量);   
存储空间检测(存储容量临界/不足);   
录像状态检测;  
自动巡检。

对于运维管理人员而言,该系统还能够提供专业的分析报告。  
 
通过探测器的运行,生成各种类型的系统检测数据,能够实时的提供系统整体的运行状态报告,从而系统管理者可以实时的了解CCTV系统的正式运行情况,掌握已经存在或将会出现运行故障的设备和环节,为系统的管理者提供翔实的数据报告支撑,使之可以有依据的对系统做维护预测和规划。

设备的运行状态;   
视频的质量;   
录像的质量;  
网络传输质量;   
视频系统的整体健康;   
维护建议和改造/扩容建议。   

此系统在CCTV系统网络中可以集中部署,也可分布式部署(主要是探测器)。   
分布式部署可以把探测器分别部署在多个不同的网段中,优点是可以减少视频流量跨网段的带宽压力。   
此系统在方便的配置检测的间隔时间,也可以配置并发检测的视频流路数,这样可以根据CCTV系统的视频流总路数以及网络承受带宽,结合用户的检查间隔时间要求,进行灵活的配置,从而达到定时对所有CCTV系统视频流进行检测的目标。      
作为依靠IP网络为载体迅速发展起来的网络数字视频监控系统,其子类继承父类的相关特性,使其极具发展潜力。文章回顾并借鉴了IP网络的发展历程,由此可预见科学化、智能化的视频网络管理终将“自成一派”,发展成完善的解决方案。同时各大厂家也将朝着行业的标准化努力,希望本文能够“抛砖引玉”,让行业工作真的能发展成丰富视频系统的上层应用,并推动数字视频行业的迅速健康发展。

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