基于B/S架構(gòu)的某省電網(wǎng)公司統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺設(shè)計與實現(xiàn)

【摘要】省電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺整體架構(gòu)采用B/S架構(gòu)，主要由業(yè)務(wù)模塊、數(shù)據(jù)模塊、安全模塊和應用集成等部分組成。各組成部分既獨立地支撐電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺的某個部分，相互之間又協(xié)調(diào)配合，共同構(gòu)成省網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺體系架構(gòu)，最終確保了平臺能夠?qū)崿F(xiàn)實時視頻數(shù)據(jù)展現(xiàn)、歷史視頻數(shù)據(jù)查詢、視頻采集設(shè)備信息展現(xiàn)和平臺與業(yè)務(wù)系統(tǒng)互連管理等若干功能。

【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控；標準控件；安全接入

1.統(tǒng)一視頻監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

1.1 平臺部署情況和總體架構(gòu)

電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺總體架構(gòu)由業(yè)務(wù)架構(gòu)、應用架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、技術(shù)架構(gòu)、物理架構(gòu)、安全架構(gòu)和應用集成等重要部分組成。各組成部分既獨立地支撐電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺的某個部分，相互之間又協(xié)調(diào)配合，整體構(gòu)成電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺體系架構(gòu)。平臺通過提供標準控件的方式，與輸變電狀態(tài)檢測系統(tǒng)、基建管控系統(tǒng)、營銷稽查系統(tǒng)、應急指揮系統(tǒng)和信息運維綜合監(jiān)管系統(tǒng)等進行橫向應用集成；同時，通過數(shù)據(jù)庫中導入中間表，進行目錄和用戶同步，實現(xiàn)平臺與公司企業(yè)門戶系統(tǒng)的集成，用戶通過企業(yè)門戶實現(xiàn)單點登錄。為了使不同角色的用戶訪問的屬于自己權(quán)限范圍內(nèi)的視頻監(jiān)控材料，該平臺特別利用目錄和用戶同步方式，實現(xiàn)了在訪問策略上的用戶—角色—訪問范圍的有效控制。由于電網(wǎng)企業(yè)自身的特點和性質(zhì)，在日常辦公中擁有自己的內(nèi)網(wǎng)辦公環(huán)境，同時對于類似于輸變電線路檢測的視頻又使用的是外網(wǎng)環(huán)境，這就需要將在不同業(yè)務(wù)通道中流轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一整合到一起，實現(xiàn)統(tǒng)一監(jiān)控。考慮到內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備多業(yè)務(wù)面廣、外網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備少業(yè)務(wù)面窄的實際情況，該平臺采用了將外網(wǎng)數(shù)據(jù)通過國家電網(wǎng)公司安全接入平臺接入內(nèi)網(wǎng)的設(shè)計手段，實現(xiàn)了外網(wǎng)數(shù)據(jù)安全可靠的接入內(nèi)網(wǎng)。

平臺實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)在地市、網(wǎng)省、總部的逐層匯集，各業(yè)務(wù)應用系統(tǒng)通過同級平臺進行視頻瀏覽與視頻設(shè)備控制。采用實時交換技術(shù)彌補傳統(tǒng)方式中的點對點數(shù)據(jù)傳輸不足影響顯示質(zhì)量的問題。

該平臺使用了流媒體服務(wù)器，它的主要作用是實現(xiàn)了視頻實時調(diào)用與視頻采集功能的相互獨立，對于相距1000公里的變電站視頻數(shù)據(jù)也能夠在5秒鐘給予反饋信息，有效的減少了應用與設(shè)備間的訪問耦合度，在提高網(wǎng)絡(luò)利用率的基礎(chǔ)上使得用戶體驗更加良好。

1.2 應用集成及平臺部署設(shè)計

省公司電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺實現(xiàn)音視頻數(shù)據(jù)在地市、網(wǎng)省、總部的逐層匯集，各業(yè)務(wù)應用系統(tǒng)通過同級平臺進行視頻瀏覽與視頻設(shè)備控制。采用實時交換技術(shù)彌補傳統(tǒng)點對點數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟蛔?，通過流媒體服務(wù)實現(xiàn)視頻實時調(diào)用與視頻采集功能的相互獨立。技術(shù)架構(gòu)遵循采用分層、組件化的實現(xiàn)方式，由下之上包括服務(wù)通信層、服務(wù)支撐層、服務(wù)實現(xiàn)層和服務(wù)管理層。

省電網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺通過與目錄系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)用戶身份信息從目錄系統(tǒng)獲取，確保用戶信息的一致性，通過標準接口支撐典型業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用控件的實現(xiàn)、支撐生產(chǎn)管理、營銷管理、信息機房、應急管理、遠程招投標、項目現(xiàn)場管理、容災中心視頻應用需求。為了有效的利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)帶寬，合理分配網(wǎng)絡(luò)資源，在平臺部署設(shè)計時，對網(wǎng)絡(luò)帶寬做了如下的計算和分析。應用端與前端之間的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求為：帶寬=Σ（所有單路視頻所需的碼流）。當平臺進行轉(zhuǎn)發(fā)以及視頻流數(shù)據(jù)通過流媒體服務(wù)器時，平臺與前端之間的帶寬為：帶寬=Σ（所有不同單路視頻所需的碼流）。

省電網(wǎng)公司統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺部署架構(gòu)，平臺內(nèi)服務(wù)模塊的硬件服務(wù)器包括了通信服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、管理服務(wù)器、錄像回放服務(wù)器。為了保障系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，在系統(tǒng)部署設(shè)計時，規(guī)定了各個服務(wù)器使用雙網(wǎng)雙機切換（主備方式），并且能在10s內(nèi)完成切換。同時，流媒體服務(wù)器在管理服務(wù)器的控制下，支持單元式部署模式，方便后期維護過程中及時的發(fā)現(xiàn)和解決平臺存在的問題。

為了能更快地響應客戶端的請求，更穩(wěn)定地將高質(zhì)量的圖像數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)間傳輸，在省公司的信息通信調(diào)控中心設(shè)立了管控的監(jiān)控點，在多臺服務(wù)器間采用自動分配的方法，以免某一服務(wù)因為轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)過重而帶來的響應速度遲緩、服務(wù)器響應慢等現(xiàn)象。

省網(wǎng)公司統(tǒng)一視頻監(jiān)視平臺部署在信息內(nèi)網(wǎng)，通過防火墻與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行保護，網(wǎng)省公司與總部之間通過信息內(nèi)網(wǎng)實現(xiàn)縱向互通；當前端系統(tǒng)或設(shè)備位于信息內(nèi)網(wǎng)時，可直接接入至平臺；當前端系統(tǒng)或設(shè)備位于信息外網(wǎng)時，需先通過安全接入平臺和安全節(jié)組件，實現(xiàn)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全接入。

該平臺已實現(xiàn)1920×1080p全高清視頻的實時壓縮傳輸。能夠在省公司內(nèi)部2Mbps的帶寬下對高清視頻實時壓縮傳輸。同時，用戶還可以對前端視頻信號轉(zhuǎn)換及監(jiān)控畫面輪切，可設(shè)置多種輪切策略。

1.3 網(wǎng)絡(luò)帶寬

目前視頻監(jiān)控主要以點到點的方式占用網(wǎng)絡(luò)通道，由于視頻信息通常對網(wǎng)絡(luò)帶寬有較高要求，在多人訪問同一視頻資源時存在著嚴重的網(wǎng)絡(luò)資源浪費，尤其在遇到突發(fā)性訪問需求的情況下，很容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞。

統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺使用的流媒體服務(wù)器采用代理轉(zhuǎn)發(fā)機制，可有效的解決用戶并發(fā)訪問時的有限帶寬擁堵問題，更高效地利用有限的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。當有5人同時訪問用一個視頻源時，同一視頻數(shù)據(jù)要同時拷貝5份通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，由此造成了帶寬資源不足問題。當采用流媒體服務(wù)器后，由于流媒體服務(wù)器具有數(shù)據(jù)代理分發(fā)功能，5人并發(fā)訪問同一路視頻時，只需傳輸1個拷貝到流媒體服務(wù)器，流媒體服務(wù)器再通過省公司局域網(wǎng)利用組播技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)給青青此路視頻的三個局域網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)用戶。

采用這種方法減少了網(wǎng)絡(luò)資源的消耗?？梢姴捎么朔N方式當有多個用戶同時訪問同一視頻資源時，只需傳輸一個拷貝文件，達到了充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的目的。

1.4 接口調(diào)用與封裝

該平臺由于涉及到不同的地市公司、不同的網(wǎng)絡(luò)通道環(huán)境、不同的視頻采集設(shè)備，不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，所以在設(shè)計時就必須考慮到通信服務(wù)，管理服務(wù)，流媒體服務(wù)，錄像回放服務(wù)等多個方面服務(wù)支持。為了將不同的服務(wù)有機的整合在一起，該平臺在設(shè)計實施時針對不同通信服務(wù)調(diào)用了SIP/SDP接口，HTTP接口，RTP/RTCO/RTSP以及數(shù)據(jù)庫相關(guān)的接口模塊，保障了各類服務(wù)的有效性和靈活性，確保在數(shù)據(jù)傳輸、調(diào)用時的真實有效。

2.分析與總結(jié)

省網(wǎng)統(tǒng)一視頻監(jiān)控平臺通過將輸、變、配電燈各環(huán)節(jié)的視頻統(tǒng)一納入到一個平臺，實現(xiàn)公司視頻的集中接入，并通過平臺標準服務(wù)，為生產(chǎn)、應急、營銷、基建等其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供統(tǒng)一視頻應用服務(wù)，實現(xiàn)視頻資源全面共享。為了提高平臺的使用和進一步的推廣，該平臺采用了B/S架構(gòu)完成了與用戶的交互。

該平臺截止2013年6月已經(jīng)完成對2794個前端攝像機監(jiān)控信息的采集，在技術(shù)上實現(xiàn)了電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮，有效的完成了監(jiān)控和管理的融合，確保監(jiān)控指揮人員能及時處理相關(guān)監(jiān)控事宜，尤其對于突發(fā)事件能快速進入應急指揮狀態(tài)。

參考文獻

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