随着新兴技术出现在视频监控行业的数字化转型各个阶段，视频监控基础架构也在持续演进之中。 技术进步的背后意味着视频监控系统所产生的数据也在持续增长。 数据的爆发意味着传统视频监控的架构已经不再适用新的形势， 尤其是对于大型项目。 一种结合了人工智能、云、大数据以及物联网技术的新型架构正在视频监控系统中大规模落地，尤其是在中国的平安城市项目中。
传统视频监控基础架构
传统基础架构是模拟和网络视频监控时代中最常见的部署模式。它在满足中小型系统( 上限100台路摄像头)需求的同时，也具有从基础到高级视频管理功能和中低级别的数据存储能力。但是，此拓扑结构不限于小型系统。 有一系列预置视频管理的录像设备涵盖从基于Linux的低通道数系统到更大的搭载DAS的机架式Windows系统的服务器，以满足中型系统的存储要求。
通常通道数量增加到100多个摄像头时，就需要用到高级视频管理服务器和外部企业级存储并行。传统架构在单站点而无需处理跨域多站点视频信息的场景下非常适用。然而，因为分布式高清智能相机的广泛部署和数据量的持续增加，传统架构的弱点逐渐显露，在最新的中到大型系统中的应用也有所不足。
传统基础架构面临的挑战
不断增加的视频量
尽管压缩技术正不断提高，但随着每年越来越多的高分辨率摄像头问世，录像设备和企业存储设备所需的存储空间仍在不断提升。据IHS Markit估计， 2018年全球用于视频监控的存储出货达81EB，相当9200万小时的视频(1080p@ 2Mbps) 。这些存储通常分布在录像机( DVR或者NVR)，内部存储以及外部存储系统中。
对于超负荷的操作人员来说不可避免的盲视
毫无疑问，实时监控是一项繁琐而又艰巨的任务。实时监控面临的主要挑战是如何保持监控人员的注意力集中。因为持续观测视频监控的人员很快就会变成“视频盲”。发表在Security OzMagazine上的一项研究发现，经过12分钟的连续视频监控后，监控人员通常会错过高达45%的屏幕内容; 在观看22分钟后，忽略率将会高达95%。而且这项研究仅是基于少量的摄像头和显示器。因此，传统视频监控系统中摄像头数量的急增是无法确保安防能力的提高的，而丢失的信息可能会带来严重的后果。即使在警方事后调查取证中， 查阅录像也是困难且耗时的。实际上，人工浏览1小时的视频可能需要2到2.5个小时，因此绝大部分视频监控摄像头中的视频都不会实时或录制后观看。
视频监控系统孤岛
如今大型项目中基础架构的难点在整合现有子系统，因为子系统中构成基础架构的关键设备通常来自不同供应商，例如用于视频管理，视频存储及分析处理的算力，用于存储录像和视频分析数据库的存储，以及网络基础设备等。此外，多数情况下，一些大型项目是分阶段构建的，不同阶段有不同的供应商参与其中。这可能意味着基础架构的每个孤岛都可以拥有自己的一套硬件、软件、数据库。传统视频监控基础架构使得整合现有孤岛、集成额外第三方产品和效率提升变得异常困难。
物联网框架下的新型基础架构
传统基础架构在解决大型跨域视频监控系统的需求方面也面临着巨大的挑战。随着AI、云、大数据和IoT等变革性技术越发渗透于视频监控系统，出现了不同的方法来满足将这些技术集成到现代系统的需求。诸如安全城市等的大型项目需要从全局了解公共安全状况，简化视频监控并自动化视频处理和分析过程。
云边端(在国外也称为云雾边)是基于物联网概念的三层架构，在许多中国公共安全项目中被广泛使用。从传统的集中式数据中心演变而来的该体系结构通过添加雾层作为云和端的中间层，而传统的架构正在被这种新型的分布式架构所取代。不同于传统的架构，云中心将计算、存储和网络资源整合在一起并对这些资源进行集中管理。同样，边侧也在各个节点提供统一的平台管理并整合来自不同厂商的IT基础设施部件以及端侧设备。
云管理整个视频监控系统的ICT资源，包括计算、存储和网络。它还为用户界面应用程序提供了一个平台，例如应用程序使用的算法和数据库和用以开发这些应用程序的操作系统等。云中心还负责处理器密集型应用程序，执行大量并行计算任务。
边作为连接中心和边的中介，减轻了云中心的带宽压力。它靠近边缘前端设备。对于视频监控设备，可以在雾节点而不是云数据中心处理来自不同类型摄像机发送的小规模视频分析和搜索。
端是一个前端设备网络，包括摄像头、传感器和其他物联网设备。现有设备和下一代智能设备都会连接到系统之中。一些智能设备可以将包括视频和图像在内的非结构化数据转换为结构化数据，从而减轻后端系统的计算和带宽压力。
尽管在海外市场正着力开展这种基础设施的部署， 中国却已广泛地采用这一概念， 尤其是安全城市项目方面。 然而，中国与全球其他地区的云部署模式有所不同。由于受监控视频的保密性要求和对新建项目投资规模经济性的影响，中国倾向于利用私有云来提供更高级别的安全性和隐私，而全球其他地区则认为公有云是最具成本效益的选择。
※本文节选自IHS Markit 安防科技研究执行总监Thomas Lynch在2019年安博会上关于《智能视频监控发展趋势》的主题报告。
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