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安防IT化 监控大联网——联网监控详述

资讯频道文章B

    如果说以前的监控建设模式是自下而上一层层垒转头的模式,那么未来的监控建设模式就是框架结构、浇筑建设的现代建筑模式,而分界点,就是联网监控。本文从联网监控的需求起源出发,基于安防行业对“看控存管用”业务的需求,试对基于IP技术之上的未来联网大监控、安防IT化趋势做分析。

需求源起与发展
    视频监控是起始于一种局域范围的业务需求,在早期与“联网”的概念是一点沾不上边的。安防、通讯、IT三大领域,在今天通讯和IT早已经通过通讯网和互联网实现了全范围的联网,那么类似的规律,也应该会发生于安防领域。

实际情况是不是这样呢,我们可以看看这样的一些实际场景:
·很多场景中,上级领导要看到下级单位的情况;
·应急事件爆发时,应急指挥中心要调阅某处的图像;
·警察要跨区域的追踪疑犯行车轨迹。

    类似的业务需求越来越多,追本溯源,视频监控和通讯、IT领域里的其他业务一样,是一个信息从采集到变换到呈现的过程,是人获取信息的某种手段。人对于获取信息的要求,必然是朝着能够更好的跨越空间、跨越时间的方向发展,即信息的可获取度提高。视频监控领域的发展趋势一定是:从北京调上海外滩的图像,与从上海外滩调上海外滩的图像,理应没有差别。

    本质上看,安防、通讯、IT这三大产业都是对信息的处理过程,而且都朝着跨越空间时间的方向发展,三大产业也一定会走向相互融合(如图1所示)。在2005年前后,IP技术划时代的引入到视频监控系统中,印证着“联网”正式成为监控的核心业务需求。在今天看,各行各业的视频监控、安防业务均已越来越明显的、普遍的呈现出联网需求,而在IP的渗透下,安防领域在技术平面上也早已具备了和IT、通讯领域对接标准的基础。可以预见,在数年之后,我们最终面对的将不再是独立的三大领域,而是一个融合了通讯、安防、IT的技术和业务的新IT。

 

[nextpage]监控业务发展的轨迹
    早期视频监控作为安防领域的一个子系统,“看”和“控”是基本的业务需求。“存”把业务模式从眼睛盯着屏幕看推进到把连续的图像记录下来,有事件的时候进行翻查,极大地扩展了监控系统的可用性。当监控规模进一步扩大的时候,两个新的业务需求逐渐浮现:“管”和“用”。一方面,大量的前端硬件资源,通过人工进行管理边际成本已经太高,必须基于某种技术手段实现系统设备的综合管理,并基于这种管理手段进一步提高“控”的效率;另一方面,由于“存”的业务,大量的图像资源记录下来,基于这些图像资源的分析、对比、重组会衍生出无数的智能业务形态,称之为“用”的业务。

    总结而言,监控系统发展至今,展望未来,所有的业务千变万化,都脱不开“看控存管用”这五种最基本的业务元素。而监控系统的发展走势,从业务的层面看,正是这五种业务元素从单一到多元、从简单到复杂、从局域到广域的内在需求驱动所致。

    如果横向的将监控系统的发展历程划分为模拟监控阶段、数模结合阶段和联网监控阶段,我们大致可以匹配出监控的五大基本业务元素在每个不同阶段呈现出的不同特征,这有助于我们从根本上理解监控业务发展到联网时代的必然性。如图2所示。

    应该说,从数模结合时代跨越到联网时代,表象上的直接业务驱动是“看”和“控”的全局化和广域化需求,但深层次上,更为本质的区别恰恰来自于“存管用”后三大业务元素的变化。联网与否,决定了“存”的资源是否能全局统一,也即是否做到“全局存”,而“全局存”则是能否将所有的图像信息资源集中,从而为“用”提供最基本的全面数据资源的基础,也即是否做到“全局用”,此外联网与否也决定了“全局管”的可能性。所以,联网监控和数模结合真正的分水岭是“全局存、全局用、全局管”,其本质是信息资源从分散走向集中的过程,是开启图像分析智能应用大门的钥匙。所有的“智能监控业务”,从系统的角度看,最基本的地基都建立在这里。实际上,监控跨入联网时代,恰恰就是监控进入智能阶段的最核心标志。

几种联网方式
    联网并不是横空出世的需求,在模拟监控时代其实就有联网的需求,因此历经若干年的技术发展,目前而言,从单系统的角度,实现联网监控的手段也分别有以下几种。[nextpage]

模拟矩阵级联
    这是模拟监控阶段最为典型的联网手段,也是最原始的联网监控形态。由于模拟图像的级联对画质损伤较大(类似有线电视的原理),因此级联的级数不可能多,另外模拟系统传送控制信号很难解决分级分权控制的问题(实现极为复杂),因此系统规模先天受限。此外模拟级联从根本上无法解决“存管用”的问题,所以虽然技术成熟,但是没有发展前途。

DVR+联网软件
    这是数模结合时代的典型联网手段,这种方式在外在特征上与全IP联网监控已经很类似,功能上也能够较好地实现远程的“看控”,甚至于通过识别DVR的索引,实现一部分的“存管用”业务。但这种联网方式本质上是两个系统的叠加而非一个有机的完整系统。两个系统叠加的两大弊端是:出现性能瓶颈(往往体现在流媒体服务器上);无法真正意义上做到全局的“存管用”,因此对于未来的智能监控需求而言,这种联网模式注定只是一个过渡方案。

IP网络监控
    用IP网络作为视频传输通道,基于NGN架构将视频监控系统的各个部件布署并管理,将整个监控系统构建成一个完整的大系统。由于在NGN架构下,所有的部件和资源,包括前端、存储、传输、显示、控制都可以实现全网全域的管理和调度,因此对于“看控存管用”五大业务元素都可以很好的跨空间来实现,并且由于NGN架构本身是脱胎于通讯大网的设计,采用控制和业务分离的模式,因此不会随着系统规模的扩大而出现业务性能的瓶颈。因此IP网络监控代表未来联网监控的发展方向。而出于承载网是专网或是公网的区别,又会分化出两类不同的方案,后文会加以对比。准确地说,最能够完整体现联网监控的全业务形态的是基于专网进行承载的IP网络监控解决方案。

    基于专网和基于公网实现联网最本质的区别在于公网和专网不同的拓补设计原则。公网的典型特征是业务的随机性和非控性,互联网和电话网都是典型的公网。而专网的典型特征是多少个信息点、如何分布、业务模型怎样是相对稳定的、可控的,大多数企业内网都是专网模式。以在城域范围内为例,监控流量和其他业务一起跑在运营公网上就是公网联网,这种模式由于网络本身的收敛性不可能在“全局存管用”方面做得完善,因此只适合一些业务需求较为简单的应用,而类似公安平安工程这种专业应用需求,则必须通过基于专网的IP联网监控来实现。

    近年来,由于联网需求的激增,各式各样的联网监控都冒了出来,一时间泥沙俱下、哪个是李逵哪个是李鬼很难分清。基于以上的分析,我们基本上可以对“联网监控”的概念做一个清晰的界定: “联网监控”——泛指所有能够跨空间实现监控业务的技术方案,模拟级联、DVR+联网软件等方式均应包含在内;而严密的的“联网监控”定义——以IP网络为传输通道,基于NGN架构实现的视频监控系统,具备天然的联网业务能力。

    一般来讲,理想的、完整的联网监控的建设模式应该是基于专网的联网监控。专网联网监控由于完整的跨空间业务能力,随着时间的推移,必将成为监控行业系统构建技术的主流,就如同今天绝大多数企业网络系统都奉行同一模式一样。[nextpage]

核心——跨距离的“看控存管用”
    不管是在应急指挥的需求刺激下,还是在全面管控管理的牵引下,甚或是对于监控智能化的自然演进下,归结到一点,之所以向联网的方向走,核心是在于对监控的最基本的业务五元素全面实现跨越距离甚至与距离无关的能力。只有在标准的联网监控模式中,才能够全面的实现跨距离的“看控存管用”。人类对信息应用的终极追求永远都是anywhere、anytime、anyone,也即尽可能的去战胜空间、时间、角色等因素对业务带来的限制。在视频监控而言,跨距离的“看控存管用”就是实现anywhere的目标。全面的将“看控存管用”进行剖析,就非常清晰的对比出IP专网监控和模拟、数模结合模式在业务实现上的差异点。这五个业务元素环环相扣,互为因果,唯有全面最高效率的实现才代表未来的发展趋势。一个完整的IP专网联网监控方案如图3所示。

从单域到多域
    上文谈到的联网监控主要是针对域内的环境,实际上,如果更放大一点视角来看,不可避免的会触及到域间联网的问题,由此将联网监控的概念从域内扩展到域间。那么什么是域间,本文首先界定一下联网监控中 “域”的概念。

    形象一点讲,一个完整的实现联网监控“看控存管用”的系统,就可以视为一个域。两台编解码器加管理服务器也可以是一个域,一个城市的所有监控资源也可以是一个域。跨域联网监控,一般针对的是物理域而言。是综合利用数字编解码、IP网络、数字存储和软件技术,通过单个或多个认证管理服务器,对单个或多个域内监控设备与用户进行全局统一注册、认证和配置管理,实现数字化监视监听、对讲广播、存储查询、控制、报警和电子地图等基本业务,同时通过提供开发接口满足灵活易用的应用需求。我们可以总结出:[nextpage]

·域间联网监控应该是各域管理平台的互联,上级平台不直接接入下级域的前端设备;
·域间联网监控存在对等模式和主从模式两种互联方法,即各个域的管理平台在互联时的关系;
·对等互联模式是各个域遵循共同的标准协议和规范,而主从模式则上级平台必须要在技术先进性上优于下级平台。

    因而可以判断,传统的DVR的SDK同时接入下级平台和上级平台,或者基于私有协议的多级平台互通,从本质上不属于域间联网监控,不代表业务的发展方向,充其量只是域内联网监控的一种延伸。

    在比较大的系统,比如在省范围内的公安平安工程互通,适用对等互联模式(因为每个自治域都相对较大且系统完整),而对于中型系统,比如一个大型企业在全国范围内的联网,则适用主从模式来进行跨越广域的域间互联。

    前者,目前业内已有非常好的实践型标准规范,如浙江省联网平台建设中采用的DB33联网规范。而后者,遵循第三条原则,就当前而言,则必然是选择IP专网联网监控方案作为任何一个域间互联的顶级平台最为妥当。很多国内大型企业就面对这样的问题:经过若干年分散的监控系统建设,已经有模拟、模数结合等若干种监控制式并存,当前基于业务需要要把它们连起来。这种状态很典型,监控业务不是一张白纸,而在选择联网软件的时候,大家往往只局限于对软件本身的功能成本进行对比而忽略了整个架构存在的某种逻辑必然性。实际上这个联网软件叠加的过程并不仅仅是在原有系统上一个功能的建立,而更是从架构上去改变原来局域监控分散的格局,未来通过渐进的改造替换,最终实现最完整的业务目标。中国铝业集团、中石化等大型国企,都已实现了基于IP监控方案的多级多域联网监控。

    从发展的角度看,当多域的技术基准逐渐趋于统一的时候,多域和单域的区别就会越来越小。最理想的情况就是基于IP监控的方式来逐渐统一管理平台,最终通过划分虚拟域的方式来进行建设而不是物理域的叠加。当虚拟域(物理上是一个域,逻辑上是多个域)代替物理域之后,管理平面和业务平面真正平行化,也就完全实现了NGN的大架构。

    从这个角度看,现在的域间互联只是在面对经过多年建设的、现实上较为复杂的监控系统现状而言,从本质上讲,这些不同技术制式、不同建设模式的域经过时间的演进(如图4),必然会统一到IP监控的技术路线上来。而在这个统一的基础上再通过划分域,才是真正类似IP网络中建立起的“自治域”的概念。所以单域也好,多域也罢,在技术上是殊途同归。

    所以,当我们面对一个监控建设的课题时,应该遵从如下三个原则。

    ·当新建系统占较大比重的时候,应该选择具备分级分权分域能力和逻辑域划分及管理能力的技术模式,也即IP专网监控模式,尽可能将物理域做大,从根本上统一单域和多域。对于少量的老旧系统接入,则采用DVR Agent、SDK等方式接入,并最终进行改造;[nextpage]

    ·当新建系统占较小比重的时候,根据实际情况划分多域,优先选择对等互联的域间互联模型(类似DB33),来实现整个系统的互联互通;

    ·当实现对等模型障碍较大的情况下,仍应选择代表先进方向的IP专网监控管理平台作为平台方案,根据实际情况通过少量二次开发或者DVR Agent方式接入原有系统的设备,并逐步进行改造。

    随着时间的推移,不仅前端的设备、系统将逐渐演进到IP监控的方向,而且管理平台也将呈现出这种归一化的特征。在这个过程中,视频监控的基本管理平台/操作系统和各种各样的视频应用在软件层次上将越来越清晰的呈现分离,以及分离之后基于标准接口的对接。这一方面是管理能力的平台化,一方面是应用能力的个性化,这样才能真正把视频监控带入到一个全新的色彩斑斓的应用时代。

从监控到安防
    从技术的视角看,视频监控是多媒体IT技术的一个应用领域,从产业的视角看,监控是安防的一个子系统。正是监控的联网化,拉动了安防和IT的融合。在这个融合中视频监控是先行者,而在此之外的安防业务,如报警、门禁等业务也正在走向联网化。校园的“一卡通”是一个典型的门禁业务联网以及门禁业务和其他业务融合的实例。从本质上讲,门禁也好、报警也罢,甚至于各种各样的工业自控,都是一个信息采集——信息传送——信息处理的过程。它们和视频监控一样,也具有对anywhere的目标追求,因此,从联网监控到联网安防,这是一个必然的走势。

结语
    我们正处在这样一个令人兴奋的时代,数字化将走得更广更远,我们在OA中早已熟知的C/S模式、数据中心和网络带来的远程应用体验正在快速的向各种其他的领域复制。互联网以前解决人与人的AAA问题,今后将更多的解决物与物、物与人的AAA问题。围绕着信息的可感知、可传送、可记录、可分析所做的一切事情都是代表未来的方向。将一切信息联网,是这个伟大过程的核心。

    今天谈到联网监控的概念,已经远非从单一的技术或者需求判别的层面能够把事情论证清楚、得到正确答案。任何技术、任何需求的发展都不会是石头里跳出来的孙猴子,而是有着很多规律和因果。联网监控的发展,既有着需求的明确性和必然性,又有安防产业和IT及通讯融合的大背景,在技术累积到一定程度之后,就会形成突破,而这种突破带来的又是整个产业的变局。在以前,监控只从局域的角度考虑是合理的,而现在则不合理;在以前,监控只是看看就可以的,而现在则是需要智能分析联动的;以联网为原点,监控步入了新时代,从此走上了构建大系统的方向,表现出与IT领域越来越多的相似性,IT领域曾经走过的技术变革、架构变革则全部成为了监控未来发展演进的必经之路。如果说以前的监控建设模式是自下而上一层层垒转头的模式,那么未来的监控建设模式就是框架结构、浇筑建设的现代建筑模式,而分界点,就是联网监控。在这个过程中,IP技术作用于监控领域并非偶然,而是来自于IP技术与“联网”需求天然的契合性,随之带来的各种崭新的业务体验,则只不过是这种契合性的必然结果罢了。技术演进的痕迹总是清晰的、技术演进背后的需求脉络也总是清晰的,IP监控必然会在当前各种各样、五花八门的联网实现方式中脱颖而出、成为众望所归的监控领域的王者。

    从此,监控将步入崭新的智能多媒体时代。(本文作者闫夏卿现为H3C解决方案部总监)

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