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本文作者：李佳狀作者單位：武鋼運(yùn)輸部

視頻監(jiān)控作為一種行之有效的監(jiān)督手段和管理資源，近年來，在武鋼鐵路運(yùn)輸?shù)玫搅巳找鎻V泛而深入的應(yīng)用，監(jiān)控范圍與規(guī)模不斷擴(kuò)大，在車站站場(chǎng)、裝卸線、道口等區(qū)域安裝的攝像頭總數(shù)已達(dá)200余個(gè)。但在應(yīng)用的同時(shí)，也存在著一些問題，例如：如何有效集中控制管理分散的監(jiān)控設(shè)備；如何實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽監(jiān)控圖像；如何高質(zhì)量、可靠存儲(chǔ)海量視頻信息數(shù)據(jù)；如何降低系統(tǒng)運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用等。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖像壓縮處理以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)燃夹g(shù)的飛速發(fā)展與突破，基于IP網(wǎng)絡(luò)的流媒體技術(shù)已經(jīng)在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中得到了成功應(yīng)用，這為解決上述問題提供了可行的技術(shù)手段。

1流媒體技術(shù)概述

1．1流媒體的基本概念

流媒體技術(shù)（StreamingMedia）是一種可以使音頻、視頻及其他多媒體文件在IP網(wǎng)絡(luò)上以實(shí)時(shí)、無需下載等待的方式進(jìn)行播放的技術(shù)。即把連續(xù)的影像、聲音等信息經(jīng)過特殊的壓縮處理，分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由流媒體服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)地傳送。流媒體技術(shù)與傳統(tǒng)播放技術(shù)的主要區(qū)別在于：傳統(tǒng)播放技術(shù)是由客戶端從服務(wù)器下載完整的文件之后，才能進(jìn)行播放；流媒體技術(shù)則采用流式傳輸方式，由流媒體服務(wù)器向客戶端傳送文件，用戶無需等待整個(gè)文件下載完畢，而只需經(jīng)過幾秒至幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)，就可以一邊解壓播放前面已傳送過來的壓縮包，一邊從流媒體服務(wù)器繼續(xù)下載剩余的壓縮包。

1．2流媒體傳輸過程

流媒體傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)，需要具備以下條件：1）多媒體數(shù)據(jù)必須經(jīng)過預(yù)處理才能適合流式傳輸，預(yù)處理主要包括降低質(zhì)量和采用先進(jìn)高效的壓縮算法2個(gè)方面；2）需要使用緩存系統(tǒng)來彌補(bǔ)延遲和抖動(dòng)的影響，保證數(shù)據(jù)包的順序正確，使數(shù)據(jù)能夠連續(xù)輸出，不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)暫時(shí)擁塞使播放出現(xiàn)停頓；3）需要合適的傳輸協(xié)議，一般采用HTTP／TCP協(xié)議傳輸控制信息、RTP／UDP協(xié)議傳輸實(shí)時(shí)多媒體數(shù)據(jù)。流媒體傳輸?shù)木唧w過程是：1）客戶端請(qǐng)求流媒體服務(wù)后，Web瀏覽器與Web服務(wù)器之間使用HTTP／TCP協(xié)議交換控制信息，從原始信息中檢索需要傳輸?shù)膶?shí)時(shí)數(shù)據(jù)；2）Web瀏覽器啟動(dòng)播放器，使用HTTP從Web服務(wù)器檢索相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)播放器初始化；3）從Web服務(wù)器檢索出相關(guān)視頻服務(wù)器的地址，定位視頻服務(wù)器；4）播放器與視頻服務(wù)器之間運(yùn)行RTSP／TCP和RTCP／TCP協(xié)議，交換視頻傳輸所需的實(shí)時(shí)控制信息；5）視頻服務(wù)器使用RTP／UDP協(xié)議將多媒體數(shù)據(jù)傳輸給播放器，一旦數(shù)據(jù)抵達(dá)客戶端，播放器即可播放。實(shí)現(xiàn)流媒體傳輸一般需要專用的服務(wù)器和播放器，其基本原理如圖1所示。

2武鋼鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)組網(wǎng)方式，武鋼鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由前端監(jiān)控信息采集、信息傳輸、管理控制（流媒體服務(wù)器）和監(jiān)控客戶端等部分構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

2．1管理控制部分

2．1．1硬件配置

服務(wù)器采用華為賽門鐵克T8223服務(wù)器機(jī)箱，內(nèi)置4塊刀片服務(wù)器。存儲(chǔ)設(shè)備采用華為賽門鐵克V1500磁盤陣列，存儲(chǔ)規(guī)模達(dá)24T。

2．1．2管理控制軟件

結(jié)合武鋼運(yùn)輸部現(xiàn)狀，應(yīng)用F－engineSmart－Eye6000網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)武鋼鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理控制。該軟件是一套基于流媒體和IP寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的圖像遠(yuǎn)程監(jiān)控、傳輸、存儲(chǔ)、控制管理的系統(tǒng)，可以將分散、獨(dú)立的圖像采集點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域、大范圍的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲(chǔ)、統(tǒng)一管理和資源共享；采用模塊化設(shè)計(jì)，包括中心管理、業(yè)務(wù)管理、中心數(shù)據(jù)庫、認(rèn)證計(jì)費(fèi)、視頻分發(fā)、存儲(chǔ)回放、網(wǎng)管等軟件模塊。F－engineSmartEye6000網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件根據(jù)功能模塊的不同，分別部署在4臺(tái)服務(wù)器（中心管理服務(wù)器、媒體分發(fā)服務(wù)器、媒體存儲(chǔ)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器）上：在中心管理服務(wù)器上部署中心管理軟件模塊、業(yè)務(wù)管理軟件模塊、中心數(shù)據(jù)庫軟件模塊和認(rèn)證軟件模塊，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度、協(xié)調(diào)和控制，用戶、業(yè)務(wù)、運(yùn)營的管理（認(rèn)證、鑒權(quán)等）以及用戶、業(yè)務(wù)、設(shè)備信息的存儲(chǔ)和查詢；在媒體分發(fā)服務(wù)器上部署視頻分發(fā)軟件模塊，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)、分發(fā)，提高并發(fā)能力，節(jié)省前端接入帶寬，減少前端設(shè)備負(fù)載；在媒體存儲(chǔ)服務(wù)器上部署存儲(chǔ)回放軟件模塊，采用分布式的存儲(chǔ)方式，管理磁盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與回放；在網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器上部署EasyDo網(wǎng)絡(luò)管理軟件模塊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配置管理、拓?fù)涔芾?、故障管理、前端設(shè)備管理。

2．2前端監(jiān)控信息采集部分

前端監(jiān)控信息采集部分主要包括攝像設(shè)備和視頻處理設(shè)備。攝像設(shè)備的作用是把系統(tǒng)所監(jiān)視目標(biāo)（被攝體）的現(xiàn)場(chǎng)圖像轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，然后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸部分進(jìn)行傳送。攝像設(shè)備的核心是高清攝像機(jī)，是實(shí)現(xiàn)光電信號(hào)轉(zhuǎn)換的主體設(shè)備。視頻處理設(shè)備采用嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（DVR）。該設(shè)備由高速嵌入式微控制器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)開發(fā)而成，具備模擬視頻信息數(shù)字化高清晰轉(zhuǎn)換處理、視頻壓縮、報(bào)警信號(hào)采集等功能，在實(shí)現(xiàn)本地實(shí)時(shí)播放和存儲(chǔ)的同時(shí)，以網(wǎng)絡(luò)為傳輸媒介，基于國際通用的TCP／IP協(xié)議，采用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)視頻在網(wǎng)絡(luò)上的多路復(fù)用傳輸。

2．3信息傳輸部分

信息傳輸部分包括光纖傳輸網(wǎng)、路由器、交換機(jī)等，具備傳輸和交換的功能，將監(jiān)控信息利用網(wǎng)絡(luò)傳送到指定的目的地址。

2．4監(jiān)控客戶端部分

監(jiān)控客戶端部分主要由液晶監(jiān)視器、PC機(jī)、電視墻等設(shè)備組成，分布在運(yùn)輸部調(diào)度中心、各車站（作業(yè)區(qū)）調(diào)度室?？蛻舳烁鶕?jù)權(quán)限登陸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器，利用流媒體瀏覽器查看本地和遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)情況，并具備多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制攝像機(jī)云臺(tái)、實(shí)時(shí)錄像、錄像回放等功能。

3系統(tǒng)主要功能

1）遠(yuǎn)程瀏覽。監(jiān)控采集點(diǎn)、客戶監(jiān)控中心、遠(yuǎn)程控制臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺(tái)，通過網(wǎng)絡(luò)連接，滿足任何時(shí)間、任何地點(diǎn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控需求。遠(yuǎn)程監(jiān)控臺(tái)通過單畫面、四畫面或多畫面組合功能總攬全局，實(shí)時(shí)控制監(jiān)控系統(tǒng)的開啟、信息的存儲(chǔ)和查詢。2）視頻錄像存儲(chǔ)。視頻存儲(chǔ)策略靈活，支持前端存儲(chǔ)、中心存儲(chǔ)或二者相結(jié)合的存儲(chǔ)方式?？筛鶕?jù)預(yù)先設(shè)定的存儲(chǔ)時(shí)間和存儲(chǔ)策略，不間斷地存儲(chǔ)圖像和相關(guān)數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行歷史信息查詢，為突發(fā)事件的事后查證提供確切證據(jù)。3）遠(yuǎn)程前端實(shí)時(shí)控制。遠(yuǎn)程控制云臺(tái)鏡頭，切換視角。4）視頻分發(fā)。針對(duì)并發(fā)訪問量很大的監(jiān)控?zé)狳c(diǎn)，通過媒體分發(fā)服務(wù)器，把采集到的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，滿足大量并發(fā)訪問的需求。5）集中管理控制。具有完善的權(quán)限管理及加密功能、健全的用戶認(rèn)證和授權(quán)管理安全機(jī)制，系統(tǒng)管理員能夠集中管理控制所有監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備，明確區(qū)分管理者和使用者的權(quán)限，向不同的客戶提供不同的監(jiān)控級(jí)別和權(quán)限。

4系統(tǒng)應(yīng)用效果

目前，武鋼鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已整合接入監(jiān)控點(diǎn)50余個(gè)，基本實(shí)現(xiàn)了對(duì)重要站場(chǎng)、裝卸線、道口監(jiān)控設(shè)備的遠(yuǎn)程集中控制管理。該系統(tǒng)自投入應(yīng)用以來，使用效果良好，運(yùn)輸部調(diào)度室通過系統(tǒng)流媒體服務(wù)器可以實(shí)時(shí)掌握各車站取配車作業(yè)情況，合理安排、調(diào)整作業(yè)計(jì)劃，有效提高了運(yùn)輸生產(chǎn)組織作業(yè)效率；各車站調(diào)度室能夠?qū)崟r(shí)掌握所轄裝卸線、道口的現(xiàn)場(chǎng)情況，及時(shí)采取措施防止交通事故的發(fā)生，有效提升了行車安全系數(shù)，保障了運(yùn)輸生產(chǎn)作業(yè)安全；系統(tǒng)的大容量、不間斷存儲(chǔ)功能，亦為突發(fā)事件的事后查證提供了確切證據(jù)。

5結(jié)語

基于流媒體技術(shù)的武鋼鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，技術(shù)先進(jìn)、成熟、可靠，有效整合了原有分散的視頻監(jiān)控設(shè)備，在運(yùn)輸組織、安全防范等方面發(fā)揮了重要的作用。下一階段將進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，形成涵蓋運(yùn)輸部所有站場(chǎng)、裝卸線、道口的視頻信息監(jiān)控管理體系。