会诊断的智能监控视频运维管理平台解决.docx
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会诊断的智能监控视频运维管理平台解决
视频智能运维管理系统
解
决
方
案
广州安道讯智能技术有限公司
2013年1月
一、概述
1.1现状
近年来，随着城市区域不断扩大、人口增加及流动、自然灾害的突袭、世界反恐形势的严峻......各种不安定因素也随之扩大，城市公共安全的重要性日益凸显， 但目前国内公安警力的增长速度已远远不能满足实际需求，视频监控作为一种有效的技术手段在保障社会公共安全方面起到的极大的作用。
公安部相继颁布《关于开展城市报警与监控技术系统建设的意见》和《城市报警与监控建设技术指南》等相关文件，并推动“平安城市”建设作为落实“科学发展观”和建设社会主义和谐社会的重要举措。
通过几年来的“平安城市”项目的不断推进，城市视频监控获得了突飞猛进的增长。
目前全国同类城市视频监控数达到20万个以上的有北京、上海、广州、深圳等城市，10万个以上的有南京、杭州、郑州、昆明等城市。
中国主要城市视频监控数量统计表
城市名称
北京
上海
广州
深圳
南京
杭州
郑州
昆明
武汉
视频监控数量（万个）
25.6
24
21
20.4
12
10.5
10
10
4.8
根据中国安防协会介绍，目前国内监控摄像机已达到275万台之多，绝大部分集中在城市，这在大大加强城市社会安全保障能力的同时，也带来了一系列以前未遇到的问题，其中以如何低成本高效率的保障“平安城市”之类的大型视频监控系统的运营质量，充分发挥城市视频监控资源的作用凸显得最为明显。
目前，经常有监控成“睁眼瞎”的报道见诸报端，而通过有限的人力去巡查庞大并迅速增长的视频监控点极不具有现实意义，使得视频监控设备在运维保障服务方面产生以下各种问题：
●故障排除延迟严重，事件无法及时响应，有限警力很难支撑
目前在视频监控系统运维过程中，发现设备故障主要靠人力巡检来进行，系统规模一旦过大，巡检周期就会变得很长，检测标准人为因素很大，经常出现有事件发生时，调图像发现看不到正常视频，严重影响破案效率或对突发事件的响应速度。
同时人力的需求非常大，造成本来就紧张的警力更加不足
●设备模式标准多样，维保模式效率低下，维保服务相当困难
设备五花八门，维保服务商众多，人员接口复杂，不便于统一指挥和调度，不能及时响应维保服务的需求。
大多数设备的调试、安装、故障、报修等工作，由各家设备厂商或营运商负责，由于监控系统涉及到的设备众多，出现问题时，各家单位可能互相牵制推诿，踢皮球，严重影响系统正常使用。
造成问题解决时效低，解决问题不彻底，难以适应视频监控系统的运维要求。
●现行维保技术落后，工程人员信息不畅
现行的维保服务主要是解决设备在发生报警、故障后的修复、处理问题；而不能及时监测到设备的实时运行状态。
缺乏对设备状态的监测能力以及故障的及时发现能力，应进行必要的改进，否则过于延迟可能导致严重后果。
维保服务工程人员基本上从事外业，流动性大，因此，营运商无法准确监控各工程人员的工作状态，所处位置。
同时，对于工程人员的任务派发，任务信息传达主要依靠电话、任务单表格（纸面或者电子）传达，及时性不够，信息沟通渠道有待改进。
1.2发展趋势
虽然目前各地平安城市已在不断建设并相继投入使用，但中国视频监控的发展空间依然极其巨大，以目前在视频监控方面做得较好的英国为参考，截止2010年，英国所有的监控摄像头数量为中国的1.5倍，而人均台数更是相差30倍，这也预示着解决急剧扩大的视频监控需求与现有运维保障效率低下之间的冲突问题已迫在眉睫。
对于视频监控系统的运维工作完全靠人工检测和处理，监测难度达，故障处理不及时，而且运维工作量巨大，导致运维的成本不断增加，使视频监控系统的使用效果大打折扣，严重影响了城市安全保障工作的有效开展。
因此，提高视频监控系统运维工作的信息化水平，建设信息化的视频监控运维管理系统必将成为视频监控行业发展的趋势。
视频监控运维保障系统作为安防领域的革新产品，是视频分析技术及最新的各类IT技术在视频监控系统运行维护方面的典型应用。
该系统集状态监测、故障报警、故障分析、运维管理于一体，能够实现对各类视频监控系统相关的设备运行状态的监测与查询，如摄像机、视音频编解码设备、传输设备（SDH/EPON、交换机、路由器）、业务服务器。
运维系统一旦发现视频监控系统设备运行状态出现异常，立刻自动向运维管理中心发出故障报警。
l运维系统管理中心收到设备故障报警后，自动进行故障分析，初步分析出是什么原因造成该故障的发生。
同时通过统一的运维服务营运平台，对运维系统自动发现的故障、人工保修的故障、日常维护保养等工作进行统一规范的管理，对故障处理进行全程跟踪，完成先进、合理的故障报修、任务派工电子流系统，以更快响应、完成故障修复任务。
视频监控运维保障系统能够全面、系统、规范、及时的保障大型视频监控系统的正常运行，改变现在大型视频监控系统维保困难，有效使用率不高等情况。
1.3政策导向
在政府提出"构建社会主义和谐社会"后，平安城市的建设成为为市民提供安全保障和相关服务的重要项目，而目前，全国城市的报警与监控系统也正处在如火如荼的建设过程中。
政府对该建设项目的推动，势必会加大行业对视频监控故障诊断系统的强烈需求。
同时，其他对视频监控方面要求较高的行业（包括银行、证券、监狱、电力），国家也对其进行政策方面的大力扶持，在政策方面也对视频监控系统质量的保障出台了相应的行业支持。
因此，从政策导向方面来看，对视频监控运维保障系统的发展有很大的促进作用。
二、总体设计
2.1设计目标
本系统的设计围绕以下几个方面进行：
⏹提高系统有效使用率
及时发现故障、加快系统维修过程，从而提高系统有效使用率，提高投资收益率。
⏹减少责任风险
减少由于视频监控设备维护不及时而导致的领导现场指挥不畅、破案效率降低的现象的发生。
⏹节约警力投入
依靠设备对监控系统自动进行状态监测及故障分析，大大节约的公安部门在视频监控系统运维管理方面的警力投入。
⏹提高管理水平
及时了解视频监控系统整体运行状况、为考核工程商运维效果提供考评依据，为后期系统建设提供决策数据。
2.2设计原则
在系统设计中，我们遵循以下设计原则：
●先进性：
在考虑系统的实用性前提下，采用国际上先进的视频图像算法与数字通讯技术，确保系统在国内的领先地位，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的使用周期。
●可行性：
系统与用户及上级管理部门的需求和管理制度相适应；与用户在建设规模方面的实际情况相吻合。
●可靠性：
系统采用与平台分离的设计方案，确保视频监控平台软件与视频监控运维保障系统能够长期稳定、可靠安全地运行。
●标准性：
系统设计时，所采用的技术手段遵循业界标准，特别是提供了标准接口，使系统具有较高的灵活性，与其它系统方便互联，同时可适应今后的升级或引进新技术。
●可扩展性：
系统功能充分满足实际需求，如果用户需要接入更多处理单元，或者更多功能，可以方便地实现。
三、系统设计
3.1网络部署
3.2系统结构
视频监控运维保障系统结构图
3.2.1运维中心管理平台
中心管理服务器管理系统的用户权限、接入设备；与运维主机交互，接收诊断故障信息，发送故障报警；为客户端的统计查询分析提供数据来源；对运维服务的过程进行跟踪处理。
3.2.2手持式终端
现场运维人员使用手持式终端，接收运维中心发送的运维任务工单，通过电子地图及GPS导航指引快速到达现场，对设备条码进行唯一性比对，参照手持式终端上的维修建议，对设备进行维修，同时上传维修记录信息到运维中心，进行维修结果复核。
3.2.3运维监控客户端
系统管理员可以使用运维监控客户端对运维主机进行人员管理、系统设置、参数配置、设备管理、运维模板管理以及点播实时监控视频。
3.2.4运维管理客户端
运维管理客户端可以使用户了解视频监控系统的运行状况，对视频故障、设备故障信息进行统计查询分析，及时进行维修。
同时，对运维流程进行处理。
四、系统功能
4.1设备故障报警
当运维主机对设备状态的监控发现故障时，进行实时报警，并以图片和实时视频的方式展示故障报警的详细信息。
故障信息包括：
故障发生的时间、设备名称、设备类型、故障原因说明等等。
4.2实时巡检检测
监测视频监控系统中摄像机、视频编解码设备、业务服务器、网络传输设备，并展示设备工作状态信息。
●视频设备包括：
视频服务器（NVS、DVS）、数字硬盘录像机（DVR）等。
●业务服务器设备包括：
视频监控系统运行维护管理服务器、综合智能监控管理平台服务器（也可以是第三方监控平台）、报警服务器、智能分析服务器等。
通过人性化的操作与详尽的系统展现，实现全方位的对网络专线（DDN、VPN）的监控，提供详尽的延时和丢包性能曲线分析；对服务器及网络设备的硬件和系统运行状态的监控，深层次监测网络的稳定性能；同时，对数据库进行细颗粒度的深入监控，为管理员更易优化数据库性能；通过使用环境监测器，实现对机房动力、环境参数的监控。
4.3实时视频点播
支持单画面和多画面模式的实时图像浏览，能进行视频全屏监视和非全屏监视的切换
4.4视频质量诊断
采用目前国际最先进的计算机智能视觉技术，对摄像机设备出现的常见故障，比如设备不连通、画面偏色、信号缺失、清晰度异常、亮度异常等故障；以及跟视频监控相关的视频设备、网络设备运行状态监控，视频信号传输的链路可用性和质量监控。
以视频监控点为单位，提供完整的智能故障分析功能，利于方便的进行整网运行的状态展示和查询，并为运维管理系统提供详尽的故障信息。
视频故障分为视频清晰度异常、视频信号缺失、亮度异常、视频条纹干扰、视频雪花干扰、视频偏色、PTZ失效、画面冻结、场景变换等九种类型。
系统采用最新智能诊断分析算法，模拟人类视觉反应，通过视频图像特征建模，以及自适应学习，检测视频存在的故障。
●清晰度异常检测：
检测视频中聚焦不当，异物遮挡等引起的视野图像模糊。
●信号缺失检测：
检测因前端摄像机损坏、电源故障或视频传输环节故障而引起的间发性或持续性的视频缺失现象。
●亮度异常检测：
检测视频由于照明异常、增益控制、摄像机故障或人为遮挡等引起的画面过暗、过亮等现象。
●条纹干扰检测：
自动检测由于线路老化，传输故障，或者接触不良，或受到电磁干扰，视频图像中混有呈带状、波纹、网状等带有周期性的叠加噪声。
●雪花干扰检测：
自动检测由于线路老化，传输故障，接触不良，或者受到电磁干扰，视频图像中一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰导致的雪花、图像抖动或滚屏等现象。
●偏色检测：
自动检测由于线路接触不良、外部干扰或摄像机故障等原因造成的视频中的画面偏色现象，主要包括全屏单一偏色或多种颜色混杂的带状偏色。
●PTZ失效检测：
自动检测由于传输故障、编解码器设置错误或前端设备故障导致前端云台和镜头全部或部分地无法按用户指令执行正确运动。
●画面冻结：
检测自动检测由于视频传输调度系统故障引起的视频画面冻结。
●场景变换检测：
自动检测摄像机视野、角度被人为移动造成的场景变换现象。
4.5故障原因分析
系统根据诊断结果，逐步排查分析故障的原因，对视频图像质量、视频编解码设备、业务服务器以及网络传输设备的故障原因进行智能监测分析，逐步筛查设备链路上所有相关设备的故障发生的精确环节，并结合庞大的运维知识库信息，为用户及时提供详尽的故障原因信息、故障处理的建议与方案。
4.6统计查询分析
●能够按日期查询历史诊断记录和报警记录。
●能够按摄像机品牌、所属组织、故障严重等级、开始日期、结束日期和诊断类型查询历史诊断记录和报警记录。
●查询结果包括：
检测时间、组织、设备名称、品牌、连通状态和检测结果详情。
五、扩展功能
5.1运维管理平台
5.1.1服务台
当运维主机对设备状态的监控发现故障时，进行实时报警，故障信息包括：
故障发生的时间、设备名称、设备类型、故障原因说明等等。
根据视频诊断和设备监测发送的故障报警信息，结合运维人员当前的位置信息，运维管理员（运维坐席）就近分派维修工单，工单信息包括：
故障设备条码、设备名称、设备位置及GPS坐标信息、故障截图、被分派的人员、维修时间要求等信息。
在分派运维任务时，可以将视频诊断和设备监测的故障分析结果以及运维系统的故障相关联的知识库内容一并发送给运维工程师作参考。
接收手持移动终端发送的维修结果信息，并转发给视频诊断和设备监测，做维修故障的自动复核。
运维管理中心根据视频诊断和设备监测的复核信息，修改维修任务的状态。
接收设备故障事件的来源有以下几种：
◆视频诊断和设备监测自动诊断分析故障信息
◆运维坐席人工填报的故障信息
5.1.2问题管理
运维工程师日常维修的遇到的问题和经验方法，通过手持移动终端或运维服务管理上传到运维中心，进行归纳汇总成为知识库，并对应于相应的故障问题。
5.1.3系统监控
使用GIS（地理信息系统）方式，在电子地图上按区域、设备类型等，进行分组、分层展现摄像机、视频编解码设备、业务服务器等的信息与工作状态。
当有故障报警发生，在地图上的设备进行闪烁，并自动快速定位到该设备，同时可以调阅故障详细信息，如果是摄像机，也可调阅故障截图和实时视频。
5.1.4配置项管理
在运维过程中，跟踪整个设备资产的生命周期的状态，包括设备的入库、出库、盘点、统计、查询等。
对设备供应商、厂商进行管理和评估，提供IT资产报表来进行统计分析。
通过运维配置项管理，清晰的记录了运维过程所需设备的详细情况，极大的缩短了统计分析所花费的时间，节省了大量的人力、物力。
5.1.5统计分析
用户与运维商能够采用多角度、多条件的方式进行及时、详尽的统计分析，系统同时能够指导运维商及时维修故障设备，为用户提供运维过程与结果的考核依据。
●能够按日、月、年等依据对查询出的摄像机故障做统计。
显示摄像机故障趋势图。
●能够按品牌、组织等条件对查询出的摄像机故障做统计。
显示摄像机故障对比图。
●提供多种统计报表展示方式，例如柱状图或折线图。
●能够统计故障累积时间。
（故障累计时间即故障报修时间开始，至维修关闭时间结束的时长）
●按设备名称、品牌统计的故障率，用于为用户后续选用高品质的视频设备提供有力的参考决策依据。
5.1.6运维过程管理
1、对网络中的视频画面质量、视频设备、服务器、网络设备等工作状态等进行监测与分析。
2、将诊断出来的故障信息提交给运维服务器。
3、运维服务器接受到故障信息后在GIS地图上展现最新设备状态信息。
4、根据故障信息，运维管理员派发维修工单到维修工程师的手持运维终端上。
5、运维工程师的手持运维终端接收维修工单。
6、运维工程师通过手持运维终端的GIS地图，显示故障地点，通过电子地图导航功能，迅速抵达故障现场。
7、运维工程师通过手持运维终端对故障设备的一维条码进行扫描，确认故障设备。
8、维修完成后运维工程师通过手持运维终端填写维修结果信息。
9、手持运维终端将维修结果上报至运维服务器。
10、运维服务器将维修结果发送至服务器。
11、根据维修结果信息对设备进行再次诊断复核。
12、将复核信息提交给运维服务器。
13、运维服务器根据接收的复核信息，更新设备状态，并由运维管理员更新工单的任务状态。
5.2手持终端管理
5.2.1设备信息采集
●采集设备唯一标识
在视频监控系统设备（包括：
摄像机、视频编解码设备、业务服务器等等）上粘贴一维条形码，通过手持设备的摄像头并结合扫描软件，读取设备唯一标识，导入数据库。
●采集设备GPS坐标
通过手持设备GPS坐标定位功能，获得设备视频监控系统设备的物理坐标信息，便于后续运维的设备导航查找、定位。
5.2.2GPS导航定位
运维工程师，根据接收的故障设备信息，通过电子地图的导航定位及路线指引功能，快速到达故障现场实施维修。
5.2.3运维管理
●接收设备故障信息
接收中心管理服务器发送的设备故障信息，以及分配给自己的维修工单，信息包含了设备标识、设备GPS物理坐标、故障信息、故障截图等。
●确认故障设备唯一性
运维工程师到达现场后，通过手持设备条码读头读取设备标识，与维修工单中故障设备标识核对确认。
●记录运维过程与结果
在运维过程中，如需中心人员支持，可通过语音或视频对讲等方式实现沟通。
同时，在手持设备上填写运维操作过程及维修结果信息，上传到中心管理服务器。
5.2.4移动视频监控
用户户只需让监控主机能上网，并在其上安装“移动视频”软件的受控端程序。
再在自己使用的电脑或手机上安装“移动视频”软件的控制端程序，就可以随时随地连接到监控主机，查看到视频墙中的多路视频图像。
移动视频软件，可实现用PC电脑、智能手机、平板电脑远程访问视频采集卡、DVR的监控视频图像。
该方案主要特点：
1）可充分利用已有的视频采集卡或DVR设备，用软件加以扩展，轻松实现远程访问和手机访问
2）支持各个厂家的各种视频采集卡或DVR设备，不影响原有系统的功能，如硬盘录像、自动报警等
3）软件采用P2P通信技术，可自动穿透NAT内网，不需路由器端口映射、动态域名等，没有任何连接方面的设置
4）支持各种终端，可用PC电脑、智能手机、平板电脑、智能电视等设备随时随地远程查看监控视频
5）视频数据传输采用业内最先进的H.264压缩算法，超低码率，3~5KB每秒，非常节省数据流量
六、系统优势
系统功能强大，集故障分析、运维管理为一体，并支持GIS地图综合展现、智能故障分析、手持终端现场运维等多项功能。
具有最先进的智能化算法，准确性高，检测速度快。
对于系统的核心业务处理能力，其运维过程管理最为先进。
它使用了专业的运维管理系统，遵循ITTL模式，并结合手持移动终端，精确定位故障设备位置，详细记录运维过程与结果信息。
系统已经在大规模的监控系统中成功地应用，体现了较高的系统成熟度。
同时，对于有更高要求的专家型用户，系统可以提供定制开发服务，为客户实际业务要求量身定制功能。
七、项目案例
●汉川平安城市项目
●贵阳市平安城市项目
●宜昌电信全球眼项目
●恩施市平安城市项目
●黄石平安城市项目
●南昌农村信用社联合社
●中国民生银行太原分行
●湖北省无线电管理委员会
●湖北省考试院监考系统
●XX区公安局
●XX市电业局
升级会员 