基于B／S架构的某省电网公司统一视频监控平台设计与实现

基于B／S架构的某省电网公司统一视频监控平台设计与实现
【摘要】省电网统一视频监视平台整体架构采用B/S架构，主要由业务模块、数据模块、安全模块和应用集成等部分组成。

各组成部分既独立地支撑电网统一视频监视平台的某个部分，相互之间又协调配合，共同构成省网统一视频监视平台体系架构，最终确保了平台能够实现实时视频数据展现、历史视频数据查询、视频采集设备信息展现和平台与业务系统互连管理等若干功能。

【关键词】视频监控；标准控件；安全接入
1.统一视频监控系统架构设计
1.1 平台部署情况和总体架构
电网统一视频监视平台总体架构由业务架构、应用架构、数据架构、技术架构、物理架构、安全架构和应用集成等重要部分组成。

各组成部分既独立地支撑电网统一视频监视平台的某个部分，相互之间又协调配合，整体构成电网统一视频监视平台体系架构。

平台通过提供标准控件的方式，与输变电状态检测系统、基建管控系统、营销稽查系统、应急指挥系统和信息运维综合监管系统等进行横向应用集成；同时，通过数据库中导入中间表，进行目录和用户同步，实现平台与公司企业门户系统的集成，用户通过企业门户实现单点登录。

为了使不同角色的用户访问的属于自己权限范围内的视频监控材料，该平台特别利用目录和用户同步方式，实现了在访问策略上的用户—角色—访问范围的有效控制。

由于电网企业自身的特点和性质，在日常办公中拥有自己的内网办公环境，同时对于类似于输变电线路检测的视频又使用的是外网环境，这就需要将在不同业务通道中流转的数据统一整合到一起，实现统一监控。

考虑到内网监控设备多业务面广、外网监控设备少业务面窄的实际情况，该平台采用了将外网数据通过国家电网公司安全接入平台接入内网的设计手段，实现了外网数据安全可靠的接入内网。

平台实现音视频数据在地市、网省、总部的逐层汇集，各业务应用系统通过同级平台进行视频浏览与视频设备控制。

采用实时交换技术弥补传统方式中的点对点数据传输不足影响显示质量的问题。

该平台使用了流媒体服务器，它的主要作用是实现了视频实时调用与视频采集功能的相互独立，对于相距1000公里的变电站视频数据也能够在5秒钟给予反馈信息，有效的减少了应用与设备间的访问耦合度，在提高网络利用率的基础上使得用户体验更加良好。

1.2 应用集成及平台部署设计
省公司电网统一视频监视平台实现音视频数据在地市、网省、总部的逐层汇集，各业务应用系统通过同级平台进行视频浏览与视频设备控制。

采用实时交换技术弥补传统点对点数据传输的不足，通过流媒体服务实现视频实时调用与视频
采集功能的相互独立。

技术架构遵循采用分层、组件化的实现方式，由下之上包括服务通信层、服务支撑层、服务实现层和服务管理层。

省电网统一视频监视平台通过与目录系统的集成，实现用户身份信息从目录系统获取，确保用户信息的一致性，通过标准接口支撑典型业务系统调用控件的实现、支撑生产管理、营销管理、信息机房、应急管理、远程招投标、项目现场管理、容灾中心视频应用需求。

为了有效的利用现有网络带宽，合理分配网络资源，在平台部署设计时，对网络带宽做了如下的计算和分析。

应用端与前端之间的网络带宽需求为：带宽=Σ（所有单路视频所需的码流）。

当平台进行转发以及视频流数据通过流媒体服务器时，平台与前端之间的带宽为：带宽=Σ（所有不同单路视频所需的码流）。

省电网公司统一视频监视平台部署架构，平台内服务模块的硬件服务器包括了通信服务器、流媒体服务器、管理服务器、录像回放服务器。

为了保障系统运行的可靠性和稳定性，在系统部署设计时，规定了各个服务器使用双网双机切换（主备方式），并且能在10s内完成切换。

同时，流媒体服务器在管理服务器的控制下，支持单元式部署模式，方便后期维护过程中及时的发现和解决平台存在的问题。

为了能更快地响应客户端的请求，更稳定地将高质量的图像数据在网络间传输，在省公司的信息通信调控中心设立了管控的监控点，在多台服务器间采用自动分配的方法，以免某一服务因为转发任务过重而带来的响应速度迟缓、服务器响应慢等现象。

省网公司统一视频监视平台部署在信息内网，通过防火墙与其他业务系统进行保护，网省公司与总部之间通过信息内网实现纵向互通；当前端系统或设备位于信息内网时，可直接接入至平台；当前端系统或设备位于信息外网时，需先通过安全接入平台和安全节组件，实现外网数据的安全接入。

该平台已实现1920×1080p全高清视频的实时压缩传输。

能够在省公司内部2Mbps的带宽下对高清视频实时压缩传输。

同时，用户还可以对前端视频信号转换及监控画面轮切，可设置多种轮切策略。

1.3 网络带宽
目前视频监控主要以点到点的方式占用网络通道，由于视频信息通常对网络带宽有较高要求，在多人访问同一视频资源时存在着严重的网络资源浪费，尤其在遇到突发性访问需求的情况下，很容易出现网络堵塞。

统一视频监控平台使用的流媒体服务器采用代理转发机制，可有效的解决用户并发访问时的有限带宽拥堵问题，更高效地利用有限的网络带宽资源。

当有5人同时访问用一个视频源时，同一视频数据要同时拷贝5份通过现有网络进行传输，由此造成了带宽资源不足问题。

当采用流媒体服务器后，由于流媒体服务器具有数据代理分发功能，5人并发访问同一路视频时，只需传输1个拷贝到流媒
体服务器，流媒体服务器再通过省公司局域网利用组播技术转发给青青此路视频的三个局域网内网用户。

采用这种方法减少了网络资源的消耗。

可见采用此种方式当有多个用户同时访问同一视频资源时，只需传输一个拷贝文件，达到了充分利用现有网络资源的目的。

1.4 接口调用与封装
该平台由于涉及到不同的地市公司、不同的网络通道环境、不同的视频采集设备，不同的业务系统数据，所以在设计时就必须考虑到通信服务，管理服务，流媒体服务，录像回放服务等多个方面服务支持。

为了将不同的服务有机的整合在一起，该平台在设计实施时针对不同通信服务调用了SIP/SDP接口，HTTP接口，RTP/RTCO/RTSP以及数据库相关的接口模块，保障了各类服务的有效性和灵活性，确保在数据传输、调用时的真实有效。

2.分析与总结
省网统一视频监控平台通过将输、变、配电灯各环节的视频统一纳入到一个平台，实现公司视频的集中接入，并通过平台标准服务，为生产、应急、营销、基建等其他业务系统提供统一视频应用服务，实现视频资源全面共享。

为了提高平台的使用和进一步的推广，该平台采用了B/S架构完成了与用户的交互。

该平台截止2013年6月已经完成对2794个前端摄像机监控信息的采集，在技术上实现了电力视频监控系统的统一监控、统一调度、统一指挥，有效的完成了监控和管理的融合，确保监控指挥人员能及时处理相关监控事宜，尤其对于突发事件能快速进入应急指挥状态。

参考文献
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[2]练笔战，杨扬.电力图像监控系统集成平台的研究与设计[J].电力系统保护与控制，2011（3）：15.。