編者按：視頻監控系統的數字化改造始于05年左右信息高速路的建設完成，從大規模平安城市應用逐步向大規模公共設施擴展。作為早期的數字監控系統用戶之一，機場監控系統的數字化改革并不十分順利。究其原因，還在于數字監控系統在技術模型和建設模式上與傳統模擬監控的巨大差異。
安全，是機場建設及運維永遠的主題之一。近年來，民航產業的發展進入快車道。新建機場的快速建設，機場規模的不斷擴大，對機場配套的安防監控系統也提出了更高的需求。作為機場技防系統的重要部分，民航業視頻監控系統技術也在發生著快速的變革，從傳統的模擬監控系統向大規模、高性能的IP視頻監控系統解決方案轉變。
視頻監控系統的數字化改造始于05年左右信息高速路的建設完成，從大規模平安城市應用逐步向大規模公共設施擴展。作為早期的數字監控系統用戶之一，機場監控系統的數字化改革并不十分順利。究其原因，還在于數字監控系統在技術模型和建設模式上與傳統模擬監控的巨大差異。
模擬監控系統與數字監控系統
關于數字監控系統快速發展的原因，業界有著諸多的說法，比如數字監控系統更強的管理能力、更豐富的應用特性、大范圍跨區域的聯網等等。其實歸根到底，是IT系統發展的趨勢使然。根據IT-CMM能力成熟度模型，任何IT系統的發展均會經歷“產品化----系統化----集中化----集成化----資源化”五個發展階段。監控系統的數字化正是源于“系統化”向“集中化”轉變的基本需求，并推進進一步的“集成化”和“資源化”進程。
然而，模擬向數字的轉變，并不是一個簡單的系統升級過程。數字監控系統設計的技術模型與傳統監控系統存在的巨大差異，絕不僅僅是簡單將模擬攝像機進行編碼數字化處理這么簡單。
簡單來看一個典型的數字監控系統，需要囊括“前端接入模型”、“傳輸模型”、“解碼模型”、“管理控制模型”和“存儲模型”。包含的技術模塊更是涉及圖像采集、多媒體編解碼、計算機網絡、專業操作系統及專業數據存儲等。傳統視頻監控廠商在前端圖像采集領域有著較深的技術積累，但是在其他領域卻是新兵，不可能在短時間內快速實現突破。因此，IT領域有著深厚技術積累的領導企業成為監控市場發展的強勢力量。安防IT化的進程也隨之快速推進。與傳統監控廠商相比，IT領導企業不僅可以提供穩定的數字監控系統，也帶來了領先的系統管理維護理念。
機場數字監控系統解決方案
隨著近些年來視頻編解碼技術、視頻網絡傳送技術、視頻數字存儲技術、視頻通信調度技術等與視頻相關的IT技術不斷發展，并逐漸引入視頻監控領域，機場領域視頻監控系統的解決方案也經歷著快速的變革。也給機場行業的應用需求提供了新的解決方案。
需求分析：
作為高風險對象安防場所，諸多國家標準及行業標準給機場安防提出了極高的要求。其中，要求視頻監控系統覆蓋的區域包括：
進行安檢的旅客、行李、證件及檢查過程；
航站樓旅客迎送大廳、售票處、值機柜臺、行李傳送裝置區、旅客候機隔離區、重要出入通道及其他特殊需要的部位；
飛行區、圍界及其出入口；
飛行區飛機著陸進港和起飛離崗的過程；
機場的貨運庫、維修機庫、停車場、進場交通要道、塔臺等；
由于機場監控點位規模龐大且結構復雜，對監控系統的建設提出諸多要求：
1. 擴展性及資源利舊要求
伴隨著機場規模的擴大及多個航站樓的單獨建設，機場視頻監控系統的規模和密度都比以往增加了許多。同時，大部分機場原有模擬監控建設周期不長，主要設備仍處于生命周期內。因此，實現不同技術路線監控資源的整合、多區域監控系統的跨域聯網需求也越來越多。
2. 兼容多種接入模式要求
機場視頻監控點位部署環境復雜，需根據現場情況靈活選擇接入模式。如：室內密集點位監控，可使用雙絞線直接連接至弱電間接入層交換機；分行區分散點位監控，可使用光纖連接擴展傳輸距離；圍界監控，可使用光纖組成RRPP環網，節省光纖部署的同時，提高連接可靠性。
3. 視頻資源的靈活迅速調用要求
機場視頻監控系統業務部門廣泛，對于關鍵部位監控點，經常會面臨機場指揮中心、機場公共安全分局、航站樓運管部、安檢信息機房等多個客戶端同時調用的壓力。部分基于流媒體轉發的數字化監控系統在應用過程中存在延時大、黑屏及圖像丟失等問題。為了滿足全系統數字圖像低延時（毫秒級）快速控制切換的需求，需保證良好的監控系統網絡屬性，實現系統架構與網絡設備的有效融合。提高系統傳輸及交換效率。
4. 開放性及業務應用的整合
機場用戶對視頻監控系統本身的操控體驗要求越來越人性化，如高清畫面顯示、基于事件的錄像快速檢索精確定位、三維仿真GIS等；另一方面，機場行業對視頻監控系統的定位也不再是獨立的視頻圖像采集再現系統，而是安防系統或者其他專業應用系統的有機組成部分，視頻監控系統需要與安防系統的其他子系統（如門禁、報警、消防等），或者專業應用系統的其他子系統（如人員安檢系統、行李分揀系統、圖像智能分析系統等）完成充分的整合。
5. 大規模可靠存儲的要求
機場作為高風險等級監控場所，錄像存儲時間通常不少于30天。為保證大規模存儲的性能及可靠性，需單獨構建監控系統專用的存儲區域網絡（SAN）。在SAN技術的選擇上，FC SAN采用封閉協議，需單獨搭建存儲網絡，雖性能強大，但投資成本極高且后期維護復雜；IP SAN基于IP網絡部署，簡化投資及管理，但要規避網絡帶寬及安全性問題。
解決方案：
宇視IP監控系統解決方案整體架構：
解決方案的組成和基本功能如下：
1. 前端系統
Uniview前端產品包含功能豐富的標清、高清網絡攝像機及全系列視頻編碼器產品。近年來的機場應用當中，對高清監控的需求非常旺盛，在航站樓、飛行區、安檢區及行李分揀等重點區域采用720P或1080P高清網絡攝像機，可顯著提升機場安防的監視效果。
在機場周界道路及主要出入口可部署高清卡口系統，對進出車輛時間、地點、車牌等信息進行記錄。
可根據前端情況靈活進行選擇。通常在辦公區等一般場所監控當中，常選用模擬攝像機加編碼器或標清網絡攝像機產品；，常選用高清網絡攝像機產品；機場周界及飛行區因范圍較廣，可選擇支持SFP光纖、RRPP光環網或EPON等光纖接口的網絡攝像機或編碼器產品。
2. 網絡系統
所有前端編解碼器通過網絡系統和監控中心相連，實現各種信息的傳遞。宇視科技提供了豐富的網絡設備，包括接入交換機、核心交換機和路由器，針對EPON無源光網絡組網需求提供了低成本的盒式OLT交換機和集成在S75E核心交換機中插卡式OLT。
這些設備內嵌了豐富的安全特性并針對監控的需求對組播等應用進行了優化，同時還可以為廣域網組網提供完善的VPN解決方案，從而為監控系統提供了一個安全、可靠、靈活和高性能的基礎網絡平臺。
3. 監控中心
監控中心的核心是IMOS管理平臺，含括VM視頻管理服務器、DM數據管理服務器、MS媒體交換服務器和客戶端等。除此之外，監控中心還可以分布式部署基于宇視科技 IPSAN技術的NVR網絡視頻錄像系統和電視墻控制設備。
視頻管理服務器
監控中心的核心管理設備首先是VM視頻管理服務器，作為整個系統的核心信令管理服務器。VM視頻管理服務器單域支持10000路視頻和3000臺編解碼設備的管理，該服務器主要用于系統認證、配置、控制、報警等所有核心信令的處理。
數據管理服務器
作為監控中心另外一個核心管理設備DM數據管理服務器，主要功能為對全系統分布式部署的NVR網絡視頻存儲設備（基于宇視科技 IPSAN技術）進行統一的資源管理，配置和故障檢測。并對外提供備份轉發和檢索服務。
流媒體交換服務器
根據項目需求，IMOS管理平臺可以提供MS流媒體交換服務器組件，在單播網絡環境下，該服務器可以提供單播視頻流的復制分發，同時對于外網訪問，該服務器還可以提供內網組播轉外網單播服務以及面向外域和其它業務系統的VOD點播服務器功能。
NVR網絡視頻錄像
宇視科技創造性的將IPSAN直存技術引入NVR網絡視頻錄像系統中，前端編碼器及IPC可以直接通過iSCSI協議將壓縮的數字視頻信息以裸數據塊的方式寫入NVR的IPSAN盤陣中，客戶端可以直接訪問IP SAN盤陣實現快速回放，這種端到端的IP SAN架構，無需傳統方案的轉存服務器，系統架構更加簡潔高效和可靠。
方案特點：
1. 先進可擴展的體系架構
系統借鑒IMS體系架構，采用分層、模塊化的設計，遵循標準SIP協議規范，將媒體交換處理同系統的控制、管理信息相分離，具備靈活的可擴展性，保證了海量視頻接入和大并發量訪問的能力。
系統采用雙流的工作機制任意分配實時流和存儲流的碼流格式、碼率等參數，并通過組播和iSCSI數據流端到端進行傳輸，避免了矩陣、流媒體服務器等系統瓶頸造成的“啞鈴效應”，提升系統傳輸的可靠性。
2. 統一資源管理
系統采用資源化管理框架，具備強大的網絡管理能力。實際應用中，可將系統當中各個物理設備分解成多個基本資源的集合，根據抽象出的資源類型（如攝像機資源、監視器資源、告警源資源、存儲資源、地圖資源等）進行分類。可實現資源的分布式部署統一管理。在機場行業應用當中，合理的實現分控中心的存儲及網絡部署，可以提升機場安防管理效率，避免大規模網絡帶寬占用，實現區域安防系統的快速應急處理。
3. 創新的存儲技術
宇視科技機場行業監控方案基于存儲虛擬化技術，采用標準IP SAN存儲設備，實現大量視頻存儲設備的分布式部署和集中管理，以及存儲空間的動態分配及調整。
將iSCSI塊存儲的存儲方式引入監控中，通過端到端直存的方式，取消了服務器轉發，提高了存儲可靠性，實現了對于媒體流這種非結構化數據的結構化存儲，使得監控錄像可以秒級精確檢索和即時回放。
4. 網絡與監控的融合
iVS監控系統將IP組播技術、網絡Qos技術、IP網管技術引入監控。針對機場監控點的不同環境，采用相對應的接入技術。前端編碼器可以通過LAN、SFP、EPON、RRPP環網、WLAN等方式靈活地接入承載網絡。
5. 業務應用整合能力
系統采用SOA框架，對外提供全方位的平臺級中間件接口，包含了監控平臺完整的管理接口與業務接口，可以將視頻資源開放給更多的行業應用處理使用，如GIS系統、安防報警系統、機場安檢系統、周界防范系統、專業管理系統、視頻智能分析等。各種行業化應用可以在系統提供的SDK上進行各種層次的開發。
6. 高可靠的系統保證
為了滿足室外環境的要求，前端采集編碼設備提供了高環境適應性（高低溫、潮濕腐蝕、EMC電磁兼容等）。通過雙網口鏈路上行、環網等接入方式，實現網絡鏈路的高可靠冗余系統通過視頻管理軟件平臺的熱備份及媒體服務器的集群管理，提升了核心系統軟件的可靠性。
機場數字監控系統發展趨勢
機場監控系統解決方案的IT化，提高機場安防系統管理水平與應用效果的同時，推動機場安防系統朝著高清化、集成化、靈活化的方向發展。同時，與機場弱電系統的整體融合，也讓未來“智慧機場“的建設充滿挑戰。
高清
在機場諸多人流密集現場，傳統標清監控無法滿足安防系統對于圖像細節的要求，已被高清視頻監控系統逐步替代。目前來看，大部分機場在航站樓、飛行區、圍界等區域逐步嘗試使用高清IPC。不遠的將來，全高清IPC監控系統會迅速成為主流。
安防平臺集成
通用的機場安防系統由視頻監控系統、報警系統、門禁系統及電子巡更系統組成。為實現事前預防、事中聯動、事后檢索的安防管理效果，機場領域積極構建集中安防平臺，實現安防各子系統的集中管理及業務聯動。
靈活存儲、集中管理
早期的機場監控系統建設，為保證存儲性能及可靠性，通常選用高端FC SAN設備構建存儲區域網絡。然而傳統存儲設備專為數據中心大規模存儲系統設計，應用于視頻監控時成本過高且不夠靈活。因此，部分機場已選用針對視頻監控業務設計的IP SAN存儲系統，以提高存儲系統性價比及可靠性。通過分布式的存儲部署提高整個安防系統的效率及管理能力。
機場IP網絡監控系統絕不是各個產品的簡單組合，機場監控系統在資源統一接入、設備統一管理、業務高效處理等方面有著更加深入的需求。因此，針對機場聯網監控系統的應用需求，需構建一套能夠基于統一基礎架構緊密配合，形成更加貼近業務需求、深度融合的整體解決方案。
本文見刊于《中國智能交通》11月刊
浙公網安備
33010802004032號
