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第5章 系统优势
5.1. 面向服务的分布式体系结构—视频互联网
大型和城市级的视频监控系统,分布式体系结构是实现系统稳定的关键要求。从研发初期的设计,到大型项目的验证,INVIEW成功的设计实现了完全的分布式体系结构,管理控制、流转发和存储点播均可采用分布式部署,每个图像节点均可实现局部自治,在结构上不存在系统故障点,当上级平台出现故障,下级单位仍可继续工作,任意局部故障不影响系统的正常工作。
INVIEW系统中的图像节点之间可以灵活设定上下级关系,按照行政隶属关系划分层级,全网中的层级数没有限制,设计上没有系统容量的限制,可满足“平安城市”项目上千万台摄像机的全国性联网需求。
INVIEW系统所采用的分布式体系结构,便于业主统一规划,分步实施,各图像节点可同时分布分期进行建设,然后通过统一的控制协议实现互联互控。
INVIEW的分布式系统,采用LDAP实现了全局统一名字和目录服务,支持分布式数据的复制和服务,采用状态矩阵、状态机等复杂数据结构实现了全局状态的一致,达到了系统的自稳定性。
INVIEW采用面向服务(SOA)的集成体系结构,将图像的采集/分发/存储作为服务的提供者,将指挥中心的图像使用作为服务的消费者,形成一个层次结构清晰、松耦合的柔性化的图像信息管理体系,以应对系统的扩展性,可最大限度实现图像资源的可复用化需求。
INVIEW采用目录分布式对象管理技术,将各种资源都存储在目录数据库中,单节点的目录数据库是树形/层次结构,多个节点之间通过上下级关系组成更大的层次结构的分布式目录。根(整个系统)、用户、用户组、摄像机、监视器、编解码器、键盘、矩阵、报警、配置、存储通道、节目文件、串口、巡检、布防计划等等都是对象,应用DNS架构,每个对象在全网有唯一的名字,如av/11@InView.com,真正实现了统一资源和统一编号,构筑出类似于INTERNET的视频网络(Video Internet)。
5.2. 基于视频中间件的开放式接入和应用体系
安防行业的数字化和IT化,给系统平台带来的既是机会也是挑战。
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系统平台需要兼容不同厂家不同型号的DVR、DVS、IPC和NVR;需要对底层设备进行封装,为不同的系统集成商提供方便一致的开发接口;需要支持行业及地域的联网标准实现平台间的互联;需要支持智能、移动等第三方业务的快速添加。如何在满足开放兼容性的同时,保持软件的稳定,将是所有系统平台厂商面临的挑战。
系统平台软件的体系结构设计和组件化能力至关重要。
INVIEW系统采用在IT行业广泛应用的中间件技术,设计并实现了POSA组件式对象和服务架构(Pluggable Objects and Services Architecture),可运行于多种硬件和OS平台,实现了系统平台的组件化和中间件化,支持分布计算,提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互,支持各种标准的协议和接口。
POSA组件化架构分为三个层次,最上层为用户界面和应用服务器,中间层为接口层,最低层为组件层。
POSA视频中间件将视频处理过程分解为若干接口部件,可动态地兼容各厂家的数字设备。对INVIEW系统而言,支持新的数字设备,只需开发POSA架构中最低层相应的组件,不需调整核心代码,不影响上层的接口和应用,从而在实现兼容的同时保证了系统的稳定性。
POSA在接口层为不同的开发工具封装了对应的动态连接库,开发人员可基于任何操作系统,采用任意开发语言进行定制化的开发,所有开发的应用自动兼容INVIEW支持的任意数字设备。合作伙伴基于POSA视频中间件进行开发,与传统SDK开发的比较将更加容易,功能集成更简单,更容易升级和维护,将极大地降低应用系统的总体开发成本,并保证应用的持续扩展和升级。
独立软件商(ISV)提供的有价值的独立软件,如智能监控、GIS或报警应用,也可以提供给INVIEW接口,抽象成视频中间件,在INVIEW系统上快速添加实现,作为INVIEW视频解决方案的一部分,共同销售给业主。
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5.3. 技术领先的模数混合无缝联网
完美的实现模数混合视频联网,是INVIEW系统设计的主要目标。通过对模拟监控系统的深入研究,INVIEW发展出全球领先的模数无缝联网技术,并在多个重大项目中成功应用。
INVIEW 主机具备矩阵控制主机的全部功能,可通过串口直接连接MAX1000、AB等矩阵键盘,完全替代矩阵控制主机,直接对矩阵机箱进行切换和云镜控制。
在数模混合的INVIEW系统中,连接于矩阵上的摄像机和连接于DVR/DVS上的摄像机可实现统一编号,所有的键盘,包括矩阵键盘,均直接连接于INVIEW主机,而不是矩阵,这样矩阵系统和数字系统的用户权限可实现完全的统一。
INVIEW采用采用统一的设备控制接口,支持不同厂家不同型号矩阵的快速互联,增加一台矩阵的控制只需增加一个驱动,不需要修改底层程序和应用程序,目前已兼容MAX1000、
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解决方案 Bosch、客户端lco、AB、Infinova、科安、红苹果等所有主流矩阵和云台协议。
INVIEW借鉴和发展了模拟系统的干线管理概念,支持模拟干线和数字干线的复用和抢占功能,使得模拟传输通道可按照权限和级别进行有效分配。
INVIEW支持模拟监控系统的一些实用特性,包括提供多种级联模型满足矩阵级联需求,支持键盘全网漫游,支持键盘宏语言,支持监视器权限设置和锁定等功能,用户可以通过键盘完成绝大多数实时监视的操作,实现数字和模拟系统在键盘端的无缝集成。
5.4. 电信级的高可靠稳定性
INVIEW在设计方法上,采用了符合SOA的面向对象的分布式设计,经过严密的需求分析和体系结构设计,借鉴电信级软件的开发经验,经过严格的测试流程,是面向视频联网的专业视频监控平台级软件产品。
INVIEW基本系统运行于采用特别设计的专用服务器,基于定制化的Linux操作系统,有效防范病毒攻击,程序经优化设计,启动时间短,程序启动后至内存运行,支持任意开关机,不会损坏文件系统。支持基于硬件看门狗技术的自动复位。
INVIEW系统的核心服务器支持双机热备;INVIEW系统中的视频转发服务器和图像存储点播设备,均支持基于冗余数字干线的N+1配置,支持指挥中心从多汇聚点取得图像;INVIEW系统支持实时图像的抗毁性设计,支持实时图像的断网重连。
INVIEW系统完全的分布式设计,支持任意图像节点局部自治,可彻底避免系统故障。INVIEW采用的拜占庭容错设计,当系统出现不可预知的异常状态时,仍能保持系统的稳定运行。
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5.5. 完善的干线管理机制
干线管理是视频联网中的核心技术,对这个问题的认知程度体现了对联网系统的认知程度。INVIEW是国内在图像监控领域最早提出干线管理概念的产品,并且在多地监控项目进行了实际大规模应用实践,解决了海量摄像机网络中干线管理的若干技术难题。
在大型分布式系统中,图像节点间的视频传输通路被称为干线,若干个节点之间通过模拟干线(光端机+光纤)或数字干线(视频编解码器+网络)相互联网。
模拟和数模混合系统中,干线资源有限,当跨节点访问时,无干线管理将导致出现“跳屏”。
大型数字系统中,无法通过组播来支持节点间的无限制访问,监控的应用特点,导致即使是万兆网也无法支持无管理的大容量并发访问,数字系统也需要建立干线概念并进行管理,否则当多个用户超出网络资源和视频转发服务器资源情况下调用前端图像时,会导致图像花屏、不流畅,图像延时大等故障。
INVIEW系统提供了完善的干线管理机制和优化透明的动态路由选择算法,支持星型、树型、环型任意拓扑结构的视频网络,支持干线预留、干线复用、干线路由选择、干线锁定和抢占、干线抢占后处理及干线查询。以下是数字干线抢占的示意图。
5.6. 完备且安全的权限管理
INVIEW网络视频管理平台具备完备的三维权限体系,支持精细化权限设置,支持用户级别管理,支持图像屏蔽、权限临时升级等实战功能,经历重大大项目验证,是完备、安全且可实施的权限体系。
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