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《鐵路綜合視頻監控系統技術規范》 發展與變化(一)

2018-08-03來源:中國鐵路

從《鐵路綜合視頻監控系統技術規范(試行)》(運基通信〔2008〕630號,簡稱630號文),到《鐵路綜合視頻監控系統技術規范(V1.0)》(鐵總運〔2013〕71號,簡稱71號文),再到Q/CR?575—2017《鐵路綜合視頻監控系統技術規范》(簡稱575號文)的發布,鐵路綜合視頻監控系統結合多年的運營維護經驗,在系統功能、系統及設備性能、系統網管、系統接口、系統間(對內及對外)互聯互通等方面不斷進行調整及完善 [1-3] 。

1 系統結構

鐵路綜合視頻監控系統(簡稱視頻系統)在系統結構上未發生變化,仍然由視頻節點(包括視頻核心節點、視頻區域節點、Ⅰ類視頻接入節點、Ⅱ類視頻接入節點)、視頻匯集點、視頻采集點、承載網絡和視頻終端(包括視頻管理終端、監視終端)組成。系統邏輯結構及接口見圖1。

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2 系統功能

2.1 視頻實時監視和視頻回放功能

視頻實時監視和視頻回放功能的變化主要體現在以下方面:

(1)增加全屏顯示功能。由于模擬視頻CIF/4CIF/D1的圖像分辨率沒必要全屏顯示,但未來發展趨勢都是高清或超高清格式,因此575號文中增加全屏顯示功能。

(2)明確圖像抓拍功能。原標準中僅規定截屏并以圖片方式保存,對圖片格式未做規定,但575號文規定圖片要以JPEG或BMP統一格式存儲,避免廠家存儲格式不同造成不易管理的問題。

(3)增加網頁瀏覽功能。以往,同一終端需安裝不同廠家的客戶端軟件或安裝視頻區域節點客戶端軟件,才可調看不同線路的視頻。為解決方便瀏覽的問題,575號文要求在同一視頻終端上,可通過在瀏覽器中輸入不同瀏覽地址實現對管轄范圍內多條線路的調看,視頻終端不必再單獨安裝不同廠家的客戶端軟件。為保證不同版本瀏覽器能正常調看視頻,在575號文中還要求瀏覽器應支持IE11及以上內核,防止不同廠家不同版本瀏覽器造成無法調用的情況。

(4)明確單/多畫面的切換瀏覽功能。為解決個別廠家對標準的理解不同,造成在視頻回放時不具備視頻檢索、視頻下載和回放、播放控制、視頻局部放大、邊播放邊下載的基本功能,575號文對單/多畫面的切換瀏覽進行明確規定。

2.2 視頻存儲功能

視頻存儲的完整性和安全性一直是最受關注的功能,結合未來云技術發展的趨勢,因此在575號文編制時增加以下功能:

(1)增加云存儲功能。云存儲功能是為實現存儲的平滑擴容、故障自動遷移存儲業務、通過糾刪碼等技術避免視頻丟失的問題,解決目前存儲擴容時需進行格式化,既有視頻存儲會丟失或影響既有業務的問題。如果存儲設備故障,目前需人工配置進行業務遷移,系統不能實現自動判斷故障并將存儲業務自動遷移。

(2)增加實際存儲時長查詢功能。解決維護人員需人工查詢及核對實際存儲時長的問題,例如,系統配置單路視頻為15?d存儲,如果想了解該攝像機是否存儲了15?d,需通過人工查詢實際存儲時間,人工做減法判斷存儲時長。575號文中新增此功能可方便維護人員對指定攝像機進行實際存儲時長的自動查詢。

(3)增加存儲缺失自動告警功能。解決目前存儲如果丟失系統卻不能自動告警的問題。存儲缺失可通過調整閾值(如1?min、30?s等)進行設置,閾值可根據用戶需求自行調整。增加此功能可對攝像機或網絡故障導致的實時視頻存儲受影響進行告警管理,方便維護人員及時排查和解決問題,也是存儲智能化的一個體現。

(4)增加實際存儲時長不足自動告警功能。解決目前配置存儲時長與實際存儲時長不相符的問題,例如,系統配置單路視頻為15?d存儲,但實際卻存了13?d,目前如果想了解該攝像機是否存儲了15?d,需通過人工查詢實際存儲時間,人工做減法判斷實際存儲時長是否為15?d。575號文增加此功能可使視頻系統自動診斷攝像機實際存儲時長,并根據設定的時長閾值進行判斷,不滿足時長閾值時會自動告警。此功能也避免了以往IP-SAN由于存儲空間不足,導致不能將實時視頻流寫入存儲空間的情況,575號文針對上述情況要求系統可識別并及時告警。

2.3 系統網管

2.3.1 設備故障管理

相比71號文和630號文,575號文在系統網管功能中變化最大的就是增加了系統設備網管及視頻圖像質量診斷的功能要求。其中,網管設備包括:IP攝像機、編碼設備、服務器、交換機、磁盤陣列。

IP攝像機需對系統提供設備基本信息,包括視頻編碼方式、當前碼流類型、主碼流碼率類型、主碼流分辨率、主碼流幀率、主碼流GOP、子碼流分辨率等。

服務器需對系統提供狀態信息,包括服務器CPU數量及使用情況、硬盤容量及使用情況、內存容量及使用情況、網卡端口數量及使用情況、IP地址及MAC地址等。

交換機需對系統提供狀態信息,包括內存使用情況、CPU使用情況、端口號、端口使用情況、端口連接設備IP等。

磁盤陣列需對系統提供狀態信息,包括總體容量、未分配容量、風扇狀態、磁盤壞塊數量、磁盤陣列工作狀態(正常/異常)等。

71號文中要求可查詢設備的某些指標,設備離線系統可告警,但并未規定是主動告警還是輪巡告警。575號文中作出明確要求,對網管設備的告警方式提出以下要求:可接收設備上報的告警,也可以輪巡告警。為配合工單管理系統對告警的處理情況,575號文也明確了告警過程(包括告警確認、告警消除、告警歸檔)和告警狀態(待確認、處理中、待歸檔)。

2.3.2 設備配置管理

在575號文中,豐富并優化了設備配置管理的部分功能:

(1)在用戶管理中明確了用戶屬性(用戶名稱、優先級、所屬單位、所屬部門、聯系方式等)。

(2)在用戶權限中明確了用戶權限和用戶自定義分組,目的是約定用戶權限唯一、用戶歸屬唯一的用戶組。

(3)在告警資源管理中增加管理本級告警資源功能,71號文僅涉及告警資源上報,但對告警資源管理未做要求。

(4)增加管理本級與下級上報的告警信息功能要求,71號文僅描述了告警信息的接收、顯示、查詢、統計,但對告警信息的管理未做要求。

(5)明確了攝像機資源屬性,包括資源ID、名稱、安裝位置、經緯度、IP地址、廠家型號等。

(6)在用戶等級中,合并了71號文中的用戶視頻瀏覽優先級、云鏡控制權限優先級。

(7)在用戶有效期中,合并了71號文中的云臺鎖定和視頻資源占用時間。

(8)新增云鏡控制無操作釋放時間,目的是解決云臺被某用戶鎖定控制權,但未釋放導致其他用戶無法控制云鏡的問題。

(9)對屏蔽計劃進行優化。71號文中只規定了用戶在規定的計劃時間內,無法瀏覽實時視頻及歷史視頻,575號文中規定了用戶在屏蔽計劃時間到期后,仍 然無法回放屏蔽計劃時間內的視頻內容,目的是保證密級高的視頻安全。例如,專列于8:00—10:00通過,71號文中的功能可使用戶在10:00后回放該時間段內的歷史視頻,但575號文中要求即使在10:00后,也永遠無法回放該段歷史視頻。

2.3.3 設備性能管理

575號文中新增了獲取設備運行狀態的2種方式:人工查詢和系統主動輪巡。明確了輪巡策略,包括輪巡時間、設備范圍、查詢參數(如網絡擁塞狀況)。

2.3.4 視頻圖像質量診斷

為解決人工查詢上千上萬路視頻圖像質量的問題,575號文中增加了自動診斷圖像質量,包括黑屏、凍結、偏色、亮度異常、模糊等圖像質量事件,支持圖像質量事件相關參數和告警閾值設置。但在575號文中并未對圖像質量事件提出樣本標準要求,還需要其他標準或文件繼續完善。其中需要注意的是:黑屏并不是遮擋,如果對攝像機鏡頭全遮擋會引起白屏而不是黑屏,引起黑屏的原因可能是受到外界環境干擾。

3 系統性能

在575號文中,對視頻系統中關鍵設備(如視頻管理服務器、視頻分轉發服務器、視頻存儲服務器)的指標都增加了要求或提出更高要求。由于技術的發展,視頻信息流量也在不斷下降,并提出在H.265編碼情況下視頻流量要求。

(1)新增視頻管理服務器和視頻存儲服務器性能指標。71號文對視頻管理服務器接入路數、視頻存儲服務器并發存儲路數的指標均未做具體要求,575號文新 增了單臺視頻管理服務器的接入路數不應小于20?000路的性能要求,視頻存儲服務器也按不同碼率提出了性能要求,以便于設計配置及后期驗收等工作。

(2)提高視頻分轉發服務器性能指標。575號文提高了視頻分轉發服務器的分轉發能力,并在2、4、6?Mbit/s不同碼率情況下,提出單臺視頻分轉發服務器 同時并發輸出路數要求。

(3)提高視頻信息平均流量。對H.264或MPEG-4編碼、幀率為25?fps情況下的視頻流,71號文中要求單路1080P的視頻信息平均流量不超過8?Mbit/s,但隨著近幾年技術的不斷進步,575號文要求同等條件下單路1080P視頻信息平均流量不應大于6?Mbit/s。

當采用H.265編碼時,分辨率1080P同等幀率條件下,視頻信息平均流量不大于4?Mbit/s,在圖像分辨率為4K時,單路視頻信息平均流量不大于16?Mbit/s。

4 系統接口

為滿足GB/T?28181—2016《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》,并實現視頻系統內部上下級間、視頻系統與外部系統通過標準接口互聯,系統接口進行了合并及優化,增加了系統設備網管接口。視頻系統共包括A、B、C、D、E、F、H、Na接口(見圖1),其中A、B、H是視頻系統外部接口,C、D、E、F是視頻系統內部接口,Na是設備管理接口。

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