全数字网络视频监控系统的技术发展趋势

近年来，基于网络的电视监控系统已成为电视监控系统实现方式的主流模式，无论是大小系统，几乎都以该系统是否有网络接口作为评判系统是否具备了先进性的依据之一。但是，系统的功能究竟如何、系统与网络的结合程度究竟如何、系统的扩充性究竟如何等等问题便不那么容易得到统一的答案了。相当多的用户似乎没有太多的时间精力，或者认为没有必要去深入探讨这些问题，认为这些都是系统集成商的事。然而实际上，由于系统结合了网络，而网络已遍及全球、已渗入到各种应用领域，因而基于网络的电视监控系统便有了无限的扩充空间，其中很多具体的实现方案都是根据用户的实际需求来进行配置的，这便是我们常说的根据用户需求所给出的"系统解决方案"（Total Solution）。



传统的电视监控系统架构简单，只要将各种前端设备和中心端设备以不同形式的电缆连接起来，即可以实现全系统的所有预期功能，其中最复杂的莫过于对系统主机的初始设置、对可预置云台/镜头轨迹的调整以及对各种不同形式报警信号的响应方式和联动策略。而对于初期结合了网络的电视监控系统（又称"外挂多媒体"监控系统）来说，也不外乎是在系统主机的内部对原本由微处理器对系统主机进行控制的功能通过RS-232接口引到外挂的工控机或PC上，变成由外挂工控机或PC对原系统主机进行控制，同时通过工控机或PC内置的网卡实现控制信号经由局域网的网络传输。至于视频信号是否以数字方式通过网络传输还因技术条件限制而不能定论，因为当时数字视频信号进入局域网进行传输的质量远不如模拟视频信号通过同轴电缆传输的效果好。



如今的数字视频压缩技术已经取得较大的进展，MPEG-4、H.264等新的视频压缩格式使得在保证较高图像质量前提下的视频码率有效地减小到不足1Mb/s，甚至在不足100kb/s的带宽下也能传输质量很好的CIF幅面的全实时图像。另外，网络环境也取得了前所未有的进展，ADSL、HFC等各种网络接入方式迅速普及到各种用户应用领域，因而对于那些专门从事闭路电视监控系统的工程商来说，他们既不用对新的监控端设备发愁，也不再为跨地域的网络环境而发愁。然而，摆在这些工程商面前的新问题也出现了，即：能否针对用户的实际需求来提供完整的"系统解决方案"。



在上述新的技术环境与技术条件下，很多具有不同技术背景的公司已经开始通过强强合作的方式共同推出全数字网络视频监控系统的解决方案，有些公司还发布了基于IP的"网络视频监控系统技术白皮书"。可以说，基于网络的视频监控系统的时代已经来临。



实际上，具有10年从事安防监控行业历史的北京捷康特光电科技有限公司早在上个世纪末即已经在网络视频监控系统方面进行了努力开拓，在多媒体监控系统刚刚问世的年代即借助电力系统构建在SDH环网上的E1信道实际了对无人值守电站的远程监控，并实现了在电业局端基于局域网的分控。随后，该公司又在此基础上进一步根据用户要求开发了支持局域网、广域网及电话拨号联网的多媒体网络视频监控系统，还在此基础上增加了基于网络的多用户交叉对讲功能。在2000年，在基于网络的多媒体监控系统的基础上，该公司进一步开发了具有多级中间服务器转发并具有多级网管功能的海事电视监控系统，从而根据监控现场、海事处、海事局、交通部等多个管理环节的不同网络环境实现了自适应网络带宽的多级网传输方式，该系统既可以使前端的海事处及海事局通过100M网、1000M网或11M的无线网对监视现场进行全方位的监视与控制，又可以使位于北京的海事管理最高机构--国家交通部通过128K的帧中继链路对监视现场进行全方位的监视与控制。另外，根据用户要求，该系统还与海事部门内部的MIS系统结合起来，实现了电视监控与MIS系统的互嵌。



近年来，北京捷康特光电科技有限公司先后取得了日本TAMRON、韩国IcanTek、美国GE等多家国际知名监控公司的中国一级代理资格，并与日本SONY、清华同方、TCL等知名公司建立了战略伙伴关系。随着视频压缩技术、嵌入式技术、网络技术等与电视监控相关技术的发展，该公司又在其已有的网络电视监控系统中进一步融入了自研或国际知名品牌的嵌入式硬盘录像机和网络视频服务器等新型设备，使系统功能进一步完善，使针对不同用户需求的"系统解决方案"更加切实可行。特别是近期又提出了针对海事监控项目的多码流传输方案，极大地满足了各种不同接入带宽环境用户的需求。



由于技术的发展是没有止境的，监控用户的功能需求及技术要求也是不断更新的，因而基于网络的电视监控系统在今后若干年内还具有相当广阔的发展空间。单从技术实现方式上来说，传统安防技防系统中的电视监控、防入侵报警和出入口控制这三大系统已经通过网络结合于一体，形成基于网络的综合监控系统。从系统实现的物理基础来说，网络电视监控系统则应尽可能不受网络物理结构的限制，这就是说，无论是ADSL接入还是HFC接入，无论是局域网还是城域网、广域网，网络电视监控系统的任何功能都将不受影响。从企业用户的需求来说，网络电视监控系统与企业的MIS系统、ERP系统以及自动化的生产调度系统的结合也是一个发展方向。例如，除了前述在海事监控项目中将气象、水文信息嵌入到多媒体远程监控系统外，在捷康特公司承接的另一华北某火力发电厂的网络电视监控项目中，还根据用户的需求，在对烟囱排放情况进行实时监视时，将由数据传感器采集的CO、CO2、SO2、NO2、H2S等废气的含量以字符方式同屏显示在监视画面上。另外，在石油系统的网络电视监控系统中，用户则提出了在监视出油画面的同时，还要求同时显示出油量数据等等。从系统应用领域的进一步扩充来说，网络电视监控系统已经开始应用于远程教学系统。一方面，教学管理人员以其权限登录网络后，可以进入监控管理界面，从而实现对各教室及其他场合的全方位监视；另一方面，学生以其权限登录网络后，则可以实时看、听到教师授课的实景，并同时浏览教师的电子教案。值得一提是的，北京捷康特公司还在其基于IcanTek网络视频服务器的监控系统中增加了视频会议功能，这对于已经建立或正准备建立的基于IcanTek网络视频服务器的系统来说，无需另外配置专线系统而只需在中心端增加一套主会场设备并对整个系统配置相应的软件，就可以实现包括主持人、MCU、电子白板等专线视频会议系统的全部功能。





的确，近些年来，正是由于新技术、新设备的不断推陈出新，使得基于网络的电视监控市场空前火爆。然而，由于用户的实际需求也在向着多样化发展，再像传统方式那样将监控系统的前端设备和中心端设备简单地进行堆加就显得有些落伍了。因此，只有根据用户实际需求而给出具体的"系统解决方案"，才是网络电视监控系统的发展方向。（本文作者杨磊为北京广播学院教授、中国电影电视技术学会学术工作委员会委员、中国自动化学会经济与管理系统专业委员会委员）