四川电力视频监控系统跨域联网模式

四川电力视频监控系统跨域联网模式
冯华;王一焰;唐娜
【摘要】多级平台跨域互联互通已成为视频监控系统发展的讨论热点.针对电力系统需求,文中提出了四川电力视频监控系统跨域联网模式,分析了跨域联网的结构模型以及逻辑域,介绍了基于SIP协议的联网接口协议.经过实际运行的考验,四川电力视频监控系统跨域联网模式已具备相当的成熟度和可推广意义.
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2014(022)009
【总页数】3页(P159-161)
【关键词】多级平台;跨域联网;互联互通;逻辑域SIP
【作者】冯华;王一焰;唐娜
【作者单位】国网四川省电力公司信息通信公司四川成都610041;国网四川省电力公司信息通信公司四川成都610041;四川科锐得电力通信技术有限公司四川成都610041
【正文语种】中文
【中图分类】TN919.85
近年来，电力行业中不同部门和专业在不同时期、随着不同项目建设了各自的视频监控系统。

但这些系统一直是各站点独立建设，各站点独立运行的方式运转[1]，系统之间及上下级之间无法做到信息互通，统一协同调度，不能实现远程监控资源
共享，形成了信息孤岛。

因此，随着视频监控系统应用的不断深入，系统规模的不断扩大，系统的整合需求也日益强烈，纵向需要形成省-市-县多级的监控系统级联，横向要实现跨区域、跨行业的图像共享[2]。

随着数字视频监控技术的发展，电力行业的视频监控系统也正蓬勃发展，集中统一平台管理已是现在和未来发展的必然趋势。

目前，四川电力已建设一张覆盖全川变电站、营业网点的视频监控系统，系统采用多级多域的模式，各级平台之间互联互通，通过实现不同平台之间的信令交互、媒体交互，实现跨域联网，最终达到资源共享的目的。

图1 视频监控系统架构Fig.1 Videomonitoring system architecture
1 四川电力视频监控系统
四川电力视频监控系统采用分层、分权、分域、分级的上下级分布式结构，如图1所示。

系统已建设1个省级平台、25个二级地市平台、15个三级县级平台。

1）分层视频监控系统按监控中心平台、站端系统分成二个层次。

2）分权视频监控系统应能按照业务需求对视频监控资源进行逻辑划分，并可根据不同授权对其划分资源进行访问。

3）分域视频监控系统按照地区电网管辖范围可划分为不同监控区域，并分别管理。

4）分级视频监控系统的监控中心平台应能实现多级互联。

各级平台之间为上-下
级的树形关系，纵向形成省-地-县三级监控平台级联（对于前端视频监控资源较少、较集中的地市可以不设县级平台，站端系统统一接入归属的地市级二级平台）。

省公司平台为省网的最高级平台，各级平台具有各自管辖区域内视频资源的管理权限；上级平台根据授权可以访问下级平台资源；同级或下级平台间不能访问非所属区域的视频资源。

2 跨域联网模型
跨域视频监控联网是指以实现互联、互通、互控为目的，综合运用视频监控相关技
术，把若干个域的视频监控系统整合在一起，建成一个网络化的可管理的视频监控系统平台，实现资源共享[3]。

2.1 跨域联网结构模型
若干个相对独立的视频监控系统以联网单元为核心，通过IP传输网络，实现跨域视频监控资源的共享。

网络结构如图2所示。

图2 互联网络结构图Fig.2 Network structure diagram
联网单元是组成视频监控系统跨区域联网共享接口的逻辑实体，可以独立的设备形式存在或内置在视频监控系统内的监控服务器中。

联网单元负责实现联网过程中的控制命令和视频数据的传输和转换，实现区域监控网络系统之间的互联互通、资源共享。

2.2 逻辑域虚拟化
跨域联网视频监控系统中的域是指一个独立的组织单元。

在监控系统中，可以把域分为物理域、逻辑域。

物理域也称实体域，是一套独立完整的网络视频监控指挥系统，用全网唯一的域名给予标示，可以直接或间接管理前端设备。

逻辑域也称虚拟域，一组针对特定组织业务对象的关联资源的组合。

虚拟域是针对物理域来说的，系统可以根据自己的实际需求来划分自己的虚拟域，虚拟域可以跨多个物理域，也可以在一个物理域中搭建多个不同的虚拟域。

虚拟域可以是多层次的，虚拟域下也可以挂虚拟域。

虚拟域的结构如图3所示。

每个域都可以给其他域共享设备，通过设备推送的方式把共享设备的属性传递给其他域。

这样可以把本域的资源推送给外域的用户使用，达到域间资源的共享。

通过虚拟域的设置和设备划归，最终用看到的是自己熟悉的组织结构（虚拟域）和各个虚拟域所属的监控设备（资源），屏蔽了设备的物理差异。

用户对监控设备发起一个业务，业务控制服务器自动会区分该设备是本域设备还是外域设备，如果是外域
设备，业务控制服务器把业务请求发送给联网单元，联网单元把业务请求转换成跨域联网统一的互通信令。

图3 虚拟域结构图Fig.3 Virtual domain structure diagram
3 互联互通系统的实现
跨区域、大范围的联网监控系统是一个涉及到多个层面的复杂系统，系统的整体设计和联网技术应用至关重要。

在多域联网监控的建设中，使用通信业界通用的、公开的SIP技术，可以具有很好的通用性和复制性；采用监控系统平台间互联互通的方式，可以方便地实现图像资源的跨域共享；而遵循业界已经得到实践的互联标准协议，则可以事半功倍，且开放性好[4]。

SIP协议可以用来创建、修改和终止有多个参与者参加的多媒体会话进程。

SIP的
功能实体通过交换SIP消息来完成会话的控制，在SIP协议中，消息分为两大类：请求和响应。

在请求消息中，视频监控联网系统主要采用RFC3428定义MESSAGE方法和RFC2976定义的INFO方法[5]。

2007年，浙江省发布了《跨区域视频监控联网共享技术规范》DB33/T 629—2007[6]，提出了基于SIP的跨域视频监控联网技术规范。

根据四川电力视频监控系统的需求，四川省电力公司制定了《四川省电力公司视频监控技术标准》，定义了跨域互连协议，互联协议中包含了信令和媒体两方面，信令可以由 SIP信令协
议实现，媒体流用实时传输协议（RTP/RTCP）等实现。

四川电力跨域联网视频监控系统中多级平台之间进行资源共享的业务主要有：平台注册、地图资源推送、视频通道资源推送、监控区域与监控场景资源推送、视频通道资源查询、实况调阅、云镜控制、录像检索回放、开光量报警及环境监测资源的推送及查询、告警事件的预定和上报、流量查询、设备状态更新、语音对讲及广播、设备控制、预置位查询等。

视频监控系统的典型功能是实况调阅、云镜控制及录像检索回放等，许多联网规范
中都对这些功能进行了描述，因篇幅原因，本文就不再介绍，此处仅介绍几个四川电力跨域联网视频监控系统中新增的功能流程设计，如地图资源推送、预置位查询等。

3.1 地图资源推送
联网系统内地图资源统一进行编码，每个地图资源都具有全网唯一的标识；下级平台共享一个地图资源给上级平台，消息中携带地图资源的归属域信息和关联关系；下级平台设置好地图文件的下载路径，允许上级平台基于HTTP协议下载，URL
的格式为http://host:port/path；上级平台收到下级平台推送过来的地图资源时，根据该地图资源的下载路径自动或手动下载地图文件，并根据推送消息中的地图关联关系在本平台中自动建立下级平台推送地图的关联关系。

上级平台完成消息处理后，返回成功或失败响应（失败原因使用SIP错误码来描述）。

业务流程如图4所示。

图4 地图资源推送Fig.4 Map resource push
3.2 预置位查询
上级平台可基于摄像机查询该摄像机的预置位列表；上级平台发送INFO消息到下级平台进行预置位查询，消息中携带查询条件和期望范围的记录索引范围；
上级平台在发起检索时，在请求消息中携带期望的最大记录数；下级平台在返回检索结果时，在响应消息中携带符合条件的总记录数和本次实际返回的记录数。

当下级平台无法把实际符合条件的记录在一个响应消息中返回时，上级平台根据需要发起多次检索操作。

下级平台根据符合条件的记录总数在成功响应中返回预置位列表，返回的报文长度在一定范围内（建议小于1 400字节），响应消息中需要携带符合条件的总记录数，以及本次返回的记录索引范围；
如果符合条件的预置位列表尚未全部返回，上级平台可根据需要修改查询条件再次
发起查询（需要指定记录索引范围）；查询失败时，下级平台返回失败响应（失败原因使用SIP错误码描述）。

业务流程如图5所示。

图5 预置位查询Fig.5 The preset position query
4 结束语
随着视频监控系统[7]规模的不断扩大、行业应用的不断延伸，多级平台跨域互联互通成为视频监控系统发展的讨论热点。

文中所述的四川电力跨域联网视频监控系统采用域的管理概念，通过联网单元实现多级多域平台之间的资源共享。

《四川省电力公司视频监控技术标准》得到了众多国内外视频监控行业主流厂商的支持，并于2010年进行了联网验证测试，10多个国内外厂家参与了测试，所有功能测试通过，协议接口标准可行，实现了互联互通验证。

同时，四川省电力公司视频监控系统从2010年建设至今一直稳定运行，在大规模联网的实际运行中得到了充分的考验，系统功能以及稳定性良好。

由此可见，四川电力视频监控系统的跨域联网模式已具备了相当高的成熟度和推广意义。

【相关文献】
[1]肖行诠,李富祥.四川电力视频监控系统平台互联互通的建设思路[J].电力系统通信，2010,31（7）:30-36.XIAO Xing-quan,LI Fu-xiang.The constructing idea of interconnection for Sichuan electric power video surveillance system platforms [J].Telecommunications for Electric Power System，2010,31（7）:30-36.
[2]桂天江.多域分级管理的网络视频监控指挥平台的设计与实现[J].软件产业与工程，2011（7）：35-40.GUI Tian-jiang.Design and applicationg of network video surveillance platform ofmulti-domain classified management[J].Software Industry and Engineering,2011（7）：35-40.
[3]焦庆春,陈颖,吴涛,等.跨区域视频监控联网共享平台的测试实现[J].中国公共安全（综合版），2011（5）：185-189.JIAOQing-chun,CHEN Ying,WU Tao,et al.Cross regional video surveillance network platform test sharing [J].China Public Security,2011（5）：185-189.
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[5]何青林,陈朝武，卢煜,等.基于SIP的视频监控联网系统的设计与实现[J].电视技术，2009，328（5）：116-118.HE Qing-lin,CHEN Chao-wu,LU Yu,et al.Design and implementation of SIP-based video surveillance network system[J].Video Engineering,2009，328（5）：116-118.
[6]夏海元,蒋乐中,赵问道.跨区域视频监控联网共享实践及若干问题探讨[J].中国公共安全:综合版，2011（9）：159-162.XIA Hai-yuan,JIANG Le-zhong,ZHAO Wen-dao.Cross regional video surveillance network to explore the practice and some problems of sharing [J].China Public Security,2011（9）：159-162.
[7]张磊，俞子荣，吴开志.基于3G无线网络的视频监控系统前端设计[J].现代电子技术，2012（9）：31-33.ZHANG Lei,YU Zi-rong,WU Kai-zhi.Design of video monitoring system front-end based on 3G wireless network[J].Modern Electronics Technique，2012（9）：31-33.。