本文试图阐释IP视频管理系统的内涵，并提供选择IP视频管理系统的一系列标准，可作为管理者和组织机构评估IP视频管理解决方案的系统性参考资料。
文/Milestone Systems公司产品经理Kim Macallan


IP技术的优势给视频管理和监控领域带来重大改变。各种组织机构都对IP视频监控感兴趣，因为它实现高质量的视频录像、快速搜索和回放、便利的维护，用户也从烦琐的磁带处理中获得解脱。

其联网能力也同样具有吸引力——包括能够与其它安防设备和业务系统集成，便于在同一网络上运行多部摄像机，从而更有效地覆盖更广泛的监控区域等。

IP视频监控管理系统不尽相同。在拥抱IP技术的热潮中，一些供应商开始提供混合式的产品，这些产品融合了IP和模拟技术以及相应的软件。然而，这些产品的实际功能和各种宣称却有所不同。在为帮助用户管理和操作系统而设计的软件中，这点表现得尤为突出。


什么是IP视频管理？

IP视频技术提供了灵活、可升级、可扩展的视频监控管理软件。理想IP视频管理系统是为视频监控硬件的日常操作提供智能化软件，这些硬件运行在IP网络上，并有可能与企业安防系统上其它器件集成。而一个理想化IP视频管理系统的核心功能包括以下几点：

· IP视频管理系统可同时管理IP摄像机和模拟摄像机，并通过模拟摄像机捕获实时视频，再通过视频服务器或编解码器将模拟信号转换为数字格信号。三十多家厂商的200多个不同的摄像机可以连在一起并摄取实时视频，再基于同一个用户界面显示。这类系统也执行基本的视频处理功能，如移动侦测等；

·在特定事件的触发下，系统启动录像功能，如移动侦测、门被打开、软件中设定的规则等；

·系统还提供远程访问功能，允许用户在大楼的不同地区观看实时视频图像，并可进行PTZ完全控制；其它远程功能包括从存档的数据库中搜索和回放视频；

·可与门禁控制和视频分析功能相集成。当某人走进大楼时，门禁控制系统可以触发视频管理系统抓拍人像，并验证该人像是否与ID系统内的资料一致；

·IP视频管理能够搜索存档的视频数据库（通过感兴趣区域或时间段进行搜索），为警察或其它权威机构提供证据。


IP视频管理解决方案的九大标准

以下是系统地评估IP视频管理解决方案的九大标准。

1.可靠性
可靠性是任何视频监控系统都必不可少的。一个经过考验的、可靠的IP视频管理系统的主要指标如下。

·日常参考
参考解决方案中的安装基础知识和客户评价书，最好参考那些和您业务相似的客户，这些都是性能稳定的迹象。

·全年全天24小时稳定运行
您需要要求供应商用数据证实所宣称的系统可靠性。

·不同的网络环境下的健壮性
在现实情况下，您需要验证解决方案可在不同网络环境下运行，包括100M或1G网及广域网（WAN）等。

·软件平滑升级
软件升级是软件生命周期中的重要部分，以此适应新的设备、驱动和操作系统；您必须确认系统在无需重新配置所有硬件情况下实现软件升级。

2.开放性
您需要寻找一个基于开放式软件平台和行业标准的系统，并确保系统能够联合和集成多种技术。判断开放性的一些方法如下。

·完整的软件开发包（SDK）
SDK应该包括一个丰富的、容易使用的应用程序接口（API），接口支持最广泛的编程语言。

·支持输入和输出
您需要测试软件输入，测试触发事件和警报的输入和输出是否反应正常。

·事件管理
事件管理可实现客户设置，用于图像上传、警报通知、录像、输入和输出（I/O）控制，以及其它事件反应。

·支持标准协议
在安防行业内，如果您使用的监控解决方案建立在私有协议上，那么您将来可能会与创新的技术无缘——尤其是那些您现在无法想象的技术。


3.灵活性
在如今的商业环境中，变化越来越快，这使得系统灵活性比以往任何时候都更重要。

·安防需求不会一成不变
扩张、重组、合并、新规定和技术进步，都将迫使您改变原有的安防解决方案。高灵活性的解决方案能够适应变化中的需求，并节省您的金钱，从长久来看投资回报率更高。

·选择标准的元件

选择标准的服务器、交换机、存储硬件、软件和监控硬件（摄像机、门禁控制）。

4.创新
IP技术已经成为未来监控和门禁控制的载体。一个成功的解决方案需要一种新型的供应商，他应该同时具有关于物理安防（配置摄像机，挑选镜头等）以及IT和网络基础架构（以太网，综合布线，系统管理）的经验。一流的制造商正在通过认证和培训来帮助其合作伙伴掌握这些新的技能。

·研发
考察您的每一个潜在供应商在研发上的投资规模，避开传统的解决方案，以保证企业未来所需要的升级等。

·紧跟发展步伐
您的潜在供应商是否具备一个成文的未来升级规划？这些升级是否体现出功能上的显著增长？这些功能可以帮助您超越竞争者吗？抑或它们能否修补漏洞？

·产品维保协议（PMAs）
新的升级版软件发布时，PMA能够减少解决方案升级时所需要的成本。这些成本通常是产品价格的一小部分，而且可以逐年支付或提前支付。一个深思熟虑的PMA计划将延续您的解决方案的寿命，并显著提高您的投资回报率。

5.可扩展性
可扩展性确保用户能够根据公司的需求而扩展系统。比如，因员工增加而新建大楼时，企业可能需要将单服务器解决方案升级为多服务器解决方案；合并和收购通常需要升级为一个跨越多个站点的分布式解决方案。您必须确认其中任何一个都不是无用的升级。

·拥有备用的信道
配置一个仅能处理16路图像的单服务器系统将限制未来的增长。为了多扩张一个信道，您通常需要增加另一个16路的服务器，而且这两个服务器各自独立运行。在只需使用17路图像的情况下，只有53%的新硬件得以利用。所以，您必须配置一个可从一个扩张到无限个设备的解决方案，而且该方案可以随您的需求而逐步扩展，这才是一种更有效的避免硬件利用率低下的方法。

·新老技术兼用

为了保护您在硬件上的投资，解决方案必须在新技术可用之时将其融合进来，如百万像素和日夜摄像机，使其可以与现有设备一起使用。

·预见额外的数据量
随着摄像机或特殊设备的增加，解决方案也随之扩张，同时，中央处理单元（CPU）和其它视频录像系统也需要扩容。为了保持总体性能和快速的响应时间，系统必须能够管理一个分布式的解决方案，工作量由在地理上分离的多个服务器分担。

·预计未来存储需求
以每天24小时以每秒4帧的速度记录，一个百万像素摄像机工作一年（每帧100kb）需要12Tb（Tb，12×106Mb）的存储空间。为了管理存储容量，您需要执行一个存档和存储计划，比如，周期性地存档到CD或DVD上。永远在开始时计划更多的存储量，并保证您的解决方案能够适应多种类型的存储解决方案和扩充选择。

·供应商授权方案
大部分监控解决方案需要为系统中的所有设备配置一个独立的授权证明，对于新增加的设备也需要新的授权。显然，授权方案有可能变得复杂且不实用。这就要求潜在厂商证实其授权方案不仅简单且易于管理，尤其是当您开始增加新的设备时。

6.易用性

便于使用的解决方案能够节省时间和金钱，无论长期还是短期皆是如此。

·易于学习
当总成本较高时，便于使用很重要，而且可以直接影响到培训成本的降低。确保您的供货商可提供良好培训，以及其安装和培训获得了认证。

 

·易于安装

让供应商证实安装流程不需要在多个服务器上手动进行，比如，分别为每个服务器拷贝动态链路库（DLL）文件，以及服务器和客户端升级的流线型配置。

 

·易于管理

管理员能够从一个中央站进行管理，而不需要从一个分站走到另一分站。

 

·简明的技术文档

文档是否包含用户指南（如何使用产品）和技术参考手册（关于功能和流程的快速参考资料）？

 

·易于操作

当错误发生时，通常没有时间去熟悉整个系统。所以，您需要确认常用功能包含一键式访问和简单导航。对于日常使用者，这对高效地操作系统、维持快速响应能力非常重要。

 

7.性能

当您需要记录多路视频时，系统性能同时取决于软件和硬件。

 

·远程访问

为了分析一个事件，通常您需要使用同时、时间同步回放功能观察多个摄像机（所有摄像机在同一时间点上回放）。请要求供货商向您证明，借助同时、时间同步回放功能，基于同一个服务器可以观看多少个摄像机。

 

·网络带宽

每秒10帧的百万像素摄像机大约需要每秒10Mb的带宽，如果监控解决方案需要多个百万像素摄像机，那么服务器的网络适配器可能很快成为一个瓶颈。请确保您可以轻松配置该解决方案，使负载可以分担到多个服务器、交换机、接口上，以维持整体性能。

 

·连接多个用户

在一个典型的监控系统中，通常会出现多个用户分别从多个摄像机访问实时视频的情况，比如，在一个城市监控系统中，警察、消防员和急救中心工作人员等用户可能需要高性能的接入——即每秒30帧——以从每个摄像机上观看视频，而且这些用户都有不同的访问权限。在这种现实情况下，服务器可以给多个用户提供更高的性能，而不是将单个用户直接连到每部摄像机上。与将功能推向网络前端（指摄像机）的做法相比，这难道不是一个更好的办法吗？

 

摄像机的CPU通常较小，可以处理的信道量也较少。如果三、五个用户同时访问摄像机，且需要每秒30帧的速率时，很可能造成摄像机性能的不稳定，而且可能导致所有用户端的性能下降。另一方面，服务器则被设计为可同时连接大量用户，并为每个用户提供较高的性能。而摄像机使用单个信道连接到服务器，因此永远不会超负荷。服务器可以轻易地将视频分发给多个用户，并提供连贯、高性能的视频，即便是在每秒30帧速率之下。

 

·单播vs.多播

单播分别向每个用户传输视频数据包；而服务器只给请求访问视频的用户发送数据包；多播则同时给网络上的所有用户发送一个数据包，只有那些想要视频的用户才去接收这些视频数据包。如果所有用户正在同时观看同一视频，多播机制不失为一个好的解决方案。然而，考虑如上所举的城市监控例子，更可能发生的情况是许多用户需要在不同的时间观看不同的摄像机摄取的视频。这种情况下，多播机制就产生了问题，因为它给所有用户发送所有的视频流，而不管用户是否需要（根据路由器的设置情况，视频甚至可能发送到远端的IP子网上）。在多播配置中，即使10-20部摄像机也将占据大量的带宽，而且可能严重影响系统的性能（因为并非所有用户都需要从所有摄像机上访问视频内容）。所以，在采用多播机制之前，您必须先确认是否需要从多个客户端同时观看视频。

 

·远程和移动设备功能

这需要配置低带宽优化属性，如减小图像大小，调整帧率。在低带宽的需求下，请确认系统能够人工或自动进行优化，以减少图像大小，调整帧率。

 

·快速访问最新视频

为了降低存储成本和容量，快速访问存储设备只存储最近一段时间的视频。时间一久，视频将变得越来越多，应将快速存档的视频转移到磁盘存储系统上，而您需要查找或回放“老视频”的几率也更低。

 

8.完整性

以下是访问权限管理和数据完整性维护时需要考虑的一些重要因素。

 

·验证和授权

解决方案应该为所有用户提供一种基于身份识别的门禁访问系统，基本包括：验证——验证用户的身份；授权——管理和限制对系统内部功能和数据的访问。大部分监控解决方案只有管理员才能够决定用户可以观看哪部摄像机，以及在何时观看。

 

·系统日志

确保解决方案能够提供连续的、有时间标记的日志，这样便于您追溯系统的活动和使用情况。您还需要对操作人员设置程序，用来审查日志文件，以评估某人是否试图侵入系统。

 

·加密

确保解决方案对基于公网传输的所有数据进行加密。加密算法必须足够复杂，以防止网络黑客，以及机密的视频和安全信息如密码等被捕获和解码。

 

·视频证据防篡改

请供应商证实从系统中提取的视频证据是加密的，而且其访问受到密码保护。解决方案可以证实视频证据在保存过程中没有被篡改。如果发生了篡改，您必须能够容易地检查证据的完整性，并查出何时发生篡改，以及是谁篡改。

 

9.可用性

为保证系统的有效性，视频监控解决方案必须能在所有时间内保持100%的完全可操作。在设计解决方案时，您需要计划所有可能的费用，比如，电源老化、硬件失效和系统出问题。以下将是您应该考虑的一些需求。

 

·冗余性

与现行系统并行的热备份系统，可同时备份硬件和软件。为所有的服务器和联网设备提供冗余的电源供应和散热性。

 

·独立磁盘冗余阵列(RAID)

RAID5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案，通过奇偶校验信息提供冗余的存储能力。它不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

 

·存档和备份

除了在线存档之外，您还需计划长期的离站式存储方式，以确保在灾难发生之后能够快速地恢复数据，比如服务器房间发生火灾。

 

·失效切换或故障切换（Fail-over）

解决方案中需要配置失效切换的程度取决于成本和受保护数据的业务优先等级。失效切换可以是冷备方式，也可以是热备方式。冷备方式有一个备份的服务器，这个服务器是离线的，而且必须通电起动后才能拿来使用。而在给备份服务器加电启动的这段时间，数据可能会丢失。热备方式的备份服务器是带电且在线的，所以它可以立刻接手工作，防止任何数据丢失。失效切换功能的一个潜在缺点是，系统恢复控制之后现行系统中的数据可能会出现不连贯的部分。所以，请确保您的失效切换或故障切换策略包含所有服务器之间同步的功能，以保持数据集之间的完整性。

 

·监控软件

您可以利用软件解决方案来改善系统的实用性，监控可以持续监控系统上所有设备的工作状态。如果某一个元件发生了问题，监控软件将给主控制面板或者通过E-mail发送一个警报，方便工作人员快速地做出反应并解决问题。作为对警报的响应，系统可以重新调整PTZ摄像机的位置，代替失效摄像机持续地监控重要区域。