文/闫夏卿

本文对“联网监控”的概念从多个维度进行剖析，通过对监控业务从单一到多样化的发展过程进行回顾，以及对非联网和联网在各类监控基本业务实现上的差异加以对比，展现出“联网”作为监控业务发展的助推力以及安防产业变革的动力的重要地位。文中涉及到与“联网监控”相关的概念包括：

联网监控—在一个管理域实现监控业务的联网

域间联网监控—在多个管理域实现监控业务的联网

一、 需求源起与发展

如同任何其他业务一样，视频监控是起始于一种局域范围的业务需求，在早期与“联网”的概念并无联系。探究源头，我们可以认为视频监控业务的极简形态是这样的：一个摄像机通过视频线缆接到显示器上，然后在显示器上看到摄像机捕捉的图像。类似的例子，比如现代电话通讯的诞生是源自贝尔和助理点到点的原始电话，而一个人面对一台计算机则是IT的雏形。这三个业务形态分别是安防、通讯、IT三大领域的代表，类比它们，会找到事物发展的许多规律。在今天通讯和IT早已经通过通讯网和互联网实现了全范围的联网，那么类似的规律，也应该会发生于安防领域。

实际情况是不是这样呢，我们可以看看这样的一些实际场景：

（1）很多所场景中，上级领导要看到下级单位的情况

（2）应急事件爆发，应急指挥中心要调阅某处的图像

（3）警察要跨区域追踪疑犯行车轨迹

……

类似的业务需求越来越多，追本溯源，其实视频监控和通讯、IT领域里的其他业务一样，是一个信息从采集到变换到呈现的过程，是人获取信息的某种手段。人对于获取信息的要求，必然是朝着能够更好的跨越空间、跨越时间的方向去发展，即信息的可获取度提高。所有的技术发展，就是要支撑人对于信息可获取度提高的不断追求。如今，我们把电话打给隔壁邻居还是打给美国朋友已经不再有什么差别，登录SOHU和登录Google也不再有什么差别，那么，在视频监控领域的发展趋势一定是：从北京调上海外滩的图像，和从上海外滩调上海外滩的图像，理应没有差别。

既然从本质上看，安防、通讯、IT这三大产业都是对信息的处理过程，而且都共同朝着跨越空间、时间的方向去发展，那么这三大产业的技术一定彼此互补而且逐渐趋于统一，这三大产业也一定会走向相互融合。

从历史上看，1998年前，通讯、安防、IT的确是三条独立发展的主线、三套独立的系统。在1998年到2000年期间，随着通讯网络中NGN架构的提出以及在IT领域中VoIP、IM（即时通讯）这类基于IT系统解决通讯需求的技术和业务出现，通讯和IT首先开始融合了。到2003年左右，由于NGN架构已经全面实现部署，VoIP普及、统一通讯的业务形态开始发展，以及互联网和通讯网在基本制式统一到IP后，在物理上已经深入融合，因此可以认为通讯和IT两大领域初步实现了融合。与此同时，安防领域似乎仍然独立发展，但实际上在业务形态上也在悄然发生着变化。以视频监控而言，数模结合方式正在和传统模拟方式此涨彼消，而在2005年前后，IP技术划时代的引入到视频监控系统中，印证着“联网”正式成为监控的核心业务需求。在今天看，各行各业的视频监控、安防业务均已越来越明显的、普遍的呈现出联网需求，而在IP的渗透下，安防领域在技术平面上也早已具备了和IT、通讯领域对接标准的基础。可以预见，在数年之内，我们最终面对的将不再是独立的三大领域，而是一个融合了通讯、安防、IT技术和业务的新IT。

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图1.   通讯、安防、IT的融合趋势

二、 监控业务发展的轨迹

把摄像机与显示器连接，眼睛盯着显示器看，同时手里移动摄像机，这就构成了视频监控中的两种最最基本的业务形态：“看”和“控”。早期视频监控作为安防领域的一个子系统，从摄像机连显示器进化成一堆摄像机经过模拟线路、模拟矩阵投到监控室的显示屏组上，以及通过云台和键盘反向控制摄像机，形成视频监控的早期标准形态，其实主要还是看和控。“存”的业务需求出现，把业务模式从眼睛盯着屏幕看推进到把连续的图像记录下来，有事件的时候进行翻查，极大的扩展了监控系统的可用性。“存”的业务在模拟时代受限于存储介质，应用不是很方便，还不是主体业务，而到了硬盘录像机出现后，就已经逐渐成为监控的主体业务之一了。当监控规模进一步扩大的时候，两个新的业务需求逐渐浮现：“管”和“用”。一方面，大量的前端硬件资源，通过人工进行管理边际成本已经太高，必须基于某种技术手段实现系统内/中心端对前端摄像头、编码器、硬盘录像机等设备的综合管理，并进一步基于这种管理手段提高“控”的效率；另一方面，由于“存”的业务，大量的图像资源记录下来，基于这些图像资源的分析、对比、重组会衍生出无数的智能业务形态，称之为“用”的业务。

总结而言，监控系统发展至今，展望未来，所有的业务千变万化，都脱不开“看控存管用”这五种最基本的业务元素。而监控系统的发展走势，从业务的层面看，正是这五种业务元素从单一到多元、从简单到复杂、从局域到广域的内在需求驱动所致。

如果横向的将监控系统的发展历程划分为模拟监控阶段、数模结合阶段和联网监控阶段，可以匹配出监控的五大基本业务元素在每个不同阶段呈现出的不同特征，这有助于我们从根本上理解监控业务发展到联网时代的必然性。如下图：

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图2.   不同阶段监控业务的重点

应该说，从数模结合时代跨越到联网时代，表象上的直接业务驱动是“看”和“控”的全局化和广域化需求，但深层次上，更为本质的区别恰恰来自于 “存管用”这后三大业务元素的变化。联网与否，决定了“存”的资源是否能全局统一，也即是否做到“全局存”，而“全局存”则是能否将所有的图像信息资源集中，从而为“用”提供最基本的全面数据资源的基础，也即是否做到“全局用”，此外联网与否也决定了“全局管”的可能性。所以，联网监控和数模结合真正的分水岭是“全局存、全局用、全局管”，其本质是信息资源从分散走向集中的过程，是开启图像分析智能应用大门的钥匙。所有的“智能监控业务”，从系统的角度看，最基本的地基都建立在这里。实际上，监控跨入联网时代，恰恰就是监控进入智能阶段的最核心标志。

三、 实现联网的不同手段

联网并不是横空出世的需求，在模拟监控时代其实就有联网的需求，因此历经若干年的技术发展，目前而言，从单系统的角度，实现联网监控的手段主要有三种：

• 模拟矩阵级联：模拟监控阶段最为典型的联网手段，具体而言就是自下而上用模拟矩阵互联。上一级矩阵接收下一级矩阵传送上来的视频图像，并将控制指令通过下一级矩阵传送到远端设备进行控制，从而完成跨距离的“看”和“控”的业务需求。这是最原始的联网监控形态。由于模拟图像的级联对画质损伤较大（类似有线电视的原理），因此级联的级数不可能多，另外模拟系统传送控制信号很难解决分级分权控制的问题（实现极为复杂），因此系统规模先天受限。此外模拟级联从根本上无法解决“存管用”的问题，所以虽然技术成熟，但是没有发展前途。
• DVR+联网软件：数模结合时代的典型联网手段，具体而言就是由DVR出网络接口，然后通过网络通道（一般为以太网）上连至管控中心的流媒体服务器，依靠服务器上单独运行的联网管理软件对下级分散的DVR基于SDK实现联网管理。这种方式在外在特征上与全IP联网监控已经很类似，功能上也能够较好的实现远程的“看控”，甚至于通过识别DVR的索引，实现部分的“存管用”业务。但这种联网方式本质上是两个系统的叠加而非一个有机的完整系统。其弊端一是会出现性能瓶颈（往往体现在流媒体服务器上），二是无法真正意义上做到全局的“存管用”，因此对于未来的智能监控需求而言，这种联网模式注定只是一个过渡方案。
• IP网络监控：用IP网络作为视频传输通道，基于NGN架构将视频监控系统的各个部件部署并管理，将整个监控系统构建成一个完整的大系统。由于在NGN架构下，所有的部件和资源，包括前端、存储、传输、显示、控制都可以实现全网全域的管理和调度，因此对于“看控存管用”五大业务元素都可以很好的跨空间的来实现，并且由于NGN架构本身是脱胎于通讯大网的设计，采用控制和业务分离的模式，因此不会随着系统规模的扩大而出现业务性能的瓶颈。因此IP网络监控代表未来联网监控的发展方向。而出于承载网是专网或是公网的区别，又会分化出两类不同的方案，后文会作以对比。准确的说，最能够完整体现联网监控的全业务形态的是基于专网进行承载的IP网络监控解决方案。

基于专网和基于公网实现联网的区别：

最本质的区别在于公网和专网不同的拓扑设计原则。公网的典型特征是业务的随机性和非控性。何时何地多少人在用，多大的量，只能基于一个模糊的数学模型，而不可能为每一个潜在的使用者都给予一个固定的通道。因此在公网中一定是基于收敛原则进行设计，比如在电话网中话务量的概念和数据网中收敛比的概念。互联网和电话网都是典型的公网，公网上的业务运行一定是要服从网络本身的收敛模型的，因此受限。而专网的典型特征是多少个信息点、如何分布、业务模型怎样是相对稳定可控，因此设计中往往采用非收敛的模式。大多数企业内网都是专网模式。以在城域范围内为例，监控流量和其他业务一起跑在运营公网上就是公网联网，这种模式由于网络本身的收敛性不可能在“全局存管用”方面做得完善，因此只适合一些业务需求较为简单的应用，而类似公安平安工程这种专业应用需求，则必须通过基于专网的IP联网监控来实现。

近年来，由于联网需求的激增，各式各样的“联网监控”涌现出来，一时间泥沙俱下、哪个是李逵哪个是李鬼难以辨别。基于以上的分析，我们基本上可以对“联网监控”的概念做一个清晰的界定：

• 泛指来讲“联网监控”——泛指所有能够通过各种联网技术实现基本监控业务的技术方案，包括模拟级联、DVR+分控软件等方式均包含在内；
• 而严格的“联网监控”定义——基于IP传输网络，具备全局的“看控存管用” 能力的视频监控系统；

一般来讲，理想的、完整的联网监控的建设模式应该是基于专网的联网监控。专网联网监控由于完整的跨空间业务能力，随着时间的推移，必将成为监控行业系统构建技术的主流，就如同今天绝大多数企业网络系统都奉行同一模式一样。

四、 核心——跨距离的“看控存管用”

不管在应急指挥的需求刺激下，还是在全面的管控管理的牵引下，或是对于监控智能化的自然演进下，归结到一点：之所以走向联网，核心在于对监控业务基本五元素跨越距离甚至与距离无关能力的追求。

只有在标准的联网监控模式中，才能够全面的实现跨距离的“看控存管用”：

对于“全局看”，表象上，要求始于“看到”，终于“看清”，但在数字化技术高度发展之后，二者的重要性反而互为翻转。静态图片高于600万像素，人的肉眼已经不能分辨模拟信号和数字信号，而动态数字视频技术在不断向高清、非压缩发展，也已经和模拟视频无差别。反过来，模拟视频受限于技术本身，虽然本地图像画质最好，但是传送、复制、级联对画质的损伤很大，反过来数字信号无论传送多远、复制多少份，还是原来的010101。随着系统规模的扩展，数字视频在跨远距离的“看”方面，“看清”已经和模拟无差别，而“看到”则体现出绝对优势，特别是基于IP网络的基础上。由于IP协议经过多年的发展，在点到点、点到多点、多点到多点的互联传送上已经及其成熟，而且实现了广域、局域基础技术的归一，所以给监控的“看”的业务带来了很多新的可能性：跨越上千公里的看、几十个人看一个，一个人看几十个、不同的人看不同的目标……。可以说，IP网络的引入，在“看”的层面把监控业务发展到前所未有的新程度。

对于“全局控”，从单点的角度，就是无论多远距离都能控到，而从系统的角度，则更重要的需求在于整个系统的不同操控者如何更好的实现分级分域分权。对于第一个问题，IP系统传送所有的信息，包括控制信息都是一样，因此同“看”的道理一样，是最合适的方法，IP协议对特殊业务通道的保障，也可以确保远距离控制的低时延和高稳定。对于第二个问题，早先的模拟监控系统止步于大联网的一个很重要的原因就是分级分域分权，而DVR本质上也是为局域小系统设计的设备，在管控权限的设置上非常简单，即便加上联网软件，两个软件的叠加也成为实现自如的全局控天然的障碍。核心的区别在于，模拟系统和数模结合系统的设计理念都是面向局域而非广域，面向单元而非系统，本身就没有考虑复杂的大系统控制能力。IP监控天然移植的是在大型通讯网、大型行业网络中已经运用多年的全网全域控制的成熟技术，只要IP可达，均可以实现有效控制，而由于前端硬件和后台是统一的软件，怎样分权、怎样分域、怎样分级，都是在鼠标点击之间完成的。可以说，IP联网监控是唯一能够很好实施“全局控”的监控模式。

对于“全局存”，正如前文所讲，是监控进入智能阶段的物理基础，是一大堆图像数据到底是“数字垃圾”还是“宝贵资源”的分水岭。如果把记录的图像抽象成信息，从信息架构发展的角度看，正如从PC发展到数据中心一样，监控的图像数据也必然存在一个从分散到集中的发展过程。分散的数据是无法做集中管理的，无法集中管理的数据就无法建库、索引，无法进行横向比对和挖掘分析，因此所有的智能业务就无从提起。早期的模拟监控用录像带存，物理上就无法集中，后来的DVR用硬盘存，但是如同上面两个业务一样，DVR的设计理念面向于小系统，所以它的存储也是面向小系统的。即使把一大堆DVR用联网软件连起来，面对的也是一堆分散的硬盘，并非统一的数据资源。全局存，最直接的方法，把所有的图像都集中存在中心侧，统一用SAN设备把它们存储起来。但是这种方案往往在工程上不可实施，因为对于多媒体数据而言，要集中，中间的网络带宽还是太窄了，因此不可避免的要采用分布化、两级存储结构。如何才能在物理分散的情况下实现逻辑集中，实现全局化的数据资源的统一管理，是联网监控中“存”的业务的核心问题。而IP SAN，以存储和网络的天然耦合，成为解决这个问题的最佳技术手段，这种全局数据管理模式不受系统规模的限制，且部署灵活易于实施。从“全局存”的业务衍伸开来，从数据资源管理的角度，可以衍伸出一个新命题—多媒体数据管理（MAS），在后面会有专文论述。总之，在联网监控的“全局存”业务，核心是要实现全系统的统一数据资源管理，方式是要实现物理分布、逻辑集中，在这个基础上，将打开所有针对媒体数据资源进行处理的所有智能业务的窗口。

对于“全局管”，分为两个层面的需求，一是具备管理全局所有设备端点的能力，在这个层面IP联网监控方案无疑是实现的最好的，IP领域的管理协议丰富、标准，且管理细节实现的很丰富。另一个层面是从整个系统的维度，通过对管理能力的抽象，以中间件的模式对上层的应用管理调度实现支撑。在这个环节，灵活的分级分域分权是基本要求，正如上文讲“全局控”时提到的一样，在IP可达的范围内都可以灵活的拉出一个管理终端；而在管理能力单元高度抽象汇集的基础上，实现自动化的智能管理调度则是更高级别的要求。例如公安的快速追踪的应用，需要快速的连续调度、控制一条公路上的若干摄像头，再例如当出现报警事件的时候，自动调至预置位，并自动将该路图像显示到指挥中心大屏上。类似的需求还有很多，实现的关键是类似ＮＧＮ架构中的管理层的概念，对下屏蔽需求指令，对上屏蔽技术细节，这就是管理中间件在联网监控系统中的实现。一切与连续的、快速的管理调度相关的应用，都离不开它。

对于“全局用”，和“全局存”实际上是一体两面。只有解决了“全局存”，才谈得上“全局用”。从架构的层面讲，具备了统一数据资源管理能力后，在其上叠加应用就很方便了。当前看，以图像分析为基础的应用发展很快、方兴未艾。不仅单一对象的比对分析如车牌识别、人脸识别、禁区管理、周界防护等应用层出不穷，多对象组合的分析也在发展中，例如在机场跑道区将人的特征、货的特征、车的特征组合分析，可以基于图像分析全面的实现对机场跑道区的内部管理。此外还有GIS以及一些专业图像分析（例如公安刑侦）。总体上看，在这个位置未来的模式与我们今天在IT领域熟悉的“操作系统+应用软件”的模式非常类似。在IP联网监控方案中，这个操作系统不是某一台设备的操作系统而是整个联网监控系统的操作系统，包含了内嵌在前端设备的嵌入式操作系统和安装在后端管理服务器中的平台。很重要的一点，操作系统必须以SOA架构、以标准接口来实现，才能够方便的叠加上层的应用软件。应用是未来监控系统的关键，而当前的重点，则是构建操作系统这个层面。