【正文】 系統(tǒng)下的應(yīng)用程序，都可以不經(jīng)修改將云存儲當(dāng)成自己的海量磁盤來使用。 同時(shí)， cStor 采用負(fù)載均衡技術(shù)，自動(dòng)均衡各服務(wù)器負(fù)載，使得各存儲節(jié)點(diǎn)的性能調(diào)節(jié)到最高。 同時(shí)，元數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)采用雙機(jī)鏡像模式容錯(cuò)，如果有一節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，另一節(jié)點(diǎn)自動(dòng)接替。 在 cStor 云存儲系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)具有多個(gè)副本（默認(rèn)情況下是 2 份，可以根據(jù)需要設(shè)置），任意節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會自動(dòng)復(fù)制數(shù)據(jù)副本到新的節(jié)點(diǎn)上，不會丟失數(shù)據(jù)。與使用專用服務(wù)器相比，可以將系統(tǒng)構(gòu)建成本節(jié)省 510 倍以上，且規(guī)模越大，優(yōu)勢越明顯。與目前國際上知名的云存儲 廠商 相比，具有更高的性價(jià)比、更低的能耗、更加通用和更方便的使用模式。與傳統(tǒng)的大規(guī)模存儲系統(tǒng)相比，它具有構(gòu)建成本低、性能高效可靠、使用簡單方便的特點(diǎn)。采用云 調(diào)度 和云存儲技術(shù)，有較高的擴(kuò)展性和容錯(cuò)能力，解決服務(wù)器單點(diǎn)故障問題，降低升級和維護(hù)成本。因?yàn)榕c柯達(dá)平臺均屬于公安網(wǎng)，因此不需要考慮跨網(wǎng)段的問題。從用戶的角度而言，呈現(xiàn)在面前的只是單純的一個(gè)個(gè)獨(dú)立的攝像機(jī)，用戶不必關(guān)心前端的攝像機(jī)具體是從我們部署的 minicloud 中傳輸過來的，亦或是從已有區(qū)縣系統(tǒng)中傳輸過來的，“平臺”已經(jīng)將中間過程透明化，以更貼近用戶的使用習(xí)慣。 區(qū)縣未集中處理的視頻 對于區(qū)縣沒有集中處理的視頻，“平臺”會按照 章節(jié)中的部署規(guī)則，給每個(gè)派出所部署一套 minicloud，用其本地化保存視頻數(shù)據(jù)，并接受省廳中心的直接管理，同時(shí) 提供給上層應(yīng)用和服務(wù)的支撐。如下圖所示： 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 17 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 圖 28 多級部署下級視頻數(shù)據(jù) 流對接 平臺 部署策略 針對 山東省的實(shí)際情況，在之前的規(guī)劃和管理過程中，部分區(qū)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了按區(qū)縣為單位對現(xiàn)有視頻做了集中管理和存儲，而另一些則是完完全全的“信息孤島”狀態(tài)。該視頻流經(jīng)過子平臺流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)至總平臺，客戶端得到該地址即可播放出實(shí)時(shí)視頻流。在“平臺”用戶視角，相當(dāng)于所有下級平臺和第三方平臺的設(shè)備都是直接部署在此綜合的云平臺之上?？偲脚_通過接入服務(wù)器登陸到子平臺，從而進(jìn)行獲取設(shè)備列表、獲取設(shè)備信息、云臺控制、獲取流地址等操作 。 平臺聯(lián)動(dòng)調(diào)度 按 節(jié)中所說的架構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會出現(xiàn)跨級的聯(lián)動(dòng)調(diào)度問題，下圖展示了 cVideo 云視頻監(jiān)控平臺多級聯(lián)動(dòng)調(diào)度的流程。 采用虛擬 IP 技術(shù)，備份冗余機(jī)制，針對公網(wǎng)和內(nèi)網(wǎng)不同的訪問需求提供不同的碼流推送。 處理服務(wù)器集群 大致可以分為接入分析、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分發(fā)三個(gè)子模塊，主要負(fù)責(zé)對完成對接入視頻的各項(xiàng)處理任務(wù)，諸如：內(nèi)容識別、實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)碼、 錄像存儲 等，再將處理好的結(jié)果發(fā)送至流媒體服務(wù)器 和存儲服務(wù)器 。 存儲服務(wù)器集群 使用 cStor 云存儲系統(tǒng)，提供統(tǒng)一的存儲資源池，用以存儲關(guān)鍵數(shù)據(jù)，提供歷史視頻的回看以及相關(guān)數(shù)據(jù)的下載服務(wù)。根據(jù)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度和部署，負(fù)載均衡，提高機(jī)器的使用率，進(jìn)而提高服務(wù)器的梳理效率。同時(shí)，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的處理，以完成整個(gè)平臺的調(diào)度工作。 b） 前端信息采集設(shè)備管理功能：根據(jù)攝像機(jī)和用戶的權(quán)限，管理當(dāng)前用戶所能涉及的前端設(shè)備狀態(tài)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新。 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 14 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 中心服務(wù)器 平臺的核心控制部分，實(shí)現(xiàn)了與客戶端的信令交互、通過 JobKeeper 云調(diào)度系統(tǒng)來 調(diào)度云集群節(jié)點(diǎn)處理各項(xiàng)任務(wù)、 并實(shí)現(xiàn) 對整個(gè)平臺的統(tǒng)一管理和監(jiān)控。 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 13 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 圖 26 cVideo 平臺模塊 架構(gòu) 圖 前端設(shè)備 前端設(shè)備在中心服務(wù)器的調(diào)度下進(jìn)行信息采集，以 RTSP 的形式傳輸給存儲 /處理服務(wù)器集群 ，或者以 SDK 的形式傳輸給接入服務(wù)器 。 圖 25 云轉(zhuǎn)碼流程 軟件架構(gòu) 平臺架構(gòu)圖 如下圖所示， cVideo 云視頻監(jiān)控平臺是部署于標(biāo)準(zhǔn) X86 服務(wù)器上的軟件平臺， 主要由七個(gè) 子系統(tǒng) 組成：前端設(shè)備、接入 系統(tǒng) 、處理 系統(tǒng) 、存儲 系統(tǒng) 、流媒體服務(wù)器、中心 調(diào)度系統(tǒng) 和客戶端 。然后在 cProc 云計(jì)算平臺上利用高效的轉(zhuǎn)碼技術(shù)，將采集到的高清視頻信號解碼后再重新編碼，在滿足用戶需求的同時(shí)降低對網(wǎng)絡(luò)帶寬的消耗。 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 12 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 圖 24 轉(zhuǎn)碼前 后視頻對比 視頻接入模塊首先將不同廠家的前端設(shè)備接入進(jìn)來，對于支持 RTSP 的采集設(shè)備，我們利用標(biāo)準(zhǔn)的流媒體協(xié)議接口實(shí) 現(xiàn)視頻和音頻數(shù)據(jù)的傳輸。由于視頻轉(zhuǎn)碼計(jì)算量很大，單一的計(jì)算機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的攝像頭實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)碼。其次，對于公安網(wǎng)用戶來說，社會資源的接入完全是按需的，只有當(dāng)有需求時(shí)，才會通過網(wǎng)閘將社會資源中的實(shí)時(shí)視頻流或者 歷史存儲資料調(diào)取到公安網(wǎng)中，而在絕大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)僅僅是停留在了緩沖資源池中，不會對網(wǎng)閘造成很大的壓力。因此，我們提出了緩沖資源池的建議，對安全性和傳輸山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 11 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 帶寬進(jìn)行了雙重保障，其大致架構(gòu)如下圖所示： 圖 23 社會資源接入建議架構(gòu)圖 假設(shè)途中 網(wǎng)段為社會資源網(wǎng)， 網(wǎng)段為公安網(wǎng)，在中間加入緩沖資源池（ 網(wǎng)段），該部分可租用電信運(yùn)營商的機(jī)房和帶寬，作為過渡層，一方面對社會資源進(jìn)行收集匯總、存儲分析，另一方面利用軟件防火墻和運(yùn)營商的安全機(jī)制進(jìn)行了第一次的安全保障。 社會資源接入的安全機(jī)制 考慮到 今后肯定要逐步將全省 110 萬路攝像機(jī)都接入到“平臺”進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理，這就必須要考慮 公安網(wǎng) 和 社會公網(wǎng)之間安全性和保密性的問題，cVideo 監(jiān)控平臺在實(shí)際布設(shè)過程中，建議 遵循跨網(wǎng)絡(luò)必須經(jīng)過網(wǎng)閘 和 緩沖資源池的規(guī)則，示意圖如下： 圖 22 cVideo 網(wǎng)絡(luò)隔離概要圖 本次建設(shè)的 “ 平臺 ”將作為二期平臺，構(gòu)建 于 公安網(wǎng)之上 ， 在與一期平臺平穩(wěn)過度對接的同時(shí)，確保高度的安全性 及視頻的實(shí)時(shí)性。云處理服務(wù)器提供空前的數(shù)據(jù)處理能力，提供諸如視頻轉(zhuǎn)碼、內(nèi)容識別等海量數(shù)據(jù)的處理支持。隨著使用和前端設(shè)備的增設(shè)，容量需求會愈發(fā)增加，這時(shí)我 們同樣提供了機(jī)架式的擴(kuò)展方案，當(dāng)存儲容量不足時(shí)，只需在“ minicloud”下新增存儲節(jié)點(diǎn)（服務(wù)器），系統(tǒng)容量會自動(dòng)增加，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容十分方便。而區(qū) 縣 級 和市級 主要負(fù)責(zé)對區(qū)域視頻的匯聚和處理，部署 cVideo 系統(tǒng) ，并將處理后得到的信息提供給各 上層 應(yīng)用服務(wù)。 整個(gè)“平臺”構(gòu)建于 公安 網(wǎng)之上，其中，省級中心處于核心地位，部署元數(shù)據(jù)服務(wù)器， 用 以統(tǒng)一管理元數(shù)據(jù)信息，各派出所則使用“ minicloud”中的三個(gè)互為冗余的節(jié)點(diǎn)擔(dān)當(dāng)存儲節(jié)點(diǎn)的角色。 以街道派出所為單位，初期擬定每個(gè)所部署一臺“ minicloud”（“ minicloud”迷你云微型數(shù)據(jù)倉庫將在下面的章節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)描述），用于視頻數(shù)據(jù)的保存，從區(qū)級到 市級 再到省 級分別部署 cVideo 系統(tǒng) ， cVideo 系統(tǒng)的架構(gòu)會在 中進(jìn) 行具體描述 。 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 8 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 2 平臺 架構(gòu) 設(shè)計(jì) 根據(jù) 省廳已有建設(shè)情況和對實(shí)際需求 的深入分析，本方案利用 cStor 云存儲和 JobKeeper 云 調(diào)度 技 術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的 cVideo 云視頻監(jiān)控管理平臺軟件，部署在標(biāo)準(zhǔn) X86 服務(wù)器集群上， 通過對已有監(jiān)控資源的整合， 實(shí)現(xiàn)海量高清視頻監(jiān)控的 數(shù)據(jù)存儲和智能 處理 。 因此，需要實(shí)現(xiàn)將警務(wù)綜合平臺與視頻結(jié)合應(yīng)用相互結(jié)合，整合成一共公共的基礎(chǔ)平臺，以更好地提供各類上層應(yīng)用系統(tǒng)的使用。 從獨(dú)立應(yīng)用到綜合聯(lián)動(dòng)的轉(zhuǎn)變 在現(xiàn)有的條件下，視頻監(jiān)控大多數(shù)時(shí)間是以一個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用呈現(xiàn)，或是通過大屏進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，也可能是通過電腦終端進(jìn)行監(jiān)控管理。通過對 云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)計(jì)算能力的 充分利用 ，提供 智能 識別所需 的處理能力 。通過視頻濃縮摘要，縮短視頻事件的播放時(shí)間，通過目標(biāo)內(nèi)容識別、分類等實(shí)現(xiàn)快速查找事件線索，縮小查看范圍的功能，這些都極大地減輕警方刑偵人員的工作負(fù)荷，海量視頻分析功 能的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用將大大提高監(jiān)控效率。理想 的 情況是 ：一旦有重要事件發(fā)生，系統(tǒng)就可在很短時(shí)間內(nèi) 查找到線索 并定位，而目前 海量監(jiān)控視頻 大多以 錄像的 形式用于 事后 調(diào)取和回看 ， 并且主要 以傳統(tǒng)人海戰(zhàn)術(shù)的視頻線索查找，顯然不能滿足高效查找，正面臨巨大挑戰(zhàn)，急需一種更為高效的、自動(dòng)的、智能的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述需求。 因此，用機(jī)器代替人工（機(jī)器結(jié)合人工），是必然的趨勢，通過智能地圖像識別算法，將“可疑”的視頻篩選出來，如此一來可以大幅降低人為的干預(yù)度，提升監(jiān)管效率。其次，即使找到了重點(diǎn)圖像，人工抓拍，并且要記錄下對應(yīng)的原始視頻圖像的時(shí)間點(diǎn)等，也是工作量很大，效率很低。要對這些海量視頻通過人工進(jìn)行重點(diǎn)圖像的抓拍，困難很大。 從人工監(jiān)控到智能安防的轉(zhuǎn)變 在實(shí)現(xiàn)互聯(lián)之后，我們?nèi)詴l(fā)現(xiàn)新的問題。 從信息孤島到全局統(tǒng)籌的轉(zhuǎn)變 針對山東省現(xiàn)在已有的圖像平臺，需要對省市兩級主要平臺完成升級改造，確保實(shí)現(xiàn)公安視頻圖像信息共享平臺之 間的聯(lián)網(wǎng)互通，同時(shí)兼容各地承建的視頻監(jiān)控系統(tǒng)和平臺，以提升整個(gè)山東省公安圖像信息的共享度。 對上述視頻監(jiān)控平臺的視頻接入后，要求 實(shí)現(xiàn) 轉(zhuǎn)碼處理 、 智能識別 、解碼上墻和數(shù)據(jù)存儲回看等功能 ，以滿足不同終端的訪問需求 、 實(shí)現(xiàn)車流統(tǒng)計(jì)等交通數(shù)據(jù)的提取 、對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、以及實(shí)現(xiàn)大屏控制等功能。通過構(gòu)建 cVideo 綜合視頻監(jiān)控云平臺（以下簡稱“平臺”），將城市可利用的全部視頻資源經(jīng)過優(yōu)化、整合及智能處理后，透明地呈現(xiàn)給使用者，為城市管理提供有力支撐。 本次項(xiàng)目計(jì)劃為二期方案，在一期已有工程的基礎(chǔ)上，接入剩下的20 萬路公安網(wǎng)視頻，同時(shí)，也為今后將全省其他社會資源上的攝像頭進(jìn)行規(guī)劃和考慮。矛盾主要集中在： ? 海量視頻需要存儲，但現(xiàn)有存儲空間嚴(yán)重不足； ? 視頻碼率清晰度不斷提升，但傳輸網(wǎng)絡(luò)帶寬資源不足； ? 小塊區(qū)域集中管理，但跨區(qū)域調(diào)用視頻困難； ? 監(jiān)控還未達(dá)到智能化程度，時(shí)效性不強(qiáng)，多用于事后回調(diào)； 在之前的建設(shè)與管理中，省廳已打造了一個(gè)視頻資源共享平臺，實(shí)現(xiàn)了將 8萬路視頻資源的整合和統(tǒng)一 管理，取得了很大的成功。 充分利用云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)計(jì)算能力和智能的處理能力，不僅能大大縮小了對于各類事件的事后取證所需要的時(shí)間，提高了取證效率，而且對于各種突發(fā)事件的預(yù)防、響應(yīng)都 起到了積極有效的作用。通過視頻濃縮摘要，縮短視頻事件的播放時(shí)間，通過目標(biāo)內(nèi)容識別、分類等實(shí)現(xiàn)快速查找事件線索，縮小查看范圍的功能，這些都極大地減輕警方刑偵人員的工作負(fù)荷，海量視頻分析功能的實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用將大大提高監(jiān)控效率。針對上述海量監(jiān)控視頻錄像的事后分析，傳統(tǒng)以人海戰(zhàn)術(shù)為主的視頻線索查找，顯然不能滿足高效查找，正面臨巨大挑戰(zhàn)，急需一種更為高效的、自動(dòng)的、智能的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述需求。由于人的生理特征所限，長時(shí)間觀看視頻錄像，容易產(chǎn)生視覺疲勞，還有可能漏掉重要圖像和線索。 首先，需要對所有的視頻錄像進(jìn)行 逐幀 瀏覽，才能發(fā)現(xiàn)重點(diǎn)圖像，這無疑工作量巨大，甚至猶如大海撈針。山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 1 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺 視頻資源整合方案 （ 意見 修改 稿） 山東省警務(wù)云計(jì)算平臺視頻資源整合方案 2 / 99 南京云創(chuàng)存儲科技有限公司 2020/12/3 目錄目錄 ................................................................................................................................. 2 1 項(xiàng)目背景與必要性分析 ................................................................................................. 4 城市安防與云計(jì)算 .............................................................................................. 4 山東省安防現(xiàn)狀分析 .....................................................................