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铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-1/15-项目可行性分析报告一、研发背景近年来，铁路行业视频监控已经向着大型化、数字化、网络化的趋势发展，甚至出现了统一化联网的需求，即出现了整合不同建设方、不同管理机构的跨区域监控系统的实验，这引起铁路行业中设备供应商、工程商、用户、相关行业人员对于这个过程中出现的新技术问题的热烈讨论和争议，其中的热点主要有：1、统一化：利用工业自动化控制的成果和理念，试图将监控系统中不同的功能单元和子系统整合在一个统一的框架下，实现信息共享和联动，监控操作在一个单独的完整用户界面上进行，一些新名词如：DSU（目录服务单元）和SA（视频代理网关）就属于这些趋势的代表。2、集成化：由于芯片技术的发展，更多的功能可以以更小的体积和更小的功耗实现，使得厂商可以在单一元件上集成更多的功能，如IP摄像机集成了光学、电子、视频、智能化、网络等种种功能，可以使铁路视频监控系统的建设更经济更快捷。3、网络化：系统控制流和信息捕获，直接借助于标准的TCP/IP网络，实现网络化使用和管理，极大地增加了系统的可扩展性。其他的热点还包括开放性和软件化等趋势。我们看到，以上提到的这些技术研究已经为解决设备级的互联提供了很多技术途径和方案，但目前仍局限于站段或路局内部的系统级别，其特点是考虑的目标系统仍处于一个统一的管理机构的管理之下，可以进行统一的规划和管理，在设备选型、管理维护的过程中按照统一的规划进行。对于我们前文所展望的连接不同路局和单位，形成真正整个铁路行业的“视频监控互联网”，还存在很多关键技术上的研究空白。本项目的开发完全针对国内铁路视频监控市场，具有人工成本低、服务方便快捷，完全符合用户需求等特点。因此在铁路行业得到了快速应用，满足铁路行业的旺盛需求。二、项目技术可行性分析1.项目名称:铁路综合视频监控系统互联互通平台系统铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-2/15-2.项目的主要内容本项目是以铁道部运输局《关于发布〈铁路综合视频监控系统技术规范（试行）的通知〉》（运基通信[2008]630号）和《铁路图像通信设计规范》（报批稿）的指导下，以《铁路综合视频监控系统互联互通技术要求》（版本V1.0）为主要依据设计并实现的。铁路综合视频监控系统互联互通平台实现异构视频系统的互联和视频共享，完成全路视频监控系统核心节点、区域节点和接入节点三级的级联，对所辖范围的用户和设备进行统一协调管理，支持用户跨区域访问的认证、鉴权，实现视频资源定位、信令的多级交换和视频数据的跨域转发，形成与运输指挥安全管理相适应的铁道部、路局、站段视频监控体系。3.功能描述铁路综合视频监控系统视频节点由视频核心节点、视频区域节点和视频接入节点三类视频节点组成。视频系统互联互通平台主要部署在核心节点和区域节点，主要包括AA、AGU、DSU、DDU和SCU五个功能单元。AA、SCU和DDU交互完成不同视频系统中视频资源访问中的信令和数据交换，通过AA和AGU来完成系统的管理、维护、注册、认证和鉴权等工作。SA设置在接入节点的视频系统中，用来完成区域节点和视频系统之间的信息交互。SA要向区域节点上报收集到视频系统内的资源信息，要完成区域节点和视频系统的信令交换，向区域节点的DDU转发视频系统内的视频相关数据信息。4.产品描述本项目依据计算机图形图像学、H264编解码技术、高层体系结构、Java技术、标准SIP协议、数据库管理等技术，实现了一个通用的视频监控平台系统。主要技术原理如下：(1)计算机图形图像学；(2)H264编解码技术；(3)高层体系结构；铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-3/15-(4)Java技术；(5)数据库管理；(6)SIP协议；(7)计算机网络技术。5.项目目前进展情况本项目在2009年6月已经完成，并通过了用户的试用和反馈，进行了完善，形成了产品，可以投入使用。6.项目关键技术及创新点的论述(1)关键技术支持多种音视频码流，如H.264/MPEG4/JPEG等；支持多种类型的数据实时交换；采用插件式解码，兼容各种厂商的视频设备；支持多级转发和资源复制，确保突发事件时的大量并发访问；通过视频代理与原有视频系统对接，部署灵活方便，扩展性强，也保障了原系统的稳定和安全；采用稳定、可靠、高效的UNIX小型机构建全路统一架构的视频互连互通平台，具有性能好、安全性高，稳定性强，扩展性高的特点；通过了铁道部鉴定中心的认证，完成了与12家厂商的对接和测试。系统主要包括六个部分：认证授权单元目录服务单元数据分发单元铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-4/15-信令控制单元接入网关单元视频代理单元六部分之间及其它模块关系图如下所示：图1：互联互通平台系统构成1)认证授权单元（AA）AA具有对所辖范围的视频用户接入的访问认证和鉴权功能，实现视频系统用户监视终端核心节点AA：认证授权单元AGU：接入网关单元DSU：目录服务单元DDU：数据分发单元SCU：信令控制单元SA：视频系统代理AU：告警单元MU：管理单元SU：存储单元VDU：视频分发单元VTU：视频转发单元GIS-U：GIS服务单元区域节点DSUAUAGUMUSCUDDUAASUGIS-U视频系统SA图例：视频系统互联互通相关功能单元视频系统SA规范定义的其他功能单元DSUAUAGUMUSCUDDUAASUGIS-U区域节点DSUAUAGUMUSCUDDUAASUGIS-U用户终端用户终端视频采集点前端设备视频采集点前端设备用户终端铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-5/15-或其他应用系统视频用户终端访问铁路综合视频监控系统时的单点登录和统一认证。管理维护用户视频资源访问权限，为用户角色分配视频资源访问列表，赋予视频资源访问的功能权限。负责在本视频节点用户终端接入时对用户进行认证授权。负责对本视频节点内用户进行视频资源访问权限维护。负责视频节点所辖范围内跨区域用户访问的认证授权。当本视频节点的用户存在跨区域节点的视频资源访问权限时，能够通过本视频节点的AA赋予视频节点所辖范围内任意节点的视频资源访问权限。管理终端、视频终端经过AA认证成功后，则可以访问被赋予的该视频节点所辖范围内的视频资源。2)目录服务单元（DSU）以目录的形式统一存储用户、视频资源、用户权限列表等信息，提供用户信息和目录信息服务。对系统基础数据、用户详细信息、资源及状态信息、系统日志、告警信息等数据进行存储。提供管理服务，对铁路视频系统的用户信息、视频资源以及系统内部各服务器进行管理和控制。对于本级中发生变化的用户、视频资源等信息，能够同步到上级的DSU中，保证本级以及上级的DSU数据一致。当对本级的用户进行视频资源权限分配后，如果本级存在下级视频节点，则将本级分配的权限同步到下级视频节点。区域节点对用户进行视频资源权限分配后，能够将权限数据同步到视频接入节点；核心节点对用户进行视频资源权限分配后，能够将权限数据同步到区域节点、视频接入节点铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-6/15-3)数据分发单元（DSU）具有建立各类信息转发的传输通道，监控数据传输的状况，实现对数据传输的控制等功能。为视频用户或者节点间的视频访问提供实时视频数据、历史视频数据、报警信息等数据转发。应具有视频数据复制与分发功能，满足多个视频用户同时请求同一路实时视频资源的要求。负责根据需要与视频接入节点、区域节点、核心节点中的视频采集设备建立数据传输通道。通过本级DDU实现与上级节点的DDU建立数据传输通道。4)信令控制单元（SCU）为视频用户访问提供标准信令控制与交换服务，采用SIP协议，遵循RFC3621标准。支持的四类视频访问信令：实时视频访问信令、云镜控制信令、历史图像资源调用信令、报警信息获取信令。具有统一的视频访问信令接入功能，实现视频资源的定位与多级节点的信令交换。具有视频访问资源授权与能力协商功能。应实现与既有视频系统间的视频访问控制信令传递与处理。由SCU负责与DDU交互，维护监控视频数据传输通道。转发上级SCU区域节点进行信令交换。5)接入网关单元（AGU）提供一个使用的三维环境显示工具，主要包括：铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-7/15-具有编码标准化和通信协议转换功能，实现铁路综合视频监控系统与其他应用系统间的信息交互。对既有视频系统的接入进行控制协议转换和图像调用。提供对应急通信、GIS、TDCS、CTC、旅客服务信息等系统、以及路外系统与与铁路综合视频监控系统等其他相关的数据接入。AGU将外部视频系统接入的视频数据通过DSU进行存储。管理终端通过AGU，管理在本级区域节点内的服务器资源。6)视频代理单元（SA）当I类接入节点未完全深度标准化时，通过SA来实现SCU、DSU、DDU等功能单元功能，实现与区域节点的视频互联互通和视频共享。SA应满足下列功能要求：自注册功能：启动时主动发送信息，到指定的区域节点注册。目录资源上报功能：汇总视频系统的视频资源，向区域节点上报。信令接收与处理功能：接收并处理区域节点SCU的实时视频访问、云镜控制、历史图像访问、报警信息预约与获取等信令，并返回处理结果。媒体转发功能：将请求成功的视频数据转发给区域节点的DDU。本模块将提供良好的二次开发接口。(2)创新点本项目创造性地提供了一个面向对象的通用互联互通平台，将各种视频监控子系统集成起来，以统一客户端形式提供给应用系统操作人员，并提供了大量API接口函数，大大降低应用系统的开发难度、开发周期和费用，真正实现各系统之间的互联互通互操作，是本项目的一个重大创新。互联互通视频监控平台主要解决的问题：铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-8/15-实现用户统一管理与资源授权，统一跨网访问的认证与鉴权，解决各视频系统用户相互独立的问题实现统一视频用户和资源编码，便于全路资源的统一管理，是视频访问SIP信令的基础统一视频访问信令，屏蔽各家不同的视频信令，实现不同厂家视频的调用采用自适应客户端解码技术，解决多厂商视频格式兼容性问题，实现视频终端统一调用视频接入代理技术，完成信令交换、数据转发等功能，便于各家厂商的系统接入，减少统一信令的开发具备多级节点信令转发和交换，实现跨区域视频访问提供具有通用客户终端和客户端开发组件，可根据用户需要改造各家用户终端软件二、性能分析1.项目、产品市场调查和需求预测(1)国内市场调查和预测1)国内市场国内铁路行业视频监控经过近几年的发展，已经积累了较好的技术基础，为互联互通平台的研发和大范围实施奠定了坚实的基础。目前国内各个行业所实现的互联互通平台，主要问题表现在：低水平重复建设：各机构都投入大量人力物力进行项目建设，但是基本上都是低水平重复建设和研究。由于没有很好的平台作为基础，很多单位都不能实现视频资源共享。造成社会资源极大浪费。无法互联互通互操作：各单位开发都是各自为政，使用的开发工具和系统千姿百态，模型和数据也无法通用，无法实现互联互通互操作；铁路综合视频监控互联互通平台系统介绍-9/15-系统稳定性差：由于缺乏开发平台，起点低，力量分散，无法严格按照软件工程进行开发组织，研制完成的系统稳定性差，无法保证正常使用，甚至由于人员流动而陷入瘫痪，只得不断重复开发；缺乏有效模型支持：由于没有统一标准平台，模型缺乏，通用型差；从以上可知，国内在其他行业通用互联互通平台方面基本上处于空白。(2)国内外市场竞争能力国内市场：技术优势本项目产品将系统编解码技术和图像显示技术、计算机网络技术相结合，技术水平先进，填补了国内空白，系统兼容性、扩展性强，具有显著的技术优势；人才优势公司实行“惟才是举、择优聘用”的用人机制，公司与员工同发展、共命运，吸引了高级技术人才加盟。公司现有员工28人，其中博士3人，硕士5人，大专以上人员22人，技术开发人员、销售人员、管理人员比例分别为48%、37%、15%。同时公司还与北京交通大学等科研机构进行广泛合作，聘请了一大批专家作为项目顾问，确保了公司在本行业的