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网络视频监控驱动安防软件进入3.0时代
来源：互联网 发布时间：2010/10/22
通过总结安防软件过去20多年的发展历程，指出了安防软件从1.0、2.0到3.0的三个典型发展阶段，对驱动安防软件发展的原因进行分析说明，并结合H3C公司IMOSIP多媒体应用平台对安防软件的发展趋势作了分析和展望。
一、安防软件的发展历程
从上世纪90年代起，随着计算机、通信、控制和多媒体技术的高速发展，安防软件作为安防系统的关键组成部分，在安防系统数字化、网络化、智能化发展的大趋势下，其重要性越来越被客户所重视，其本身也得到了极大的发展。
安防软件的管理范围包括视频监控、入侵防范、门禁出入、环境监控等，在上世纪90年代初，安防软件主要还是采用配套安防系统硬件的方式进行销售，比如配合视频监控矩阵的矩阵控制软件、配合门禁系统的门禁管理软件和配合专业入侵防范系统的接警管理软件，更多属于配套和选配的角色，主要提供厂商都是安防系统硬件厂商，其中国内主流硬件厂商在提供硬件时一般会提供免费的选配管理软件，这个时期的安防软件功能简单单一，参与厂商少，其价值和重要性都没有得到充分的重视。
90年代中后期，随着智能建筑市场的快速发展，结合IBMS智能建筑管理系统的要求，市场上出现一些专业的厂商，可以提供将矩阵控制、报警接警和门禁管理等主要安防系统整合在一起管理的第一代安防集成管理软件，同时通过OPC服务器等通用接口，还可以实现和BA楼控系统的联动协同，共同构建智能建筑管理平台，此时作为安防系统最主要的组成部分，视频监控系统还主要是采用模拟矩阵加模拟录像机的全模拟架构。能够提供这种软件的公司主要是几大国际安防厂商及其配套厂商，在一些高档的智能建筑中，第一代安防集成软件得到了初步的应用，但在国内其整体价值和重要性依然没有得到普遍性的认可，直到今天，大多数智能建筑还是使用各安防子系统提供的独立软件。
需要关注的是，90年代中后期，在中国的运营商领域(当时叫邮电部)，提出了建设电信机房动力与环境联网监控系统，基于电信DDN专网，网络建设联网监控的用户单位，将各地的电信机房中的动力、环境、报警、门禁系统基于一套软件进行统一管理。到了90年代末期，电信部门首次提出对机房图像进行数字化编码并实现联网监控的需求，并首次大规模在机房监控中使用基于硬件级视频压缩采集卡的PC式DVR产品。参与机房监控的单位并不多，严格意义上来说，机房监控系统还不属于安防监控软件的范畴，在当时也没有引起全行业的重视，但其中的技术是相通的，这其中许多厂商及其从业人员都成为今天国内联网安防监控软件开发的中坚企业和骨干力量。
上世纪末的最后几年，安防软件真正大规模在行业中应用并得到普遍重视，其契机是硬件视频压缩卡的推出，以及基于硬件视频压缩卡的通用DVR数字硬盘录像机软件的开发成功，安装了视频压缩卡和DVR硬盘录像机软件的PC式DVR开始在银行柜员制录像改造领域中进行应用，逐步取代传统模拟录像机，推动了视频监控从模拟监控过渡到数字监控时代。由于DVR软件开发门槛低，使得大量的本土企业第一次有能力进入安防监控核心产品的开发之列，打破了日韩系企业多年来对视频监控产品的垄断地位，时至今日，中国的硬盘录像机产品已经在国际市场占据了较大份额，是第一个被国外市场整体承认的核心安防产品。在这期间也涌现出许多后来市场占有率较高的专业PCDVR软件开发单位，如天视、黄金眼、飞龙(朗视)、捷诺等，这些企业也成为今天联网视频软件开发的参与者。
进入21世纪，在数字视频监控快速发展的大趋势下，安防软件的发展呈现百花齐放的态势，可以看到存在四个主要发展方向：
1)传统的智能建筑安防集成软件开始将数字图像监控融合入其软件中，如美国LENEL将DVR软件和门禁报警软件整合，国内丛文软件将专业入侵报警和DVR、门禁软件的整合;
2)原来的安防硬件配套软件开始支持简单的安防系统联动集成，如以色列DSS门禁软件实现和DVR数字监控软件的融合联动，一些DVR数字监控软件可以实现对专业入侵报警主机管理;
3)原来的机房联网监控软件开发厂商和PC-DVR软件厂商开始推出以视频监控为主的通用安防联网管理软件，如中兴力维、共济等，在机房联网、银行联网、公安联网监控中得到初步的应用;
4)一些开发PC-DVR、机房监控软件甚至工业控制SCDA软件的开发厂商结合部分行业用户的特殊要求，通过定制开发，将通用的视频联网监控软件应用与平安工程、金融异地守库、审讯指挥、企业生产监控、景区监控宣传、远程保险定损甚至幼儿园宝宝看护等多种领域，有些甚至不属于安防领域，但本质上都属于安防软件的衍生产品。
上世纪90年代末期前的安防软件可以称之为安防软件1.0，其主要特征是多为配套安防硬件选配的单系统软件，功能单一，集成能力低，不支持数字图像监控技术，不支持大规模联网。
随着数字图像编码技术在安防领域的应用，PC式DVR软件的出现，从上世纪末开始，安防软件进入2.0时代，其主要特征是图像存储和联网采用数字编码技术，安防其它应用和图像监控技术开始集成和融合，从管理软件本身的角度出发，从产品架构和功能设计上可以基本满足安防系统集成联网的需求。进入这个时代后，安防软件开始得到大规模的应用并为客户所重视，尤其是在金融、公安、电信机房等联网监控项目中已经成为整个系统的核心组件，涌现出大量的安防软件企业，其中大多数基于PC-DVR软件开发衍生而来，也有部分来自传统安防集成软件、机房监控软件甚至工业控制SCADA软件企业。
在安防2.0软件的开发单位中有部分企业，在安防软件的开发技术上已经处于领先地位，其设计不仅仅只是以满足客户对功能的需求，而是站在上层应用软件整体设计的角度来开发集成软件，采用IT软件开发中的成熟技术，包括SOA、J2EE/.NET中间件技术、WEB2.0技术、面向对象开发、LDAP、单点登录等标准的IT软件开发技术，在软件本身的灵活性、可扩展性和开发技术相对一般的安防软件都有了大幅度的提升，推出了通用视频联网监控平台软件，并基于此面向行业推出行业联网监控软件。
二、安防软件中间件的提出
数字视频监控软件是安防软件发展中最具活力和应用范围最广的软件，随着银行联网监控、平安工程联网监控和电力、能源、环保等各个行业对视频监控联网需求的不断增加，安防软件所面临的环境、需求也越来越复杂，原有的单机版PC-DVR软件已经无法满足这类客户的需求。
联网监控已经成为推动安防软件不断发展的最大动力，在联网视频监控市场中，网络从局域网扩展到VPN专网、INTERNET等广域联网范围，用户数量从单机访问并未大并发量访问，同属对视频存储要求越来越高，存储的天数、容量不断增加，同时前端接入的设备种类也从单一品牌PC-DVR延伸到各种品牌PC-DVR、嵌入式DVR、DVS视频服务器和视频编解码设备，部分客户还要求同时实现对入侵报警和门禁系统的管理。
面对市场需求，新的软件形态诸如流媒体服务器、网络存储服务器、设备接入服务器、代理服务器、WEB服务器、GIS服务器、报警处理服务器层出不穷，市场繁荣的同时也出现了各种问题，没有统一可行的行业标准，产品质量良莠不齐，各厂商之间甚至厂商自己的产品之间不能互连，无法稳定可靠的组成能容纳不同厂商产品的监控系统;
由于大型联网监控系统软件开发的技术门槛很高，有能力开发高质量的系统级监控软件的公司为数不多，面对这个市场许多缺乏实力的小厂商被淘汰，在此背景下，个别有实力的数字监控设备厂商为了降低安防软件商开发对其设备进行联网管理的软件技术门槛，推动联网视频监控市场的开拓和发展，提出了一种新的、规范的、开放式的联网监控软件开发模式——基于“安防软件中间件”的开发模式;
借鉴了IT软件领域成熟的中间件开放模式，安防软件中间件定位在安防应用软件和操作系统硬件之间，可以运行于多种硬件和OS平台，支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互，支持标准的协议和接口，满足大量视频监控应用的需求，符合安防行业软件开发的发展方向，符合整个IT业的软件发展方向，具体产品组成包括：1)DVR/DVS设备代理;2)流媒体转发;3)权限验证;4)播放及电视墙;5)数据库;6)防火墙穿越;7)网络存储;8)电子地图;9)消息传递等。
该中间件的提出，理论上确实可以大大降低软件开发商开发出一整套联网视频监控软件的难度，但是在实际应用中，由于该类中间件主要针对的只是中间件厂商自己的前端DVR/DVS设备，而且要求软件开发商具备一定的软件架构设计能力，而实际项目中前端管理设备往往不止一种品牌，真正有一定实力的软件厂商还是选择基于不同厂商前端DVR/DVS来开发联网监控软件，而缺乏实力的软件厂商由于市场竞争和后入劣势，也很难通过基于该中间件的开发获得足够的竞争优势，加上该中间件平台缺少对安防报警、门禁等其他系统的支持，因此，最终并没有获得市场的普遍认可，没有成为主流的产品开发形态。
还有一些软件厂商，在其安防集成联网软件的基础上，对集成商提供了功能裁剪、界面布局自定义、界面皮肤更换和电子地图设计等个性化定制功能，也将其软件定义为安防软件中间件平台，从严格意义上，由于第三方无法利用该平台开发更高级的应用，因此，只能将这类软件定义为具备一定灵活定制能力的安防组态软件，还不能称之为真正的中间件。
三、当前安防软件集成平台和安防软件中间件存在的主要问题
目前，整个安防监控系统已经进入了网络监控的时代，无论是视频监控的编解码、报警接入、门禁控制还是共用的存储与网络，都开始呈现以IP为主要特征的网络化发展趋势，各行业联网监控需求的快速增长，更是对安防软件提出了全新的要求，如何用尽可能简洁的架构、最高的效率实现跨区域联网监控系统全局范围内的看、控、存、管、用基本业务成为每一个安防软件厂商必须考虑的问题。
在这个时期，无论是安防软件1.0、2.0还是安防软件中间件，由于开发单位能力的限制，很难涉足开发联网监控系统的各个方面，其设计思路着眼点还是在各个安防系统之上去考虑安防软件的设计，重点在安防软件本身，而不是基于联网监控需求对对整个安防系统进行融合优化。
而事实上，当联网监控范围不断扩大，海量的视频访问和视频存储依靠传统软件设计已经存在一些不可逾越的瓶颈，从传统软件厂商的视角来看，解决问题只能从软件本身出发，无法从网络监控的整体架构角度去考虑优化。最终的结果就是异构非标的硬件、不同厂商存储、网络加上安防软件平台，靠软件去捏合这些的硬件，可以说是集成也可以说是拼凑。传统的安防软件生态环境中，软件只能被动的去适应硬件，试图去构建网络监控环境下硬件和软件的桥梁，而无法从整个网络监控监控的角度去对网络监控的各个相关组件进行整体优化，这些组件包括前端、存储和网络设备内嵌的软件。也因此才会出现流媒体服务器、网络转存服务器、设备代理服务器等组件来实现实时、存储视频流的处理和信令处理，面对海量多媒体信息管理存储的需求，这些设备的集群、负载均衡、故障倒换等可靠性设计以及其整体架构的性能瓶颈已经成为阻碍网络监控发展的重要因素。
另外一个趋势是，网络监控的一大特征是网络带宽和海量存储数据容量的指数增加，当前无论是安防监控还是其他领域的监控管理都开始呈现出多媒体化的特征，通过视音频编解码技术的应用，利用融合视频监控、视频会议、语音通信、即时通信、视频信息发布等多种多媒体手段实现管理控制效率的提升，同时需要对大量的多媒体数据进行保存和按需检索，这些多媒体数据融合和海量存储数据综合管理技术也不是一般安防软件厂商所能充分掌握的，面对整个行业多媒体管理监控需求的迅速增加，传统安防软件厂商和集成商正面临前所未有的挑战，一方面需要保持在局部市场的盈利能力，另一方面还要投入大量的研发资源满足联网监控市场对海量监控管理可靠性、稳定性、多媒体管理不断增长的需求，由于在网络、多媒体、存储等网络监控新增组件技术积累方面的匮乏，在当前的经济环境下，如何实现盈利已经成为这些企业当前急需考虑的问题。
四、联网监控推动安防软件进入3.0时代
安防监控市场的快速发展，以及其在联网监控发展过程中出现的问题，让许多大型网络IT企业看到了机会，利用其在网络、存储、多媒体领域丰厚的经验积累，从整体架构角度上对安防监控系统进行了重新的审视和规划设计，包括国际上的CISCO、IBM、诺基亚西门子和国内的H3C、华为、中兴都开始介入这个市场。这其中H3C在2006年，凭借其在行业市场多年的IP网络、IP存储、IP多媒体和业务软件平台产品开发经验率先对安防监控系统进行了重新的设计和规划，提出从联网监控的整体架构角度对网络、存储、视频编解码和管理软件四大组成部分进行融合设计。
H3C的联网监控方案的最大特点是可以针对联网监控的需求进对其交换机、IPSAN盘阵和编解码内嵌软件和管理软件进行优化设计，而不仅仅是依靠管理软件去适配硬件，正因为此也实现了许多传统安防软件无法实现的功能，这其中包括通过管理平台的配合编解码器内嵌软件可以实现编码的视频存储数据直接写入IPSAN存储盘阵，无需传统网络监控的流媒体转存软件;利用网络交换机内嵌的组播软件优化，实现基于交换机组播协议海量视频数据的访问，无需传统的网络监控的流媒体服务器;利用编码器和交换机的流控帧软件优化，实现接入交换机的码流接入效率接近100%，超过传统网络监控交换机利用率50%以上，同时网络存储能力和实况流延时得到优化改善。
针对联网需求，系统的对包括所有网络监控组成组件(交换机、存储、编解码器)内嵌软件在内的网络安防软件进行优化融合设计，是安防软件3.0的重要标志，这同时也是IC网络通信、IT信息技术和SA安防自动化技术的第一次融合。
安防软件3.0实现了从整体架构的角度对网络监控系统进行了重新的设计优化，使得联网监控应用变得更加简单、高效和可靠，可以方便的实现全局看、控、存、管、用业务，而不仅仅依靠管理软件本身来管理一堆堆砌的设备。
五、IMOS与安防软件3.0
针对全行业管理控制多媒体化发展的趋势，2009年，H3C针对联网监控和多媒体融合管理的需求，推出了定位于IP多媒体基础软件平台的IMOS(IP多媒体操作系统)，IMOS是H3CIP监控、视讯会议等多媒体产品共有的软件平台，其本质上是一个通用的含括多媒体综合监控、会议通信、语音通信、信息发布的中间件平台，即可以支撑管理平台组件也可以支撑所有的多媒体编解码终端设备，所有组件都针对联网监控业务进行了融合优化设计，可以方便的支持各种跨区域联网监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求。同时，针对多媒体综合管理应用进行优化融合设计是安防软件3.0的另一个重要特征，也是全行业多媒体化管理控制应用发展的必然要求。
不仅是H3C的所有产品，所有多媒体监控、通信领域的软件厂商都可以借助该平台快速开发各种多媒体综合应用平台，该平台的推出将有助于降低原有应用软件厂商的开发成本，对监控产业价值链的优化梳理起到很好的推动作用。
IMOS平台定位与中间件平台，和传统的安防软件中间件不同的是：
1)作为安防软件3.0的核心支撑平台，不仅针对上层管理平台，对网络监控中编解码器、网络存储、网络传输交换都进行了优化支撑，可以方便的支持各种跨区域联网监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求。
2)作为开放平台其管理设备也不仅仅局限H3C自己的前端设备，除了可以管理其他数字图像前端外，通过通用I/O引擎还可以管理安防报警、门禁、SCADA等各种设备;
3)其开放程度也不仅仅局限于最上层的应用，由于其模块化、平台化设计，在软件的各个层面都遵循SOA的开放架构，提供比传统安防软件中间件丰富的多的二次开发手段;
4)由于是多媒体综合应用平台，支持多媒体领域几乎所有的国际标准和SIP信令标准，可以方便的实现监控系统和视讯会议、视频点播、视频直播、语音通信、即时通信、多媒体信息发布等多媒体应用系统的融合，使得未来的监控体验和协同报警处理手段得到极大的丰富，面对行业多媒体管理应用变得更加得心应手;
5)面对多媒体监控管理对海量存储数据应用的需求，IMOS创新的整合了MAS(MediaAccessService)的多媒体存储架构，详细分析了多媒体数据以及在不同的应用场景下的多媒体系统特征，将多媒体存储数据管理分成流媒体应用层、媒体数据直接访问接口层、数据组织层、存储资源屏蔽层和物理资源层，提出了更适合于多媒体数据特征和视频监控和会议多媒体系统中的访问特征的“虚拟多媒体文件系统”，建立了多媒体存储数据和和智能特征数据之间的数据关系矩阵，适合各种存储媒介，同时可以方便的实现存储数据的生命周期管理，使得多媒体数据的应用和管理的效率得到了极大的提升。
六、结束语
可以预见的是，不断增长的联网监控需求，推动着安防软件3.0的出现和发展，同时，整个安防行业的生态环境将可能产生重大的变化，即使是3.0时代的平台厂商也不可能快速满足所有行业应用定制需求，原有2.0时代的安防软件的另外一条出路就是转向行业应用软件开发或者软件集成市场。基于市场的博弈，包括H3C在内的IT企业从原先相对封闭的市场策略开始走向全面合作的市场策略，H3C将自己定位在提供高质量、高可靠和标准化的多媒体基础应用平台，希望借助行业应用合作伙伴在行业定制软件方面的灵活、快速的开发能力，共同为客户提供完整的解决方案。
