再谈“安防IT化”(1)(2)

二、 建设更好的视频监控系统

视频监控作为安防行业和IT行业在“多媒体业务”这个维度上的天然交集，是安防行业所有业务分支中最先跨出行业融合的一步的。从2007年开始，IP联网监控的出现和普及应用，成为了这个大的产业融合进程的催化剂和风向标。在此之前，整个视频监控行业正处在传统模拟制式和数模结合混杂的阶段，数字化实现的尚未彻底，整个行业的各个环节还保留大量的模拟信息处理和转换的环节，在整个系统中不仅有模拟摄像机、类似DVR这样的模数转换设备，而且还有大量如矩阵这样的模拟交换设备存在，从而整个系统显得复杂、可扩展性差、可管理性差。而在IP联网监控的方案中，确切的说，除了第一步的模数转换和最后一步的数模转换，中间的各种环节传送、存储、调度、应用）都应该是纯数字化的，都应该是0101的组合。这种架构很清晰，与成熟的IT系统在架构上、扩展能力、管理能力上有很强的可仿性。这也是业界普遍将IP联网监控视为继数模结合时代之后的整个视频监控发展的第三阶段，也是最新阶段的原因。在标清阶段，由于模拟摄像机发展的比较成熟、成本适中，因此模拟摄像机+编码器/DVR在IP监控方案中可以理解为NVR，或者是带存储的编码器）成为了前端的主要设备组合，而在高清阶段，由于直接嵌入编码功能的数字摄像机IPC）相对于高清编码器＋高清模拟摄像机的组合在成本上更具优势，因此将逐渐成为主流。

这种变迁很容易理解，但却实在不是整个方案中最核心、最重要、最具决定性的部分。最核心的部分是系统的架构和操作系统平台——这一点和IT也是类似的，真正决定系统好与差、高与低的一是架构是否是数据中心模式、是否是分层模式、是否是SOA……），二是操作系统如Windows之于PC，Symbian、Android之于NOKIA、GOOGLE的手机）。换句话讲，面向未来的视频监控，评价的指标将越来越趋向于整体架构合理性、操作系统的功能和管理，而不是由一两个前端设备决定。在这个过程中，前端摄像机、矩阵等模拟设备的快速数字化，不过是在整个解决方案系统框架下的自然演进，而随着覆盖面的扩展，在系统的各个层级，设备走向系列化、应用走向行业化，但整体架构始终围绕着广域、城域、局域、数据中心等几个应用场景组织——这是IT系统的特征，经过一段时间发展，也必将成为视频监控系统的特征。

我们就这两个评判系统的核心特征来顺藤摸瓜，看看怎样才能从根本上建设一个更好的视频监控系统。

1. 架构

架构取决于业务需求，谈架构必须先分析业务。

总体而言，监控的业务需求可以概括为“看控存管用”五个字。而这五大业务需求其实又分为两个方向，其中“看”和“控”来自于安防业务最基本的业务形态。严格的讲，安防系统是自动化系统的一个分支，基本工作原理是“采集信号—处理信号—做出反应”这样的一个负反馈流程。监控的“看”和“控”作为基本业务，也遵循这样的流程规律。“看”是前端采集视频信号向上传递直到人眼的过程，“控”是控制端采集人的操作信号反馈到前端机电器件做出响应的过程，二者相互咬合又构成一个完整的控制系统，特殊之处在于对话的端点是前端的一个可被图像化的场景和后端的人。因此可以说，“看”和“控”是从业务上对监控的“安防自动化属性”最明确的诠释。而“存”和“用”的业务是牵引监控向IT化方向转移的关键需求。工控也好、安防也好，基本原理都是通过反馈机制，一个反馈响应解决一个问题，也就是秉承着实时化的原则，而“存”的基本出发点是非实时化，也即不是以操作行为为核心而是以操作对象—信息为核心的操作，信息可记录、有针对信息的管理系统—而这，恰恰是IT系统的本质业务特征。一个“回放”的简单需求结合数字化的技术，实际上就搭起了从安防领域向IT领域嫁接的桥梁。然后由于信息做到了可记录，本来在监控系统中发起于采集、终结于显示，来来去去无形穿梭的信息就成为了有形的资源，从而可重组、可排列、可比较、可修改，也就形成了“用”的业务。从这个角度讲，所有的关于视频监控的“智能化”的业务假设，都是基于上面的以四个“可”为基础的“用”的业务。对比IT系统若干年来的业务发展轨迹，毫无疑问，“存”和“管”的业务属性为视频监控贴上了再明确不过的IT标签，随着监控业务的重心不断从简单的“看”和“控”后移，监控的IT化的业务特征越来越强，其架构的IT化也就会越来越深入。最后一个“管”，是一个泛安防和IT的广义业务需求，但是微妙的变化在于往往安防的“管”是以单机为对象的而IT的“管”是以系统为对象的，现实中就是一个保安用遥控器或者面板按钮操作DVR和一个操作管理员在控制室用管理平台进行管理操作的区别。毫无疑问，联网的需求普遍化使得管的方式向着系统管理的方向进发了。同时变化的是“看”和“控”，实际上，联网使得“看”和“控”走向远程化，从一对一发展到多对多，未来的“看”和“控”在这种变化的驱使下逐渐远离传统工控和安防的范畴，而也更多的体现出系统化的特征。所以，从业务需求变化的角度看，以“看控存管用”为基本业务元素的视频监控，明确无误的朝着系统化、IT化的方向发展。

那么我们再来看，怎样的架构是能够最大化提升这种系统化的、全局化的“看控存管用”能力的？可以推导的结论是，如果一个架构具备这样的特征，就必然是整个视频监控系统未来发展的方向。

答案是“分层标准架构+数据中心+SOA”，这是IT世界几十年演进的结晶，是企业IT系统同时也是互联网的形成基础，也是视频监控和安防系统在IT化的进程中一定会达到的架构目标。 

◆分层标准架构

无论是OSI七层模型也好，NGN四层模型也好，遵循的基本原则都是：层的功能定义标准化以及层和层之间接口定义的标准化。层层之间接口定义的标准化决定了系统的可叠加能力纵向），可以使得系统的而每个层次的实现都可作为更上层的基础；而层的功能定义标准化决定了系统的跨越空间距离的能力横向），可以使得对信息的处理不再区分本地和远端。经过多年发展，层内标准发展出了IP基础架构）、SIP媒体控制信令）、XML应用）等，而层间标准则或是以API接口或是以中间件实体形态出现。操作系统和数据库过去由于和硬件的强绑定以及较少强调互操作，形成了以大厂商的事实垄断替代标准的态势如windows之于操作系统，Oracle之于数据库），但是在整个IT联网化、云化、移动化的趋势下也在发生剧变。近年流行的虚拟化等就是一个典型表现。

总之，分层标准架构，以及其包含的IP、XML、SIP等事实标准及中间件、虚拟化等特征将在安防IT化的过程中不断的体现出来。IP视频监控之所以成为公认的数模结合后的第三代视频监控系统的发展方向，就是因为其完全贯彻了分层标准架构的思路重组了系统。模拟监控是非层次化的，因此谈不上标准化，数模结合是半层次化的，标准化不彻底，只有IP监控，实现了从底层到上层的完整的全分层化和全标准化。 

◆数据中心。

数据中心是IT领域的另一架构主题，时髦的称谓叫做“云”。核心思想是将对信息的操作可以拆解为一段段，利用网络连接，将操作分布化，实现整个操作进程在本端和远端的灵活分配。数据中心架构的两大好处，一是突破性能瓶颈，二是实现信息集中从而为信息深度应用提供数据基础。如今几乎所有大型IT系统均已经数据中心化了，互联网本身则进一步为数据中心提供了最基本的物理载体。大型搜索引擎是全面体现“突破性能瓶颈”和“实现信息集中、以便深度应用”两大特征的典型代表。在互联网语境中我们早已习惯于手中的电子书和远端的电子书库的二元关系，那么在物联网的语境中，我们未来也必然习惯于前端摄像头采集和数据中心侧的集中存储、集中数据处理应用的二元关系。事实上，视频监控类的非结构化数据对于性能瓶颈和数据集中应用的需求更为强烈，智能业务越发展，视频监控的数据中心化诉求就越迫切。IP监控是当前视频监控领域唯一彻底基于数据中心模式来构建的方案。从这个角度看，也就不难理解为什么用一个联网管理软件把一堆DVR连起来和一个IP监控解决方案为何形似神不似了，因为前者不是数据中心模式。 

◆SOA

SOA是“面向服务的架构”，顾名思义很费解，但是类比一下堆积木的游戏就理解了：你手里有若干基本形状，不同的排列组合就生成不同的结果。SOA从本质上是“标准化、模块化”的另一种说法，是解决基础设施标准化和应用个性化的天然矛盾的。再实现上，SOA往往是通过一个隔离基础资源和上层应用的中间件来实现的，表现出来的就是流程化、可编程的能力。这对于视频监控的应用发展极为重要。传统的视频监控不强调这种特征，所以自然在智能业务的发展上会遭遇瓶颈。

必须注意的是，数据中心架构得以实现，是基于“分层标准架构”为基础的，SOA得以实现，又是以数据中心架构为基础的。三大架构目标，在逻辑上是一环扣一环的。三者共生在一起，构成当前最主流的IT系统架构，也就成为安防系统、视频监控系统未来的演进目标。