某运营商视频分析平台系统方案设计

徐海宁

摘要：视频图像分析平台通过对海量视频图片数据进行分析，对视频图像中的各类事件问题自动分析、抓拍，可做到主动预警，从以往“被动”监控升级为主动智能分析预警，推送预警数据到业务系统，从而更有效地协助处理各类事件。本期新增分级节点建设需要，并根据算法编排需要新增任务编排串联接口以满足算法编排调度需要，实现高等级的预警过滤。各分区节点将分区视频资源汇聚到分节点视频分析节点，各分级视频分析节点调用算法对视频或图像进行智能解析，并将分析内容、特征数据、事件信息等上报中心节点统一存储。该平台对推广智能视频分析系统建设具有一定的指导意义。

关键字：分级节点 算法编排 预警过滤 特征数据

1引言

前期工程已经建设了基础视频平台，基础视频平台采用集中式部署架构，不能满足未来视频平台的拓展需求，需将当下的集群部署方式升级为分布式部署方式，以减少随着项目地区的发展，数万路视频集中接入时造成的主干网络链路资源、算力负载、机房环境负载所带来的压力，同时也能有效的减少防灾风险。同时，随着监控视频数据量飞速增长以及视频分析算法模型精度要求越来越高,视频分析系统的低延迟和高并发成为了一个重要的挑战[1]。原基础视频平台功能架构不能满足万级视频分析展示与数据管理的要求，需要进行架构升级，包括视频图像数据的统一汇聚、接入和共享升级，各类场景下的视频图像类算法的智能解析升级，视频图像智能化应用平台的升级，以及视频图像数据的清洗治理、算法分析识别效率的升级。

2建设方案

2.1系统架构

视频图像分析平台包含视频分析场景、视频分析管理系统、信息中枢和视频任务调度管理服务四部分。

2.2视频分析场景

视频分析场景利用先进的视频分析技术和深度学习算法，搭配系统预置的AI场景能力，适用于交通事件检测、交通违法抓拍、产城治理和园区安防事件检测场景。视频分析场景是以场景服务为导向，围绕视频图像调阅、图像目标追踪、态势分析等视频图像专业业务，为满足关注对象事前预警、事中处置、事后研判的业务需要而打造的视频图像智能化应用平台，为周边业务系统提供共性与面向场景更专业的视频图像应用支撑服务。视频图像公共服务，包括实时调阅、历史回放、以图搜图、布控告警、身份核验、轨迹分析等，有效支撑视频图像专业应用同时还能够为各周边系统提供视频图像相关服务支撑能力。

2.3视频分析管理系统

视频分析管理系统包含场景管理、设备管理、策略管理、平台管理和人脸库管理。

场景管理：场景层为视频分析平台提供场景分析能力，场景层主要包括交通事件检测类、交通违法抓拍类、产城治理类、园区事件检测类和园区人员安防检测类等。

设备管理：对相机设备、边缘一体机设备以及设备目录结构进行统一管理，提供用户对相机设备增删改查的功能，边缘端设备查看功能。同时支持设备数据按照租户信息隔离。

策略管理：对视频分析任务的执行调度计划进行统一管理和配置，在创建视频分析任务时需设置分析任务的执行调度计划（任务执行时间、执行频率等）。调度计划类型包括实时检测和巡逻检测。策略管理支持创建、编辑、查看和删除执行和预警策略。

平台管理

a)服务管理

支持为技术运维人员提供布控任务、场景包、视频网关和摄像头的可用性进行统计，提供事件告警监控和问题分析定位，提供系统全面服务运行健康状态自检。

b)平台配置

提供对视频平台的个性化配置功能，包括平台名称、标志和主题风格皮肤进行个性化定制。

人脸库管理：人脸库管理提供对人脸库、用户、人脸的多维管理。

2.4信息中枢

包含队列管理、信息持久化、信息留痕、信息发布/订阅、身份认证、信息签名加密、信息异步转发（信息转HTTP调用）。提供标准GRPC数据接入通道与常用语言接入SDK，供周边平台复用信息中枢提供的高可用、高性能的信息传递服务。

信息中枢支持的消息队列有实时队列、转储队列、异步分发队列，分别适用于不同的业务场景。

实时队列：使用广播模式，向在线数据订阅者推送消息内容。此种模式适用于频次高、处理快、单次消费数据丢失对业务无影响类型数据传递。具有资源消耗低、时延低等特点。适用场景如：组件状态周期汇报、周期性任务中间执行结果通知等。

转储队列：使用消息中间件缓存消息，面向于标准消息中间件使用场景。此模式适用于要求消息可靠、性能高的使用场景。如：事件预警结果、日志调度记录等。

异步分发队列：使用消息中间件缓存消息，当数据可用时主动调用信息订阅者数据推送接口完成数据传递。对数据订阅者更加友好，开发简单易处理。

身份认证：信息中枢支持身份认证功能，保护信息发送与接收者身份可靠。认证信息支持自定义配置，可配置应用名、认证密钥、应用权限、并发数限制、签名密钥等信息。身份认证包含信息中枢接入应用、信息中枢接入应用权限。系统提供接口完成应用的新增、删除、查询、更新功能，应用权限的新增、删除、查询、更新功能。

信息加密与签名：信息中枢支持信息加密与签名功能，保证数据传输中的安全与不可抵赖性。信息加密与签名包含密钥信息、加密算法信息。

系统提供密钥管理接口，完成密钥的新增、删除、查询、更新等操作。

系统支持的加密方式通过后台接口配置，提供有算法信息的新增、删除、查询功能。除内置支持的算法外，其他种类算法支持实现需要定制化提供。

2.5视频任务调度管理服务

资源管理调度主要是针对视频任务的智能调度和资源复用。保证智能分析任务可以最大化使用有限资源，视频任务调度管理服务包括智能任务调度、调度策略和服务编排。

智能任务调度：智能任务调度数据层面包含持续调度信息、巡检调度策略信息、边缘端服务信息、边缘端策略信息。

调度策略：调度策略数据层面包含策略配置信息、任务调度信息、算力使用信息、任务算力关联信息。

服务编排：视频分析支持后台场景按照特定规则实现组合串联，支持在编排调度系统所需要的底层服务组合功能。支持界面列表方式进行展示服务编排相关信息，提供服务编排任务查询、搜索、创建、编辑、删除、启动、停止、批量启动、批量停止等相关操作。

3结束语

长期以来，视频监控平台在保障社区安全、维持社会稳定与和谐等方面发挥着重要的作用[2]。本文提出的视频分析平台是智能视频分析的巨大创新。视频分析平台系统，以视频片段、抓拍图像、预警事件对象为核心，实现数据整合汇聚，建立数据分类存储模型(抓拍库、轨迹库等专题库)，打造视频图像数据资源池，实现数据的存储与检索，为上层平台提供数据资源，从而完成整个数据的共享服务。本次提出的视频分析平台系统对推广智能视频分析建设具有一定的指导意义。

参考文献

[1] 程思哲、钱国明. 大数据平台的视频分析并行处理系统设计[J]. 电子世界，2021(19): 168-169.

[2] 居耀勇. 基于视频分析的物联网视频平台关键技术研究[D]. 武汉科技大学，2013.
作者简介：徐海宁（1989—），男，汉族，河南郑州人，中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司工程师，主要研究领域：智慧城市、业务网的研究设计工作