摘 要：随着车流量的不断增加，高速公路网视频监控遇到了新机遇与新任务。一直以来，高速公路因为车流量大、车速快，给管理带来极大难度。如果高速公路处处依靠人员管理，不但需要众多人员还不能够面面俱到，因此在高速公路上实施视频监控管理系统是非常有必要。本文是笔者针对高速公路实况，建立合理的视频监控管理系统，为相关研究人士提供理论参考依据。
关键词：实现 视频监控管理系统 高速公路
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（c）-0030-02
伴随着高速公路不断发展，高速公路逐渐形成了网络，但是各路段的视频监控系统在结构上存在差异，而监控设备通信协议上通用性较差，给各个路段的视频监控间共享与互控造成困难。因此，视频监控管理系统的研究具有现实意义。
1 视频监控管理系统的特征
和一般网络管理系统对比发现，其视频监控系统具有独特的特征，具体表现在如下几个方面。
（1）该管理系统主要对象为监控设备；高速公路构建视频监控管理涉及设备数量较多，而且功能不一，属性与接口上存在较大差别，如果使用通用网管系统极难分类及统一操作，添加新型设备也要修改原有的网管系统。
（2）属于结构层次比较复杂且跨域较大专用网络，传统所用SNMP网管属于集中控制体系结构，与CMIP网管复杂Q3接口，造成各个监控中心和分中心以及各个中心之间网络管理极难进行跨平台互连互通，因此该系统的可扩展性、兼容性比较差。
（3）给网络管理安全性与健壮性提出较高要求；如果还是使用安全性差的SNMP网管系统极难满足要求，虽然采用CMIP网络系统能够提供一定安全性，但是在结构上缺乏了灵活性，极难实现用户的自定义或者动态安全机制。
因此针对这些特征就需要构建一种模块化、层次化及可扩展的新型网络管理模型。不但要具备灵活的安全机制与体系结构，还要便于集成如今所用的网管系统，实现分级控制、统一管理的高效管理模式。
2 设计视频监控管理系统
2.1 设计系统结构
本次设计中采用了层次式的体系结构，如图1所示。
在该结构中网元管理层、网元包装层就是应用了JMX（Java Management Extensions，就是Java管理的扩展）作为了系统、设备等植入管理功能模块。而网络管理层使用了模块化的组件来实现管理逻辑。服务管理层不但实现管理还通过标准协议为服务提供接口。各层之间互相独立且彼此协作共同建立出可扩展、跨平台分布式服务管理。
2.2 模块层分析
（1）网元包装层。
本文所研究系统网络元素包含了各类的物理监控设备，比如气象检测器、车辆检测器等，自然也包含了系统自定义逻辑设备如端口、单板等。这些网元管理和硬件设备密切联系，有两种典型的实现方式：其一，直接给设备提供，也就是所谓的嵌入式管理接口；其二，给设备管理控制的终端所提供，也就是所谓的MD（Mediation Device，即是中介设备）方式。
而监控系统设备许多都不支持嵌入式的接口，并且各个设备所提供控制接口与属性存在较大差别，比如车道监控的音视频编码器属性上有叠加字符、设备标志及编码比特率，以及当前的工作状态等，属性上有刷新率、字符串及显示字体等，众多复杂的属性数据类型。如果还采用传统管理信息库，就必须要有庞大数据库为支持，其上层软件还必须要依赖底层硬件设备，极大影响着系统的维护与升级。所以该系统必须应用面向对象方法，即每一个设备都附加上一个包装器，对属性与操作上实施抽象与封装，这样就形成了一个具备标准接口的可管理对象。因设备包装器设计灵活且易于简单实现，并且和上层之间管理独立分开，这样就添加了一个新型设备，需要采取标准方式为设备附加一个包装器，实现设备的可管理性，增加网管系统的灵活性与适应性。
（2）网元管理层。
该管理层在各设备中执行代理，常常和所控制资源处于同一个机器上。典型结构为管理者/代理（Manager/Agent）体系：各个执行代理就是将设备资源直接控制，主要用来负责上层管理和下层管理间的传递并且解释操作命令。而管理者为其提供了用户管理接口，并且通过代理监控设备状态，控制设备的运行。两者间管理协议与接口标准都是区别管理系统重要标志。
为了对原有监控网络管理系统进行兼容，本系统就应用了符合JMX规范代理。JMX代理主要是由一个MBean（Managed Bean，即是管理构件）Server与一系列操作MBean服务共同组成。而管理者经过协议适配器或者是连接器对一个代理访问MBean。因JMX代理是以标准方式建立，因此根本不需要对JMX管理资源语意进行理解，不需要了解管理应用功能，就能够实现对SNMP、CMIP等各种接口适配，增强系统可扩展性。
（3）网络管理层。
网络管理层中各种管理功能主要是在底层控制管理协议上，具体的功能与实现算法主要是和高速公路的监控网络业务所需及性能要求相关。该层主要包含了几个管理模块。
其一是配置管理，主要是对全网中所有监控设备的状态检查、配置数据以及安装功能负责管理，同时还以文字、图形等各种形式分层体现出配置相关的信息。
其二故障管理，对高速公路监控网中全部监控设备告警监测与故障定位，并且配合相关的配置管理功能排除故障与复测系统设备。收集与处理各种监控设备发生的各种告警、故障以及网络出现异常状态信息，同时还具备指导分析与分类统计的功能。
其三性能管理，随时对设备状态进行监控，进而获得网络运行信息以及统计数据，准确发现潜在性能问题以及系统瓶颈，为管理人员制定合理解决方案提供依据。
其四安全管理，为系统提供了访问保护，包含了访问控制、授权设施、加密以及密匙管理以及身份认证与安全记录等等各种功能。因此在实施中要确保数据与服务器安全，该系统依据监控业务处理要求对安全策略进行了严格规定，比如不同类型用户能够访问哪一些数据，能够请求那些服务，应该采取何种影响措施等。
（4）服务管理层。
该层是给网络管理系统处理事务提供服务的有关事项，主要包含了提供上层和业务相关管理应用，系统和管理客户端间多种管理视图的接口，以上层管理系统和下级网管系统间支撑层次式的管理接口等。
事实上，该监控网络管理系统主要目标就是各类设备之维护，所以其管理应用重点就是要实现设备排障系统，而上级网管系统和下级网管系统间接口应用了SOAP （Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议），这种协议应用了HTIP胃底层的通信协议，而RPC是一致性调用途径，XML是数据传送格式，提供服务者与服务客户通过防火墙能够Internet通信交互，同时还和平台无关。对于系统和管理客户端间接口，也 是用户和系统间接口都使用了基于Web方式用户管理视图，其管理员就可以通过Web浏览器实时接入到了管理系统，对网络进行监视与配置。因此这类镶嵌到Web中网管页面确保和浏览器一致风格，极易被用户所接收。同时管理视图和管理逻辑采取了分离设计，加强系统健壮性，就是管理客户端非法操作或崩溃也不会给整个系统造成多大影响。
2.3 实现视频监控管理系统
该系统主要是用户管理、资源管理以及过程控制几个大模块实现，通过这几个模块对通信协议消息进行传输与解析处理，并访问数据库。应用了管理者/代理（Manager/Agent）体系，因此要确保信息传输可靠性，就在网络编程上应用了面向连接流套接字，具备了平台多样性、结构异构性等各种特征。为了实现各种功能及运行稳定，就选用了JAVA语言作为开关工具，但是操作台与控制器也可以选择其他的开发工具。
（1）服务器端，其视频管理服务器应用程序为服务器端所允许，采用了ServerSocket实现控制器连接请求，给每一个客户机发生的请求构建Socket连接。而服务器上所用多线程机制，如果客户机接到了服务器监听端口时，就会创建出一个新NetConnecti
on对象，主要是用来处理Socket通信，给客户机所有通信及服务都是由Net Connection的对象提供。
（2）控制器端，本研究中是将控制器和视频管理服务器共同作为了客户机端，因此就要创建出Socket对象，并且指定端口与视频管理服务器进行通信。
（3）操作台端，即为客户机和控制器的通信，主要是用来将消息传送给控制器端。
3 结语
总之，在高速路网中应用这种监控管理系统，能够有效解决过去监控中所存在通信协议不统一、难以互联互控等各种问题，满足了各个监控分中心间视频资源的共享需求，极大增强监控系统功能，增强监控系统建设价值。
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