Bài viết này nghiên cứu về hiện trạng của các hệ thống CCTV (Closet Circuit Television- camera giám sát cỡ lớn) lớn hiện có trên địa bàn thành phố Đà Nẵng, thực hiện việc đánh giá những tồn tại hạn chế để từ đó đề xuất mô hình kết nối các hệ thống này với nhau.
N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 05(42) (2020) 3-19 Mơ hình kết nối hệ thống camera địa bàn Thành phố Đà Nẵng A Model to connect public CCTV systems in Danang City Nguyễn Quang Thanh*, Trần Quốc Huy, Trần Thanh Trúc Quang Thanh Nguyen*, Quoc Huy Tran, Thanh Truc Tran Sở Thông tin Truyền thông thành phố Đà Nẵng Department of Information and Communications of Da Nang City (Ngày nhận bài: 11/8/2020, ngày phản biện xong: 13/8/2020, ngày chấp nhận đăng: 15/9/2020) Tóm tắt Bài báo nghiên cứu trạng hệ thống CCTV (Closet Circuit Television- camera giám sát cỡ lớn) lớn có địa bàn thành phố Đà Nẵng, thực việc đánh giá tồn hạn chế để từ đề xuất mơ hình kết nối hệ thống với Các hệ thống camera nghiên cứu bao gồm: hệ thống camera công an thành phố, hệ thống camera xã hội hóa, camera uỷ ban nhân dân (UBND) quận, huyện, hệ thống camera giao thông Nghiên cứu hệ thống chưa tổ chức tốt, tồn nhiều nhược điểm: khơng có kiến trúc tổng thể, chưa có tảng tích hợp, phân mảnh liệu lớn Để kết nối hệ thống camera này, chúng tơi đề xuất mơ hình kết nối tổng qt theo mơ hình kết hợp kết nối có thứ bậc phân tán lưu trữ Bài báo đề xuất phương án quy hoạch địa IP để áp dụng cho việc sử dụng kết nối hệ thống Từ khóa: CCTV; camera; VMS; IPv4; IPv6 Abstract This paper provides a survey on the current CCTV surveillance systems in Danang city It then evaluates the advantages as well as drawbacks of the current systems The CCTV systems that are in scope includes CCTV of police forces, local authorities, traffic and transportation systems, citizen-support CCTV systems Through this review, the study identifies that the current CCTV systems are not well – organizied since they are lack of a unified architecture, platform as well as having great deal of data fragment With an aim to unify these systems, this study proposes the hybrid model that is fabricated based on hierarchical and distributed paradigms IP address planning to allow for system integartions is also the main result in this research Keywords: CCTV; camera; VMS; IPv4; IPv6 Giới thiệu Ở nước ta, nghiên cứu công nghệ tảng hệ thống camera giám sát cỡ lớn áp dụng cho quận thành phố chưa có Phần lớn nghiên cứu dừng lại mức độ nghiên cứu số hệ thống camera giám sát riêng lẻ, có quy mơ nhỏ Về thiết bị camera, nước ta có số doanh nghiệp chủ động đầu tư nghiên cứu chế tạo thiết bị Việt Nam Công ty Cổ phần VP9, NC-Tech, BK-Holdings, v.v Công ty Cổ phần VP9 chế tạo thành công thiết bị camera với tên thương mại CAM9 Về mặt công nghệ, thiết bị camera CAM9 có tính năng, *Corresponding Author: Quang Thanh Nguyen; Sở Thông tin Truyền thông thành phố Đà Nẵng Email: thanhnq@danang.gov.vn N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 chuẩn kỹ thuật tương đương với tiêu chuẩn giới hỗ trợ chế độ hình ảnh HD, Full HD, có số tính xử lý ảnh thơng minh nhận dạng biển số xe, tính bảo mật, xem trực tuyến (live-stream) [1] [2] [3] [4] [5] Về phương diện giải pháp, Trung tâm Quảng cáo dịch vụ phát mã hóa truyền dẫn nghiên cứu đăng ký sáng chế hệ thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ 3G Giải pháp tập trung sử dụng giải pháp mã hóa hình ảnh, bảo mật phù hợp với băng thông truyền dẫn công nghệ di động 3G [3] Tương tự, nhóm nghiên cứu công bố sáng chế hệ thống giám sát sử dụng công nghệ băng rộng không dây [6] Theo sử dụng giao thức truyền lớp chuyển vận FTP để truyền dẫn tín hiệu camera Rõ ràng thời gian gần đây, nhiều công ty công nghệ tích cực đầu tư nghiên cứu chế tạo thiết bị, giải pháp truyền dẫn quản lý hệ thống camera giám sát Song, nghiên cứu cịn hạn chế sau: - Chưa có nghiên cứu đột phá so với giới mặt công nghệ, đặc biệt giải pháp cho phần mềm quản lý hệ thống camera quy mô lớn (phần mềm video management system - gọi tắt VMS) Hầu hết sử dụng lại giải pháp mã nguồn mở, giải pháp giới Cisco, CloudView, Axis, Bosch, Genetic, v.v [7] [8] - Về giải pháp nhận dạng, xử lý thông minh, số công ty giải pháp Việt Nam tiến hành nghiên cứu ứng dụng như: phần mềm Automa, phần mềm VCAM (Viettel), [9] v.v Các giải pháp thương mại hố, nhiên chưa ứng dụng cho quy mơ lớn cho vài trăm vài nghìn camera [10] - Hệ thống camera giám sát hệ thống quan trọng thành phố, đô thị thông minh Tuy nhiên, chuyên ngành, Bộ Khoa học Công nghệ, Bộ Thông tin Truyền thông, Bộ Giao thông Vận tải, chưa ban hành tiêu chuẩn quy chuẩn đô thị thông minh, hệ thống giám sát camera Từ tổng quan tình hình nghiên cứu nước quốc tế, có nhận xét sau Về mặt công nghệ, nước tiên tiến giới hướng đến công nghệ cho phép kết nối camera giám sát cỡ lớn phạm vi thị, có tính phân tán cao, cho phép tích hợp hệ camera không đồng mặt tiêu chuẩn kỹ thuật Vấn đề nghiên cứu giải pháp tảng để quản trị hệ thống quan tâm nghiên cứu [11] [12] So với giới, việc nghiên cứu nước đạt tiến định, song vấn đề tích hợp, kết nối hệ thống camera khu vực đô thị chưa quan chuyên ngành đưa tiêu chuẩn khuyến nghị áp dụng, giải pháp số công ty nghiên cứu dừng giải pháp áp dụng cho hệ thống có tiêu chuẩn kỹ thuật đồng nhất, số lượng camera giám sát quy mô nhỏ Các đô thị lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh Đà Nẵng hướng đến xây dựng thành phố thông minh Việc xây dựng hệ thống giám sát giao thơng, an ninh, trật tự hình ảnh bắt buộc [13] [14] Qua trình đầu tư, địa phương nhận thấy bất cập lớn hệ thống không kết nối với nhau, tiêu chuẩn áp dụng lại không đồng bộ, gây lãng phí nguồn lực đầu tư khai thác Vì vậy, địa phương cần tài liệu có tính khoa học, tính cập nhật mơ hình kết nối camera giám sát phù hợp với trạng đầu tư địa phương phù hợp với nhu cầu, xu hướng công nghệ; nhằm làm sở tài liệu kỹ thuật hướng dẫn để đầu tư trang thiết bị, kết nối hệ thống camera có với nhau, đầu tư cách đồng hệ thống camera giám sát N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Ở Đà Nẵng, tồn nhiều hệ thống camera giám sát địa bàn thành phố sau: UBND - CCTV, 0511 - CCTV, XHH - CCTV Về phương pháp thực hiện, nhóm nghiên cứu thực theo trình tự bước sau: - Hệ thống camera giám sát an ninh Công an thành phố (gọi tắt CA - CCTV) Khảo sát thực tế hệ CCTV Theo đó, tiến hành xây dựng mẫu phiếu khảo sát, thực khảo sát thực tế sở mẫu phiếu khảo sát Mẫu phiếu khảo sát gồm hai loại Loại thứ dành cho hệ thống camera đơn lẻ (chỉ gồm 01 camera đơn lẻ, không kết nối vào hệ thống quản trị chung) Loại mẫu thứ hai dành cho điểm camera tổ chức thành hệ thống (có hệ quản trị chung cho nhiều camera) Các địa điểm khảo sát bao gồm: nơi đặt hệ thống truyền dẫn, lưu trữ máy chủ quản lý; nơi đặt điểm camera quan sát; thu thập tài liệu kèm theo - Hệ thống camera giao thông (gọi tắt GT - CCTV) - Hệ thống Camera UBND quận, huyện, phường xã (gọi tắt UBND - CCTV) - Hệ thống camera 0511.vn Hội Phát triển Đà Nẵng đóng góp (gọi tắt 0511 - CCTV) - Hệ thống camera người dân đóng góp đầu tư (gọi tắt XHH - CCTV) Tổng số lượng camera thành phố 22 nghìn camera (số lượng camera xã hội hóa người dân đóng góp chiếm 80%) [15] Tuy nhiên, hệ thống camera chưa kết nối lại với nhau, chưa có tính đồng Vì vậy, hiệu khai thác chưa cao Do thực trạng trên, việc khảo sát đánh giá chi tiết trạng hệ thống CCTV địa bàn Đà Nẵng xây dựng tài liệu để mơ tả mơ hình kết nối hệ thống camera có địa bàn thành phố có khả áp dụng cho tương lai cần thiết mục tiêu đề tài Phần lại báo cấu trúc tổ chức sau Mục II trình bày kết khảo sát đánh giá chi tiết trạng hệ thống CCTV lớn Đà Nẵng Mục III thực đề xuất mơ hình kết nối quy hoạch không gian địa IP nhằm để bảo đảm việc kết nối Mục cuối kết luận nghiên cứu báo Đánh giá trạng hệ CCTV lớn có Đà Nẵng Phạm vi khảo sát 05 hệ camera áp dụng phổ biến gồm: CA - CCTV, GT - CCTV, Xử lý số liệu phân tích số liệu Việc xử lý phân tích thực theo phương pháp: phân loại theo hệ thống CCTV (05 hệ thống đề cập), phân loại theo lớp thông tin (gồm thiết bị đầu cuối, truyền dẫn, lưu trữ xử lý), phân loại theo đặc tính kỹ thuật bản, tổng hợp đánh giá bảng biểu Đánh giá toàn diện hệ thống camera địa bàn thành phố Theo đó, thực đánh giá theo hệ thống CCTV, đánh giá tổng thể thực trạng 2.1 Kết khảo sát thực tế hệ CCTV Về mặt quy mô, tổng thể số lượng camera thiết bị chuyên dụng khác tổng hợp Bảng Trong đó, hệ thống CA - CCTV XHH - CCTV có quy mơ lớn số lượng thiết bị camera (lần lượt 1800 22000 cái) 6 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Bảng Bảng thống kê hệ thống camera công cộng địa bàn thành phố STT Số lượng camera 1800 47 400 60 22000 Hệ thống CA - CCTV GT - CCTV UBND - CCTV 0511 - CCTV XHH - CCTV Đầu ghi 70 01 60 Máy chủ 06 (quy mơ lớn) 30 (máy tính để bàn) khảo sát 460 mẫu phân bổ lượng phiếu khảo sát sau: Để triển khai đánh giá chi tiết, việc khảo sát thực theo mẫu với tổng số lượng phiếu Bảng Bảng tổng hợp phân bổ phiếu khảo sát hệ thống camera địa bàn thành phố STT Hệ thống Số lượng phiếu (phiếu) GT - CCTV 50 CA - CCTV 90 0511 - CCTV 60 UBND - CCTV 60 XHH - CCTV 200 Tổng cộng 460 Ghi Khảo sát công an phường điểm camera đặt khu dân cư, khu công cộng Số lượng hãng camera sản xuất từ khảo sát lấy mẫu tổng hợp sau: Bảng Bảng tổng hợp hãng sản xuất camera theo kết khảo sát STT Hãng sản xuất Xuất xứ Số lượng Tỷ lệ DAHUA Trung Quốc 22 5% HIKVISION Hongkong 49 11% AVTECH Trung Quốc 55 12% KB-VISION Đài Loan 44 10% HDPARAGON Trung Quốc 33 7% SAMSUNG Hàn Quốc 12 3% CNB Hàn Quốc 90 20% VANTECH ViệtNam 45 10% AXIS Thuỵ Điển 50 11% 10 CAM Việt Nam 60 13% N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Về mặt truyền dẫn, hệ thống CCTV tổ chức trình bày Bảng Về mặt tổ chức lưu trữ quản lý, hệ thống CCTV tổ chức trình bày Bảng Kết khảo sát cho thấy số đặc trưng sau: - Nhóm XHH - CCTV có đa dạng hãng sản xuất dịng thiết bị camera Trong 200 phiếu khảo sát phát ra, hệ có đến 16 dịng sản phẩm (của hãng khác nhau) sử dụng Hầu hết sản phẩm camera thuộc nhóm có giá thị trường dao động từ triệu - triệu đồng/ camera Bảng Bảng thống kê phương thức truyền dẫn hệ thống Ghi chú: “1” thể có; “0” thể khơng có Băng Phương thức Loại mạng Tổ chức mạng thông/ kết nối camera Lớp Lớp Lớp Nhóm camera IP Analog Nội Internet truy cập biên lõi XHH - CCTV 0 1 0 2Mps CA - CCTV 1 1 1 5Mbps 0511 - CCTV 0 1 0 5Mbps UBND - CCTV 1 0 5Mbps GT - CCTV 1 1 5Mbps - Hãng cung cấp sản phẩm thiết bị đảm để hoạt động ngồi trời Trường hợp đặc camera chủ yếu có nguồn gốc từ Trung Quốc biệt đặc thù đặt nhà, camera nước Đông Á Đài Loan, Hồng UBND - CCTV chủ yếu camera dành cho Kong, Hàn Quốc hoạt động môi trường nhà - Một số thiết bị camera có chất lượng cao, ví Bảng Bảng thống kê phân loại tổ dụ Hãng Axis, có nguồn gốc từ Thụy Điển, chức hạ tầng lưu trữ nhóm camera Ghi sử dụng nhóm Camera giao thơng chú: “1” thể có; “0” thể khơng có - Hầu hết camera có hỗ trợ tiêu chuẩn chống ẩm IP66, IP67 có dải nhiệt độ bảo Kiến trúc Tổ chức theo thứ bậc Lưu trữ Lưu trữ Lưu trữ Lưu trữ Đơn lẻ lớp mạng lớp mạng lớp mạng đám mây truy cập biên core XHH - CCTV 0 0 CA - CCTV 1 1 0511 - CCTV 1 0 UBND - CCTV 0 0 GT - CCTV 0 theo lớp mạng truy cập Các nhóm camera - Việc tổ chức truyền dẫn theo kiến trúc 03 khơng có cấu trúc mạng truyền dẫn ổn định lớp gồm lớp lõi, lớp biên lớp truy cập không tổ chức theo cấu trúc thứ bậc thực chủ yếu nhóm camera cơng an - Việc tổ chức truyền dẫn theo kiến trúc 03 thành phố Nhóm camera giao thông quy mô lớp gồm lớp lõi, lớp biên lớp truy cập nhỏ nên tổ chức 02 lớp truy cập lõi thực chủ yếu Nhóm CA - CCTV Nhóm - Hệ thống XHH - CCTV, 0511 - CCTV sử GT - CCTV quy mơ cịn nhỏ nên tổ chức dụng phương án kết nối Internet kết nối cục 02 lớp truy cập lõi Nhóm camera Theo thứ bậc N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 - Hệ thống camera xã hội hố, Nhóm camera 0511.vn sử dụng phương án kết nối Internet kết nối cục theo lớp mạng truy cập Các nhóm camera khơng có cấu trúc mạng truyền dẫn ổn định không tổ chức theo cấu trúc thứ bậc 2.2 Đánh giá ưu nhược điểm Nhóm XHH CCTV Hình Mơ hình truyền dẫn, lưu trữ đặc trưng Nhóm XHH - CCTV Mơ hình truyền dẫn lưu trữ Nhóm XHH - CCTV thể Hình Theo thiết bị người dân đóng góp kết nối cục đến thiết bị chuyển mạch (switch) điểm phát sóng wifi cục Sau chuyển kết nối đến định tuyến để vào mạng Internet công cộng Bảng Tổng hợp ưu điểm nhược điểm hệ thống camera xã hội hóa Ưu điểm Nhược điểm - Chi phí đầu tư thấp nhờ kiến trúc đơn lẻ, sử - Mất an tồn, an ninh thơng tin hình ảnh qua máy chủ hãng sản dụng môi trường truyền dẫn Internet - Về mặt thiết bị camera, hầu hết camera IP xuất đặt nước - camera, hỗ trợ chuẩn phổ biến (H264 - Kiến trúc đơn lẻ dẫn đến phân mảnh MPEG, giao thức mạng IP, NTP SNMP liệu lưu trữ, bất đồng thông Thuận lợi để xây dựng giải pháp kết tin, quản lý tập trung nối dựa công nghệ IP - Hiệu giám sát không cao Nguyên tắc kết nối thông qua phương án sau Thiết bị camera lưu trữ trỏ đến tên miền nhà sản xuất đầu ghi, camera cung cấp theo chuẩn tương tác ONVIF HTTP Các địa tên miền trung gian server thực việc chuyển tiếp hình ảnh camera dạng gói tin lớp ứng dụng (HTTP/IP) để thực việc ghi hình Ưu điểm nhược điểm nhóm tổng hợp Bảng 2.3 Đánh giá ưu nhược điểm Nhóm 0511 CCTV Về mặt mơ hình truyền dẫn lưu trữ, Nhóm camera 0511 - CCTV tổ chức Hình Theo đó, điểm camera gần (tại N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 tịa nhà) liên kết nội thơng qua thiết bị chuyển mạch IP Thông qua thiết bị này, luồng video tiền xử lý lưu trữ máy tính trạm Ngồi vai trị lưu trữ, máy tính trạm cịn có chức chuyển đổi định dạng hình ảnh từ định dạng thiết bị CAM-9 sang định dạng video khác Băng thông luồng video sau nén giảm từ 4Mbps 01 Mbps Chuẩn nén không tuân thủ chuẩn nén phổ biến H.264 MPEG Hệ thống cục thực liên kết môi trường Internet thông qua router tuyến truyền dẫn Internet nhà mạng viễn thông cung cấp Về ưu, nhược điểm Nhóm 0511 CCTV tổng hợp Bảng Hình Mơ hình truyền dẫn Nhóm 0511 - CCTV Bảng Tổng hợp ưu điểm nhược điểm nhóm 0511 - CCTV Ưu điểm Nhược điểm Dựa mơ hình máy chủ xử lý máy chủ điểm biên Sử dụng đường truyền Internet Chi phí đầu tư thấp Sử dụng máy chủ tập trung luồng video điểm biên Sử dụng máy tính trạm để làm điểm xử lý biên nên không bảo đảm khả làm việc 24/7 Đường truyền Internet khơng có dịch vụ bảo đảm QoS Hầu hết camera hỗ trợ kết nối 01 luồng video (theo chuẩn RSTP) Không thể mở thêm luồng video để tích hợp vào hệ thống khác 2.4 Đánh giá ưu nhược điểm Nhóm GT- CCTV Mơ hình truyền dẫn hệ thống camera giao thông tổ chức mơ tả Hình Theo đó, Sở Giao thơng vận tải tổ chức hệ thống truyền dẫn cáp quang 48FO để kết nối đến điểm đặt vị trí camera Hình Sơ đồ truyền dẫn kết nối camera Hệ thống camera quan sát giao thông địa bàn thành phố Đà Nẵng 10 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Tín hiệu từ camera truyền dẫn tốc độ cao thông qua mạng cáp quang đến switch tập trung đặt Trung tâm điều hành lưu trữ tập trung hệ thống đầu ghi Trung tâm điều hành Hệ thống truyền dẫn hệ truyền dẫn nội Sở Giao thông vận tải đầu tư quản lý Bảng Tổng hợp ưu điểm nhược điểm nhóm GT-CCTV Ưu điểm Nhược điểm - Thiết bị camera, máy chủ, lưu trữ thiết bị chuyên dụng, có chất lượng cao, hỗ trợ chuẩn kết nối phổ biển nên có khả tích hợp cao - Có phần mềm VMS quản lý hệ CCTV tập trung - Truyền dẫn lưu trữ có tính hệ thống, phân thành lớp truy cập lớp lõi; thuận tiện cho việc kết nối chia sẻ thông tin - Chưa thiết kế tuyến truyền dẫn lớp phân phối Khó khăn mở rộng hệ thống - Hệ thống CCTV hãng Pelco đầu tư tích hợp (hệ thống đóng) - Kiến trúc VMS quản lý chưa phải kiến trúc chuẩn, kiến trúc CCTV quy mô lớn 2.5 Đánh giá ưu nhược điểm Nhóm UBND– CCTV Về kiến trúc hệ thống, Nhóm UBND – CCTV tổ chức theo 03 kiến trúc: kiến trúc sử dụng camera analog mô tả Hình, kiến trúc sử dụng camera IP đơn lẻ Hình, kiến trúc sử dụng camera IP với quy mơ hệ thống tồn quận Hình Hình Mơ hình 1: Kiến trúc sử dụng thiết bị camera analog Hình Mơ hình - Kết nối camera IP theo hệ thống đơn lẻ UBND quận, huyện, xã phường N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 11 Hình Mơ hình - Kiến trúc Kết nối camera IP UBND quận đến UBND phường thành viên Bảng Bảng tổng hợp ưu nhược điểm nhóm UBND-CCTV Ưu điểm Nhược điểm - Mơ hình tổ chức thơng qua mạng thị thành phố Bảo đảm khả tích hợp cao - Về mặt truyền dẫn, thiết bị encoder (mã hố hình ảnh) kết nối theo chuẩn IP thông qua mạng đô thị thành phố Đây điểm thuận lợi để kết nối chia sẻ, quản lý khai thác thông tin thiết bị camera cung cấp - Số camera analog nhiều Các thiết bị DVR khó tích hợp với hệ thống khác - Thiết bị chủng loại đa dạng, khác mặt chuẩn áp dụng Do đó, khó khả thi để kết nối với hệ thống khác 2.6 Đánh giá ưu nhược điểm Nhóm CACCTV Mơ hình kết nối Nhóm CA - CCTV thể Hình Theo đó, tồn hệ thống chia thành lớp gồm: truy cập đến camera, truy cập đến đầu ghi, lớp kết nối máy chủ quản lý tập trung Về mặt truyền dẫn kết nối, Nhóm CA - CCTV thuê dịch vụ truyền dẫn MetroNet nhà mạng VNPT Phân hoạch mạng theo kiến trúc VLAN mạng MetroNet Loại địa IP sử dụng IPv4 Bảng 10 Các lớp kết nối Nhóm CA-CCTV STT Các lớp kết nối Băng thông Lớp truy nhập đến camera 8Mbps Lớp truy nhập đến đầu ghi 1Gbps Lớp kết nối máy chủ trung tâm 18Gbps 12 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Hình Kiến trúc kết nối Nhóm CA - CCTV Về tổ chức quản trị hệ thống tổ chức mô tả Hình Theo đó, hệ quản trị xây dựng sở hệ điều hành Windows Server 2016, phần mềm nén liệu (Transcoder Software) phần mềm VMS ARM Hình Kiến trúc phân hệ quản lý tập trung Nhóm CA - CCTV Hệ thống tồn số ưu, nhược điểm nêu Bảng 11 Bảng 11 Bảng tổng hợp ưu nhược điểm nhóm CA-CCTV Ưu điểm Nhược điểm - Thiết bị đầu tư đồng - Thiết bị camera thiết bị lưu trữ thiết bị chuyên dụng, hỗ trợ chuẩn kết nối quan trọng IP, NTP, RSTP, SNMP, v.v - Hệ thống truyền dẫn tổ chức theo hình thức mạng riêng ảo, thuận lợi để kết nối truyền dẫn đến hệ thống khác Kiến trúc hệ thống phân thành lớp rõ ràng Thuận lợi cho việc lựa chọn phương án tích hợp 03 lớp rõ ràng gồm: Lớp lõi, Lớp biên Lớp truy cập Kiến trúc cho phép mở rộng thêm nhiều camera thuận tiện thiết kế, lựa chọn cấp độ kết nối chia sẻ Hệ thống ngành cơng an quản lý có quy định riêng nghiệp vụ chia sẻ thơng tin ngành Khó chia sẻ thơng tin hình ảnh hệ thống - Phần mềm VMS chưa bảo đảm khả quản lý tập trung toàn 1800 camera; chưa bảo đảm tính VMS quy mơ lớn Khơng có khả tích hợp với phần mềm VMS bên thứ ba phát triển N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 2.7 Đánh giá chung trạng 05 nhóm CCTV Về quy mô, thiết bị camera thiết bị lưu trữ có tính phân tán cao, số lượng lớn, đa dạng hãng sản xuất chủng loại Hầu hết thiết bị hỗ trợ chuẩn kết nối IP, kết nối để tạo thành mạng lưới để chia sẻ thơng tin có phương án kết nối phù hợp Về mặt kiến trúc, chưa thống mơ hình thống để làm tảng, định hướng để kết nối camera hệ thống Kiến trúc mặt truyền dẫn đa dạng gồm: kết nối cục bộ, kết nối Intranet, kết nối theo mạng truyền dẫn dùng riêng, kết nối qua hệ mạng dùng riêng ảo, kết nối môi trường Internet công cộng Về mặt tổ chức sở liệu, nhóm camera chưa phân hoạch, tổ chức theo khuyến nghị tiêu chuẩn giới Cấu trúc lưu trữ đa dạng chưa đồng Về mặt an toàn anh ninh thông tin, việc quản trị an toàn chưa thống tiêu chuẩn an toàn áp dụng Nhìn chung, khác chưa thống kiến trúc tiêu chuẩn áp dụng, nên hệ thống camera địa bàn thành phố tồn nhược điểm sau: - Bất đồng đặc tả kỹ thuật thiết bị camera - Bất đồng truyền dẫn kết nối - Bất đồng hạ tầng lưu trữ; - Bất đồng liệu đa phương tiện lẫn siêu liệu Từ dẫn đến phân mảnh liệu 13 Mơ hình đề xuất kết nối hệ thống camera Để kết nối năm hệ thống CCTV trên, mặt nguyên tắc có số phương pháp kết nối tích hợp sau (Hình): Tích hợp từ lớp thiết bị camera Theo đó, thiết bị camera chia sẻ thêm luồng video, tuyến truyền dẫn kết nối thành mạng IP nội để tích hợp vào lớp lõi chung Phương án tích hợp thuận lợi camera hầu hết hỗ trợ chế đa luồng RSTP, lại thay đổi trạng quản lý hệ CCTV Tuy nhiên, yêu cầu phương án truyền dẫn kết nối có độ phức tạp cao Tích hợp từ lớp thiết bị biên (NVR, máy tính) Phương án khó tích hợp thiết bị NVR phụ thuộc nhiều vào hãng sản xuất cho phép không cho phép tích hợp vào phần mềm lõi VMS bên thứ ba Phương án khả thi Tích hợp từ lớp thiết bị tập trung (máy chủ, thiết bị lưu trữ chuyên dùng) Phương án gặp nhiều khó khăn thay đổi trạng quản lý hệ thống Một số hệ CA - CCTV, GT - CCTV, 0511 - CCTV, việc can thiệp thẳng vào máy chủ, lưu trữ tập trung để lấy liệu khó nhận đồng ý chủ đơn vị sở hữu Tích hợp từ phần mềm lõi (phần mềm VMS) Phương án khó thực phần mềm VMS trạng hệ CCTV khơng cho phép tích hợp với hệ thống khác Phương án nhiên tiết kiệm lớn mặt truyền dẫn 14 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Hình Phân lớp lớp kết nối tích hợp hệ thống CCTV 3.1 Phương án tích hợp, kết nối tổng thể Trên sở phân tích trên, Nhóm nghiên cứu lựa chọn phương án tích hợp chủ yếu từ lớp thiết bị camera thiết bị NVR bảo đảm tương thích Mơ hình tích hợp kết nối hệ thống trình bày Hình 10 Theo lấy Mạng đô thị thành phố (Mạng MAN) làm mạng truyền dẫn lõi để kết nối hệ GT - CCTV, CA - CCTV, UBND - CCTV Hệ XHH - CCTV 0511 - CCTV kết nối hai phương án Phương án 1, định tuyến thông mạng mạng nhà mạng (các ISP - Internet Service Provider) với Mạng thị Phương án địi hỏi nhà mạng cung cấp địa IP (private public cố định) để lấy liệu điều khiển camera từ mạng đô thị Phương án 2, camera kết nối thông qua đường Internet Phương án tiện lợi, chất lượng hình ảnh không bảo đảm băng thông đường truyền khơng có chế độ quản lý QoS Phương án đồng thời cho phép lấy tín hiệu, khơng cho phép điều khiển thiết bị camera 3.2 Kiến trúc hệ thống CCTV sau tích hợp Hầu hết hệ thống giám sát camera quy mô lớn đô thị giới thường bảo đảm chức sau : i) Cho phép quản lý cấu hình tập trung từ xa, với quy mơ lớn, ii) Tính tuỳ biến quản trị cao: phân nhóm, phân quyền người dùng, thiết lập sách quản trị dịch vụ với mức ưu tiên, đặc thù khác nhau, iii) Tích hợp nhiều chủng loại thiết bị đầu cuối khác nhau, iv) Hoạt động với nhiều giao thức mạng, giao thức ứng dụng chuẩn, vi) Bảo đảm khả mở rộng, v) Bảo đảm an toàn an ninh thông tin Tùy thuộc vào đặc điểm đô thị, mơ hình CCTV chọn theo mơ hình: Quản lý, lưu trữ tập trung Theo đó, thành phần lõi chứa phần mềm VMS lưu trữ bố trí vị trí tập trung, quản lý lưu trữ toàn thiết bị camera đầu cuối Mơ hình phù hợp với trường hợp ứng dụng doanh nghiệp, tòa nhà, ga sân bay, ga tàu hỏa Quản lý, lưu trữ phân tán Theo đó, quận, huyện ngành có hệ thống CCTV riêng, quản lý lưu trữ riêng Trường hợp tận dụng camera hệ thống hệ VMS hệ cho phép chia sẻ điều khiển Phương án địi hỏi tính tương tích phần lõi hệ thống cao Quản lý, lưu trữ kết hợp tập trung phân tán Theo đó, phần mềm lõi quản lý (VMS) đặt tập trung địa N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 điểm, cịn lưu trữ hình ảnh camera lưu trữ phân tán địa điểm khác nhau, ứng dụng quản lý phân quyền cho đơn vị Phương án phù hợp với cho đô thị Đà Nẵng, nơi có giao thơng thuận lợi dân cư vừa phải Dựa vào phân tích trên, Nhóm nghiên cứu đề xuất mơ hình thứ ba minh hoạ 11 Theo đó, điểm tập trung chứa đầy đủ thành phần hệ CCTV gồm: i) Phân hệ máy chủ quản lý, ii) Phân hệ máy chủ 15 quản lý lưu trữ video, iii) Phân hệ máy chủ sở liệu, iv) Phân hệ máy chủ quản lý log, v) Phân hệ máy chủ quản lý kiện, vi) Phân hệ máy chủ quản lý hiển thị (kết nối đến video-wall), vii) Phân hệ máy chủ di động (quản lý client sử dụng), viii) Phân hệ máy client vận hành Các địa điểm phân tán chứa thành phần lưu trữ số phân hệ quản lý (được phân quyền từ hệ thống tập trung) Hình 10 Mơ hình tích hợp, kết nối hệ thống camera Hình 11 Mơ hình tổ chức hệ thống CCTV để tích hợp kết nối 16 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 3.3 Quy hoạch không gian địa IP Hiện trạng không gian địa IP Mạng đô thị doanh nghiệp viễn thông địa STT Công ty viễn thông CMC Tl Số hiệu mạng 38732 38733 45903 FPT 18403 HTC-ITC 24088 38253 SPT 7602 bàn thành phố Đà Nẵng mô tả chi tiết Bảng 12 Bảng 13 Bảng 12 Thống kê địa IPV4 công cộng đơn vị Dải địa IP 103.252.0.0 115.146.120.0 115.165.160.0 119.82.128.0 202.134.16.0 203.171.16.0 103.21.148.0 124.158.0.0 101.99.0.0 103.9.196.0 113.20.96.0 183.91.0.0 203.205.0.0 45.122.232.0 1.52.0.0 103.35.64.0 103.39.92.0 113.22.0.0 113.23.0.0 118.68.0.0 144.48.20.0 183.80.0.0 183.81.0.0 203.191.8.0 210.245.0.0 42.112.0.0 43.239.148.0 58.186.0.0 103.238.68.0 203.128.240.0 103.238.72.0 202.60.104.0 103.200.60.0 116.118.0.0 180.93.0.0 203.196.24.0 221.121.0.0 221.133.0.0 Subnet Loại /22 /21 /21 /20 /21 /20 /22 /20 /18 /22 /19 /19 /18 /22 /14 /22 /22 /16 /17 /14 /22 /16 /17 /21 /17 /13 /22 /15 /22 /21 /22 /21 /22 /17 /16 /22 /18 /19 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 VIETTEL 7552 24086 VNPT Net 7643 45899 135905 Sở TTTT Đà Nẵng 56141 103.84.76.0 115.72.0.0 117.0.0.0 125.234.0.0 171.224.0.0 203.113.128.0 220.231.64.0 27.64.0.0 116.96.0.0 125.212.128.0 125.214.0.0 203.190.160.0 203.162.0.0 203.210.128.0 221.132.0.0 113.160.0.0 123.16.0.0 203.160.0.0 222.252.0.0 14.160.0.0 14.224.0.0 221.132.30.0 221.132.32.0 49.156.52.0 103.101.76.0 /22 /13 /13 /15 /11 /18 /18 /12 /12 /17 /18 /20 /16 /17 /18 /11 /12 /23 /14 /11 /11 /23 /21 /24 /22 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 IPv4 Subnet Loại /32 /32 /32 /48 /32 /32 /32 /32 /48 /48 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 IPv6 17 Bảng 13 Thống kê địa IPV6 công cộng đơn vị STT Công ty viễn thông CMC Tl FPT Số hiệu mạng 45903 18403 SPT 24088 7602 VIETTEL 7552 VNPT Net 7643 45899 56141 Sở TTTT Đà Nẵng Không gian sử dụng địa IP có vai trị quan trọng sử dụng hiệu tích hợp hệ thống camera địa bàn thành phố Trên sở kiến trúc mơ hình tích hợp, kết nối dựa vào mạng đô thị (do Sở Thông tin Truyền thông quản lý) chủ đạo Nhóm Dải địa IPv6 2402:5300:: 2401:F740:: 2405:4800:: 2001:0DF0:000D:: 2402:F800:: 2402:0800:: 2401:D800:: 2001:0EE0:: 2001:0EE0:1:: 2001:DF2:9B00:: nghiên cứu thực việc quy hoạch dải địa IP tĩnh Sở Thông tin Truyền thông quản lý cho hệ thống camera sau Bảng 14 Bảng 15 mô tả chi tiết không gian địa IP mạng đô thị cho hệ thống CCTV sau kết nối 18 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 Bảng 14 Quy hoạch không gian địa IPV4 cho hệ thống CCTV STT Hệ thống GT - CCTV CA - CCTV UBND - CCTV 0511 - CCTV XHH - CCTV Địa Ipv4 10.88.1.0 10.88.8.0 10.88.16.0 Sử dụng internet/ IP private nhà mạng Sử dụng internet/ IP private nhà mạng Subnet Số lượng thiết bị /22 1024 /21 2048 /22 1024 Bảng 15 Quy hoạch không gian địa IPV6 cho hệ thống CCTV STT Hệ thống GT - CCTV CA - CCTV UBND - CCTV 0511 - CCTV XHH - CCTV Địa IPv6 (Hệ thập lục phân) 2001:DF2:9B00::1000:0001 2001:DF2:9B00::1004:0001 2001:DF2:9B00::1008:0001 Sử dụng internet Sử dụng internet Kết luận Ở nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu thực việc khảo sát tổng hợp trạng hệ thống camera giám sát công cộng địa bàn thành phố Đà Nẵng Kết cho thấy, thành phố Đà Nẵng tồn năm hệ thống camera lớn ngành công an, giao thông, uỷ ban nhân dân quận/ huyện/ xã/ phường, xã hội hoá Hội phát triển Đà Nẵng người dẫn đóng góp Các hệ thống xây dựng phát triển rời rạc, chưa theo kiến trúc chuẩn Do dẫn đến bất đồng thiết bị camera, thiết bị xử lý biên NVR, máy tính, thành phần lõi (máy chủ phần mềm VMS), bất đồng mặt truyền dẫn liệu phân mảnh Với trạng đó, nhóm nghiên cứu lựa chọn phương án tích hợp, kết nối Theo đó, tích hợp kết nối thành phần thiết bị camera chủ đạo, kết nối thiết bị xử lý biên bảo đảm tính tương thích Hầu hết camera hỗ trợ giao thức chuẩn đặc biệt hỗ trợ phát đa luồng RSTP Phương án bảo đảm tính khả thi cao Subnet (Hệ thập phân) /110 /110 /110 Số lượng thiết bị 262.144 262.144 262.144 Tuy vậy, phương án đòi hỏi độ phức tạp cao thiết kế truyền dẫn Để đáp ứng yêu cầu này, nhóm nghiên cứu lựa chọn Mạng đô thị thành phố làm trục truyền dẫn lõi để thực việc kết nối Theo đó, hệ CA - CCTV, GT CCTV, UBND - CCTV kết nối đến mạng MAN với dải địa IPv4, IPv6 mạng quy hoạch cụ thể Các mạng xã hội hoá gồm 0511 CCTV XHH - CCTV kết nối thông qua Internet chủ đạo Về mặt kiến trúc hệ thống CCTV để thực việc tích hợp kết nối, nhóm nghiên cứu lựa chọn kiến trúc lai ghép vừa tập trung, vừa phân tán Trong thành phần quản lý gồm hệ thống máy chủ phần mềm VMS đặt tập trung địa điểm, thành phần lưu trữ lưu trữ chủ đạo cách phân tán điểm khác Tài liệu tham khảo [1] C t c p VP9, "Giới thiệu sản phẩm công ty NAMVISION," Website http://namvision.com/about/namvision/ [2] N Đ Nam, "Hệ thống camera giám sát thông minh." Việt Nam Patent 2-0001596, 25 12 2017 N T Quang, T.Q Huy, T.T Trúc / Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Duy Tân 05(42) (2020) 3-19 [3] Đ V T Vũ Minh Tuấn, "Hệ thống thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ 3G" Việt Nam Patent 1-0009422, 25 2011 [4] "PM nhận dạng biển số ứng dụng quản lý phương tiện phát vi phạm giao thơng” Nhóm sản phẩm 3: sản phẩm giải pháp phần mềm Việt Nam Giải thưởng Sao Khuê năm 2011.," Công ty cổ phần đầu tư phát triển phần mềm Biển Bạc, 2011 [Online] Available: http://danhhieusaokhue.vn/ wp-content/uploads/2014/02/DS-dat-danh-hieu-SK2011.pdf [5] "Giải pháp giám sát từ xa lên tới 200 user truy cập đồng thời với PC BASE," Công ty cổ phần đầu tư phát triển phần mềm Biển Bạc, [Online] Available: http://www.bienbacsecurity.com.vn/en/Giai-phaptham-khao-h974/Giai-phap-giam-sat-tu-xa-len-toi200-user-truy-cap-dong-thoi-voi-PC-BASE-d402 [6] M T Vũ, V T Đỗ, M T Đỗ and T D Ngô, "Hệ thống thống giám sát giao thông công nghệ không dây" Việt Nam Patent 1-0008706, 25 10 2010 [7] "Cisco Visual Networking Index: Global Mobile Data Traffic Forecast Update 2015–2020 White Paper, 2016, [online] Available: http://www.cisco.com/c/en/us/solutions/collateral/." [8] Cloudview, "A Cloudview White Paper: Is your CCTV system secure from Cyber Attacks?," Cloudview Limited, 2016 [9] Trung tâm Vi Mạch Đà Nẵng, [Online] Available: http://centic.vn/VideoObject 19 [10] Viettel Solution, [Online] Available: https://solutions.viettel.vn/san-pham-dich-vu/vcamdich-vu-viettel-camera.html#product_detail [11] "Xiaogang Wang, “Intelligent multi-camera video surveillance: A review” Pattern Recogn Lett 34, (January 2013), 3-19 DOI=http://dx.doi.org/10.1016/j.patrec.2012.07.005" [12] "M Valera and S A Velastin, "Intelligent distributed surveillance systems: a review," in IEE Proceedings - Vision, Image and Signal Processing, vol 152, no 2, pp 192-204, April 2005." [13] "Quyết định số 6439/QĐ-UBND ngày 29 tháng 12 năm 2018 UBND thành phố Đà Nẵng ban hành Đề án Xây dựng thành phố thông minh thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2018-2025, định hướng đến năm 2030" [14] "Quyết định số 164/QĐ-UBND ngày 11 tháng 01 năm 2018 UBND thành phố ban hành Kiến trúc tổng thể thành phố thông minh thành phố Đà Nẵng" [15] "Tạp chí điện tử Zing.vn, “Đà Nẵng lắp 22.000 camera giám sát an ninh” Số ngày 21 tháng 10 năm 2017 Địa chỉ: https://news.zing.vn/da-nanglap-hon-22000-camera-giam-sat-an-ninhpost789248.html" [16] U t p Đ N Quyết định số 622/QĐ-UBND, Đà Nẵng, 2019 [17] U t p Đ N Quyết định số 3481/QĐ-UBND, Đà Nẵng, 2019 ... chưa cao Do thực trạng trên, việc khảo sát đánh giá chi tiết trạng hệ thống CCTV địa bàn Đà Nẵng xây dựng tài liệu để mô tả mơ hình kết nối hệ thống camera có địa bàn thành phố có khả áp dụng cho... internet Kết luận Ở nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu thực việc khảo sát tổng hợp trạng hệ thống camera giám sát công cộng địa bàn thành phố Đà Nẵng Kết cho thấy, thành phố Đà Nẵng tồn năm hệ thống camera. .. hành Các địa điểm phân tán chứa thành phần lưu trữ số phân hệ quản lý (được phân quyền từ hệ thống tập trung) Hình 10 Mơ hình tích hợp, kết nối hệ thống camera Hình 11 Mơ hình tổ chức hệ thống