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基于Web的視頻信息管理系統 的設計與實現
發布時間：2023-08-02 13:45
目錄
摘要 I
ABSTRACT III
插圖索引 V
表格索引 VII
縮略語對照表 XI
第一章 緒論 1
1.1研究背景與意義 1
1.2國內外研究現狀 4
1.3本文主要工作 5
1.4本文的組織結構 5
第二章 系統實現技術與工具 7
2.1系統開發模式 7
2.1.1Client/Server 模式 7
2.1.2Browser/Server 模式 7
2.2ASP.NET 技術介紹 8
2.3ADO.NET 10
2.4數據庫的選擇 11
2.5本章小結 11
第三章 系統需求分析 13
3.1系統業務描述 13
3.2系統功能需求 16
3.3系統非功能需求 19
3.3.1系統資源共享需求 19
3.3.2安全需求 20
3.3.3性能需求 20
3.4本章小結 21
第四章 系統總體設計 23
4.1設計思路及設計原則 23
4.2系統體系架構設計 23
6.設備來自多個廠家，不能進行良好的維護管理，阻礙了設備的正常使用。
1.2 國內外研究現狀
隨著計算機技術迅速發展，以數字化技術為核心的信息技術，得到快速發展，以 數字矩陣代替模擬矩陣，以數字硬盤代替模擬錄像機，以數字存儲代替磁帶存儲錄像， 實現全數字系統管理模式。
從世界范圍來看，主要有IEEE和ITU.T這兩個機構對視頻信息監控進行研究， 每個機構的研究方向都各有不同。IEEE主要是針對任務圖像進行研究，實現人物圖 像的智能化跟蹤與處理，在視頻監控中能夠實現圖像管理。在研究成果方面， IEEE 能夠對視頻進行智能化操作與處理，比如進行圖像的各種技術與算法進行研究，比如 人臉識別等。在視頻監控技術方面，主要包括了對監控的業務定義和業務描述，還有 一些視頻應用操作技術，比如視頻的存儲、回放等，還有一些自動化操作包括自動報 警、監測和搜索等功能。對視頻監控的分布式、網絡式存儲研究，主要是對網絡結構 方面和邏輯結構方面的研究，在物理實體方面進行了相關的技術研究。在視頻監控安 全性方面的研究主要有用戶使用的安全性，圖像信息管理的安全性等。在視頻標準化 方面的研究主要有壓縮標準、編碼器的使用標準等［11］。
在我國，對視頻監控系統的研究主要由一些國家或地方的標準化組織來研究，具 有研究成果較大的研究機構包括CC/SA和全國安全防范報警系統標準化技術委員會, 主要的研究任務和研究方向是通信標準方面，能夠通過通信標準方面的研究，維護我 國的知識產權，促進我國通訊事業的發展以及對世界通訊事業的發展起到促進作用 ［12］。
視頻監控系統的發展方向主要有以下幾個方面［13］。
1.智能化。利用當前先進的 DSP 芯片技術，實現視頻分析的智能化，對視頻內 容、視頻影像和音頻編碼等方面實現智能化，可以在目標物體移動的情況下實現跟蹤 定位，并且能夠在目標出現異常的情況下發出警報。另外，攝像頭的智能化能夠在目 標移動的情況下實現伸縮，從而更加精確目標信息。
2.無線化。無線化主要是用于視頻監控距離控制中心較遠的情況下，監控地點無 法安裝電纜線的情況下采用的技術，這時候有限監控不僅成本較高，而且難度較大， 無法實現且耗時耗力，無線視頻監控的出現彌補了這方面的不足，具有不可替代的優 勢。
3.IP化。伴隨計算機網絡技術的發展，IP化的視頻系統更能滿足人們的需求， 在不侵犯視頻保護協議的前提下，能夠對視頻實現超越時間和地域的傳輸，主要利用 了流媒體技術來實現。用戶在進行授權后，可以隨時進行系統的管理與操作。對于視 頻技術的操作質量以及網絡安全性方面都有所改進和發展。
1.3 本文主要工作
本文的主要工作是對視頻信息管理系統的整個實現過程進行敘述，借助流程圖、 用例圖、類圖、時序圖、E.R圖等多種方式對系統的業務需求、系統設計、實現及測 試的整個過程進行闡述，每一個階段的工作內容如下面所示。
首先主要的工作內容是對系統的業務需求進行明確，本文實現了視頻數據在E 市城區公安日常巡檢和礦區安監兩個業務中的統一采集、傳輸、管理和應用可視化展 現。圍繞整個視頻數據信息的采集、傳輸、處理等過程進行分析，從而確定系統的業 務功能，對這些業務功能采用用例圖進行詳細的敘述；
對功能需求及性能需求進行分析之后，采用對應的技術對系統進行設計，系統采 用 ASP.NET 方面的技術，總體系統架構分為三層架構的設計方式，網絡架構采用 B/S 方式進行設計，系統的業務功能主要集中在服務器端，接著對系統的數據庫進行設計， 確定數據信息存儲的實體及對應的數據庫表格。
核心的業務是對系統的整個功能模塊進行實現，主要包括數據傳輸、信息采集、 系統管理等業務模塊，采用流程圖等多種方式對系統的實現過程進行闡述，便于軟件 程序開發人員進行程序實現。
最后在業務功能模塊實現之后，測試人員對業務功能及性能兩個主要的內容進行 測試，給出每一個業務功能模塊的測試用例，敘述業務功能模塊的詳細測試過程。對 性能測試，則主要是采用自動化的測試工具對響應時間、并發性等指標進行良好的測 試，測試結果表明開發的系統符合預期目標。
1.4 本文的組織結構
對于視頻信息管理系統，本文主要分為七個部分進行敘述，詳細的內容如下面所 示。
第一章緒論，主要對視頻信息管理系統的開發背景進行敘述，給出系統的主要研 究內容，并給出系統的國內外研究現狀。
第二章 技術章節，對視頻信息管理系統采用的開發技術進行闡述，包括業務邏 輯實現的技術及數據信息存儲的內容等方面；
第三章，需求分析階段，對視頻信息管理系統的開發目標進行闡述，主要圍繞功 能需求及性能需求兩個方面；
第四章，系統設計，敘述了系統的總體設計過程，明確系統數據存儲的內容，對
體系架構設計、網絡架構等方面進行闡述；
第五章，系統實現，對需求分析階段敘述的業務功能進行實現；
第六章，系統測試章節，給出每一個業務功能模塊的測試用例，詳細敘述其測試 過程及測試結果，最后對性能測試同樣進行闡述；
第七章，系統總結，對整個系統的開發過程進行闡述，最后對系統的后續開發內
容進行展望。
第二章 系統實現技術與工具
對于信息管理系統的開發，相關技術章節明確指出了系統采用的開發技術，主要 采用.NET方面冋的技術進行開發實現，首先敘述了系統的網絡模式，之后對系統采 用的開發工具、網絡技術及數據庫方面的內容進行闡述，詳細的內容如下面所示。
2.1 系統開發模式
2.1.1Client/Server 模式
在信息管理系統的發展之初，絕大多數的信息管理系統采用的開發模式是 C/S 模 式［15］，其開發之初的主要目的是用于解決系統之間通信成本較高的問題，其最主要的 方式是在客戶端安裝操作軟件，負責對信息管理系統的業務邏輯進行處理，而數據信 息的存儲主要在服務器端進行操作，采用 C/S 進行部署開發的主要優勢［16］是能夠有效 的整合客戶端及服務器端的工作資源，對整個系統的業務進行快速處理，降低服務器 端的工作壓力，此類數據處理方式在當今也非常流行，包括常用的聊天工具、部分游 戲及下載工具［17］等，具體 C/S 網絡模式的開發結構如圖 2.1 所示。
客戶端
圖 2.1 兩層的客戶端服務器結構
從圖 2.1C/S 模式可以看出主要包括客戶端及服務器端，兩者之間是永久連接通 信，中間不能進行中斷，否則業務邏輯程序不能進行處理。C/S主要的問題在于維護 的成本較高，在系統每一次升級與維護的時候，都需要對每一臺電腦的客戶端進行 操 作，造成維護的成本非常高［18］。
2.1.2Browser/Server 模式
隨著網絡技術的發展，傳統 C/S 模式結構的信息管理系統得到了進一步的發展， 進化為 B/S 網絡管理系統［19］，相比 C/S 具備兩層體系架構不同而言， B/S 網絡體系模 式在客戶端與瀏覽器端增加了一層網絡層，此時 B/S 中的 B 的英文含義為 Browser， 對應的中文意思是瀏覽器，從中可以看出日常用戶的主要方式是從瀏覽器端發起對系 統的訪問操作［20］，此處的S對應的英文意思為Server，對應的中文意思為服務器，瀏 覽器端與服務器端的層次架構為網絡層。日常在具備網絡的地方，用戶都可以通過瀏 覽器發起對服務器端的操作，大大提升了應用程序使用的便利性，因此B/S模式的系 統得到了迅速的發展，最大的優勢在與客戶端用戶并不需要安裝專門的軟件工具，直 接輸入網址發起對服務器端的訪問操作即可，有效的避免C/S模式的缺點［21］，詳細的 三層網絡架構模式如圖 2.2 所示。
圖 2.2 B/S 三層體系結構
從圖2.2B/S三層體系架構圖之中可以看出詳細包括的內容，主要分為用戶層、 邏輯業務層、數據訪問層及數據庫，用戶層主要是在瀏覽器端點擊進行操作，操作請 求發送到系統的服務器端，服務器端負責對發送的請求數據信息進行處理，在圖 2.2B/S三層體系結構圖之中的邏輯業務層、數據訪問及數據庫都在服務器端進行部署, 根據信息管理系統的大小，可以將 Web 服務器及數據庫服務器部署在同一臺電腦上 面或者不同的電腦上面。采用B/S模式設計開發的信息管理系統，主要的優勢是系統 不再局限于地理位置，能夠時時刻刻為用戶提供Web訪問服務［22］。
綜合C/S模式與B/S的特點，結合本信息管理系統使用的場景，可以確定系統采 用 B/S 模式進行此信息管理系統的開發［23］。
2.2ASP.NET 技術介紹
在.NET業務平臺之中，目前流行使用的Web應用程序開發的技術為ASP.NET［24］， 其前身開發語言為ASP，兩者的開發公司都是微軟公司，與ASP開發語言最大的不 同在于ASP.NET將ASP開發語言與.NET開發平臺進行有效結合，并引入了面向對 象的開發技術，能夠有效提升總體軟件程序的開發效率，采用事件驅動的模型對業務 進行處理，使得軟件程序開發人員可以進行快速開發［25］。
ASP.NET開發語言將應用程序的顯示操作界面與業務邏輯處理頁面進行區分， 從而有效降低軟件程序的耦合度，提升總體應用管理系統的可擴展性與可維護性。對
于頁面操作語言，系統的美工人員可以單獨進行開發，而軟件程序開發人員可以集中 對業務邏輯進行實現，在兩者開發完畢的時候，進行有效的提升，提升總體軟件的工 作效率［26］。
在 ASP.NET 開發語言之中，加入了 Cache 緩存技術，提升了應用程序與數據信 息進行交互的能力，使得應用程序可以實現對數據庫的快速讀取，服務器端將用戶經 常訪問的數據信息存在緩存之中，如此操作最大的優勢在于提升服務器端響應的效率， 提升客戶端的友好性，其可以迅速得到響應［27］, ASP.NET的三層體系架構如圖2.3
所示。
圖 2.3ASP.NET 三層體系結構
從圖2.3ASP.NET三層體系結構之中可以看出詳細的操作內容，主要可以分為三 層進行處理，這三層分別是顯示層、邏輯層及數據層，不同的業務層對應不同的業務 邏輯處理，顯示層主要用于提供用戶操作的接口，負責接收用戶發送的操作請求內容， 同時在服務器端進行響應之后顯示對應的操作結果內容［28］；邏輯層是整個信息管理系 統的核心，主要包括兩個方面的業務，一方面針對業務邏輯進行處理，另外一個方面 負責對數據庫進行訪問操作；數據層是系統數據信息存儲的核心，通過各類數據庫表 格對各類數據信息進行存儲［29］。
在ASP.NET開發語言之中，其主要支持各種不通過的開發語言［30］,包括VB開 發語言、C#開發語言，在業務邏輯程序的開發之中，其不是通過流水線對程序進行 組合，而是通過事件機制負責對各類程序進行管理操作，軟件開發人員將事件與業務 邏輯程序進行結合開發，具備良好的可伸縮性及可擴展性，既可以用于開發小型的網 站，又可以用于開發大型的商業網頁系統，同時開發語言具備良好的安全性，通過代 碼級的安全控制及授權模式等綜合方式提高業務邏輯程序的安全性［31］。
2.3ADO.NET
在.NET開發平臺之中，數據庫與業務程序進行連接處理的重要組件為ADO.NET 組件［32］，主要的作用用于解決與數據庫的連接問題，想對以往的數據庫連接訪問技術， 目前ADO.NET的方式總體效率高，在數據處理需要連接時候的時候，ADO.NET才 會自動連接對應的數據庫調用業務數據信息進行處理，處理完畢自動斷開，從而降低 服務器端數據庫的壓力、提升整個服務器端的工作效率，此種工作模式能夠有效的支 撐大量用戶操作訪問數據庫的模式，滿足并發性的需求，使得總體的數據庫達到商業 級別的使用需求。
在ADO.NET數據庫連接組件之中，結合緊密的技術為XML技術，在XML之 中能夠提供多種數據接口［33］，從而提供對數據信息的處理及分析操作。在這里業務處 理之中，涉及到諸多的數據信息讀取操作與寫入操作。數據庫連接組件具備的此操作 特點滿足了 XML技術訪問數據庫的需求，有效滿足使用XML技術的業務邏輯程序 訪問數據庫的工作，ADO.NET的具體連接組件如圖2.4所示。
圖 2.4 ADO.NET 層次結構圖
從圖2.4ADO.NET層次結構圖之中可以看出此數據庫連接組件的處理過程，應用 程序與數據層進行連接結合使用,ADO.NET連接組件對各類的數據提供器進行操作。 對于業務邏輯程序而言，ADO.NET數據連接組件相當于封裝的業務包，軟件程序開 發人員對數據接口直接可以進行調用，當更換數據庫的時候，業務邏輯程序只需要把 數據源的配置信息進行修改就可以重新進行訪問操作［34］。
2.4數據庫的選擇
對于視頻信息管理系統而言，對系統的開發技術進行分析之后，下一步主要的工 作內容是對系統采用的數據庫進行分析，數據庫主要的作用是用于存儲及支撐整個信 息管理系統的數據信息管理工作，從而便于業務功能模塊對數據信息進行處理、分析 等操作。對于數據庫而言，其可以用于存儲大量的數據信息，整個系統的數據庫信息 存儲格式不同，需要按照對應數據信息的要求進行分類存儲、檢索及應用，便于軟件 程序開發人員對這些數據信息進行遍歷查詢、處理等［35］。
在數據庫之中，軟件程序開發人員能夠數據之間的關系進行分析，從而有效的建 立各個數據信息之間的關系，便于根據每一個項目的需要，分別對數據信息管理及存 儲，從而確保數據信息的一致性及完整性，保持數據庫系統的穩定與安全［36］。
在目前的軟件應用之中，常用的數據庫主要是關系型數據庫，分為多個種類，在 不同的場景之中進行使用，目前的數據庫主要可以為 SQL Server 系列的數據庫軟件、 商業軟件 Oracle 數據庫、 MySQL 數據庫、 DB2 數據庫及 Sybase 數據庫。對于視頻 信息管理系統而言，其采用 ASP.NET 技術進行開發，因此 SQL Server 系列的數據庫 能夠與ASP.NET無縫連接，主要采用SQL Server 2008版本的數據庫。此版本的數據 庫主要的優點在于易維護、使用簡單快捷、采購成本較低等優勢，在目前的市場占有 率較高，能夠與.NET平臺進行有效的整合與兼職hl。SQL Server 2008數據庫為軟件 程序開發人員提供里良好的編程工具與接口，本身圖形化的操作界面，利于用戶對數 據庫進行快速操作，而且此版本數據庫的提供里數據倉庫的業務功能，集成了部分常 用的數據挖掘算法，便于軟件程序人員在對數據進行處理時候調用此算法，系統具備 的高可靠性能夠有效的維護存儲數據信息的安全性［38］。
2.5本章小結
本章主要的工作內容是對總體視頻信息管理系統采用的技術內容進行分析，從而 確定整個信息管理系統采用的開發技術，首先介紹了系統的網絡模式采用的內容，之 后對開發工具進行明確的介紹，之后對系統的ASP.NET及ADO.NET開發技術進行 詳細的說明，最后詳細敘述了系統數據庫采用的開發技術。
第三章 系統需求分析
本項目通過對公安日常巡檢、礦山監督兩項業務涉及的各類視頻監控資源的整合， 分析后進行了聚類，形成并敘述視頻信息管理系統的各方面需求。本章敘述了視頻信 息管理系統的業務描述，給出了系統的功能及非功能方面的需求，最后完成了系統的 設計與實現。
3.1 系統業務描述
作為視頻信息管理系統，主要業務是對視頻資源進行采集、傳輸、存儲及備份的 整個流程處理，從而滿足治安管理、礦山綜合監控等方面的業務需求。
E 市作為一個面臨轉型的傳統資源型城市，已建成的社會治安監控系統，道路及 各公共場所覆蓋率極低，且運行維護情況極不理想。同時部分礦區秩序混亂，不法分 子在利益驅使下進行私挖濫采、越界開采、未批先建、非法盜采、無證開發等活動。 不僅浪費了有限的礦產資源，更對礦山生態環境造成了難以修復的巨大破壞。隨著 E 市地區經濟日益發展，城市不斷轉型升級，道路不斷擴建，礦區不斷關停低品位小礦。 原有系統不能全面覆蓋該地區現有道路、公共場所、礦山等范圍，不能滿足現實需要。 為此，進一步完善社會生產生活動態管理系統成為當務之急。因此，必須在保障原系 統正常運行的基礎上增強監控覆蓋面，將整合目前已有的城區內監控點，包含公安、 安監兩個部門的監控資源，對已有的監控資源要充分利用，在本項目中將其納入統一 管理、統一分配的范疇。在視頻信息管理系統之中，需要對重點單位及人群進行監控， 需要對礦區進行綜合監控，詳細的內容包括以下：城市的出入口、高速公路、火車站、 汽車站、廣場等；各大黨政機關；大學、中學、小學及各個幼兒園；城市系統之中的 銀行、治安復雜區域、商場、居民小區等區域；流動人口聚集地區等［2］，這些區域 部署對應的攝像頭，以上對應的視頻信息實時傳輸到服務器之中。同時，針對礦區大 都地處偏遠，但需監控范圍較大，視頻數據變化率較低，價值密度低的特點，除對采 掘口和運輸道路節點等部署地面凝視攝像頭外，還要定期使用無人機進行巡航監測， 錄入衛星遙感影像數據，以上視頻、影像數據定期傳輸到服務器中。以上兩項業務的 視頻、影像數據需視頻信息管理系統集中存儲，統一管理調用。視頻監控基本功能及 業務需求主要表現在以下幾方面。
1.社會治安巡控 確保城市安全，防范恐怖活動和公共突發事件是公安部門日常的重要工作，視頻 監控攝像頭能實時捕捉路口、街面的人流、車流情況，現已成為社會治安巡控的“天 眼”。公安部門將其與街面巡控力量相結合，加強社會巡查力度，及時發現治安苗頭， 對搶劫、尋釁滋事等問題早發現、早處置。同時，在群體性事件等社會突發事件發生 過程中，能準確獲取現場情況，把握事件發展勢態，科學決策提高應急處突能力。
2.礦區的全面監測
結合地面視頻數據、無人機遙感數據、衛星數據對礦區大面積的環境狀況進行徹 底調查，形成環境態勢感知能力。具有“多點位”、“多高度”數據獲取的特征，能 對地面進行立體的多角度觀察，拓寬人眼的觀察領域。
3.為監管部門宏觀決策提供可靠的數據支撐
建設基于 Web 的視頻信息管理系統，實現對 E 市轄區內城區、礦區的統一管理， 通過對各類視頻、影像數據的統一采集、分析與數據挖掘手段，為綜合監管和打擊違 法行為提供決策依據。同時，通過對重點區域、重點時段的疑似違法行為提高視頻監 測頻率，極大降低人工現場核查頻度和費用。
對于視頻采集處理的業務過程，詳細處理的整個過程示意圖如圖 3.1 所示。
業務數據
v數據采集
前置機
數據傳輸
數據服務器
清洗轉換
基礎表
J數據抽取
Illi ~I
Fm
分析表
圖 3.1 數據采集過程示意圖
從圖 3.1 數據采集過程示意圖可以看出詳細業務處理過程，針對視頻數據信息的 業務數據，由數據采集過程進行操作，通過網絡對視頻業務數據信息進行傳輸，服務 器端對采集過來的視頻信息發起清洗轉換操作，對應視頻信息存儲與數據庫之中的基 礎表之中，對獲取的視頻進行處理。
對于視頻信息管理系統，業務定位主要是視頻監控管理系統，負責對上述描述的 區域進行監控，實時業務的處理。從具體的業務可以看出，視頻信息管理系統負責對 視頻信息的采集、視頻信息的傳輸、視頻信息的存儲及備份、報警信息的處置等多個 業務功能模塊，在對此信息管理系統進行建設的時候，需要滿足多個方面的業務要求， 詳細的內容如下面所示。
1.視頻信息管理系統需要具備良好的接口，便于各個攝像頭采集的視頻數據信息 及時傳輸到系統的服務器之中；
2.視頻資源整個系統需要具備良好的網絡條件，視頻圖像的數據信息量大，為了 提高數據傳輸的效率，系統需要具備良好的網絡條件；
3.視頻資源整個系統需要具備綜合信息管控系統，在此信息系統之中，可以實現 對系統之中的重要數據信息進行實施管控，提高系統應用的便利性；
4.視頻資源整個系統可以有效的整合目前分散的監控網絡，從而降低系統的建設 成本，提高整個網絡的使用效率。
針對上述敘述的視頻信息管理系統的工作內容，系統需要具備良好的可擴展性， 針對處理的視頻資源數據信息，采用分級的方式進行管理，對各個系統平臺管理的優 先次序及操作權限進行管理。從上述的具體功能需求分析可以得知，視頻信息管理系 統的總體用例圖如圖 3.2 所示。
從圖 3.2 系統總體用例圖中可以看出，具體視頻信息管理系統包括的功能模塊眾 多，主要包括信息采集、信息傳輸、權限管理、信息存儲備份及報警信息處置業務功 能。
3.2 系統功能需求
對于視頻信息管理系統而言，確定好系統的業務功能模塊之后，下一步主要的任 務進行業務建模，主要采用 UML 進行，用例圖主要分為兩個部分，一個部分是系統 角色，另外一個部分是具體的業務，系統角色主要是系統的參與用戶，從需求分析之 中可以確定，而功能用例對應角色可以操作的用例。
1.信息采集功能
在視頻信息管理系統之中，信息采集主要負責對各類數據信息進行采集，包括巡 檢的數據信息、視頻數據信息、報警數據信息，對這些數據信息按照系統對應數據的 要求進行編碼。
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.3 所示。
圖 3.3 信息采集業務功能用例圖
2.信息傳輸功能 在視頻信息管理系統之中，信息采集業務功能按照規定的數據格式對各類數據信 息進行編碼，之后對這些數據信息進行傳輸，將數據信息從采集端發送到系統的服務 器端。
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.4 所示。
圖 3.4 信息傳輸業務功能用例圖
3.權限管理功能 在視頻信息管理系統之中，各類用戶登錄系統平臺對業務功能進行操作，對于這 些用戶需要進行驗證的權限管理，主要通過權限管理功能對這些用戶進行權限設置， 權限設置的標準主要是各個用戶所在的部門及對應的操作職能。
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.5 所示。
圖 3.5 權限管理業務功能用例圖
按照系統業務的用戶，用戶類型主要分為普通用戶、高級用戶、管理員及超級管 理員等操作角色，每一個角色的操作權限不同，普通用戶的權限較低，超級管理員的 權限最高。一般公安、城管等部門的權限是高級用戶的權限，系統維護人員的權限為 管理員及超級管理員權限。
4.信息存儲和備份功能
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.6 所示。
圖 3.6 信息存儲和備份業務功能用例圖
對視頻、音頻、巡檢等各類數據信息進行采集及傳輸之后，下一步主要的工作內 容是對這些數據信息進行存儲，主要存儲在系統要求的 SQL Server 數據庫之中，按 照數據庫要求的數據格式對各種數據信息分類存儲，日常定時對這些數據信息進行備 份，從而提高視頻信息管理系統的安全性。
5.自動巡檢功能 在視頻信息管理系統之中，日常重要的業務功能是巡檢功能，符合對治安業務等 進行巡查，巡檢業務功能分為兩類方式進行操作，分別是自動巡檢的方式及人工巡檢 方式，此業務功能由各級監控中心負責進行實施與操作。
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.7 所示。
圖 3.7 自動巡檢業務功能用例圖
6.報警信息處置 報警信息處置業務功能是視頻信息管理系統的重要業務操作功能，在發生報警的 時候，系統監控管理中心負責對報警的信息進行審核，審核通過之后及時將此數據信 息發送到相關的部門進行處置，提高數據信息處理的效率。
此業務功能模塊的詳細操作用例如圖 3.8 所示。
圖 3.8 報警信息處置業務功能用例圖
視頻信息管理系統與其他系統進行實時數據交互，當捕獲到報警信息后能根據報 警點的 GPS 信息或人工定位信息調度 PGIS 系統在大屏幕上展現報警點的周邊地 理環境、動態警力狀況、視音頻監控設備圖像等，同時指揮中心可通過系統泛指令系 統對周邊視頻監控設備和指揮中心編解碼系統、存儲系統發出控制指令，完成報警現 場的視頻監控和錄像，在此基礎上平臺還可通過警用電臺的接口對報警點周邊警力發 出行動指令實施快速出警。 在需要對重大節日或集會活動進行警戒任務時，指揮中心可預先對警戒區域或活 動地點周邊的視頻監控設備編制警戒預案，包括在特定的時間執行獨占警戒預置位、 獨占警戒掃描線路等。本項目將預留與報警專網、 PGIS 等系統的通信接口，以滿 足相關部門的開發需求。
7.礦區視頻、遙感信息綜合處理應用功能 公安部門利用礦山既有視頻數據監控的需求，對私挖亂踩，私自恢復生產，違法 運輸進行監督執法。由于礦山的地理特點，較為封閉，難于監管，難于取得執法證據， 此視頻管理系統系統將遙感影像數據、無人機視頻數據和地面既有視頻數據進行融合 處理，以進行巡檢、報警，提供執法依據。
3.3 系統非功能需求
3.3.1系統資源共享需求
對于視頻信息管理系統而言，在系統的非功能需求之中，系統的資源共享需求是 重要的內容，主要是因為視頻信息管理系統采用的設備分為不同的種類，即使是使用 量最大的攝像頭其對應的廠商也有不同，系統資源共享需求要求這些不同的設備之間 能夠進行良好的通信，包括控制、聯絡、通信等業務處理，需要遵循共同的設備使用 標準，遵循的技術協議主要是《城市監控報警聯網系統通用技術要求》，該技術要求 詳細說明了設備的地址編碼要求、接口技術要求及音頻、視頻傳輸協議，便于視頻信 息管理系統之中各種設備之間進行通信，提高設備的利用效率。
對于視頻信息管理系統的各類設備接口與控制協議采用規范的標準，對接口的輸 出與輸入分別進行約定，控制協議采用通用的標準，對視頻進行壓縮的解碼標準協議 采用H.264,對應的音頻編碼方式同樣進行規定，提高整個視音頻編碼的安全性，由 各類設備的供應商提供對應的解碼業務模塊，便于視頻信息管理系統對這些設備進行 管理。
對于視頻信息管理系統而言，每天需要對各個采集點的視頻信息進行采集，因此 視頻數據信息的數據信息非常大，對于這些數據信息的存儲成為系統開發的難點。在 對系統的開發之中，需要考慮多種方案與措施對視頻信息管理系統之中的數據信息進 行存儲，從而有效的提升信息存儲的效率，支撐視頻信息管理系統順利運行。
3.3.2安全需求
對于視頻整個資源管理系統，系統視頻數據信息內容的安全性、完整性和可用性， 這是本系統平臺開發的技術難點，主要的安全性分為三個角度進行敘述，分別是物理 設備的安全性、應用程序的安全性及數據信息的安全性，詳細的內容如下面所述。
1.應用程序的安全性，主要在于用戶通過客戶端對系統進行訪問操作的時候，應 用程序需要具備良好的安全性，能夠對用戶的訪問請求進行權限驗證，符合要求的用 戶可以對業務功能模塊進行操作，不符合操作權限的用戶被拒絕并給出對應的提示信 息；
2.物理設備的安全性，對于視頻信息管理系統而言，物理設備主要分為兩個部分， 一方面是整個攝像頭及系統所在的網絡，其需要具備良好的防御措施及能力，可以防 范一定的網絡攻擊，另外一個方面是整個資源管理系統的路由器、交換機等物理設備 需要具備良好的安全措施，通過多種防護措施有效提升資源管理系統的安全性；
3.數據信息的安全性，對于視頻信息管理系統，整個數據庫負責對視頻資源信息 的存儲，為了提高數據信息的安全性，采用分布式進行存儲，其中在這些數據信息之 中圖像數據信息由所在級別的服務器負責進行存儲，而重要的案件數據信息通過提級 的方式進行存儲，各個服務器采用嚴格的安全認證方式有效防護，對數據信息采用良 好的備份維護機制，在數據信息出現問題的時候及時進行恢復。
3.3.3性能需求
對與視頻信息管理系統而言，對上述系統的功能需求進行詳細的分析之后，下一 步的工作內容是確定系統的性能需求方面的內容，具體包括。
1.視頻信息管理系統需要具備良好的操作界面，用戶可以快速上手，對于用戶的 操作及時進行提示，從而規范系統的業務流程；
2.在視頻信息管理系統中，性能需求重要的內容是確定系統的性能指標，性能指 標主要是在響應時間及并發性兩個方面，系統的平均響應時間應該在3s之內，在大量 用戶對系統同時進行操作的時候，系統并發性良好；
3.系統長時間運行應具備較高的穩定性，系統運行不出現較大的問題，在出現故 障的時候，系統能夠及時進行恢復；
4.系統應具備良好的安全性，主要是系統的數據信息安全及應用程序安全兩個方 面的內容。
對于視頻信息管理系統的性能需求，具體的要求如下面所示。
表 3.1 性能需求描述表
非功能需求 需求內容 需求指標
性能需求 系統的平均響應時間 在3s之內
性能需求 系統的最大響應時間 在6s之內
系統并發性 500用戶同時登錄系統進行操 作時候 系統各個業務功能模塊正常響
應
系統安全性 系統運行期間安全性 安全性良好
3.4 本章小結
本章內容是整個視頻信息管理系統進行設計與實現的關鍵，主要的任務是闡述系 統開發的業務功能，首先闡述了系統的具體業務，之后對系統的功能需求及非功能需 求進行描述，給出了系統開發的技術難點。
第四章 系統總體設計
系統設計主要的工作是描述了視頻信息管理系統的設計過程，詳細的內容包 括體系架構設計、安全設計、網絡部署設計、功能架構設計等方面的內容。
4.1設計思路及設計原則
對于視頻信息管理系統而言，對系統需要開發的業務功能模塊及非功能需求 方面的內容進行分析之后，進入到對業務功能進行設計的環節，總體的工作原則 是通過信息管理系統的優勢，將視頻資源進行整理，利用網絡的特點，及時為用 戶提供綜合的視頻監控服務，為整個社會的穩定貢獻力量。整個系統的開發采用 B/S 網絡體系結構進行，用戶通過網絡對系統發起訪問，為了提高系統的設計的 整體效果，總體原則需要遵循易用性、可擴展性、可維護性等多個方面的內容， 對于這些設計原則，詳細的內容敘述如下面所示。
1.可擴展性：此方面的原則主要針對系統的業務功能開發進行設置，為了滿 足后續視頻信息管理系統業務功能的開發，系統各個業務功能模塊需要具備較低 的耦合度，降低業務功能模塊二次開發的成本；
2.易用性：對于信息管理系統的開發，用戶的操作首要滿足的條件是易用性 操作，此操作的重要前提是系統提供簡單快捷的操作界面，在用戶對系統業務功 能模塊進行操作時候，系統給出良好的提示，從而使得用戶盡快的學會操作視頻 信息管理系統，減少用戶日常學習的成本；
3.可維護性：對于視頻信息管理系統而言，在日常的使用中，需要對出現問 題的業務功能模塊進行修復，同時考慮后續需求，同時開發新的業務功能模塊， 因此具備良好的可維護性成為必要的開發前提；
4.穩定性：在視頻信息管理系統的日常使用之中，穩定性是必備的要求之一， 因此用戶等不定期的對系統平臺發起訪問，若系統不定期出現問題，必然影響用 戶的使用。因此對于服務器需要采用負載均衡等多種方式保障系統正常運行。
4.2系統體系架構設計
在視頻信息管理系統的設計之中，主要依據的工作前提是需求分析階段確定 的各個方面的內容，圍繞系統的應用場景及當今技術開發的流行趨勢，對系統采 用分布式的實現方法，分為多個層次的架構進行實現，通常采用三層體系架構的 模式進行設計實現，但是結合此視頻信息管理系統的實際使用場景，其應用多種
設備內容，從而將設備層也考慮到體系架構的設計之中，詳細的內容如下面圖
4.1的設計內容所示。
SQL Server 2008
圖 4.1 分層體系結構
從圖 4.1 分層體系架構的設計之中，主要分為四個方面的內容進行分析，包 括設用戶操作層、業務處理層、數據層及設備層四個方面的內容進行系統的體系 架構設計，每一層都有對應的工作的內容，軟件程序開發人員根據業務實現的不 同對這四個方面分別進行敘述，詳細的內容如下面所示。
1.表示層：主要的工作內容是與視頻信息管理系統的用戶進行交互，在用戶 進行錄入個人信息的時候，系統提供身份認證的機制，從而確定系統是否具備操 作權限。首先滿足此方面的工作前提之后，用戶可以按照視頻信息管理系統的操 作步驟對整個業務功能進行操作，系統業務邏輯功能對用戶的操作請求進行響應；
2.業務邏輯層：此體系架構是整個視頻信息管理系統業務處理的核心，負責 對各類數據信息進行管理操作，包括權限的設置、設備的巡檢、信息的傳輸等操 作模塊，在響應用戶層發送的操作請求之后，調用數據庫中對應存儲的數據信息 進行處理，處理之后更新數據庫中的表格，具備良好的穩定性與安全性；
3.數據層：此層的工作目標是負責對系統之中大部分業務數據信息進行存儲， 包括權限信息、報警信息、用戶信息等內容，這些數據信息采用SQLServer2008 數據庫進行存儲，分為多個不同的數據庫表格。
對于視頻此類數據，需要采用專門的視頻服務器進行存儲，系統主要的視頻 資源通過廠家提供的視頻服務器進行存儲，用戶在業務功能的操作時候可以對這 類視頻資源進行調用、查詢等操作；數據庫主要的工作是對整個視頻信息系統的 硬件設備進行管理，這一層包括眾多的路由器、交換器、攝像頭及不同的傳感器 等，按照網絡通信的方式對各個設備進行調試，滿足視頻信息管理系統數據傳輸 需求。
4.3 系統安全設計
對于視頻信息管理系統，在系統的設計之中，同體系架構設計、網絡部署設 計同樣重要的內容是系統的安全設計，由于視頻信息管理系統的部署環境為 B/S 網絡信息環境，人人都可以通過網絡實現對視頻信息系統的操作、回復等操作， 因此需要對系統的安全性進行詳細的設計，采用多方面的措施進行維護，詳細的 措施內容如下面分析。
1.斷點續傳機制：日常視頻信息、控制信息、報警信息等在網絡之中進行數 據傳輸的時候，系統設置斷點續傳機制，保障數據信息傳輸的完整性；
2.嚴格的權限驗證機制，對系統登錄進行操作的時候，需要對用戶的操作職 能與操作權限進行嚴格的驗證，用戶在登錄視頻信息管理系統之后只能操作具備 操作權限的業務功能，對其他業務能用戶進行訪問的時候及時進行拒絕；
3.日志管理機制：系統對用戶在視頻信息管理系統的操作進行日志記錄，對 用戶的所有操作進行操作，包括系統用戶的刪除操作、修改操作及增加操作。若 后續系統出現問題，可以通過日志信息及時查詢，從而對系統的操作功能進行恢 復。
4.對于系統的服務器端，采用嚴格的物理防護措施，采購安全標準高的交換 機、硬件防火墻等，嚴格按照安全標準對服務器端的網絡服務器、數據庫服務器 等進行部署，有效提升總體視頻信息管理系統的安全性。
5.對于系統的服務器端，采用嚴格的軟件防火措施，采購標準的殺毒軟件， 系統管理員定時對服務器進行深度殺毒，另外采用雙機熱備份機制維護保障系統 的安全性，日常管理員對服務器端進行管理通過遠程連接的方式進行，而遠程連 接每次只能設定連接單個用戶，遠程連接用戶名與密碼嚴格進行保護。
4.4系統網絡部署設計
對于視頻信息管理系統而言，系統的主要網絡體系架構采用的內容是 B/S 網 絡體系結構，此網絡體系架構與 C/S 網絡體系結構不同，主要講系統的應用程序
部署在服務器之中，詳細的物理架構圖如圖 4.2所示。
IBM服務器
圖 4.2 視頻信息管理系統基本架構圖
從圖4.2 視頻信息管理系統的物理架構圖之中可以看出詳細的操作內容，日 常用戶登錄視頻信息管理系統主要通過客戶端進行操作，用戶點擊對信息采集、 信息傳輸、權限管理等多個模塊進行操作之后，系統的服務器進行響應。
在系統的服務器端，服務主要分為 Web 服務、數據存儲服務及數據備份服 務，按照不同種類的服務對服務器進行區分。數據庫服務器主要負責對數據信息 進行存儲，Web服務器對外提供訪問操作，而備份數據庫服務器則用于數據庫服 務器出現問題時候進行切換。在客戶端與服務器端之間，通過防火墻提供良好的 安全保障服務，針對系統的安全進行保護操作，提高數據信息與應用程序的安全 性。針對視頻信息的大數據量，服務器采用集群的方式進行管理操作，詳細的結 構圖如圖 4.3 所示。
服務器集群方案采用HAProxy進行，其適用于高負載且需要持久連接或7 層處理機制的web站點。HAProxy是支持虛擬主機的，可以工作在4、7層（支 持多網段），有效的對業務進行處理，包括Cookie的引導操作業務、Session保 持業務處理等內容，同時可以支持URL進行檢查。HAProxy可以提供良好的負 載均衡業務處理，支持各個服務器進行良好的并發，從而有效的滿足海量視頻資 源的存儲，對 SQL Server 數據庫進行有效支撐，提升數據存儲的效率。
4.5系統功能架構設計
系統的功能圖如圖 4.4 所示。
從 4.4 系統功能結構圖之中可以看出詳細的業務包括信息采集、報警信息處 置、權限管理等業務，每一個部分包括的工作內容如下面所示。
1.信息采集功能：對各類數據信息進行采集，包括巡檢的數據信息、視頻數 據信息、報警數據信息，對這些數據信息按照系統對應數據的要求進行編碼。
2.信息傳輸功能：按照規定的數據格式對各類數據信息進行編碼，之后對這 些數據信息進行傳輸，將數據信息從采集端發送到系統的服務器端。
3.權限管理功能：對系統平臺的用戶進行權限設置，權限設置的標準主要是 各個用戶所在的部門及對應的操作職能。
4.信息存儲及備份：主要存儲在系統要求的 SQL Server 數據庫之中，按照數 據庫要求的數據格式對各種數據信息分類存儲，日常定時對這些數據信息進行備 份，從而提高視頻信息管理系統的安全性。
5.自動巡檢功能：對治安業務等進行巡查，巡檢業務功能分為兩類方式進行 操作，分別是自動巡檢的方式及人工巡檢方式，此業務功能由各級監控中心負責 進行實施與操作。
6.報警信息處置：在發生報警的時候，系統監控管理中心負責對報警的信息 進行審核，審核通過之后及時將此數據信息發送到相關的部門進行處置。
7.礦區視頻、影像信息綜合應用：此業務功能主要將各類地面監控視頻數據、 無人機視頻數據、衛星遙感影像數據進行采集，統一管理，集中存儲，利用視頻、 圖像分析工具進行數據處理，呈現可視化分析結果。
4.6 數據庫設計
4.6.1數據庫設計原則
該系統采用計算機通信、數據傳輸、數據采集與處理等數字城市技術，建立 包含視頻監控信息資源的目錄體系、交換體系、接口標準和安全認證體系標準等 視頻信息管理系統，為相關部門提供視頻監控數據應用，實現城市綜合管理網絡 化、數字化和可視化，實現城市管理模式創新和管理流程再造，最大限度整合政 府相關信息資源，切實發揮城市視頻監控資源系統在社會治安防控、道路交通管 理、應急指揮、城市管理、便民服務等方面的關鍵作用，從而達到城市視頻資源 集約建設，智慧化共享使用，提高城市管理工作效率的最終目的。數據庫設計須 符合如下原則。
1.以應用為導向，突出資源共享
從具體操作方面分析，建立可反映智慧城市建設城市管理業務的基本特征， 規范統一視頻資源存儲格式，可以及時快速更新，可以實現資源共享的信息資源 庫。包括按照業務功能模塊將數據按照數據庫用戶分類保存，再根據業務功能將 所需數據進行分類抽取，盡可能的降低各類業務數據表之間的耦合度，確保業務 數據的相對獨立性和穩定性，簡化數據庫的物理模型設計。
2.確保數據完整性，保證數據質量
在對視頻信息管理系統進行開發的時候，需要確保視頻數據信息、音頻數據 信息、巡檢數據信息等的完整性，需要按照行業及國家的標準，對各類數據信息 進行結構化、標準化的處理，從而有效降低各類數據信息的冗余性，提高數據庫 的使用效率。日常數據庫需要具備良好的并發性，在眾多用戶對數據庫進行操作 的時候，數據庫能夠進行良好的響應。
4.6.2數據庫總體架構
在視頻信息管理系統之中，包括的數據庫主要分為兩類，一個是空間數據庫， 一個是業務數據庫，空間數據庫主要負責存儲地理位置方面的數據信息，業務數 據庫主要負責存儲系統平臺的視頻、音頻、巡檢等數據信息，詳細的內容如下面 所示。
1.空間數據庫主要負責存儲地理數據信息，主要的數據類型有基礎地理信息 數據庫、地理編碼數據庫及城市部件數據庫。其中基礎地理數據庫主要負責將城 市信息分為柵格數據及矢量數據，將其進行圖形化的處理；地理編碼數據庫主要 是將城市分為單元網絡，將對應的地理編碼信息進行錄入，便于后續點擊進行業 務操作處理；城市部件數據庫，主要根據城市之中不同的業務作用，分為不同的 類別，將每一個城市部件對應的作用、地理位置等數據信息進行存儲。
2.業務數據庫是整個視頻信息管理系統的核心數據庫，負責整個業務數據的 存儲，包括組織機構、業務信息、評價指標等數據庫內容。其中組織機構數據庫 主要負責對城市中各個單位的信息要素進行存儲，包括單位的地址、聯系方式及 主要人員信息等內容；流程信息數據庫：主要針對各個業務功能模塊的處理菜單、 權限配置等內容進行存儲；業務數據庫，主要針對信息采集、信息傳輸等各個業 務功能模塊需要進行處理的數據信息進行存儲，包括視頻數據信息、音頻數據信 息、巡檢數據信息、報警數據信息等。
在視頻信息管理系統之中，整個數據庫設計的核心是系統的業務進行定義， 而組織機構、工作流等內容都是為系統的業務數據庫進行服務，系統的業務數據 庫之中存儲了業務功能模塊負責進行處理的數據信息，包括視頻數據信息、控制 數據信息、巡檢數據信息、報警信息等內容。
4.6.3數據庫表格設計
對數據庫表格進行設計時候，首先需要確定整個數據庫存儲的E-R圖，對
應設計的 E-R 圖如圖 4.5圖所示。
圖 4.5 數據庫 E-R 圖
從圖4.5數據庫E-R圖之中可以看出主要的數據庫實體有播放記錄、報警信 息、控制信息、用戶、部門、視頻類型、視頻信息、菜單等多種數據庫實體內容， 從而完成視頻信息管理系統數據信息的存儲。對系統的E-R圖進行分析之后， 下一步主要的工作內容是針對各個數據庫實體進行信息存儲，對應設計的數據庫 表格如下面所示。
對于視頻信息管理系統而言，采用組件的模式對數據庫的信息存儲進行構建， 此時對數據信息的整合不需要軟件程序開發人員進行編碼，只需要進行簡單的配 置就可以，從而實現對視頻信息管理系統的操作，從而實現統一的管理，實現對 資源的訪問。此Pub.GRP操作的最大優點是簡單快捷、處理效率高，其采用組 件的方式進行處理，有效的降低各個組件之間的耦合度，實現視頻資源整個系統 各個應用之間的數據對接與操作。在用戶登錄視頻信息管理系統之后，對用戶的 信息注冊及管理進行統一管理，日常由專門的工作人員進行管理，在用戶信息進 行管理的時候，根據用戶的操作職能及所在部門負責對用戶的權限進行配置，加 強系統用戶與權限的管理操作，從而實現整個視頻信息管理系統的分級授權及分 級管理內容，具體的內容有：可以提供視頻信息管理系統用戶組的管理操作；能 夠對每一個用戶信息進行查詢與維護操作；為每一個用戶的操作權限進行定制； 實現角色的訪問控制，實現對群組及用戶信息的管理操作。
報警信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的報警方面的信息，詳細 表格如表 4.1 所示。
表 4.1 報警 信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
appeal id int Not null 主鍵約束
user id Int Null 外鍵約束
appeal email varchar(20) Not null 信息內容
從表 4.1 報警信息表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
用戶信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的操作用戶方面的信息， 詳細表格如表 4.2 所示。
表 4.2 用戶表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
user id int Not null 主鍵約束
user name varchar(20) Not null 無約束
user password varchar(20) Not null 無約束
user registeddate date Not null 無約束
user lastlogindate date Not null 無約束
user point bigint Null 無約束
user account varchar(20) Null 無約束
user email varchar(30) Not null 無約束
user state int Null 無約束
user telephone varchar(11) Null 無約束
user money float(8,2) Null 無約束
從表4.2用戶表之中可以看出，對應數據信息吃嫩草的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
視頻信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的視頻方面的信息，詳細 表格如表 4.3 所示。
表 4.3 視頻信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
video id int Not null 主鍵約束
type id int Not null 外鍵約束
user id int Not null 外鍵約束
video title varchar2 Not null 無約束
video desc varchar2 Null 無約束
video point long Not null 無約束
video playcount long Null 無約束
video uploadtime date Null 無約束
video lastplaytime date Null 無約束
video url string Not null 無約束
video size int Not null 無約束
video keywords string Null 無約束
video checkstate int Not null 無約束
video money float Null 無約束
從表 4.3 視頻信息表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
控制信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的控制方面的信息，詳細 表格如表 4.4 所示。
表 4.4 控制信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
payuser id int Not null 主鍵約束
user id int Null 外鍵約束
payuser applytime datetime Null 無約束
payuser supplytime datetime Null 無約束
payuser applymoney float(8,2) Null 無約束
payuser remark varchar(100) Null 無約束
payuser supplymoney float(8,2) Null 無約束
payuser state int Null 無約束
從表 4.4 控制信息表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
菜單信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的菜單方面的信息，詳細 表格如表 4.5 所示。
表 4.5 菜單信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
favourite id Int Not null 主鍵約束
user id Int Not null 外鍵約束
video id Int Null 外鍵約束
從表 4.5 菜單表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、可否 為空及約束條件等內容。
視頻類型表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的視頻類型方面的信息， 詳細表格如表 4.6 所示。
表 4.6 視頻類型表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
type id Int Not null 主鍵約束
type name String Not null 無約束
type createtime Date Not null 無約束
type updatetime Date Not null 無約束
type desc String Null 無約束
type creater varchar(100) Not null 無約束
type updater varchar(100) Null 無約束
從表 4.6 視頻類型表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
部門信息表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的部門方面的信息，詳細 表格如表 4.7 所示。
表 4.7 部門信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
userpay id int Not null 主鍵約束
user id int Null 外鍵約束
userpay date datetime Not null 無約束
userpay type int Not null 無約束
userpay money float(8,2) Not null 無約束
從表 4.7 部門信息表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
用戶播放記錄表主要負責的內容是對視頻信息管理系統的視頻播放方面的 信息，詳細表格如表 4.8 所示。
表 4.8 用戶播放記錄表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
play id int Not null 主鍵約束
video id int Not null 外鍵約束
user id int Not null 外鍵約束
play time date Not null 無約束
從表 4.8 用戶播放記錄表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類
型、可否為空及約束條件等內容。
巡視信息表主要負責的內容是對設備進行巡視的信息，詳細表格如表 4.9 所
示。
表 4.9 巡視 信息表
字段名稱 字段類型 可否為空 約束條件
Id int Not null 主鍵約束
Sbmc varchar Not null 無約束
sbzt varcharint Not null 無約束
sbgz varchar Not null 無約束
xssj varchar Not null 無約束
從表 4.9 巡視信息表之中可以看出，對應數據信息的字段名稱、字段類型、 可否為空及約束條件等內容。
4.7 本章小結
本章對視頻信息管理系統的業務需求進行了設計，按照需求分析確定的目標， 對系統的體系架構進行設計，之后給出系統的技術難點及對應的解決方案，最后 給出系統數據庫設計的內容。
第五章 系統詳細設計與實現
在視頻信息管理系統設計過程中，對系統進行設計之后，下一步工作任務是對需 求分析階段確定的各個業務功能模塊進行設計與實現，詳細操作的內容如下面所示。
5.1信息采集功能詳細設計與實現
對于視頻信息管理系統之中，日常獲取視頻資源主要通過兩種方式進行，自動采 集及手工采集兩種方式，自動采集方式主要是通過視頻的采集端自動進行傳輸，此種 采集方式是高度自動化的，而且操作起來簡單快捷，可以快速將視頻數據信息存儲到 系統的數據庫之中。人工采集視頻數據信息主要通過手動的方式定時、定點對視頻數 據信息進行采集，之后將采集的數據信息存儲在系統的數據庫之中，數據采集的具體 流程圖如圖 5.1 所示。
圖 5.1 數據采集實現流程圖
從圖 5.1 數據采集實現流程圖可以看出數據信息的處理過程，首先數據采集業務 功能模塊開始操作，之后根據系統之前設計的業務需要，對數據信息進行采集處理， 詳細的工作內容包括視頻數據采集準備、視頻數據采集、視頻數據轉換及數據傳輸、 入庫等操作，具體每一個階段的工作內容如下面所述。
1.視頻數據信息采集準備：主要按照業務的需求，對攝像頭放置的位置及對應視 頻采集的信息進行設置，對視頻信息存儲的數據庫了解其數據結構、數據關系表之間 的關系，從而為視頻信息的存儲進行準備；
2.視頻數據信息的采集：按照視頻信息管理系統的數據采集需要，負責記錄每一 個攝像頭的位置及視頻基礎信息，按照設置的屬性對視頻信息進行采集、傳輸、存儲 及備份操作，在對視頻數據信息進行采集的時候，按照要求對視頻數據信息進行編碼；
3.視頻信息的轉換：在視頻信息的采集端對視頻圖像進行前端處理，主要針對視 頻采集的數據信息，按照業務處理算法對視頻圖像內容進行處理，將采集的各類的視 頻信息處理成標準的存儲的格式，便于后續對采集到的視頻信息進行存儲。綜合分析 E 市現有傳輸帶寬、已建成機房容量等因素，測算硬件投資成本之后，本項目決定采 用H.264標準對前端采集的視頻信息進行編碼，形成統一的MPEG-4格式可傳輸文件;
4.對視頻信息進行轉換之后，下一步主要的工作內容是將視頻信息進行傳輸，根 據系統提供的信息傳輸業務功能，將視頻采集端的視頻信息進行傳輸與存儲，便于后 期對視頻信息進行進一步處理。
具體視頻信息采集業務類圖如圖 5.2 所示。
圖 5.2 信息采集業務管理類圖
從圖 5.2 案件信息業務管理類圖之中可以看出詳細的管理操作內容，視頻設備負 責對視頻信息進行采集、傳輸等，管理員可以對這些視頻數據信息進行操作。
對視頻采集管理操作的時序圖如圖 5.3 所示。
圖 5.3 視頻采集操作順序圖
從圖 5.3 視頻采集操順序圖之中可以看出詳細的內容，視頻設備負責對拍攝的視 頻數據信息進行編碼，之后按照規定的格式進行傳輸，從而完成整個視頻數據信息的 采集處理過程。
在視頻數據信息采集的過程之中，聯網數據采集管理示意圖如圖 5.4 所示。
從圖 5.4 聯網數據采集管理示意圖之中可以看出詳細的操作內容，主要視頻數據 信息通過自動化的采集方式進行操作，另外的視頻信息通過手工數據的導入操作，將 自動化的視頻采集方式與手工的方式進行結合，從而高效率的保障視頻采集的過程。
對整個視頻信息進行分析處理的過程之中，定時對視頻進行采集，按照業務規定 對視頻信息進行采集，需要設定視頻信息管理系統的多個方面的信息，包括視頻信息 的采集周期、視頻資源采集時間及具體采集的規則，有效的獲取視頻資源。在對視頻 數據信息進行處理的時候，需要設定視頻資源的時間戳等信息，有效的維護整個視頻 資源數據信息。
視頻信息的采集路徑主要是是部署的各個攝像頭對視頻數據信息，采集的周期根 據現場要求進行設置，本項目基準設定為分辨率720P,碼流率2M，幀率25fpso對 于某些重點領域，需要采用精度更高的設備進行視頻數據的采集，凝視型攝像頭分辨 率最高4K。云臺水平最高轉速50°/秒，垂直最高轉速24°/秒。
5.2信息傳輸功能詳細設計與實現
控制信息、巡檢信息、報警信息和視頻信息等，按照工作流程在網絡系統各級傳 輸。本項目主要數據傳輸類型為視頻數據，在公安巡檢業務上有較高的實時傳輸需求， 因此采用 RTP 協議傳輸。
具體此業務功能模塊的操作流程圖如圖5.5 所示。
圖 5.5 信息傳輸主要流程圖
信息傳輸主要流程圖之中可以看出詳細的業務操作工作，針對不同需要進行傳輸 的信息進行操作，包括控制信息、視頻信息、巡檢信息等內容。
對應信息傳輸管理操作的業務類圖如圖5.6 所示。
從圖 5.6信息傳輸業務類圖之中可以看出詳細的業務類包括的操作內容，主要分 為 Information transmission 業務類及 information 業務類，對應信息傳輸業務邏輯功能 類及信息管理兩個方面。在 Information transmission 信息傳輸業務類之中，由軟件開 發人員負責實現次業務邏輯功能，負責對視頻信息管理系統之中不同的數據信息進行 處理與操作,information業務類主要作用負責對視頻信息管理系統不同類型的數據信 息進行管理操作，包括報警信息、控制信息內容。
Information transmission
-id information
-Function Name -id
-Function Type -Operating content
-user -information name
-permissions -information type
-date +add()
-Operating content +delete()
+modfity() +modfiy()
+delete() +query()
+query()
圖 5.6 信息傳輸業務類圖
對應此業務功能的處理時序圖如圖 5.7所示。
圖 5.7 信息傳輸時序圖
從圖 5.7 信息傳輸管理時序圖之中可以看出詳細的數據信息管理流程，首先業務 點擊業務功能模塊進行操作，按照要求對數據信息進行管理，系統負責對用戶填寫的 數據信息進行審核，審核通過之后，則對此業務功能模塊的數據信息進行更新。
5.3權限管理功能詳細設計與實現
對于視頻信息管理系統而言，主要具有的功能管理模塊包括信息存儲與備份、自 動巡檢、報警信息處理等具體的管理功能。除此之外，對于系統設置管理也是其中比 較重要的功能，系統設置功能主要有用戶識別功能、身份認證機制、權限管理功能等 方面，進而實現系統設置功能的操作。
主要負責對系統的使用者的一種使用權限的管理，對于身份管理系統而言，包括 的主要操作是用戶在登錄系統時，通過輸入相應的用戶名和密碼，在系統數據庫中對 用戶信息進行相應的比對，信息顯示一致時才能登陸系統。在身份認證管理系統中， 主要的操作是設置信息管理中心，在信息管理中心設置用戶的個人信息，在視頻信息 管理系統中，采用統一的身份信息認證方式，針對用戶的身份進行認證，從而提高系 統的用戶及系統的信息的安全級別。具體統一用戶管理及身份認證架構如圖5.8所示。
數據中心
用戶
圖 5.8 用戶管理架構
根據圖 5.8 用戶管理架構圖我們可以得到,用戶通過用戶注冊中心進入用戶管理 系統,然后在服務器管理中心設置相應的用戶個人信息,根據統一認證服務系統進行 用戶認證,在網絡應用服務器中進行應用操作,本項目認證管理系統可以較大程度保 證數據庫的安全性。用戶管理流程如圖 5.9 所示。
圖 5.9 系統登錄流程圖
從圖 5.9 用戶管理流程圖中可以看到,管理員對用戶的信息進行修改,之后對用 戶的操作權限進行設置,從而完成此業務功能模塊的操作。
系統設置模塊類圖如圖 5.10 所示。
圖 5.10 系統設置模塊類圖
從圖 5.10 身份認證管理類圖中可以看到,在系統的認證管理模塊,用戶類的操 作主要包括了對用戶的編號信息、用戶名稱等屬性進行管理,在用戶類添加信息、修 改信息和設置信息權限等。在權限信息類之中主要是對權限信息進行操作，包括用戶 可以操作的系統功能，屬于的部門等內容，根據用戶的工作職能進行權限設置。
詳細的操作時序圖如圖 5.11所示。
圖 5.11 用戶權限設置時序圖
5.4信息存儲和備份功能詳細設計與實現
通過對E市公安巡檢、礦區安監兩個業務涉及的視頻數據采集點進行統計分析， 得出以下數據：直接接入本項目的城區攝像頭為20路，礦區地面攝像頭為8路。依據 視頻采集的基準設定標準720P分辨率，得出每路視頻數據容量為1G/Hr,對28路地面 攝像頭的開機時間策略進行具體計算后，加權平均為每路每日開機17Hr,本項目每日 視頻數據量為475G，每月地面視頻數據總量為14T,每月礦區遙感數據1T,視頻、影 像數據總量為每月15T。根據E市市府及相關業務部門要求，視頻數據要保存2月，本 項目需要30T存儲容量。為統一管理這些數據，設計了存儲管理軟件功能模塊。
該功能實現的程序流程如圖5.12所示。
從圖5.12信息添加程序流程圖之中可以看出業務處理流程，首先獲取頁面之中 基本信息，對此業務的合法性進行驗證，驗證通過的話點擊對應的數據庫進行操作， 如果驗證不通過，程序給出用戶具體的提示信息，在對數據庫進行插入操作的時候， 如果插入成功，給出提示信息，否則給出插入失敗的提示內容。
圖 5.12 信息存儲程序流程圖
圖 5.13 信息存儲業務類圖
對于信息存儲業務管理,是系統的基本業務功能模塊,主要對視頻信息、音頻信
息等信息進行存儲，之后對存儲的數據信息進行備份。管理員根據業務的信息，首先 點擊此業務功能模塊，選擇信息存儲管理，按照系統的要求對數據信息進行錄入操作； 系統對用戶輸入的數據信息進行判斷，如果符合要求則進行錄入操作，對于錄入的不 合法的數據信息，管理員按照系統的提示進行修改，從而進行業務功能模塊的提交； 系統對業務的提交請求進行響應，完成數據庫信息在數據庫表格之中的存儲。對信息 存儲與備份操作的業務類圖如圖 5.13 所示。
從圖5.13信息存儲與備份的操作業務類圖之中可以看出主要的業務類分為三種， 分別是 administrator 業務類、information 業務類及 data backup 業務類，administrator 業務類主要的作用是負責對此業務功能進行操作，點擊具體的數據信息進行存儲與備 份操作，設置存儲的日期、備份的時間等內容，從而完成業務邏輯功能的操作，提升 總體視頻信息管理系統的安全性。
對于信息存儲業務，對應操作的時序圖如圖 5.14 所示。
圖 5.14 信息存儲管理操作時序圖
從圖 5.14 業務管理時序圖之中可以看出詳細的數據信息管理流程，首先業務點 擊業務功能模塊進行操作，按照要求對存儲的數據信息進行錄入，系統負責對用戶填 寫的數據信息進行審核，審核通過之后，則對此業務功能模塊的數據信息進行更新。
5.5巡檢功能詳細設計與實現
在視頻信息管理系統之中，日常巡檢是重要的工作內容，此業務功能模塊的設計 如圖 5.15 所示。
從圖 5.15 巡檢處理功能結構圖中可以看出巡檢的工作內容，主要從三個方面進 行處理，分別是計劃制定、巡檢處理及巡檢監控業務，這三個方面的業務詳細的工作 內容由下面所示。
1計劃制定業務：此業務主要分為兩個方面的工作內容，一個方面針對固定的計 劃進行制定，根據巡檢的區域、時間等安排人員進行巡檢；處理固定計劃之外的安排，
另外的是臨時安排的巡檢計劃，主要根據任務進行安排。對巡檢計劃進行制定之后， 下發任務的方式通過工單進行制定。
巡檢管理
圖 5.15 巡檢處理功能結構圖
2巡檢處理業務：此方面的業務主要針對巡檢過程中檢查的情況進行匯報，由人 員負責進行錄入，從而完成巡檢。
3巡檢監控業務：主要針對工作的巡檢業務進行監控，主要的方式是不定時的對 工作人員巡檢業務的執行狀況、工作人員的簽到情況等內容進行監控，從而提高單位 巡檢業務的工作效率。
在視頻信息管理系統之中，日常處理業務最多的為設備巡檢業務，對監控點進行 定時或者臨時巡檢操作。首先需要根據監控視頻設備的實際狀態制定巡檢的計劃，巡 檢計劃的具體安排包括人員安排、巡檢安排等內容。在具體的巡檢計劃之中，巡檢人 員需要根據巡檢計劃的工作人員，對監控視頻設備的動力設備、主設備等進行檢查維 護，如果巡檢之中出現問題，則需要對問題類型進行判斷，如果當場可以解決則進行 現場處理，之后將故障的信息、處理的情況等內容錄入到視頻信息管理系統之中。如 果出現的故障類型不能解決，則及時上報，由上級部門派出專家進行技術支持。
業務邏輯功能對應操作的流程圖如圖 5.16 所示。
從圖 5.16 巡檢工作流程圖之中可以看出詳細的工作內容，首先針對業務功能需 求，系統設定詳細的巡檢工作計劃，將此計劃進行審批，如果審批通過之后安排人員 進行巡檢操作，將對應的巡檢結果進行記錄，從而完成此業務邏輯功能的操作。
在巡檢業務的管理操作之中，包括的業務功能模塊較多，有巡檢計劃的制定、巡 檢出現故障的處理及巡檢狀況的監控，日常這些信息對應由專門的人員進行處理，巡
檢計劃的制定需要綜合各個方面的情況進行制定。對于巡檢過程之中記錄的詳細信息 進行上報填寫。巡檢監控則負責對工作人員的實際工作狀態進行管理，以此促進大家 工作的積極性，日常針對這些巡檢業務的檢查。
圖 5.16 巡檢工作流程圖
詳細的操作時序圖如圖 5.17 所示。
從圖 5.17 巡檢監控管理時序圖之中，首先對用戶輸入的信息進行驗證，驗證通 過之后點擊巡檢查詢業務，可以對巡檢信息進行查詢，業務邏輯代碼從數據庫之中進 行查詢處理，從而完成此業務功能模塊的操作。
5.6報警信息處置功能詳細設計與實現
視頻信息管理系統中，報警信息處置主要針對系統傳輸的報警信息進行處理，報 警業務功能處置主要針對連入整個的系統的各個商家、商場等提供報警業務功能，前 端負責采集信息的傳感器當發生異常時候自動進行報警。
具體流程圖如圖 5.18 所示。
在圖 5.18 報警信息工作管理的具體過程中，日常對連入系統之中的商戶進行管 理，如果出現異常，及時傳輸報警數據信息，通過公安部門進行處理。系統負責對報 警信息處理之后，將數據信息進行提交，系統判斷是否成功提交，提交之后更新對應 的數據庫信息。此功能模塊主要負責對報警信息進行處理，分組的具體管理頁面為 adminGroup.aspx,管理員點擊具體功能模塊之后調用此頁面，通過具體的業務邏輯 功能對報警信息進行管理，然后具體調用數據庫的數據信息，處理之后更新相應的數 據信息。報警信息處置功能的具體信息包括報警信息錄入、報警信息處理等，管理員 點擊處理之后，業務邏輯處理頁面向具體的 ListServlet 進行請求。
圖 5.18 報警信息工作管理流程圖
此業務功能模塊的業務類圖如圖 5.19 所示。
administrator alarm information
-id
-name -password -permissions -department -id
-Alarm time
-Alarm location
-Alarm content
-emergency degree
+delete() +modfity() +query() +add() +add() +delete() +modfiy() +query()
圖 5.19 報警信息處置業務類圖
從圖 5.19 報警信息處置業務類圖之中可以看出詳細的工作內容，主要由管理員 業務類及報警信息業務類兩個方面構成，負責對報警信息的時間、地點、內容及緊急 程度進行快速處理。詳細的操作時序圖如圖 5.20 所示。
圖 5.20 報警信息處置操作時序圖
從圖 5.20 報警信息處置管理時序圖之中，首先對用戶輸入的信息進行驗證，驗 證通過之后點擊報警信息處置業務，可以對報警處置信息進行查詢，業務邏輯代碼從 數據庫之中進行查詢處理，從而完成此業務功能模塊的操作。
5.7礦區視頻信息處理及應用功能詳細設計與實現
目前，E市對礦區安全監督管理基本采用逐級統計上報和群眾舉報的模式，上報 數據真實性、時效性都很有限。
針對礦區安全監管現存的問題，本項目將地面視頻監控數據信息、無人機視頻數 據信息和高分遙感影像信息統一接入視頻信息管理系統，之后通過相應視頻影像分析 工具進行底層多系統、多庫數據的整合分析，進行可視化界面顯示，全面提升礦山安 全生產監測水平與社會化服務水平。
監測流程圖如圖 5.21 所示。
圖 5.21 礦山常態監測與應急監測流程圖
視頻影像分析基于地球剖分網格技術，實現對地面視頻信息、無人機視頻信息、 衛星影像等進行聚合，挖掘內在的關聯關系，構建挖掘模型，通過機器學習、聚類分 析等數據挖掘方法，根據礦區人員活動統計、地形地貌變化等信息，建立危險性評價 模型，設定觸發因子及權重，當預測值達到規定閾值時，發出警報，報警信息可通過 數據接口向視頻信息管理系統發送。對可能存在的越界開采、未批先建、私挖濫采、 非法盜采等行為進行動態監測，通過多時相視頻、遙感監測，發覺各種特征數據的變 化，進行違法行為趨勢分析與預測。
圖 5.22E 市 CMS 銅礦崩塌視頻、影像信息分析
預測分析可視化效果如圖 5.23 所示。
圖 5.23 預測分析示意圖
立體剖分網格
屬性數據
格
警詢
高程數據
球面剖分網格
GeoSOT剖分網格
J 統一空間網格編碼
數據標識 1 = 1 ID |空間網格編碼|時間編碼|其他字釦
目標數據
圖 5.24 多源異構數據一體化空間編碼原理示意圖
在視頻管理系統之中，數據清洗主要工作是進行數據歸類，按數據是否具有時空 信息分為兩類，并把數據做好標記。對于礦山高分遙感數據、無人機數據等進行分類， 根據其所在的地理位置或數據表征的地理區域范圍，生成統一的空間網格編碼，從而 實現各類數據在地球剖分網格上的一體化組織與關聯。當進行數據查詢時，只需要在 系統底圖上通過矩形框選或者多邊形框選，就能快速檢索到對應區域的所有數據。
業務數據接口是指礦區各業務系統、分析工具與視頻信息管理系統之間的接口，
具體接口關系如下圖所示，詳細如圖 5.25 所示。
5.8 本章小結
此章節主要的工作任務是對需求分析參與的信息采集、信息傳輸、權限管理、信 息存儲與備份、自動巡檢、報警信息、礦區視頻信息處理及應用等業務功能模塊進行 實現。
第六章 系統測試
對于視頻信息管理系統，系統測試是整個軟件工程開發的最重要的工作步驟，主 要的內容是依據系統實現的內容與需求分析階段確定目標進行闡述，從而確定系統的 開發內容是否存在功能，對測試環境、功能測試及性能測試三個方面的內容進行詳細 的分析。
6.1 測試環境
對于視頻信息管理系統的測試環境，主要配置的內容主要分為客戶端及服務器兩 個部分，配置主要分為硬件配置及軟件配置兩個方面的內容，總體的測試環境滿足視 頻信息管理系統的運行環境，從而便于系統的測試人員對這些業務功能發起測試操作， 具體測試環境的配置內容如表 6.1 所示。
表 6.1 測試環境
名稱 軟件配置 硬盤配置
服務器端Web服務器 采用 IIS 服務器，操作系統為 Windows server 2008 硬盤4TB,內存64G
服務器端數據庫服務器 采用 SQL Server 2008，操作系統 為 Windows server 2008 硬盤4TB，內存64G
客戶端 Win 7 IE8.0 以上的瀏覽器 普通配置
6.2 功能測試
對于視頻信息管理系統而言，在進行測試的時候，首先對系統的環境進行配置。 系統測試環境配置完成之后，將視頻信息管理系統的程序進行編譯，編譯之后的程序 部署在系統的Web服務器之中，數據庫服務器建立好系統所需要的數據庫表格。
對于系統的功能測試，主要采用黑盒與白盒相結合的方式進行測試，測試人員依 據設計好的測試用例，對Web服務器所在系統程序平臺發起訪問請求，對每一個測 試用例進行測試，記錄測試過程中的出現的問題，在功能測試結束之后對測試過程之 中的問題進行匯總，之后將匯總的問題反饋給軟件程序開發人員，其進行修改之后繼 續進行測試，多次迭代之后，完成業務功能模塊的測試。
對于視頻信息管理系統的功能測試，主要關注前臺測試及后臺測試兩個方面的操 作內容，分別由不同的操作用戶完成，具體視頻信息管理系統的登錄界面如圖 6.1 所 示。
圖 6.1 系統登錄界面
具體用戶操作的內容如下面所示。
對于系統的后臺測試，其主要操作的角色為系統管理，測試的內容如下面所示。
1.根據系統分配的用戶信息進行登錄測試，判斷是否測試成功。測試成功進入視 頻信息管理系統之中。
2.選擇用戶管理進行操作，添加用戶的詳細信息，包括用戶名、部門、操作權限、 操作密碼等內容，之后將創建的用戶信息進行登錄處理，判斷創建的用戶是否符合當 初的創建需要。
3.在管理員登錄視頻信息管理系統之后，選擇信息采集、權限管理等業務功能模 塊，查看是否所有的業務功能模塊都可以順利操作，包括數據信息的更新、修改等操 作，對處理之后的結果進行檢查，判斷其是否和系統的預期是一致的，從而完善整個 系統平臺的開發。
對于系統的前臺測試，主要由創建的各個用戶進行操作，主要針對自動巡檢、報 警信息處置、信息采集、信息傳輸等進行操作，部分操作測試的內容如下面所示。
系統用戶點擊輸入視頻信息管理系統網址進行訪問，對用戶的信息驗證通過之后， 用戶點擊進行操作。用戶對各個業務功能模塊進行操作，判斷是否能夠正常進行響應； 對數據業務操作主要包括數據信息的更新、添加與刪除操作，進行操作之后，將數據 庫之中的結果數據與預期數據進行比對，判斷兩者是否一致，同時點擊查詢系統的操 作日志，確定系統日志功能是否保存用戶的操作信息；對于視頻信息管理系統，針對 各個業務功能模塊不僅需要單獨進行測試，對于也需要對某些功能交叉測試用例進行 詳細測試，判斷系統業務功能模塊是否出現問題；對系統的業務功能模塊進行測試時 候，依據系統的使用說明書進行操作，確定系統業務功能模塊的輸入與輸出是否與說 明書的內容一致，記錄其中出現的問題操作業務功能模塊。
6.2.1信息采集功能測試
在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注信息采集業 務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表 6.2 所示。
表 6.2 信息采集管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-1
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對信息采集進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊信息采集進行操作，記錄測試的結果信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.2的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成信息采集業務模塊的測試，確 定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.2信息傳輸功能測試 在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注信息傳輸業 務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表6.3所示。
表 6.3 信息傳輸管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-2
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對信息傳輸進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊信息傳輸進行操作，記錄測試的結果信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.3的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成信息傳輸業務模塊的測試，確 定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.3權限管理功能測試 在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注權限管理業 務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表6.2所示。
表 6.4 權限管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-3
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對權限管理進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊權限管理進行操作，記錄測試的結果信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.4 的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成權限管理業務模塊的測試，確 定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.4信息存儲與備份功能測試 在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注信息存儲與 備份業務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表 6.5 所示。
表 6.5 信息存儲與備份管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-4
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對信息存儲與備份進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊信息存儲與備份進行操作，記錄測試的結
果信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.5 的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成信息存儲與備份業務模塊的測 試，確定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.5自動巡檢功能測試 在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注自動巡檢業 務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表 6.6 所示。
表 6.6 信息采集管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-5
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對自動巡檢進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊自動巡檢進行操作，記錄測試的結果信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.6的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成自動巡檢業務模塊的測試，確 定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.6報警信息處置管理功能測試 在視頻信息管理系統之中，對多個業務功能模塊進行測試，主要關注報警信息處 置業務與需求分析確定的內容進行比較分析，詳細測試用例分析如表6.7所示。
表 6.7 信息采集管理測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-6
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對報警信息處置進行管理
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊報警信息處置進行操作，記錄測試的結果
信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.7的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成報警信息處置業務模塊的測試， 確定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.7視頻信息處理應用功能測試 在視頻信息管理系統之中，視頻信息處理應用主要是對系統之間的多種數據信息 進行融合分析，從而進行巡檢與報警，詳細測試用例分析如表6.8所示。
表 6.8 視頻信息處理應用功能測試用例
測試編號 視頻系統管理系統測試-7
測試前提 輸入用戶名、密碼進行登錄操作
系統測試點 按照業務需求的工作步驟對多種數據信息進行融合分析
工作目標 判斷系統的測試結果是否出現問題
預置條件 業務功能模塊對用戶的操作給出操作提示
過程 登錄視頻信息管理系統，點擊視頻信息處理應用功能，記錄測試的結果
信息
結論 測試結果正確，與需求一致
從表 6.8 的測試用例表之中分為的內容有測試編號、測試前提、系統測試點、工 作目標、預置條件、過程及結論等工作內容，從而完成視頻信息處理應用功能的測試， 確定測試結果符合系統的工作目標。
6.2.8測試結果分及析 對于視頻信息管理系統的功能測試，主要依據系統給出的測試用例進行測試，對 每一個功能測試用例進行測試之后，接著的主要工作是對系統業務功能模塊之間的交 叉測試用例進行測試，從而確定整個業務功能模塊實現的操作是否符合當初的設計要 求，從而確定整個視頻信息管理系統的基本業務框架。
在視頻信息管理系統之中，系統包括眾多的業務功能模塊，主要有信息采集、信
息傳輸、權限管理、自動巡檢等業務，其中視頻資源采集業務功能如圖 6.2 所示。
圖 6.2 信息采集界面
從圖 6.2 信息采集界面之中可以看出詳細的業務，信息采集主要由攝像頭完成，
主要傳輸的數據信息是視頻信息。處理視頻信息之外，系統同時傳輸控制信息、報警 信息等內容，針對這些數據信息，系統提供搜索操作，詳細的業務操作界面如圖 6.3 所示。
圖 6.3 視頻檢索操作界面
從圖 6.3 視頻檢索操作界面之中可以看出業務功能模塊的處理內容，用戶需要選 擇檢索的視頻類型、檢索的視頻時間等信息，從而完成對視頻信息的檢索操作。
圖 6.4 信息存儲界面
從圖 6.4 信息存儲界面之中可以看出詳細的存儲內容，存儲的內容包括車牌號、 設備類型、設備名稱、行駛方向、車道號、拍攝時間等內容。
對數據信息進行分析的業務功能界面如圖 6.5 所示。
圖 6.5 業務分析界面
從圖 6.5 業務分析界面之中可以看出詳細的操作內容，主要針對信息、設備、用 戶權限等進行統計分析操作。對應用戶權限的設置界面如圖 6.6所示。
圖 6.6 用戶權限設置界面
從圖 6.6 用戶權限設置界面之中可以看出操作內容，根據用戶所在的部門及具體 的操作職能，對用戶的操作權限進行設置，提高視頻信息管理系統的安全性。系統巡 檢業務功能模塊的主要任務是對各個視頻進行管理維護，詳細的操作界面如圖 6.7 所
示。
從圖6.7自動巡檢操作界面之中可以看出日常設備的維護信息，通過系統的傳輸， 工作人員及時維護出現問題的設備。
在礦區視頻信息處理應用功能之中，通過視頻管理系統的數據綜合分析能夠實現 對于煤礦和非煤礦山的越界開采監測、未經審批的新、改、擴建項目視頻、影像特征 提取并解譯疑似非法圖斑信息，指導安監部門判斷決策。具體測試結果效果圖如圖
6.8與圖 6.9 所示。
對視頻信息管理系統進行各項業務功能模塊的測試之后，對總體的測試結果進行 分析，結合測試的結果與需求分析階段確定的工作目標，可以得出下面幾個方面的內 容。
1.系統的大部分功能測試的用例的測試結果符合預期，對于某些測試用例不能滿 足操作結果的內容，反饋給系統的開發人員，對這些問題進行修改之后，這些功能測 試都滿足需求階段設定的目標；
2.對系統的業務功能測試是系統的重要工作內容之一，經過功能測試之后可以發 現，針對用戶的操作請求，系統能夠進行快速的響應，針對不同類型的業務操作內容， 數據庫可以正常進行存儲，管理等內容，從而實現整個系統數據信息的存儲、處理及 更新等；
3.系統具備良好的交互性，在視頻信息管理系統之中，各個業務功能模塊能夠對 用戶的操作請求進行響應并給出對應的提示信息，用戶能夠對視頻信息管理系統進行 快速操作，有效提升了總體視頻信息管理系統的便利性；
4.針對業務功能模塊的測試可以發現，系統應用程序及數據信息存儲的安全性滿 足整個視頻信息管理系統的操作請求，系統具備良好的安全性能，對用戶的操作權限 進行嚴格的驗證，最大程度的提升視頻信息管理系統的安全性。
6.3 性能測試
性能測試主要是對軟件的運行能力進行測試，主要包括系統的運行狀態、系統負 荷量、以及軟件的時間性能進行測試，主要采用了LoadRunner這一測試工具，針對大 量用戶同時使用系統的問題進行模擬測試，從而查找系統運行方面存在的問題，這一 測試工具不僅能夠查找系統運行中的問題，還能對系統整體架構進行測試，同時預測 系統整體性能。下面是對系統性能測試的詳細描述。
1.模擬系統運行環境，系統所使用的壓力測試工具為Loadrunner7.8，以此搭建系 統運行開發環境。
2.測試結果的使用，系統采用LoadRunner的Analysis組件用來分析測試結果，并 將測試結果撰寫測試數據報告分析。
系統性能測試軟件主要采用LoadRunner8.1，在系統腳步測試與系統測試記錄方 面發揮作用，采用LoadRunner8.1軟件測試工具能夠及時的反應軟件開發情況，能夠 講各個服務器和相關組件的運行情況進行跟蹤記錄，病講記錄結果保存在系統數據庫 中，返回客戶端頁面。
1.模擬大量的客戶同時訪問系統時系統的承受能力機運行情況，并將業務模塊反 應情況記錄在系統中。
2.真實模擬當系統訪問量在不同的階段時的系統運行情況，比如將系統訪問量分 為100、 200、 500等不同階段，連續測試和記錄，從而實現系統測試目標。
3.真實摸摸你在多各用戶同時使用某個業務或是多個業務統統是操作時的系統 運行情況，并進行多次連續測試。
下面將詳細敘述系統性能測試的運行情況。
對于視頻信息管理系統的性能需求，具體的要求如下面所示。
表 6.9 性能需求測試結果表
非功能需求 需求內容 需求指標 測試結果
性能需求 系統的平均響應時間 在3s之內 測試結果2s
性能需求 系統的最大響應時間 在6s之內 測試結果為5s
系統并發性 500用戶同時登錄系統進 行操作時候 系統各個業務功能模 塊正常響應 符合測試要求
系統安全性 系統運行期間安全性 安全性良好 符合要求
從上可以得知，系統性能完全達到了系統指標要求。
6.4 系統小結
對于視頻信息管理系統，本章測試主要針對功能與性能兩個方面進行工作，功能 測試通過測試用例圍繞著需求分析階段確定的六個業務功能模塊進行分析，性能測試 則是給出了系統的響應時間、并發性等測試的結果內容。
第七章 結束語
7.1 系統總結
在視頻信息管理系統之中，主要的工作內容是按照軟件工程的開發規律進行操作， 具體采用面向對象的開發方法進行，將視頻信息管理系統分為多個業務功能分別進行 需求分析、設計與實現的相關操作。在整個信息管理系統的設計與實現的過程之中， 首要的工作的是對系統需求方面的內容進行操作分析，形成需求規格說明書，由用戶、 軟件開發人員等各方面的用戶共同簽字進行確定。根據視頻信息管理系統的工作內容 可以看出，其主要的需求是對整個數據信息進行采集、傳輸、處理等，這些業務功能 需求主要通過用例圖進行建模，在用例圖之中詳細敘述了每一個業務功能模塊的角色、 操作用例等內容，從而使得軟件程序開發人員能夠明確整個系統的實現內容。
需求分析確認之后，下一步主要的工作就是圍繞需求分析階段確定的工作內容進 行設計、實現、測試及優化工作，一切的工作目標是完成系統提出來的需求分析的工 作內容。在系統設計階段，主要的內容是對系統總體設計，包括體系架構方面、網絡 架構方面及數據庫等進行設計，體系架構設計通常采用三層架構設計的方式進行，數 據庫設計主要圍繞數據庫實體設計及數據庫表格設計兩個方面，從而將視頻信息管理 系統之中的數據信息進行存儲，此時整個軟件工程設計工作之中的工作重心；在系統 的實現階段，主要的工作是采用流程圖、UML圖等多種方式對系統的實現過程進行 敘述，從而完成需求分析階段確定的目標與具體的工作內容；在系統的業務功能實現 之后，下一步主要的工作內容是對各個業務功能模塊進行系統的測試，分析出系統業 務功能模塊實現之中可能存在的問題從而進行修改與完善。
在視頻信息管理系統的整個業務功能模塊實現的過程之中，UML伴隨著整個業 務功能模塊的實現操作過程，在需求分析之中，UML之中的用例圖處于核心的關鍵 作用，通過角色與用例名稱對整個系統的實現內容進行敘述；在業務功能的設計與實 現之中，類圖、時序圖等在整個信息管理系統的實現過程之中，起著重要的作用。總 體視頻信息管理系統實現采用的技術架構為.NET技術平臺，前臺頁面技術采用 ASP.NET的實現方式進行，采用SQL Server數據庫的方式對數據信息進行存儲，首 先確定整個數據庫存儲的數據庫實體，接著對數據庫實體存儲的數據信息進行數據庫 表格的詳細設計，給出存儲的每一個字段、類型及對應存儲的內容，從而完成核心業 務功能模塊的實現內容。
7.2 系統展望
對于視頻信息管理系統而言，由于其本身是一個龐大的業務管理系統，包括多個 方面的業務功能內容，本系統敘述說明的業務功能模塊主要是本人參與需求分析、系 統設計與實現的部分業務功能內容，目前系統總體開發穩定，已經投入到日常的使用 之中，后續主要的維護與優化的內容主要在于如下兩個方面。
1.針對視頻信息管理系統之中存儲的多種數據信息，由于包括視頻數據信息、設 備自檢數據信息等內容，需要對這些大量數據信息進行優化存儲，數據庫的設計至關 重要，后續需要根據系統在實際使用過程之中的場景進行優化分析，從而完善視頻信 息管理系統的開發；
2.在系統的日常使用之中，軟件開發人員需要及時根據客戶的最新使用體驗，及 時對使用效果不好的業務功能進行優化，另外就是對存在問題的業務功能模塊進行改 進，完善業務功能模塊的開發。
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