Luận văn: Nghiên cứu giải pháp kết nối các hệ thống camera tại Thành phố Tam Kỳ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu giải pháp kết nối các hệ thống camera giám sát tại TP. Tam Kỳ, đề xuất mô hình kiến trúc, truyền dẫn và an ninh hệ thống.

• Tác giả: Nguyễn Văn Bổn
• Người hướng dẫn: Nguyễn Gia Như
• Trường học: Trường Đại học Duy Tân
• Chuyên ngành: Khoa học máy tính
• Đề tài: Nghiên cứu triển khai giải pháp kết nối các hệ thống camera trên địa bàn thành phố Tam Kỳ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Đà Nẵng

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP VỀ HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT QUY MÔ LỚN CHO ĐÔ THỊ
• 1.1. CÁC MÔ HÌNH CAMERA GIÁM SÁT ĐÃ TRIỂN KHAI TRONG NƯỚC
• 1.2. CÁC MÔ HÌNH CAMERA ĐÃ TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI
• 1.2.1. Kiến trúc camera giám sát cơ bản
• 1.2.2. Kiến trúc hệ thống camera giám sát thông minh
• 1.3. SO SÁNH GIỮA MÔ HÌNH CAMERA GIÁM SÁT TRONG NƯỚC VÀ QUỐC TẾ
• 2. CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT VỀ HIỆN TRẠNG CÁC HỆ THỐNG CAMERA CÔNG CỘNG HOẠT ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ TAM KỲ
• 2.1. KHẢO SÁT THỰC TẾ CÁC HỆ CAMERA
• 3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA CÁC HỆ THỐNG CAMERA
• 3.1. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÓM CAMERA XÃ HỘI HOÁ
• 3.2. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÓM CAMERA GIAO THÔNG
• 3.3. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA NHÓM CAMERA UBND CÁC PHƯỜNG, XÃ
• 3.4. ƯU, NHƯỢC ĐIỂM HỆ THỐNG CAMERA CÔNG AN THÀNH PHỐ
• 3.5. ĐÁNH GIÁ TỔNG THỂ HỆ THỐNG CAMERA TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ
• 3.5.1. Về quy mô
• 3.5.2. Về mặt kiến trúc
• 3.5.3. Về mặt chuẩn được áp dụng
• 4. CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG MÔ HÌNH KẾT NỐI CÁC HỆ THỐNG CAMERA THÀNH PHỐ TAM KỲ
• 4.1. LỰA CHỌN MÔ HÌNH KIẾN TRÚC
• 4.1.1. Mô hình tham khảo
• 4.1.2. Mô hình đề xuất áp dụng
• 4.1.3. Đối chiếu và so sánh với mô hình tham khảo và mô hình chọn lựa
• 4.2. CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG CCTV TRONG MÔ HÌNH ĐỀ XUẤT
• 4.2.1. Hệ máy chủ quản lý hệ thống gồm các nhóm máy chủ như sau
• 4.2.2. Thành phần người dùng gồm
• 4.2.3. Phân hệ thiết bị đầu cuối
• 4.2.4. Phân hệ truyền dẫn – kiến trúc tổng quát
• 4.3. MÔ HÌNH KẾT NỐI VỀ TRUYỀN DẪN
• 4.3.1. Hiện trạng không gian địa chỉ IP tĩnh của các nhà mạng viễn thông trên địa bàn thành phố
• 4.3.2. Giải pháp kết nối truyền dẫn các hệ thống camera
• 4.3.3. Kiến trúc phân lớp theo BUS tích hợp các hệ thống camera
• 4.3.4. Các giải giải pháp mở rộng để tích hợp các thiết bị IOT vào hệ thống
• 4.3.5. Quy hoạch địa chỉ IP sử dụng nhóm thiết bị camera và IOT
• 4.4. MÔ HÌNH AN TOÀN AN NINH THÔNG TIN CHO HỆ THỐNG CCTV SAU KẾT NỐI
• 4.4.1. Tổng quan về các nguy cơ bảo mật, tấn công mạng đối với của hệ thống camera quy mô lớn
• 4.4.2. Các tiêu chuẩn an toàn an ninh khuyến nghị áp dụng đối với vấn đề cho mạng ngoại vi
• 4.5. MÔ HÌNH NGHIỆP VỤ CỦA HỆ THỐNG CCTV
• 4.5.1. Đề xuất mô hình nghiệp vụ
• 4.5.2. Các rủi ro khi áp dụng mô hình nghiệp vụ trên vào hệ thống CCTV thông thường
• 4.5.3. Các tương tác giữa các thành phần thuộc hệ thống CCTV đề xuất
• KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH SÁCH BẢNG BIỂU
• MỤC TỪ VIẾT TẮT

Tóm tắt

I. Tổng quan giải pháp kết nối camera giám sát tại Tam Kỳ

Thành phố Tam Kỳ hiện đang đối mặt với một thực trạng phổ biến tại các đô thị Việt Nam: sự tồn tại của hàng nghìn hệ thống camera giám sát hoạt động độc lập. Theo khảo sát từ luận văn thạc sĩ của Nguyễn Văn Bổn (2021), trên địa bàn có hơn 9.800 camera, trong đó 80% là camera xã hội hóa do người dân tự đầu tư. Các hệ thống này, bao gồm camera giao thông, camera an ninh của công an, camera tại các cơ quan hành chính và camera xã hội hóa, đang hoạt động một cách rời rạc, chưa được kết nối đồng bộ. Sự phân mảnh này dẫn đến nhiều hệ quả tiêu cực như đầu tư chồng chéo, lãng phí nguồn lực, khó khăn trong việc chia sẻ thông tin và giảm hiệu quả giám sát an ninh chung. Việc nghiên cứu và triển khai một giải pháp kết nối hệ thống camera giám sát tại TP. Tam Kỳ không chỉ là một yêu cầu kỹ thuật mà còn là một nhu cầu cấp thiết để xây dựng một hệ thống an ninh giám sát toàn diện, làm nền tảng cho đô thị thông minh. Một hệ thống tích hợp cho phép giám sát tập trung, phân tích dữ liệu hiệu quả, và hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý an ninh trật tự, điều phối giao thông và xử lý các tình huống khẩn cấp. Mục tiêu chính là xây dựng một mô hình kết nối tổng thể, đảm bảo tính đồng bộ, an toàn dữ liệu và thống nhất trong triển khai, tận dụng tối đa hạ tầng sẵn có và định hướng cho các dự án lắp đặt camera Tam Kỳ trong tương lai.

1.1. Thực trạng các hệ thống camera công cộng hiện có

Khảo sát thực tế tại Tam Kỳ cho thấy sự tồn tại của bốn nhóm hệ thống camera chính. Thứ nhất là hệ thống camera giao thông (GT-CCTV) do Sở GTVT quản lý. Thứ hai là hệ thống camera an ninh (CA-CCTV) do Công an thành phố quản lý. Thứ ba là hệ thống camera tại các cơ quan hành chính (UBND-CCTV). Cuối cùng và chiếm số lượng lớn nhất là hệ thống camera xã hội hóa (XH-CCTV) do người dân đóng góp. Các hệ thống này sử dụng đa dạng chủng loại thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau như DAHUA, HIKVISION, AXIS, CNB, với chất lượng và tiêu chuẩn kỹ thuật không đồng nhất. Đáng chú ý, hệ thống XH-CCTV và một phần UBND-CCTV thường sử dụng các giải pháp camera IP wifi không dây và lưu trữ cục bộ, gây khó khăn cho việc quản lý và xem camera từ xa một cách tập trung. Sự thiếu quy chuẩn chung dẫn đến tình trạng "mạnh ai nấy làm", tạo ra một mạng lưới giám sát phân mảnh và kém hiệu quả.

1.2. Nhu cầu cấp thiết về một hệ thống giám sát tập trung

Sự rời rạc của các hệ thống camera hiện tại tạo ra những "vùng mù" thông tin, khiến việc truy xuất và xâu chuỗi dữ liệu khi có sự cố xảy ra trở nên vô cùng phức tạp và tốn thời gian. Một giải pháp kết nối hệ thống camera giám sát tập trung sẽ giải quyết triệt để vấn đề này. Nó cho phép các cơ quan chức năng có cái nhìn toàn cảnh về tình hình an ninh, trật tự trên toàn địa bàn từ một trung tâm điều hành duy nhất. Việc kết nối camera qua mạng internet và các mạng dùng riêng một cách có cấu trúc sẽ giúp chia sẻ dữ liệu hình ảnh theo thời gian thực, phục vụ công tác chỉ huy, điều phối lực lượng nhanh chóng. Hơn nữa, việc tập trung hóa còn mở ra khả năng áp dụng các công nghệ phân tích video thông minh (nhận diện biển số, phát hiện đám đông,...) trên quy mô lớn, điều mà các hệ thống đơn lẻ không thể thực hiện được. Đây là bước đi nền tảng để tối ưu hóa nguồn lực và nâng cao năng lực quản lý đô thị.

II. Thách thức lớn khi kết nối hệ thống camera giám sát rời rạc

Việc hợp nhất các hệ thống camera đang tồn tại tại TP. Tam Kỳ thành một thể thống nhất phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật và quản lý. Vấn đề lớn nhất là sự bất đồng bộ. Bất đồng bộ về thiết bị đầu cuối, từ camera analog chất lượng thấp đến các camera IP hiện đại, mỗi loại tuân theo một chuẩn khác nhau. Bất đồng bộ về hạ tầng truyền dẫn, bao gồm kết nối Internet công cộng, mạng nội bộ (Intranet), mạng riêng ảo (VPN), và mạng đô thị. Bất đồng bộ về cấu trúc lưu trữ, từ các đầu ghi hình camera NVR đơn lẻ tại hộ gia đình đến các server lưu trữ tập trung chuyên dụng. Theo tài liệu nghiên cứu [9], tình trạng này dẫn đến "phân mảnh về dữ liệu", khiến việc tích hợp trở nên cực kỳ phức tạp. Ngoài ra, vấn đề an toàn thông tin cũng là một rào cản lớn. Đặc biệt, hệ thống camera xã hội hóa thường sử dụng tên miền trung gian của nhà sản xuất đặt tại nước ngoài, tiềm ẩn nguy cơ rò rỉ dữ liệu và mất an ninh thông tin. Việc thiếu một công ty camera an ninh Tam Kỳ có đủ năng lực để tư vấn và đưa ra một quy chuẩn chung cũng góp phần làm cho bài toán kết nối thêm phần nan giải. Việc sửa chữa camera tại Tam Kỳ khi gặp sự cố kết nối cũng trở nên khó khăn hơn do không có một quy trình chuẩn.

2.1. Phân tích hạn chế của nhóm camera xã hội hóa UBND

Nhóm camera xã hội hóa (XH-CCTV), mặc dù có số lượng đông đảo, lại là nhóm tồn tại nhiều vấn đề nhất. Việc sử dụng dịch vụ tên miền trung gian (DDNS) của hãng sản xuất không đảm bảo tính bền vững, dịch vụ có thể bị ngưng bất cứ lúc nào, dẫn đến mất kết nối. Dữ liệu hình ảnh truyền qua máy chủ nước ngoài làm gia tăng nguy cơ mất an toàn an ninh thông tin. Tương tự, hệ thống camera tại các UBND phường xã (UBND-CCTV) thường được đầu tư tự phát, thiếu đồng bộ, nhiều nơi vẫn sử dụng camera analog chất lượng thấp, không hỗ trợ các giao thức mạng chuẩn như RTSP, gây khó khăn lớn khi muốn tích hợp camera nhiều chi nhánh vào một hệ thống chung. Việc quản trị các camera này cũng rất manh mún, không có phần mềm quản lý video (VMS) chuyên dụng, gây trở ngại cho người vận hành.

2.2. Vấn đề bất đồng bộ về kiến trúc công nghệ và tiêu chuẩn

Đây là rào cản kỹ thuật cốt lõi. Mỗi hệ thống (Giao thông, Công an, UBND, Xã hội hóa) được xây dựng theo một kiến trúc riêng, từ phân tán đơn lẻ đến có hệ thống theo thứ bậc. Sự khác biệt về chuẩn nén hình ảnh (H.264, MPEG), giao thức truyền dẫn, và đặc biệt là thiếu một tiêu chuẩn chung về siêu dữ liệu (metadata) khiến việc "nói chuyện" giữa các hệ thống gần như là không thể. Ngay cả các hệ thống được đầu tư bài bản như camera giao thông cũng tồn tại các phân hệ độc lập, hoàn toàn đóng về công nghệ (ví dụ hệ thống của Pelco), không thể kết nối với bên ngoài. Việc thiếu một quy chuẩn kỹ thuật chung do các cơ quan chuyên ngành ban hành đã dẫn đến thực trạng đầu tư không thống nhất, tạo ra một hệ sinh thái camera phức tạp và khó quản lý.

III. Mô hình kết nối camera giám sát tối ưu cho TP

Để giải quyết các thách thức trên, luận văn của Nguyễn Văn Bổn đề xuất áp dụng một mô hình kiến trúc kết nối phức hợp: vừa tập trung vừa phân tán. Đây là giải pháp kết nối hệ thống camera giám sát linh hoạt, vừa đảm bảo khả năng quản lý đồng bộ, vừa tôn trọng tính độc lập tương đối của các hệ thống nhánh. Cụ thể, mô hình này sẽ thiết lập một trung tâm quản lý lõi (Hub-Core) đặt tại Trung tâm dữ liệu của thành phố. Hub-Core sẽ chứa các máy chủ quản lý chung, máy chủ sự kiện, máy chủ log và quản lý toàn bộ hệ thống. Các thành phần phân tán là các Hub nhánh, chịu trách nhiệm lưu trữ video trực tiếp từ các nhóm camera tại địa phương. Cấu trúc này giúp giảm tải cho mạng truyền dẫn trung tâm và tăng khả năng dự phòng. Các Hub nhánh bao gồm Hub-CA-CCTV (Công an), Hub-GT-CCTV (Giao thông), và Hub-UBND-CCTV (UBND phường xã). Đặc biệt, các camera giám sát qua điện thoại của người dân (XH-CCTV) sẽ được kết nối vào các Hub-UBND-CCTV gần nhất thông qua môi trường Internet. Mô hình này được đánh giá là tối ưu vì nó cho phép thiết lập chính sách an ninh chung, dễ dàng tích hợp các ứng dụng của bên thứ ba và có chi phí đầu tư hợp lý hơn so với mô hình phân tán hoàn toàn.

3.1. Lựa chọn mô hình kết nối tập trung có phân tán

Mô hình này là sự kết hợp thông minh giữa hai kiến trúc. Phần tập trung bao gồm các thành phần quản trị cốt lõi như máy chủ quản lý chung (VMS core), máy chủ quản lý sự kiện và cơ sở dữ liệu. Điều này đảm bảo toàn bộ hệ thống tuân thủ một chính sách vận hành và an ninh duy nhất, cho phép quản lý và cấu hình tập trung từ xa. Phần phân tán là các máy chủ ghi hình (Recording Server) được đặt tại các Hub nhánh. Các server này ghi lại video trực tiếp từ camera trong khu vực của mình. Cách làm này tối ưu hóa băng thông, tránh việc phải truyền toàn bộ hàng nghìn luồng video về một điểm duy nhất, đồng thời nếu một Hub nhánh gặp sự cố, các Hub khác vẫn hoạt động bình thường, đảm bảo tính bền vững cho toàn bộ hệ thống an ninh giám sát.

3.2. Cấu trúc các Hub quản lý và lưu trữ video chuyên dụng

Hệ thống sẽ được chia thành các Hub chức năng. Hub-Core là bộ não, đặt tại trung tâm dữ liệu thành phố, thực hiện vai trò điều phối. Hub-CA-CCTV đặt tại trụ sở Công an thành phố, quản lý và lưu trữ video từ hệ thống camera an ninh. Hub-GT-CCTV đặt tại Trung tâm đèn tín hiệu giao thông. Các Hub-UBND-CCTV sẽ được phân bổ tại trụ sở các phường, xã, không chỉ quản lý camera của UBND mà còn là điểm tiếp nhận kết nối từ các camera xã hội hóa trong địa bàn. Việc sử dụng các đầu ghi hình camera NVR chuyên dụng hoặc các máy chủ lưu trữ tại các Hub này đảm bảo hiệu suất ghi hình và khả năng truy xuất dữ liệu nhanh chóng, thay vì phụ thuộc vào các thiết bị lưu trữ đơn lẻ, thiếu tin cậy.

IV. Hướng dẫn triển khai các thành phần hệ thống giám sát

Việc triển khai thành công giải pháp kết nối hệ thống camera giám sát tại TP. Tam Kỳ đòi hỏi một quy hoạch chi tiết cho từng thành phần. Về thiết bị đầu cuối, cần đưa ra tiêu chuẩn kỹ thuật khuyến nghị áp dụng cho các dự án lắp đặt mới, ưu tiên camera IP hỗ trợ các giao thức chuẩn như ONVIF, RTSP, NTP, SNMP để đảm bảo khả năng tương tác. Về mạng truyền dẫn, mạng đô thị (MAN) của thành phố sẽ đóng vai trò là mạng xương sống, kết nối các Hub chính (Core, CA, GT, UBND). Các kết nối này cần được phân lớp bảo mật bằng công nghệ VLAN hoặc VPN/MPLS để đảm bảo an toàn. Đối với hệ thống camera xã hội hóa, kết nối sẽ được thực hiện qua Internet công cộng đến các Hub-UBND, đòi hỏi các giải pháp bảo mật mạnh mẽ tại điểm tiếp nhận. Hệ thống máy chủ quản lý là trái tim của giải pháp, cần được đầu tư đồng bộ với các phân hệ rõ ràng: máy chủ quản lý VMS, máy chủ CSDL, máy chủ quản lý sự kiện, máy chủ lưu trữ đám mây cho camera (tùy chọn cho các dữ liệu quan trọng) và máy chủ ghi hình phân tán. Việc lựa chọn một nền tảng VMS mở, có khả năng tích hợp nhiều loại thiết bị từ các hãng khác nhau như camera Dahua Tam Kỳ hay camera Hikvision Tam Kỳ là yếu tố then chốt cho sự thành công của dự án.

4.1. Quy hoạch phân hệ thiết bị đầu cuối và truyền dẫn mạng

Phân hệ thiết bị đầu cuối phải được chuẩn hóa. Các camera mới cần tuân thủ tiêu chuẩn tối thiểu về độ phân giải, chuẩn nén, và quan trọng nhất là hỗ trợ giao thức ONVIF để đảm bảo khả năng tích hợp. Đối với các camera analog cũ, cần sử dụng các bộ mã hóa (Encoder) để chuyển đổi tín hiệu sang IP trước khi kết nối vào hệ thống. Mạng truyền dẫn sẽ sử dụng mạng đô thị làm trục chính để kết nối các Hub. Mạng này cần được quy hoạch lại, phân chia thành các VLAN riêng cho hệ thống CCTV để cách ly lưu lượng, tăng cường bảo mật. Băng thông từ các điểm camera về Hub và từ Hub về trung tâm phải được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo truyền tải video chất lượng cao mà không gây nghẽn mạng. Việc bảo trì hệ thống camera và mạng lưới định kỳ là yếu tố sống còn để duy trì sự ổn định.

4.2. Xây dựng hệ thống máy chủ quản lý và cơ sở dữ liệu

Hệ thống máy chủ tại Hub-Core và các Hub nhánh phải được xây dựng với khả năng mở rộng và tính sẵn sàng cao. Phân hệ máy chủ quản lý VMS chịu trách nhiệm cấu hình, điều khiển, phân quyền người dùng. Phân hệ máy chủ CSDL lưu trữ thông tin về thiết bị, người dùng, và siêu dữ liệu (metadata) của video. Phân hệ máy chủ ghi hình (Recording Server) tại các Hub nhánh sẽ chịu tải chính, ghi lại các luồng video. Mô hình này yêu cầu một cơ sở dữ liệu được thiết kế tốt để quản lý hàng nghìn thiết bị và một lượng lớn video, cho phép tìm kiếm và truy xuất hiệu quả. Việc đồng bộ thời gian (NTP) trên toàn bộ máy chủ và thiết bị đầu cuối là bắt buộc để đảm bảo tính chính xác của dữ liệu ghi hình.

4.3. Yêu cầu về an toàn an ninh thông tin cho toàn hệ thống

An ninh là ưu tiên hàng đầu. Mô hình đề xuất cần áp dụng kiến trúc an ninh đa lớp. Ở lớp mạng, cần sử dụng tường lửa (Firewall), VPN để mã hóa đường truyền giữa các Hub. Ở lớp hệ thống, các máy chủ phải được bảo vệ, cập nhật bản vá thường xuyên. Ở lớp ứng dụng, phần mềm VMS phải có cơ chế phân quyền người dùng chặt chẽ, ghi lại mọi nhật ký truy cập (log) để phục vụ việc điều tra khi có sự cố. Đối với các thiết bị đầu cuối, cần thay đổi mật khẩu mặc định, tắt các dịch vụ không cần thiết và thường xuyên cập nhật firmware. Việc xây dựng một chính sách an toàn thông tin tổng thể và áp dụng đồng bộ cho toàn bộ hệ thống là yêu cầu bắt buộc để bảo vệ dữ liệu nhạy cảm và chống lại các nguy cơ tấn công mạng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP VỀ HỆ THỐNG CAMERA GIÁM SÁT QUY MÔ LỚN CHO ĐÔ THỊ. CÁC MÔ HÌNH CAMERA GIÁM SÁT ĐÃ TRIỂN KHAI TRONG NƯỚC Các đô thị lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh đã bắt đầu triển khai các hệ thống camera giám sát cho lĩnh vực công cộng trên địa bàn thành phố. Các hệ thống này đã góp phần cải thiện công tác quản lý đô thị ở các lĩnh vực như: giám sát an ninh trật tự, giám sát giao thông và môi trường. Thành phố Hà Nội hiện nay đã lắp đặt khoảng 3000 camera giám sát an ninh trật tự trên địa bàn thành phố.

Về tổng thể, hệ thống camera được tổ chức theo mô hình như Hình 3. Theo đó, hệ thống truyền dẫn được kết nối trên các phương tiện truyền dẫn gồm: - Hệ thống truyền dẫn mạng đô thị của doanh nghiệp (Mạng WAN). - Hệ thống kết nối thông qua môi trường Internet. - Hệ thống kết nối nội bộ Intranet thông qua các kết nối LAN.

Mô hình kết nối các hệ thống camera tại thành phố Hà Nội 8 Thành phần của hệ thống bao gồm các thiết bị đầu cuối là các thiết bị camera (gồm các loại camera quay quét, cố định, camera góc rộng, camera trên điện thoại thông minh), hạ tầng lưu trữ (gồm các hệ thống điện toán đám mây, thiết bị lưu trữ chuyên dụng, các server lưu trữ), hạ tầng phục vụ công tác giám sát (hệ thống màn hình, phần mềm giám sát và chỉ huy). Bên cạnh việc tổ chức hạ tầng trang thiết bị, Thành phố Hà Nội đồng thời xây dựng các ứng dụng liên quan đến hệ thống camera như: ứng dụng camera giám sát (CCTV) phát hiện đám đông tụ tập, ứng dụng CCTV giám sát lưu lượng giao thông và hành vi giao thông. Thông qua kết nối mạng, trung tâm điều hành được cảnh báo và thực hiện các công tác điều phối hỗ trợ lực lượng giao thông và công an trong bảo đảm an toàn giao thông và an ninh trật tự. Mô hình hình giám sát được mô tả ở Hình 1.

Mô hình CCTV giám sát an ninh trật tự và giao thông Bên cạnh đầu tư của nhà nước, hệ thống camera còn tích hợp các camera, hệ truyền dẫn theo hình thức đầu tư xã hội hoá (do người dân đóng góp). Việc tích hợp vào hệ thống thông qua Internet và được tổ chức theo các mô hình sau: - Mô hình camera xã hội hoá 1: Đặt các thiết bị lưu trữ cục bộ (NVR) 9 tại nhà người dân và sử dụng đường Internet nhà người dân. Mô hình này được minh hoạ tại Hình 1. Mô hình camera xã hội hoá 1 - Mô hình camera xã hội hoá 2: Người dân hỗ trợ camera.

Thiết bị camera được kết nối đến các NVR bằng tuyến FTTH đặt tại trụ sở cơ quan công quyền, nhà văn hoá công cộng lân cận. Mô hình này được minh hoạ tại Hình 1. Mô hình camera xã hội hoá 2. Mô hình tổ chức hệ thống tại Trung tâm điều khiển tuân thủ các mô hình 10 như Hình 1.

Hệ thống trung tâm điều khiển được kết nối đến hạ tầng truyền dẫn Mạng WAN thông qua các tuyến cáp quang tốc độ từ 01 Gbps trở lên. Hệ thống server được phân chia thành hệ thống server ghi hình và server cài đặt các chương trình xử lý vi phạm, thiết bị điều khiển hiển thị và các máy tính nghiệp vụ để thực hiện quá trình cấu hình và quản trị. Mô hình hệ thống tại Trung tâm điều hành hệ thống CCTV 1. CÁC MÔ HÌNH CAMERA ĐÃ TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI Hệ thống camera CCTV quy mô lớn cho các khu vực đô thị trên thế giới hiện nay đang được áp dụng rộng rãi và ứng dụng nhiều công nghệ mới.

Các hệ thống có thể phân chia thành hai loại cơ bản như sau: - Hệ thống camera giám sát cơ bản: Hệ thống CCTV chủ yếu phục vụ việc giám sát, lưu trữ; tỷ lệ ứng dụng các công nghệ xử lý ảnh để nhận dạng đối tượng còn thấp [10] [11]. - Hệ thống camera giám sát thông minh: ngoài các thành phần cơ bản (lưu trữ, truyền dẫn, phân phối video, quản lý dữ liệu), hệ thống này áp dụng các công nghệ nhận dạng, phân tích dữ liệu [12] [13]. Ngoài việc dựa trên nhu cầu của người sử dụng và công nghệ, các hệ 11 thống camera CCTV được xây dựng để bảo đảm tuân thủ các yêu cầu về bảo vệ quyền riêng tư cũng như yêu cầu cao về an toàn, bảo mật dữ liệu. Kiến trúc camera giám sát cơ bản Hầu hết kiến trúc về hạ tầng truyền dẫn và thiết bị đều tuân thủ kiến trúc như Hình 1.

Theo đó, các thành phần cơ bản của hệ thống bao gồm các hệ thống sau: - Hệ thống truyền dẫn; - Hệ thống thiết bị camera; - Hệ thống thiết bị mã hoá (encoder); - Trung tâm dữ liệu; - Hệ thống máy tính trạm tác nghiệp; - Hệ thống quản trị. - Hệ thống quản lý hiển thị hình ảnh thông qua hệ virtual matrix Hình 1. Kiến trúc hệ thống CCTV giám sát trên thế giới 12 1. Kiến trúc hệ thống camera giám sát thông minh Cùng với sự phát triển của công nghệ, một số thành phố hiện đại trên thế giới đã chuyển sang sử dụng hệ thống camera giám sát camer thông minh.

Theo đó, trên nền tảng các hạ tầng thiết bị cơ bản như camera, mạng truyền dẫn, media server v.v…, hệ hống camera được bổ sung các giải pháp (phần cứng hoặc phần mềm) có khả năng phân tích dữ liệu và xử lý ảnh để nhận dạng cá đối tượng. Việc sử dụng Hệ thống camera giám sát thông minh (intelligent video surveillance system, viết tắt là IVSS) hiện nay là xu hướng áp dụng ở các thành phố tiên tiến. Kiến trúc hệ thống camera thông minh gồm các thành phần cơ bản như mô tả ở Hình 1. Hệ thống gồm phân chia thành phần: - Thành phần ngoại vi; - Hệ xử lý phân tán (Geo Redundancy); - Hệ giám sát video trung tâm (VSHQ – video surveillance headquater).

Thành phần ngoại vi: - Camera giám sát video; - Camera IP; - Camera thông minh; - Thiết bị giám sát vô tuyến (WSSU – wireless self-contained surveillance unit); - Cảm biến; - Các cơ cấu điều khiển cục bộ (trục xoay camera, âm thanh cảnh báo, đèn tín hiệu, v. Như vậy, khác với kiến trúc hệ thống camera cơ bản, hệ thống camera thông minh xem các cảm biến là thành phần chính. Mặt khác, các camera 13 thông minh sẽ được sử dụng chủ yếu ở hệ thống này. Các camera thông minh là các camera ngoài khả năng thu thập video còn có khả năng xử lý ảnh và nhận dạng đối tượng trên camera, cũng như mã hóa và ký nhận thực các luồng video (nhằm bảo vệ khỏi bị đánh cắp thông tin).

Hệ thống cảm biến gồm nhiều loại cảm biến khác nhau, thông thường là các cảm biến âm thanh hoặc nhiệt, radar xác định khoảng cách, v.v… Tín hiệu cảm biến có tác dụng hỗ trợ để phân tích xác định các sự kiện do camera cung cấp cũng như cung cấp thêm các chiều dữ liệu giám sát khác (ngoài hình ảnh). Phân khối chức năng trong hệ thống phần mềm xử lý camera 14 1. SO SÁNH GIỮA MÔ HÌNH CAMERA GIÁM SÁT TRONG NƯỚC VÀ QUỐC TẾ Phần nghiên cứu tổng quan cho thấy hiện nay vẫn còn khoảng cách lớn giữa các mô hình hệ thống camera trong nước và hệ thống thế giới sử dụng. Cụ thể các điểm khác biệt như sau: Bảng 1-1.

So sánh hệ thống camera trong nước và quốc tế Hệ thống camera tại các đô thị lớn trong Hệ thống camera đang được áp dụng tại nước các nước tiên tiến - Thực hiện phân lớp quản lý các hệ thống - Thực hiện phân lớp quản lý các hệ thống camera ở lớp truyền dẫn: camera từ lớp truyền dẫn theo các hình thức: + Chưa phân lớp qua MPLS và VPN. + Phân lớp hệ thống camera ở Lớp 2 mô hình OSI bằng công nghệ VPN/MPLS. + Phân lớp qua Lớp 3 mô hình OSI qua cấu + Phân lớp hệ thống camera ở Lớp 3 bằng hình VLAN. công nghệ VLAN + Chưa có cấu trúc Media Server chuyên + Tuân thủ cấu trúc Media Server chuyên dụng.

Do đó chưa thể phân lớp cho hệ thống dụng. Qua đó có thể phân lớp cho hệ thống lớn ở lớp ứng dụng. + Hầu hết các server lưu trữ thực hiện luôn chức năng chuyển mạch video của Media + Phân định rõ chức năng lưu trữ và chức Server (Media Server sử dụng các giải pháp năng chuyển mạch video của Media Server. phần mềm thay cho thiết bị chuyên dụng).

- Chưa phân định rõ chức năng giữa Media - Phân định rõ chức năng giữa Media Server Server và Hệ quản trị Operator và Hệ quản trị Operator Manangement. - Trong kiến trúc có chức năng mã hoá truyền dẫn để quản lý nhóm camera đặc thù, - Trong kiến trúc chưa có chức năng mã hoá ưu tiên cao về an ninh thông tin. - Thiết lập các Virtual Matrix để quản lý việc hiển thị hình ảnh tại Trung tâm điều - Chưa thiết lập được các hệ Virtual Matrix khiển. để quản lý việc hiển thị hình ảnh tại Trung - Áp dụng kiến trúc Hệ thống camera thông tâm điều khiển.

minh theo hướng tích hợp cả hệ quản trị sensors vào hệ camera. - Chưa có kiến trúc hệ thống camera thông - Có kiến trúc nền tảng để xây dựng các ứng minh dụng phân tích hình ảnh và dữ liệu cảm biến. 15 CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT VỀ HIỆN TRẠNG CÁC HỆ THỐNG CAMERA CÔNG CỘNG HOẠT ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ TAM KỲ. TỔNG QUAN Phạm vi khảo sát ở 04 hệ camera được áp dụng phổ biến gồm: - Hệ camera giám sát giao thông thành phố.

- Hệ camera an ninh trật tự do Công an thành phố quản lý. Trong tài liệu này, nhóm nghiên cứu gọi tắt là Hệ thống camera an ninh. - Hệ camera được tổ chức tại các khối cơ quan hành chính nhà nước như trụ sở các UBND quận, huyện, phường xã, v.v… Nhóm này được gọi tắt là Hệ thống camera hành chính. - Hệ camera xã hội hoá giám sát công cộng do người dân đóng góp.

Gọi tắt là Hệ thống camera xã hội hoá. Về phương pháp thực hiện, nhóm nghiên cứu thực hiện theo trình tự các bước như sau: - Khảo sát thực tế các hệ camera nêu trên. - Xử lý số liệu và phân tích số liệu. - Đánh giá từng hệ thống camera.

- Đánh giá toàn diện hệ thống camera trên địa bàn thành phố. KHẢO SÁT THỰC TẾ CÁC HỆ CAMERA Thực hiện khảo sát tại các địa điểm gồm: nơi đặt các hệ thống chính như truyền dẫn, lưu trữ và máy chủ quản lý; nơi đặt các điểm camera quan sát; thu thập các tài liệu kèm theo.