??? 智能主體可看作是能夠通過傳感器感知環(huán)境,，再通過控制器理解，并借助執(zhí)行器作用于該環(huán)境的任何事物,，具有目標(biāo)性,、自主性、交互性,、社會(huì)性,、協(xié)作性、自適應(yīng)性和分布性的特點(diǎn),。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有4種智能主體,，分別是控制服務(wù)組、用戶服務(wù)組,、遠(yuǎn)程監(jiān)控組和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組,。
??? 控制服務(wù)組主要負(fù)責(zé)處理用戶QoS和加入退出等請求，監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡(luò)資源的情況,、網(wǎng)絡(luò)流量和管理用戶信息,、建立用戶信息數(shù)據(jù)庫等。當(dāng)監(jiān)控點(diǎn)模塊向用戶端發(fā)送視頻數(shù)據(jù)流時(shí),，就向控制服務(wù)組查詢該用戶的信息,，根據(jù)QoS請求調(diào)用合適的資源進(jìn)行傳輸。當(dāng)用戶發(fā)出更改優(yōu)先級(jí)的請求時(shí),，控制服務(wù)組根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的帶寬情況判斷是否能滿足用戶的請求,。如果能滿足，則向用戶服務(wù)組發(fā)送信息,，通知請求被接收,，并向監(jiān)控點(diǎn)模塊的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組發(fā)送控制信息,，讓監(jiān)控點(diǎn)發(fā)送視頻和音頻數(shù)據(jù)；如果網(wǎng)絡(luò)帶寬資源受到限制,，則通過與用戶協(xié)商的方式,，通知要求不能滿足[1]。
??? 遠(yuǎn)程監(jiān)控組是為了控制視頻數(shù)據(jù)流的傳輸和各種監(jiān)控設(shè)備而設(shè)立的,，負(fù)責(zé)根據(jù)控制服務(wù)組中存儲(chǔ)的用戶信息來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂?。遠(yuǎn)程監(jiān)控組在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊的設(shè)備上運(yùn)行，并同網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組和控制服務(wù)組進(jìn)行交互工作,，接收從用戶發(fā)送來的經(jīng)過服務(wù)器優(yōu)化的各種命令,。遠(yuǎn)程監(jiān)控組根據(jù)用戶的合理要求來傳送視頻數(shù)據(jù)流，并監(jiān)視各個(gè)遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的異常情況,。
??? 用戶通過用戶服務(wù)組向服務(wù)器發(fā)出登錄等信息,，用戶服務(wù)組向服務(wù)器查詢用戶權(quán)限，合法用戶能查看監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像,。系統(tǒng)設(shè)立不同的用戶優(yōu)先級(jí),，用戶可以向控制服務(wù)組提出更新優(yōu)先級(jí)的請求，并附上需要的視頻服務(wù)質(zhì)量的用戶QoS參數(shù),。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組負(fù)責(zé)與用戶服務(wù)組和遠(yuǎn)程監(jiān)控組進(jìn)行交互運(yùn)作,，根據(jù)各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊的遠(yuǎn)程監(jiān)控組要求進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的傳輸。用戶和各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)模塊之間的視頻數(shù)據(jù)的傳輸,，一般采用組播方式通信,，以提高資源利用率。
　　如果需要調(diào)整監(jiān)控點(diǎn)的通信模式或增加前端的數(shù)量,，則要改變網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組的運(yùn)行參數(shù)，并加入監(jiān)控點(diǎn)模塊的消息-行為映射表,。監(jiān)控用戶端瀏覽視頻圖像時(shí),，用戶服務(wù)組對(duì)監(jiān)控用戶端的身份和權(quán)限確認(rèn)后，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)組連接至控制中心,，控制中心接到用戶消息后,，根據(jù)消息-行為映射表對(duì)消息進(jìn)行解析，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)行為,。例如,，轉(zhuǎn)發(fā)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)模塊的視頻數(shù)據(jù)或報(bào)警數(shù)據(jù)等。
　　本公共視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的智能化系統(tǒng)中包括用戶數(shù)據(jù),、控制數(shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)3種數(shù)據(jù)形式,。用戶數(shù)據(jù)來源于監(jiān)控點(diǎn)模塊，包含視頻,、音頻和環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)等信息,，所占網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源比例很大,，因此要合理地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，也要避免監(jiān)控點(diǎn)模塊產(chǎn)生冗余信息,?？刂茢?shù)據(jù)是指由控制中心向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的控制策略和指令，一般是在控制中心和監(jiān)控點(diǎn)模塊建立連接的初始階段,，由控制中心來發(fā)送1次,，或者在控制策略需要更改時(shí)，由控制中心來再發(fā)送1次,。管理數(shù)據(jù)包括控制中心向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的監(jiān)控請求,、用戶端向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送的監(jiān)控請求、用戶端向控制中心發(fā)送的更改管理策略的請求等[2],?？刂茢?shù)據(jù)和管理數(shù)據(jù)的數(shù)量取決于對(duì)控制和管理策略的語法和語義的設(shè)計(jì)，為了盡量減少流量,，要求語法和語義的結(jié)構(gòu)合理,、邏輯簡練，并且具有可擴(kuò)展性,。
　　公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù),、控制甚至運(yùn)行維護(hù)人員的行為都呈分布狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行完全集中式的求解可能遇到信息不全,、通信瓶頸或計(jì)算速度等問題,。本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是分布式和松散型的，每個(gè)智能主體成員僅擁有不完全的信息和問題求解能力,，不存在全局控制問題,，數(shù)據(jù)是分散分布的，計(jì)算過程是異步,、并發(fā)和并行的,，這些特點(diǎn)很明顯適合于公共視頻監(jiān)控分布式系統(tǒng)的建模，如用戶和媒體終端的分布性,、控制位置的分布性,、協(xié)商的需要和對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的適應(yīng)性等，計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展在理論上為其設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法[3],。
2 基于消息的智能主體行為組織方法
　　本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的智能化的整體結(jié)構(gòu)中含有多個(gè)智能主體,，這些主體在物理上或邏輯上是分散的，各自的行為有自治性,，是為了共同完成某個(gè)任務(wù)而連接起來的,，并通過交互與合作的方式完成復(fù)雜問題的求解，具有工作速度和反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，是一個(gè)多智能主體的綜合系統(tǒng),，多個(gè)智能主體之間的交互,、合作、同步和自適應(yīng)機(jī)制是系統(tǒng)的核心任務(wù),。
　　智能主體行為的有效組織,，是保證主體快速和正常運(yùn)作，進(jìn)而保證主體之間實(shí)現(xiàn)快速,、高質(zhì)量的視頻傳輸?shù)闹匾獥l件,，為此，本系統(tǒng)采用了基于消息的智能主體行為組織方法,。首先,，讓系統(tǒng)中的主體通過互送消息的方式組成有機(jī)的多主體系統(tǒng)，讓智能主體所有行為的產(chǎn)生都來源于輸入消息的觸發(fā),。然后,，根據(jù)主體能夠響應(yīng)的輸入消息類型對(duì)主體的行為分類進(jìn)行組織。本系統(tǒng)中的消息由消息類型,、消息發(fā)送者,、消息接收者和消息內(nèi)容等組成。本系統(tǒng)對(duì)每個(gè)智能主體都建立一個(gè)屬于它自己的消息-行為映射表,，表的每一項(xiàng)都包括消息類型和相應(yīng)的行為內(nèi)容,。當(dāng)智能主體接收到消息后，以消息類型為關(guān)鍵字,，查詢自己的消息行為-映射表,，如果智能主體能夠找到響應(yīng)該消息的行為，就立即執(zhí)行,；否則就不執(zhí)行任何行為[4],。消息-行為映射表維護(hù)了每個(gè)智能主體的消息-行為準(zhǔn)則，遵循這個(gè)消息-行為準(zhǔn)則,，各個(gè)智能主體就可以直接從自己的行為中找到相應(yīng)的正確行為并執(zhí)行,，這樣的行為組織方法可以很好地支持主體進(jìn)行實(shí)時(shí)決策，支持視頻傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)較好的服務(wù)質(zhì)量,。
　　多智能主體間的協(xié)作是指一個(gè)智能主體在采取行動(dòng)或作決定時(shí)，受到其他主體的存在或知識(shí)的影響,。本系統(tǒng)中,，協(xié)作不僅能提高單個(gè)主體及多主體系統(tǒng)的整體行為性能，增強(qiáng)主體及主體系統(tǒng)解決問題的能力,，還使系統(tǒng)具有更大的靈活性,。本系統(tǒng)對(duì)單個(gè)智能主體而言，它們都有自身的目標(biāo)和行為能力，其運(yùn)行可獨(dú)立于其他主體,。但在整個(gè)系統(tǒng)中則不是孤立存在的,，共同的總體目標(biāo)使得它們之間有著相互依賴的關(guān)系，協(xié)作是必然的,，本系統(tǒng)中智能主體是通過消息傳遞機(jī)制實(shí)現(xiàn)協(xié)作來共同實(shí)現(xiàn)總體任務(wù)的,，多主體間的協(xié)調(diào)運(yùn)作是為了以和諧的方式而工作。系統(tǒng)中存在一些可被多智能主體共享的公共資源,，但在某個(gè)特定時(shí)刻,，只能有1個(gè)主體是公共資源的所有者和使用者，為此需要對(duì)智能主體間的資源競爭加以協(xié)調(diào),。智能主體在使用資源之前,，必須先申請資源的使用權(quán)，如果資源未被其他主體占用,，則可以使用,，資源使用完畢則主動(dòng)放棄資源的使用權(quán)，以便其他主體使用,；否則智能主體便處于資源等待狀態(tài),，直到其他主體放棄該資源的使用權(quán)[5]。
　　本系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)模塊,、控制中心和監(jiān)控用戶端都通過使用智能主體來管理實(shí)際的功能單元,。控制中心主要負(fù)責(zé)權(quán)限和連接過程的管理,，屬強(qiáng)制性的,。監(jiān)控點(diǎn)模塊的編解碼包括簡單和復(fù)雜的算法，實(shí)現(xiàn)不同的服務(wù)質(zhì)量,，這由智能主體根據(jù)運(yùn)行環(huán)境來判斷和選擇,。如果系統(tǒng)啟動(dòng)由監(jiān)控用戶端開始，當(dāng)監(jiān)控用戶端啟動(dòng)后,，用戶端進(jìn)程首先向控制中心發(fā)送建立連接的請求,，控制中心收到該請求消息后，先預(yù)留網(wǎng)絡(luò)連接的資源,，然后向監(jiān)控點(diǎn)模塊發(fā)送建立連接的請求,，監(jiān)控點(diǎn)模塊在收到確認(rèn)及控制中心的連接建立的消息后，才正式接受與監(jiān)控用戶端的連接,，這樣就有序地建立起了各個(gè)部分之間的有效連接,。
　　本系統(tǒng)有不同的用戶服務(wù)模式，模式的轉(zhuǎn)換既可以由控制中心統(tǒng)一控制,，也可以由用戶向控制中心請求,。優(yōu)先級(jí)模式是根據(jù)不同級(jí)別用戶所提供的網(wǎng)絡(luò)帶寬也不同,，對(duì)于高級(jí)別的用戶發(fā)送幀率高，帶寬占用大,，而對(duì)于低級(jí)別的用戶則發(fā)送幀率低,，帶寬占用小,；視頻平均模式是每個(gè)用戶共享當(dāng)前可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬,，在網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)視頻數(shù)據(jù)流的幀率是一樣的，為其提供的視頻質(zhì)量和效果也一樣,。
　　本公共視頻監(jiān)控的理論依據(jù)是分布式人工智能技術(shù),，主要進(jìn)行如何并行和相互協(xié)作地對(duì)邏輯上或物理上分散的智能系統(tǒng)的問題求解。分布式人工智能包括分布式問題求解和多智能主體系統(tǒng),，多智能主體系統(tǒng)主要研究智能主體行為的協(xié)調(diào),，協(xié)調(diào)它們的知識(shí)、目標(biāo),、技能和相互規(guī)劃來采取行動(dòng)或解決問題,。大量研究已經(jīng)證明，面向多智能主體的體系結(jié)構(gòu)技術(shù)是一種有效分解復(fù)雜問題空間的方法,，是一種適合處理復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)性和交互性問題的工具,。
3 系統(tǒng)自適應(yīng)控制和評(píng)價(jià)機(jī)制
　　本公共視頻監(jiān)控系統(tǒng)中多智能主體間信息傳輸?shù)淖赃m應(yīng)控制和評(píng)價(jià)機(jī)制可用圖2所示的形式化的運(yùn)行體系圖來表示。這里運(yùn)用了控制論的理論方法,，總體上可以分為參考模型,、被控對(duì)象、反饋控制器和自適應(yīng)控制回路四大部分,。系統(tǒng)輸入為發(fā)送方的視頻數(shù)據(jù),，系統(tǒng)輸出為接收方收到的視頻質(zhì)量。參考模型用來分析用戶需求,，即對(duì)于給定視頻數(shù)據(jù)流,，用戶希望得到某種服務(wù)質(zhì)量的輸出，這種質(zhì)量需求有一個(gè)給定的范圍,。被控對(duì)象是網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng),，系統(tǒng)狀態(tài)對(duì)應(yīng)為網(wǎng)絡(luò)帶寬和路由器緩沖的使用情況[6]?？刂破鲗?duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制,，使系統(tǒng)輸出向要求的方向發(fā)展。自適應(yīng)規(guī)則用來根據(jù)輸出質(zhì)量與期望質(zhì)量的誤差來調(diào)整控制器參數(shù),。