項目概況

　　目前該區(qū)已完成了兩期的平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設，包括400個一類模擬視頻監(jiān)控點、七個派出所監(jiān)控中心、分局監(jiān)控中心和視頻專網(wǎng)的建設。

　　本期項目主要根據(jù)省新三年規(guī)劃的要求，結合該區(qū)自身實際情況，對平安城市三期項目建設進行規(guī)劃設計。本期項目主要在一期、二期的基礎上，增加200個視頻監(jiān)控點。新增監(jiān)控點全部采用高清網(wǎng)絡攝像機，使監(jiān)控圖像清晰度更高、細節(jié)更加清楚、監(jiān)控覆蓋范圍更廣，從而提高現(xiàn)場實時監(jiān)控、回放圖像的效果和監(jiān)控效能。同時，本期項目對區(qū)級監(jiān)控指揮中心進行改造，實現(xiàn)新增高清視頻監(jiān)控點的接入、顯示、控制和錄像存儲，各級派出所監(jiān)控中心通過現(xiàn)有視頻專網(wǎng)對新增高清監(jiān)控點圖像進行調(diào)用和錄像回放。

　　通過本期項目的建設使平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)進一步覆蓋該區(qū)人流聚集、治安復雜區(qū)域，進一步協(xié)助公安機關及其他相關部門通過本系統(tǒng)實時、直觀地了解和掌握該區(qū)的治安動態(tài)，通過及時的調(diào)度、指揮、處置，達到精確打擊、預防和控制違法犯罪、維護良好的治安環(huán)境的目的，有效提高社會治安管理能力。

　　需求分析

　　本項目基于原有平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行建設，項目的建設主要考慮以下因素：

　　擴大社會面監(jiān)控的力度，在重點部位、案件多發(fā)部位、治安復雜場所等區(qū)域的進行視頻監(jiān)控補點，提高平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍;

　　提高視頻監(jiān)控圖像清晰度和細節(jié)呈現(xiàn)能力，為重要取證環(huán)節(jié)提供更有效、準確的證據(jù)和信息，從而提高公安對案件的響應和處理效率;

　　項目的建設需考慮新舊系統(tǒng)的整合。在建設資金有限的情況下，盡可能利用原系統(tǒng)的設施，系統(tǒng)用戶端操作須實現(xiàn)新舊系統(tǒng)控制的統(tǒng)一性、便捷性，便于使用人員的操控;

　　隨著平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不斷推進，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，因此要求建設一套綜合管理平臺對龐大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行管理、處理。另外，結合公安業(yè)務的需求，系統(tǒng)的功能需求不僅滿足于簡單的視頻圖像存儲和調(diào)用，公安部門更注重視頻圖像信息與公安業(yè)務的融合，希望可通過平臺完成對海量視頻信息的收集、分析、管理、數(shù)據(jù)挖掘，充分發(fā)揮視頻信息直觀、動態(tài)的優(yōu)勢，實現(xiàn)其在公安業(yè)務上的綜合應用，提升公安科技與信息化的應用水平。

　　設計方案

　　前端監(jiān)控點設計

　　根據(jù)監(jiān)控點現(xiàn)場環(huán)境的實際需要，分別采用高速球型攝像機和固定攝像機。其中高速球機可以進行水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)，從而具有監(jiān)控覆蓋的角度、面積大等特點，固定攝像機可對監(jiān)控部位進行固定的24小時監(jiān)控，相對于高速球型攝像機不存在因攝像機轉(zhuǎn)動時引起的時間差而造成監(jiān)控盲區(qū)的缺點，是高速球型攝像機監(jiān)控的有效補充。高速球機主要用于等空曠、四處無遮擋、需要進行全方位實時監(jiān)控的區(qū)域，如大型活動廣場、公園等人流密集的公共區(qū)域和十字路口。固定攝像機主要用于街道、出入口等需要進行24小時定點監(jiān)控的區(qū)域。鑒于平安城市視頻圖像資料作為重要的技偵手段，具有事后追索的特點，同時出于投資成本的考慮，本項目主要以固定攝像機建設為主。

　　在高清攝像機的圖像分辨率選型上，通常圖像傳感器的像素均比編碼最大圖像分辨率要高，但在傳感器感光面積相同的情況下，若傳感器像素越大則平均每個像素點的感光面積越小，相同曝光時間內(nèi)的通光量越小，所以成像的低照度效果越差，因此，為確保監(jiān)控點在晚間低照度環(huán)境下的監(jiān)控效果，滿足全天候監(jiān)控的需求，本項目選用了1/3寸 CMOS日夜型130萬像素高速球型攝像機和固定攝像機，而沒有選用200萬像素的攝像機。當然，在對圖像分辨率要求較高的特殊環(huán)境下，可根據(jù)實際情況選用200萬像素攝像機。

　　在高清攝像機的網(wǎng)絡接口選型上，目前其的網(wǎng)絡接入方式有以太網(wǎng)(RJ45)、光纖(FC等)和EPON方式。其中，由于本項目采用租用第三方通訊運營商的裸纖線路進行點到點的信號傳輸，且各前端監(jiān)控點的位置分散，難以自行敷設光纖線路，難以發(fā)揮EPON一線串聯(lián)多個設備的優(yōu)點，因此本項目不考慮EPON。同時，出于網(wǎng)絡安全性的考慮，本項目選用具有光纖接入的高清網(wǎng)絡攝像機，可降低內(nèi)部視頻專網(wǎng)絡通過安裝在前端監(jiān)控點的以太網(wǎng)口而泄露信息的安全隱患。

　　高清網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機圖像信息基于網(wǎng)絡進行傳輸，但網(wǎng)絡往往容易受各種因素的影響而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯菀自斐上到y(tǒng)錄像缺錄。所以，本項目采用支持前端緩存功能的攝像機，并配置SD存儲卡，在網(wǎng)絡鏈路出現(xiàn)問題時，將圖像緩存在攝像機本地，一旦網(wǎng)絡恢復，緩存的圖像資料將自動上傳補錄到中心的存儲設備中，以提高系統(tǒng)錄像存儲的可靠性。

圖1 流媒體轉(zhuǎn)發(fā)的視頻傳輸模式架構圖

　　網(wǎng)絡傳輸設計

　　本項目的網(wǎng)絡主要由前端監(jiān)控點至派出所監(jiān)控中心、各級派出所至區(qū)級監(jiān)控中心以及監(jiān)控中心內(nèi)部網(wǎng)絡組成。網(wǎng)絡傳輸設計應考慮以下因素：

　　數(shù)據(jù)源的部署：明確產(chǎn)生數(shù)據(jù)(攝像機)、接受數(shù)據(jù)(存儲設備、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)設備)和調(diào)取數(shù)據(jù)(客戶端、解碼器)的設備分布情況;

　　數(shù)據(jù)的流向和大?。好鞔_數(shù)據(jù)流的傳輸路徑、方向和大小，明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮R聚點和壓力所在;

　　網(wǎng)絡水平指標：明確網(wǎng)絡的帶寬冗余、容災能力，以及丟包率、時延等網(wǎng)絡指標性能。

　　本項目系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流主要由實時流、存儲流、回放流、組播流，流向如圖1所示，流媒體服務器端的網(wǎng)絡傳輸壓力最大，在組網(wǎng)時應計算其最大傳輸帶寬的要求，在設備選型時應確保其性能可滿足要求。

　　由于高清網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)均基于視頻專網(wǎng)進行傳輸，因此進行網(wǎng)絡建設時必須保證網(wǎng)絡的可靠性、安全性，選用的網(wǎng)絡設備要支持雙引擎、雙電源，保證核心設備的冗余，另外，為確保網(wǎng)絡的可靠性，本項目配置具有雙鏈路功能的網(wǎng)絡交換機。

　　存儲設計

　　本項目選用流媒體服務器+IP SAN的存儲模式。為便于日后監(jiān)控點的增加、系統(tǒng)規(guī)模的擴大，本項目采用分布式存儲方式，將流媒體服務器和IP SAN分別部署在各派出所監(jiān)控中心，同時在分局監(jiān)控中心部署一套存儲設備，用于重要資料的備份存儲。

　　本項目采用720P/30fps、H.264的圖像編碼存儲方式，每路碼流按4Mbps計算，每路視頻每天所需存儲容量為：4Mbps÷8×3600×24H÷1024≈42GB。本項目采用Raid5磁盤陣列方式，同時為提高存儲數(shù)據(jù)可靠性，增加1個校驗備份盤，對Raid5的校驗盤進行數(shù)據(jù)備份，存儲空間=磁盤容量×(磁盤數(shù)n-1-1)。

　　由于本項目選用流媒體服務器+IP SAN存儲方式，存儲流由流媒體服務器進行處理轉(zhuǎn)發(fā)，流媒體服務器的性能直接關系系統(tǒng)存儲的可靠性和穩(wěn)定性，所以需根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模配置數(shù)量和性能適合的服務器，同時流媒體服務器必須配置雙電源、雙網(wǎng)絡口等冗余設施。

　　顯示設計

　　本項目的各派出所監(jiān)控中心已各自建有電視墻，同時均配置了模擬矩陣進行圖像的切換顯示，但目前電視墻的性能則由于建設時間和建設資金投入的差異而有所不同。

　　本項目分為兩種情況：一種是采用CRT監(jiān)視器組成的電視墻，該監(jiān)視器只有模擬的視頻接口，不能進行高分辨率圖像顯示;另一種是采用液晶監(jiān)視器組成的電視墻，該監(jiān)視器具有VGA、HDMI等數(shù)字接口，可顯示高清數(shù)字圖像。

　　本項目根據(jù)各派出所的現(xiàn)狀，對新增的高清視頻圖像采用不同的顯示方式。

　　對于由CRT監(jiān)視器組成的電視墻，則保留原有模擬矩陣進行圖像的顯示切換，對模擬矩陣的輸入進行擴容，同時配置視頻解碼器，將新增的高清視頻圖像解碼為模擬圖像信號統(tǒng)一輸出至模擬矩陣，從而保留原有的圖像切換顯示方式對新增監(jiān)控點的圖像進行顯示。該顯示方式雖減少了電視墻改造的投入，但只能顯示模擬分辨率的圖像，不能突出高清視頻圖像高清晰的優(yōu)勢。但同時，在更注重事后取證應用的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中，該顯示方式較適合作為過渡性的使用;

　　對于由液晶監(jiān)視器組成的電視墻，則配置高清視頻解碼器，對新增的高清視頻圖像解碼輸出至電視墻進行顯示。為實現(xiàn)新舊視頻圖像切換控制的統(tǒng)一性，便于使用人員操作，本方案通過綜合平臺對原系統(tǒng)硬盤錄像機的接入、取流，直接采用高清視頻解碼器對原系統(tǒng)模擬視頻圖像解碼輸出至電視墻進行顯示。采用該圖像顯示方式后，電視墻圖像統(tǒng)一改由綜合管理平臺進行切換控制，另外，為便于使用人員對新舊視頻監(jiān)控點的控制，如球機的旋轉(zhuǎn)、變焦等操作，本方案將原有模擬球機的控制信號改由通過原有硬盤錄像機進行控制，高清網(wǎng)絡球機和原有模擬球機均統(tǒng)一由綜合平臺進行控制操作。該顯示方式在實現(xiàn)模擬視頻和高清視頻圖像同時在電視墻進行切換顯示的同時，與將模擬矩陣改為具備模擬、數(shù)字視頻管理的大型綜合平臺方式相比，大大地節(jié)省了建設費用，適合模、數(shù)共存的新舊系統(tǒng)。

　　平臺設計

　　本項目的綜合管理平臺主要由中心管理服務模塊、集中存儲模塊、智能分析與檢索模塊、客戶端應用模塊、報警服務模塊、大屏幕電視墻模塊、擴展接口模塊等組成。出于日后系統(tǒng)的擴容和對社會視頻資源整合的考慮，平臺支持GB/T28181、ONVIF等行業(yè)標準，并支持將其他各類第三方平臺轉(zhuǎn)換為標準聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，可實現(xiàn)多平臺的對接。

　　本項目綜合管理平臺采用分級部署方式，分別部署在派出所和分局。派出所劃分為二級平臺，是一個獨立完整的平臺系統(tǒng)，可獨自進行管理，可獨立完成派出所本級的所有平臺業(yè)務;分局劃分為一級平臺，基于二級平臺運行，負責全網(wǎng)資源的統(tǒng)一調(diào)度、管理。在平臺性能運行上，分級部署平臺引用了“云計算”的概念，平臺基礎數(shù)據(jù)的運算、處理分散在二級平臺完成，多個二級平臺可通過專網(wǎng)實現(xiàn)資源的共享和信息備份，一級平臺負責資源的分配和調(diào)度，實現(xiàn)平臺資源利用的最大化。

　　安全設計

　　由于平安城市的視頻監(jiān)控點均部署在城市街道等公共區(qū)域，高清網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)則將系統(tǒng)網(wǎng)絡暴露在城市“街頭”，大大增加了系統(tǒng)信息泄露的危險。因此本項目從物防、技防方面加強系統(tǒng)網(wǎng)絡安全。

　　物防：前端監(jiān)控點線路均在立桿內(nèi)敷設，提高線路的物理防護，同時將前端設備機箱安裝在立桿上，增加作案難度;

　　技防：前端設備機箱配置防盜報警設備，報警信號接入前端攝像機的報警輸入，通過網(wǎng)絡將報警信息傳回監(jiān)控中心，并由綜合管理平臺接受、管理。如前端機箱被撬開等報警出發(fā)時，防盜報警設備在現(xiàn)場發(fā)出聲光警報震懾作案份子的同時，監(jiān)控中心平臺馬上發(fā)出相關報警提示，并自動控制前端攝像機(球機)對機箱區(qū)域進行監(jiān)控。同時，本項目選用具有光纖接入的高清網(wǎng)絡攝像機，可降低內(nèi)部視頻專網(wǎng)絡通過安裝在前端監(jiān)控點的以太網(wǎng)口而泄露信息的安全隱患。

圖2 系統(tǒng)架構圖

　　結語

　　無論是模擬視頻還是目前采用的高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控，平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設均離不開公安部門的業(yè)務需求。因此系統(tǒng)的設計和建設必須結合當?shù)毓膊块T需求和實際，做到因地制宜，這樣才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的應有作用。

　　(本文作者現(xiàn)任職新東方電子技術工程有限公司營銷部部長)