视频监控系统建设技术建议书Word文档格式.docx
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（二）总体规划、分级落实
深入调查各级党政机关、社会各行各业的实际需求，在全面了解已建或在建视频监控系统的基础上，根据我市社会治安、城市管理和突发公共事件应急响应等需求，总体规划，分级落实。
（三）统一平台、资源共享
建立视频监控综合管理平台，对各类重要视频监控资源进行整合接入和管理，避免重复建设和资源浪费，实现社会治安防控和城市应急指挥视频图像资源的一体化调用和共享，最大限度地发挥系统建设的整体效能。
（四）建章立制、规范管理
根据上级规定，结合**实际情况，制定视频监控的各项建设、管理、使用规规范、技术标准和指导意见，明确全市视频监控系统的各责任主体，建立视频监控系统建设、管理、使用、维护、联网等规章制度和运行机制，确保建有所用，用有所成。
1.4总体目标和建设模式
综合三年投资，集中一年时间，完成全市主要道路、街道、公共场所、要害部门、公共交通系统、案件多发区域、城乡结合部、社区和居民小区等新建视频监控系统建设；
改造整合现有视频监控资源，实现互联互通、资源共享，形成基本覆盖全社会防范区域的全天候监控网络，提高防范、打击各种违法犯罪行为和应付突发事件和恐怖袭击事件的能力。
同时，建立健全长效使用管理机制，加强监控系统的日常管理，保证专人值守管理，发挥系统综合效能，确保产生良好的社会效益。
根据**市街面监控缺口较大，系统联网、管理亟待加强的现状，借鉴其他城市经验，采用“政府统一规划、三级负责投资、运营商集中建设、费用逐年结算、维修财政保障”的模式，运营商一次垫资建设，市、区、办三级财政分三年逐渐支付和社会资金自建、租用，一年内完成三年规划的建设任务。
2012-2014年，市财政每年投资9000万元，主城区各区（含各开发区）财政每年投资1亿元，引导街道办和社会单位每年投资1.5亿元，三年投资预算为10.2亿元，计划增加各类视频监控探头6万个以上，使主城区探头总数超过15万个，市公安局统一联网管理使用的探头达到5万个。
2
系统整体规划
2.1系统逻辑结构
如上图所示，整个系统设计采用分层模式进行设计，蓝色框图内为综合视频系统，是本次建设的重点，建完之后需要向上与大情报平台进行对接，并与周边的如PKI、PGIS等信息系统进行信息交互。
视频综合系统也采用统一规划，统一标准，分层设计的模式，其中视频监控、治安卡口、无线图传作为主要的视频源进行建设，移动车载、单兵系统、电子警察作为已有视频资源进行整合，视频数据边界接入平台（安全接入平台）用于接入社会自建资源。
传输网络以自建光纤组网为主，在部分接入困难场合可以使用3G、VPN等模式进行接入。
视频图像综合管理平台分为市局、区县分局两级管理平台，管理本次建设的主要图像，另外单建一级派出所/镇（办）管理平台，主要管理未纳入市、区（县市）建设的监控点位。
派出所/镇（办）管理平台可以向上级平台传输图像资源。
2.2系统架构设计
本设计采用NGN架构的IP全交换数字化监控系统架构，包括视频监控管理服务器、数据管理服务器、网络摄像机IPC、视频解码设备、客户端软件、IP-SAN网络存储设备、IP网络等。
由于网络监控系统基于IP技术构建，系统中各个部件，都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。
与传统监控的组成类似，网络监控系统方案包括视频源、传输及交换、存储、显示及管理控制等组成部分，系统组成图如下所示：
各部分组成与工作原理如下：
视频源部分：
完成视频信号的输入功能，视频源是指网络数字摄像机IPC，同时具备视音频采集及编码、网络接入和iSCSI存储写入功能，可以完成监控信号的视音频输入，把视频、音频信号压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址，既可以进行实时查看，满足实时监控的需求，也可以直接基于iSCSI写入IPSAN存储设备进行信息保存。
交换网络部分：
所有前端IPC设备通过网络系统和监控中心相连，完成视频流的传送及交换功能。
由于视频监控方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能。
交换网络部分包括接入交换机、核心交换机、EPON传输设备、信息安全产品等。
为了构建高品质的监控专用IP网络，针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视频流的无阻塞交换，确保图像的清晰度和实时性，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。
存储部分：
完成视频数据的存储功能，视频音频存储部分包括IPSAN存储设备，主要功能是接收编码设备发送过来的基于TCP/IPiSCSI存储视频数据流，并存储起来；
向PC客户端（虚拟解码器，VirtualDecoder）提供实际的VOD点播视频流数据流和视频数据下载服务；
接受数据管理服务器的管理等。
本期项目方案设计所有的IPSAN存储设备可以根据需求灵活的部署在图书馆监控中心，可以通过数据管理服务器实现统一的管理。
显示部分：
视频显示部分完成视频信号的解码及输出显示，这部分主要包括数字视频解码器，还包括电视墙和多媒体大屏幕。
解码器同时具备视音频解码、输出和网络接入功能，可以把来自前端IPC设备传送过来的组播IP数据包进行数字化解码，还原成视音频信号后输入到电视墙、大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
此外，数字视频监控方案还提供软件客户端。
各级中心最主要的人机界面通过B/S架构的WEB客户端实现。
WEB客户端集管理、报警、监控业务于一体。
可以实现完善的监、控、查、管、用日常业务操作和管理功能。
通过完善的用户权限机制，对用户提供不同的功能界面。
控制及管理部分：
这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，提供对设备、用户、数据统一管理功能。
2.3系统整体设计
系统整体组网如上图所示，形成派出所、分局、市局三级系统。
1、市、区两级政府建设的视频监控图像接入派出所，由派出所-分局-视频视频专网，进入公安分局管理平台或者市局管理平台。
少部分无法进行光缆铺设的可以考虑使用3G网络，通过VPN网络接入视频专网。
未纳入市、区管理的镇（办）视频监控图像，如果为标清信号，推荐将模拟信号接入镇（办），高清图像通过网络接入派出所。
对于社会面自建视频监控通过安全接入平台接入社会面，从而对该类视频进行调度和管理。
2、卡口系统分市管、区（市县）管两类，分别通过IP网络接入对应平台中。
3、在派出所/镇（办）部署三级视频监控平台，主要管理非市、区管理的视频图像资源。
同时在派出所配置磁盘阵列，所有图像以在派出所存储为主，同时可以在分局和市局监控中心对重要图像进行备份。
在派出所配置PC机、硬件解码器、电视墙，能够查看实时、历史图像。
4、分局为整个系统的重要管理节点，分局部署管理平台，对区（市县）管理的视频监控图像资源进行统一调度，同时对派出所的权限进行分配。
在分局监控中心部署PC机、硬件解码器、电视墙，能够查看管辖范围内的实时、历史图像。
5、市局是整个系统的业务节点，在市局部署管理平台，对市管理的视频监控图像资源进行统一调度，同时对分局、派出所管理的图像资源也可以进行调度。
在完成图像的统一整合之后，市局通过业务整合，与三台合一、警务督察、PGIS、大情报系统进行融合。
在市局监控中心部署PC机、硬件解码器、电视墙，能够查看管辖范围内的实时、历史图像。
同时，市局也是视频图像的发布者，透过安全接入平台，其他政府单位可以获取相关视频信息。
如市政府应急指挥平台可以获取相关图像资源。
6、视频网由电信运营商VPN网、光纤专网、公安网和政府网组成。
市、区（县市）两级建设的监控点通过光纤专网接入市公安局和中心派出所视频平台；
镇（办）和社会自建监控点通过VPN专网接入派出所监控平台；
派出所监控平台通过光纤专网接入市公安局监控平台；
公安局监控平台通过边界接入平台接入公安专网，通过安全接入网闸接入政府网；
实现VPN网、光纤专网、公安专网、政府办公网的互通。
3
方案详细设计
3.1市政府管理类视频监控系统
3.1.1智能卡口系统
城区出入市口、市内咽喉要道的智能卡口建设，对出入市区的重要通道车辆进行抓拍、识别和记录。
以1600×
1200（200万像素，4:
3比例）卡口系统为例，前端设备部署在城市出入口，在中心平台部署卡口通信软件和卡口管理软件，这两个组件必须含在“视频信息综合管理应用系统”平台中。
200万高清卡口前端设备作为本系统的核心部分，它直接对监测区域的通行车辆进行监测，在本次建设中，在卡口设备布局上采用如图所示。
车道频闪灯位置距离卡口摄像单元较远（一般为5-6米），不会对驾驶员产生直接照射，不影响驾驶员正常行车。
当检测到监测区域有车辆通过时，DSP控制模块将对经过车辆进行抓拍。
每条记录实时抓拍1张图片，图片够清晰辨别驾驶员的脸相特征、车牌号码、车型和机动车行驶过程的信息。
当车辆行驶速度超过规定限速时，系统将抓拍2张图片，方便违法举证。
控制模块将原始图片压缩成易于保存和传输的JPEG格式图片，在图片下方叠加抓拍地点、路口编号、拍摄时间、车速等数据，以保证信息的不可修改。
在软件中用户可根据自身需求设置图片压缩率，将车辆信息添加的车辆记录数据库。
同时全景监控球机自动记录路面状况、车辆全貌、装载情况等特征，通过通讯设备传输到中心存储。
以上过程完成了路口单次抓拍的车辆检测、数据生成和数据存储。
在实时记录通行车辆图像的同时，具备车辆号牌自动识别功能，能识别在我国道路上行驶的机动车号牌特征（号牌号码、号牌颜色），设备设置布控缉查车辆号牌，当系统识别出来的车辆号牌结果符合条件时，将对嫌疑车辆现场报警和远程报警。
如上图所示，其主体设备包括三大部分，分别是卡口主机箱、卡口摄像单元和车道频闪灯组成。
视频监控系统也可以接入该通讯平台，由通信网络接入后端平台。
卡口系统关键技术：
1、清楚拍摄行驶中的车辆
产品设计中，可以清晰拍摄最高时速为200公里/小时的违章车辆图片。
要想拍摄到清晰的车辆的图像，必须做到：
Ø
镜头对焦准确；
消除拖尾现象；
合理适当的补光；
准确的车辆定位；
高速触发拍摄；
高清晰的摄像机；
准确的曝光控制。
2、“拖尾”现象产生的原因分析和解决方案
摄像机快门设置不合理导致，摄像机的快门1/25秒至1/30,000秒，如果快门速度较慢（小于1/500秒）时，运动物体在像机快门动作（曝光）时的位移量会被记录下来，造成运动物体发生径向模糊的现象，即拖尾现象，一般解决方法是将快门速度提高至1/500秒以上固定即可。
图像采集的采集方式不合理导致。
普通PAL制式的摄像机扫描系统是采用隔行扫描方式，每秒钟快门打开50次，产生25帧图像，而每帧图像由奇数场和偶数场构成的。
组成一帧图像的相邻两场图像的时间差约为20ms，以车速180公里/小时来计算，两场图像中的车辆会有1米的位移。
在观看动态图像时，由于人视觉暂留现象，图像会很流畅。
但如果以帧采集的方式获取图片，则会得到一幅由两场组合的图像，画面中的车辆会出现重影，即“拖尾”现象，显然是不可能清楚的。
如果车辆在画面中横向移动，这个现象更加明显。
解决方案是每次采集只能采集一场的图像，这就使得采集下来图像的真实分辨率最大是768*288像素。
由于我们采用的高清摄像机的扫描系统是采用逐行扫描方式扫描，其采集下来的图像真实分辨率最大是1616×
1232像素，远远大于普通监控摄像机，使得车辆的细节更清晰，这是一般PAL监控摄像机不能达到的物理清晰度。
3、摄像机没有拍到车牌的原因分析和解决方案
车辆检测器响应速度慢，图像采集卡同步速度慢，导致系统采集图片时，车牌部分已经离开摄像机拍照区域，发生空拍，有时候发生的全景中的车辆和特写摄像机所拍车辆不一致也是这种情况导致的。
本方案采用的车辆检测器响应速度小于5ms，完全满足拍摄的需要，即使是时速180公里的车辆经过，车的最大位移不超过0.25M。
普通摄像机是场同步时序为20ms，即使是采用响应速度为5ms的检测器，计算机采集图像时也会有可能延时25ms，这时，时速180公里的车辆也会行进了1.25m，极有可能使车牌离开像机的取景范围。
本方案设计采用的高清晰工业品质摄像机采用异步触发方式采集图像，即当一有检测器的触发信号，摄像机立即进行异步采集，使得车辆的定位准确，将图像位移控制在最小范围之内。
4、夜间补光设备选型的技术分析及依据
一般卡口的安装地点均为无任何路灯的场合，即使选用超低照度的摄像机，也不能完全看清车辆和车牌，加上卡口系统拍摄的都是车头部分的图像，车辆的大灯对图像的有效性产生直接的影响，因此，有效的补光是解决夜间成像质量的关键。
传统的补光方式是采用色温较高的金属卤化物灯，由于拍摄高速运行车辆和抑制车头大灯对图像的影响，一般会采用高速快门的方式，这样就需要功率较高的金卤灯也对现场照明，即不经济也影响驾驶员的视线。
本方案设计采用脉冲频闪灯的补光方式，由于像机需采用1/500以上的快门速度，这时CCD场电荷累积的时间极短，采用高频闪光灯，既减小闪光灯能量损耗，也减少了光污染。
5、白天逆光和强光的解决技术分析和依据
一般卡口均采用逆光补偿和强光抑制功能的摄像机来解决逆光和强光问题，但摄像机的逆光补偿和强光抑制功能的起做用需要较长的时间，卡口拍摄中由于车速较快，在摄像机还没来得及调整时车辆已经开过去了，这时拍摄的图像不是太黑就是太亮，对车牌识别造成困难。
本方案采用可自动调节控制曝光的摄像机，每次拍摄一张图片时，软件会自动分析图像的亮度和车牌的亮度，当光亮度不合适时，主控机会自动调节摄像机的曝光量，使图像的亮度和对比度达到最佳，进而提高了全天候的车牌识别率。
3.1.2移动图像接入
主城区无线图传系统建设，3G监控系统应用开发，系统平台需要支持3G终端的接入
本系统提供3G视频监控移动图像接入功能，支持对公交3G视频监控系统、110巡逻车3G可视化处警监控系统、3G单兵视频监控系统的移动图像的接入功能，实现图像上传，实现浏览及控制、录像查询和回放。
随着移动网络带宽的增加，特别是3G网络的建设，通过手机进行视频监控已经成为现实。
本系统增加了手机视频监控功能，用户可随时随地通过手机了解现场情况，如：
可以使用手机浏览监控点的实时视频；
可以使用手机检索各监控点的录像文件并下载播放。
用户不仅可以主动监控，而且在突发紧急事件发生时，系统可以按照预先设置好的规则，通过短信、彩信或拨号等方式自动向用户告警，方便用户不在现场时，也能在第一时间及时、方便、有效地进行调度和处理。
手机视频监控组网架构：
智能手机操作系统/终端种类丰富：
支持苹果iPhone、谷歌Android等业界主流的多种智能手机操作系统；
视频浏览：
支持视频请求、视频显示、视频播放/暂停等功能；
云镜控制：
支持摄像机云台上/下/左/右旋转、镜头焦距拉近/拉远；
本地录像：
支持手动录像，录像文件存储在设定的本地录像目录下，文件符合3gp文件标准。
支持开始/停止录像、录像存储路径配置；
本地抓图：
支持抓拍，每次抓拍一张，文件保存在抓拍图片目录下，格式为JPG；
全屏管理：
支持全屏显示，如果手机屏幕宽小于高，则横向全屏显示，反之则竖向全屏显示。
3.1.3视频监控系统
3.1.3.1建设需求
省市党政机关出入口、门前广场，市管主要道路、重要路口，公交站点、室外停车场，交通枢纽、要害部位、人流密集地段、案件高发地段、重点警卫单位监控点建设。
督促、协调航空港、火车站，广播、电视、油气库、金融等省市重点单位的内部监控及出入口、门（站）前广场的监控点建设。
3.1.3.2编码模型选择
如上图所示，现在在视频监控领域有不同的编码模型，包括：
1、标清模拟相机+编码器
室外环境下使用，性价比高，稳定可靠，图像效果好。
2、标清IP摄像机
支持POE供电，大楼布线简单，在智能建筑中使用。
3、高清IP摄像机
室内、室外环境下使用，性价比高。
4、高清SDI摄像机+高清编码器
广电及上海等部分区域公安客户使用，价格较高，性能最好，可靠性高。
综上所述，建议本次建设建议，标清采用模拟摄像机+视频编码器，高清选择使用高清IP摄像机模式。
3.1.3.3系统组网
视频图像通过摄像机接入派出所视频专网，其接入方式有点对点直连光纤、总线型组网（EPON）、环形组网（RRPP）三种模式。
点对点光纤模式，是将一个监控点或者几个监控点汇聚之后通过一根光缆回传，该方案可靠性高，但光缆耗费量较大。
为了提高可靠性，建议不要采用光猫转换，而要求IP摄像机或者编码器带光口。
点对点光纤直连方案取消了光电转换环节，编码器、IP摄像机自带光接口，通过光纤将信号传输到机房的接入交换机，接入网络的可靠性大大提高。
在平安工程实施过程中，接入网络需要借助运营商的骨干光缆，为了最大程度的节约光缆使用，可以考虑使用串行总线模式进行信号传输。
EPON是一种可靠的、可以满足室外应用的串行总线IP传输网络。
华三公司的编码器和IP摄像机带EPON传输模块，可以实现光纤通过该模块进编码器或IP摄像机。
同时EPON网络的分光器是无源设备，不需要额外供电，网络通信节点受外界影响小，可靠性高。
如果要进一步提高光缆传输的可靠性，并尽量节约光缆使用，可以考虑RRPP环网，采用4芯光纤，可以将一系列（如20个摄像机）组成一个环网。
RRPP（RapidRingProtectionProtocol）是一个专门应用于以太网环的链路层协议，它在以太网环完整时能够防止数据环路引起的广播风暴，而当以太网环上一条链路断开时能迅速恢复环网上各个节点之间的通信通路。
在两路光纤都畅通的情况下，可以采用流量均衡的模式分配带宽，当其中一路光纤中断时，相应的视频流量可以自动切换到另一路光纤上，切换时间在200ms以内。
在管理上，采用市公安局、派出所两级管理体系。
市公安局的管理平台具备最高权限，可以访问该系统中的任何图像，同时将相关权限授予相关派出所，从而使得派出所可以开展日常视频业务。
同时按照本地需求，在市公安局和派出所建设监控中心，部署硬件解码器、电视墙、PC机，用于相关公安干警的实战操作。
3.1.3.4视频存储模型
存储系统通过数据检索、录像回放等数据管理功能实现的事件回放、事后取证等功能对于公安实战业务具有重要的实际意义。
随着城市监控规模的扩大、监控点位的增加、前端图像质量的高清化，视频数据量呈现大幅增长的态势，因此，对后端存储的容量、可扩展性、可管理性，以及数据的综合利用能力都提出的更高的要求。
前端编码设备将实时视频监控图像封装成iSCSI数据包，通过TCP协议承载，采用裸数据块的方式直接写入IPSAN存储设备。
通过在部署在监控中心的数据管理服务器进行视频数据的管理，实施监控数据写入过程，完成视频数据和存储系统的动态监控。
采用数据块指针纪录技术，实现历史图像的基于指针数据库的检索，检索效率相对基于影像基于文件检索速度从“分钟”级别提高“秒”级，并返回精确定位到秒的检索结果。
优势一：
前端直写存储，消除录像服务器的性能与效率瓶颈
管理平台前端编码设备下发存储计划后，编码设备（Initiator端）通过内置iSCSI处理模块对视频数据直接进行iSCSI封装，由TCP协议承载iSCSI码流，将数据写入IPSAN设备（Target端）。
这一操作消除了“录像服务器+IPSAN”模式中服务器的写入性能瓶颈，可以充分发挥出IPSAN高效的写入性能，从而不再受限于录像服务器的CPU、内存、带宽、总线、操作系统、数据库、流媒体处理软件等各种因素。
优势二：
精确到秒的检索定位
采用了业界先进的块存储技术，使得检索结果能够精确定位到“秒”，用户能够以秒为最小时间粒度进行检索，系统返回的检索结果即是该时刻，并“从这一秒开始播放”。
这种精确检索定位的功能远远优于传统的“文件检索结果+拖动滚动条”方式，极大方便了公安干警在事件发生后回放历史图像
优势三：
即时回放功能提升公安“处突”效率
传统的文件存储方式，需要在文件形成写入硬盘后才能够访问观看历史图像，往往文件的大小设置为15分钟、30分钟，一旦紧急事件发生后，由于视频录像文件还未生成（数据都在服务器或存储BUFFER中），以至于用户无法立刻观看历史图像。
该技术使得回放历史图像不必等待漫长的文件形成过程，3秒后即可观看到事件的历史图像。
这样的回放功能使得公安干警在处理紧急突发事件时可以第一时间获取历史图像，对领导快速决策和指令下达争取到了最关键的一分钟
优势四：
检索等待时间仅“秒级”
如果采用文件系统存储，随着监控规模越来越大，文件数量越来越多，检索效率就开始逐步下降，以至于发起检索请求后需要等待一分钟甚至数分钟才能获取检索结果。
存储方式，完全避免了文件系统缓慢的检索弊端，从元数据区域快速获取到检索指针，直接定位到硬盘的数据块上，检索等待时间缩短到“秒级”。
优势五：
虚拟化存储资源方便设备管理维护
在监控存储中同样引入了虚拟化技术，方便了设备的管理维护。
当系统扩容时，存储资源需要增加，只需添加存储设备，系统就能够快捷方便完成对存储策略、存储计划的下发部署。
如果存储设备故障需要更换，系统会对故障IP存储设备的自动更换，当某个IP存储设备发生故障，其上的所有资源（SAN资源和NAS资源）均不可用时，可以通过故障设备更换功能来替换
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