派出所联网监控系统方案.docx
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派出所联网监控系统方案
前言
根据公安部督查委员会《关于加强网上督查工作指导意见》，积极建设以语言督查、视频督查、执法业务督查、卫星定位督查为主要内容的网上督查应用系统，依托于计算机网络和流媒体技术，结合数字系统的远程传输，以及与底层设备无关，易于与其他业务系统整合等优越性，紧密依托公安网络和信息系统实现对基层执法办案活动的全程监督。
科学的发展使得网上视频督查系统从以前的模拟监控到现在的数字监控；从落后的现场监控到先进的远程监控；从有人值守监控到现在的无人值守监控。
数字化，网络化，规模化都将是网上视频督查系统最为理想的性能品质。
为实现东莞市网上视频督查功能需求，保证整体系统建设的“互联互通、资源共享”，各个分散建设的子系统能“形成合力、产生规模效益”，避免重复投资，特制定此设计方案。
第一章系统的概述
1.1系统概述
目前，东莞市公安局共设万江、南城、东城、大朗、寮步等30多个分局，而每个分局又辖有多个派出所，每个派出所原有的针对业务的监控系统各不相同，有的建设的时间早，有的建设的时间晚；虽然也有一些派出所针对业务的监控系统已进行数字化改造，但多数是各个派出所单独管理，主要是通过人员值班以及CCTV等局部监控。
该系统最大的缺陷就是不能实现联网监控，每个分局和派出所只能实现内部独立的监控，无法实现东莞市公安局对各派出所及分局的统一实时监控和在线管理。
这种传统的监控方式已经与现代先进的数字通信技术相违背，因为数字技术时代的到来和中国宽带网的实现，传统的模拟视频监控系统必将逐步被淘汰。
为了满足现代科学管理的要求，必须对现有的视频监控系统进行改造。
根据东莞市公安局对下属各个分局及其派出所远程集中视频督查的需求，采用以图像存储设备和图像传输设备相对独立又相互联系的原则，图像存储设备采用本地数字硬盘录像，图像传输设备以网络监控主机及数字矩阵阵列为网络平台的方案，利用网络发送主机的高稳定性和高画质的特点，结合网络数字矩阵强大的网络传输控制功能，以及原有监控主机的联网功能，力求在最小的成本下构成市局具有先进功能和发展前景的远程网上视频督查系统。
系统采用目前世界上先进的数字化视频处理和存储技术，可以高清晰度地对多路音视频信号进行捕捉、转换和存储，并能够将所采集的图像不丢帧地进行多画面显示，同时具有数字方式备份记录、多媒体信息联网等诸多特点，可以全面满足公安系统对现代监控的管理要求及将来系统的扩容。
且可保持多年不落伍。
整个系统的结构层次如下图所示：
1.2需求分析
系统利用TCP/IP网络协议进行联网，将前端各个派出所、公安分局多个相互独立的部分利用现代先进的多媒体信息流传输技术在监控中心实施集中管理、控制。
本系统的建设及设计目标为：
在完全整合原来的所有系统设备和网络的基础上，建设一套可靠、实用、高性能、高品质的全市联网的网上监督监控，将所有已建、在建和拟建监控点的联网，实现全市范围内有规则的任意访问、调用和共享，将监控视频应用于公安警务工作的方方面面，实现可视化警务管理。
一：
实现公安专网内视频监控资源的整合共享；
二：
实现共享平台内所有的视频资源可供各政府部门根据需要进行共享调用（需要通过授权）；
项目具体实现功能有：
音视频监控，同时上电视墙
全网内设备的远程状态监控及集中管理功能
授权与安全认证
按需检索及存储
语音对讲
球机云台控制
项目总体的设计目标是为东莞市公安局的网上视频督查系统提供了一个高效、先进、经济的管理模式，该系统具有多种功能，具体划分为如下三大类。
以上系统具有如下特点：
1）系统稳定性高，由于采用网络监控主机作为前端传输设备，它具有稳定性高，不死机等特点，同样网络数字矩阵也是针对网络传输而设计，也具有高稳定性，网络传输效果好，速度快等优点，系统在前端与本地录像机分开运行，对本地录像不形成任何负面影响。
网络监控主机采用DVR作为编码存储设备，是该系统的核心设备，经过多年工程项目实践，为目前稳定性最优秀的解决方案之一。
它既可帮助用户改造旧有模拟监控系统向数字网络监控系统平滑过渡，又可建造全新的数字网络监控系统。
海量数据分布保存在DVR内，该存储策略从根本上减轻用户网络压力，降低用户需要改善网络环境的投资，仅在远程预览回放时才占用网络带宽。
DVR压缩录像，录像码流不受网络通断、波动的影响，确保录像文件完整性。
2）图像画质高，传输设备采用H.264压缩方式，支持QCIF、CIF、2CIF图像格式，它可以在350K-2M的带宽下传输较佳的图像。
系统选型采用TIDSP高性能压缩芯片和ARM控制芯片，以先进的H.264压缩算法确保监控实时画面、录像画面均最高可达FullD1画质。
后端采用著名品牌的解码器（或解码服务器）支持输出FullD1画质。
因此，从画面采集、压缩编码（网传、存储）、解码上墙整个系统而言，各部分均保证了D1画质，做到了真正地高清晰系统。
3）网络传输对带宽要求大大降低，由于采用嵌入式网络数字矩阵为网络平台，此数字矩阵，内嵌H.264压缩方式的编解码器，所以对带宽的要求极大的降低，完全可以在2M及其以上情况下传输较实时画质较佳的图像，并且对声音同样可以实时的双向传输。
4）统一的中心平台，所有分局和派出所的视频通过东莞市公安局的城域网（要求网络带宽在2M以上）连接着市公安局监控中心的接收终端，每个远程接收终端同时可以显示2个以上分局/派出所的实时图像，并且可以统一远程控制和全辖范围内的球机云台摄像机。
5）系统采用嵌入式RTOS实时系统，不易被病毒及其他网络黑客攻击。
6）经济实用性价比高，由于此种传输方式，对网络线路要求不高，带宽要求不大，所以用于网络方面的成本可以大大减少。
如果东莞市公安局现有的城域网有足够的带宽（2Mbps以上）分配给远程监控使用，那远程监控网络方面的投资就不需要了。
7）流控分离，业界首创的双码流技术（预览流与存储流分离技术），主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调。
借此在用户网络质量下降时，选用子码流进行网传，主码流进行录像，既满足录像文件的优秀画质，又确保远程预览得以进行。
视频流与控制流分离技术。
因视频流数据量较大，并发访问数量增加将增大DVRCPU处理负荷以及出口带宽压力，利用流媒体快速复制分发的特点，解除DVR并发访问路数限制，稳定网口处理速度。
而因控制流数据量小，实时性要求高，不穿越流媒体服务器，在传输线路上减小延迟（小于300ms）。
8）维护便捷，平台采用全中文界面、智能化管理，以机器自动化方式取代人完成枯燥的故障巡查工作，维护人员只做故障确认和处理工作，大大简化维护人员的工作难度，有效提高维护人员的工作效率，同时将视频设备接入、服务器部署，编码、存储、解码、上墙、转发、网传、报警、联动等等一系列与监控系统紧密相关的事务统统整合进平台系统，实现全面统一管理机制。
管理服务器以树状结构清晰罗列分级监控系统，各级监控资源一目了然，以巡检方式检查前端设备在线情况；设备掉线、网络异常等常见故障在巡检页面清晰可见。
本次项目的主体工程为东莞市公安局下属30多个分局及其派出所的集中联网网上视频督查系统。
系统实施中，对30多个分局及其派出所上传10路视频、8路报语音信号至联网监控中心，以方便市局对分散在各个异地的分局及派出所的集中管理与控制，监管部门通过该系统可进一步加强公安的监督工作，管理部门也可通过该系统规范员工行为，提高公安的服务水平以及强化企业单位的市场竞争力。
系统原理图如下图所示：
远程网上视频督查系统原理图
考虑本项目将依照统一规划设计，分步实施的原则来建设，本次项目建设必须达到的功能如下：
1、在每个派出所通过网络监控主机全实时（25帧/秒）录像，图像分辨率不低于CIF格式352*288；
2、录像可选用定时录像、移动帧测录像、报警录像等多种录像方式，前端每台网络监控主机暂配置1T硬盘8块，保证派出所10路以内视频信号录像存储在1个月；
3、支持远程视频图像丢失报警上传，一旦监控点的图像视频丢失，联网监控中心可立刻收到该处的报警信息，并弹出该监控点图像；
4、联网监控中心可通过网络监看30多个下属分局及派出所的现场图像，并可根据网络情况设定抽帧方式和降低画面分辨率等方式灵活实现图像的远程传送；
5、联网监控中心可随时调看回放每个分局和派出所存储的录像，并可下载到本地管理机上备份刻录成光盘；
6、联网监控中心可接收到每个分局及派出所上传的音视频信息，并显示何处分局/派出所及负责人等相关信息，所有信息都记录到系统日志中，方便以后查询打印。
注意，必须提及的是，网络的安全以及网络传输速率的稳定性也是实现该系统的一个必备条件，良好的网络环境是实现上述功能的一个最基本而且也是最重要的因素，在网络传输速率达不到最低128Kbps时，系统将采用抽帧方式以及牺牲画质降低传输流量实现图像的远传。
1.3设计原则
1．设计思想：
本工程旨在建成一个技术先进、高度可靠、功能强大、易于管理、易于升级扩充并且投资及运行费用低廉的高效率的数字化、网络化、智能化的公安网上视频督查系统，所以系统的设计目标、构成原则、指导思想都运用了系统工程的先进方法，实现了统筹兼顾妥善安排的最优化。
为公安提供完整的网上视频督查系统解决方案：
※必须充分考虑实地条件，估计任何可能发生的情况，避免产生漏洞；
※必须充分考虑方便使用者的实际条件，达到非数控专业水平的操作人员和管理人员都能很快的掌握和熟练系统；
※必须充分考虑分局、派出所技术人员对该系统维护、优化、修复技术的方便性。
使本系统在今后的运行中可以迅速地进行故障部位自动提示或故障自行排除。
保证设备完好率；采用统一、主流、流行的协议标准和接口标准，选用好的硬件产品及其零部件；
※系统架构采用当今最先进的分布计算机集群管理形式；
※智能型的设计思想，以人为本；
※系统应处于当今国际的监控技术领先地位，并且在多年内能持续发展，所有使用的硬件产品和软件技术都必须在国内外的同类工程项目中经受过严格的考验，并具有良好的信誉；
※以“价值工程”为原则，充分利用已有设备，保障前期投资，合理的使用资金以建立一个真正发挥作用的系统，实现技术上先进，经济上合理的最优性能价格比。
※系统的硬件和软件必须有可靠的技术、经济、市场等各方面能力雄厚，知名的公司作为依托。
系统的代理商和施工者应该是技术力量雄厚，工艺精湛信誉良好的单位。
2．方案特点：
为了达到“国际先进、国内领先”的目标，又要针对银行系统对业务建设需求、建设目标、产品性能，在进行本系统的方案设计时应充分考虑系统的实用性、先进性、安全性、可靠性和完整性。
※先进性、完整性
✧基于IP网的全数字网上视频督查系统解决方案，采用最新数字技术，符合国际流行的H.264视频压缩标准实现音视频信号以统一的TCP/IP协议在已建设好的广域网、城域网、局域网上自由的传输。
✧采用开放式的TCP/IP协议作为传输视音频及数据的标准协议，在多种网络平台上建立音视频图像传输和多级控制系统。
视频压缩标准采用国际标准，是当今国际压缩标准的主流发展方向。
✧在线路设计和设备定位配置上采用隐蔽保密方式。
采用分布计算机集群管理的结构方式。
当破坏者破坏一部分设备，其他设备照常工作。
✧系统具有完善的系统安全性管理及权限管理的设计，保证音视频资源可靠、安全的传输和共享；通过对操作员的身份鉴别、分级别授权等手段实现该级别的安全性。
为信息现代化建设提供一个优秀的支撑平台。
※可靠性、稳定性
系统的稳定性是指系统具有长期连续运行的能力，要求硬件，特别是应用软件能够经受长时间运行的考验。
本系统主要设备选型采用高性能、高可靠性产品，选用的系统、设备均经过用户广泛使用验证。
所有产品均具有国家权威检测机构的质量认证。
整个应用系统的设计、实施过程中严格按照IS09001国际标准执行，充分运用了“冗余技术”。
以此来保证系统的安全、可靠、稳定性原则。
※完整性、扩展性
设计应充分考虑了系统功能的全面性及完整性，不存在音视频流交换的瓶颈，网络发送主机控制点数不受限制，使得整个系统功能强大但造价较低，系统规模扩容能力强。
系统的建设同时考虑到今后网络结构的改变和系统功能的升级。
※实用性、经济性
✧系统配置和设备选型都在国内的大型网上视频督查系统工程中有过成功的应用实例。
又针对公安行业特殊性作特殊的设计，具有在带宽比较窄的情况下能实时传输、清晰的图像；高度可靠的传输保证；保密性强、完善的系统安全性管理及权限管理的设计；操作、维护简单性、扩容升级好等特点。
✧如果单纯追求技术的先进性，可能是片面的，因为在同一层面比较，最先进的技术其价格可能也是最高的，因此在系统造价与技术先进性之间应该有一个权衡。
可以在保持系统主体技术先进性的同时，通过应用系统自主开发和资源配置等手段，努力追求性能/价格比的最优。
经济性原则就是在考虑系统技术先进性的同时，又充分考虑系统的总体拥有成本（TCO），使系统建设在一个比较高的技术水准之上，又降低用户的初期建设造价和后期维护成本。
※操作、维护简单性
✧系统的功能应该完善、全面、强大，但同时必须强调保证操作、使用、维护尽量简单，这就是操作、维护简单性原则。
简单性原则对用户来说，即操作使用人员只需一些基本的知识，不需经过长时间、复杂的培训即可熟练进行系统操作，在系统出现问题时，经过简单的技术处理，即可快速恢复：
（包括硬件的修复替换和软件的升级，更新）。
✧本系统的设计、实施中，操作、维护简单性原则是指：
·整个系统建立在流行的窗口操作系统之上，只要操作人员看的懂图形标志，懂得基本设备名称含义，即可用鼠标点按进行工作；
·监控软件为中文窗口界面，图标形象直观易懂；
·对整个系统提供完整的操作说明手册，并对用户的网管及相关人员进行严格的培训，以帮助用户快速掌握系统的使用、维护。
3．设计依据：
以中国公安部有关的文件的要求为准绳，以满足用户的实际需求为基础，以满足在业务执法中最严重事件发生时、网上视频监督系统应具备的能力为具体目标并遵照以下标准：
《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-2004
《安全防范工程费用预算编制办法》GA/T70-2004
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《安全技术防范产品分类与代码》GA/T405-2002
《视频安防网上视频督查系统技术要求》GA/T367-2001
《公共场所监视电视系统设计规范》BJ08-16-2001
《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198－2001
《建筑物与建筑群综合布线系统工程设计规范》CECS72：
97
《中华人民共和国安全行业标准》GAT70－2001GAT75－20014
《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
《电气标准规范汇编》
第二章各分局及其派出所联网监控设计
2.1设计范围及目标
该系统通过网络监控主机这一核心设备，实现视频的远程监控、录像备份取证及远程控制设备为一体的综合安防功能，不仅提高对突发事件的处理反应速度及工作效率，也很大程度提升了公安执法业务的执法标准，同时也为市局与各个派出所的值班人员提供了一个快速信息交流渠道，实现了对分散在各个异地的分局及其派出所集中监控与统一管理。
本次项目的建设将完成东莞公安局所辖的所有分局及其派出所的网上视频督查系统。
本次设计范围包括东莞市公安局和其下属30多个分局及其金库，主要范围见下表。
序号
东莞市公安局下属分局名称
备注
1
东莞市市公安局本部
2
东城分局
3
南城分局
4
万江分局
5
寮步分居
6
大朗分局
7
虎门分局
8
长安分局
9
大岭山分局
10
洪梅分局
11
麻涌分局
12
高埗分局
13
松山湖分局
14
塘厦分局
15
清溪分局
16
樟木头分局
17
石龙分局
18
莞城分局
19
凤岗分局
20
石排分局
21
石碣分局
22
东坑分局
23
横沥分局
24
茶山分局
25
常平分局
26
企石分局
27
沙田分局
28
中堂分局
29
桥头分局
30
厚街分局
31
谢岗分局
32
望牛墩分局
33
黄江分局
34
道窖分局
系统主要对每个分局上传不超过拾路视频信号，其中一路为大门口视频图像（智能球机），一路为办证厅视频信号（智能球机），一路为值班室视频信号（智能球机），两路为候问室视频信号（固定枪机），两路为讯问室视频信号（固定枪机），一路为装备室视频信号（固定枪机），一路为枪库视频信号（固定枪机），一路为物证室视频信号（固定枪机）；系统对派出所的出入口及业务办理室进行实时的监控，可远程监督出入派出所的人员，也可监督公安干警在侯问、讯问犯罪嫌疑人的全过程，对执法人员的执法标准进行整体的把握。
系统实施过程中，摄像机及拾音器可利用各分局或者派出所原有设备，无需另外采购，但经实地考察，大部分原有的摄像机和拾音器安装的位置不妥，或者设备陈旧损坏，不能对整个的场景进行录像和录音，故要求移动摄像机和拾音器安装的位置，以保证获得清晰可靠的图像效果。
也可根据各分局不同的情况，将原有的设备更换，借以获得一个较好的图像效果。
2.2系统的具体设计
本次设计中，各个派出所10路视频图像录像数据必须上传，且10路视频图像录像数据本地存储，支持远程调取回放及下载刻录光盘，所有视频信号经网络监控主机压缩后经网络传输到联网监控中心，在联网监控中心通过数字矩阵阵列将压缩的音视频报警信号解码还原，并以多画面分割的形式显示在电视墙上，系统发生警情时，还可通过电子地图显示哪个分局的哪个派出所出现警情，联网监控中心电视墙上切换到该处的图像，以了解现场的具体情况。
具体实施中，安装一路智能球机为大门口视频图像，一路智能球机为办证厅视频信号，一路智能球机为值班室视频信号，两路固定枪机为候问室视频信号，两路固定枪机为讯问室视频信号，一路固定枪机为装备室视频信号，一路固定枪机为枪库视频信号，一路固定枪机为物证室视频信号；同时，安装一套拾音器为大门口录音，一套拾音器为办证厅录音，一套拾音器为值班室视频信号，一套拾音器为候问室录音，一套拾音器为讯问室录音，一套拾音器为装备室录音，一套拾音器为枪库录音，一套拾音器为物证室录音。
为起到实时、全面的监督，所有派出所的音视频信号都要接入网络监控主机，即要在本地进行本地存储，又要上传到联网监控中心，立刻将该派出所的图像自动切换到存储服务器上显示，并提示值班人员注意。
系统结构图及布线图如下图所示。
派出所网上视频督查系统布防走线示意图
派出所前端设备连接示意图
派出所网上视频督查系统原理接线示意图
2.3系统的主要功能
1．可实现对各个异地的下属分局及其派出所在线管理，视频以176*144（QCIF）或352*288（CIF）分辨率远程监控，也可远程回放录像或是下载本地端录像资料至联网中心管理服务器上。
2．支持图像抽帧技术，在窄带传输时，通过抽帧如降至6～12帧/秒确保传输画面的清晰。
3．系统支持外接各类报警器或控制器，如：
红外被动探测器、震动分析仪、烟感报警器、紧急手动按钮、门禁刷卡器、门禁控制器等。
同时可实现报警联动，一旦发生报警，可联动灯光或其他设备的开启或关闭。
如：
发生报警时，灯光自动点亮等。
4．上传图像的摄像机及拾音器都安装于派出所的业务环境，对办理业务的公安执法人员可在联网监控中心远程实施远程监督。
5．一十二路网络监控主机支持12路视频信号的远程传输，12路音频信号的上传。
4路联动报警信号的输出等。
支持远程控制空调设备、灯光的开启与关闭。
6．支持本地录像。
可远程任意设定录像的时间及录像的格式，支持定时录像、移动帧测录像、报警录像等多种方式。
7．可远程提取网络监控主机中存储的录像，同步回放录像等。
8．可根据实际网络的带宽设置为单路视频上传或多路视频信号同时上传，实际应用中也可根据网络的情况，设置多路视频信号轮巡单路视频上传。
2.4系统的特点
◎单机实现1-12路音视频合成全实时录像和多种实时预览方式
◎具有手动控制、图像侦测、时间列表和外源报警等多种录像启动方式
◎不同时间可灵活设置不同的录像方式
◎具有提前录像功能
◎录像资料保存的天数可每路分别设置，周期性自动覆盖更新
◎单机实现1/2路图像（CIF）的实时预览，无论单画面、切换、多画面
◎具有回放进度条控制的多种录像回放方式、方便地录像资料检索、拷贝等
◎具有1-4路的报警输入输出功能、1-4路球机云台镜头控制功能
◎三级工作权限结合每位工作人员个人权限灵活自由配置
◎系统自动记录各种事件日志，如登陆日志、报警日志、操作日志和故障日志
◎授权人员随时可进行防盗系统的各项设置（布防、拆防、延时、旁路、输入输出联动关系等）和操作控制，报警时音视频同步提示
◎系统具有强大的联网功能，便于设置系统分控和实现异地远程监控和管理
◎能实现多重系统重启和报警拨号功能
◎授权人员随时可控制联动设备及其他相关设备的手动开关，门禁系统的开闭及与控制中心通话
2.5网络监控主机的选型
核心设备采用嵌入式DVR，专为远程监控、集中存储而设计的数字监控产品。
视频压缩标准：
H.264
视频处理芯片：
DSP处理器
主CPU：
嵌入式MPU处理器
操作系统：
RTOS嵌入式操作系统
视音频信号经DVR编码可以将码流送到网络口进行传输与（或）通过内置高速硬盘进行本地录像。
报警信号经DVR可进行本地的报警联动输出与（或）联动到网络口输出（所有报警参数由控制中心设置）。
控制中心可通过网络来控制PTZ。
DVR主要特性与功能如下：
采用H.264压缩标准。
H.264是国际电联（ITU）与国际标准化组织（ISO）组成的联合专家组（JVT）制定的最新视频压缩标准，是现在及将来在网络视频监控领域内的主流压缩标准。
采用国际主流的嵌入式平台，保证了设备的稳定性、成熟性，紧随国际主流嵌入式技术的发展，产品的升级保持向下兼容，保护用户的投资。
不仅支持定码率、变码率，还支持变帧率，根据带宽状况可动态设置码流大小、图像质量或帧率。
灵活的录像模式可供选择。
有定时录像、手动录像、移动侦测录像、报警录像等多种录像模式；支持水印技术防止图像被篡改。
支持本地录像和网络附加录像，使得录像方案更具灵活性。
具有操作密码锁定功能，防止用户误操作；
支持多播、点播及IE浏览等方式预览现场图像，监听现场声音，硬实时、多任务系统提供了强大的并发处理功能，编码、录像、网传、报警等进程通过合理的任务调度，实现并发处理，满足实时性及多工要求。
提供了强大的网络SDK开发包，提供了用户个性化需求的开发平台。
第三章远程联网监控中心设计方案
3.1方案概述
根据东莞市公安局的需求和各个分局及派出所的实际情况，充分考虑到现有资源（内部局域网），科学地利用现有资源架建一个综合的远程总控中心。
从中更好地发挥远程图像网上视频督查系统作用，而提升综合竞争力和管理水平。
在市局下属分局及其派出所的联网监控中，所有图像都可以经过网络传送到总控中心，集中对所有的远程图像监控及管理，同时，配置若干职能副控，用于分局、派出所等单位监控前端业务环境现场情况。
鉴于网络带宽，拟采用10MDDN数字电路IP网。
本次联网监控中心设计中，不仅考虑到30多个分局及其派出所的远程联网网上视频督查系统，而且在设计中充分考虑未来50个（或更多的）派出所的远程监控信号的接入，留有适当的扩展接口，方便实现市局对下属所有派出所远程监控，避免联网监控中
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