XX市单警执法视音频记录仪及数据采集管理系统设计建设方案.docx
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XX市单警执法视音频记录仪及数据采集管理系统设计建设方案
XX市单警执法视音频记录仪及数据采集管理系统设计建设方案
一、项目概述
1.1项目设计背景
随着近年来广大人民群众民主法制意识特别是涉及自身利益的维权意识迅速加强，公安机关的执法环境正发生着深刻而复杂的变化，民警执法时刻处于舆论和群众监督之下，稍有不慎就会引发负面炒作。
因执法过程缺少视频、音频对执法过程进行固定，纠纷投诉责任无法认定的情况时有发生，遇到事后监督维权时，如何利用科技手段做到公正处理，切实增强公信力和说服力，提高执法办案效率，减少执法成本，已成为当前形势下迫切需要解决的问题。
有鉴于此，XX市公安局交通警察支队拟建设具有音视频拍摄、海量数据存储压缩、流媒体传输、分级应用管理、警员管理、GPS（北斗）定位、SOS呼叫、轨迹查询于一体的执法影音取证系统。
1.2项目设计标准与依据
《质量管理体系认证》GB/19001-2008ISO9001：
2008
《电气装置安装工程及验收规范》GBJ232-90、91
《中华人民共和国安全作业标准》GA/T74-94
《单警执法视音频记录仪》GA/T947-2011
公安部《公安信息化标准体系》
公安部《公安科技发展“十五”计划和2015规划》
信息技术设备得安全GB4943-2001
音频、视频及类似电子设备安全要求GB8898-2001
计算机信息系统安全保护等级划分准则GB17859－1999
安全防范工程程序与要求GA/T75-94
入侵报警系统技术要求GA/T368-2001
报警传输系统串行数据接口得信息格式和协议GA/T379-2002
计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求GA/T388-2002
计算机信息系统安全等级保护管理要求GA/T388-2002B
计算机信息系统安全等级保护通用技术要求GA/T390-2002
IP网络技术要求－网络性能参数与指标YD/T1171-2001
其他相关行业标准
1.3项目实施的必要性和可行性
为了进一步规范执法记录仪使用管理，加强执法监督，维护当事人和交通警察合法权益，推动执法规范化建设，支队须建立统一的执法记录仪管理系统，实现对所有采集的音视频数据实行集中统一的存储、管理和应用，并对数据的采集设备、前端执法记录仪设备进行管理。
形成管理软件实用完备化、操作平台规范格式化和三级监管可视化、全程化，实现了全支队范围内的数据集中优化管理。
1.4项目设计原则
（1）高可靠性：
系统应采用成熟可靠的海量数据处理平台和技术，具有存储和计算节点失效检测和恢复的容错处理能力，保证不出现系统瘫痪和数据出错现象。
（2）高可扩展性：
系统构架具有高可扩展性，保证在将来应用系统规模扩大时能根据需要随时增加节点以扩大系统的数据存储能力和计算能力；并能在不停机的情况下增加节点，以保证应用服务的连续性。
（3）高可获得性：
存储节点使用市场上普通的商用服务器，任何节点损坏都易于更换和维护；
（4）高性价比：
采用价格不高的普通服务器和存储，通过分布式计算平台的并行化计算能力可获得很高的性价比。
（5）实用性强：
强大稳定的存储和计算支撑平台提供了大容量、高性能的数据存储、分析和统计查询能力；采用专用的导入设备和PC导入相结合，适应实际的需要。
（6）开放性：
执法监督平台采用标准化接口和开放协议，能够接入各种类型的采集工作站，同时采集工作站支持多达16路的各种类型执法记录仪设备的接入；
（7）大容量：
提供PB级数据存储容量，满足海量数据的存储和大规模的数据访问。
（8）高性能：
本方案能够提供和节点数量成线性比例的性能，适合大数据量、大并发量的要求。
1.5项目设计目标
全市交警执法记录仪管理系统采用先进的计算机技术和大数据处理技术，依托现有的公安网络，建设具有音视频拍摄、海量数据存储压缩、流媒体传输、分级应用管理、警员管理、GPS（北斗）定位、SOS呼叫、轨迹查询于一体的执法影音取证系统，实现大容量的视频数据的集中存储和统一管理、访问的目标，满足可靠性、保密性和可用性要求以及数据合规性要求。
利用专用的执法记录仪采集工作站或PC机提供灵活、高效、安全的数据导入机制，满足全市范围内支队、大队和中队三级用户对视频数据的高速流畅的检索和浏览。
全市交警执法记录仪管理系统在实现海量视频数据存储处理基础上，根据支队的管理需要，将警务效率考核融入执法监管平台，从而实现准确的工作量考核、工作质量考核和决策统计分析等业务功能。
1.6项目建设基本内容
1、执法记录仪终端
2、数据采集站
3、中心服务器（数据采集管理平台）
二、数据采集系统的构成及各部分功能介绍
2.1系统的构成
数据采集管理系统拓扑图
执法记录仪管理系统是由执法监管平台（中心服务器）、执法记录仪数据采集工作站和执法记录仪终端三部分组成。
在支队建立执法监管平台（中心服务器），实现对全市交警系统的执法管理。
各大队采购一定数量的执法记录仪采集工作站和执法记录仪终端，并按照支队平台接口的技术要求进行数据接入。
执法监管平台（中心服务器）与执法记录仪采集工作站利用公安网连接，为了不影响公安网的其他业务，执法记录仪管理系统应采用分布式存储数据的模式，即对上传数据进行分级标注，一般信息只存储在采集工作站中，不上传到执法监管平台（中心服务器）中。
支队在执法监管平台（中心服务器）分别为支队、大队、中队赋予相应的权限，各级执法监督人员可以登录执法监管平台监管本辖区的视频信息。
2.2执法记录仪终端
按照行业标准《单警执法视音频记录仪》GA/T947-2011的定义，即公安民警执法时随身佩戴的集实时视音频摄录、照相、录音等功能于一体的取证技术设备。
执法记录仪的应用，标志着一线执法单警装备的科技含量进一步提高，一方面保证了资料的公正性和有效性，规范了执法人员的执法行为，有效保护执法人员的正当权益及保护执法人员安全，提高执法工作落实的质量，提升执法队伍管理水平，提升执法人员的专业形象及工作效率。
另一方面，现场执法记录仪作为现场真实证据的再现，刻意有效地避免被外界断章取义，避免恶意投诉、恶意抗法及减少轻率的法律诉讼，最大限度的保证执法者与被执法者处于更公正、更透明、更和谐的执法状况。
执法记录仪功能：
摄录功能：
执法记录仪开机后应自动进入取景预览模式，按下相应键，执法记录仪应自动开始记录视音频信息；按下停止键，执法记录仪应停止记录并且保存记录内容。
录音功能：
执法记录仪开机后应自动进入取景预览模式，按下相应键，执法记录仪应自动开始记录仪音频信息；按下停止键，执法记录仪应停止记录并且保存记录内容。
拍照功能：
执法记录仪开机后应自动进入取景预览模式，通过显示屏进行取景；按下拍照键，应能拍照。
现场回放功能：
执法记录仪应具有以时间等方式浏览、检索和回放本机存储的视音频、音频、照片等信息的功能。
字符叠加功能：
摄录的视频和图片自动叠加信息，信息包括：
执法记录仪编号、时间、日期和设备信息水印，防止篡改。
执法者不能在执法记录仪终端上删除、篡改已拍摄的视频资料和照片。
操作提示及状态指示功能：
电池续航时间：
连续同步录音录像时间不小于6小时。
操作日志：
记录执法记录仪终端的操作信息。
防护等级：
IP56，5级防尘，6级防水（防猛烈海浪或强烈冲水）。
2.0米以下自由落体跌落。
2.3数据采集站
数据采集站负责实现执法记录仪数据安全、完整、可靠、高效地从记录仪导入到系统中。
采集工作站可以独立部署，实现导入、存储、查询、浏览、统计以及用户和设备管理等完整的数据管理功能和业务功能。
能够满足4TB以内数据的存储和使用要求。
数据采集站基本功能：
资料上传：
支持不少于20台执法记录仪设备同时连接至数据采集站并显示当前设备状态，支持20台设备同时拷贝执法资料及操作日志并传输到数据采集站中（每5台设备传输总速度：
17M/S）。
能自动根据预置信息和资料类型将存储的信息进行分类，并生成日志文件与中心应用管理平台实时同步（同步拍摄开始、结束时间、上传时间、视频大小、视频长度、文件名称、文件路径、人员信息八类执法文件资料及执法记录仪操作日志）。
流媒体服务：
数据采集站可提供流媒体服务，使得中心应用管理平台可以流媒体的方式预览，下载已存储的执法资料。
流媒体服务示意图
校时：
数据采集站与公安网对时服务器对时（实时校正），执法记录仪终端连接到数据采集站时，数据采集站自动对执法记录仪终端进行对时。
信息显示：
在数据采集站地液晶屏上展示连接中的执法记录仪信息（拷贝状态、内存容量、姓名、设备ID、所属单位、警号）
防篡改：
数据采集站上存储的音视频资料及照片无法修改或删除。
日志管理：
将数据采集站及执法记录仪中的操作进行日志保存，同时将日志文件与中心应用管理平台实时同步。
数据安全控制：
自助采集客户端软件可随系统自动运行，屏蔽一切键盘鼠标等外部操作，做到最大可能的数据安全性。
如需操作（查询，修改，删除）已采集数据，需要获得相应权限（需要输入操作员警号及密码）后进行操作，也可在软件界面进行查询播放及数据下载。
本地数据可操作控制：
可在软件界面进行本地数据的查询、播放、下载，但必须具备一定权限（输入操作员警号及密码）
文件保存期限：
存储空间不足时自动覆盖硬盘内最早的执法资料。
软件升级：
自动提示下载更新，并重启客户端软件。
兼容性：
支持windowsserver2003、windowsXP等操作系统。
充电时间：
同时对不少于20台执法记录仪终端充电时间不超过6小时。
2.4中心服务器（数据采集管理平台）
2.4.1总体描述
中心服务器采用分布式文件系统、大数据库系统、分布式任务调度系统等实现视频数据的大容量、高性能、在线扩容、高可靠性、故障自动检测恢复等存储特性，并且提供对视频进行语义标签、时间切片以及视频摘要等关键性功能的支持，以及基于海量标签数据进行高速索引、查询、统计等关键业务支撑功能。
数据管理平台可以分布式部署，即将存储节点分布在各个单位，靠近采集设备，实现数据就近存储，减少数据跨网传输，但对于应用和业务而言，数据在逻辑上是统一和位置透明的。
该平台还提供了高性能并发访问视频数据服务，使得多用户在浏览和播放不同视频或相同视频时，具有最佳的视觉体验，如低延迟、流畅、无抖动等，同时尽量减少视频传输对带宽的占用，对服务器资源的占用。
通过基于WEB的业务菜单实现不同的业务功能。
包括面向各级领导和决策部门的业务菜单，面向监督管理层的业务菜单以及面向一线使用执法记录仪设备的民警的业务菜单。
2.4.2一线民警业务菜单
一线民警的业务功能包括数据的采集（导入）、上传、存储、编辑、档案化管理、归档、删除、导出、查询、统计、报表等等，统计和报表功能又民警对上传的资料分类标注后由系统自动生成。
一线民警的使用场景是首先通过采集工作站完成高效快速的数据导入过程，尽量减少对执勤时间的占用或者减少对执勤的影响，然后在非上岗执勤时间通过工作站或者PC上进行数据的处理。
2.4.2.1数据采集
数据采集是系统的关键功能，主要完成数据从执法记录仪中导入到系统中这关键的一步。
导入设备为专用的数据采集站。
用户把执法记录仪插入到导入设备的USB接口后完成导入操作。
数据导入后存储在导入设备中，又民警对上传的数据进行分类标注，最后将文件信息上传到中心服务器，数据量最大的视频资料存储在数据采集站。
数据采集站必须自动识别执法记录仪设备的合法性、用户的合法性以及设备时间，在导入视频文件数据的同时能够将设备编号、时间、用户等关键数据和该视频文件进行关联。
数据导入是最常用、最频繁的操作。
采用专业的数据采集站可以提高导入效率、减少操作失误、保护数据、提高安全可靠性、实现统一的管理策略。
2.4.2.2数据上传
实现在导入设备中的数据信息上传到中心服务器的过程。
中心服务器和各个数据采集站之间通过现有的网络进行连接。
目前该网络同时承载了其它公安业务系统，大部分网络带宽达到百兆，在办公时间网络比较繁忙。
执法记录仪终端记录的数据都是较大规模的视频数据，如果全部上传可能会严重影响其它业务。
因此方案采用策略性的传输方式：
1、数据信息（文件属性）实时上传到中心服务器的数据库，包括导入的用户、设备编号、拍摄时间、地点、事件描述、等级、分类、截图等，如果这些数据用户已经通过导入界面编辑完成。
2、传输指定的文件到中心服务器的数据库存储
2.4.2.3数据的编辑
对上传的执法记录仪数据文件进行浏览和编辑，对视频文件形成标签，从而对视频进行语义检索。
编辑的内容包括视频的切分、合并、视频的描述、分类、地点说明、事件类型、事件等级、过程描述、执勤执法内容（如酒驾、超员、超载、涉牌涉证、疲劳驾驶、驾驶员姓名、车牌号、车型等）等。
系统通过高度智能化的辅助输入，用户通过点选或自动联想输入常用词语快速形成标签或描述内容。
归档后的数据不能进行编辑。
编辑的权限由用户单位管理人员确定。
2.4.2.4档案化管理
档案由一组针对单个事件的、相互关联的多个视频、音频、图片等文件组成。
用户在数据导入之后，通过操作界面，创建新的档案，将多个文件拖到该档案中，完成档案化。
用户也可以把后续的文件合并到一个老的档案中，也可以把档案中的文件拆分出来。
普通用户只能对自己上传的数据进行操作，上级领导可对权限范围之内的其他人员的数据进行操作。
2.4.2.5数据的归档
针对重要的数据进行归档，可对档案也可以对文件执行归档操作。
归档后的数据的特征包括：
持久保存、不可删除、普通用户不可查询等特性。
普通用户只能对自己上传的数据进行操作，上级领导可对权限范围之内的其他人员的数据进行操作。
2.4.2.6数据的删除
数据删除针对普通的数据文件或档案。
删除执行采用可配置、可组合的策略，包括：
1、不允许普通用户进行删除
2、允许分级特权用户删除权限范围内数据
3、超过容量使用率执行最早的数据自动删除
4、数据超过规定的存储时间执行自动删除。
2.4.2.7数据导出
用户可以将已经导入到数据中心的数据导出到移动存储介质上。
导出的数据结构和内容完整，包括属性数据和视频、音频、图片、文字等，可以通过浏览器浏览。
普通用户只能对自己上传的数据进行操作，上级领导可对权限范围之内的其他人员的数据进行操作。
大数据量的导出，可能会影响网络的，因此在下载过程中应当有一定的策略。
2.4.2.8数据查询和浏览
可以根据标签语义、时间（段）、事件、等级、类型、关键字、用户查询已经导入的数据，也可以根据罚单号或定义的其他常用标签进行快速查询。
查询结果可以直接浏览。
由于内容数据根据策略进行上传，有可能在用户查询的时候，尚未上传到数据中心。
这种情况下，用户的请求将被重定向到缓存数据的采集工作站，从而保证数据可以查询和播放。
普通用户只能对自己上传的数据进行操作，上级领导可对权限范围之内的其他人员的上传的数据进行操作。
2.4.2.9数据统计和报表
一线民警可以对本人上传的数据，根据时间、事件、类型、地点等等多维度条件进行统计，并生成和打印报表，可作为本人的工作成绩。
2.4.3监管层业务菜单
基于系统组织架构：
（1）显示下属所有配备记录仪的人员状态
（2）可直接进入并浏览下属人员的档案夹，选择数据进行抽检，并填写抽检记录
（3）根据下属各单位和人员的统计数据，按照考核规则进行工作量的评判
（4）根据抽检的情况，对工作质量进行评判
（5）查看操作日志，掌握数据的复制、查看、删除等情况，判定是否存在违规行为，并辅助形成报告
（6）管理用户：
创建、编辑、删除执法记录仪的使用用户，绑定用户和设备，分配用户名、用户权限、存储空间等。
（7）设备管理：
注册执法记录仪，赋予设备唯一合法的编号，或同警员KEY进行结合
2.4.4领导层业务菜单
根据要求对数据进行各种统计，包括以单位、人员、时间、事件、类型等多个维度的统计查询，并输出要求的报表。
从而对上级部门了解执法记录仪的使用情况、监督规范的执行、进行奖惩等提供准确的依据。
由具有权限的部门级领导执行。
基于系统组织架构：
（1）显示下属所有配备记录仪的人员状态
（2）可直接进入并浏览下属人员的档案夹
（3）显示下属各单位或人员最近一个月、最近一周、昨天、当前的数据统计状态
（4）显示下属各单位或人员的工作量以及工作质量的评判情况
（5）下属各单位、人员各种常用业务统计数据表：
基于上传人员、单位的拍摄地点、违章类型（酒驾、涉牌涉证、超员、超载、疲劳驾驶等）、事故类型、事件类型（执勤、专项）等的数量及分布
（6）显示下属各单位、人员所有违法违规违纪的统计数据，并可以直接进入详细记录
（7）显示下属各单位、人员执法记录仪数据管理使用的违规统计
（8）查询统计界面：
根据任意时间、人员、地点、类型进行查询或统计
2.4.5管理员业务菜单
2.4.5.1安全管理功能
1、用户管理
系统设置系统管理员、审计员和普通用户三种角色：
（1）系统管理员用于普通用户管理和设备管理，包括普通用户的创建、删除、权限设定、属性编辑等；设备管理包括设备的注册、注销、用户绑定等。
（2）审计员对所有用户操作，包括管理员操作进行严格审计；
（3）普通用户负责完成基本的执法记录仪数据的相关功能。
上述三类角色根据实际的组织架构进行分级，即可以分为中队级、分局级和局级，每一级的权限范围符合组织架构确定的范围。
2、设备管理
设备要经过注册后才能使用，每个设备至少要绑定一个用户。
3、操作审计
所有管理员和普通用户的操作都被进行详细的记录，并提供给相应的权限用户和审计员进行审查。
2.4.5.2系统运维管理
本系统是一个分布式的大型系统，涉及大量的设备和应用，系统提供实时监控的功能，对所有的设备的在线状态、运行状态和应用程序的运行状态进行实时监控，一旦发现问题能够及时报警。
管理软件系统支持Web方式应用，监控的主要内容包括：
数据采集站和PC机的网络连接状态、当前活动用户、数据采集站当前的存储空间及使用率、中心服务器的运行状态、总的存储容量、使用率、网络使用状态等。
另外对每台服务器和采集工作站的其他信息进行收集，包括：
硬件信息、安装的软件包、操作系统配置，用户信息，BIOS信息，显示电脑的制造厂商，型号，序列号，光驱、软驱、移动存储（USB外设）等信息，以方便用户进行资产准确统计。
能够对所有服务器运行状况、性能等进行实时监控，服务器主要部件发生故障能够及时定位和报警。
2.4.6浏览器客户端
所有的操作都可以通过PC端的浏览器完成。
包括数据操作如导入、编辑、归档、导出、档案化、删除、查询、浏览、统计、报表等，以及用户管理、设备管理、审计管理和系统的运维管理。
采用浏览器插件实现对执法记录仪的操作以及视频播放。
三、主要设备功能及参数
3.1执法记录仪终端功能及参数
执法记录终端是指具有录像、照相、录音等功能，用于记录交通警察执法办案过程的便携式设备。
应该采购和使用具有《单警执法视音频记录仪》GA/T947-2011标准公安部检测报告的复合式执法记录仪，既可以作为一体式应用，也可以分体式应用。
各项指标不低于以下要求：
产品外观：
主要参数：
摄像头
内置感光元件
1/2.5英寸CMOS传感器
像素数
1600万
外接摄摄像机
1/4”CMOSVGA 含高性能红外夜视灯及红外切换装置不偏色；
红外距离
全黑8m-10m
可视角度
主机120度；外接摄像机90度；
对焦范围
0.5cm-无穷远
变焦功能
支持1倍----8倍的数字变焦
音视频
编码技术
H.264 AVI格式
分辨率
1920*1080P30fps;1280*720P60FPS;1280*720P30FPS
码流
600K-3Mbits/s
录像质量
1080P、720P、QVGA
视频标准
PAL/NTSC/SECAM
拍照分辨
分辨率：
4608*3456，
音频
采样率
64KHz
格式
AAC
接口与选配功能
LCD
2寸TFT-LCD高清晰彩色显示屏
对讲机接口
支持数字、模拟对讲机
HDMI
高清HDMI1.3接口,最大支持1080P输出模式
电视输出信号：
NTSC
按钮
录像键、拍照键、对讲键、录音键
外接摄像头
支持外接高清1080p摄像头
GPS定位（选配）
内置GPS模块，可将拍照时的经纬度打印在照片上，录像时支持把录影经纬度记录下来，通过特殊的软件，可以在地图上显示立体线路。
HDMI（选配）
高清HDMI1.3接口,最大支持1080P输出模式
电视输出信号：
NTSC
报警
低电、存储溢出等报警
白光辅助功能
内置1颗白光LED灯，可以当手电筒使用
无线遥控
支持无线遥控操作摄录，拍照功能方便操作
背夹
方便拆卸更换的360度旋转背夹
存储
储存介质
内置16GB/32GB/64GB可选
电源
电源适配器
5VDC1.4A,110-240VAC;支持车载充电、外置移动电源；
电池
锂聚合物电池,2600mAH（两块）
连续录像时间
大于8小时
其它
软件
摄像拍照时间同步显示、设备编号显示
PC端管理软件、自动校时
有声现场回放
3.2数据采集站参数及功能
3.2.1设备外观
3.2.2基本功能
执法记录仪数据采集工作站是一种通过公安部检测的专用数据采集设备。
1、一体化的软硬件设计，采用触摸屏操作，20个USB端口，提供冗余存储功能和后备电源
2、功能完善：
包括导入、导出、浏览、编辑、档案、归档、删除、用户管理和设备管理、统计分析、设备校时
3、高强度安全机制:
账户管理、访问控制、访问认证、操作审计
具有高强度安全防护能力，包括端口管理、网络管理、进程保护，有效防御病毒、木马和黑客的攻击
4、标准化的端口和开放的协议，可以支持各种执法记录仪的接入。
在关键的导入特性上，具有以下特点：
1）无人值守，7X24小时连续工作
2）自动侦测连接执法记录仪
3）并发支持20路同时导入，总带宽达2X480Mbps
4）连接后自动导入，自动为设备充电，自动校时
5）支持导入断点续传功能，可以随时插拔执法仪
6）设备连接、导入过程及完成等状态的提示
7）导入完成后自动清除记录仪已导入数据
8）按执法仪编号和警员编号自动分类存储
9）本地缓存和策略性自动上传
10）20个设备独立上分隔舱，有效防止错拿
11）可支持最高达20TB的存储容量和1：
1冗余备份能力
在档案策略管理上实现了以下可配置的策略：
1）上级可以浏览下级导入档案
2）不允许本级删除导入档案
3）归档后不允许编辑和删除
4）归档后档案可设定只允许特权用户浏览
5）对非归档档案执行超时删除策略
6）档案可以合并或拆分
7）设备注册后可用
8）人员和设备绑定
3.2.3主要参数：
编号
项目
技术要求
1
综合性能及配置
主机机采用机柜式设计，配备19寸LED液晶显示器，1个千兆网络接口
2
标准存储设备
4TB7200转64MBSATA3
3
处理器要求
Intel酷睿i3540（4MCache,3.06GHz,2.5GT/s）LGA1156
4
内存要求
4GB（可扩展至16GB）
5
存储可扩展
可扩展到12TB存储空间
6
操作系统
支持Windows全系列系统
7
管理软件
有执法记录仪管理软件及存储管理平台。
8
系统应用功能
存储终端机可纳
升级会员 