平安城市建设方案.docx
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平安城市建设方案
西安国际港务区平安城市解决方案
二零一七年十二月
第一章概述6
建设背景6
建设目标6
设计原则7
设计依据8
第二章需求分析9
业务分析9
解决思路9
建设突破10
管理突破10
应用突破10
运维突破10
第三章系统总体设计10
系统定位10
总体设计思路11
合力打造城市可视化防控体系11
建成统一的视频信息管理系统12
完善视频图像信息传输网络12
整合公安机关内外部视频图像资源12
保证视频图像信息的安全接入12
系统总体架构13
图像资源整合接入设计13
第四章前端感知系统设计15
设计概述15
布点规划思路16
“围”圈16
“切”块16
“分”格16
连”线17
“定”点17
高清治安监控子系统17
系统组成17
摄像机选型18
前端部署架构18
高清智能卡口子系统19
系统组成20
系统功能21
系统性能22
系统拍摄效果23
道路智慧监控子系统25
系统组成26
系统功能26
系统性能27
系统拍摄效果28
高清电子警察子系统28
系统组成29
系统功能30
系统性能31
系统拍摄效果32
高清移动监控子系统33
系统架构33
系统功能34
第五章视频传输网络设计35
网络整体架构设计36
接入传输网络设计37
前端接入网37
接入线路选择37
网络带宽要求38
网络IP地址规划38
第六章视频云存储系统设计39
存储系统架构39
存储系统功能40
存储容量估算40
视频图像存储容量估算40
卡口图片存储容量估算41
第七章两级监控指挥中心设计41
区县局指挥中心设计41
系统架构设计41
综合控制系统42
图像显示系统43
音视频多媒体接入44
监控工位设计45
网络设备部署45
派出所分控中心设计46
系统架构设计46
解码控制系统46
图像显示系统47
监控工位设计47
网络设备部署47
第一章概述
建设背景
建设城市视频监控应用系统是实现城市安全和稳定的重要基础，是“平安城市”建设的重要组成部分，更成为“智慧城市”的重要载体，它不仅可以满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，在预防、发现、控制、打击违法犯罪，提供破案线索，固定违法犯罪证据等方面也发挥人防、物防所不可替代的作用，对于提升城市可视化管理水平和政府应急处置能力，维护城市公共安全具有十分重大的意义。
自2005年全国首批3111试点城市监控系统建设以来，我国平安城市的建设步伐已经进入到平稳阶段。
随着城市经济建设和各项社会事业的快速发展，工业化、城市化进程不断推进，社会治安日益复杂化，不同警种和业务之间的横向联系也越来越密切，使得原来采用某方面专门技术、服务于某项专门业务的独立运行的技术系统已经不能满足社会治安动态管理的需求，平安工程进入多级监控联网管理和业务应用全面融合的时代，视频监控技术将成为继刑侦、技侦、网侦技术后公安机关战斗力新的增长点。
建设目标
以创建“平安城市”、构建“智慧城市”为目标，以整合现有城市报警与监控资源为基础，密切联系公安实战应用需求，通过运用高清监控技术、GPS/GIS技术、智能分析技术、业务系统集成技术、物联网技术等先进安防技术，最大程度地实现现有平安城市监控应用系统的技术升级、应用升级和功能升级。
增设高清监控点，使监控覆盖范围更广、监控效果更加理想，并按照点、线、面相结合的建设原则，使城市监控布局更加合理，防范更加严密；
注重原有投资的有效性、新旧技术的兼容性，并适当淘汰使用年限过久、技术严重落后或者设备本身失去售后维护保障的资源，形成大集成、大联动系统建设所必要的参数要求和技术标准体系；
建成“统一编解码标准、统一联网协议、统一控制协议、统一编号规则、统一图像标注、统一位置标识”的视频信息管理系统，整合各类不同来源、不同格式的视频图像资源，实现视频图像信息的全网共用，一点布控全网响应、应用管理全网运行；
以公安实战应用为导向，充分利用当前先进的技术手段，探索有效视频技战法，拓展图像信息在公安业务中的应用广度和深度，使视频业务全面支撑情报研判、指挥通信、侦查破案、治安防控、社会管理、维稳处突等业务应用；
充分利用现已建成的政府部门视频图像资源和社会单位视频图像资源，以及政府和公共信息通信基础设施，实现城市视频管理系统的互联互通和信息共享，切实提高城市的可视化管理水平。
设计原则
平安城市视频监控系统的建设以“统一规划、统一标准、技术先进、突出应用、稳定可靠、资源共享、信息安全”为原则，确保系统的设计和建设满足城市管理的全局需求，体现城市管理的数字化、自动化和智能化的领先水平：
统一标准：
平安城市视频监控系统的建设必须统一标准，系统建设在符合国家和行业相关标准及地方标准的建设要求基础上，采用先进的技术手段和系统架构，整合治安监控资源、道路监控资源、社会监控资源和已建视频资源，在同一的标准框架下实现统一部署、资源共享、平台共用，构建全网各种设备接入、各子系统互联互通、区域视频信息系统互联共享的可扩展规模和升级应用的视频信息管理系统；
统一规划：
平安城市视频监控系统的建设必须统一规划，按照政府统一要求和部署，采用高科技、新方法对城市管理进行综合分析和管理监控，提高城市管理水平和城市运行效率，增强城市应对突发事件的应急能力，加快城市数字化进程；
技术先进：
采用主流的、先进的技术构建系统平台，满足可视化社会治安防控需要，促进城市图像信息综合应用，实现“指挥点对点可视化、系统运行数字化、应对决策扁平化”；
突出应用：
平安城市视频监控系统的建设必须突出应用，在建设中应以现实需求为导向，以有效应用为核心，充分利用视频信息资源，结合各种应用业务，围绕打造“智慧城市”、创造“平安城市”，不断提高公安机关预防、打击犯罪、严密治安管理和维护社会稳定的能力；
稳定可靠：
平安城市视频监控系统的建设不是各种视频资源的简单组合，而是统一标准构架下的有机组成，系统采用的软硬件根据统一的规范、协议和要求选型，根据最新的标准规范，并经过具有相应资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能够持续有效运行，满足城市管理7*24小时不间断持续运行的需要；
信息安全：
平安城市视频监控系统构建信息传输专网，保证专网专用，安全畅通，社会监控资源通过互联网或VPN接入时，必须遵从规范要求采用严格的网络隔离和安全措施，不同专网之间，如公安视频专网与城管行政专网之间也应采用严格的隔离措施，确保各专网的信息安全。
设计依据
平安城市视频监控系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：
《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2011）
《全国公安机关视频图像信息整合与共享工作任务书》（公科信[2012]11号）
《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》
《公安信息通信网边界接入平台安全规范（试行）——视频接入部分》
《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》（GA/T832—2009）
《机动车号牌图像自动识别技术规范》（GA/833-2009）
《闯红灯自动记录系统通用技术条件》GA/T496-2009
《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
公安部《警用地理信息系统系列标准规范》
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
其他平安城市建设相关地方规范与标准。
第二章需求分析
业务分析
经过近几年的努力，平安城市建设取得了显着的成绩，在提高城市公共事业和社会治安动态管理方面发挥了积极作用。
但同时我们也应该清晰地认识到较早建成的平安城市暴露出来的问题，主要表现在以下几个方面：
1.视频监视频监控覆盖范围有限，无法形成城区严密覆盖，一些主要道路成为监控死角，导致案件发生后，无法应用监控手段提供线索；
2.监控摄像机分辨率低，夜间成像效果差，无法提供有价值的线索，在一些重要场所往往不能看清人脸或车牌号码，利用视频图像信息进行取证有一定的困难；
3.平安城市的建设以固定视频监控为主，缺乏灵活机动的无线视频监控手段，不能满足现场执法取证监控和远程应急指挥的需要；
4.系统硬件品牌繁多，标准不统一，联网率低，各单位各自为阵，仅以满足自身管理需要为主，缺乏全面的考虑和统一规划，视频资源不能为其他部门和上级机构共享；
5.系统对各类视频信息数据的综合应用水平不高，巨大的图像资源潜力未得到充分挖掘利用，对有效提升公安机关战斗力形成制约；
6.系统智能化程度不高，对视频信息的利用主要是事后查证，对平安城市大规模视频监控图像缺乏有效的监控手段，缺乏智能化的技术支撑和应用管理；
7.基础设施建设不能够满足将来业务应用的需求，如：
传输网络、监控中心显示系统等，影响了业务的有效开展；
8.城市社会单位监控资源数量庞大，但尚未实现有效接入，导致公安或其它政府单位可调看的监控资源有限，很大程度上影响了城市的可视化防控水平。
解决思路
针对现有平安城市系统建设的现状，我们提出新一代平安城市解决方案，重点着力于面向以下“四个突破”。
建设突破
应根据城市地理环境、治安形势特点及发案规律，采用科学布建的指导思想，因地制宜，灵活设置监控摄像机，固定监控与移动监控相结合，球机与枪机相结合，重点监控部位（原标清点位或模拟点位）统一由相应高清设备更换，实现全高清监控。
建立立体式、多层次的防控体系，全方位的采集人、车、物等基础信息。
管理突破
统一平台管理，建设视频共享平台、视频联网平台，整合各类不同来源、不同视频图像格式的视频图像资源，实现视频图像信息的全网共用。
以GIS系统为承载体，使城区内上述系统监控点连成线、线连成面，形成一张覆盖城区的完整的监控网。
系统设计必须符合国家及行业标准，满足联网共享的需要，新建的前端监控、编解码设备、存储设备等须采用GB28181国标协议。
应用突破
深入挖掘视频实战应用功能，以公安需求为导向，将视频应用与案事件侦查等业务应用进行深度结合，从原来单纯的视频监控“看、管、存、控”向视频实战业务应用跨越，致力于构建全方位的多业务的可视化安防实战应用系统。
运维突破
平安城市监控系统庞大，系统的维护至关重要，通过系统设备巡检、视频图像质量诊断等智能化运维业务的融入，使运维服务更智能、更具生命力，为公安用户及时发现系统运行问题、排除故障、预先防范等提供强有力的保障。
第三章系统总体设计
系统定位
平安城市视频监控系统的建设，我们提出以下定位：
高起点的系统设计，系统具有可持续发展特性；
强调系统的实战性，一切围绕公安业务展开，系统服务于实战；
强调系统的联动，将视频业务与公安其它系统更加有机结合、联动应用；
强调系统资源的共享，让系统建设成为一个立体的、多层次的、全方位的社会动态监控系统；
强调系统的稳定性和易操作性；
强调系统运行的安全可靠性。
总体设计思路
合力打造城市可视化防控体系
应结合实战业务需求，以“圈块格线点”的布防模型为基础，以最少的投资让现有的视频监控资源和即将新建的视频监控资源最大化发挥其应有的联合防控效果。
实现“一个体系、两种查询、三项管控、五道防线”：
一个体系即层次化、网格化的联合防控体系
以“圈块格线点”为基础，根据不同位置要求配置不同的摄像机，建立一套各点位相互补充、相互配合的、“看得见、看得清、管得住、管得牢”的层次化、网格化的联合防控体系。
两种查询即快速查询定区域、精确查询定轨迹
在城市外围出入口、城市内部重要路段、路口布控卡口、电警，以便能先通过卡口、电警快速检索以便锁定目标区域；在城市重要路口、路段及重要点位布控治安监控系统，以便能再通过视频监控精确捕捉目标轨迹及目标特征等。
三项管控即实现对机动车道、非机动车道、人行道的管控
以“圈块格线点”布控模型为指导，在圈、块、格、线的重要出入口及路段上实现对机动车道、非机动车道、人行道的全方位管控，在这些点位已布防前提下查询录像做到“有即是有、无即是无”的精准判断，避免缉查追踪时对嫌疑人是否经过而不能确定的模棱两可情况，提高公安干警工作效能。
五道防线即圈、块、格、线、点五道防线
在城市外围主要出入口如高速公路、省道、国道等布控可作为第一道防线；对城市内部各区块上的出入口进行布控可作为第二道防线；“横向到边、纵向到底”的网格化布控可作为第三道防线；城市内部主要道路连成线作为第四道防线；在重点防范点位“点”上的广泛布控可作为第五道“防线”；通过这五道防线的层层布控，打造安全的、可视化的平安城市防控系统。
建成统一的视频信息管理系统
建立统一的视频共享平台、联网平台，实现所有图像资源的集中管理，最大限度实现跨地区、跨部门视频监控资源共享和互联互通互控，保证联网视频传输的质量，提供一个视频信息资源的统一监控检索系统，以公安业务需求为导向，深度挖掘实战应用功能，充分发挥视频监控系统在加强社会管理，提升警务效率、组织群防群治、预防和打击违法犯罪等方面的作用。
完善视频图像信息传输网络
建设视频传输专网，高标准建设、高带宽传输，实现高清晰图像传输，视频传输专网独立运行于公安信息通信网，专门用于支撑视频图像监控服务。
整合公安机关内外部视频图像资源
依托公安视频传输网络，加大整合力度，有效整合公安自建的视频图像信息，同时，在确保信息传输安全的前提下，整合公共网络上传输的社会面视频图像信息，将重点、要害单位视频监控中涉及公共区域的视频图像信息接入公安机关。
保证视频图像信息的安全接入
充分保证视频图像信息的接入安全，根据需接入的视频图像信息或摄像机的属性进行分类，设定对应的安全接入级别和安全措施，保证公安信息网、公安视频专网的运行安全。
系统总体架构
系统拓扑结构示意图
图像资源整合接入设计
公安已建监控资源接入
针对公安已建的视频监控系统，根据系统的建设模式不同，可选择以下方式进行视频资源的整合联网：
已建监控设备接入
对于已建无视频管理平台的监控设备，可采用设备直接接入方式，由共享平台直接接入前端编码设备、卡口设备、车载单兵设备等各类监控设备，实现各类视频资源的整合联网。
视频设备接入
针对公安已建的视频监控资源，包括原有DVR、DVS、IPC等，由于数量多，建设时标准不统一，设备版本及型号各异，如果直接对此类设备进行国标化升级，一方面升级工作量巨大，另一方面设备升级会对原有定制功能产生影响，基于上述原因，我们设计采用设备接入服务器方式进行接入。
设备接入服务器可满足不同厂商设备、不同接入协议设备的整合需要，同时可满足后期国标设备通过SIP协议主动注册的接入方案。
移动车载单兵接入
公安移动车载取证、单兵执法等移动监控系统作为固定监控的有效补充，可通过多种技术手段接入至本级视频专网内的共享平台中。
接入模式有以下三种，建议采用方式一或方式二，方式三作为备选方案：
1）共享平台与已建的移动监控平台对接，实现移动监控资源的接入；
2）共享平台提供设备接入协议，由移动车载设备、单兵设备厂商按照此接入协议开放相应接口，并无缝接入至共享平台；
3）移动车载设备、单兵设备厂商提供设备接入SDK，由共享平台通过SDK接入开发方案接入这些移动监控资源；
接入后可实现现场执法视频图像的实时回传；同时，移动车载、单兵设备可实时向指挥中心上报GPS信息，定位移动警力；发生应急案件时，可对案发周边的移动警力进行语音指挥调度；前方移动民警发现紧急情况时，也可向指挥中心发送报警信号，指挥中心可根据现场情况进行应急处置。
卡口设备接入
对于已建的卡口设备，如后端已建有卡口平台的，由卡口平台接入卡口资源后再通过数据共享的方式实现与共享平台的对接。
如后端未建有卡口平台的，则应通过设备直接接入的方式汇入共享平台。
共享平台设计有卡警接入服务器，可用于实现与卡口平台的集成对接，或直接接入前端卡口设备，共享卡口数据信息，接收前端资源提取的车牌号码等卡口数据，并在共享平台中进行存储。
共享平台与卡口平台之间的数据共享具体实现方式，应符合国标GB/T28181附录G以及GA/T等规范的要求。
社会监控资源接入设计
鉴于社会视频资源建设方式多样，组网复杂，因此建议构建独立的社会资源VPN专网，并在该网络上部署社会单位视频接入平台，社会投资建设的监控资源可通过运营商网络统一汇聚至社会资源网，并通过设备接入、平台接入等多种方式接入至社会单位视频接入平台。
社会单位视频接入平台通过联网网关转换为标准协议码流后再经过安全隔离设备接入公安视频专网的共享平台。
社会单位视频资源接入方式示意图
社会监控资源接入应按照统一规划、统一标准、分步实施、统一接入的原则，使各类用户能够通过授权调阅到社会面视频监控系统资源。
第四章前端感知系统设计
设计概述
平安城市前端感知分系统主要包含高清治安监控系统、高清智能卡口系统、道路智慧监控子系统、高清电子警察系统、高清移动监控系统（移动车载取证系统、移动单兵执法系统）等，通过诸多摄像机之间的逻辑配合构成防控网络，建立一套覆盖范围广、智能化高、实战性强的前端感知系统。
下图为前端感知分系统框架图：
前端感知分系统框架图
布点规划思路
采用科学、合理的布点规划方法是构建严密的城市联合防空体系的基础，以“圈块格线点”布防模型为出发点，通过“围圈、切块、分格、连线、定点”的划分方式，对城市整体进行统一规划布局。
“围”圈
“围”圈是指对进出城市的所有道路出入口包括进出城市的国道、省道以及高速公路出入口等进行全局管控，形成一个封闭的外围“城际防圈”，构建城市第一道防控线。
此防线将以国道、省道等交通道路为基础，在城际接壤的道路出入口主要部署治安卡口系统。
“切”块
“切”块是为了分隔城市的管控范围，将监控范围区域化，对进出区块的所有道路出入口进行局部封闭管控，形成一个封闭的治安防控块，构建城市第二道防控线。
在区块接壤的道路出入口主要部署治安卡口系统或道路智慧监控系统。
“分”格
“分”格是为了进一步缩小管控范围，参照人员密集情况与治安状况，主要依托于城市主干道路，同时结合行政区域划分以及河流、山脉等地理因素，对管辖区块进行网格化划分，形成一个封闭的区域立体化视频防控网格，构建城市第三道防控线。
在相邻网格的道路出入口、道路交叉路口部署电子警察系统、治安监控系统，在重要道路路段部署高清卡口系统或道路智慧监控系统。
连”线
“连”线，是在“分”格的基础上，参照城市路网以及人员活动规律，将城市视频防控网格中的内部主要道路连成线，构建城市第四道防线。
在所有大小分支出入口部署高清卡口系统，同时在每条线路路段上按一定间隔加密部署道路智慧监控系统，确保实现人、车进入“轨迹线”时就留下轨迹信息。
“定”点
“定”点是指在全区县范围内的各政府机关、公共广场、火车站、汽车站、交通路口、金融单位、娱乐场所、危险品库等容易发生群体性事件的敏感区域、治安管理重点、难点区域等布控，全面提升城市整体防控能力。
主要部署治安监控系统，另外部署移动车载取证系统和移动单兵系统，提升监控系统灵活性。
高清治安监控子系统
系统组成
治安监控前端主要由摄像机、镜头、护罩和支架等功能单元组成：
1.摄像机
视频监控前端重要组成设备，用于视频图像的采集，主要分为高清枪式网络摄像机和高清球型网络摄像机，根据应用场合采用不同的摄像机，合理配置以满足图像采集的效果要求与经济性要求。
2.镜头
根据摄像机分辨率的不同，镜头分为普通和高清镜头，根据监控距离和摄像机的类型选配合适的镜头，球型摄像机自带镜头。
3.护罩
护罩是使摄像机在有灰尘、雨水、高低温等情况下正常使用的防护装置，根据摄像机机型采用不同的护罩，每个摄像机配置一个护罩，球型摄像机自带护罩。
4.支架
支架是摄像机安装固定的重要组件，根据摄像机安装的位置，可以合理选择壁装支架或吊装支架。
摄像机选型
高清治安监控系统是平安城市前端感知系统的重要组成部分，分布在城市的各个角落，主要包含以下几类：
重点单位：
包括党政机关驻地主要出入口；电信、邮政、金融等单位的主要出入口；也包括一些学校、小区、企业等，在这些重点单位门口或者周界布设枪型摄像机、球型摄像机，根据现场光照情况，选择带红外功能或者非红外功能的摄像机；
公共场所：
在一些人口密集或者案件高发的公共场所如公园、广场、大型购物超市和汽车站、火车站、机场等，在一些监控范围大的地方建议选用高清球机，可以监控更大范围的目标场景；
制高点：
为了能更好的监控城市整体状况，在城市的几处制高点部署高空了望系统获得大范围、高清晰的画面，运用红外、透雾等功能的摄像机，对整个城市进行实时、大范围、全天候的图像精准动态监控，通过城市范围内全局的监控场景保障各种指挥调度的高效、准确进行；
道路交叉口及路段：
在十字路口、三叉路口、丁字路口或者重要的路段等布设高清枪型摄像机，对于较大的路口也可布设高清球型摄像机，记录过往的机动车、非机动车、人；
其他：
一些桥梁、隧道等也是路面监控系统的范畴，需要实时进行监控。
前端部署架构
针对具体监控点位的实际情况，摄像机设备、补光灯部署于监控立杆，网络传输设备、光纤盒、防雷器、电源等部署于室外智能机箱。
监控网络摄像机前端部署架构图如下图所示：
前端感知分系统部署架构图
高清智能卡口子系统
高清智能卡口子系统主要部署在城市的以下位置：
（1）国省道交界路段；
（2）高速公路收费站；
（3）进出主城区的国省道及重要干道交界路段；
（4）内环快速路干线和出入口；
（5）机场快速路重要路段和出入口；
（6）重要党政机关附近路段；
（7）重要干道和桥梁；
系统组成
高清治安卡口系统结构示意图
高清治安卡口系统负责完成机动车、非机动车、行人等综合信息的采集，包括目标特征照片、车牌号码与车牌颜色等。
并完成图片信息识别、数据缓存以及压缩上传等功能，主要由以下功能单元组成：
1）目标检测、图像采集识别单元
车辆检测、图像采集识别单元由卡口抓拍单元加补光单元组成。
卡口抓拍单元选用的高清摄像机采用高清CCD+高清ISP+高性能嵌入式DSP一体化架构设计，集高清视频采集、高清视频处理等核心功能于一体。
300像素高清抓拍相机有效像素达到2048×1536，所拍摄的图片能清晰的分辨车牌号码、车牌颜色、车辆类型、人员脸部特征等，车牌识别率能否保证取决于车牌在照片中所占像素的多少，本系统所采用的号牌识别算法能够在车牌横向像素点不小于120时保证号牌识别的准确率95%以上。
卡口抓拍单元集成视频检测功能，采用视频检测算法完成机动车、非机动车、行人的目标检测及抓拍，同时输出高清照片和车牌识别数据，具备强光（逆、顺）抑制功能，减弱白天日光对卡口抓拍单元和夜间机动车大灯对卡口抓拍单元拍照的影响，从所拍照片上能清晰呈现机动车正面全貌和车牌特征。
卡口抓拍单元与补光单元安装在同一根立杆挑臂上，减少立杆数量和投资费用，减少后期设备污物清理难度。
前端数据处理及上传单元
前端数据处理及上传单元由终端服务器加相关软件组成。
终端服务器采用嵌入式低功耗无风扇设计，能够在室外恶劣环境下正常工作，采用大容量工业级硬盘作为存储介质，能够保存大容量车辆信息记录，当超出最大存储容量时，自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。
卡口系统前端数据可以在终端服务器内就地备份存储，并上传中心管理平台。
当网络传输通道故障情况下，终端服务器可
升级会员 