公安视频监控系统解决方案报告书.docx

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公安视频监控系统解决方案报告书

公安网络视频监控系统

解

决

案

一、概述

随着计算机技术和无线网络通信技术的快速发展，数字化技术在安防领域的应用越来越广泛，特别是在公安等重要执法部门，网络化的联网监控需求越来越大。

传统的视频监控系统受技术发展的局限，只能进行现场监视，简单的报警信息传输，不能远距离传输视频信号，对于前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的，无形中降低了系统的稳定性和安全性，而对于公安这样重要的执法部门来说，高清化、无线化、远程、实时的监控是行业监控安全运作必备的前提条件。

如将远程的监视、遥控和报警联网系统、监控无线化有机的结合起来，做到既可以基于无线、有线网络进行远程的高清监视、遥控和图像的传输，又具备通常联网报警网络的功能，并且投入费用合理，能够更加有效地确保系统运行稳定，将安全防技术提高到一个新的水平，网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要向。

清新互联推出了公安/交警执法管理解决案，与传统的监控式不同，该案集移动数据通讯（4G高清车载、4G手持单兵、4G高清手提箱、4G高清布控球）、全球定位系统（GPS/北斗）于一体，可解决公安部门执法过程取证困难、难以监督规执法行为、遇突发事故反应较慢等问题。

二、需求分析

2.1行业需求

针对目前公安部门实际需求，可以分为以下几个面：

Ø提高报警联动速度的需要，随着公众对于公共安全的持续关注，可以说公安部门的一举一动都被媒体持续报道关注，群众对于民警响应报警信息、出警速度有了更高的要求；

Ø社会对于提升公安部门执法透明度的需要。

依法公开为最大限度地增加执法透明度，提高执法公信力，切实做到亲民、利民、爱民，确保“最大限度地让权力在下运行”这是当代公安部门一直在考虑的问题；

Ø保护警察的权益的需要。

随着城市化进程的不断加快，各类治安报警案件数字不断攀升，经常会出现110民警处置现场时遇到当事人趁民警不注意离开，或当事人出尔反尔，造成公众对于执法部门的不信任，从而越来越多出险民众无的放矢随便投诉警察的情况；

Ø减少违规用车和非警务用车的需要。

近几年社会公众聚焦三公问题，特别是针对警务车辆被私用等情况十分敏感，如确保基层民警不会违规用车或非警务用车一直是个肃的问题。

Ø建成后的平台，需要考虑兼容600个海康的3G图传的设备终端和200个北京中科汇联的设备（具体设备参数需与厂家确认后再沟通）。

可以接入单兵系统，实现并发3万以上“执法记录仪”的接入使用，可以视频、图像、文字、语音回传到指挥大厅等。

Ø原有平台上600个海康的3G网络终端的接入和原有的电信3G终端和本期新加的所有终端和执法仪视频的接入主要通过网络实现，可以兼容原有平台上600个海康的3G网络终端，可以实现在指挥大厅直接调用到原有的电信3G终端和本期新加的所有终端和执法仪视频。

Ø视频平台专网可以同时接入联通、电信、移动网络。

2.2功能要求

Ø执法巡逻视频的远程实时监控、存储与查询，支持前端SD卡、硬盘，服务器存储；

Ø3G/4G/WIFI多种式传输，1080P/720P/D1视频流，保证画面质量；

Ø支持多种式查看视频，可通过计算机，手机等终端设备登录平台查看实时监控画面和存储的过往录像；

Ø管理部门与前端执法人员的双向通话，便后台管理平台人员了解前端问题和状况，及时调度警力支援；

ØGPS/北斗定位：

车辆行驶轨迹、车速等状态的记录与查询，可在平台实时显示位置，支持GIS地图查询，了解当前执法巡逻车辆和执法人员位置；

Ø紧急状态下的各项应急联动，支持多种联动式，保证及时响应，确保一线执法人员安全。

Ø固定点和移动点可以衔接起来，进行互补使用。

在当今社会高速发展、科技水平不断提高的同时，面对着很多突发和重大事件。

这类事件的关键点如下：

突发事件以不确定性和应急性为重要特征，事发时间、地点无法预先预知；

事发现场和上级之间、指挥中心之间目前大部分解决案只能传输语音和部分数据，没有视频。

无法真实了解现场实际情况；

指挥中心、相关部门由于不能及时、充分地了解相关情况而无法下达有关指令，指挥难度大；

因技术问题而引发的突发事件，由于只能通过语音进行沟通，专家只能根据现场人员的口头汇报和相关数据进行分析判断，远程调度指挥容易出现偏差。

由上所述需要建立一套公安网络视频监控系统，便于指挥中心及时了解紧急事件发展态式、查看各种采集数据和现场音视频、调阅历史数据和紧急预案并做出指挥决策。

因此总结公安网络视频系统需求如下：

强化调度，提高应急指挥、治安巡防、反恐处突实战效能的需要

安全管理全时空、网络化、可视化动态管控的需要

快速全面完成临时布控、突然事件处置以及重大事务保障的需要

采用多样化的终端，将有线和无线设备有机统一的需求

三、系统设计

3.1设计思想

●以指挥中心信息管理、地理信息管理、大屏幕监控及显示、指挥调度为核心，提高管理效率、管理精度、管理力度；

●基于开放式技术，提供系统在容量、功能等各个面发展的基础，保护投资；

●模块化支持业务功能变化的升级；

●高可靠性，具备极高的处理容错能力和平台容错设计，并能保证数据安全；

●硬件设备高标准产品，位居市场前沿；

●先进、实用、成熟的管理系统；

●友好的操作界面。

3.2系案的设计原则

本案遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑施工、维护操作因素，并对以后的发展、扩建、改造、移动等因素留有扩充的余地。

具有以下原则：

（1）先进性与适用性

本系统采用纯数字信号传输式，采用H.264编码技术结合3G无线调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

前端采集设备视频采集技术业领先，高清车载设备能够实现1080P视频资料的存储和传输。

同时系统是面向各种管理层次使用的系统，综合管理平台iCVS2.0能给用户提供舒适、安全、便、快捷的平台体验，操作简单易学。

（2）经济性与便捷性

充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据执法环境需要，设计选用功能和适合现场情况，采用3G/4G/无线专网传输的解决案，无需大规模布线，解决工程造价成本。

前端设备无线传输安装调试便快捷，后端平台搭建便捷，为用户实现了便快捷的即插即用功能。

（3）可靠性与安全性

系统的设计充分考虑到公安警用执法的谨性，具有相当可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完善的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

（4）开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，具有RJ-45网络通讯口/RS232/RS485通讯接口，可实现远程云台控制。

（5）可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。

并根据今后该工程的实际要求扩展系统功能，同时，本案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

3.3案设计的依据

根据有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统案。

该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力，为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。

本案依据如下标准：

《安全防工程的程序与要求（GA/T75）》

《安全防系统通用图形符号（GA1T77）》

《智能建筑设计标准（DBJ08-47）》

《安全防工程费用概算编制法（GA/T70）》

《防盗报警中心控制台（GB/T16572）》

《防盗报警控制器通用技术条件（GB/T16572）》

《入侵探测企通用技术GB10408.1》

《数字通信接口标准（G.703）》

《国际图像音视频编码标准（ISO11172）》

《报警图像信号传输装置（GB/T16677）》

《安全防系统验收规则GA308-2001》

四、系统案

4.1系统网络架构

系统整体组网的情况如上图所示，分为两种情况介绍：

（1）新建设备部分

前端使用4G高清车载、单兵、手提箱以及布控球等设备，通过运营商4G/3G专网网络，将终端采集的音视频、GPS等信息传回视频管理平台，云存储共享。

视频管理平台通过网闸或边际网关与公安网进行数据摆渡交互。

公安网用户可以通过电视墙、PC客户端和手机客户端进行查看前端视频图像。

公安行业执法巡查监控系统整体组网如图所示，前端视频采集系统分为车载监控和单兵监控。

车载监控子系统有两种式：

（1）高清车载硬盘录像机+车顶高清SDI云台摄像机组成，车配备三维摇杆、LCD显示屏和对讲手咪。

（2）单独一个布控球完成视频采集和编码传输功能，车人员配备蓝牙耳机和控制平板，全程无线化。

巡查执法子系统有三种式：

（1）高清手提箱式应急指挥终端

（2）4G布控球+蓝牙耳机+本地控制平板

（3）4G便携单兵

前端采集的音视频和定位信息通过中国移动APN无线网络（包括3G/4G），回传至监控管理平台，平台再将数据转发到监控客户端上，实现实时观看、指挥。

整个系统可分级部署，监控管理平台服务器系统部署在省移动公司视频云平台上，通过网闸和边际网关公安与网监控调度中心相连。

前端采集的音视频数据经过服务器平台通过网转发到监控调度中心，并在监控中心解码上墙显示。

其他监控室也通过网或专网的形式与服务器平台相连，实现视频实时共享。

（2）原有设备对接部分

原有600个海康的3G图传的设备终端和200个北京中科汇联的设备（具体设备参数需与厂家确认后再沟通），以及原有的电信3G终端（主要是全球眼平台接入的）。

通过在平台上部署老设备对接网关，通过平台对接式将原有设备接入到新平台里。

接入后实现在新平台上显示原有设备列表，观看视频等操作；可以在指挥大厅直接调用到原有的3G终端和本期新加的所有终端和执法仪视频。

4.2公安网络接入

设备接入公网网络，可以分配两个部分，一个是通过运营商的3G、4G移动VPDN网络接入到视频专网平台，再通过边际网关、网闸等接入公安网，实现图像调阅，信令互通。

（1）VPDN网络接入

如上图所示，为满足公安移动视频图像监控系统建设需要，提高信息传输的安全性和可靠性，前端设备通过运营商VPDN网络接入视频专网平台。

视频专网平台可以同时接入联通、电信、移动网络，只需要增加多家运营商的3G/4G分组数据接入网络，配置必要的交换机和路由器，设置好和视频专网平台的路由就可以。

（2）公安网接入

由于公安网络的安全保密性要求，因此平台设备接入通过中国移动的4G/3G无线虚拟拨号专网（APN）接入到专网的视频管理平台。

然后公安网实现访问图像有两种式，具体如下：

案一外网客户端访问模式

公安网客户端通过网闸或者边际网关进行摆渡，访问VPDN专网的视频监控平台，进行图像浏览。

这种式就是比较便简单。

案二外网网闸隔离式

需要在公安外网部署两个平台，通过边际网关或网闸摆渡实现，这样式更加安全，实现功能更多，还可以将公安网原有的视频图像通过28181协议接入平台，摆渡到外网平台，实现外网手机观看。

案三外网模拟式

即在外网平台接入后，通过配置网络解码器，将视频还原成模拟器图像，接入到视频矩阵，通过矩阵切换输入到网平台。

这种式就是控制比较麻烦，需要控制解码器输入视频源，以及矩阵切换。

综上案建议使用式二，具体情况可以根据甲需求确定。

4.3应急指挥平台

3G/4G无线、WIFI、卫星以及有线网络

无线设备

前端部分中心平台客户端

公安网络视频监控平台

PC观看IE浏览器智能手机电视墙

如上图所示系统分为前端、平台和客户端三个部分组成。

下面具体进行介绍：

4.3.1前端部分

前端接入设备包括单兵、车载、手提箱、布控球、，具有便携、移动、灵活的优势。

具体如下：

Ø移动点设备：

对于移动便携的场合，配置4G单兵手持终端、4G单兵手提箱、4G高清车载硬盘录像机、4G布控球进行使用。

前端设备通过3G/4G/WIFI/卫星/有线上传到应急指挥调度平台，实现与指挥中心调度客户端之间的视频浏览、双向对讲、集群调度、GPS定位等功能。

4.3.2平台部分

管理平台是指挥系统的中枢，负责数据的接收与分发、系统的管理及决策、用户的应用、调度策略的建立、数据的存储等等，由中心管理服务、流分发服务、用户接入服务、设备接入服务、存储服务、定位服务、数据库服务及其他相关服务按照独立而又有机统一的原则组成一个功能全面、性能卓越的服务管理平台。

系统平台主要模块采用双机热备或多机群集的组成式，保证作为电信级系统运行所需要的稳定性、容错性、安全性和快速响应，且易于扩容和维护；如下图中心管理服务器采用双机热备加磁盘阵列共享模式，负载均衡服务器、设备接入服务器、用户接入服务器、流分发服务器以及云存储服务器采用服务器集群模式，自动智能调度冗余处理。

平台由于支持分布式服务器集群模式，可以根据用户设备规模增加相应的硬件服务器即可以满足大规模设备接入的需求，例如平台支持3万个视频执法记录仪的接入、视频观看等。

4.3.3客户端部分

（1）指挥调度客户端可以是联入系统网络的任意台有注册授权的台式机、笔记本电脑，安装客户端软件即可以进行视频浏览观看。

（2）手机用户在智能手机上安装相应手机软件可以直接登陆中心服务器观看前端视频。

手机观看视频

手机电子地图

（3）根据需要配置高清网络视频解码器，可以将前端手提箱的实时视频输出到指挥中心大屏幕上显示。

4.4系统工作流程

系统建设是为了处理突然事件、应急指挥使用，从接到事件开始，从车辆出发到现场部署全程可以实时调看视频，及时进行指挥调度。

因此分为以下几个部分：

针对地点：

首先调用相关沿途以及事发地点的部署临时的布控球监控，结合人员到达现场移动便携设备传回图像，更好的全面掌握情况。

针对车辆：

可以在车辆上安装4G无线高清车载硬盘录像机或者4G无线高清布控球，从出发开始到事发现场，能全程及时监控车辆边视频数据、监控行驶轨迹及所在位置、提高应急指挥调度速度；

针对人：

配置4G高清安装单兵或者4G高清手提箱，针对某些区域，能便及时进入现场并回传现场速度，并且配套设备不影响公安干警行动；监控环境可迅速搭建并撤离；公安干警可以现场执法；负责人可以通过手机观看前端视频并决策指挥；

针对事件：

实时进行视频监控，掌握现场事件；针对前端事件发生点，可进行多媒体的的数据采集与保存，以供事后分析；可通过视频监控在发生群体性事件、自然灾害事件时应急指挥。

指挥调度：

指挥中心可以从地图上根据固定点以及移动人员所在位置，调阅相关视频，并且指挥就近人员到达现场；临时组建相关小组，进行音视频调度指挥。

4.6应急指挥子系统

在巡逻人员执法时，或在抗灾抢险现场时，将配备移动监控单兵设备。

单兵设备分为手持式单兵应急终端和手提箱式应急指挥终端。

应急终端将现场画面和设备运行数据图片实时传到水利站的监控监管中心，后台通过客户端即可查看实时视频并与现场互动，下达指示。

执法人员携带单兵系统开始巡查工作时，单兵系统即开机启动；启动后至关闭时，定位功能始终处于工作状态；系统摄像头启动后，记录巡查过程视频；遇到执法突发事件时，启动告警功能，向监控室或系统监控中心发出协助呼叫；单兵系统将执法现场视频实时传输至监控室或系统监控中心，建立双向语音接受上级部门的指导和调度；巡逻工作过程中，执法人员能够通过单兵系统录制记录现场画面，需要时，监控室和监控中心可开启实时传输，查看现场视频；遇到紧急突发事件或基层人员无法解决的问题，巡查执法人员能够通过单兵系统向监控室或系统监控中心告警呼叫，进行双向语音通话，接受上级部门的执法处理意见和调度指令，指导现场执法工作，保障处置突发事件和复杂事件工作的顺利完成。

4.5车载监控子系统

车载类监控子系统有两种组建式：

高清车载硬盘录像机和4G布控球，这两款前端设备都能采集720P/1080P视频，都适用于车载移动视频监控。

执法巡查人员驱车开展巡逻工作时，车载系统即开机进入工作状态；巡查工作过程中，定位功能始终处于工作状态；车上巡查人员可随时通过车外摄像设备进行巡查监控，通过变倍调节对特定目标进行观察，巡查监控视频可由车上巡查人员录制存储在车载系统中，巡查监控视频和车辆位置信息可由系统监控中心实时调取，必要时监控中心还可对车载云台摄像机进行拍摄角度、镜头变焦等控制；车上人员可与监控中心或监控室进行双向语音对讲。

前端组成包括警用车载一体化摄像机、半球模拟摄像机、无线高清车载硬盘录像机、对讲手咪、LCD显示屏等设备。

高清车载硬盘录像机产品能够在实现4路高清视频输入，还能够实现4路1080P高清视频存储、传输，通过本机可完成无线音视频服务、执法人员业务查询、移动办公、移动涉案信息音视频采集及存储、人员定位等多种功能。

适用于巡查执法、交通管理、治安巡逻盘查、司法押运等众多场合。

云台摄像机安装在车辆顶端，可以通过三维摇杆控制转动和镜头拉远拉近；车载硬盘录像机外接GPS天线，可以获取车辆的实时位置，同时支持北斗定位；LCD显示屏可以本地显示实时录像；车载手咪亦实现对讲功能。

4G布控球是针对执法巡查车载监控研发的专业高集成度的专业产品，它配备高清一体化机芯，输出视频清晰自然，20倍光学变焦镜头，满足不同应用需求；独立红外照明灯组保证摄像机在全黑的环境下清晰拍摄60米之的物体；机芯关键部位采用全铝机身设计，耐候性极强，轻松应对任恶劣的使用环境；采用全新的传动系统，云台定位精度明显高于传统云台，同时具备较大的保持力矩，不会因为摄像机的震动而使云台发生偏移；新颖的真空磁力复合吸盘使摄像机能够牢固吸附在光滑的金属表面；配备便携包，便于携带；配备三脚架底盘，安装固定极其便；设备配备蓝牙耳机，解放了线的约束；可使用平板、手机等通过WIFI直连观看视频、操作云台；此款摄像机所具备的这些特点使之成为各种应急移动视频监控的理想之选。

4.7服务器计算法

系统中重要的服务器网元有5个,并且本次系统部署按照1500台设备接入,1500用户申请一条视频流计算,主要服务器的配置如下:

1）信令服务器iCMS（包括DBS+MySQL）

中心管理服务器是iCVS的核心和调度交换网元，通常注册服务、中心管理服务、集群分发调度服务、云存储管理服务、以及数据库服务都运行在该服务器上，在平台负载较大时，应为数据库服务单独设置专用服务器。

中心管理服务主要处理来自用户、设备、及平台网元的信令交换或分发。

用户信令产生自用户的操作，除非故意触发，一般用户不会频繁动作，因此假设用户平均5秒钟动作一次足以满足实际需求，每个动作会触发两次信令操作；而设备产生的信令主要来自报警和故障信息，除非设置不当，否则一个设备不应频繁发生报警，因此假设设备平均每刻钟发生一次报警足以满足实际需求。

假设某平台接入10万台设备，有1万个用户并发访问，那么中心管理服务每秒钟需要处理的信令数MPS（MessagesPerSecond）可以估算为：

MPS=10000*2/5+100000/900=4111

实际测试1台E33.3GHzCPU、16G存的服务器的MPS可以达到5万以上，所以中心管理服务器如果不运行数据库，对配置要求不高。

实际使用中经常把数据库服务与中心管理服务运行在一起，此时考虑到数据库的操作效率和数据安全，需要配置存容量大（数据库缓存）、磁盘可靠性和读写性能较高（如硬件支持Raid10或Raid5）的服务器或外挂高可靠性的IPSAN。

因此1500台设备接入，基本只需要配置一台IBMX3650M4E5-2609v22.5GHz2*8GB2*300GHdd的服务器即可。

2）存储服务器CSS

影响云存储系统硬件配置的因素非常多，首先要确定用户需要存储的视频路数N、每路视频占用的带宽B、以及录像存储保留的天数D，然后计算出总的存储带宽SUM-B和总的存储空间SUM-Q：

SUM-B=N*B

SUM-Q=SUM-B*3600秒*24小时*D/8

假设平台有1500路（N=1500）高清720P需要存储30天录像（D=30），每路视频带宽设置为3Mbps（B=3Mbps），那么

SUM-B=1500*3Mbps=4.5Gbps

SUM-Q=4.5Gbps*3600*24*30/8=1458TB

然后根据不同存储单元的吞吐能力和磁盘空间配置存储单元的数量，例如用清新互联24盘位通用存储服务器，单服务器磁盘吞吐能力为500Mbps，用4T硬盘，最大支持24*4T=96TB，如果做RAID5，实际有效磁盘空间约76.8TB。

按照总带宽计算需要服务器数量=4.5Gbps/500Mbps=9组

按照磁盘空间计算服务器数量=1458TB/76.8TB=18.98组

所以两者选择较大的，需要配置19组存储单元。

需要配置19台24盘位存储服务器，需要配置硬盘19*24=456块4T硬盘。

3）分发服务器VTDU

视频分发服务器主要负责流媒体的转发或分发功能，当有用户发起视频浏览、录像回放或者云存储请求视频录像时，集群调度服务器根据负载或特定规则选择合适的视频分发服务器，选中的分发服务器自动查询前端设备并获取视频流，将获取到的视频流转发或者复制分发给需要观看的用户或存储服务器。

视频分发对CPU和存资源的消耗相对较小，关键资源是服务器的网络吞吐能力。

在配置至强E33.3GHzCPU、8G存的服务器上，单个千兆网卡分发能力可以达到800Mbps，双网卡情况下，每个千兆口可以达到600Mbps，为了达到最佳分发效率，可以为每个网口配置一个视频流分发单元。

如果按照3Mbps的高清720P码流计算，以上配置双网卡的服务器可以并发处理600Mbps*2/3Mbps=400路高清视频流分发，此时CPU消耗不大，如配置4个千兆口，可以达到更多的分发路数。

平均就按照一台可以分发500路计算。

按照1500路高清视频流分发，1500个用户请求的要求，那么需要配置6台流分发服务器，配置为IBMX3650M4E5-2620v22.1GHz2*8GB2*300GHdd。

4）设备接入服务器PAS

iCVS的每个设备接入认证网元支持1K设备的接入，单台设备接入服务器可以运行多个设备接入网元，每个设备接入网元需要分配独立的服务端口。

设备接入服务主要实现设备接入的常连接保持、认证鉴权、命令转发或不同协议的适配等，关键资源是存和CPU核数，平均每台设备接入的存需求约0.5M，每运行一个设备接入网元需500M存，建议每1个设备接入网元配置一个CPU核。

假设平台要接入1500台设备，需要运行1.5个设备接入网元，需要2G存，需要2个CPU核。

因此按照1500路设备接入的要求，配置1台IBMX3650M4E5-2609v22.5GHz2*8GB2*300GHdd。

5）用户接入服务器CAS

iCVS的每个用户接入认证网元支持1K用户的接入，单台用户接入服务器可以运行多个用户接入网元，每个用户接入网元需要分配独立的服务端口。

用户接入服务主要实现用户接入的常连接保持、认证鉴权、命令转发和消息过滤等，关键资源是存和CPU核数，平均每个用户接入的存需求约4M，每运行一个用户接入网元约需4G存，建议每1个用户接入网元配置一个CPU核。

假设平台要接入1500个用户，需要运行1.5个用户接入网元，需要12G存，需要配置1台IBMX3650M4E5-2609v22.5GHz2*8GB2*300GHdd。

4.8部署结论

根据上述计算法，我们对本项目做出如下结论：

资源名称

数量

服务器及其他相关配置数量

关键配置说明

后期扩容

接入视频路数

1500路