监所高清智能化监控技术方案05.docx
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监所高清智能化监控技术方案05
XX看守所高清智能化监控
技术方案
苏州科达科技有限公司
2015-6-2
一、项目建设综述
1.1项目背景
看守所是羁押依法被逮捕、刑事拘留人犯的机关，是实现社会治安综合治理的最重要环节之一。
在当前国内国际的复杂形势下，违法犯罪的人数每年有增无减，看守所管理人员的工作日益繁重。
国家机关作为看守所的管理者，一方面要提供一个人性、科学的管理环境，另一方面又要确保看守所的管理人员和在押人员的绝对安全。
如何在不增加警力的情况下，提高监管工作效率，是目前的管理者、执行者、监督者需要共同思考的问题。
随着社会科技的不断进步，国家对看守所信息化发展提出新的要求，看守所管理手段必须由原先的物防、人防的方式向技防、物防、人防结合的方向转变。
原有模拟设备、独立安防系统向数字化、网络化、集成化、智能化方向发展，同时向多系统联动、多分级联动方式转变。
以科技的手段减低管理部门的工作强度，提高对在押人员的监督和改造效果，这也是看守所实现“向科技要警力”的有效途径。
1.2需求分析
目前XX看守所在监管支队的统一领导下，在信息化建设方面取得了一定的成果，目前建设了视音频监控系统、门禁系统、周界报警系统等多种安防系统。
但鉴于当时条件比较基础，看守所的安防建设仅停留在安装有监控及报警等设备层面，各系统间缺乏清晰的逻辑关联，更没有深入挖掘数据应用来促进业务发展。
另一方面，由于各安防系统间比较独立，形成了一个个孤立、封闭、分散的信息孤岛。
看守所目前迫切需要建立一套“多媒体、数字化、全方位”的立体式看守所安全防范系统，提供集视频监控、智能分析、门禁控制、报警管理、语音对讲、电子巡更、高压电网等各安防系统于一体的安防集成平台，全面实现看守所安防系统智能预警、多点联动，极大降低看守所管理人员工作强度。
根据上述情况结合最新的智能化监管技术，提出新一代安防系统网络智能化建设方案，在利用原有安防系统的基础上，充分发挥网络化、智能化、高清化、集成化的优势。
建设的新系统可以做到如下方面：
一、实现各安防设备集中管理，构建综合安防管理平台，完成看守所各安防系统的统一接入管理与报警联动。
二、实现高清监控，视频管理平台支持高清网络摄像机的接入，提升整体监控图像清晰度。
三、实现图像智能分析，智能分析平台作为综合安防管理平台的子平台，可以通过图像智能分析技术及时发现在押人员的各类异常情况。
四、实现数字化电视墙，通过统一的综合安防管理平台和数字解码器完成图像上墙，同时在有异常情况发生时可以自动切换大屏图像，可以及时、醒目的提醒值班民警关注重点事件。
五、实现网络化集中存储，通过IP-SAN集中存储设备即可完成海量图像存储和容灾备份，能及时发现存储故障、排查存储故障，保证录像数据的完整性。
整套系统严格按照“保障必须、不断完善、实用高效、安全可靠”的原则，为看守所打造一个高效智能的网络化综合安防管理平台。
1.3建设目标
系统建设应以加强看守所安全管理和满足安防发展趋势的需要为根本出发点，促进各项工作的落实，实现行业现代化、高效管理的具体要求出发，结合现今安防行业发展水平，利用先进而成熟的技术，建设看守所安全防范体系，实现安防系统和职能管理的集中控制，缩短安全管理的空间和时间，减少管理工作量，提高工作效率和对应急事件的反应速度，以提高看守所安防能力和综合管理水平。
系统严格按照“保障必须、不断完善、实用高效、安全可靠”的原则，借鉴国内外先进的看守所管理理念和实现手段，建设一套“联网程度广、兼容扩展性强、界面易用性好、安全可靠性高”的综合安防体系，实现借助科技力量强化警力和提高管理水平的应用成效目标。
1.4建设原则
Ø实用性与经济性的统一
坚持实用性第一的原则，系统应能最大限度地满足各项业务要求、满足系统管理人员、使用人员、督查人员的业务需求，能适应新技术的发展，同时还应努力降低建设费用,选择技术成熟和性能稳定、性价比高的产品，并尽可能地利用好现有设备，减少浪费。
Ø合理性与先进性的统一
系统方案的设计必须遵循系统工程的设计准则，在系统的合理性与技术的先进性之间取得均衡。
应努力追求整个系统功能的科学合理，防止片面追求某一局部的高指标与先进性。
在保证整个系统功能和性能的前提下，最大限度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。
Ø标准化与开放性的统一
系统建设应尽量采用标准化、模块化设计并严格遵守相关技术的国际、国内和行业标准，以确保系统之间的开放透明性和系统之间的互连互通。
考虑到整个系统是分期建设的，系统建设时，对有扩展要求的子系统，在建设和选用设备时,应在对未来业务的增长和扩容进行科学预测基础上进行余量设计,预留扩容和发展的空间。
Ø可靠性和安全性的统一
整个系统采用具有高可靠性的总体建设，选用的设备自身应具有较高的安全可靠性，关键设备或关键部件应采取备份冗余设计，选用安全机制完善、安全级别较高的系统软件，使用具有可靠功能的专用网络安全产品。
Ø易管理性和易维护性的统一
系统应易于管理和维护，借助网管、系统自诊断程序等专门工具，可方便地监控网络或其它设备的运行状态，以便及时解决出现的问题；计算机网络等信息基础设施的设计应采用简洁易用的体系结构，以降低系统运行维护费用。
为确保产品的售后服务，原则上应选用技术成熟的国内品牌产品。
1.5设计依据
本系统规划设计严格以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，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本设计。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行。
《看守所技术建设规范》公监管[2002]160号
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
《建筑智能化系统工程设计标准》DBJ13-32-2000（省标）
《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003
《建筑智能化系统工程实施及验收规范》DB32/366-99
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2000
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2000
《国际综合布线六类信道标准》ISO/IEC11801
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
《安全防范系统验收细则》GA308-2001
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000
《工业、企业通信接地设计规范》GBJ79-85
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004
《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007
《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）GB/T28181-2011）
二、数字化高清监控系统
2.1系统概述
视音频监控系统是看守所场所安全防范系统的主要组成部分，是提高看守所技防水平的重要工具，其建设将直接关系到看守所安全管理的效率及效果，同时对监督犯人改造、防范看守所场所内突发事件的发生起到了不可替代的作用。
随着看守所系统信息化建设的推进，信息共享、多级管理、远程控制已成为看守所管理部门亟待解决的问题。
看守所视音频监控系统的建设旨在运用最新的视频监控技术，对监控图像进行实时传送，实现信息共享、过程控制和高效管理的目的。
2.2设计思路
根据看守所实际情况，坚持“总体规划，分步实施”的原则，按照如下思路对所内视频监控系统进行建设：
第一步：
为保证高清图像应用，将从源头抓起，在重点位置如监室、放风场、走道、主通道、户外区域等位置部署1080P高清监控点，包括枪机、半球和球机实现前端高清图像采集；
第二步：
在大门、AB门外广场、围墙等位置部署智能跟踪系统，实现移动目标自动跟踪监控；在AB门通道建设智能人脸比对系统，可对途经人员进行人脸抓拍、人脸识别等应用；
第三步：
在指挥中心建设IP-SAN磁盘阵列、视频监控管理平台、综合安防管理平台、智能分析服务器、集中解码器等后端设备。
第四步：
使用46"4×5液晶拼接屏进行建设，结合高清集中解码器最终在监控中心呈现1080全高清图像，结合视频分析系统实现报警图像联动上墙。
2.3系统结构
看守所目前设立1处总控中心，XX处中队小分控室，对上可以提供市局、领导的远程图像浏览及查询、对下可以实现对全所的技防系统综合管理和应急指挥，具体结构：
第一层主要为领导浏览监督窗口：
视频监控系统可以对外统一提供客户端访问，领导在公安网内的任何位置即可实现图像浏览、录像查询、设备管理等操作。
第二层主要为总控中心的设备：
配置有视频监控管理平台、IP-SAN磁盘阵列，智能分析服务器、解码器、液晶拼接屏以及操作电脑等。
视频监控管理平台是整个视频监控系统的核心管理设备，采用嵌入式操作系统，负责所有监控点图像资源的管理，实现码流交换。
IP-SAN磁盘阵列主要是实现前端监控点的图像存储，支持1080P高清分辨率图像不低于30天的存储。
智能分析服务器通过网络获取视频管理平台的视频码流，实现对图像的智能分析，并将实时分析结果反馈至视频管理平台。
集中解码器实现数字图像转模拟输出到电视墙，最高支持QXGA高清输出。
液晶拼接屏作为高清图像最终展示的载体，其效果直接决定整个高清监控呈现的效果，本次使用4×5（46"）液晶显示单元拼接墙体。
在操作坐席的电脑上安装客户端软件，可实现对系统的控制、管理、操作等。
通过客户端可浏览监控图像、对前端摄像机进行PTZ控制、修改设备参数、报警联动布防与撤防。
第三层主要为前端采集层：
建设图像资源采集，主要包括新建的XX路高清网络监控点，实现对看守所在押人员区域的无缝覆盖。
具体系统组网图见下：
中心主要设备清单：
序号
总控中心设备
描述
单位
数量
1
监控管理平台
视频监控中心管理平台，负责摄像机接入、存储及解码
台
2
集中解码器
20路1080P高清解码器输出
套
3
液晶拼接屏
46"4×5液晶显示单元拼接墙体
套
4
IP-SAN存储阵列
机架式IP网络存储系统，16盘位，含16块4T硬盘
台
5
视频智能分析服务器
单套设备可以实现16路视频算法分析服务器，视频诊断、室内警戒线、区域看防、起身检测、剧烈运动检测
套
6
人脸比对服务器
可以AB门智能抓拍摄像机，并实现人脸比对预警
套
2.4监控点设计
2.4.1安装要求
考虑到看守所环境的特殊性，本次项目需要在单位构建完善的视频监控系统，对所内重要部位设计安装视频监控点，实施有效的视音频监控和图像记录。
总体安装要求如下：
（1）摄像机安装位置及角度应根据现场环境及摄像机数量确定，以建立全方位、全覆盖的监控系统，避免观察盲区。
（2）在满足监视目标视场范围要求的条件下，其安装高度：
室内离地不宜低于2.5M；室外离地不宜低于3.5M，安装牢固，防止破坏。
（3）监区内摄像机应确保安装牢固并增加防暴保护，夜间环境照明不足时，宜采用适当辅助光源。
（4）监室内摄像机安装位置和镜头焦距的选定，应本着无死角、主体取像在押人员、顾全观察卫生间、减少逆光现象的原则，推荐布置在监室两端中间位置进行对射。
（5）安装于室外活动场所和周界围墙等地点的摄像机，应加装室外全天候防护罩，同时采取有效防雷、防水措施。
（6）按照管理需求应重点照顾到监区周界、出入口（监区、生产区）、监室、禁闭室、会见场所等人员活动区域或管理重点区域。
2.4.2选型设计
依据看守所各位置的场景特点，将有针对性地部署不同类型的高清网络摄像机（1080P分辨率），确保重点关注部位如大门、监室、走道、周界等做到无死角覆盖。
（1）监室（含重点监室）、禁闭室等
作为在押人员生活、学习、活动的场所，对内部摄像机选型有较高的要求：
Ø为防止被在押人员破坏，设备应采用防暴结构设计；
Ø为确保占用空间小和隐蔽性，设备应采用半球型设计；
Ø为确保监室无监控盲区，摄像机应采用广角镜头，单摄像机实现监室全景覆盖；
综上，本次项目将在监室、禁闭室、盥洗区域使用超广角高清防暴半球网络摄像机（全景摄像机）。
在单摄像机全景监控的基础上，为减小由光学原因带来的形变，特采用智能技术对形变物体进行矫正，确保人眼观察的自然体验。
考虑夜间监控效果建议使用补光+低照度配合监控。
全景摄像机效果图
全景摄像机特点：
Ø单镜头实现无死角监控
ØIK10+级防暴设计；
Ø200万像素高性能传感器；
Ø1080P@60fps高帧率输出；
Ø超宽动态、低照度设计；
Ø超广角监控+光学曲面智能矫正技术；
Ø支持竖屏模式输出；
Ø支持电源输出功能，供拾音器取电；
Ø支持多报警输入接口（3*alarmin1*rs485）。
（2）走道
考虑到实际场景应用中常有阳光直射和逆光情况出现，本次项目走道将使用超宽动态高清枪型网络摄像机。
在超宽动态监控的基础上，为减小因狭长应用环境造成的监控视野两侧的不必要信息，所选设备支持开启竖屏模式，大大提高对视野中主体目标区域的有效监视。
（3）功能性房间
看守所中的功能性房间主要包括值班室、管教室、接待室、医务室、会见室、心理咨询室、图书馆等，综合民警日常工作对摄像机空间占用、美观性要求，更考虑到晚间一些部分房间无补光，本次项目将使用高清红外半球型网络摄像机，使办公区域在夜间同样实现无盲区覆盖。
对于潮湿区域如淋浴房、卫生间、食堂操作间应考虑摄像机防护等级不低于IP66。
（4）周界围墙
围墙作为看守所安防的最后一道防线，无死角监控尤为重要。
考虑到周界位于室外，监控设备易淋雨受潮，本次项目将使用高清红外枪型网络摄像机，安装在围墙顶部，均匀分布，首尾相连（根据实际情况摄像机距离在40-50米之间），对围墙进行全面高清覆盖；在岗楼制高点位置设置枪球跟踪系统，对可疑目标进行监测与跟踪。
（5）公共区域
看守所中的公共区域主要包括大门入口、楼前广场、监区出入口、监区绿化带等，考虑到公共区域面积较大且位于室外，监控设备需防水并能顾全大场景监控。
本次项目将使用高清球型网络摄像机，安装在高点对所有公共区域进行变倍监控、自动扫描、自动守望。
序号
场所名称
高清网络防暴半球
高清网络球机
高清网络枪机
拾音器
1
监舍
2
放风场
4
单独监室
5
监区功能房
6
功能用房
7
监区外围
8
总队大院及围墙
看守所监区总计：
2.4.3单兵移动监控
看守所日常管理工作中包含在押人员外出就医、提讯、宣判等事务，此时必须对外出在押人员严加看防，以防其趁机逃脱。
本次项目将使用无线监控技术，对外出在押人员全程移动监控，同时将前方现场图像及行踪轨迹进行实时回传至单位总控中心，实现对外出人员动态指挥管理及快速应急调度。
（1）系统架构
无线视频监控系统由无线单兵前端、传输网络和看守所总控中心组成，提供前端视频图像实时无线传输、事故快速响应、呼叫指挥、GPS定位等功能。
无线单兵前端采用高清摄像机，通过3G/4G无线网络，能够将前方的视频图像实时传送至看守所总控中心。
同时为节省带宽、保障录像追溯质量，特采用双码流技术，本地录像采用1080P/720P分辨率，网络传输采用CIF/D1/720P分辨率，实现本地存储和远程浏览相结合。
（2）无线单兵监控功能特点
Ø实时视频监控
基于3G/4G网络，采用安卓系统设计，支持多种网络协议，可以通过无线或有线方式轻松接入网络，方便地实现视频传输。
采用高效的H.264视频压缩技术、灵活的信道动态调整技术、可靠的网络传输纠错技术，在有限带宽下保障视频数据的流畅传输。
Ø前端图像抓拍
支持前端图像一键抓拍功能，通过设备的图像抓拍按扭及时对视频图像进行抓拍。
Ø录像存储回放
最大支持32G容量MicroSD卡，这样用户可以直接登录单个前端设备进行录像资料的点播回放。
Ø报警联动
集成一键告警按钮，前线人员遇紧急情况可向监控中心报警。
Ø语音对讲
支持双向的音频功能，通过配置声音采集和输出设备，实现监控点与平台之间的双向语音，同时支持双向语音的录制，让警察办案、巡逻工作更加迅速有效。
ØGPS定位
内置GPS定位系统，可采集设备的路径轨迹并上传到总控中心，指挥中心可对盯防人员的行程轨迹、实时视频进行查看、监督。
Ø电子地图
看守所总控中心可通过CU客户端电子地图功能直观查看人员行程轨迹，随时可以调看远端传回的实时监控图像。
Ø手持式设计
手持式设计，符合人体工程学，美观、大方，类似手机式的设计，可方便随身携带。
Ø触摸屏设计
内置5.5寸高清IPS触摸大屏，实现视频浏览、录放像管理、参数设置、系统配置等功能。
Ø长时间续航
内置大容量电池，具备6~8小时以上的续航能力，并可快速拆卸电池，配置多个备用电池可满足长时间外出工作需求。
2.5IP-SAN存储系统
看守所对于录像的安全性要求非常高，往往一起普通的事故会因为录像的丢失而造成不可挽回的损失。
IP-SAN是基于高速以太网的SAN架构，通过iSCSI（InternetSCSI，Internet小型计算机系统接口）协议来实现存储数据在服务器和存储设备之间高速传输。
它继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾特性，是看守所监控存储比较理想的解决方案。
本次项目我们对新建高清监控点存储均采用IP-SAN的方式进行，录像保存分辨率要求为1080P存储时间要求30天以上。
此存储方案支持RAID5等技术，能够确保数据的可靠性，另一方面，因为是通过IP的方式进行存储的，我们可以将存储设备进行集中式存放，方便统一管理，所有对录像系统的操作均有严格的权限限制及操作记录，防止人为删除录像。
集中式录像存储原理：
视频管理平台内置的NRU（网络录像单元）录像服务器，可以通过局域网连接IP-SAN磁盘阵列，把前端的图像信息存入IPSAN的磁盘中保存，IP-SAN存储系统通过RAID技术支持数据的容灾恢复。
存储空间的计算方法如下：
录像容量（MB）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8
本项目存储容量计算：
1080P按4Mbit/s计算,目前新建监控监控点为XX路。
计算公式：
录像容量（MB）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8
每路的码率为4Mbit/s
录像数量
1小时的录像量
1天的录像量
7天的录像量
30天的录像量
1路录像
1.8
43G
302G
1.3T
XX路录像
/
/
/
格式化损失10%+RAID5（每个RAID5建1个备份盘）单个16盘位4TIP-SAN磁盘阵列可用的有效容量=4T*（16-1）*（1-10%）=56T；
本系统高清监控点存储30天所需阵列XX/56T，加智能及跟踪存储，需要存储XX台
磁盘阵列可通过堆叠实现存储空间的海量扩展，并可实现负载均衡。
2.6大屏显示系统
1）概述
监控电视墙是看守所民警浏览视频画面最常用的媒介，高清监控系统后端显示系统设计对整个图像效果的展现非常关键。
根据监控中心的使用需求、现场环境及需要实现的功能及效果，充分依据我们的设计思路，控制中心液晶拼接大屏幕显示系统主要由以下几部分组成：
a）46"4×5液晶显示单元拼接墙体
b）电视墙机柜
c）图像拼接控制器
d）显示墙应用管理系统软件、相关管理软件
2）电视墙建设
总控中心共采用20路电视墙，选用46寸4×5超窄边液晶拼接屏，通过监控管理平台、集中解码器，完成高清数字图像解码上墙，同时结合软件客户端或键盘实现监控点与大屏任意显示器之间的调度。
a）电视墙解码器：
实现数字图像转模拟输出到电视墙，实现电视墙浏览。
b）拼接大屏：
用于显示实时视频浏览与录像回放、报警信息及联动视频图像、电子地图显示。
c）综合管理平台在指定大屏上显示报警信息及报警联动的图像切换上墙，及时提醒值班人员处理警情。
d）大屏显示系统也能够用于各位置图像调度及轮巡，通过电视墙预案设置、一键调度功能，将预先设置好的视频图像一键切换到大屏上显示。
如在放风时间一键调度所有放风场画面上墙显示，在休息时间一键调度所有监室画面上墙显示，支持电视墙预案自定义设置和键盘操作，方便值班人员设置和调度。
在大屏幕上方配备一块LED屏，用于显示告警情况等文字信息。
LED系统通过设置数据库软件接口，实现综合安防管理平台数据服务器信息同步更新及报警信息提示。
在监控中心同时应设置一台声光报警设备，在紧急情况下有效提示值班民警处置突发情况。
通过综合安防管理平台与看守所管理信息系统对接，可以将值班人员信息、在押人员信息、报警信息在LED屏上进行固定显示或滚动显示。
目前有计算机一台输出信号、监控系统高清解码器21路DVI输出，所有这些输出信号直接进入拼接处理器，经过控制电脑的控制后输出进入大屏拼接幕墙，多屏处理器支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，画面能够自由缩放、移动、漫游，跨屏显示，采用软件控制来实现对窗口的拼接与分割。
序号
产品
描述
单位
数量
1
拼接单元
46"超窄边显示单元，拼接形式4行5列
台
2
拼接控制器
外置拼接器，DVI信号输入20路，DVI输出20路
台
3
机柜、拼接支架
用于安装支撑显示整个液晶显示单元
套
2.7指挥调度系统
本项目视频监控系统可通过网关与视频会议系统无缝融合，实现看守所内视频会议系统与视频监控系统的数字化互联。
通过指挥调度系统可查看看守所内任意视音频监控图像，结合触控屏的操作方式，可将现场图像一键调度到视频会议系统中，实现看守所内视频资源的统一调度及应急指挥，大大提高看守所日常工作及战时决策效率。
（1）部署意义
Ø案件分析、会议讨论等日常工作现场图像实时调看；
指挥中心会议调度员负责对现场图像的调度，所有监控视频可在会议中实时调出观看，会议中可结合现场视频作针对性讨论并进行决策。
Ø突发事件下的应急指挥调度；
发生袭警、越狱等重大事件，指挥调度席可第一时间和现场人员建立视音频对讲，使应急指挥小组领导能够准确了解现场状况做出决策。
同时，系统支持将应急事件第一时间上报支队和其他主管部门，使支队可利用建立的应急指挥系统，统一协调各单位资源和统一指挥下级各部门。
（2）主要功能
1）指挥调度功能
Ø指挥调度系统采用触摸调度屏，支持一键直呼，可进行单方调度或多方协同调度应用；
Ø调度指挥中心支持高清电视墙、高清多画面等显示模块，可配合电视墙或大屏幕实现高清晰多画面显示；
Ø支持标清电视墙、标清多画面等显示模块；
Ø支持对调度前端进行分级分组管理，支持调度预案设置和调用，支持前端快速查询；
Ø支持组呼、临时呼叫、强拆应用；
Ø电视墙管理可实现手动、预览、自动等三种管理模式，手动模式下各解码通道还可设置画面轮询；
Ø可以预设各种会议应用场景，方便选择使用；
Ø可实现一键混音控制功能，控制电视墙通道是否参与混音。
也可选定任何一个终端，进行静音、哑音控制；
Ø可对调度资源进行预案设置，调度时实现与电视墙的联动显示；
Ø可支持最多8种调度预案
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