关于社会治安视频监控系统设计及实施问题探讨.docx
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关于社会治安视频监控系统设计及实施问题探讨
关于社会治安视频监控系统设计及实施问题探讨
今年各地市电信分公司嬴得了若干当地“平安城市”社会治安监控项目的承建任务，在此谈一些自己近段工作的体会、想法及建议。
主要谈几个方面：
勘查及布点设计、前端设备选型及实施、接入传输设计及实施、监控中心设备设计及实施、系统建成运行后系统保养维护及运行管理等问题。
首先，谈一下勘查及布点设计问题：
要建设如此大规模的城市基础设施工程，其实用性、适用性及实效性至关重要，前期的前端摄像点详细布点勘查设计至为关键，它直接决定了建设项目投资预算及投入产出的实施效果，如何使其更符合现场摄像点实际需要某种程度上成为项目建设是否成功的基础保证。
务必确定科学的运作流程，具体建议如下：
1．获取准确的各街区详细平面图（1：
1000以下最好），各电信公司的线路管线规划及实施图应该具备了比较详细的平面图（多数达到了1:
500），根据街区详细平面图确定各街区派出所管辖范围及分界。
2．参照当地公安部门发布的《城市社会治安视频监控系统建设指引》文件的选点指导原则，采用图上作业方式，以区域（派出所）监控中心为视频集中接入点，尽量利用我们电信已有的光纤接入资源（接入网机房及光纤管道），确定视频接入管线主干/支线走向；电信光纤线路资源不具备的地段要设计合理的新建管线主干/支线敷埋走向，设计敷设足够的光缆管道（即为治安监控服务还要留出足够余量为今后电信自身业务发展服务）；在图上初步设计标定光纤接入/视频接入点（壁挂/立杆/供电方式）点位，确定监控点监控级别（A1/A2/A3、B1/B2/B3），确定各监控摄像点的摄像机类型（球或枪）。
3．尽量邀请相关街道派出所或村委会相关人员的现场配合，按图上初始设计沿主干/支线进行逐点逐线现场实际详细勘查，并根据现场实际情况（视野/遮挡物、照明条件、供电条件、雷击/干扰危害、治安环境等）调整原始设计，如：
摄像枪类型按实际需要修改、确定安装方式（壁挂/立杆）、无法有线敷埋可改为无线接入、集中供电不可行改就地取电、防雷击级别修改、前端报警装置按治安需要配套、监控级别修改等。
所有修改统一在图上标注，并另外形成逐点监控需求详细文件（填写经审核批准统一的详细需求表格，每一监控点须有详细需求情况描述）。
4．估算前端摄像枪至视频集中接入点/光纤汇聚接入点的距离是很关键的勘查指标，它直接决定了线缆辅设工程的预算和施工难易及复杂程度，先要利用专业测距工具测量线缆敷设相关区域全部的道路、巷道距离长度，再测量估算每支前端摄像枪至视频集中接入点/光纤汇聚接入点的实际走线距离，力求准确，并留足够余量。
每一个视频监控点都要仔细勘查估算周边视野距离、树木及建筑遮挡情况、摄像枪安装高度/安装位置等，确定无误后做好安装点施工标记及详细情况书面记录。
5．按公安及电信相关部门要求填写统一格式的监控需求调查表、各街区摄像机分类统计表、街区摄像机监控点详细情况描述、系统结构图、街区摄像机详细位置图等，形成书面文件及电子文档供工程实施单位作为施工依据。
其次，谈一下前端设备选型及实施问题：
治安视频监控系统中前端摄像枪是整个项目最关键的视频图像采集设备，是系统正常有效运行的根本基础，详细勘点调查就是为了确定其具体安装地点的详细情况，本建设项目前端摄像枪一般采用两大类，一类是壁挂/立杆吊装的可控制水平转动/垂直俯仰角度、镜头电动变焦的一体化球型摄像枪（快球/匀速球），另一类是壁挂/立杆平装的角度固定的固定摄像枪（一体化变焦/独立镜头定焦），其主要技术参数指标对比可参看后面的参数对比表。
一体化高速球型摄像枪可由中心操作人员随时控制监视角度上下左右摇转，将不同距离的活动/静止实体放大缩小（拉近推远），达到视野内不同距离各种动静实体细节观察、实时追踪的效果，在250米内可以辨识车牌、人面等细节，此外还具备预置位快速定位、设定路径自动定时巡航观察等功能，适合于宽广场所的大范围现场追踪监视，但也存在清晰度有限、照度有限、无法配套红外装置、监视角度时常变动易丢漏部分视频信息、转向机构长期转动易磨损、易发生故障、供电功耗高、安装维护相对困难、造价较高的缺陷。
一体化匀速球型摄像枪与高速球区别在于监视角度控制速度恒定、多数产品不具备预置位功能、更不具备定时自动巡航监视功能，但造价只有高速球的一半左右。
一体化变焦固定摄像枪具有造价低、可控电动变焦镜头、安装维护简单、监视角度固定不丢漏视频信息、供电功耗低、可配置红外照明配套设备、性能指标可靠稳定、寿命长等优点，适用于狭长巷道/街道/场景的全天候监视。
但也存在清晰度有限、监视角度固定无现场追踪能力、视野范围稍小（100米内可以辨识车牌、人面等细节）等缺陷。
镜头独立定焦距固定摄像机具有价格更低，清晰度更高，可具备超低照度，可配置红外照明配套设备、安装维护简单、监视角度固定不丢漏视频信息、供电功耗极低、性能指标可靠稳定、寿命长等优点，由于可另外配备不同焦距的镜头，可根据现场指定监视对象的不同情况选用短焦广角/中焦标准/长焦远距镜头，分别用于短距离大角度场景（5米以内清晰）/标准场景（10米以内清晰）/长距离指定景物（可达近千米清晰）的全天候监视。
但也存在监视角度固定无现场追踪能力、一旦镜头选定视野范围固定不变（指定距离内可以辨识车牌、人面等细节）等缺陷。
各类室外前端摄像机主要参数对比表
设备类型
技术参数
高速快球
中速匀速球
一体化变焦固定摄像枪
镜头分离固定摄像枪
彩色水平分辨率（TV线数）
480
480
480
540
黑白水平分辨率（TV线数）
520
520
540
570以上
彩色最低照度（Lux）
0.07
0.07
0.01
0.01以下
黑白最低照度（Lux）
0.01
0.01
0.006
0.001以下
夜视能力
无法配红外照明装置，夜晚有照明可视
无法配红外照明装置，夜晚有照明可视
配红外照明装置0照度可视0--100米
配红外照明装置0照度可视0--100米
信噪比（S/N:
db）
48db
48db
50db
52db
防雷
内置3000V防雷、防浪涌和防突波保护
内置3000V防雷、防浪涌和防突波保护
无
无
高温高湿
60度，80%
60度，80%
70度，90%
70度，90%
电动变焦倍数
26-36倍
22倍
22倍
无
云台转速
120度/秒以上
50度/秒以下
无
无
预置位数
64以上
多数产品无
无
无
巡航监视
有
多数产品无
无
无
估算距离（看车牌、人面）
150--250米
100--150
100--150米
配不同镜头
0--千米
安装高度
5米以上
5米以上
2.5--3.2米
2.5--3.2米
电源变动适应性
正负15%
正负15%
正负15%
正负15%
功耗
60W
30W
10W
4.5W
批量造价
8000--10000元
3500--4500
元
2000--2600
元
1000-1800
元
从以上不同种类的摄像机的优缺点看，大规模建设时必须考虑其实用性、适用性及实效性，在满足用户需求的情况下，保证尽量降低系统整体造价及运行成本，每个前端摄像点的摄像设备选择必须考虑现场实际需要及具体情况，不能盲目追求高档，不做花架子，前端摄像设备的选型应该做到核心关键技术参数达标，次要技术参数兼顾。
以下讨论几个关键技术参数考核及确认问题。
●低照度条件下的图像清晰度：
视频监控系统最关键的技术指标是在各种情况下能否清晰显示监视对象的现场活动细节，前端视频摄像枪模拟视频信号经视频电缆及光纤传输接入中心后，要通过视频切换矩阵上高清晰监视器屏幕墙（500线以上），同时接入硬盘录像设备进行数字化编码转换为网络数字视频，有损压缩导致数字视频不如模拟视频显示得清晰流畅；有需要还要上传上级监控中心。
因此前端模拟视频源的视频图像分辨率必须要符合设计要求（彩色不低于480线，黑白不低于540线），本项目都是室外监视摄像点，光照度变化范围极大（高达数千Lux以上，夜晚低至0.0001Lux以下），夜间照明条件恶劣，实际上大多数案发现场为低光照度环境，因此低照度监视技术要求也比较苛刻。
因此本项目选型应该尽量做到低照度条件下的高清晰视频采集，在此要求下，配套独立定焦镜头的固定摄像机很容易满足实际恶劣条件要求（彩色540线/0.01Lux、黑白570线/0.001Lux，极端情况可配套红外照明器材达0照度可视）；一体化变焦固定摄像枪配套红外照明器材也可接近满足实际恶劣条件要求（彩色480线/0.01Lux、黑白540线/0.006Lux），效果稍差；市场上主流红外照明器材造价也较低（50米内数百元）。
高速智能快球/中速匀速球只有在夜间灯光照明较充分的情况下，才能基本接近满足实际要求。
因此前端摄像设备（球/枪）分辨率指标应该达到480线以上，照度指标尽量达到彩色不高于0.05Lux，黑白不高于0.006Lux，信噪比48db以上，具备超宽动态性能。
选型测试时建议采用处于暗室里的摄像机观察同室中一定距离的视频图像分辨率测试板，并在500线以上高清晰监视器上观察检测清晰度的方法。
●球机防雷击参数：
由于所有前端摄像点均位于室外，本省又属于强雷害区域，据不完全统计，已建监控系统室外前端摄像设备故障70%以上由雷击引起。
尤其是球机必须居高临下监视（5米以上），更易被雷击损坏，所以选定的球机必须内置3000V防雷、防浪涌和防突波保护隔离装置。
选型时建议用专业测高压设备进行检测；此外所有室外前端摄像机均须额外安装视频/数据/电源三合一避雷器；处于没有高大建筑物遮蔽的空旷地点摄像机立杆须安装避雷针。
不管是集中供电还是就近取电，一定长度的电源线/视频线均可产生感应雷击危害，因此所有前端摄像机下面均应安装避雷接地装置（接地电阻小于10欧姆，目前已有低造价解决方案，不超过2000元）。
前端摄像设备应尽量接近电信级防雷标准。
注意：
所有室外摄像机供货厂家均不承诺免费质保期内雷击损坏设备的免费维修（每次维修费数百元不等）。
●长期运行的可靠稳定性指标：
我们电信承建的城市治安监控项目主要由我们垫资建设，以收取年租金方式收回投资（5年收回）。
因此系统各设备必须达到长期的可靠稳定运行，尤其是前端摄像设备的长期可靠稳定运行更为重要，前端摄像设备地处户外，运行维护保养及维修成本本来就高，一旦批量故障或损坏，抢修/维修/维护保养的成本就不可控制了。
目前市场上主流厂家前端摄像机由于采用了不同公司的CCD芯片组，有的采用SONY芯片组、有的采用日立芯片组，还有的采用LG芯片组；一段时间加电运行后，采用质量差芯片组的摄像机会出现偏色、图像模糊、对焦不准等问题；此外我省气候条件要求前端摄像机设备要耐高温、高湿（最好50度以上、90%湿度）；还有集中供电要求前端摄像设备接电能承受一定比例的压降（15%以上）；因此选型时对这些技术参数要严格把关，应该选用已大规模长期使用的市场主流品牌。
建议现在将待选前端摄像设备均让供货厂家安装于检测地室外同一地点，同时接入我们已经选定的多路D1硬盘录像机进行长时间显示/录像，加电观察同一场景，昼夜不停全天候连续测试20天左右，若某产品出现上述故障现象就淘汰出局，同类产品绝不能只选1家，应选两三家市场主流产品，以利竞争降低造价改善服务。
●其他指标应该属于次要指标，如变焦倍数、云台速度、预置位数等，现场树木、建筑物遮挡物较多的话追求高变倍亦无实际意义，云台速度过快不好操控多数情况也不大实用。
现场实际情况对此类技术指标的需求很难定量指定，只可定性指定。
因此不必强求此类技术指标的高参数，比门槛规定指标稍高即可。
大规模城市治安监控系统可以做到通过技术防范，联动报警预防罪案发生及增强现场抓捕可视信息能力，但其更实用更重要的功能是案后追查及取证甄别。
因此不缺漏视频监视信息是至关重要的，因为项目设备配置保证了每一路前端摄像枪无论中心调看与否均进行硬盘同步录像，前端安装大量的高速智能快球不能保证中心操作人员对每一支都24小时进行现场操控观察，快球不被操控或自动巡航监视时其监视视野方向以外必然不能观察到也不能录像，势必缺漏若干时段范围的视频监视信息，反倒不如多装固定枪效果好，因此每一个视频监控点必须根据实际情况（视野宽窄长短、有无树木建筑物遮挡、夜间照明条件、监视对象方位远近、某些方位有无监视必要等），确定适用、实用、管用的摄像机类型，不应盲目大量采用高速快球。
此外在某些重点宽阔地段安装高速快球的同时，重要指向方位必须预留机位，以备扩容时加装若干固定摄像枪用于补盲补漏，将来达到固定摄像枪用于全天候定向监视整体，快球用于现场追踪观察细节，做到既不缺漏视频监视信息又可现场观察追踪细节的球枪结合监视模式。
固定摄像枪造价低，安装高度低不易被树木遮挡、指定方位全天候无死角无缺漏，易安装维护、稳定可靠长寿命，推荐多安装固定摄像枪，当然视野宽阔场所、现场操控需求多、案件多发地段、重点地段同时还要加装一体化高速快球。
安装一体化高速球型摄像枪安装高度5—8米以上，其中的重点方位角度或树木/建筑/障碍遮挡方位如需要全天候连续监视可加装固定摄像枪用于补盲；对某些特别宽阔场所或有特别需求可考虑安装到周边某建筑物高处；对于范围狭窄、视野短小地段需安装一支固定摄像枪，狭长地段要相对指向安装2支固定摄像枪（100米距离），交叉路口要每个方向安装一支固定摄像枪，固定摄像枪由于要求指向俯角平直及路边树木遮挡等原因安装高度在2.5——3.2米左右，在摄像枪视野内（快球100--250米，固定枪50米）如有不可回避遮挡物阻挡摄像枪的观察范围，要越过遮挡物加装一支固定摄像枪。
目前由于视频监控器材二手市场较为活跃，运行在用的前端视频监视器材被盗卖被破坏现象时有发生，对此在详细勘点调查时对防范前端监视器材被盗被破坏的技术手段要有所考虑，快球安装高度一般在5米以上不会轻易被盗被破坏，对于固定摄像枪的安装情况来看，由于树木、建筑等障碍物遮挡及俯角取位平直等要求固定摄像枪通常安装高度较低（2.5——3.2米甚至更低），这就要求设计摄像枪监控点位时尽量考虑到每只摄像枪可被相邻固定摄像枪可视范围覆盖到，也可利用相邻高速智能快球的预置位功能快速定位指向到该摄像枪安装部位，一旦该固定摄像枪发生断线/视频丢失告警，监控中心报警联动功能瞬间启动，立即在监视大屏幕切换显示其相邻固定摄像枪或已转到相关预置位智能快球的视频图像即时显示故障摄像枪安装部位现场画面并同步录像，如画面情况显示确实有人偷盗或破坏前端摄像监控设备，中心操作人员立即启动高音喇叭/警号予以震慑，或即刻启动本项目配套的警用无线集群应急通信联络，位于正遭盗损监控设备附近的巡逻干警可就近现场抓捕。
只要前端摄像枪监控点位设计合理，所有摄像枪理论上均可采取此报警联动技术手段主动防盗防破坏，也可在摄像设备附近设立警告牌警示破坏监控器材者将遭法律制裁予以震慑（经验揭示还是有一定作用的）。
此外我还要谈一下产品供货厂家选择问题，产品供货商我们必须选择当地公安用户认可的、市场主流的真正生产厂家来谈，不要让代理商把我们和真正生产厂家隔绝开来，坚决杜绝采用OEM贴牌产品，因为如此大规模的视频监控系统必须得到产品真正生产厂家的直接技术支持，中间不能有二传手，否则施工的集成工程商无法得到高效可靠的现场安装调试厂家技术支持，运行后的厂家售后技术支持也会产生极大的困难，维护保养、维修排障工作效率极低进而引起用户的不满，扩容工程也会受到不良影响。
至于如何杜绝OEM贴牌产品，也很简单，让待选市场主流厂家出示相关省市公安部门技防办颁发的针对我们所选产品的《安防产品生产许可证》原件（有期限规定）即可，或出示其技术专利证书原件等。
一旦确定几家市场主流的待选入围产品，如果有时间的话，我们也可组织领导/专家亲赴生产厂家实地考察验证。
第三，简单谈一下传输接入设计及实施问题：
光纤线路接入设计及实施是我们电信的看家本领，如何高质量、高效率、降成本的实施，这里就不谈过多细节了。
只谈一点，我们不可能让每一支前端摄像枪都单独占用一芯光纤，那样的话耗用光缆数量/造价成本、敷设光缆工程量/工程成本、接入线路工程工期、日后维护工作量/维护费用均极度增加并且日趋不可控制。
因此我们应该采用单芯单模光纤多路视频复用传输接入方式，也就是距光纤接入点较近（比如500米以内）的若干前端摄像机采用视频线缆汇接接入方式，如下图所示：
这是一种既保证接入视频质量，又降低施工及维护成本，还易提高效率缩短工期的方案，前端摄像设备视频线缆汇接接入光纤汇接点可由产品供货商或工程集成商负责解决。
多路视频光端机应选择当地公安用户认可的本省市场主流厂家产品（具备多路视频/音频/控制/报警/以太网通道），择优选用，大家可以探讨一下。
第四，谈一下部分监控中心设备设计及实施问题：
、
实际上监控中心设备选型主要分为两部分：
一是视频矩阵及监视器屏幕墙的选定实施，二是视频硬盘录像存储设备的选定实施。
这种数模结合监控模式对于大规模联网视频监控系统的成功运行，是比较稳定可靠的整体解决方案，公安用户也比较认可。
因此视频切换矩阵选择应符合公安要求只能选定一种（上下级监控中心互联互控互看，协议必须统一），监视器可根据公安要求选几种市场主流产品，只要产品稳定成熟，工程实施也基本定型，不会出现过多不可预料情况。
我这里要提出硬盘录像设备需考虑的问题。
我们要选的硬盘录像设备应该有两个大类，一类是分布式录像存储设备（嵌入式硬盘录像机），另一类是网络集中式录像存储设备（网络存储服务器及配套硬盘阵列），在公安认可的统一的网络数字视频监控管理平台下，他们均具备联网调用/回放/转储功能。
各类硬盘录像存储设备主要参数对比表
设备类型
指标参数
D1嵌入式硬盘录像机
CIF嵌入式硬盘录像机
网络集中存储服务器/硬盘阵列
清晰度
704X576
352X288
CIF/D1均可
压缩码率
2048KB/S
512KB/S
512--2048KB/S
理论存储空间
600MB/小时
150MB/小时
150--600MB/小时
实际存储空间
近1000MB/小时
250MB/小时
250--1000MB/小时
日存储空间
单路24GB/日
单路6GB/日
单路6--24GB/日
月存储空间
单路744GB/月
单路186GB/月
单路186--744GB/月
月存储适用录像机类型
4路（内置8个400G硬盘，共计3200GB）
16路（内置8个400G硬盘，共计3200GB）
（硬盘阵列中8个400G硬盘，共计3200GB）
摄像机数量（东莞为例）
2200路以上
录像存储设备数量
550台以上4路DVR（D1格式）
138台以上16路DVR（CIF格式）
8--32台
50TB硬盘阵列
400G硬盘数量
4400个以上
1104个以上
1104--4400个以上
（SICI硬盘）
录像存储设备单价
7000元左右
9500元左右
1200--2500元左右
（单路CIF/D1DVS）
400G硬盘造价
1500元
1500元
3000元
（SICI硬盘）
录像存储设备总价
385万以上
132万以上
264--550万以上
硬盘总造价
660万以上
166万以上
480--1920万以上
硬盘录像存储设备总造价
1045万以上
298万以上
744--2470万以上
数字视频录像回放显示格式又分为一般清晰度CIF格式、高清晰度D1格式。
经长期验证测算实际上单路视频一小时存储空间CIF格式达250MB/小时、D1格式达980MB（1GB/小时），因此公安用户如果要求所有视频录像不少于30天，可以算一下，1路摄像机31天D1格式数字视频录像存储占用硬盘空间为1GX24X31=744GB，4路为2976GB。
4路D1嵌入式硬盘录像机可内装8个400G硬盘达3200GB，可满足4路摄像机31天全天候D1数字视频录像存储；而1路摄像机31天CIF格式数字视频录像存储占用硬盘空间为0.25GX24X31=186GB，16路为2976GB。
16路CIF嵌入式硬盘录像机可内装8个400G硬盘达3200GB，可满足16路摄像机31天全天候CIF数字视频录像存储；以东莞为例，2200多支摄像机采用D1格式录像滚动存储31天，共需550台以上4路D1嵌入式硬盘录像机及4400个以上400G硬盘；如采用CIF格式录像滚动存储31天，共需近138台以上16路CIF嵌入式硬盘录像机及1104个以上400G硬盘；此外还需要若干台50TB以上网络集中存储硬盘阵列设备。
这样大量的硬盘录像设备空间摆放、配电散热、硬盘后备件配套（硬盘维修较多，坏了要及时更换备份）等问题一定要考虑如何解决，以保证系统整体的稳定可靠长期运行。
据不完全统计，已投入运行的数字视频监控系统中，监控中心设备故障80%以上由视频存储设备引起，其中硬盘故障又占80%以上，硬盘成了耗材。
因此我建议应在与用户充分沟通并征得同意后，在系统配置及平台技术实现上采用CIF存储与D1存储、硬盘录像机与集中存储硬盘阵列互动结合存储，使监控中心即保证需重点防范的前端治安监控点具备高清晰D1数字视音频全天候24小时不间断录像存储，也满足只需一般防范的前端治安监控点的普通CIF数字视音频全天候24小时不间断录像存储，同时也对前端治安监控点发生突发事件的全部现场情况进行高清晰D1数字视音频全程独立集中存储录像，所有的突发事件高清晰录像数据文件均集中存储于存储服务器硬盘阵列库指定目录以方便日后检索回放鉴证分析处理。
当然其他方案也可深入探讨，尽快做出结论。
第五，系统投入运行后维护及运行管理问题：
系统投入试运行时，须首先对用户的中心实际操作人员进行系统化操作培训，每个监控中心应建立一个24小时轮班值班操作员队伍，有严格的作息管理交接班制度，建立系统操作日志（记录系统各设备故障、报障、排障详情），建立监控警情日志（记录监视现场/回放警情、预警、报警、处警的详情），配套相应的警用无线应急通信系统（无线集群对讲设备），以利于预警、报警、处警及指挥调度。
此外，系统的售后技术支持/维修维护保养应由本系统集成工程商全权负责。
本项目的工程集成商应由一批具备省公安厅技防办认证的、具备高级安全技术防范资质的资深专业安防工程商通过竞标获得。
而且不应由本项目前端产品及中心设备/平台提供商全包集成工程施工，因为多数监控产品/系统/平台供货商其优势一般只集中于其自身产品/系统/平台的研发、生产及销售，对涉及多厂家、多种类前端产品及中心设备/系统/平台的大型联网监控系统的具体集成施工并不具备较强专业经验，也没有配套长期固定的安防专业施工体系及队伍，如果选用本项目系统/平台供货商全权负责工程的整体集成实施，在出现施工或售后维护问题时，会不可避免的出现互相推诿扯皮现象。
因此建议在对产品/设备/平台集中采购的基础上，对本项目安防工程集成商承建资格进行竞标，本项目产品供货商应回避集成工程竞标，以使集成工程商在今后工程实施及维护过程中，对各产品供应商采取公正、公平、严格的立场要求其配合技术支持工作。
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