城市报警与监控系统建设.docx

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城市报警与监控系统建设

城市报警与监控系统建设

通用技术文件

目录

1前言5

2系统建设需求分析6

3系统建设目标8

4系统建设基本原则9

4.1实用性9

4.2扩展性9

4.3经济性9

4.4易操作性9

4.5及时性9

4.6安全性9

4.7规范性10

4.8可靠性10

4.9可维护性10

5系统主要功能11

5.1信息采集功能11

5.2信息传输功能11

5.3权限管理功能12

5.4信息存储和备份功能12

5.5系统控制功能12

5.6自动巡检功能13

5.7报警信息处置13

5.8无线图像资源的接入13

5.9提供社会面监控资源的接口13

6系统总体架构15

6.1公安监控中心15

6.2监控资源16

6.3用户群17

7监控中心系统的构成18

7.1总体结构18

7.2监控资源接入子系统18

7.2.1公安自建监控资源的接入18

7.2.1.1有线接入方式18

7.2.1.2无线接入方式19

7.2.2社会面监控资源的接入20

7.3用户接入子系统21

7.4监控中心级联子系统22

7.5监控数据管理子系统23

7.6图像显示子系统24

8监控系统的建设模式25

8.1模拟视频监控系统25

8.2模数结合的监控系统26

8.3全数字监控系统27

8.4现有监控系统的改造方案28

8.4.1模拟视频监控系统28

8.4.2模数结合视频监控系统29

8.4.3全数字视频监控系统31

9信息交换的实现32

9.1数据通信接口32

9.1.1设备管理32

9.1.2查询32

9.1.3实时图像33

9.1.4历史图像33

9.1.5前端设备控制33

9.1.6报警33

9.2视频通信33

9.2.1视频通信协议分析34

9.2.2实时监控视频流的传输35

9.2.3历史视频流的传输36

9.2.4系统控制信息的传输36

9.3视频编解码37

9.3.1视频压缩编码37

9.3.2多种视频压缩标准的共存37

10系统安全的实现39

10.1安全认证39

10.1.1安全模型39

10.1.2访问控制策略39

10.1.3身份认证41

10.1.4数据完整性保护41

10.1.5安全审计41

10.2接入安全方案41

10.2.1公安专网的接入41

10.2.2公共网络的接入42

11系统的扩展应用43

1前言

随着树立科学发展观和构建和谐社会等党的重大创新理论的提出，公安工作越来越受到党和政府的高度重视。

而高新科技的迅猛发展，特别是信息、网络技术的发展，也为强化和深化社会治安管理、提高公安工作效能提供了强大的技术支撑。

城市报警与监控系统建设，正是在当今现实环境下落实公安部“科技强警”战略的重要举措。

近些年来，我国报警与监控系统建设在技术水平和实际应用等方面都取得了长足的进步。

经过多年的发展，已经初步形成了社会治安技术防范的基础网络。

如在全国19万个重点、要害单位中，3/4的单位安装了安全技术防范设施；利用已建的安防系统工程和报警服务网络，破获治安和刑事案件3万多起，挽回了大量经济损失，为维护社会治安稳定发挥了重要的作用。

然而，目前国内已建成的监控系统大都自成体系，相互间缺少统一规划和技术协调，不能有效实现网络的信息资源共享，没有形成面向公安实战的综合应用系统集成平台，制约了技术防范在城市社会治安管理中作用的发挥，难以满足报警、视频监控专业化、社会化管理的要求。

在城市范围内，实现报警和监控系统的互联，综合应用各种报警和监控资源，构建报警与监控系统，逐步实现全国联网，是在新形势下完善我国城市治安防控体系、提高我国城市治安防控体系建设水平的重要工作，也是报警与监控系统建设的目标和任务。

本模式研究报告从分析系统建设需求入手，就报警与监控系统实现目标、建设原则、主要功能、建设的模式、信息交换、安全性、现有设备的改造等方面提出要求，以期指导各级各地报警与监控系统的规范化建设。

2系统建设需求分析

近年来，随着信息技术、网络技术的迅猛发展，特别是科技强警示范城市工作的开展，全国各地报警与视频监控系统的发展非常迅速，在基层公安机关打击、预防违法犯罪方面起到了良好的作用。

同时，由于系统应用的不断深入，系统规模的不断扩大，系统的整合需求日益强烈，各级公安机关也对远程图像资源共享提出了新的要求，诸警种跨区域图像共享需求日益增多，治安动态视频监控系统管理范围不断加大。

下面从五个方面对报警与监控系统建设的需求进行分析，说明系统建设的必要性。

（1）报警与监控系统建设是当前犯罪发展规律和治安状况的客观要求。

目前我国正处于犯罪高发阶段，同时各种恐怖活动、突发性事件对我国现有治安防范体系提出了更加严峻的考验。

如何提升城市安全防御能力，防御重大恐怖活动和公共突发事件的发生，扼制犯罪高发态势成为摆在公安机关面前的一个重大课题。

过去，受信息传输方式单一、安放产品通信协议不一致等因素的影响，社会报警信息只能通过几种简单的通信方式间接传送到公安机关，往往由此造成公安机关不能及时对犯罪活动进行打击，贻误了战机，公有或私有财产蒙受损失。

随着通信技术的日渐成熟、人们对于安全的意识逐渐增强，如何利用现有的技术将社会各种有用的报警与图像信息整合起来，及时反馈到公安机关、尽量避免或减少损失，已成为社会最迫切的需求。

（2）报警与监控系统建设是解决警力不足，提升我国社会治安防范水平的需要。

据统计，我国警察人均数量仅为发达国家的1/3，警力绝对数量严重制约着城市犯罪预防工作的质量，基层民警始终处于高强度超负荷运转中。

由于经济和社会环境的转变，组织大规模的、义务性的群防群治已经不再可能，因此向科技要警力，借助高科技手段建立覆盖全社会的报警与监控网络，成为提高社会治安防控能力的迫切需要。

（3）报警与监控系统建设是充分优化警务资源，提高警务效能的需要。

建立一个高覆盖率的报警与监控系统可以保证警情信息的准确及时传递，减少警察的工作量，提高警务工作效率，为公安机关有效调配警力，实现精确打击提供必要的前提条件。

（4）报警与监控系统建设是整合现有防范系统和各种防范资源，充分利用治安防控网络的需要。

随着全国范围内“科技强警”和建设“平安城市”工作的开展，安防行业大量采用最新的信息通讯技术，安防企业技术开发和系统集成的水平大幅提高，安防队伍日渐壮大，安防工程连年递增，安防产品日益普及，整合报警与监控信息资源的时机已经成熟。

全国一些城市以重点要害部位、道路、社区、机动车为重点防护目标，逐步建立了固定点报警系统、图像监控系统、卡口系统、移动目标报警系统、电子巡更系统等安防系统。

这些为报警和监控资源的整合和报警与监控系统的建设提供了良好的外部条件和建设基础。

（5）报警与监控系统建设是整合社会资源，适应社会安全服务发展的需要。

根据各地公安机关的统计数据显示，在每天发生的报警中，误报率占很大的比重，而这之中通过公安机关建设的视频监控系统或报警系统发现案件所占比重更是少之又少，大部分已破案件是利用覆盖面更广的社会信息资源成功地打击犯罪。

因此，要充分利用社会监控资源，整合社会资源，进一步提高公安机关对违法犯罪的快速反应和有效处置能力，避免重复建设造成资金和设备的浪费，推动报警服务良性发展。

3系统建设目标

报警与监控系统是在整合公安和社会报警与监控资源的基础上，加强信息在产生、存储、传输、处理过程中的安全措施，实现公安机关和政府有关部门对报警与图像信息的共享。

报警与监控系统建设的目标为：

（1）制定视音频图像的编码、存储、传输、控制标准，实现视音频信号的互联互通。

（2）实时图像和历史图像回放质量符合公安实战的要求，传输网络保证视频传输的及时性和可靠性。

（3）优先保证报警信号的传输，为报警信号的传输预留紧急通道。

（4）建立完整、严密、可靠的认证体系，为系统的运行和管理提供安全保障。

（5）与现有的公安接警指挥系统（110、122、119等）在统一平台上运行，实现报警信息与图像信息有机联动。

（6）系统应该具有良好的扩展性，能在规模、监控层次和功能等方面进行扩展。

（7）具有良好的设备可维护性，实现设备的自动巡检。

（8）充分利用已建成的网络、设备等资源。

（9）视音频与报警信息的有效存储与快速检索。

4系统建设基本原则

报警与监控系统工程的总体设计和实施，应根据公安各级部门的实际情况和公安工作实际需要，消化吸收国内外先进经验和技术，立足国内、安全可靠、节简实用、便于管理维护。

4.1实用性

在建设之前，要做好充分的需求调研。

设计合理，结构简单，功能完备，切合实际，能有效提高工作效率，满足公安业务工作需求。

4.2扩展性

采用结构化设计，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。

4.3经济性

在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。

采用经济实用的技术和设备，利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。

建设经费不足的地区，应先重点、后一般，分期投入、分期建设。

4.4易操作性

提供清晰、简洁、友好的中文操作界面，操控简便、灵活，易学易用，便于管理和维护，有较强的容错和系统恢复能力。

4.5及时性

能将突发事件现场的图像、数据及时地传输到受理中心。

4.6安全性

对系统采取必要的安全保护措施，防止病毒感染、黑客攻击，防雷击、过载、断电和人为破坏，具有高度的安全和保密性。

4.7规范性

控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准和公安部颁布的技术规范。

4.8可靠性

采用成熟、稳定和通用的技术和设备，关键部分应有备份、冗余措施，能够保证系统长期稳定运行。

4.9可维护性

系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的维护。

5系统主要功能

报警与监控系统使用数字或模拟视频技术、计算机通信技术、网络技术及相关系统和设备，通过实时动态监控、记录查询、网络传输、分级控制、授权访问、资源共享等方式，实现对城市卡口、主要道路、重要目标、重点单位、要害部位、治安复杂区域等目标的治安监控。

根据业务管辖和需求，将监控图像实时传输到各级公安机关及其他相关部门，通过报警与图像资源的整合、共享，实时、直观地了解和掌握监控区域的治安动态，适时调度、指挥、处置，达到精确打击、预防和控制违法犯罪、维护良好的治安环境的目的，有效提高社会治安管理能力。

5.1信息采集功能

前端报警和监控设备采集巡检、报警和视音频信息等，并按照传输信息格式要求进行编码和打包处理，使之成为能够传输的数据包。

根据需要采取全天候、多方位、固定、定时或移动侦测的方式对目标进行实时、有效、清晰的监视。

前端摄像机对监控目标的图像信息采集，是监控系统的原始信号源，其定位设置、设备质量及图像可辨识度决定着整个系统的功能及性能水平。

应根据监控现场环境和监控范围合理选择摄像机，保证对监控区域的有效覆盖。

（1）设置摄像机的位置、区域及数量，应根据辖区社会治安实际情况和公安业务需求，经认真勘察、分析、论证后，按照“先重点，后一般”的原则确定；

（2）摄像机的选型，应根据监控目标的具体情况和治安监控需求进行选择。

摄像机的选型要求保证足够的灵敏度，能够实时、准确、清晰地采集信号，照度不足的地点应采取补光设备；

（3）前端编/解码器、一体化球型机、云台、摄像机等设备，应采用开放的或兼容的控制协议，提供标准的控制接口；

（4）根据需求，可对摄像机附加现场录音、红外探测等功能。

5.2信息传输功能

控制信息、巡检信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输；

通过有线或无线等传输媒介，经编码解码、调制解调、光/电或数/模转换等方式，将前端设备的图像及报警信号传输至控制设备。

信号传输质量直接影响着整个监控系统的图像质量，应根据前端摄像机到监控中心的距离、环境条件和建设经费等实际情况，在保证传输带宽、误码率以及经济、合理、可靠的前提下，可单独或组合选择有线（光纤、同轴电缆、电信宽带等）或无线（微波、扩频\跳频、公共无线宽带等）传输方式。

具有动态适应网络传输状况和网络带宽的能力，具有全系统带宽管理和流量控制能力。

支持大用户量的并发接入，保证在大量图像访问情况下系统仍能正常运行。

5.3权限管理功能

拥有统一的用户权限管理，每一级公安机关的用户只要在自己所属的监控中心开设帐号、分配权限即可。

跨区域的调用通过报警与监控系统监控中心之间的互连注册来实现，可以设立级联权限（可细分为图像浏览、控制、语音、流量控制等权限），具有级联权限的用户可以实现跨区域的视频监控资源共享。

（1）任一级公安机关有权限用户可以浏览所辖各级公安机关的视频监控系统中任一监控点的实时图像和历史图像。

（2）任一级公安机关经上级授权可以浏览其他同级公安机关的视频监控系统中任一监控点的实时图像和历史图像。

（3）有设备控制权限的用户可以对实时图像监控点的云台、镜头和切换矩阵进行控制。

5.4信息存储和备份功能

前端监控设备、各级监控中心，均应对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。

公安机关的相应部门应按照规定的格式，存储报警信息及与报警关联的视音频信息。

存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。

各级系统对接收到的巡检信息、报警信息和视音频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像要求作永久存储，并且提供异地备份。

存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据使用。

5.5系统控制功能

依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。

切换矩阵、管理服务器等设备是监控系统进行统一控制和管理的重要单元。

（1）切换应能通过手动实现和编程实现，将图像信号在指定的监视器上进行固定或时序显示，也可以进行图像混合、画面分割、字幕叠加等处理；

（2）对所传输的图像信息具有切换、记录、回放、加工和复制等功能；

（3）应具有与报警控制器联网的接口，报警发生时能切换出相应部位的摄像机图像，并能进行记录和重放。

5.6自动巡检功能

具有系统定时自动巡检和人工自动巡检两种方式。

人工自动巡检优先级别高于系统定时自动巡检，定时自动巡检功能和人工自动巡检功能由报警与监控系统各级监控中心实施。

要求巡检结果和内容能够按公安机关管理要求以统计报表形式上报备案。

巡检内容一般包括：

系统工作状态、故障、在线率等。

5.7报警信息处置

当发生报警时，前端报警与监控系统或专业报警监控服务中心应对报警信息进行复核。

在确认报警后，按照要求及时向公安机关相应部门发送报警信息或现场图像信息。

公安机关相应部门的技术系统自动优先响应报警信息，同时调用相应部门技术系统中的计算机辅助调度子系统和通信调度子系统处理警情。

相应部门技术系统应结合实际情况建设针对技防报警和监控受理的辅助决策子系统，以提高快速处警能力。

系统应具有同时受理多路报警的能力。

5.8无线图像资源的接入

无线图像传输成为在突发事件、大型活动、警卫任务等临时活动现场中，以及恶性暴力案件的侦破中实现快速反应的有效手段，是一种经济、方便灵活、扩展性好的图像接入方式。

立足于现有的成熟技术，报警与监控系统应用一套高效、可靠的移动图像传输系统接入图像数据，将会大大扩展各级公安监控中心的监控范围，提高快速反应能力。

5.9提供社会面监控资源的接口

社会面监控资源包括重点单位、社区、报警服务业等社会面监控中心，这些资源涉及的点多面广，因此整合这些资源，是减少投资、扩大信息来源的重要手段。

公安监控中心要根据社会面监控资源的风险防范等级，有重点、有对应地接入社会面监控资源的图像，接入方式应符合报警与监控系统外网接入安全规范。

6系统总体架构

报警与监控系统是一个覆盖整个城市的大型综合监控系统，业务范围涵盖治安、交管、消防、刑侦、内保等多个公安警种，包括社会面治安监控系统、交通智能卡口系统、电子警察系统、社会重点防范单位的监控系统等独立而又互相协作的子系统。

虽然系统的组成非常复杂，但是从功能上可以分为三个组成部分（如图6.1）：

公安监控中心，监控资源，用户群。

监控资源是信息的提供者，用户群是信息的服务对象，公安监控中心是信息的管理者，是信息共享平台。

图6.1系统架构的示意图

注：

各个城市进行系统建设的过程中，根据本地实际情况选择合适的系统架构，系统架构示意图（图6.1）中所示的三级监控中心模式仅作参考。

6.1公安监控中心

公安监控中心分布在公安各个业务部门中，如治安、交管、内保、消防等部门，这些业务部门已经建有大量的前端监控资源，公安监控中心是这些监控资源的共享平台。

公安监控中心是报警与监控系统的核心部分，汇接各种监控资源，将所需的视频、音频、数据信息进行编码和存储，并根据授权进行实时播放、检索和浏览，是实现互联、互通、互控和满足公安实战应用的共享平台，为各级公安机关、业务部门和各级领导决策、指挥调度、取证提供及时、可靠的报警和监控信息。

公安监控中心采用分级设置，依据管理权限的不同可以分为一级、二级、三级监控中心，各个城市可以根据本地区的行政区划、治安状况、城市地域范围、经济发展状况，合理选择适合本城市的公安监控中心的分级架构，例如可以建设一个级别、两个级别或者三个级别的监控中心。

每一级的监控中心配有监控管理服务器，实现对本级监控中心客户端和所辖下级监控中心的管理和授权。

（1）三级监控中心：

一般是指由派出所设立的报警与视频监控中心。

派出所是报警与监控系统的基层单位，对所辖区域负有直接责任，是视频监控资源整合共享、控制管理和应用的基础和源头。

派出所在视频监控方面的技术力量较薄弱，因此三级监控中心的系统应该简单、方便、可靠。

三级监控中心的监管服务器可以管理本辖区内前端设备和授权客户端，接受来自上级监控中心监管服务器的管理。

（2）二级监控中心：

一般是指由公安分（县）局或者其他公安业务部门设立的报警与视频监控中心。

二级监控中心接收三级监控中心上传的图像，同时可以根据实际情况，拥有独立的前端监控资源，二级监控中心对所辖的三级监控系统具有管理权限，并且可以将本地监控设备进行统一管理，同时也接受一级监控中心的管理，这些管理都是通过设在二级监控中心的监管服务器进行的。

（3）一级监控中心：

一般是指由市级公安局设立的报警与视频监控中心。

市局级监控中心的监控管理服务器在报警与监控系统中具备最高的管理权限，各个公安分局（业务部门）和派出所的监控系统和前端监控资源都受到一级监控中心监管服务器的管理和控制。

6.2监控资源

监控资源是各级公安监控中心接入的视频、音频和报警信息的来源，包括公安自建的监控资源和社会单位出资建设的监控资源，后者的覆盖范围很大。

为了便于公安监控中心对两类监控资源的接入和管理，监控中心采用不同的接入手段和管理方法。

（1）公安自建监控资源：

该类资源是指由市级公安局、区（县）公安分局、派出所以及公安其他业务部门（如交管、内保、消防等）在所辖区域内、自建的、属于治安重点和案件易发高发地区的前端报警与监控设备，这些前端资源可以通过有线和无线两种方式接入各级公安监控中心。

由于无线传输信道的开放性，无线接入时应采取加密措施以对数据进行保护。

（2）社会面监控资源：

社会许多重点单位和居民小区都建有前端报警和视频监控设备，通过报警服务中心汇接。

为了利用社会监控资源，根据这些社会单位的风险防范等级，公安监控中心有选择、有对应地和社会报警服务中心连接，有条件地调看这些社会报警与图像信息，为公安业务服务，但是不允许社会报警服务中心获取公安报警与图像信息。

6.3用户群

用户群的实体是指对监控资源有浏览和控制需求并拥有各种权限的客户端，通过各级监控中心监管服务器的管理和授权认证服务器的认可，可获得某些前端监控资源的实时图像和历史图像数据。

根据用户接入公安监控中心的方式分为两类用户：

公安网内部用户，公安网外部用户。

公安网内部用户主要分布在各级公安部门和某些政府部门中，通过公安专网直接接入报警与监控系统；公安网外部用户，通过公共网络接入报警与监控系统，因此这类用户的接入必须符合报警与监控系统安全接入标准的规定。

7监控中心系统的构成

7.1总体结构

监控中心系统平台可以分为监控资源接入子系统、用户接入子系统、图像显示子系统、监控数据管理子系统、监控中心级联子系统。

总体结构如下图所示。

图7.1监控中心总体结构

7.2监控资源接入子系统

监控资源接入子系统主要实现监控资源的接入。

根据目前公安业务特点，该子系统主要接入公安自建监控资源和社会面监控资源。

7.2.1公安自建监控资源的接入

7.2.1.1有线接入方式

公安自建监控资源的设备包括监控中心所在公安部门所辖范围内的声光电报警设备、摄像机、声音监听设备等，报警与图像数据输入监控中心，是监控中心图像和报警数据的提供者。

摄像机视频信号通过视频光端机接入切换矩阵，如果是传送实时监控图像，则通过视频服务器（DVS）编码后进入公安专网传输；如果是在本地实时录像，则通过数字硬盘录像机（DVR）编码存储；报警信号通过报警接收机接入监控中心的切换矩阵。

图7.2表示公安自建监控资源的接入方式。

图7.2公安自建监控资源的有线接入方式

7.2.1.2无线接入方式

无线图像监控资源主要包括单兵图像采集子系统，装有车载摄像机的车载图像传输子系统，以及其他移动图像传输子系统。

无线移动图像监控系统可由多种方式接入监控中心，无论采用哪一种方式接入，由于无线传输的开放性，都必须考虑对无线信道的加密传输。

下面介绍两种主要的接入方式。

第一种方式是通过电信运营商的GPRS和CDMA1X公共无线数据网络传输视频，实现移动远程监控、临时监控。

图7.3表示公共无线网络的接入方式。

图7.3公共无线数据网络的接入方式

第二种方式是通过数字图像广播系统，系统在服务器与客户端之间有两个传输信道：

（1）广播信道：

一个单向的基于DTTB（DVB/DMB-T）标准的广播信道，用于传输视频、音频等数据量较大的数据流，该信道是从服务器到最终用户的单向连接，其下行数据传输码率可达到每秒几兆至十几兆位。

（2）交互信道：

在最终用户与服务器之间基于TETRA/GSM/CDMA的双向信道，提供双向交互功能。

图7.4表示数字图像广播系统的接入方式。

图7.4数字图像广播系统的接入方式

无线图像的传输方式还有很多种，如微波通信、卫星通信和无线局域网等，各地可以根据实际情况选择。

7.2.2社会面监控资源的接入

社会面监控资源包括具有一定风险等级和安全防护级别的社会重点防护单位监控中心，以及一些社区的监控报警服务中心的监控系统。

公安监控中心能够共享社会监控资源的图像资源，并接收社会监控资源的报警信号，但是社会监控资源不能共享公安监控中心的图像资源，社会监控资源是图像资源的服务提供者。

社会面监控资源的接入方式有两种：

模拟视频光纤接入和通过公共网络（包括租用线路和自建专线）接入。

其中模拟视频光纤接入方式采用的设备是视频光端机，视频分配器和切换矩阵；公共网络接入方式采用的设备是安全隔离设备和网络交换设备。

图7.5表示公安各警种监控资源的接入方式。

图7.5社会面监