宁波全大市公安警用车载视频监控方案建议书0227以此为准.docx
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宁波全大市公安警用车载视频监控方案建议书0227以此为准
宁波全大市公安警用车载视频监控
方案建议书
浙江大华技术股份有限公司
产品中心
2011年2月25日
图例
图表1软件流程框图
图表2平台模块分布式部署架构图
图表3平台分层设计
图表4DSS平台模块组成及其数据流
图表5DSS平台组件目录图
图表6级联分层域结构
图表7基层分布式级联结构
图表8级联中心域结构
图表9三级级联域部署结构
图表10平台开放设计体系
图表11公网内网网络传输结构
图表12DSS软件在线升级流程图
图表13平台与其他系统视频对接交互流程图
图表14监控中心和前端执法数据交换示意图
图表15车载前端视频信息采集组网图
图表16视频数据3G无线传输示意图
图表17公安内外网闸数据穿透流程图
图表18市局警用车载平台总体架构图
图表19市/区/县局二级平台架构图
第1章 项目总体概述
1.1项目背景
本项目为宁波全大市公安警用执法车载视频监控项目。
项目涉及宁波全大市将近1000辆警车，首期拟建设600多辆车的视频监控、车辆GPS定位信息接入宁波市局视频监控管理平台，视频管理平台负责将视频数据分发市局视频共享平台和上墙功能，将GPS数据推送市局PGIS平台以及市内其他平台应用。
1.2建设目标
宁波市公安局车载无线视频监控系统建设目标是：
高起点、高标准、高效率、高质量的高科技无线视频监控系统，通过利用目前覆盖最广、使用最广泛及网络信号最占有优势的联通标准化化3G无线网络，做到公安车载视频数据、图片、报警信息、车速位置等的实时传输，针对公安民警现场执法取证、打击危害社会安全、偷盗等违法犯罪的行为进行本地及远程实时或录像查看，同时公安管理指挥中心可以根据现场传回的实时视频图像作出及时处理和指挥调度。
公安巡逻车配套此车载专用的无线监控系统，对于贯彻公安部提倡的“科技强警”，提高公安执法警员快速反应和重大突发事件的处置能力，并且可以高效迅速解决违法犯罪事件，有效减少国家损失和保证人民群众的生命财产安全，构建平安城市及和谐社会，维护社会稳定发展起到非常重要的意义。
第2章 系统设计原则及依据
2.1设计原则
安全可靠是整个系统的基本要求。
如果一个系统安全性差，运行不稳定，应用的基础都没有，就很难想象这样的系统能否真正的使用起来。
可靠性是指系统在运行期间的健壮性，主要涉及软件和硬件两个方面，其中硬件方面包括网络视频服务器、前端采集设备（摄像机等）、网络服务器、工作站、电源、网络连接设备（路由器、交换机）、网络接口卡、网络传输介质等硬件本身的运行的稳定性和可靠性，以及它们连接在一起构成一个系统时的运行稳定性和可靠性。
软件方面包括系统软件平台如网络操作系统（NOS）、数据库管理系统（DBMS）、信息发布及消息传输系统（WWW、FTP、E-MAIL）的安全性和建立在系统软件平台之上的应用软件系统的安全性。
除此之外，还应保证数据存储的安全可靠性。
2.1.1可靠性
系统设计、设备选型、安装调试等环节都严格贯彻质量条例，完全满足国家有关标准要求，符合国家及行业的有关标准，确保系统能够长期稳定、安全可靠的运行。
2.1.2安全性
系统具有防计算机病毒的能力，有较强的抗干扰能力，具有密码、多级控制级别、撤设防级别，避免出现遭到恶意攻击和数据被非法提取使用的现象，保障系统网络的安全。
2.1.3规范性
由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中我们参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。
一切从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。
这也是高清监控系统在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。
2.1.4开放性
开放性是今日时代的最强音，在技术上要讲开放性，一个封闭的系统没有出路，难以面对将来的信息化发展。
网络的开放性或者系统的开放性概括说来就是指：
网络结构的开放性，连接的开放性和协议的标准性、硬件开发包（SDK）的通用性以及应用的开放性。
开放性的考虑贯穿于整个系统的规划、设计过程之中。
2.1.5先进性
一个系统，必须保持先进性。
先进性主要是基于整个网络的性能和将来的应用趋势的考虑。
保持一定的先进性，才能经得起时间的冲击，保证所用的技术不会很快被淘汰，保护用户的投资。
先进性主要考虑以下几个因素：
整体结构的先进性；网络操作系统平台的先进性；网络构件的先进性；系统布局的先进性；数据库平台和开发平台的先进性；应用系统的先进性。
先进性是对构成系统的各个要素进行综合评价的一个指标。
2.1.6实用性
构建一个系统，在考虑先进性的同时，又不片面追求先进性，才能体现系统的科学性。
需要根据系统的需求和技术的发展动态，确定网络应用的规模、档次、带宽。
实用是一个系统最根本的要求。
在系统设计时需要根据项目的实际需求，要做到一切面向应用，一切面向项目，从实际出发，由系统的实际需求层层下溯，从服务器、前端设备、传输设备、线路带宽等各个方面为系统定位。
当然，这种前提下，一定要有前瞻性考虑，要考虑系统应用的发展，技术的发展，需求的膨胀，从而确保系统的持续发展。
2.1.7可扩展性
由于技术和需求在不断地发展，对系统功能和建设规模、建设质量的要求也将不断增多。
在设计上，我们采用具备良好扩展性的系统接口和模块化设计，当设备需要升级时，系统能实现平滑过渡，方便兼容旧系统。
2.1.8可伸缩性
技术的发展使得人们越来越强调系统的可伸缩性。
所谓可伸缩性，是指根据实际情况，系统可被方便地裁减和灵活地扩充，使系统具有一定的应变能力。
在系统面对新的需求的时候，只需做少许变动即可，就可达到用户的要求。
系统的可伸缩性是指设计的网络在整体结构不变的情况下，可进行纵横两个方向的扩充，如主干（Backbone）的扩充和工作单元（Workgroup）的扩充，这种扩充应该是积木式的，扩充过程不影响原有系统的正常运转，而且非常方便。
可伸缩性强调可伸缩的体系结构和产品支持，只有构架可伸缩性的结构，选择可伸缩性的产品，才能保证系统的可伸缩性。
2.1.9可维护性
可维护性，即是系统在运行过程中出现故障的时候能够快速定位和排除。
可维护性和开放性，可伸缩性，先进性是有着紧密的关系。
可维护性中又包含可管理性，可管理性是指在系统运行的时候能够实时监控系统的性能，进行参数调整和系统优化，能够预防问题。
可维护性是指在系统出现问题的时候，能够在波及面很小的情况下，通过一定的技术手段，使系统的运行恢复正常。
总而言之，这几个基本原则的是从实践的经验中总结出来的，划分不是完全独立的，其中有些相互之间是互斥的，譬如先进性和经济实用性，这就要求在具体的实施过程中具体情况具体分析，确立一个整体性能价格比最佳的方案。
2.2设计依据
根据公安车载无线视频监控系统的设计建设依据国家和浙江省地方的有关法规，要求本系统具有性能先进、质量可靠、经济实用、方便扩展等特点。
依据的相关行业规范标准包括：
《安全防范工程程序与要求GA/T75-1994》
《民用闭路电视系统工程技术规范GB502198-1994》
《安全防范系统验收规则GA308-2001》
《安全防范系统浙江省地方标准DB33/T334-2001》
《中华人民共和国公共安全行业标准GA38-1994》
《中国电气装置安装工程安装及验收规范GBJ232-90.92》
《安全防范工程技术规范GB50348-2004》
公安部、浙江省公安厅的有关规定和要求
第3章 系统总体设计
3.1系统设计理念
3.1.1分布式架构设计
系统是分布式架构，功能服务器与业务服务器之间提供安全通道，数据全程加密，可以提供高安全强度的服务。
客户端通过CMS接入平台并享受服务。
在CMS的调度下，媒体部分通道被分配到MTS和SS上，客户端通过标准流媒体协议与功能服务器通讯。
其中，报警也是在CMS的调度下由客户端登录到DMS实现的报警订阅与接收。
分布式的架构、动态集群的技术可使系统有极佳的扩展性和错误隔离性。
可以为用户提供动态扩容、故障隔离、易于升级、易于维护、灵活配置、合理控制成本等。
集中式的管理则可以为用户提供高可靠性的权限控制、安全控制、访问控制，可以更可靠地实现用户管理需求。
异步式的构架可以获得更高的性能，在相同的硬件配置下，获得50%以上的额外性能，可以显著降低用户的组网成本。
图表1软件流程框图
平台层通过DeviceSDK和RTP/RTCP、RTSP协议与设备通讯。
RTP/RTCP、RTSP用于媒体数据的传输与控制。
DeviceSDK用于控制设备获取码流、配置、云台控制等。
MTS、SS、DMS、CMS构成了系统的平台层。
SS、MTS、DMS为功能服务器，提供存储、转发、设备管理/报警收集功能。
功能服务器向上层提供PlatformSDK。
CMS为业务管理服务器，负责业务的管理与调度，通过PlatformSDK与MTS、SS、DMS通讯。
CMS可以同时管理多个MTS、SS、DMS，多个MTS或多个SS构成MTS与SS集群。
这种集群可以动态添加和删除。
系统可方便灵活的进行分布式部署，达到减轻网络传输压力，分布式数据存储也大大的减轻减轻存储服务器的容量和性能压力，实现局部区域数据高效率应用。
系统分布式部署结构图如下：
图表2平台模块分布式部署架构图
3.1.2业务分层模块设计
系统采用分层的设计思想，系统总体分为5层，接入层、数据处理层、控制层、应用层、支撑层、支撑层独立于其他层，用来管理和维护所有设备、服务器状态，从设计思想和软件架构体系等方面有效的提高了DSS—M系统的整体稳定性。
图表3平台分层设计
DSS平台采用分层设计思想，系统主要功能模块高度独立，方便功能扩展、升级维护。
各个功能模块各司其职，运力运行，大大的提高了系统的稳定性、可靠性。
DSS平台模块结构图如下，右图可以看出，DSS-M平台主要由中心管理服务器（CMS）、流媒体转发服务器（MTS*）、流媒体存储服务器（SS*）、设备管理服务器（DMS*）、WEB远程管理服务器、客户端软件（Client含GIS）、代理服务器（ProxyServer）等功能模块组成。
注：
*表示可分布式部署
图表4DSS平台模块组成及其数据流
3.1.2.1中心管理服务器（CMS）
系统的核心业务服务器。
负责处理监控的业务逻辑，进行权限等控制。
根据业务逻辑需要，会发送命令给DMS设备管理服务器、MTS转发服务器、SS存储服务器等进行处理。
系统的容错、负载均衡、动态集群等都在CMS上实现。
3.1.2.2媒体转发服务器（MTS）
负责从前端设备上获取音视频数据，以标准流媒体协议转发给客户端、存储服务器；实现媒体数据的一对一、一对多、多对多转发。
支持Qos管理，对带宽进行合理使用；支持用户和事件的优先级管理；支持级联和分布式部署；支持视频流相关的统计信息。
3.1.2.3存储服务器（SS）
通过MTS转发服务器向前端设备获取音视频数据，存储在第三方存储介质上，支持标准的NFS、SAMBA、ISCSI等文件协议。
支持流行的DAS、NAS、IP-SAN、FC-SAN存储方案。
支持中心存储、回放，也支持设备端录像的查询、回放、下载等操作，执行存储计划。
支持标准的流媒体协议。
通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN各种存储设备；支持集中存储管理模式，也支持DVR存储的分布式存储方式；支持PB级海量音视频数据存储、快速检索及智能后检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术（数据补录）；支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。
3.1.2.4设备管理服务器（DMS）
负责进行设备管理，向设备执行查询配置命令，向设备发送操作命令，收集设备网管信息，收集报警信息并执行报警联动策略。
3.1.2.5WEB服务器
向客户提供web访问功能。
管理员和客户端以WEB形式提供，方便灵活修改管理逻辑，方便与其他系统接口。
3.1.2.6解码上墙服务器（VMS）
实现解码卡、显示卡、解码器等的视频输出，可连接DLP、电视墙等。
3.1.2.7ProxyServer代理服务器
代理服务器可以单独部署，负责3G移动车载设备的主动连接注册、通信链路维护工作；同时实现实时视频数据转发工作。
3.1.2.8MMTS（手机监控服务器）
手机监控服务器是DSS平台的可选组件，主要提供视频流编码转换、转码参数设置、云台控制等服务。
3.1.3组件化设计
除了稳定性之外是扩展性，客户最关心的是需求，不断增加和不断变化的需求会导致软件产品不稳定，大华采用组件化的设计理念，对新功能和业务扩展都及其方便，不同组件之间不相互影响，新增加的组件可以进行自由组合,有效支持系统的可持续发展及业务创新，降低新产品实施及维护成本。
组件化产品的优势如下：
1）良好的可重用性
各个软件产品之间有许多模块，电子地图模块，人员权限管理模块，设备参数配置模块等，这些模块大部分情况下是可以抽象重用的，比如电子地图模块可以在-M产品上使用也可以在-F，-P等产品上使用，每个组件都有自己的版本，组件可以被不断升级、维护，而不需要在每个产品上都移植或重新开发一次，哪怕是代码移植也需要大量的开发、集成、测试工作。
所以必须把可重用的模块开发成组件，使得只要按照接口开发的组件都可以被快速集成进去，不需要修改任何代码，仅需通过简单界面配置即可。
2）具有很好的灵活性
在拥有可支持组件化的底层平台后，可以把开发团队分为2组人员，1组专门开发组件化平台或者称之为基础平台，他们不接触用户只负责这个平台的开发，可以大幅提高效率、稳定性和专业性，另外一组人专门负责开发各种组件，组件可以随机的组合成一个平台，让平台更灵活。
3）用户可以按需选购
组件化技术对于用户来说可以方便用户选购，用户可以自主的选择自己需要的组件，比如视频预览、录像、上墙、报警、电子地图，每个组件都有他自己的价格，用户按照自己的需要选择性购买，不仅节省了用户的费用，也让商务人员卖软件更好的报价。
4）提高产品稳定性
由于组件都按照接口实现，可重用，维护性好，低耦合、高内聚，单独开发，单独编译，单独测试，所以产品稳定性会得到很大程度的提高，出问题后更容易定位问题。
5）可外包组件开发任务
有些公司觉得重要的组件但是并没有人力去开发维护，那么由于整个平台采用组件化技术后，那么可以把接口提供给外包公司，让外包公司来帮助我们公司进行开发组件，这样我们的产品就会越来越强大，组件越来越多，公司投入能够得到沉淀下来。
图表5DSS平台组件目录图
3.1.4系统级联设计
整个视频监控系统使用一系列功能服务分层次组合而成。
各个服务功能清晰，稳定可靠，相互之间使用清晰到接口进行交互。
在层次结构上，视频监控系统采取分层结构，级联方式部署：
图表6级联分层域结构
只有级联基层域直接访问设备，其他级联中心节点都是通过下一级域最后到基层域来访问设备。
各层的级联分中心域通过基础域的信任后，可以访问下属域及其所管辖的相应设备。
分中心对其受信的域和设备再向上一级域进行信任，则上级域也获得了其相应的设备访问权限。
操作从级联中心域到级联分中心域，分中心域向基础域请求数据，然后通过分中心域的转发等服务器向上一级转发，实现数据传输，并解决基层域上连带宽的问题。
此方案可以解决分别建网集中联网的难题，同时可以解决上级域对物理设备和服务的管理问题，将上级业务管理和下级业务及设备管理分离，使得管理更规范、简洁和有效，使得更专注于业务本身，而不是管理，提交用户的生产力。
3.1.4.1基层功能域
在每个基层功能域，主要由下列服务组成：
图表7基层分布式级联结构
注：
带星的为可以多实例的服务，可以实现集群。
只有WEB和CMS是单实例进程。
这些服务的主要功能为：
MTS：
转发服务器，负责从设备上获取音视频数据，以标准流媒体协议转发给客户端、存储服务器、上级转发服务器、上级存储服务器等。
实现媒体数据的一对多、多对多转发。
DMS：
设备管理服务器，负责进行设备管理，向设备执行查询配置命令，向设备发送操作命令，收集设备网管信息，收集报警信息并执行报警联动策略。
SS：
存储服务器，通过MTS向设备获取音视频数据，存储在第三方存储介质上，支持标准的NFS、SAMBA、ISCSI等文件协议。
支持流行的DAS、NAS、IP-SAN、SAN存储方案。
支持中心存储、回放，也支持设备端录像的查询、回放、下载等操作。
执行存储计划。
支持标准的流媒体协议。
CMS：
业务管理服务器，系统的核心业务服务器。
负责处理监控的业务逻辑，进行权限等控制。
根据业务逻辑需要，会发送命令给DMS、MTS、SS等服务器进行处理。
系统的容错、负载均衡、动态集群等都在CMS上实现。
WEB：
web服务器，向客户提供web访问功能。
管理员客户端以WEB形式提供，方便灵活修改管理逻辑，方便与其它系统接口。
CLIENT：
客户端应用程序，与各个服务器模块通信获取数据，展示给用户。
VMS：
矩阵服务器，实现解码卡、显示卡、解码器等的视频输出，可连接ＤＬＰ、电视墙等。
用户进行系统管理和操作时，主要通过CLIENT或browser浏览器与CMS和WEB服务器进行通信。
对设备的查询配置控制命令会发送给DMS服务器，DMS会使用相应到SDK与设备通信，执行命令。
3.1.4.2级联中心域
一个级联中心一般管理多个基层功能域或者多个下一级级联中心域，同时可以被上一级级联中心管理。
级联中心使用类似客户端的标准访问方式访问基层域或者下一级级联中心。
一般来说访问时所使用的用户的等级会较高。
级联中心域由下列服务组成：
图表8级联中心域结构
这些服务的主要功能为：
VMTS：
级联的MTS模块，对客户端提供类似MTS的访问接口，是从下一级级联中心或者基层域的MTS服务器中获取设备的音视频数据，转发给客户端本级域用户或上级域VMTS。
VSS：
级联的SS模块，对客户端提供类似SS的访问接口，从下一级级联中心或者基层域的SS服务器中获取设备的录像数据，保存在本地，并提供给用户访问。
VCMS：
级联的CMS模块，对客户端提供类似CMS的访问接口，主要是与本级VMTS、VSS以及各个下一级的VCMS或者基层域的CMS、DMS等进行通信，处理监控的业务逻辑。
级联域中的服务使用下级域的授权用户向下级域请求服务，然后模拟下级组建自己的功能域，向本域的用户提供服务。
本级用户和下级用户互相隔离。
本级可以为上组域创建授权用户，供上级使用本域。
本级域没有物理设备，管理虚拟设备。
如果本级域也有物理设备，则建设一个物理上在本地的功能域，同其它下级域共同管理即可。
3.1.4.3级联部署
当将基层域和各级级联中心域组合在一起，用一个更上级中心管理起来则便构成如下图的部署方式：
图表9三级级联域部署结构
各个基层节点可以单独组建，然后随着规模扩大，以及集中管理的需要，逐步构建各级级联中心，统一管理起来。
整个系统可以线性扩充，有利于保护已有的投资。
3.1.5系统安全性设计
随着Internet的高速发展,网络安全问题日益严重。
平台的远程控制系统采用的安全性设计，重点解决的两个方面问题：
一类安全问题是由单站点故障、网络故障等自然因素引起的，应用“分布式”服务器架构使服务器与服务器从物理上隔离，从而避免由于服务器故障引起的瘫痪，再配合异地备份机制可保障数据不受攻击。
另一类安全问题来自于本机或网络上的人为攻击，即黑客攻击，目前黑客攻击网络的方式主要有窃听、重发攻击、假冒攻击、越权攻击、破译密文等，针对这类安全隐患，“分布式”服务器架构可采用“身份验证”、“保密通信”、“访问控制”安全技术解决。
1.身份验证：
为了防止各种假冒攻击，用户需登录到系统，再通过服务器登录到分布式服务器，在服务器执行真正的数据访问操作之前，要在服务器和数据库服务器之间进行双向身份验证，使两者之间的数据传输处于安全通道之中。
2.保密通信:
客户与服务器、服务器与服务器之间身份验证成功后，就可以进行数据传输了，为了对抗报文窃听和报文重发攻击，需要在通信双方之间建立保密信道，对数据进行加密传输。
为保证实时数据传输的快速性和安全性，将高级数据加密标准AES与网络通信加密协议SSL相结合，实现了适合于实时控制系统的数据加密算法，并通过测量实时数据加密传输的网络时延来验证该算法的有效性。
3.1.5.1认证和管理机制
遵循统一管理、统一认证、统一鉴权，系统设计中支持对所有密码的加密存储；
接入认证采用三次握手登陆验证方式，防止恶意的重放攻击；
支持USBKey模式的硬件签名认证；
系统具备访问权限的识别和控制功能，根据不同的应用需求提供多级密码口令，对系统管理员、数据库管理员及其他管理员授予不同级别的管理权限；
支持多级权限管理：
通过角色、权限、操作管理员、操作员组等多种手段对操作员的权限进行控制，各操作员只能在自己的权限范围内进行操作，而不能越权操作；
访问客户端必须通过安全认证后才能够登录到系统平台，所有访问用户名必须遵守统一的命名规范，且同一用户名不允许重复登录，支持用户来源IP限定功能，用户编码和权限管理应符合中国电信网络视频监控标准规定；
提供后台服务的详尽网络管理，动态监控各服务单元的运营状态，可以跟踪用户监控操作的数据流向，支持手动强制用户及设备下线、记入黑名单等网管功能。
3.1.5.2数据安全
数据库不允许通过远程进行直接访问；
信令采用TCP传输，平台系统通讯采用SSL加密；
用户密码信息在数据库中不允许采用可逆方式保存，应以单向散列算法（如MD5）加密保存。
独有的媒体通道激活验证保护机制，尽可能保护媒体内容不被窃取。
安全要求更高的场合可选择媒体数据加密传输。
对所有媒体的实时访问和历史访问都必须通过认证，不允许用户直接访问历史媒体数据；
对于存储的静态数据或文件可以采用数据或文件加密的方式确保信息的完整性；
对媒体数据的存储提供多种部署模式，采用磁盘阵列作为存储介质，提供高可靠性的录像数据冗余备份；
3.1.6系统其他设计
3.1.6.1系统开放性设计
我们设计的技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，具有良好的开放性。
平台开放性从音视频编码标准协议、标准网络传输和控制协议、软件架构发展（单机、二层CS，三层CS模式）方面来阐述
图中组件化开发流程体现软件可扩展性，方便根据平台业务需要灵活组合平台；
在数据共享与接口方面，DSS可根据用户数据接口要求，提供XML/CSV/DBMS层次的数据接口
最后体现平台开放性很重要的一方面是为第三方厂家提供SDK、ADK、WEBService、Middleware等方式；
图表10平台开放设计体系
3.1.6.2系统维护性设计
DSS系统按照国家各类标准严格设计，已经在其它行业使用过程中经过相当的考验，现在都处在良好的使用中。
系统维护简单容易，可以远程进行维护。
A、网管功能
系统的网管功能主要有：
系统具有前端设备在线及状态监测功能，并有各类信息的统计。
系统具有用户在线统计，并有用户在线时间统计功能。
系统具有各服务器工作状态的实时监测如CPU内存网络等
前端设备及服务器的故障率统计等
B、远程维护
系统内各服务都有详细的实时数据输出功能，只要网络能延伸，维护远程服务器和本地服务器没有根本的区别。
C、系统各类数据的备份
系统内各类设置信息主要包括
管理员的帐号密码，权限
用户帐号，密码，用户权限
各组织结构的从属关系
前端设备类型信息，IP地址，端口，接入密码
升级会员 