市公安局应急指挥系统方案.docx
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市公安局应急指挥系统方案
XXX应急指挥
系统方案
2010-12-17
1项目背景3
2方案设计3
2.1设计规范3
2.2设计原则5
2.3总体结构6
2.4系统技术实现设计8
2.5报警联动设计9
2.6前端视频采集、控制设计9
2.7应急指挥中心设计10
2.8存储方案设计13
2.9系统安全设计14
3系统功能设计18
3.1网络管理18
3.2设备接入与管理19
3.3报警控制管理21
3.4电子地图报警管理22
3.5图像调度管理23
3.6录像资料管理24
3.7数字电视墙显示控制25
3.8系统校时管理26
3.9远程网络维护27
3.10用户权限管理28
3.11视频图像存储29
4系统架构优势31
4.1信息入口唯一性31
4.2严格身份认证机制31
4.3完善的系统维护机制32
4.4强大的系统扩展性34
5系统主要设备介绍34
5.1中心管理服务器XT5900AS34
5.2显控席位软件35
5.3IP矩阵软件36
5.4视频交换机XT6800-12836
5.5存储服务软件XT5400AS37
6系统配置要求运行环境37
7系统配置清单37
1项目背景
随着我国科学技术水平的不断发展，行业管理水平的不断提升，更好的将现代化技术融合应用到行业管理已经成为一种趋势。
公安机关作为国家的安全保障机关，担负着维护社会安宁和稳定、预防和减少犯罪的重要职能。
信息化建设对于XXXX单位的工作开展、信息交流、提高科技侦查手段等方面有着不可忽视的助力。
市XXXX单位决定在全市公安系统建设一套以网络为基础、成熟的远程图像监控为保障的全市应急指挥系统。
我公司特此针对项目需求编制了《市XXXX单位应急指挥系统方案》。
以公安专网和监控网络为承载平台，利用成熟的远程图像监控及联网报警系统等现代技术，建设市XXXX单位指挥调度中心，实现对辖区各卡口等重点位置前端监控点的图像调度、存储、检索回放及报警信息采集与存储，构建一套以市XXXX单位应急指挥中心平台为依托，覆盖全市各重点位置图像监控的大型网络视频监控及应急指挥系统。
2方案设计
2.1设计规范
系统设计依据相应的国家标准和行业标准，参照的设计规范如下：
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《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94。
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《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
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《公安部安全技术防范工程标准》
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《电视监控工程程序与要求》GA/T75-94
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《电视监控工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
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《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90
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《安全防范系统工程程序与要求》GA/T75-94
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《安全防范工程通用图形符号》GA/T74-94
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《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
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《防盗报警控制通用技术条件》GB12663-90
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《入侵探测器通用技术条件》GB10404.1-89
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《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90
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《防盗报警中心控制台》GB/T16677-1996
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《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
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《彩色电视图像传输标准》GB1583-79
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《民用闭路监视系统工程技术规范》GB50198-94
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《入侵探测器通用技术条件》GB104081-89
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《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）
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《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-1992）
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《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）
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《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）
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《电子计算机房设计规范》（GB50174-1993）
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《民用闭路电视监控系统工程规范》（GB50198-1994）
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《建筑防雷设计规范》（GBJ1115-87）
2.2设计原则
在方案设计过程中，严格遵循“先进、实用、经济、可靠、开放”原则，充分考虑了系统建设的前瞻性和实用性，在突出系统性能价格比的同时，着重强调了“稳定压倒一切”的设计理念，具有较好的可扩展性和兼容性。
Ø先进性：
采用科学的、主流的，符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高、兼容性强，适应公安机关安防工作的可持续发展。
Ø实用性：
设计应合理，构架简洁，功能完备，切合实际，能有效提高工作效率，报警必须准确及时,满足探测报警、安防监控和业务管理需要。
Ø经济性：
在充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。
采用经济实用的技术和设备，充分利用现有的设备和资源，综合考虑系统的建设、升级、联网和维护费用，不盲目投入。
Ø可靠性：
采用成熟、稳定、完善和通用的技术设备，重要设备的MTBF值不少于5000小时,系统具有升级能力和技术支持，能够保证全天候不间断长期稳定运行，有完备的技术培训和质量保证体系。
Ø安全性：
系统、网络、设备、中心机房和前端设备不受病毒感染、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。
Ø扩展性：
系统、设备接口的扩展，可兼容性，系统规模和功能应易于扩充，系统软件具有升级功能。
Ø统一性：
图像监控系统应采用统一和开放控制协议、编解码协议、接口协议、压缩格式、传输协议，提供透明传输通道。
Ø易操作性：
提供清晰、简洁的中文操作界面，操作与控制简便、灵活、易学易用，便于管理和维护。
2.3总体结构
系统采用开放式结构设计和模块化功能设计思想，实现图像监控、报警联动、数据传输等功能。
同时，系统提供二次开发接口，支持多种方式与其它系统整合。
系统总体结构如图1所示。
图1 总体结构图
如图所示，系统设置一级中心，在市XXXX单位设置应急指挥监控中心，部署中心管理服务器软件、视频交换机、IP矩阵终端软件、双屏电子地图席位以及存储服务软件等设备及软件。
2.4系统技术实现设计
2.4.1.流媒体交换技术应用
对于多用户并发访问，采用了流媒体交换技术，一方面可以实现多种图像编码格式转换，解决不同厂家编码设备的兼容问题；另一方面实现图像的点播与分发，有效解决了并发访问造成前端接入网络的带宽瓶颈，即“窄进宽出”应用，避免了前端编码设备，包括数字化摄像机、DVR/DVS死机问题。
2.4.2.多设备兼容技术应用
采用编码格式转换技术，通过流媒体接入转换网关技术，解决了不同厂家设备因编码格式和控制信令格式不统一不能兼容的问题，提高了系统的融合能力。
同时，通过码率自适应技术对用户带宽进行检测，自动调整转发码率，保证图像质量和流畅性。
2.4.3.网络负载均衡技术应用
系统部署多台视频交换机及存储服务软件，对用户点播及存储需求进行分布式处理，能自动根据网络负载及设备处理能力进行分发处理。
2.4.4.嵌入式开发技术应用
在局应急指挥中心利用嵌入式开发技术，关键设备全部是标准19″机架式嵌入式设备，大大增强了设备稳定可靠性。
2.5报警联动设计
在系统应用过程中，需要考虑到报警联动处理，系统支持接入智能分析系统，当智能分析系统产生报警后，将报警信息发送到系统平台，系统将根据事先设定的报警联动预案进行自动处理。
同时，对于一些重点位置，系统支持移动侦测报警（需前端编码设备支持）。
报警联动预案包含联动点播、联动抓怕、联动录像、联动OSD、联动声音、联动短信（需加配短信猫）、联动IP电话等。
2.6前端视频采集、控制设计
市已经建设了城市监控系统、道路交通监控系统，再加上一些社会监控资源，前端监控点部署基本上已经覆盖了市的重点监控区域，为了避免重复投资、节约社会资源，系统前端视频采集充分利用已经部署的前端摄像机。
在此前提下，考虑到视频传输路线等问题，我们设计了如下两种方案供客户选择：
方案一：
从前端编码器直接采集
现有已经部署且需要接入到XXXX单位应急指挥系统的前端编码器通过公安专网直接注册到应急指挥平台服务器中，编码器对前端图像编码后通过公安专网直接传输到市XXXX单位应急指挥平台；当平台需要对前端进行PTZ等控制时，由平台直接发送指令到编码器进行执行。
方案二：
混合采集方式
考虑到市已经建设了城市监控系统、道路交通监控系统，对于这两个系统的前端视频源，市XXXX单位应急指挥系统可以通过接口开发直接从上述两个系统中采集前端视频源，当需要对前端进行控制时，由应急指挥系统平台对城市监控系统及道路交通监控系统发送控制指令，上述两个系统完成控制。
对于其他社会监控资源，考虑到接口开发的多样性、复杂性，建议从前端编码设备直接采集。
2.7应急指挥中心设计
应急指挥中心是市XXXX单位应急指挥系统的核心，是整个系统的控制中枢，负责对全市各卡口等公共场所的视频监控。
2.7.1中心整体设计
中心设计的主导思想：
首先需要保证设备安全可靠地运行，主要考虑操控室的供配电系统、UPS不间断电源、防雷和接地等方面。
其次要充分满足监控中心设备对环境的要求，主要考虑环境的温湿度、空气的洁净度、防静电和防电磁干扰、智能化等方面。
因此不但要通过相应的设备（如空调、新风机等）对环境进行控制，而且要考虑装饰材料对环境的影响。
另一方面针对操控室的特点，还要考虑操控室环境足够的照度和防眩光处理以及操控室对噪声的要求。
将所有核心设备（中心管理服务器、IP矩阵、电视墙、显控席位）部署在操作监控区，并配置UPS电源，保证断电后核心设备仍能坚持24小时运行。
同时在设备区安装一台5匹的空调，在设备间温度高于25C?
?
。
时启动空调，保证室内温度在25C?
?
。
左右。
中心设备部署结构如下图2所示：
图2 中心示意图
系统中的前端监控点数量较大，考虑到系统网络压力，在网络环境为千兆到桌面的情况下，系统支持并发处理（点播、存储、回放）700路前端图像。
对于系统中的所有摄像机，中心操作区的值班人员可根据授权进行远程调看前端实时图像和回放前端历史资料，实现资源共享，为警务督查取证提供及时、可靠的监控图像信息。
中心电视墙由44台80#监视器组成，我们配置42套IP矩阵终端软件分别安装在工控机中，通过VGA分别输出到42台监视器实现图像上墙功能；另外两台监视器则连接到显控席位中，实现电子地图及控制界面上墙功能。
其中42台监视器支持1、4、9、16分屏显示，图像质量为D1。
2.7.2监控中心席位设计
●显控席位
显控席位是系统中供用户进行视频点播、录像回放、前端PTZ控制、报警预案设置的客户端工具，用于完成系统中视频设备的列表显示、监控图像点播显示、图像轮循显示控制、图像质量调节、远程录像和检索回放、云台控制、报警输入输出、现场语音监听、及图像轮循方案设置、存储服务器的存储方案设置等功能。
实现对报警信息进行集中管理，实现与图像的联动显示。
同时支持BMP/JPG栅格地图和矢量地图，能对地图进行分层管理。
通过不同电子地图图层以可视化方式显示全市的各类监控与报警探头的位置布局，以不同图标形式和文字进行各探头的报警状态信息显示，在收到报警信号时可依据事前设置的警情处置预案执行联动图像、联动警铃警号声音输出、联动广播、联动灯光、联动短消息发送等多种不同处置预案。
1）点播授权的前端现场监控点图像，支持权限内的1--16路视频同时点播；
2）可对已点播的图像进行图像画面质量的调节；
3）可以监听任何一个前端现场监控点的声音；
4）可对已点播的图像进行云台控制操作；
5）在点播的图像数大于当前分屏数时可轮巡显示，并支持1、4、9、16分屏模式显示；
6）可对已点播的全部视频同时进行本地录像操作和本地录像检索回放操作；
7）可以对远端存储服务器或DVR的录像资料进行检索、回放、下载；
8）可对录像文件的图像进行抓拍和检索；
9）可以控制整个系统的时间校准，具备手动校准、自动校准两种模式，自动校准时间间隔可调；
10）即时列表显示报警信息、可以分时、分类检索报警情况
11）可记录和检索系统操作日志；
12）可按人员的级别进行权限的设置和管理。
2.8存储方案设计
本系统设计中，我们采用中心集中存储方式进行录像资料的存储，实现系统录像资料的集中存储。
在中心部署存储服务器6台，每台存储服务器必须同时支持最大128路不同的监控图像进行集中存储，用户可以根据所需要存储重点监控区域的图像路数，配置存储服务器。
存储服务器支持通过IPSAN集中进行统一存储、统一管理，增加了数据管理的便利性。
考虑到网络带宽的实际应用情况，我们建议将报警图像和重点部位图像直接在中心集中存储，以节约网络带宽的使用，当前考虑最多并发700路D1图像存储。
⏹存储容量计算
模拟视频信号通过数字视频压缩技术转换为H.264或者MPEG4格式的码流，尽管经过压缩，其所占的空间仍然是非常大的，尤其是城市监控联网系统，前端摄像机数量众多，产生的海量数据是非常惊人的。
以单路D1格式的流量计算：
900M/小时，每天产生的数据量为24*900M=21600M，约合21.6G，一个月产生的数据量为21.6G*30=648G；按照600路视频信号集中存储计算：
D1格式产生的数据量为648G*600=388800G，约合388.8T，加上报警存储录像的容量（按照100路报警每天存储8小时计算：
900M*100路*8小时*30天=20.6T），预计存入总容量为:
388.8T+20.6T（预估）=409.4T。
考虑到系统需要做RAID5备份，存储空间总计为409.4T/85%=482T，在配置IP-SAN存储设备时则需配置482T的存储空间，其中73T为RAID5所需空间，才能保障录像资料的存储需求。
2.9系统安全设计
2.9.1设备安全
系统中使用的监控设备是24小时工作体制，一旦在监控主机上发生问题，没有图像记录将给公安机关带来很大的麻烦，给侦破也增加很大的困难。
因此系统应具备很强的数据安全性与系统安全性。
本系统系统软件整体采用稳定的C/S架构和灵活的B/S应用架构相结合进行构建，不但给系统提供实时性保障，也能给系统提供运行环境的安全性保障和使用的灵活性。
系统提供完善的用户和权限管理模式，用户只有在被授权情况下才能访问相应的数据或操作相应的设备，系统对敏感性高的数据采用加密传输与保存，能在最大程序上保障系统的应用级数据安全。
系统对核心设备采用冗余备份设计，且对系统设备的工作状态进行实时的侦测与反馈，在系统中的某个节点发生故障时提供了自动愈合的能力，避免了一处出错，全网瘫痪的灾难出现，有很强的容错和系统恢复能力。
2.9.2系统安全
因目前大多数的网络病毒都是通过共享的方式来攻击网络，为防止网络病毒，前端监控主机在完成既定功能时不能设置网络共享，前端主机的硬盘不能被设置成共享访问。
以此来减少病毒攻击。
网络监控系统具备合理的网络安全措施，通过IP校验、网卡或其他设备MAC校验、户密码校验等校验措施，抵御可能产生的恶意攻击，在网络安全方面也有合理可靠的策略。
本系统具备完善的日志功能，对于操作员的登录、点播图像、控制云台等操作都详细记录到日志中，XX无法随意删除各种记录，监察员通过检索人员当天的工作日志，即可对人员的违法操作提供依据。
2.9.3信息安全
网络信息安全方案
按照GB/T20271-2006中4.2.3的安全探测机制的要求，系统中内嵌探测程序，进行实时监测网络数据流，监视和记录内、外部用户出入网络的相关操作，来提高网络通信的安全性。
网络监控系统主要考虑信息安全，网络安全和链路安全不在本系统建设范围内。
系统信息安全定义为应用层和数据安全，主要应用密码技术解决用户身份鉴别、用户权限控制、数据的机密性、完整性等网络上信息的安全问题。
由于网络的开放性和资源的共享，使得网络上信息（无论是动态的还是静态的）的使用和修改都是自由的，如非法修改、越权使用、改变信息的流向等。
这些都威胁到信息的可控性、可用性、保密性和完整性等安全属性。
为了保证信息的安全，我们采取了有效的技术措施解决了用户身份鉴别、用户权限控制、图像传输安全等方面的问题。
网络的安全层次分为：
信息安全、链路安全、网络安全，不同层次采取的安全措施如下表：
信息
安全
信息传输安全
（动态安全）
数据加密
数据完整性鉴别
防抵赖
安
全
管
理
信息存储安全
（静态安全）
数据库安全
终端
安全
信息的防泄密
信息内容审计
用户
鉴别
授权（CA）
网络
安全
访问控制
（防火墙）
网络安全
检测
入侵检测（监控）
IPSEC
（IP安全）
审计
分析
链路
安全
链路加密
系统除了预防设备的安全，还要防备内部非法人员的操作，为此，系统对人员的登录进行严格的控制认证，对人员身份进行认证，具体表现：
认证过程：
第一步，用户的身份要经过中心管理服务器的授权和验证，是否有操作权限；
第二步,用户的身份和设备的合法性必须经过系统管理员用户级别的授权和认证。
认证手段：
姓名、密码：
使用时输入姓名、密码，非法用户不能进入；
加密锁：
每台接入系统的设备都有唯一的加密设备，无加密设备无法进入监控系统。
认证范围：
进入控制席位、远程设置维护都需要经过中心管理服务器的验证。
此外，前端监控点的主机安全也非常重要，对主机的任何操作都有详细的日志记录，同时报警记录也完整的记录，便于集中维护，在本级监控主机和上级管理中心都可随时查询，信息安全，能够防止用户删除和修改。
2.9.4信息加密
Ø图像压缩：
采用H.264压缩标准，在压缩算法局部进行修改，使数据流的格式不同，形成独特的压缩算法，不宜破解。
Ø数据加密：
可提供基本的数据加密过程，使数据即时被截获也不宜破解。
Ø第三方加密：
系统提供标准的加密算法接口，支持所有通过国家安全部门审批通过的所有标准加密算法，而且在使用这些第三方加密算法时，对整个系统得图像质量和数据码流的编制不会造成影响，具有良好的兼容性。
3系统功能设计
3.1网络管理
3.1.1视频转发服务
针对并发用户的图像访问，设计了专门的视频转发服务器，一方面可以实现多种图像编码格式转换，解决不同厂家编码设备的兼容问题；另一方面实现图像的点播与分发，有效解决了并发访问造成前端接入网络的带宽瓶颈，即“窄进宽出”应用。
实际应用中主要是用于解决前端编码视频源接入监控中心系统的网络带宽不足压力。
3.1.2双码流应用
为了保证视频录像的清晰度，同时减小图像实时传输对网络资源的消耗和图像延时，前端DVS设备采取双码流提供视频服务，即高码流用于视频录像，低码流用于网络传输络。
通过双码流技术应用，既保证了图像存储清晰度，又满足了实时传输多路图像的要求。
3.1.3掉线自动重连
当前端设备与网络中断后，指挥中心会不停扫描网络，并不断尝试连接前端设备。
当前设备恢复网络连通后，指挥中心会在第一时间与前端设备重新连接，无需人工干预。
3.1.4支持动态IP，兼容多种网络环境
支持局域网、广域网、ADSL、VPN等多种网络传输方式，对于ADSL等动态IP传输方式，可以通过系统自带的IP解析服务来解决由于IP变更导致网络监控中断的问题，从而为实现廉价的网络监控创造了可能。
3.1.5组播应用
中心控制系统支持组播功能，大大节省了广域网和局域网带宽资源。
3.1.6负载均衡技术
支持多台设备的堆叠使用，即设备集群，具有负载均衡能力。
中心管理服务器能够根据各视频转发服务器交换图像的负荷情况，自动合理地调配各视频转发服务器的交换任务。
3.2设备接入与管理
3.2.1支持多种设备的兼容和接入
系统能够对行业的主流编解码设备和矩阵系统进行很好的兼容，对已建或在建的一些第三方系统也能做出在图像、报警、控制方面的最大程度的兼容和接入管理。
可管理网络视频服务器等前端设备，支持这些设备的混合使用。
从而可以最大范围保护现有设备和以前的投资。
并方便用户根据具体需求选取合适设备。
对于平台尚不兼容的软件可以通过原供应商/开发商提供相关协议来实现中心联网的需求。
3.2.2平台集中管理
联网管理的最终目的是在一个系统平台管理下，设备（监控设备、报警设备、存储设备等、外部设备）、主机、系统等所有的被管理对象应该组合成为一个有机体，协同一致地为监控管理目标服务。
系统整个的组织结构、设备、主机都纳入了统一的管理，并在视频显控客户端进行列表显示，监控工作人员可以通过它们进行方便的操作与管理，实现了对整套系统的简单化管理和满足行业个性需求。
3.2.3前端设备的状态管理
对于指挥中心的管理工作人员，面对前端成百上千的视频服务器，如何在进行图像监视管理的同时了解前端哪些DVS处于正常在线状态，哪些处于下线状态？
视频显控客户端为用户提供了前端设备状态的即时侦测功能，通过该功能用户可全面地了解前端各设备的在线/离线状态。
3.2.4设备远程控制
系统提供对前端设备的远程控制与管理，通过指挥中心的客户端对前端设备进行探头布防撤防、移动侦测布防撤防、录像开启/停止、预置点设置、云台与镜头控制、语音对讲、图像调节等控制功能。
控制功能受用户权限级别的优先级限制。
3.3报警控制管理
3.3.1报警点的接入与状态显示
报警点分布范围广，报警类型繁多。
报警点在出现任何异常情况时，都要第一时间通知值班人员，并且要求值班人员能在第一时间知道报警点的位置，和该点的实际情况，便于值班人员处理警情。
不同报警点工作状态和报警类型在视频显控席上以不同的图标显示；当有报警时，会自动以文字向值班人员显示报警信息。
3.3.2设备控制
选择图标即可对设备进行各种控制（点播、录像、云台/镜头控制、布防/撤防），系统支持对单个设备、多个设备发起控制。
3.3.3报警联动
当有报警时，还可根据报警点的联动设置方案，进行联动录像、联动摄像机预置点、联动灯光、联动警铃等，让值班人员第一时间掌握报警点的位置和实际情况，及时进行警情处理。
3.3.4报警信息存储与查询
报警后报警信息在中心进行集中存储，通过视频显控席可以以报警点、报警类型、报警时间等多种方式进行查询，通过报警信息可以向管理人员反映出目前的薄弱点，提供整改的依据。
3.4电子地图报警管理
双屏电子地图显示界面
中心通过电子地图报警管理席位实现对报警/告警区域、状态、图像的直观显示，以及报警/告警图像联动、报警设备联动。
通过电子地图报警管理席位可以将各防区的探测点与视频图像进行关联，当发生报警时，可以进行联动，主要体现在以下几方面：
1.报警联动显示报警点所在区域的电子地图，并颜色标识其状态。
2.报警联动点播报警点关联的图像，包括联动摄像机预置点，可以同时联动多个摄像机预置点，并可以联动图像上电视墙。
3.报警联动录像，对报警点关联的图像进行录像存储。
4.报警联动外设，进行声光报警。
5.支持视频丢失报警、视频移动分区报警、传感器报警。
报警发生时，数字监管主机进行声音、图像提示，同时通知所有的网络分控端。
主机报警联动录像，网络分控联动视频。
6.提供超长时间报警机制。
7.报警联动紧急预案的启动。
3.5图像调度管理
作为网络视频监控系统，监控图像的显示管理是系统的核心业务之一。
如何方便快捷地为用户提供图像的显示管理，帮助用户很好地执行安全监控与营运管理任务，满足各式各样的监控需求，是一个优秀的监控系统或平台需要解决的首要问题。
3.5.1多分屏模式图像显示
由于规模和管理范围的不同，监控系统建设的要求也有较大的差异，作为一个指
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