城市管理视频监控系统建设设计方案.docx
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城市管理视频监控系统建设设计方案
XX区城市管理视频监控系统工程
建设设计方案
1、城市管理视频监控联动指挥平台
城市报警与监控综合管理平台是利用当今成熟的电视监控、数字视频、网络传输、多媒体等技术，并结合GIS平台开发的集报警、监控、定位为一体的系统。
该系统要集成我局现有的电视监控系统、联网报警系统，以及社会面的安防系统资源，构建城市监控与报警综合管理平台，建立全区报警和监控信息数据库（中心）。
并将该平台全面融入全区信息化建设总体构架，通过全网统一授权，达到信息资源共享，实现报警与监控系统的集成及应用。
为全区各级指挥中心、公安业务部门和基层派出所等实战部门提供实时，快捷、多方位的信息，提高处置突发性和重大事件、反恐怖事件的快速反应能力。
该系统涉及报警与监控实时信息的采集、传输、存储、实时监控、流转、备份、信息数字化、相关联动和信息管理在内的诸多功能，是一个大型的实时信息管理和应用系统。
根据系统建设需求和目的，我们选择自主研发的“Sunpanel分布式网络视频管理平台”。
“Sunpanel分布式网络视频管理平台”在多个项目中成功的构成多级网络运行。
“Sunpanel（晟磐）分布式城市安全多级联网视频管理平台”
综合管理
“Sunpanel分布式网络视频管理平台”参照公安部《关于开展城市报警与监控技术系统建设的意见》、《城市报警与监控系统建设技术指南》与《城市报警与监控系统建设“3111”试点工程实施方案》等多个技术标准进行设计，采用分层次开放式体系架构，遵循标准化接口和协议，融合国际流行的软件平台开发技术进行开发，使得“Sunpanel分布式网络视频管理平台”具有良好的稳定性、兼容性和扩展性的同时，充分适应社会治安视频监控和联动报警要求和公安基本业务流程需要。
“Sunpanel分布式网络视频管理平台”是一个利用有线IP传输网络为基础，集成各种视频监控和报警资源，为最终用户提供图像、语音、报警等信息远程采集、传输、储存、处理的强兼容性、高度集中管理的网络视频监控系统。
该系统综合运用先进的现代通信技术、计算机网络技术、地理信息技术、遥感技术、卫星定位技术，为新时期城市安全防范音视频联网综合监控服务提供的全面解决方案。
该系统基于公安部等国家安防建设标准，构建一体化的城市安防综合管理平台，不仅实现了异构系统，异构设备的互联、互通，同时还解决了各系统之间的实时大容量数据交换、安全传输、授权认证、业务监管、多网融合等多方面问题，具有统一接警、迅速定位、快速反应、业务联动、集中监管、科学指挥、扩充性好的特点。
“Sunpanel分布式网络视频管理平台”
高性能的中间件通讯模式为系统平台提供了集中式部署和分布式部署能力，完全兼容传统模拟视频监控网络及数字视频监控网络，减少原有监控网络改造费用和项目投资；兼容主流视频监控设备及传输设备，最大程度提高设备选用范围；统一的系统管理方式，更利于切换和调用，随时随地有如亲临现场；丰富的扩展功能，使其轻松实现与其他系统完美结合，为未来系统升级提供无缝接口。
其先进的体系结构和设计理念将成为数字联网监控标准的解决方案。
通过灵活的模块构建方式，可广泛适用于公安、电信、电力、银行、公交等行业的需要。
系统特点
1）灵活的系统功能
合理完善的应用服务软件功能模块便于快速和高效地进行系统部署和使用，便于针对用户定制符合不同需求的系统解决方案。
平台管理中心能够支持windows/linux/unix操作系统，支持从PC服务器到小型机的移植，支持从100路以下到10000路以上的监控规模，能实现系统容量的平滑升级，满足开展城市安防视频监控和电信运营增值业务的需要。
2）强大的机构管理和权限管理
拥有统一的机构和用户权限管理，每一级机构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。
3）高效的信息采集和分发
系统平台具有高效、灵活的图像采集、分发和传输能力。
能够将图像实时传输到远程的监控中心进行监控和控制；同时，现场监控人员也可以在不占用网络带宽的情况下实现本地监控。
通过在系统中部署流媒体服务器，可有效节省视频服务器的接入带宽，在提高视频传输质量的同时，降低用户的线路投资。
4）可靠的信息存储和备份功能
监控视频图像既可以通过网络快速、准确地传输到远程存储服务器，也可以同时存储到前端嵌入式DVR内置的硬盘中，从而合理规避因网络中断而造成的录像失败。
系统提供远程检索回放功能，用户不必到达监控现场即可远程查询指定监控点在指定时间段的监控录像，并进行回放。
除图像信息意外，系统平台对前端监控设备及各级监控中心的巡检、报警、系统日志等信息予以存储并可在网络系统中依据授权进行访问。
5）完善的设备管理和状态监控
系统能通过WEB浏览页实现对设备的管理，包括对前端监控设备（如网络摄像机、DVR、DVS和报警主机）和平台服务器（如流媒体服务器、报警服务器）等设备的运行状况和系统状态的实行实时，通过制定运行计划可保存设备历史运行记录，用户通过管理平台的系统统计信息即可全面了解系统的运行状况。
6）实时报警联动
系统支持触动开关报警、移动侦测报警、各类感应器触发报警和110报警等多种报警联动触发方式；报警联动触发后，系统支持录像、短信、即时捕获现场画面、触发声光报警、触发远端的开关（如门禁、灯光等）和电子地图即时捕获并展现位置信息等联动处理方式。
7）丰富的扩展功能
该系统基于公安部等国家安防建设标准，构建一体化的城市安防综合管理平台。
系统平台具有良好的外部扩展能力，接口标准化功能及智能检测自适应硬件系统功能，通过系统扩展接口可轻松实现与其他GIS系统和GPS定位系统、图像识别系统、矩阵系统以及各行业监控系统的整合。
不仅实现了异构系统，异构设备的互联、互通，同时还解决了各系统之间的实时大容量数据交换、安全传输、授权认证、业务监管、多网融合等多方面问题，具有统一接警、迅速定位、快速反应、业务联动、集中监管、科学指挥、扩充性好的特点。
2、系统总体结构
管理平台结构
城市管理监控报警系统是一个覆盖整个城市的大型综合监控系统，业务范围涵盖公安、城管、环保等多个政府管理部门，包括公安监控系统、公共报警系统、布控识别系统、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：
区政府（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，区政府（公安）监控中心是信息的管理者，是信息共享平台。
城市动态治安监控综合管理平台系统架构图
网络拓扑架构
鼓楼区城市报警与监控综合管理平台系统采取“二级平台”构建方式：
区政府、分局为一级平台，派出所、街道为二级平台。
一级平台为汇总平台，是中枢部分，其基本功能为辅助重大事件、活动的指挥处置，指挥、协调、监督和备份资料；二级平台为基础平台，是监控工程的主要部分，其基本功能为发现情况、及时出警和存储资料等。
二级平台的联网主要通过公安分局的多业务光传输交换网络实现。
分级建立城市电子防控管理系统，建设供社会治安视频监控专用的视频传输网络，确保高质量图像传输的畅通，实现系统互联，视频图像可上传下调，达到全区视频图像资源共享的目的。
二级区域（派出所）：
监控点图象采用模拟方式接入到所辖派出所，经派出所前端硬盘录像机数字化后通过公安专网汇入“Sunpanel分布式网络视频管理平台”。
派出所可通过“Sunpanel分布式网络视频管理平台”客户端任意调看下辖的任意一路图象，前端设备数量多的派出所可独立部署流媒体服务器，监控客户端直接通过流媒体服务器转发获取前端图象，既减轻分局服务器压力又节省派出所和分局之间的网络带宽。
一级区域（鼓楼分局、区政府、区政法委监控中心）：
区级监控中心建设可覆盖全区监控点的图象监控中心，监控中心部署统一管理的平台管理服务器和客户端管理服务器，实现系统的统一配置和权限管理。
中心流媒体服务器和报警服务器为局内监控客户端提供视频流和报警信息的分发，与GIS服务器配合，可直观显示监控点的地理位置并实现报警快速定位等功能。
大容量的存储服务器可对重点监控点和重要录像进行集中存储，并与派出所存储服务器，前端DVR构成统一的存储网络，实现录像全网检索。
通过电视墙服务器可随意选择16路前端图像上墙。
二级架构的设计便于分级管理的实施和公安业务流程的开展，也为将来接入市局形成三级架构提供了基础。
基于综合多业务光传输城市视频信息管理系统结构原理
根据上述设计思想，综合多业务光传输城市管理视频信息监控系统具有以下特点：
（1）总体设计中包括了四组节点，即鼓楼区政府、鼓楼区政法委、鼓楼区公安分局、派出所，通过光传输环路、公安专网、局域网和INTERNET网络构成2-3级星树混合网结构。
公安专网在物理结构上与其他网络完全隔离，提高了公安专网的安全性。
（2）大系统的优化管理
综合多业务光传输城市视频信息管理系统面对的是该行业前所未有的大容量监控及数据信息，涉及各种社会资源接入模式，监控点遍布整个城市，监控点位和使用用户数量巨大。
如何有效地管理这些资源，实现系统的合理布置和管理是一个关键。
本方案综合多业务光传输城市视频信息管理系统提出了分组的概念。
系统首先将设备分组，形成设备组；同时对用户进行分组，形成用户组。
在设备组和用户组之间进行权限的映射管理，任何人对任何设备的操作将遵循权限管理的准则。
对于管理员，不必细分它所管理的是设备还是人，一切按照资源概念进行远程操作，如同远程配置一台交换机一样简单。
这样一个大的系统就被划分成若干个小的系统，每个域管理员只负责该子系统的管理任务，而不必关系整个系统的布置，这样就有效降低了系统的管理的复杂度，实现了大系统的优化管理。
（3）海量存储的安全性
存储是整个系统建设中极其重要的一个环节，存储系统，尤其是大容量的存储系统基本决定了整个系统建设的意义。
更多的事件调查是从录像文件的分析开始的。
根据公安系统平安城市建设精神，系统具有保存30天的录像保存能力，对于重点路段，还需要24小时录像。
如何解决存储系统的安全性关乎系统建设的成败。
本方案采用分布式录像，重要材料集中备份存储的设计功能，在各个派出所设置集中硬盘录像主机负责录像本片区视音频信息的记录。
每台录像主机的记录容量根据信息量的大小配置不同的记录器件，信息量大的场所采用扩展磁盘阵列或IPSAN等存储模式，具有热备份功能。
对所有存储主机设置双机热备，主机状态显示、预警功能，电源UPS。
市局及其他用户在需要进行录像回放的时候，通过录像点播系统可以透明的实现录像文件在线回放或下载。
分布式录像，重要材料集中备份存储的方式相对完全集中存储具有更大的安全性，与完全分布存储相比可以解决多终端并发访问一级节点通信瓶颈的问题。
（4）系统的兼容性
综合多业务光传输城市视频信息管理系统是大型的多媒体系统，很难保证所有设备由始至终都是出自同一厂家。
因此系统应用平台应该尽量地实现设备无关性，即兼容性。
国家正在出台音视频编解码标准（AVS）,这将非常有助于规范各个厂家的设备底层协议，有助于行业发展。
对于本方案综合多业务光传输城市视频信息管理系统也同样设计了更灵活的硬件接入模块，通过硬件虚拟层将底层通讯协议与上层软件平台功能分割开来。
使得设备的增加不会对上层造成影响，同时固有的结构、函数设计也都更有利于新代码的植入，可以更快地实现跨平台兼容。
（5）实现监控、报警的有效管理
综合多业务光传输城市视频信息管理系统除了视频监控外还将要处理大量的报警信息，如何有效地将这些信息利用起来，对于及时发现处理问题至关重要。
综合多业务光传输城市视频信息管理系统提供了电子地图双屏显示的功能。
在一台管理主机上可以接入两个显示器，一台显示实时的监控画面，另一台显示电子地图。
在电子地图中用户可以随意地选中某个监控点，使其在另一个显示器上显示出来。
同时在电子地图上用户还可以实时获得报警信息，准确定位报警地点。
通过调用预案的方式，实现对某个街区的封锁功能。
例如，用户可以设置一组封锁某个十字路口的预案，该路口附近的一组摄像机将自动地将监控角度调整到十字路口的4条街道上，这样当发生事件的时候，系统可以快速的捕捉到宝贵的视频信息和案件证据。
当出现警情时，系统将报警点的地理位置传输给地理信息系统模块（GIS），GIS系统根据报警点所在地图位置自动算出离报警地点最近的警力点或派出所，110调度最近的警力及时出警。
（6）共享城市安防资源
为了能让更多用户在任何地方方便的使用该系统，综合多业务光传输城市视频信息管理系统提供了C/S和B/S两种应用模式。
C/S应用模式为用户提供了功能丰富的良好的人机界面，而B/S则为用户提供了简单的接入模式，尤其对于出差在外的用户，可以通过IE浏览器直接登录系统对外出口，享受随时随地的系统服务。
同时该系统的代理转发服务器实现了和公安网的隔离式系统接入，既不会占用公安网的IP资源，保证了公安网的安全性，又可以利用公安网实现系统远程访问，可谓一举两得。
（7）系统的安全性
面对这样一个庞大的系统，可能涉及成百上千个用户，系统如何应对这些用户的操作对系统的安全性至关重要。
综合多业务光传输城市视频信息管理系统提供了以下几种管理模式：
◇任意一个用户都归属于一个用户组，该用户将继承该组的相应权限，对系统的任意一个操作都将在数据库中进行权限检查。
◇用户在登录系统时，系统将根据用户的用户名或公安系统的警号进行页面生成，对于该用户不具备权限管理的功能模块，将不进行显示。
◇对于同处一个用户组的两个用户，将在进行权限等级的划分，当两个用户进行矛盾的系统操作时，如一个用户要求监控点向左转，另一个用户要求向右转时，集中控制主机将响应高权限等级的用户的命令，并向系统发出指令执行相应的动作。
◇对于一个新增加的用户，该用户的信息将会自动在系统中的所有的数据库中进行同步，保证该用户在任意一个区域，任意一台电脑上登录时都会马上具有相应的权限。
◇系统提供了强大的日志记录功能，任意一个用户在任何地点所执行的任何操作都将自动记录下来，对于系统恢复，定位问题具有很大的帮助。
（8）网络安全
传统网络的安全性保障措施是防火墙、杀毒软件、入侵检测这些“老三样”，但它们属于被动防护，一般都是通过入侵检测发现问题后有所响应，因此是比较片面的安全防护应对方式。
在现在安全大战愈演愈烈的网络环境下，“老三样”已经显得越来越力不从心，而更为有效的方法是对使用者进行身份识别认证、授权管理以及访问控制和业务流程审计，其中身份识别认证可以采用以USBKey等保存的数字证书、能防抵赖的数字签名、人体生物特征识别等多种技术。
除被动防护外，更有效的方法是实施网络主动防御，即运用主动安全防护体系的方法与技术。
主动防护是通过态势感知、风险评估模型、安全检测等手段对网络当前的安全态势进行判断，并通过态势判断结果，采用主动实时防护模型与技术，对系统进行及时的调整，提高自身的安全强度。
Sunpanel分布式城市管理网络视频监控平台
在整个监控网络中，不仅包含各种不同的设备（包括前端设备、平台设备），还存在不同单位、不同身份的监控人员对整个网络进行监控和管理。
面对众多的设备，由于监控人员等级不同，及其技术水平素质参差不齐，无法合理地、有效地、科学地对整个监控网络资源进行配置地管理。
针对上述情况，本解决方案以分局、派出所二级架构，为各级用户统一分配权限，在此基础上，各级用户仅对其下有限的设备资源进行配置管理，使整个网络管理配置更加合理。
分层设计
本系统管理平台采用三层软件层次划分的体系结构模型，包括客户端表现层、业务层和数据层，其中业务层应该包括专门用于处理设备接入的硬件抽象层，中间层应用服务器和应用层。
对于数据库的访问必须通过中间应用服务器完成而不能直接访问数据库，保证数据库访问的安全性和防止恶意攻击。
最下层（第三层）硬件抽象层：
目的是给不同前端主机处理单元和其他设备提供相应设备类的统一接口，为系统整体管理、配置、检索所有的设备提供统一的标准；中间层是平台，平台部分包括两部分，一部分是基本的服务，另一部分是基于这些服务的设计工具。
第一层是构架在平台之上的应用，这些应用使用平台的基本服务一致、可靠、高效、灵活地完成功能，而平台提供的工具可以让用户自定义、自创建、自组合很多和用户特定业务相关的业务功能和流程。
系统三层体系结构图如下：
层次的划分是一个复杂的、经过良好设计的软件系统最基本的体系结构模型，诸如操作系统和网络层次模型，目前市场上主流的中间件和应用服务器莫不如此。
这些体系结构在国内一些优秀的大型IT软件中有所采用，但在国内的绝大多数监控领域的软件并没有这样去做。
究其原因首先传统监控软件开发单位不能站在一个结合业务的全局角度来看待产品设计。
另外，这些单位一般都不具备大型IT软件系统抽象总结的能力，最后还有涉及到各种网络、视频、集群、分析模式、人工智能以及语言解析等方面技术的掌握和融合问题。
另外需要说明的是，平台和系统提供的所有功能都通过WebService的国际标准提供对外接口，这可以在异种操作系统、异种语言之间进行交互，也是和其他业务应用程序集成的最好方法。
子系统架构设计
根据本项目的光纤线路和网络拓扑结构，Sunpanel分布式网络视频管理平台中的如下主要组件将应用于整体项目：
1．中心管理服务器（SP-DVMP30-SU-CMS）
2．管理端（SP-DVMP30-CU-MAG）
3．客户端（SP-DVMP30-CU-CLT）
4．报警平台（SP-DVMP30-CU-ALM）
5．**网络存储服务器（SP-DVMP30-SU-NRS）
6．**视频会议扩展应用服务器（SP-DVMP30-SU-MS）
7．GIS应用服务器（定制开发）
注：
**标明为招标文件范围之外的扩展应用
针对本项目的网络拓扑结构和整体系统设计思路，以下对派出所、区政府、区政法委和区公安局的线路结构、组网结构进行分析和说明。
派出所
派出所处于整体平台系统的前端，主要通过光纤线路连接各所属远端模块获取前端视频信息，并在派出所进行录像保存。
派出所的嵌入式硬盘录像机将采集的视频信号进行编码压缩，一方面用于存储，一方面用于通过100M网络进行视频数据传输。
派出所主体设备的线路结构如下图所示：
管理主机主要安装客户端软件。
客户端软件主要实现远程浏览、远程回放、矩阵控制等功能。
远程浏览：
通过IP网络获取授权的网内频道，进行实时的浏览，并在有权限的情况下对前端云镜设备进行控制。
远程回放：
从嵌入式硬盘录像机群中，检索授权频道的录像资料，并在客户端进行网络回放，对重要录像提供远程备份功能。
矩阵控制：
连接中心管理服务器，对本所的矩阵实现切换、会议、轮巡等控制
电子地图方式：
实现电子地图方式的频道检索浏览，如与GIS系统实现对接后，可在GIS地图中定位各监控点、报警点
在各派出所嵌入式硬盘录像机和系统管理主机与整体网络相连，构建整体的IP视频网络。
公安分局和区政府、区政法委监控中心
鼓楼区公安分局主体设备的线路结构如下图所示：
分局通过一台矩阵主机用光纤连接派出所矩阵以接入整体光传输网络，并通过光纤链路连接市公安局以与市局实现数据交换和互联互通。
管理主要安装管理端软件和报警平台软件。
管理端软件支持远程浏览、远程回放、远程控制、远程设置等功能之外也可对整个平台进行集中配置管理。
报警平台软件主要通过报警中心接受报警数据，并根据平台的视频、报警联动规则触发相应的报警联动。
中心设置嵌入式硬盘录像机，用于对远端模块传输至数字矩阵的远端图像实现中心录像。
硬盘录像机通过中心交换机接入IP网络，并入IP视频监控网络。
根据实际应用需求，在公安分局可增设一台网络存储服务器。
可对硬盘录像机群中的重要数据实现中心的异地备份，以防止由于循环录制或其他人为因素导致的重要数据丢失。
类似于鼓楼区公安分局结构，鼓楼区区政府、区政法委监控中心主体设备的线路结构如下图所示：
区政府、区政法委监控中心接入整体光传输网络，通过解码一台服务器和一台图像拼接主机投影显示监控图像，解码服务器受管理主机控制。
管理主机主要安装管理端软件和报警平台软件。
管理端软件支持远程浏览、远程回放、远程控制、远程设置等功能之外也可对整个平台进行集中配置管理。
报警平台软件主要通过报警中心接受报警数据，并根据平台的视频、报警联动规则触发相应的报警联动。
根据实际应用需求，在区政府也可增设一台网络存储服务器。
可对硬盘录像机群中的重要数据实现中心的异地备份，以防止由于循环录制或其他人为因素导致的重要数据丢失。
Sunpanel管理平台特点
采用基于统一大型软件平台的网络图像监控系统，把视频监控、工业电视、机房环境动力监控、数据采集、安防监控、视频会议、大屏幕显示、城市综合监控等多系统融合在一个大型平台内。
解决了若干不同系统对视频共享的需求。
减少了大量的不同平台系统在视频方面的重复投资，提高了工作效率和经济效益。
完善的专业功能：
SP平台具备了设备兼容、图像编码、组播及流媒体技术、图像监控、数据采集、图像管理、录像存储、电子地图、设备控制、报警联动、语音对讲、网络浏览、安全管理、方案管理、远程管理、远程维护等专业功能。
灵活的组网方案：
SP平台采用逐级汇接的树型网络拓扑结构，支持三级（站端、分控、主控）结构，可以无极扩展。
整个系统采用IP方式组网，传输通道支持：
局域网（LAN）、广域网（WAN）、2M专网（E1）、GPRS等方式。
在站端监控系统中，设备间的通讯采用RS485、工业以太网等专业现场总线。
SP平台的组网还可以按照实际工作需要灵活划分VLAN，如：
道路图像子系统、重点场所图像子系统、机房监控子系统等，方便系统管理；通过主站数据库简单设置就能改变系统中各节点的职能和监控范围。
强大的数据库系统，SP平台的主站采用中心数据库加本地数据库结构。
两地数据库可自动同步。
数据库中不仅仅保存设备的数据，而且还保存人员权限，系统日志、报警记录等多种类数据。
各数据间形成网络化的立体关系结构模型。
超强的系统稳定性，主站可采用双网双系统和服务器集群结构，能使软件容错和稳定性、可靠性大幅度提高。
无论是主站系统还是前端系统都采用了软、硬件看门狗设计，时刻监视系统及程序的运行，当系统或程序出现错误的时候，立即复位，保证系统的正常运行。
在网络组成上，SP平台搭建自己的专有网络，配备硬件防火墙，与外部网络进行必要的物理隔离。
所有的登录均需经过系统管理服务器的验证，对于系统数据库的访问必须通过应用服务器完成而不能直接访问数据库，保证数据库访问的安全性和防止恶意攻击。
便捷的使用性，SP平台界面友好、互动性强、全中文界面，操作简单，图像监控时只需简单的鼠标点击、拖拉即可。
SP平台还提供便捷的组态工具和界面组态工具，可方便、快捷的搭建适合监控场合需求的应用系统。
电子地图组态功能，系统提供的组件库可自由组合监控现场场景（如房屋、围墙、道路、树木、设备等），系统中所有的设备均可从组件库中直接拖入，且组件库中的资料与实际一致。
海量的集中存储，SP平台具备在中心集中录像功能。
集中录像存储管理管理软件分为中心存储管理、录像备份管理和删除管理等功能。
根据需要可自由增加存储介质。
一般而言，SP平台的中心存储不小于5000路×24小时×90天。
采用目前最先进的（MPEG4/Part10）视频压缩算法，影音数据压缩比大、清晰度高，大大节省录制所占用的硬盘空间及影像网络传输所需的频宽。
主控端采用硬盘无损数据存储技术，最大限度缓解由于系统长期录像而导致的硬盘坏损状况。
系统采用自行研发的网络传输智能控制模组
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