平安城市监控报警联网系统方案.docx

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平安城市监控报警联网系统方案

****平安城市监控报警联网系统

设

计

方

案

书

制作单位：

广州洪森科技有限公司

2014-5-14

1.背景

中国目前正处于新中国成立以来最突出的社会转型期，社会稳定、公共安全面临更多挑战，人民的生活水平在不断提高，可人们的安全感却在不断下降。

刑事犯罪行为不断上升，罪犯的手段越来越现代化。

经济水平和科学技术的飞快发展带来了整个社会生活水平的提高，与此相伴的是各种危害到社会安定的手段的进步，安全犯罪也已经不再局限在原来的模式里，可谓无孔不入，其手段和方法的先进性在某些方面来说动摇了现有的安全防范机制的地位，并且引导了安全防范手段的进步。

安全工作越来越显得重要。

为了对付各种各样的经济刑事犯罪，保护国家和人民群众的生命财产的安全，保障在新技术形势下的国防建设需求，保证各行各业和国家重点部门的正常运转，采用高科技手段预防、制止犯罪和国防现代化建设已成为安防领域里的共识。

　　八十年代末到九十年代中，随着国外各种新型安保观念的引入，各行各业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统或报警联网系统，特别是在监狱、银行、交通、电力、国防等国家重点部门，联网报警网络已基本形成，对预防和制止犯罪，维护社会稳定起到了巨大作用。

然而，传统的模拟视频监控及报警联网系统受到当时技术发展水平的局限，电视监控系统大多只能在现场进行监视，联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输，但存在的传输的报警信息简单，不能传输视频图像，无法及时准确的了解事发现场的状况，报警事件确认困难，系统效率较低，无形中增大了安保人员的工作负担。

将远程图像监控和报警联网系统以及宽带多媒体视频服务体系有机的结合起来，做到既可进行远距离的监控、图像传输、联网报警，又具备智能调控、方便的历史资料查询及大数据量保存的功能，且造价合理，能够更加有效的预防、打击犯罪，将安全防范技术提高到一个新的水平，已成为当前技防工作发展的一个方向。

随着计算机的普及、应用，网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展，采用最新的计算机、通讯、图像、编码、解码、存贮处理技术，通过网络线路传输数码图像，可为实现联网报警及远程图像监控提供高效可行且价格低廉的解决方案。

目前城市基础网络建设方面已经取得很好的成绩，充分利用现有的网络设施资源结合先进的无线宽带技术，在此基础上建设网络视频监控系统。

同时，安全问题也给管理部门提出了更高的要求，城市的人员复杂、流动大，在有安全事故出现时，监控中心、远程分控可及时掌握现场情况、监督服务品质和执法。

在此背景下，我们完全可以利用现有OA网络和移动宽频技术，建设一套适用于城市监控的远程监控系统，对各个角落的安全情况随时进行远程监控，一旦出现情况，相关部门可以及时发现并掌握情况。

2.系统整体需求分析

首先，城市监控报警联网系统一套覆盖整个城市的大型联网监控系统，随着系统的不断深入建设，未来，系统的监控点将数以千计、万计，因此，对系统整体上有如下要求：

1）必须具有强大的接入能力，以实现大规模、大范围的监控点覆盖；

2）必须支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；

3）必须能够整合已有的、分散的各个监控网络，以保证最大程度的利用现有资源，避免重复投资；

4）必须具有集中管控功能，以保证整个系统可控制、易管理。

其次，城市监控报警联网系统需要完成各类应用的整合与调用，包括：

1）监控图像的录制、存储与点播；

2）传统报警系统的视频化改造；

6）移动侦测等。

这就要求系统必须具备灵活的扩展能力和强大的整合能力。

第三，城市监控报警联网系统需要结合分级、分层、分权的管理机制进行图像资源的合理化调用，不同级别、不同层次的用户对图像资源的使用权限、优先次序是不同的。

这就要求系统必须支持分层组网架构，且具有灵活的用户管理能力。

第四，作为一个资源共享的平台，城市监控报警联网系统需要保证资源的保密性、运行的稳定性，因此系统必须具备可靠、强大的安全特性。

2.1功能需求分析

●信息采集功能

前端监控系统应能够采集视音频信息、报警信息和巡检信息等，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。

●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。

●权限管理功能

为保证城市监控报警联网系统的正常运行，应对系统用户进行分类，并综合考虑各种因素制定合理的权限管理策略，实现对用户访问的控制。

●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。

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。

●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。

●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机关管理要求以统计报表形式上报备案。

●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，按照要求及时向机关相应部门发送报警信息或现场图像信息。

2.2城市监控方案的组成

城市监控单位视频监控管理系统是城市监控的一个延伸，其把社会治安监控从室外延伸到属于公共服务场所的室内，属于安全监控的典型应用。

由于城市监控单位基站比较分散，因此有必要强化城市监控单位的安全管理措施。

城市监控通过对城市监控单位实施隐蔽式远程图像监控管理，变被动式接警处理为主动式监管，不仅可以大大缓解管理中的种种的问题，对于发生在城市监控内的各种违法犯罪行为起到一定的震慑作用，而且，必要情况下的图像资料的录像保存还可以作为公安机关对于犯罪认定和处理的有效依据。

●主要体现在以下几个方面：

1）监控摄像机采集城市监控中各电站出入口实时状况视频信号，然后，通过城市监控单位接入专线汇集到城市监控单位行业管理办公室，相关监控部门和人员通过专网或Internet远程实时浏览视频图像；

2）通过图像监控系统，结合远程监控管理员和附近值勤民警（巡警、当地派出所）的通力合作，力求避免误出警、误处理、误操作；

3）通过图像监控报警联动功能，起到对突发事件及时预警和及时处理的作用；

4）通过图像监控录像回放功能，做到准确处理、证据执法、避免纠纷，提高科技化管理能力；

5）配合其他系统（如其他网络安全监控系统等）的工作，集中管理，分散处理。

城市监控报警联网系统的建设是一个庞大复杂的系统工程，固定采用一种建设模式、单纯地考虑一种建设方案和技术，在各种复杂的使用环境面前可能都不能完全满足需求，因此综合地考虑各种技术路线、有效地解决资源整合的问题、适当地选择网络平台、充分地考虑建设方案的经济性和投入产出比，是系统成功建设的关键。

●数字化架构方案：

目前，安全防范系统正处在模拟与数字相并存并向数字系统转轨时期。

单纯的模拟式安全防范系统存在直接联网调用不方便、指标不高、维修量大的缺点，而数字化设备具有存储方便、失真小、精度高、传输特性好、抗干扰性能强、有利于网络化的集中控制与资源整合等优点。

因此模拟的音视频信号转换成数字信号进行处理、传输和存储是技术的发展趋势。

但是在从前端摄像设备到远程监控中心的接入，由于目前传输网络平台建设的千差万别，数字IP网络的QOS弱点、数字技术的压缩损失等等种种原因，系统的具体实施中采用数字还是模拟传输方式会有不同的选择。

在本方案中数字接入方式是指前端摄像设备的视频和报警信号就近马上转换成H.26的数字视频压缩信号，然后通过IP网络传输到远程监控中心，通过远程监控中心（如基层所队监控中心）的数字音视频控制系统设备进行切换显示和存储。

数字接入方式存在的主要问题是高质量的音视频压缩信号对网络的要求较高，在目前专网的建设状况和ADSL的状况而言，完全的数字接入无法实现或不能满足要求，且随着监控点数量增多，网络负荷增加，图像有延时或不清晰，不能达到“实战”要求。

模拟接入方式是指前端摄像设备的视频和报警信号通过模拟或者数字光端机，接入远程监控中心（如基层所队监控中心）。

在远程监控中心可以采用以下方式处理被传输过来的模拟信号：

可以通过网络视频编码器、网络视频服务器，网络DVR等数字音视频设备将模拟信号转换为数字信号；

模拟接入方式存在的主要问题是光纤敷设不方便，造价较高，尤其对于大城市，光纤资源非常紧张。

因此在项目实施中接入方式的选择上，因地制宜，根据现场的实际情况选择数字方式、模拟方式、模数混合方式是较为实际和经济的。

●整合资源：

城市监控报警联网系统的重要特点是分布式，资源存储的分布式、系统控制的集中与分布相结合，用户的大范围分布……因此网络化与资源的整合对该系统来说是非常重要的。

网络化与资源整合的核心在于不同层次监控中心之间，同一层次的不同监控中心之间的视频信号的上传、检索、调用等关系。

由于各个低层监控中心一般就起到了分布式存储的作用，因此不同监控中心之间的级联和同级调用主要是关键视频和报警信号。

从经济实用考虑，视频监控系统采用上层（如分局到派出所或分局到市局）数字为主，下层（如派出所自身网络、监控前端到派出所网络）根据实际情况而定，以模拟与数字相结合的联网方式比较科学，这也是目前全国大中城市普遍采用的模式。

2.2.1监控对象

1）各城市监控出入口，可观察到城市监控出入人员信息的情况；

2）城市监控单位内部，可观察到城市监控单位内部的工作人员的工作情况和潜在犯罪嫌疑人的藏匿情况；

3）结合城市监控的互连网监控系统，形成网上网下双向管理。

2.2.2组网

整个系统采用集中管理、分布监控的设计思路，全网采用3级组网架构，组网如图：

2.2.3组网说明

各前端监控点，即各城市监控点的模拟视频监控信号经视频服务器编码压缩成数字信号，链接到安装在城市监控单位管理办公室局域网上的视频监控中心服务器上，并上传到城市监控单位专网，其他城市监控单位内部相关监控部门与人员由城市监控单位管理办公室监控系统管理员授权，通过客户端软件，监控相关监控点。

同时，其他相关部门或人员亦可经授权，连接到Internet，通过客户端软件浏览监控相关监控点图像。

如果需要其他社会有关行业的视频监控信号接入到城市监控单位管理办公室，仅需在其他社会有关部门监控中心添加视频服务器即可。

2.2.3.1系统总体架构

平安城市（城市监控报警联网系统）是一个覆盖整个城市的集成式、多功能、综合性大型监控报警系统，业务范围涵盖治安、交管、消防、刑侦、内保等多个警种，包括图像监控与报警系统（包括车载移动摄像终端系统）、重点要害部位监控与报警系统、居民小区技术防范系统、ＧＰＳ和ＣＡＳ机动车防盗防劫报警系统、道路交通监控和卡口系统、电子巡更管理系统等独立而又互相协作的子系统，城市监控报警联网系统不仅仅强调以上各个子系统的建设，也强调对以上系统和相关资源的整合与集成。

虽然系统的组成非常复杂，但是从资源组合与整合的角度上可以分为四个组成部分：

监控中心，传输网络平台，监控资源和用户群。

监控资源是信息的提供者，用户群是信息的服务对象，监控中心是信息的管理者，是信息存储与共享的平台，传输网络提供了各种信息（数字的和模拟的）的传输通道，连接了以上三个部分。

2.2.3.2监控中心

监控中心可以分为分局监控中心和社会监控中心。

监控中心是指由部门管理和使用的，具有接处警能力的监控中心。

它分布在各个业务部门中，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，监控中心是这些监控资源的存储和共享平台。

监控中心是监控报警联网系统的核心部分，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、互控和满足实战应用的共享平台，为各级机关、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。

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。

●分局监控中心：

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。

派出所是监控报警联网系统的基层单位，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。

二级监控中心：

一般是指由分（县）局或者其他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。

一级监控中心：

一般是指由市级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监控报警联网系统中具备最高的管理权限，各个分局（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。

●社会监控中心：

社会监控中心是指社会其他单位建设和管理的监控中心。

例如城市应急联动指挥中心，重大社会活动（如重大庆典和重大纪念活动）的保安监控中心等。

2.2.3.2系统物理层次结构

传统的监控系统从物理结构上可以分为图像和报警信号采集、信号传输和中心控制与显示三个部分。

城市监控报警联网系统从物理结构上也可以按照这种方式分析，但是城市监控报警联网系统与传统的中小规模、区域性的监控报警系统有明显的区别。

由于该系统的接入容量远远大于传统的监控系统，涉及的控制功能要求更加网络化，同时需要对接部门其它的系统如GIS、110指挥、接处警等等。

因此在系统层次结构上城市监控报警联网络要更加复杂，涵盖的内容更加丰富。

系统结构图如下：

2.2.4数据采集层-前端监控点

前端设备层包括所有放置在监控点位的设备，如模拟摄像机、编码器、网络摄像机、报警发生器、网络视频服务器……等。

它是整个系统的信号源，由它产生模拟的视频信号，或者直接通过铜轴电缆或光纤传输，或者在现场直接转换数字信号通过IP网络进行传输。

前端设备层可以是局自建的监控报警点位，也可以是社会上各个单位或者组织建设的监控报警点位资源，如社会小区的安全防范系统、重点企事业单位的监控报警系统、金融部门的监控报警系统等等。

⏹数据交换处理层：

该部分包括两个部分，一个部分是从前端设备到控制显示中心的数据传输，另一个部分是不同监控管理中心之间的数据传输。

由于城市监控报警联网系统的特点，它是一个分布式、多级控制的体系结构，因此传输网络的作用正日益重要。

⏹监控管理层：

监控管理层管理所有的用户、数据和控制信号，负责数据的切换、显示、存储和相关处理，发出用户的控制命令，同时也负责用户的认证和授权。

从硬件上它包括网络视频服务器、数字式硬盘录像机、数字视频中心服务器、视频解码器、录像存储设备等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、数字视频的还原、模拟信号的压缩与数字化等模块。

需要强调的是，由于监控控制设备的多样性，由于目前监控从模拟到数字的发展过程，主控系统的软件并不是完全统一的。

然而城市监控报警联网系统本身的特点，要求监控管理层的核心软件能够以网络化的方式统一地管理所有设备，所有的控制过程、数据存储和数据调用对用户来说都是透明的，不管下面的设备是矩阵还是数字硬盘录像机，不管是网络视频服务器还是录像服务器。

这个软件控制平台能够跨越多种设备类型（数字与模拟）、跨越多种网络平台（局域与广域）。

针对平安城市项目的这种要求，需要有一套平安城市系统平台软件，它作为一个统一的集成管理平台，能够实现统一管理，集中管理与分布管理相结合的管理模式。

⏹业务接口层:

城市监控报警联网系统是平安城市系统工程中的一个重要组成部分，它不仅作为一个独立系统发挥重要作用，同时为了实现部对社会治安“全面控制、重点防范、快速反应、精确打击”的管理目标，它还必须与其它系统共享资源，统一协作：

例如GIS地理信息系统和GPS定位服务、城市应急指挥联动系统、110接处警系统等等。

为了能够与这些系统顺利对接，我们需要为这些系统提供开放的开发接口。

⏹业务应用层－各级用户

根据现实情况，建立监控管理分中心。

通过授权使用业务应用系统。

监控管理指挥中心可以根据需要对前端监控点进行远程监控。

具有前端技防设备自动巡检，报警信号和现场图像的联动传输、电子巡更、异地监控、历史资料进行查询,现场双向语言通话的功能。

监控中心作为整个系统的核心枢纽，上联各级监控管理指挥中心，下联前端监控点，实现前端技防系统的整合。

中心业务支撑平台对前端技防设备进行管理；对所有远程传输的音视频报警信息集中存储；采用流媒体技术为各级监控管理指挥中心提供服务；负责协调、管理系统间的数据交换；同时监控中心也作为数据冗灾备份中心

同时，视频管理应用系统平台是整个网络视频监控的核心，对下连接前端各种网络视频编码器并接入前端视频画面、接收并转发前端的各种报警信号、转发监控终端对前端的控制指令，对上接受轮切终端或监控终端的视频调度命令、转发视频至相应终端，其自身又管理着系统的所有用户信息、前端信息等。

●整个软件系统的工作流程如下:

⏹实时监控视频流传输流程:

前提：

用户已经通过系统身份认证

a.用户发送视频监控请求到目录服务器

b.目录服务器的权限管理系统检查用户的请求

c.如果用户的请求合法，目录服务器既可查询能提供相应视频的视频管理服务器，并且同时向该服务器发送请求信息

d.视频管理服务器收到服务请求后，直接将视频信息传送到请求该路视频的用户处

⏹录像文件传输流程:

前提：

用户已经通过系统身份认证

a.用户发送视频监控请求到目录服务器

b.目录服务器的权限管理系统检查用户的请求

c.如果用户的请求合法，目录服务器查询能提供录像文件的视频管理服务器，并且同时向该服务器发送请求信息

d.视频管理服务器收到请求后，从录像存储数据库中查询录像机资料，如果该录像资料存在，既可发送给请求用户；如果该资料不存在，相应的会发送查询无此录像的信息给请求用户

⏹报警处理流程:

前提：

前端网络视频编码器已经通过系统身份认证，网络视频编码器报警设置为“报警上传中心”

a.网络视频编码器将报警发送到视频管理服务器

b.视频管理服务器收到报警后，记录到报警日志，如果有关联视频则开启报警录像

c.视频管理服务器查询有权限接收此报警信息的所有用户，并将报警发送给这些用户

⏹手动前端状态巡检工作流程:

前提：

用户已经通过系统身份认证

a.用户发送视频监控请求到目录服务器

b.目录服务器的权限管理系统检查用户的请求

c.如果用户的请求合法，目录服务器查询能够巡检指定前端设备的所有视频管理服务器，并且同时向这些服务器发送巡检请求信息

d.视频管理服务器收到请求后，巡检前端设备，发送巡检报告给请求用户

⏹设施配套：

操作系统：

Linux

数据服务器：

OracleIBMSybasePostgresSQLMySQL

Web服务器：

ApacheOracleWebServer

3.多级监控平台

完全自主开发推出的代表目前国内最高水平的iDMP多级远程监控系统管理平台，也是整合图像监控、报警联动、智能分析及诊断等集成的安防综合管理系统平台。

该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求很高的军队、银行、水利、公安、钢铁、海关、医院、学校等部门领域有大量的应用。

3．1基本组件

图2

如图2所示，iDMP多级远程监控系统基本组件包括：

3.1.1网络视频编码器（NVE）

网络视频编码器（NetworkVideoEncoder）完成前端模拟摄像机视音频信号的H.26-4压缩和网络传输工作，需要有IP地址（可为静态或动态IP地址，为管理方便最好为静态IP地址），能够按照指定分辨率和/或指定带宽对图像进行H.26-4压缩。

网络传输支持单播/组播，可只输出单播视频流或组播视频流，也可同时输出单播和组播视频流，极大地方便了系统设计。

RVS服务器通过NVE的管理通道（简称M通道）与NVE交互，完成分辨率指定、视频输出带宽指定、单播输出指定、组播输出指定、打开/关闭视频流等管理和设置工作。

3.1.2智能分布式核心控制节点（iDCN）

iDCN（IntelligentDistributedCentralNode）主要完成对下属多个NVE、IPC的管理、存储、解码和视频转发（把来自NVE、IPC或iDCD的视频流转发给另外的iDCN或用户机）工作，通过M通道与NVE交互进行管理。

用户登录时（使用浏览器），首先访问iDCN服务器，iDCN服务器对用户进行认证，可通知NVE发送单播/或组播视频流到用户，用户从iDCN服务器下载客户端控件（很小，第一次使用时下载），可直接接受NVE的视频流进行监控。

用户机也可接收iDCN服务器的视频流，iDCN服务器支持单播/组播，可只输出单播视频流或组播视频流，也可同时输出单播和组播视频流，极大地方便了系统设计。

iDCN服务器可多级配置，从而实现多级远程监控体系。

在多级远程监控体系中，iDCN服务器还有一项重要工作就是进行带宽管理，详见后续说明。

3.1.3管理服务器（iDMPServer）

管理服务器主要向管理员提供对管辖区域内设备的管理、状态的监视以及告警的管理。

CS的各种数据均是从iDCN获取，iDCN主要负责数据接入收集、存储、转发、解码，iDMPServer负责数据的处理和可视化显示管理。

iDMPServer可以同屏16路监控前端任意采集工作站的任何多路的视音频，通过授权可以控制前端云台和镜头；NVE/DVR/IPC/iDCN发生的报警会实时传送到相应的总控工作站，总控工作站会以声光和短信的方式通知管理人员；总控工作站还可以和多个前端交互点进行音视频交互，领导可以向前端工作人员下达命令。

3.1.4用户机（iDCNClient）

用户使用客户端即可进行监控。

用户首先访问管理服务器，由管理服务器完成用户认证，管理服务器可通知转发流媒体服务器发送单播或组播视频流给该用户。

注意，用户机接收的视频流可直接来自NVE（不需要通过iDCN服务器中转），也可来自转发流媒体服务器。

在用户机上对接收到的H.26-4视频流进行解压和显示。

3.1.5多级体系构建示例

图3

如上图所示的三级远程监控体系，C级没有设置iDCN服务器，A、B级设置了iDCN服务器。

下列基本组件之间通过M通道连接，构成整个监控管理体系：

☐A级iDCN-B级iDCN

☐B级iDCN-C级NVE

☐A级用户机-A级iDCN

☐B级用户机-B级iDCN

☐C级用户机-B级iDCN

如下图所示，C级NVE发送组播视频流到C级用户机，发送单播视频流到B级iDCN；B级iDCN发送组播视频流到B级用户机，A级iDCN发送组播视频流到A级用户机。

图4

3．2系统特色

3.2.1核心技术

☐H.26-4多媒体应用标准

H.26-4标准是目前最新的视频格式标准之一。

完整的H.26-4标准是一个多媒体通信的框架和规范协议，其中的视频编码算法的设计思