平安城市视频监控系统设计方案.docx

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平安城市视频监控系统设计方案

平安城市视频监控系统设计方案

1、系统概述

随着我国城市的现代化建设和经济的快速发展，人口的流动性的增加，社会的不安定因素也随之增多，作为保卫公共安全的公安部门也相应的提高和增加了各种办案方法和手段，但由于犯罪的方式和手段也层出不穷，以及城市的范围不断扩大，时间和空间上的人防薄弱环节也不断遭受着犯罪分子的冲击。

与此同时，计算机技术、网络技术、多媒体技术以及通讯技术的发展也为现代城市实施数字化的网络监控提供了有力的技术保证和条件。

建设一套技术先进、质量可靠、经济实用和方便管理的城市视频监控系统，成为一个城市公安系统维护社会秩序，打击违法犯罪，保障公民生命财产，促进经济建设的重要手段，也是一个城市现代化建设的重要标志。

依据国家、行业安全防范技术法规和行政管理规定，结合社会治安需求和防控体系建设实际，本次平安城市视频监控设计方案运用先进的视频监控技术、多媒体技术、网络通信技术和数据库管理技术，实时、直观地获取并存储公共场所的视频信息，掌握社会治安动态，提升社会治安管理的科技含量和公安机关驾驭复杂社会治安的能力。

借助庞大的公安信息网络平台，提高工作效率和对公共场所监管的有效性，处理应急突发事件，更好地服务人民群众，为市民创造一个良好、安全的生活、工作和学习环境；以需求为导向，以应用促发展，通过积极推广和应用信息技术，增强公安局对公共场所管理的科学性、协调性和时效性，全面提高依法行政能力，加快建设勤政、务实、高效的政府派出部门，促进国民经济持续快速健康发展和社会全面进步。

2、设计原则

本方案的设计根据甲方的实际情况，本着“保证系统先进、实用、安全、可靠、经济、易扩展、易维护和高性价比”的设计和建设原则，体现了技术先进、经济合理，并且方案成熟、安全可靠，具有操作简单、管理方便的特点。

本方案遵循以下设计原则：

●系统结构合理性

系统结构要合理，特别是传输方式要合理，系统结构是否合理决定系统的成败。

●系统完整性

系统设备和软件应能构成一个完整的系统并连续运行。

●经济性

设备选用突出性价比。

●实用性

采用成熟的技术和设备，建成的系统应易于管理、易于使用。

●可靠性

选用的设备应是经过实践考验的可靠技术，设备应能可测试，可自检、故障诊断和报警等功能。

应能保证在使用地的自然环境、气候条件、公用设施等情况下全天候正常运行。

●开放性

系统应当易于升级扩充，软件应有进行二次开发的接口，遵循国际标准，国家和行业标准。

●可扩展性

系统采用模块化的设计思想，便于系统规模、系统功能的扩展和升级。

●先进性

采用当今先进的技术，并可进一步升级，以使系统具有较长生命期。

3、设计依据

本方案的系统设计和工程实施按照以下标准进行设计：

●《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-92

●GB50348《安全防范工程技术规范》

●GBJ115-87《工业电视系统工程设计规范》

●GB50198-94《民用闭路监控电视系统工程设计规范》

●GB501874-93《电子计算机房设计规范》

●GA/TA75-94《安全防范工程程序与要求》

●GBJ232-82《中国电气装置安装工程施工及验收规范》

●CECS72.95《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》

●GB14050-93《系统接地的形式及安全技术要求》

●《城市报警与监控系统建设“3111”试点工程规划（新）》

4、模拟接入方式的模数混合型

4.1系统架构图

4.2系统组成

1．前端监控点根据不同地点采用相应的高速球和红外枪式固定摄像机，通过光端机将模拟视频信号和控制信号无损失传输到中心。

前端共安装高速球型摄像机30个，彩色红外枪式摄像机30个。

2．进入监控中心的模拟视频信号经视频分配器一分为二，一路进入数字硬盘录像机，一路进入矩阵主机。

3．硬盘录像机对前端所有图像24小时数字化录像存储。

4．监控中心配置12台21″监视器，1台大屏幕液晶电视机。

5．键盘与监控主机均可方便切换和控制前端摄像机的上下左右以及变倍。

6．通过公安专网，各分控电脑即可实时浏览前端各个图像，实时查询、回放各个数字硬盘录像机的录像内容。

4.3系统特点

1．整个系统从前端到监控中心传输方式采用光纤传输，图像没有经过数字压缩，图像质量清晰、控制流畅。

数字硬盘录像机采用先进的MPEG4或H.264压缩算法，图像分辨率能达到D1：

720*576。

模拟与数字方式相结合，既提供了很强的灵活性又保证了图像质量。

2．监控中心的核心设备为模拟矩阵和数字硬盘录像机，同时具备一套功能强大、集成度很高的综合监控平台软件。

3．矩阵系统对模拟信号进行切换上屏幕墙监控，数字编码设备则将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理，这就形成了模数结合的监控系统。

实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。

5、数字接入方式的全数字型

5.1系统架构图

5.2系统组成

1．前端监控点全部采用网络方式传输，即摄像机加网络视频服务器的方式，将模拟视频信号和控制信号数字化编码后通过网络传输至监控中心。

前端共安装高速球型摄像机64个，彩色红外枪式摄像机90个。

2．前端配置的数字编码设备对前端所有图像24小时数字化编码。

3．监控中心根据具体情况可统一部署存储服务器、监控主机等。

其中录像服务器完成各级监控中心的集中录像，监控主机主要用来实时监控，视频管理服务器负责视频的管理、共享和控制等。

4．监控主机均可方便切换和控制前端视频的上下左右以及变倍。

5．监控中心配置视频管理服务器，通过公安专网，服务器即可实时浏览前端各个基层监控中心存储服务器上的图像，实时查询、回放各个存储服务器的录像内容，并可将重要图像数字化存储录像。

6．监控中心图像拼接控制器输出到液晶拼接电视墙，控制图像多屏或单屏显示。

5.3系统特点

1）面向报警联动的协同指挥调度

系统不仅可以为各级部门提供现场图像以及便于取证的录像数据，更注重以突发事件为核心，通过联网可让派出所、分局、市局主管人员浏览所辖片区的安全情况，当有报警发生时，在各个监控中心通过联动报警实现手段，使各级管理人员能及时处理报警信息。

同时系统可联动110指挥中心，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。

整个系统里面包含多种多样的报警信号采集设备，包括视频报警信号，电子报警信号等。

本系统将所有报警信号分成移动报警，探头报警，视频丢失报警三类，并且在每一类报警信号发生后提供了大量的联动动作，各级监控中心视频界面与电子地图双屏显示，现场情况一目了然，前端发生警情，同时传输至各级监控中心，系统激活报警电子地图层，自动定位报警点显示相应的报警图标，弹出更详细的电子地图，在报警点所在的地理位置高亮闪烁，进而标示出控制区，还可根据需要分别自动搜寻50米范围内／l00米范围内／500米范围内的公安机关，警务亭，交警中队，报警点附近的快球会按照预先设定好的预置位定位到相应的区域，弹出视频监控窗联动视频显示，还可以将与报警现场关联的多个前端图像一起切换，有针对性地布控追踪。

2）面向资源共享的综合指挥调度

整个系统基于分布式多叉树组网模式，可以设置多级监控中心，通过多台中心服务器和对应的逻辑关系，进行分级监控和管理，不受距离限制，可以部署到任何地方，便于跨区域、大范围组网，真正实现大型分布式集成管理系统，监控中心是整个平安城市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、互控和满足实际应用的共享平台，各平台之间也能够全面互联，实现多种跨区域各类监控资源的有效共享，实现所有机构的上下级调用和协同作战，完成联网状态下的级联管理、权限管理、控制管理以及应用管理等能力，为各级机关、政府相关职能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，确保多警种互相协同作战的能力，从而有效打击各种犯罪活动。

系统按照“数据融合、设备融合、系统融合”的原则，制订基于控制信令控制机制的系统接口规范和XML数据交换格式，可以将客户各类现有管理子系统、业务信息系统整合到平台下，采用OCX控件与DLL动态链接库模块化开发，支持多种型号的多个设备，每种设备通过注册模块来连接上平台，可将不同时间、不同厂商、不同硬件环境、不同软件环境下建成的各子系统按照统一系统接口规范，平滑地接入平台系统，实现与第三方系统的无缝集成，便于客户对原有系统的改造和升级。

3）面向网络存储的远程指挥调度

整个系统采用专业流媒体技术来支撑高性能的存储和转发。

同时分布式多服务器架构支持海量存储和转发。

支持大量的视频转发与存储，来完成在整个城市监控网中视频信息的全网共享，系统利用分布式的存储，也就是把视频监控分布存储于各个派出所分服务器上，其上级服务器通过网络进行视频信息的应用。

系统是通过利用服务器目录管理形成各级服务器的互相访问。

系统可支持400路图像的汇聚与转发和128路录像文件的存储。

同时支持单点双机热备份、上下级互备份和支持冗余录像，保障数据存储安全。

分布式多转发中心架构，最大限度的分摊网络负担，避免网络瓶颈和拥塞，配合中继转发模式，支持应用层路由优化，限制无效网络流量的产生。

本系统在TCP/IP网络协议之上开发了专用通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。

该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、RTP和组播等。

组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。

组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。

组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包。

它提高了数据传送效率，减少了主干网出现拥塞的可能性。

组播中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络。

通过视频的转分发技术，用户无论采用B/S端还是C/S端都能快速及时地浏览所需的视频资源，系统采用了大量的B/S应用，可将市、区县各级指挥中心整合为一个整体，在局域网和广域网上，各级管理部门的指挥中心可协同完成各类突发事件的跨区域处置；同时也将指挥中心指挥调度的功能通过专网或Internet延伸到各级主管领导的桌面，便于领导随时掌握各类突发事件的信息、处置过程、处置结果，实现远程指挥调度，真正实现指挥中心的“网络化、桌面化、可视化”。

3城市监控平台架构

1设备资源层

通过模拟摄像机或网络摄像机等设备实现对前端监控点的图像采集；通过有线或无线方式将图像传送到设备接入层。

监控设备包括：

摄像头、编码器、云台等设备。

设备资源层基本功能

●完成模拟视频监视信号的采集和传输；

●接受设备接入层发出的云台、镜头等控制指令，控制现场镜头的光圈、焦距、变倍，云台的上、下、左、右运动和远端的电源、摄像机开关等；

●提供RS232、RS485、I/O接口，采集报警信息、现场信息，并将相关信息通过网络发回监控中心，现场信息包含拍摄到报警者图像，能接收到报警者的声音，其中I/O接口必须提供2路的DI和2路的DO；

●如视频监控点是网络摄像机，输出的视频流的编码格式和音频的编码格式符合本规范的要求，并能实现语音的对讲，同时也要实现以上功能。

社会监控资源是指社会其他单位建设和管理的监控中心，基本功能和视频监控点的功能相同。

2设备接入层

1）兼容主流硬盘录像机及相应视频产品的兼容设计

现在市场上各种硬盘录像机、编码卡、视频服务器层出不同，各有各的接口。

而现在市场上的很多网络监控系统，大多数都是建立在某一厂家的硬件的基础之上，不能兼容其它厂家的硬件设备，以至无法应用于大型的或在原有监控设施上升级的监控项目。

鉴于目前视频监控系统的种种缺点，我公司针对现在市场上的普遍需求，投资开发自主品牌的网络监控系统，以满足客户的需求为前提，多厂家硬件设备的兼容，是我们中心管理服务软件平台的一个开发重点。

也是我们系统的一大优点。

我们根据多年视频开发的经验，针对各种不同视频产品厂家的共性，开发出了一套自己定义的SDK，定义出一份统一的对外接口层。

这种设计方案的优点是，客户端或第三方应用面对的将只是这份统一的SDK，而不是各种各样的硬件厂商的SDK。

由该统一对外的SDK层进行配置映射，自动调用相关硬件厂商的SDK。

这样做的优点是对硬件厂家的集成速度快，同一系统中能同时兼容多种品牌的硬件设备。

现目前为止，我们已集成了市场上多种主流品牌的硬盘录像机及他们相应的编码卡，如：

海康、恒亿、诚丰、大华、汉邦、朗池等。

2）与原有监控系统的编码卡及现有MPEG4、H.264格式编码器的兼容设计

前面已经提到，我们的平台软件有着自己的一套视频接口，专门为简化集成硬件厂家的SDK而开发的，只需要拿到硬件厂家的SDK，由我们的开发人员对其进行封装测试，并更改相关的配置映射项，即可集成到我们系统中，与新系统形成一个整体。

3调度管理层

1）流媒体服务器

视音频转发服务器可实现视频转发服务，可在某一网络节点点播图像后，提供流媒体转发服务，在不同网络能力的系统之间，进行数据的转发，显著降低数据对网络的占用。

视音频转发服务器具有转发损耗小、转发率高，对单路CIF视频可提供约500路以上的转发，对单路D1的视频可提供约200路以上的转发。

2）流媒体服务器

集中存储服务器为网络录像服务器，可实现视频存储、检索。

支持视频回放。

可实现分布式部署。

具有类似于视音频转发服务器的视频请求、接受机制。

用户可以远程调用录像资料进行回放、备份、删除，录像资料应可以自动清盘，按用户设置方式自动清除不重要的录像资料，以保证硬盘的空间和录像的延续性。

3）数字矩阵服务器

数字矩阵服务器可实现1至24路信号电视墙接入，同时提供手动切换、自动切换、分组切换、定时切换等多种切换方式，并且可以输出多画面分割图像。

不仅满足用户对电视墙监看的需求，同时降低系统造价。

4）报警管理服务器

●具有开关量报警、视频信号丢失报警、移动侦测报警、外部传感器报警、设备运行状态报警、幅度过低、过高的报警功能；

●可以通过模块接口实现声光报警、短信报警、电话报警等，可以对同一个重复报警进行自动过滤；可以通过手动临时屏蔽不需要的报警；

●可以对同一个重复报警进行自动过滤；可以通过手动临时屏蔽不需要的报警；

●对报警信息进行详细记录。

4业务应用层

业务应用层完成对网络视频监控业务的统一控制、统一资源调度和管理，以及对监控设备的接入、控制和管理。

同时，实现用户接入认证、调度管理、网络管理、用户管理、资源管理等功能。

1）中心管理服务

中心管理服务是业务应用层的核心单元，负责实现前端设备、客户端的接入、各单元的信令转发控制处理、报警信息的接收与处理以及业务支撑信息管理。

2）电子地图服务

提供了强大地理信息系统功能，实现了以矢量化电子地图GIS和栅格（位图）地图相结合，支持N级电子地图。

可以实现大到全国，小到每个楼宇的房间都能实现地理信息定位。

通过鼠标点击可调取该监控网点图像。

用户可以自行编辑地图，地图可分层。

报警后，在一级地图上自动显示报警网点位置，点击报警网点坐标，立即调出该网点内部布防图，闪烁显示具体报警方位，使报警信息更加直观和清晰。

3）WEB服务

为了给外网客户端提供更为方便快捷的访问方式，系统提供了Web服务平台，用户无需安装任何监控软件，即可实现IE浏览器方式的实时远程监控。

5用户接入层

用户接入层属于客户端单元，是远程图像集中监控和维护管理的应用软件，实现客户接入、单画面/多画面图像浏览、报警联动、前端设备控制、码流分发管理以及权限管理等功能。

客户端对前端设备的访问和控制均通过中心管理平台交互实现。

6系统接口层

目前各公安应用系统采用的开发语言（C、DELPHI、VB、JAVA）、操作系统（WINDOWS、Unix、Linux）或者应用架构（.NET、J2EE）都有可能不一样，在这样一个异构的环境下，目前实现各个信息系统相互集成最好的方法就是采用WEBSERVICE的接口标准，实现各系统相互之间按照国际标准的XML语言访问。

我们充分支持这项技术。

通过双方采用WEBSERVICE的标准接口规范彼此通讯的格式，方便相互之间无缝的集成，而在应用逻辑层我们可以提供标准的协议（如访问认证＆设置）或控件（如不同厂商的视频浏览、回放查询dll控件）便于其它系统对监控平台的访问。

消息服务器

消息服务器用于解决监控平台与外部各子系统间的联络，相当于翻译的角色。

通过建立起一套统一的消息体系，利用先进的XML语言，在指挥平台的请求、子系统的响应之间建立起一座互连互通的桥梁。

各子系统的应用层和用户层的接口按照统一的标准接口进行信息交换，子系统之间的信息交换的一致性，事先必须设计、规定好所有的信息元结构和交换控制流程。

外部子系统通过消息服务器进行交换的数据主要分为状态信息或控制信息等实时数据。

在本系统中我们采用消息服务中间件技术来开发各子系统之间数据访问服务，消息服务中间件（以下简称为MQ（MessageQueue））是介于应用系统和系统软件之间的一类软件，它使用系统软件所提供的基础服务（功能），衔接网络上应用系统的各个部分或不同的应用，能够达到资源共享、功能共享的目的。

4城市监控平台主要功能

多级中心管理

系统采用开放的多级服务器构架，可以设置多个二级、三级指挥中心，通过多台中心服务器和对应的逻辑关系，进行分级监控和管理。

不受距离限制，可以部署到任何地方，便于跨区域、大范围组网。

分级用户管理

软件系统由于划分多地域级别，特别设计了用户隶属区域，区域下设有工程师用户，超级用户，普通用户三种用户类型。

每个用户分配一个特权码，表示当用户访问基本设备的基本特权，当用户的特权码大于等他所属的区域下的设备（DVR，DVS等）时，方可访问。

分级权限管理

系统用户权限分菜单资源权限和设备操作权限两部分，只有被授权的内容方可进行操作，权限可以被赋予，也可以被收回。

另外对于像云镜控制这样需占有型操作及夺权型操作的权限，需要按照用户权限等级来决定控制策略，本规范要求按1-10级来标定用户权限，并在用户表中记录。

其中1级是最高级，数字越大级别越低，10级为最低级。

加强型身份认证

用户入网访问控制分为三步，即用户名的验证、用户口令的验证、用户帐号的验证。

用户口令是入网的关键，必须经过加密，用户还可采用一次一密的方法，另外还可以使用智能卡来验证用户身份。

设备集中管理

通过其中心服务器可以对系统中所有硬件设备进行集中管理，包括添加/修改前端主控设备、设置/更改设备工作参数、配置/更改设备所属关系等。

在系统平台下，可同时管理PC式硬盘录像机、嵌入式硬盘录像机、网络视频服务器等前端主控设备，支持这些设备的混合组网，方便用户根据具体需求选取合适设备。

预置位组管理

通过设置记录各个摄像机的预置功能，通过对各个摄像机下各个预置点的动态组合，可形成由不同预置组形成一致监视范围的效果，主要在报警联动和数字矩阵中使用，当有报警时触发调用预置位组进行轮巡查看。

多种预案管理

预案管理用于对不同事件发生后需要即时启动的各种信息查询显示、空间分析结果、视频监控信息显示、相关网点位置图上显示等，可以对各类预案进行增加、删除、修改等操作，从而使应急指挥调度以流程化的形式为应急处理支持全程提供信息化支持。

本地/远程实时监视

监控中心和各客户端用户可以对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时控制和监控，不同的用户可根据职务可以分配不同的控制权限。

现场图像可根据实际需求（如：

监控地点）分成监控组，以1/4/8/9/12/16屏及全屏方式显示监控画面，组内图像可自动轮巡，切换时间可以任意调节。

当发生报警时，可自动录像，可任意联动其他设备，如警灯、警号，同时可在客户端产生报警提示，报警画面可自动显示。

系统功能强大，完全可以满足网络监控需求。

本地/远程录像回放

支持本地的查询回放及远程的查询回放功能。

本地查询回放指监控终端通过本级监控中心平台查询到本中心所有有权的录像数据清单，并可以回放清单中的录像片断；远程查询回放指监控终端可以查询到所有下级监控中心平台和经授权可以访问的上级或同级监控中心平台的有权录像数据，并可以回放清单中的录像片断。

抓拍图片查询浏览

实时抓取的图片资料也是重要的保存资料之一，所以图片资料也纳入了数据库的统一管理。

而图片资料的查询和查看则由图片浏览器完成。

用户可以在图片浏览器里进行图片文件的搜索、显示、排版、打印等工作。

双向语音通讯

各个监控中心之间、指挥中心和客户端之间，以及客户端之间可以通过网络直接进行语音双向对讲，便于不同监控终端的信息交流。

WEB视频监控

为了给外网客户端提供更为方便快捷的访问方式，系统提供了Web服务平台，用户无需安装任何监控软件，即可实现IE浏览器方式的实时远程监控，在Web浏览方式下，同样能控制摄像机和云台等控制对象，也可以同时实时监控多个图像管理子系统的图像。

智能报警提示

当前端设备发生报警时，平台可以根据报警类型、报警设备向用户发出语音提示。

跨系统报警联动

系统总体报警联动策略在平台中设置，虽然在子系统中如视频监控系统、报警主机系统、门禁系统都有报警策略的设置，但是这些策略只能联动本系统所接入的设备，不能跨系统去联动别的子系统所接入的设备，而平台的报警策略可以联动多个子系统设备一起工作，如报警主机系统所接入的探头发生报警时，需要联动视频监控系统打开视频，或控制门禁系统的大门开关。

平台报警事件设置分为个两个步骤，首先设置好报警的触发条件（如视频丢失、移动侦测、外部探头、门禁、卡口报警等），然后再设置触发条件满足后所要联动的报警动作（如摄像机上墙、发送短信、分析周边地理环境、打开视频、报警输出控制、门禁控制器开关、车场卡口开关等）。

多级视频转发

通过多级视频转发管理和对所有视频访问的优先级管理，可以确保网络带宽有限的环境下，对远程实时图像访问和远程回放访问的带宽有效管理。

同时通过视频转发模块，实现各级中心多人远程访问的实现和降低现场数字图像设备的使用负荷，延长数字图像设备的使用寿命。

灵活存储方式

系统具备专业的存储管理软件，既支持分散存储环境下远程数字存储设备的集中配置管理和检索管理，也支持集中存储环境下对中心专业存储设备（如磁盘阵列和磁带机）的集中配置管理和检索管理，还支持混合存储环境下的存储管理，存储管理的图像包括实时图像、延迟备份图像、报警图像等。

所有存储数据的访问支持实时权限认证。

多种矩阵切换方式

利用配套的硬件解码设备和数字矩阵功能，可实现多路信号的电视墙接入，同时提供手动切换、自动切换、分组切换、定时切换等多种切换方式，并且可以输出多画面分割图像。

不仅满足用户对电视墙监看的需求，同时降低了系统造价。

支持多种网络组网

系统采用标准的TCP/IP协议，能架设在各种类型的网络之中（包括：

局域网、广域网、移动无线网络以及Internet网）。

支持局域网、广域网、ADSL、VPN等多种网络传输介质。

对于ADSL等动态IP传输方式，可以通过动态域名绑定来解决由于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。

强大电子地图功能

提供电子地图功能。

可将所有监控网点在电子地图上一一进行坐标定位，通过鼠标点击可调取该监控网点图像。

用户可以自行编辑地图。

地图可分层。

通过全市电子地图显示，按地点查询监控点实时图像，电子地图可分层逐级放大显示。

另外可以实现对监控现场进行直观的监控，当有报警发