【安防知識網(wǎng)】隨著國家改革開放步伐的加快，社會犯罪也不斷向科技化、專業(yè)化發(fā)展，這給公安部門的偵破工作帶來了前所未有的困難，而在費(fèi)盡周折將罪犯繩之以法后，一個更加艱巨的問題擺在了司法干警面前，就是如何適應(yīng)時代的發(fā)展，結(jié)合當(dāng)今的新形勢，科學(xué)地做好罪犯的管理改造工作，完善監(jiān)獄自身各方面的建設(shè)。

　　就目前監(jiān)獄系統(tǒng)而言，現(xiàn)有的信息化建設(shè)還是比較落后的，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

　　· 現(xiàn)有信息化硬件平臺缺乏、落后，目前的設(shè)備無法滿足管理人員應(yīng)用需求，急需更換;

　　· 現(xiàn)有信息化軟件平臺標(biāo)準(zhǔn)各異，無法形成規(guī)模應(yīng)用，往往造成信息孤島，各自為政，對工作的整體管理造成障礙;

　　· 系統(tǒng)內(nèi)部業(yè)務(wù)軟件平臺缺乏，使絕大部分基層單位不得不將本已有限的警力和時間花在繁重、瑣碎的重復(fù)性勞動中，從而造成比較大的成本浪費(fèi)。

　　隨著國家相關(guān)主管機(jī)構(gòu)對監(jiān)獄信息化建設(shè)重視程度的不斷提高，監(jiān)獄系統(tǒng)陸續(xù)在政策、財政上取得了不同程度的傾斜，這為監(jiān)獄系統(tǒng)信息化建設(shè)的開展提供了必要的保障，也極大地吸引了業(yè)界的關(guān)注，使得各省市監(jiān)獄系統(tǒng)的信息化建設(shè)在內(nèi)容和質(zhì)量方面都將進(jìn)行很大的提升。

　　本次方案設(shè)計根據(jù)項目的相關(guān)文件及項目的實際需求，參照有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)，并總結(jié)曾經(jīng)從事過的多個項目所積累的經(jīng)驗，以某監(jiān)獄為例，對安防系統(tǒng)設(shè)計提供參考方案。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計思路及原則

　　在本項目中，系統(tǒng)總體設(shè)計考慮到充分和有效地進(jìn)行系統(tǒng)集成，實現(xiàn)各子系統(tǒng)的管理和信息最大程度的共享，便于今后系統(tǒng)的擴(kuò)充及增容等，預(yù)留未來的功能拓展接口。

　　在安全防范系統(tǒng)中所選用的各個功能子系統(tǒng)設(shè)備都具有開放的通訊接口，可以通過RS232、數(shù)據(jù)庫或TCP/IP方式API協(xié)議接口與各個分控系統(tǒng)進(jìn)行集成。每個子系統(tǒng)以各自的主控系統(tǒng)為中心，獨(dú)立工作，同時通過集成與其它子系統(tǒng)有機(jī)地協(xié)同工作、聯(lián)動防范，構(gòu)成一個完整的防區(qū)安全技術(shù)防范體系。

　　在品牌選型方面，由于安全防范系統(tǒng)具有功能的特殊性、聯(lián)動的復(fù)雜性、集成的層次性等特點，因此必須考慮各子系統(tǒng)之間的開放性，采用主流的、統(tǒng)一的品牌產(chǎn)品，實現(xiàn)安全防范系統(tǒng)以及更高層次的系統(tǒng)的深度集成功能。

　　總體設(shè)計原則可概括為：

　　· 先進(jìn)性：在技術(shù)上應(yīng)具有一定超前性，采用國際或國內(nèi)通行的先進(jìn)技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;

　　· 成熟性和實用性：采用被實踐證明為成熟和實用的技術(shù)和設(shè)備，最大限度地滿足本項目現(xiàn)在和將來的業(yè)務(wù)發(fā)展需要，確保耐久實用;

　　· 開放性和兼容性：采用高度模塊化設(shè)計，可與未來更換擴(kuò)展的設(shè)備具有互連性和互操作性;

　　· 安全性和可靠性：安防系統(tǒng)必須具有高度的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，包括系統(tǒng)自身安全和信息傳遞的安全，以及運(yùn)行的可靠性;

　　· 經(jīng)濟(jì)適用性：設(shè)備選型和系統(tǒng)設(shè)計要在確保滿足用戶需求、系統(tǒng)集成要求的前提下具有良好的性價比。

　　項目需求與方案設(shè)計

　　信息化建設(shè)工程一期由監(jiān)獄管理局單位提出，工程項目包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、報警聯(lián)動視頻系統(tǒng)、監(jiān)獄對講系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)、舊線改造系統(tǒng)。本文以視頻監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、報警聯(lián)動視頻系統(tǒng)為講解重點，光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)和舊線改造系統(tǒng)稍作說明。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要對室內(nèi)監(jiān)區(qū)、放風(fēng)區(qū)、室外監(jiān)區(qū)、主要出入口、辦公大樓、炊場、接見樓、習(xí)藝樓等區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控，要求做到全方位、實時監(jiān)控，實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)對整個監(jiān)獄區(qū)域的全覆蓋。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)和終端系統(tǒng)三大部分組成。前端系統(tǒng)主要指攝像機(jī)系統(tǒng)，視頻監(jiān)控用攝像機(jī)能夠把活動景物的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像的電信號。攝像機(jī)器件是視頻攝像機(jī)的核心部分，作用是完成光電轉(zhuǎn)換，其結(jié)構(gòu)和性能將直接決定攝像機(jī)的各種指標(biāo)。

　　本項目需要進(jìn)行視頻監(jiān)控的各個區(qū)域可根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和功能需求配置不同型號、規(guī)格和性能的攝像機(jī)及其附屬設(shè)備，構(gòu)成視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端部分。前端攝像機(jī)設(shè)備均利用光電成像技術(shù)對監(jiān)視范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行感知并生成圖像信息，經(jīng)傳輸線路傳送至分控中心和主控中心進(jìn)行顯示、控制和存儲。

　　本系統(tǒng)設(shè)備選型主要考慮如下：

　　· 環(huán)境工作條件：在充分考慮包括工作溫度、機(jī)械振動等狀況在內(nèi)可能對前端設(shè)備正常工作有所影響的因素后，進(jìn)行設(shè)備選型;

　　· 環(huán)境照度條件：考慮了包括白天和夜晚的全天候照度變化情況，保證監(jiān)視目標(biāo)的最低環(huán)境照度高于攝像機(jī)最低照度;

　　· 被監(jiān)視目標(biāo)的特點和要求：包括監(jiān)控范圍和視野以及一定的監(jiān)控范圍和視野條件下系統(tǒng)對監(jiān)視目標(biāo)宏觀和微觀等方面的監(jiān)測要求等;

　　· 產(chǎn)品性價比：在充分保證用戶管理要求的前提下，盡量保護(hù)用戶投資，使投資能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。

　　本設(shè)計針對項目的具體情況以及切身需要，站在使用方的立場上認(rèn)真考慮了監(jiān)獄的每個監(jiān)控點位，并進(jìn)行了反復(fù)的推敲和揣摩，力爭做到最好。[nextpage]

　　控制系統(tǒng)設(shè)計

　　分控室系統(tǒng)設(shè)計

　　根據(jù)監(jiān)獄管理方面職責(zé)的不同，現(xiàn)設(shè)計分控中心共13個，分控中心內(nèi)所安放設(shè)備為：硬盤錄像機(jī)、單/多聯(lián)操作臺、液晶顯示器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、自監(jiān)攝像機(jī)等。

　　每個分控制室負(fù)責(zé)對轄區(qū)內(nèi)所有視頻攝像機(jī)的圖像進(jìn)行匯集、顯示管理、存儲等工作，分控系統(tǒng)設(shè)備在滿足第一級管理功能的同時，通過硬盤錄像機(jī)標(biāo)配的RJ45網(wǎng)絡(luò)接口將設(shè)備連接入千兆光纖網(wǎng)絡(luò)，視頻圖像以數(shù)字形式經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制室進(jìn)行圖像二級管理。

　　硬盤錄像機(jī)設(shè)計采用BFAK系列嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)作為圖像存儲設(shè)備，每臺嵌入式數(shù)字硬盤錄像機(jī)的圖像存儲時間需要達(dá)到15天(CIF格式)以上，按照實時錄像設(shè)計，每路視頻信號存儲一小時，錄像文件的大小約225M，據(jù)此設(shè)計:225M×24小時×16路×15天=1296000M≈1300G。

　　總控制室系統(tǒng)設(shè)計

　　本次設(shè)計中心控制室配置主要設(shè)備為：電視墻顯示系統(tǒng)、數(shù)字矩陣、數(shù)字矩陣管理主機(jī)、千兆核心交換機(jī)、報警主機(jī)等(如圖1所示)。

　　總控室設(shè)計安裝三臺數(shù)字矩陣設(shè)備，數(shù)字矩陣設(shè)備通過千兆電口模塊直接連接至中心控制室千兆核心網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，通過數(shù)字矩陣將前端各個分控室的圖像進(jìn)行匯集、顯示，每臺數(shù)字矩陣設(shè)備可以控制四臺液晶電視分別進(jìn)行四畫面分割顯示或單畫面顯示，數(shù)字矩陣管理服務(wù)器也通過千兆電口模塊連接入核心交換機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)對三臺數(shù)字矩陣進(jìn)行權(quán)限、操作、日志記錄等功能，保證中心控制設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

　　總控制室采用的中心平臺軟件首先在網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺業(yè)界提出“Network is myself”的設(shè)計理念，采用流媒體技術(shù)、P2P、Java、WebService、Minicore、Plugin、Portal等多項先進(jìn)技術(shù)并將其有效地應(yīng)用于中心平臺系統(tǒng)中，這些先進(jìn)技術(shù)在中心平臺系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用使得中心平臺系統(tǒng)具備多方面的技術(shù)優(yōu)勢，保證其系統(tǒng)實現(xiàn)和系統(tǒng)應(yīng)用的先進(jìn)性。

　　網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是本次視頻監(jiān)控系統(tǒng)的核心，所有分控部分的視頻圖像全部通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至中心控制室，LAN局域網(wǎng)是傳輸鏈路中的重中之重，根據(jù)本次系統(tǒng)選型的特點及傳統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗，現(xiàn)設(shè)計采用H3C7502E系列千兆核心交換機(jī)作為LAN網(wǎng)絡(luò)的核心。

　　報警視頻聯(lián)動系統(tǒng)

　　本次系統(tǒng)設(shè)計安裝28個緊急報警按鈕裝置，13個分控室各安裝一個，余下15個則安裝在重要領(lǐng)導(dǎo)辦公室內(nèi)，采取隱蔽方式安裝。報警視頻聯(lián)動系統(tǒng)的主要組成部位為：前端報警裝置、地址碼模塊、總線制報警主機(jī)、管理服務(wù)器、報警聯(lián)動輸出箱以及協(xié)議轉(zhuǎn)換器等組成。

　　本次采用的報警主機(jī)為總線制報警主機(jī)，整體報警系統(tǒng)通過總線方式進(jìn)行信號傳輸，每個緊急報警按鈕裝置均配套安裝一個地址碼模塊，地址碼模塊的作用就是每個緊急按鈕在報警主機(jī)系統(tǒng)內(nèi)均有一個固定的地址，就像計算機(jī)的IP地址一樣，這樣報警主機(jī)就可以在某一區(qū)域產(chǎn)生報警信號的同時迅速確定該報警區(qū)域的準(zhǔn)確地址，從而聯(lián)動聲、光及視頻監(jiān)控。

　　通過上述一整套報警系統(tǒng)設(shè)備可以實現(xiàn)前端任意一個緊急報警裝置所輸出的開關(guān)量都在第一時間內(nèi)傳輸?shù)娇偪刂浦行模梢灾苯勇?lián)動警鈴、警燈、以及視頻圖像自動彈出(如圖2所示)。

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     光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

　　光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為整個監(jiān)獄的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供一個物理的配線平臺，在本系統(tǒng)方案設(shè)計中，主要為視頻監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸提供專用線路通道。

　　光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一套比較復(fù)雜的系統(tǒng)，它要求傳輸?shù)臄?shù)據(jù)保密可靠，不能丟失更不能被其他單位復(fù)制，并且，隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群途€路的要求越來越高，這樣就要求本次系統(tǒng)設(shè)計不僅能夠滿足目前的使用需要，還要考慮到將來一個時期內(nèi)的變化，為將來的網(wǎng)上辦公、可視電話等高新技術(shù)系統(tǒng)打下堅實的物理基礎(chǔ)。

　　應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)

　　應(yīng)急指揮中心系統(tǒng)是為監(jiān)獄管理領(lǐng)導(dǎo)在發(fā)生突發(fā)事件時可以直觀地了解到監(jiān)獄各個區(qū)域?qū)崟r情況，可以迅速處理突發(fā)事件而建設(shè)的。

　　本項目中配置會議桌、椅、投影機(jī)、幕布、報警聯(lián)動板等設(shè)備，可將主控室內(nèi)所有圖像通過投影機(jī)投影到幕布上，可以使管理人員直觀地了解到前端發(fā)生的情況。

　　報警地圖聯(lián)動板為專業(yè)定制設(shè)備，主要材料為有機(jī)玻璃面板，面板顯示內(nèi)容為監(jiān)獄整體監(jiān)區(qū)平面地圖，安裝LED指示燈，LED指示燈通過導(dǎo)線連接至總控中心報警聯(lián)動輸出板，可以實現(xiàn)某一監(jiān)區(qū)發(fā)生緊急情況報警時，相應(yīng)的LED指示燈會常亮或頻閃，提示管理人員相應(yīng)區(qū)域發(fā)生了緊急情況。

　　舊線改造系統(tǒng)

　　監(jiān)獄原室內(nèi)弱電線纜(門控線、網(wǎng)絡(luò)線、電話線、有線電視線、音頻對講線)全部通過PVC線槽墻壁敷設(shè)方式進(jìn)行傳輸，室外部分弱電線纜為架空方式傳輸，本次系統(tǒng)設(shè)計將原有室內(nèi)部分舊線纜路由進(jìn)行更新，室外部分路由進(jìn)行入地處理。

　　以現(xiàn)代信息技術(shù)為支撐，逐步建成覆蓋整個監(jiān)獄的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通、信息資源共享、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范統(tǒng)一、應(yīng)用功能完備的監(jiān)獄信息化框架體系，各個分控中心對轄區(qū)內(nèi)的視頻攝像機(jī)進(jìn)行第一級視頻監(jiān)控管理，圖像清晰、流暢，視頻圖像采用本地存儲方式，總控制室可隨意調(diào)看前端各個分控中心的視頻圖像及錄像回放資料;分控報警系統(tǒng)無誤報，如發(fā)生報警可迅速將圖像上傳至電視墻顯示屏;語音對講系統(tǒng)工作穩(wěn)定，語音清晰、流暢;整體系統(tǒng)具備可延展性，方便監(jiān)獄今后對視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容。[nextpage]

　　本項目的中心平臺系統(tǒng)軟件具有以下主要技術(shù)特點

　　大規(guī)模聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　中心平臺系統(tǒng)通過資源樹技術(shù)、海量視頻訪問技術(shù)、分布式視頻信息存儲技術(shù)、自適應(yīng)視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、視頻源并發(fā)訪問處理技術(shù)、視頻傳輸故障自愈技術(shù)等先進(jìn)的設(shè)計方法和視頻前沿技術(shù)的開發(fā)，成功地解決了一個大型系統(tǒng)所必須解決的諸如海量用戶和設(shè)備的接入管理、區(qū)域/分級聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)質(zhì)量體系構(gòu)建、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的互聯(lián)互通互控、視頻信息的多元存儲模式、海量視頻信息的分布式并發(fā)存儲/檢索與分發(fā)等技術(shù)難點，使之具有全面滿足大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)能力要求和質(zhì)量要求。本中心平臺系統(tǒng)支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以跨平臺使用。

　　基于資源樹的系統(tǒng)先進(jìn)架構(gòu)

　　大型的聯(lián)網(wǎng)頻監(jiān)控系統(tǒng)均具有從最高級別監(jiān)控中心開始向各級下屬監(jiān)控中心、下屬應(yīng)用節(jié)點和用戶端系統(tǒng)以及前端攝像設(shè)備逐級擴(kuò)展的向下發(fā)散展開的管理控制特點，同時，大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)還具有從前端視頻監(jiān)控點開始向各級監(jiān)控中心逐級收攏的向上匯聚的傳輸特點。這就是大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的管理控制流向下逐級展開視頻傳輸流向上逐漸匯聚的相向流動特點。本中心平臺系統(tǒng)深入分析了大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的這一特征，建立起了符合這種特征的“資源樹”模型，并在此模型基礎(chǔ)上開發(fā)科完整的資源樹技術(shù)。

　　前端設(shè)備接入的開放式接口

　　中心平臺系統(tǒng)采用獨(dú)創(chuàng)的視頻源設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)不同類別不同技術(shù)的前端設(shè)備的任意擴(kuò)展和動態(tài)接入，滿足了大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)的開放性要求。

　　中心平臺系統(tǒng)的視頻源技術(shù)是一項自主開發(fā)的開放性接口技術(shù)。通過該接口，可以輕松實現(xiàn)將市面上各種不同技術(shù)規(guī)格的DVR、嵌入式視頻主機(jī)、普通攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、乃至不同技術(shù)規(guī)格的視頻壓縮卡都納入系統(tǒng)控制。同時，各種新的技術(shù)、新的設(shè)備都可以通過中心平臺系統(tǒng)的視頻源接口技術(shù)輕松得到擴(kuò)展應(yīng)用。

　　終端/用戶縱深式控制管理

　　中心平臺系統(tǒng)基于資源樹架構(gòu)下的權(quán)限縱深式管理機(jī)制提供了應(yīng)用系統(tǒng)授權(quán)分級管理，用戶登錄操作鑒權(quán)處理以及系統(tǒng)日志等系統(tǒng)安全管理控制能力。同時，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，系統(tǒng)也可提供臨時的授權(quán)，使低級別或其余機(jī)構(gòu)的用戶跨級訪問非權(quán)限范圍內(nèi)的視頻資源。

　　系統(tǒng)在資源樹中心對系統(tǒng)資源的集中控制、管理和監(jiān)視，通過授權(quán)方式實現(xiàn)用戶終端的權(quán)限控制。系統(tǒng)中所有注冊用戶根據(jù)權(quán)限、所在機(jī)構(gòu)的不同等屬性組成樹狀的管理結(jié)構(gòu)，用戶根據(jù)級別訪問不同內(nèi)容的視頻資源。其中，高級別權(quán)限用戶可以隨時掌控其權(quán)限范圍內(nèi)用戶的客戶端使用情況，并對可疑用戶進(jìn)行遠(yuǎn)程封鎖管理。

　　異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下視頻自適應(yīng)傳輸機(jī)制

　　由于各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入條件在帶寬、時延、誤碼率等方面存在巨大的差異性，因此，能否提供視頻流在傳輸過程中的實時性、流暢性和平穩(wěn)性的優(yōu)良性能的保證，是大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的平臺軟件的基本能力之一，也是區(qū)分是否達(dá)到大型網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的平臺軟件水平的分界點之一。

　　中心平臺系統(tǒng)開發(fā)了許多專門的網(wǎng)傳優(yōu)化技術(shù)。例如：基于資源樹的流媒體分發(fā)技術(shù)、關(guān)鍵幀重置技術(shù)、輕量級數(shù)據(jù)包技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)帶寬動態(tài)嗅探技術(shù)、基于資源樹并發(fā)訪問的單視頻流傳輸組織技術(shù)、問題數(shù)據(jù)包丟包和接收端重建技術(shù)、基于資源樹的傳輸故障自愈技術(shù)、通過資源樹網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載均衡控制技術(shù)、基于資源樹的客戶端懸浮接入技術(shù)等。

　　中心聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管理功能

　　管理服務(wù)功能：中心平臺系統(tǒng)管理服務(wù)功能主要由資源樹管理中心軟件包中各軟件模塊提供。實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的管理信息和視頻信息進(jìn)行統(tǒng)一管理。本系統(tǒng)可以實現(xiàn)的管理功能包括：數(shù)據(jù)庫管理服務(wù)、資源樹管理、節(jié)點信息管理、用戶信息管理、用戶權(quán)限管理、系統(tǒng)日志管理等等。

　　客戶端服務(wù)功能：系統(tǒng)客戶端服務(wù)功能主要由Monitor軟件包中各軟件模塊提供。在系統(tǒng)中，Monitor作為客戶端工具，可以根據(jù)應(yīng)用需要發(fā)布到任何授權(quán)的節(jié)點主機(jī)中，比如，可以是各級監(jiān)控中心的主控臺，也可以是某一普通使用人員的桌面PC、甚至是某個末端客戶系統(tǒng)。Monitor經(jīng)過授權(quán)發(fā)布后，即可成為使用者桌面的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的客戶平臺，享受其中授權(quán)使用的功能服務(wù)。