【安防知識網(wǎng)】迄今為止，安全防范系統(tǒng)在醫(yī)院的應用已有十幾年的歷史了，一直以來它設(shè)計的重點均在貴重醫(yī)療設(shè)備安置處、藥品庫、流動人員聚集處。醫(yī)院安防系統(tǒng)的建設(shè)是現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)的一個重要組成部分，也是醫(yī)院安全、智能化管理的體現(xiàn)。

         方案背景

　　一、醫(yī)院安防應用現(xiàn)狀

　　迄今為止，安全防范系統(tǒng)在醫(yī)院的應用已有十幾年的歷史了，一直以來它設(shè)計的重點均在貴重醫(yī)療設(shè)備安置處、藥品庫、流動人員聚集處。醫(yī)院安防系統(tǒng)的建設(shè)是現(xiàn)代化醫(yī)院建設(shè)的一個重要組成部分，也是醫(yī)院安全、智能化管理的體現(xiàn)。

　　縱觀目前國內(nèi)醫(yī)院的安防系統(tǒng)項目，現(xiàn)狀并不容樂觀。衛(wèi)生部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前我國衛(wèi)生機構(gòu)的總數(shù)為298408家。在“十一五”期間，國內(nèi)80%的醫(yī)院對其安防系統(tǒng)做了改造，其中70%的醫(yī)院完成了內(nèi)部監(jiān)控網(wǎng)的改造。雖然，國內(nèi)的很多醫(yī)院都安裝了視頻監(jiān)控、防盜報警等安防設(shè)備，但總的來說，大部分醫(yī)院普遍存在著這樣或那樣的安全隱患。醫(yī)院的安防能力還有待進一步的提高。目前，很多醫(yī)院對安全防范系統(tǒng)建設(shè)花費了大量的投入，但比較遺憾的是這些安全防范系統(tǒng)很難發(fā)揮系統(tǒng)應有的安全保障以及智能化管理的作用。

　　二、現(xiàn)有安防系統(tǒng)所面臨的問題

　　根據(jù)我們對北京大部分三甲醫(yī)院客戶的走訪，和醫(yī)院的保衛(wèi)處、基建處、信息中心等相關(guān)部門領(lǐng)導和負責人的深入溝通交流，對醫(yī)院安防系統(tǒng)存在的主要問題做了如下總結(jié)：

　　(1)在項目建設(shè)初期，沒有針對醫(yī)院的需求進行總體設(shè)計;與醫(yī)院的業(yè)務特點結(jié)合程度不夠。比如說，不管是否是醫(yī)院關(guān)注的重點，所有的監(jiān)控點設(shè)計全部采用CIF或2CIF進行錄像;攝像機的選擇要么全部采用彩色的，要么全部采用紅外一體的，監(jiān)控點的設(shè)計沒有針對性。

　　(2)錄像回放的清晰度差，這是大部分醫(yī)院保衛(wèi)處反映的問題。發(fā)生警情事件后，調(diào)取的錄像只能看到大概的情況，而無法看清細節(jié)。像**醫(yī)院保衛(wèi)處處長說的：“這(錄像)根本達不到取證得目的”。據(jù)大部分調(diào)查結(jié)果，目前大部分醫(yī)院采用的是CIF(352*288)的分辨率進行錄像，只有部分醫(yī)院采用或者部分采用4CIF(704*576)的錄像。

　　(3)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，大部分醫(yī)院目前使用的是PC式的硬盤錄像機，因為是基于Windows操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行1~2年后，會經(jīng)常出現(xiàn)死機和中病毒情況。由于已過質(zhì)保期，廠商要求的維修費用很高。

　　(4)電視墻上顯示的圖像會出現(xiàn)水波紋，強電干擾的現(xiàn)象。影響實時觀察的圖像質(zhì)量。

　　(5)管理操作麻煩，這是現(xiàn)在醫(yī)院普遍存在的問題。一般三級甲等醫(yī)院監(jiān)控點都在200個監(jiān)控點左右，而且是分期建設(shè);硬盤錄像機品牌復雜，每次查找錄像需要找到相應的硬盤錄像機進行回放操作。但是醫(yī)院相關(guān)領(lǐng)導也不可能全部時間都在監(jiān)控中心。所以，分控中心的建設(shè)意義重大。

　　(6)擴展能力有限。醫(yī)院客戶反應;如果想在某個區(qū)域安裝幾臺攝像機的時候，就會形成“牽一發(fā)而動全身”的尷尬情況，復雜的布線、矩陣的擴容、硬盤錄像機的增加，非常麻煩。

　　三、 分析存在問題的原因

　　針對上述目前存在的大部分問題，我們認為問題存在的原因是：

　　(1)安防系統(tǒng)已經(jīng)走向數(shù)字化，由于信息的不對稱，醫(yī)院客戶還是停留在傳統(tǒng)模擬的方式。模擬監(jiān)控由于受制于技術(shù)瓶頸，無法實現(xiàn)數(shù)字高清。

　　(2)安防工程商由于對網(wǎng)絡設(shè)備的不熟悉，或者沒有相應技術(shù)人員;所以，給醫(yī)院客戶推薦的還是傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　(3)國內(nèi)安防廠商由于芯片技術(shù)的限制，還是停留在提供模擬視頻監(jiān)控的設(shè)備。和國外先進的數(shù)字安防存在差距。(從2010年開始國內(nèi)廠商已經(jīng)在轉(zhuǎn)變)

　　(4)很少有廠商可以提供前端到后端一站式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控解決方案，這也是延緩安防數(shù)字化進程的一項主要原因。高清攝像機不等于高清視頻監(jiān)控。

　　(5)醫(yī)院客戶認知的缺陷，認為高清網(wǎng)絡監(jiān)控造價很貴。實際上，客戶沒有整體去考慮性價比，而僅僅拿一個局部去做對比。

　　對于上述問題存在的原因，我們用一句話來做總結(jié)：模擬監(jiān)控是導致上述問題的主要因素，安防數(shù)字化是解決之道。[nextpage]

       方案構(gòu)成

　　對于安防數(shù)字化，我們的理解不是僅僅在后端將模擬視頻進行數(shù)字錄像，因為這還是停留在傳統(tǒng)模擬監(jiān)控的階段，沒有做實質(zhì)性改變。我們對安防數(shù)字化的理解是：以客戶為中心的定制化、數(shù)字高清、面向醫(yī)院實際應用的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。針對醫(yī)院的實際應用，我們不是全盤否定模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，我們提供的是一套混合式的視頻監(jiān)控解決方案。

　　一、系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　二、前端視頻采集系統(tǒng)

　　醫(yī)院是一個進出人員復雜、流動量大的公共場所，24小時全天候開放的特性使得醫(yī)院隨時都有可能發(fā)生意外事件，例如：醫(yī)院經(jīng)常遭遇職業(yè)醫(yī)鬧，病房里的財物被偷，甚至個別不法分子盜走嬰孩等。醫(yī)院監(jiān)控點的主要分布為：

　　按照醫(yī)院內(nèi)部管理區(qū)域劃分，醫(yī)院安防監(jiān)控的重點防護部位主要可以分為醫(yī)療區(qū)、醫(yī)技區(qū)、后勤區(qū)、報警區(qū)、門禁區(qū)以及行政區(qū)：

　　醫(yī)療區(qū)包括候診大廳、掛號收費窗口、病區(qū)過道、ICU、手術(shù)室、輸液室、急診大廳等;

　　醫(yī)技區(qū)包括科研樓、中心實驗室、藥房、藥庫、CT、直線加速機、檢驗科等。

　　后勤區(qū)包括醫(yī)院大門、主要建筑物出入口、醫(yī)院圍墻、院內(nèi)道路、停車場、監(jiān)控中心、信息中心等。

　　報警區(qū)包括掛號收費窗口、財務科、收費處、同位素、藥房、庫房、食堂倉庫等;

　　門禁區(qū)包括院長辦公室、ICU等重癥監(jiān)護室、手術(shù)室、放射源室、監(jiān)控中心、信息中心、中心實驗室、藥房、藥庫、財務科、貴重儀器設(shè)備及資料存放處、掛號收費窗口等;

　　行政區(qū)包括樓梯走道、醫(yī)患溝通場所、保衛(wèi)科等。

　　前端的視頻采集時系統(tǒng)的“眼睛”，影響著整個系統(tǒng)的畫面是否清晰;針對不同的地方需要選擇不同的攝像機;傳統(tǒng)的監(jiān)控大部分采用模擬攝像機，衡量攝像機的清晰程度大部分使用線數(shù)(TVL)這個指標，但是模擬攝像機在同軸電纜傳輸?shù)倪^程中容易收到強電磁場的干擾，影響畫質(zhì);高清模擬攝像機在后端經(jīng)硬盤錄像機壓縮后，分辨率比較低。因此，我們建議的數(shù)字安防，要求在前端攝像機輸出的就是編碼后的高清數(shù)字視頻，我們衡量視頻的清晰度是分辨率。所以對于重要的室內(nèi)區(qū)域，需要配置130萬像素數(shù)字紅外一體，支持寬動態(tài)的攝像機，大廳范圍比較廣，地方采用720P的低照度高速球機，室外的圍墻和重要出入口，使用可變倍的一體化攝像機。原先可用的模擬攝像機通過視頻編碼器或者混合式的網(wǎng)絡硬盤錄像機進行數(shù)字化改造。

　　三、視頻傳輸專網(wǎng)系統(tǒng)

　　視頻的傳輸專網(wǎng)是要保證視頻流的通暢，就類似于人體的“血脈”，需要保證不被堵塞，視頻專網(wǎng)的建設(shè)不能和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡混在一起。主要的設(shè)備包括：PoE接入交換機、光纖收發(fā)器、匯聚交換機、核心交換機，主干傳輸光纜，視頻接入超五類非屏蔽雙絞線。視頻傳輸專網(wǎng)的建設(shè)需要考慮帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率、背板帶寬和組播及QoS技術(shù)。視頻監(jiān)控傳輸專網(wǎng)如果要求外網(wǎng)訪問功能，需要做好安全防病毒措施，在專網(wǎng)系統(tǒng)中還需要增加防火墻，并配20路VPN提供相應的外網(wǎng)訪問。傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控需要布許多的同軸電纜、電源線、控制線等，在總控中心會集中所有的線纜，存在著安全隱患。目前市場上大部分會采用視頻編碼器的方式進行數(shù)字化改造，采用這樣的方式同樣存在著較復雜的布線，雖然線纜的數(shù)量減少大部分，但同時增加了一個故障點和供電設(shè)備。因此采用這種方式也不是很科學;我們使用的長距離的PoE交換機，所有前端的數(shù)字高清視頻、控制信號、報警信號、聲音、電源通過一根網(wǎng)線來替換傳統(tǒng)所有的電纜。這樣大大減少了故障點，也有利于系統(tǒng)后期的維護和穩(wěn)定的運行。視頻傳輸專網(wǎng)可以采用EPoN或者GPoN技術(shù)，也可以采用綜合業(yè)務光傳輸網(wǎng)(UTN)，根據(jù)行業(yè)客戶的不同需求提供不一樣的視頻傳輸方案。

　　四、網(wǎng)絡視頻存儲系統(tǒng)

　　視頻的存儲是為了保證歷史報警事件的查詢，做好事后取證的重要作用。所以圖像的分辨率至關(guān)重要，后端視頻存儲的設(shè)備主要包括：NVR(網(wǎng)絡硬盤錄像機)、DVR(硬盤錄像機)、IP-SAN(網(wǎng)絡陣列存儲)、視頻專用硬盤。設(shè)備的穩(wěn)定性決定系統(tǒng)整體性能，所以后端視頻的存儲要求基于Linux嵌入式操作系統(tǒng)，圖像的分辨率必須達到D1(720*576)以上，重要場所監(jiān)控的分辨率在1280*720P、1280*1024和1600*1200百萬像素的分辨率;保證錄像回放細節(jié)的清晰度。硬盤的選擇也非常重要，如果選擇企業(yè)級硬盤，整體存儲投入成本太大;如果選擇PC硬盤，不能實現(xiàn)7*24小時不間斷錄像。因此，存儲介質(zhì)—硬盤需要選用針對視頻錄像專用的硬盤才行。[nextpage]

　　五、中央管理控制系統(tǒng)

　　中央管理控制系統(tǒng)就像是一個人的“大腦”，管理平臺的可操作性及功能多少直接影響到整體系統(tǒng)是否對醫(yī)院用戶的價值大小。評價一套中央控制管理系統(tǒng)的好壞，主要考慮一下幾點要素：

　　1、系統(tǒng)的負載能力;

　　2、人性化的設(shè)計界面;

　　3、多設(shè)備的集中統(tǒng)一管理;

　　4、平臺系統(tǒng)的兼容性;

　　5、分布式集中存儲和檢索。

　　因此，我們在提供管理平臺要求單臺中央控制管理主機，可以管理16000路前端視頻，512臺NVR或者是DVR;提供獨特的三屏界面輸出(客戶端畫面實時瀏覽、電子地圖報警界面、錄像回放檢索界面);可以集成周界報警、門禁、POS機、GIS及智能分析服務器;系統(tǒng)兼容Sony、松下、三洋、AXiS、晶睿、ACTi、?？低暤戎曨l監(jiān)控廠家產(chǎn)品;提供分布式存儲和異地備份功能。

　　六、電視墻顯示系統(tǒng)

　　電視墻的顯示系統(tǒng)關(guān)系到醫(yī)院監(jiān)控中心的形象，也是對重點區(qū)域的實時監(jiān)控;傳統(tǒng)的電視墻采用的是純平模擬電視，這樣電視墻設(shè)計，不僅達不到重要區(qū)域的重點監(jiān)控，因為大部分采用的是21寸的模擬電視，而且占用了很大的空間。目前，電視墻的建設(shè)主要分為以下幾種：DLP、LCD、CRT還有等離子電視等，我們認為DLP和等離子的造價過高，而且后期維護費用也很高，在醫(yī)院的安防監(jiān)控中心，我們不建議使用。CRT主要采用的是傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控方式，是用線數(shù)來衡量清晰度，在安防數(shù)字化中必將被淘汰。因此，使用工業(yè)級液晶監(jiān)視器是最好的選擇，可以選擇多個單屏顯示，也可以選擇窄邊的液晶拼接大屏。如果在系統(tǒng)后端采用的是視頻解碼上墻模擬顯示，前端的高清就沒有任何意義。DID液晶屏不僅可以顯示1080P高清視頻，而且后期基本沒有維護費用。

 [ nextpage]        案例特點

　　高清的視頻不僅僅是在安防領(lǐng)域的應用，網(wǎng)絡視頻及語音處理系統(tǒng)已經(jīng)深入到醫(yī)療業(yè)務的各領(lǐng)域，以實現(xiàn)醫(yī)院遠程手術(shù)直播、醫(yī)院手術(shù)示教、醫(yī)院影像數(shù)據(jù)庫等多種的應用。

　　一、系統(tǒng)需求分析

　　大部分三級甲等醫(yī)院擔負著醫(yī)療、教學等多項醫(yī)務任務。目前的教學方法主要通過學生現(xiàn)場觀摩的方法進行學習，即與操作醫(yī)生、病人在同一個場所進行學習。由于病患人員多，現(xiàn)場環(huán)境對于組織學習和學習效果都會產(chǎn)生一定的負面影響。另一方面，過多的學生和病患在同一個診室，會對病患造成情緒上的不安定。因此，從教學和醫(yī)療的要求來看，需要建立一個能改善現(xiàn)有教學和診療狀況的、新的教學環(huán)境。

　　除了手術(shù)室這樣重要場所，醫(yī)院的重癥監(jiān)護室、門診大廳、CT室、環(huán)境衛(wèi)生垃圾處理區(qū)域、藥房、藥庫、電力設(shè)備室等重要位置，這些地方都關(guān)系到醫(yī)院安全及醫(yī)患糾紛。需要進行特殊的安全防護。醫(yī)院視頻的應用就不僅僅權(quán)限于安防監(jiān)控的應用，而且也涉及到像手術(shù)示教、遠程會診等醫(yī)院的業(yè)務應用。

　　具體的需求如下：

　　1、 建立集中的學習課室，進行集中教學或分組教學;

　　2、 將診室的現(xiàn)場場景和醫(yī)療結(jié)果傳送到課室，供學習使用;

　　3、 提供語音通道，讓學生與操作醫(yī)生進行通話;

　　4、 支持錄像回放;

　　5、 同時可進行多組現(xiàn)場教學(相同或不同內(nèi)容)，流媒體轉(zhuǎn)發(fā);

　　6、 重要區(qū)域需要安裝緊急報警按鈕和報警探測功能;

　　7、 所有視頻分辨率要求達到1920*1080P 30幀，全實時高清視頻。

　　二、系統(tǒng)概述與架構(gòu)

　　整套“網(wǎng)絡視頻及語音處理系統(tǒng)”主要由三個部分組成，即現(xiàn)場前端信息采集、網(wǎng)絡視頻傳輸、核心流媒體轉(zhuǎn)發(fā)和存儲、后端音視頻終端。

　　架構(gòu)圖：

[nextpage]

　　三、系統(tǒng)組成

　　系統(tǒng)的設(shè)計采用模塊化組合的方法，把系統(tǒng)涉及到的各組成部分按功能分類為各種模塊，系統(tǒng)按功能需求進行設(shè)計和各種模塊的組合。這樣的設(shè)計是針對醫(yī)院用戶不同的需求來制定的。

　　1、前端視音頻信息采集系統(tǒng)

　　手術(shù)室、診療室等各個重要區(qū)域是整個系統(tǒng)的信息源，其包括診療現(xiàn)場的視頻圖像和語音及報警信息，是手術(shù)教學中的主要元素。所以在前端監(jiān)控區(qū)域安裝網(wǎng)絡高清PTZ攝像機、術(shù)野專用攝像機、高清網(wǎng)絡視頻編碼器和IP語音對講設(shè)備。現(xiàn)場網(wǎng)絡高清攝像機將診療室中的全部場景，包括病患、醫(yī)生、設(shè)備等影像全部傳送到學習終端上。網(wǎng)絡高清攝像機把現(xiàn)場實況影像進行實時芯片編碼，通過視頻專網(wǎng)傳輸。診療影像是主要的教學內(nèi)容，本系統(tǒng)中利用診療機(B超機)上的標準視頻輸出端口，將診療影像通過高清視頻編碼器進行數(shù)字化H.264編碼壓縮后，通過網(wǎng)絡傳送到學習終端機上。

　　醫(yī)生診療過程中與病患的交流語境也是真實現(xiàn)場再現(xiàn)的重要因素，同時作為教學使用，必須允許學生與教師之間可進行交流。因此在診室中設(shè)置IP語音電話對講終端，用于現(xiàn)場語音傳送以及教學過程中的交互。語音中端必須保證不改變醫(yī)生的操作規(guī)程，在診室中安裝硬件設(shè)備。

　　重癥監(jiān)護室等重要場所需要安裝緊急報警按鈕，和高清網(wǎng)絡PTZ攝像機，同時配備IP語音對講系統(tǒng)，相關(guān)部門可以提供家屬探視或者遠程探視服務。同時，想門診大廳人員眾多及負責的區(qū)域，也需要配置安裝網(wǎng)絡高清球機，可以看清細節(jié)。

　　2、網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)

　　視頻網(wǎng)絡傳輸時整個系統(tǒng)的樞紐，所有視頻、語音、數(shù)據(jù)均通過網(wǎng)絡設(shè)備實現(xiàn)端到端的傳送。視頻傳輸網(wǎng)絡系統(tǒng)包括兩個部分，即線纜和交換機。交換機完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)和管理工作。線纜完成傳送數(shù)據(jù)信號，連接終端設(shè)備與交換機。本系統(tǒng)中傳輸線纜的標準是超五類非屏蔽雙絞線。網(wǎng)絡交換的設(shè)備需采用開放的系統(tǒng)設(shè)備和標準的器材，以保證系統(tǒng)的可維護性和更好的性價比。

　　3、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)和視頻存儲系統(tǒng)

　　存儲服務器和流媒體轉(zhuǎn)發(fā)是整個系統(tǒng)的核心部分，其主要的功能是完成整個系統(tǒng)的管理、數(shù)據(jù)交換、視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、視頻存儲等工作。主要包括語音對講服務器和視頻存儲流轉(zhuǎn)發(fā)服務器。語音服務器完成所有語音管理、服務，實現(xiàn)診室的語音終端和學習終端的語音雙向通訊。具體實現(xiàn)功能如下：

　　1、 自動建立教師和學習終端的連接，可以完成一個教師多組學習者之間的共同學習過程。

　　2、 控制語音的流動方向，如單向流動，保證在學生討論過程中，不會把學生的聲音傳送到診室，影響醫(yī)生工作。

　　3、 通過質(zhì)量保證，控制話路上的語音質(zhì)量。

　　視頻存儲和流轉(zhuǎn)發(fā)服務器完成所有視頻流的管理、分發(fā)、存儲以及教學終端支持功能。所有視頻流均通過它來接收(前端視頻)和發(fā)送(學習終端)。主要功能如下：

　　1、 接收和管理視頻流，每臺服務器可同時接收64路的標清視頻流，32路高清視頻輸入。

　　2、 視頻流分發(fā)，將一個視頻流分發(fā)到一個或多個學習終端上，或?qū)⒍鄠€視頻流轉(zhuǎn)發(fā)到同一個終端上，分發(fā)流數(shù)量受到網(wǎng)絡帶寬的限制。

　　3、 視頻錄像，根據(jù)要求完成視頻錄像，可同時對多路視頻進行錄像。

　　4、 用戶管理，只有授權(quán)的終端用戶能夠進入學習系統(tǒng)，進行操作。

　　5、 學習終端支持C/S架構(gòu)，主要應用程序存儲在服務器上，終端用戶安裝客戶端軟件進行學習。

　　4、后端音視頻管理終端系統(tǒng)

　　后端音視頻管理系統(tǒng)主要包括分組學習系統(tǒng)和會議教學系統(tǒng)兩種：

　　后端分組學習系統(tǒng)。分組學習系統(tǒng)用于小組學習。分組學習系統(tǒng)的主要關(guān)注點是顯示圖像要清晰、雙向語音通訊，以及學習系統(tǒng)軟件。分組學習系統(tǒng)包括視頻終端和語音終端兩個部分，視頻終端由一臺高性能PC機和一個顯示終端構(gòu)成，運行學習軟件，并解碼視頻圖像，通過顯示設(shè)備顯示出來。視頻終端主要功能和設(shè)備要求包括：

　　1、 可以同時解決16路視頻圖像，允許學習者同時觀看多個診室的現(xiàn)場場景和診療影像(根據(jù)有效顯示效果而定);

　　2、 通過軟件界面自由選擇診室，控制場景放大或縮小;

　　3、 回放教學錄像內(nèi)容

　　4、 高清晰顯示視頻圖像，采用顯示設(shè)備分辨率大于1920*1080，對比度大于3000:1，亮度大于700cd/㎡;

　　5、 采用大屏幕顯示，5-8人采用40英寸LCD液晶顯示器，8-10人采用46-55英寸等離子電視;

　　6、 視頻終端主機采用標準的PC，CPU：英特爾?;;酷睿?;;四核處理器，Q9650;2G內(nèi)存，512M獨立顯卡，千兆網(wǎng)口。

　　后端會議教學系統(tǒng)。會議教學用于集體學習，其功能與分組學習系統(tǒng)類似。系統(tǒng)主要組成部分包括語音終端、視頻終端和顯示系統(tǒng)。視頻終端運行學習軟甲，解碼視頻圖像，由教師操作，功能與分組學習系統(tǒng)相同。語音終端用于診室現(xiàn)場語音環(huán)境再現(xiàn)和與診室醫(yī)生的交互，功能與分組學習系統(tǒng)相同。根據(jù)集體教學人員的多少，可以將語音通過擴音機進行放大。顯示可選用投影儀將視頻終端的視頻信號顯示到超大面積屏幕上，以適應于多人學習的情況。