項(xiàng)目概況

　　目前該區(qū)已完成了兩期的平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，包括400個(gè)一類模擬視頻監(jiān)控點(diǎn)、七個(gè)派出所監(jiān)控中心、分局監(jiān)控中心和視頻專網(wǎng)的建設(shè)。

　　本期項(xiàng)目主要根據(jù)省新三年規(guī)劃的要求，結(jié)合該區(qū)自身實(shí)際情況，對(duì)平安城市三期項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。本期項(xiàng)目主要在一期、二期的基礎(chǔ)上，增加200個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)。新增監(jiān)控點(diǎn)全部采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，使監(jiān)控圖像清晰度更高、細(xì)節(jié)更加清楚、監(jiān)控覆蓋范圍更廣，從而提高現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、回放圖像的效果和監(jiān)控效能。同時(shí)，本期項(xiàng)目對(duì)區(qū)級(jí)監(jiān)控指揮中心進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)新增高清視頻監(jiān)控點(diǎn)的接入、顯示、控制和錄像存儲(chǔ)，各級(jí)派出所監(jiān)控中心通過(guò)現(xiàn)有視頻專網(wǎng)對(duì)新增高清監(jiān)控點(diǎn)圖像進(jìn)行調(diào)用和錄像回放。

　　通過(guò)本期項(xiàng)目的建設(shè)使平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步覆蓋該區(qū)人流聚集、治安復(fù)雜區(qū)域，進(jìn)一步協(xié)助公安機(jī)關(guān)及其他相關(guān)部門(mén)通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)時(shí)、直觀地了解和掌握該區(qū)的治安動(dòng)態(tài)，通過(guò)及時(shí)的調(diào)度、指揮、處置，達(dá)到精確打擊、預(yù)防和控制違法犯罪、維護(hù)良好的治安環(huán)境的目的，有效提高社會(huì)治安管理能力。

　　需求分析

　　本項(xiàng)目基于原有平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)，項(xiàng)目的建設(shè)主要考慮以下因素：

　　擴(kuò)大社會(huì)面監(jiān)控的力度，在重點(diǎn)部位、案件多發(fā)部位、治安復(fù)雜場(chǎng)所等區(qū)域的進(jìn)行視頻監(jiān)控補(bǔ)點(diǎn)，提高平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍;

　　提高視頻監(jiān)控圖像清晰度和細(xì)節(jié)呈現(xiàn)能力，為重要取證環(huán)節(jié)提供更有效、準(zhǔn)確的證據(jù)和信息，從而提高公安對(duì)案件的響應(yīng)和處理效率;

　　項(xiàng)目的建設(shè)需考慮新舊系統(tǒng)的整合。在建設(shè)資金有限的情況下，盡可能利用原系統(tǒng)的設(shè)施，系統(tǒng)用戶端操作須實(shí)現(xiàn)新舊系統(tǒng)控制的統(tǒng)一性、便捷性，便于使用人員的操控;

　　隨著平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不斷推進(jìn)，系統(tǒng)規(guī)模越來(lái)越大，因此要求建設(shè)一套綜合管理平臺(tái)對(duì)龐大的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、處理。另外，結(jié)合公安業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)的功能需求不僅滿足于簡(jiǎn)單的視頻圖像存儲(chǔ)和調(diào)用，公安部門(mén)更注重視頻圖像信息與公安業(yè)務(wù)的融合，希望可通過(guò)平臺(tái)完成對(duì)海量視頻信息的收集、分析、管理、數(shù)據(jù)挖掘，充分發(fā)揮視頻信息直觀、動(dòng)態(tài)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)其在公安業(yè)務(wù)上的綜合應(yīng)用，提升公安科技與信息化的應(yīng)用水平。

　　設(shè)計(jì)方案

　　前端監(jiān)控點(diǎn)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的實(shí)際需要，分別采用高速球型攝像機(jī)和固定攝像機(jī)。其中高速球機(jī)可以進(jìn)行水平和垂直方向的旋轉(zhuǎn)，從而具有監(jiān)控覆蓋的角度、面積大等特點(diǎn)，固定攝像機(jī)可對(duì)監(jiān)控部位進(jìn)行固定的24小時(shí)監(jiān)控，相對(duì)于高速球型攝像機(jī)不存在因攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)引起的時(shí)間差而造成監(jiān)控盲區(qū)的缺點(diǎn)，是高速球型攝像機(jī)監(jiān)控的有效補(bǔ)充。高速球機(jī)主要用于等空曠、四處無(wú)遮擋、需要進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控的區(qū)域，如大型活動(dòng)廣場(chǎng)、公園等人流密集的公共區(qū)域和十字路口。固定攝像機(jī)主要用于街道、出入口等需要進(jìn)行24小時(shí)定點(diǎn)監(jiān)控的區(qū)域。鑒于平安城市視頻圖像資料作為重要的技偵手段，具有事后追索的特點(diǎn)，同時(shí)出于投資成本的考慮，本項(xiàng)目主要以固定攝像機(jī)建設(shè)為主。

　　在高清攝像機(jī)的圖像分辨率選型上，通常圖像傳感器的像素均比編碼最大圖像分辨率要高，但在傳感器感光面積相同的情況下，若傳感器像素越大則平均每個(gè)像素點(diǎn)的感光面積越小，相同曝光時(shí)間內(nèi)的通光量越小，所以成像的低照度效果越差，因此，為確保監(jiān)控點(diǎn)在晚間低照度環(huán)境下的監(jiān)控效果，滿足全天候監(jiān)控的需求，本項(xiàng)目選用了1/3寸 CMOS日夜型130萬(wàn)像素高速球型攝像機(jī)和固定攝像機(jī)，而沒(méi)有選用200萬(wàn)像素的攝像機(jī)。當(dāng)然，在對(duì)圖像分辨率要求較高的特殊環(huán)境下，可根據(jù)實(shí)際情況選用200萬(wàn)像素?cái)z像機(jī)。

　　在高清攝像機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口選型上，目前其的網(wǎng)絡(luò)接入方式有以太網(wǎng)(RJ45)、光纖(FC等)和EPON方式。其中，由于本項(xiàng)目采用租用第三方通訊運(yùn)營(yíng)商的裸纖線路進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的信號(hào)傳輸，且各前端監(jiān)控點(diǎn)的位置分散，難以自行敷設(shè)光纖線路，難以發(fā)揮EPON一線串聯(lián)多個(gè)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，因此本項(xiàng)目不考慮EPON。同時(shí)，出于網(wǎng)絡(luò)安全性的考慮，本項(xiàng)目選用具有光纖接入的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可降低內(nèi)部視頻專網(wǎng)絡(luò)通過(guò)安裝在前端監(jiān)控點(diǎn)的以太網(wǎng)口而泄露信息的安全隱患。

　　高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機(jī)圖像信息基于網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，但網(wǎng)絡(luò)往往容易受各種因素的影響而造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩氯?，容易造成系統(tǒng)錄像缺錄。所以，本項(xiàng)目采用支持前端緩存功能的攝像機(jī)，并配置SD存儲(chǔ)卡，在網(wǎng)絡(luò)鏈路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將圖像緩存在攝像機(jī)本地，一旦網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，緩存的圖像資料將自動(dòng)上傳補(bǔ)錄到中心的存儲(chǔ)設(shè)備中，以提高系統(tǒng)錄像存儲(chǔ)的可靠性。

圖1 流媒體轉(zhuǎn)發(fā)的視頻傳輸模式架構(gòu)圖

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目的網(wǎng)絡(luò)主要由前端監(jiān)控點(diǎn)至派出所監(jiān)控中心、各級(jí)派出所至區(qū)級(jí)監(jiān)控中心以及監(jiān)控中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)組成。網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下因素：

　　數(shù)據(jù)源的部署：明確產(chǎn)生數(shù)據(jù)(攝像機(jī))、接受數(shù)據(jù)(存儲(chǔ)設(shè)備、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備)和調(diào)取數(shù)據(jù)(客戶端、解碼器)的設(shè)備分布情況;

　　數(shù)據(jù)的流向和大?。好鞔_數(shù)據(jù)流的傳輸路徑、方向和大小，明確數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮R聚點(diǎn)和壓力所在;

　　網(wǎng)絡(luò)水平指標(biāo)：明確網(wǎng)絡(luò)的帶寬冗余、容災(zāi)能力，以及丟包率、時(shí)延等網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)性能。

　　本項(xiàng)目系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流主要由實(shí)時(shí)流、存儲(chǔ)流、回放流、組播流，流向如圖1所示，流媒體服務(wù)器端的網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力最大，在組網(wǎng)時(shí)應(yīng)計(jì)算其最大傳輸帶寬的要求，在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)確保其性能可滿足要求。

　　由于高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)均基于視頻專網(wǎng)進(jìn)行傳輸，因此進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)必須保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性、安全性，選用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要支持雙引擎、雙電源，保證核心設(shè)備的冗余，另外，為確保網(wǎng)絡(luò)的可靠性，本項(xiàng)目配置具有雙鏈路功能的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

　　存儲(chǔ)設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目選用流媒體服務(wù)器+IP SAN的存儲(chǔ)模式。為便于日后監(jiān)控點(diǎn)的增加、系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，本項(xiàng)目采用分布式存儲(chǔ)方式，將流媒體服務(wù)器和IP SAN分別部署在各派出所監(jiān)控中心，同時(shí)在分局監(jiān)控中心部署一套存儲(chǔ)設(shè)備，用于重要資料的備份存儲(chǔ)。

　　本項(xiàng)目采用720P/30fps、H.264的圖像編碼存儲(chǔ)方式，每路碼流按4Mbps計(jì)算，每路視頻每天所需存儲(chǔ)容量為：4Mbps÷8×3600×24H÷1024≈42GB。本項(xiàng)目采用Raid5磁盤(pán)陣列方式，同時(shí)為提高存儲(chǔ)數(shù)據(jù)可靠性，增加1個(gè)校驗(yàn)備份盤(pán)，對(duì)Raid5的校驗(yàn)盤(pán)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，存儲(chǔ)空間=磁盤(pán)容量×(磁盤(pán)數(shù)n-1-1)。

　　由于本項(xiàng)目選用流媒體服務(wù)器+IP SAN存儲(chǔ)方式，存儲(chǔ)流由流媒體服務(wù)器進(jìn)行處理轉(zhuǎn)發(fā)，流媒體服務(wù)器的性能直接關(guān)系系統(tǒng)存儲(chǔ)的可靠性和穩(wěn)定性，所以需根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模配置數(shù)量和性能適合的服務(wù)器，同時(shí)流媒體服務(wù)器必須配置雙電源、雙網(wǎng)絡(luò)口等冗余設(shè)施。

　　顯示設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目的各派出所監(jiān)控中心已各自建有電視墻，同時(shí)均配置了模擬矩陣進(jìn)行圖像的切換顯示，但目前電視墻的性能則由于建設(shè)時(shí)間和建設(shè)資金投入的差異而有所不同。

　　本項(xiàng)目分為兩種情況：一種是采用CRT監(jiān)視器組成的電視墻，該監(jiān)視器只有模擬的視頻接口，不能進(jìn)行高分辨率圖像顯示;另一種是采用液晶監(jiān)視器組成的電視墻，該監(jiān)視器具有VGA、HDMI等數(shù)字接口，可顯示高清數(shù)字圖像。

　　本項(xiàng)目根據(jù)各派出所的現(xiàn)狀，對(duì)新增的高清視頻圖像采用不同的顯示方式。

　　對(duì)于由CRT監(jiān)視器組成的電視墻，則保留原有模擬矩陣進(jìn)行圖像的顯示切換，對(duì)模擬矩陣的輸入進(jìn)行擴(kuò)容，同時(shí)配置視頻解碼器，將新增的高清視頻圖像解碼為模擬圖像信號(hào)統(tǒng)一輸出至模擬矩陣，從而保留原有的圖像切換顯示方式對(duì)新增監(jiān)控點(diǎn)的圖像進(jìn)行顯示。該顯示方式雖減少了電視墻改造的投入，但只能顯示模擬分辨率的圖像，不能突出高清視頻圖像高清晰的優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)，在更注重事后取證應(yīng)用的平安城市監(jiān)控系統(tǒng)中，該顯示方式較適合作為過(guò)渡性的使用;

　　對(duì)于由液晶監(jiān)視器組成的電視墻，則配置高清視頻解碼器，對(duì)新增的高清視頻圖像解碼輸出至電視墻進(jìn)行顯示。為實(shí)現(xiàn)新舊視頻圖像切換控制的統(tǒng)一性，便于使用人員操作，本方案通過(guò)綜合平臺(tái)對(duì)原系統(tǒng)硬盤(pán)錄像機(jī)的接入、取流，直接采用高清視頻解碼器對(duì)原系統(tǒng)模擬視頻圖像解碼輸出至電視墻進(jìn)行顯示。采用該圖像顯示方式后，電視墻圖像統(tǒng)一改由綜合管理平臺(tái)進(jìn)行切換控制，另外，為便于使用人員對(duì)新舊視頻監(jiān)控點(diǎn)的控制，如球機(jī)的旋轉(zhuǎn)、變焦等操作，本方案將原有模擬球機(jī)的控制信號(hào)改由通過(guò)原有硬盤(pán)錄像機(jī)進(jìn)行控制，高清網(wǎng)絡(luò)球機(jī)和原有模擬球機(jī)均統(tǒng)一由綜合平臺(tái)進(jìn)行控制操作。該顯示方式在實(shí)現(xiàn)模擬視頻和高清視頻圖像同時(shí)在電視墻進(jìn)行切換顯示的同時(shí)，與將模擬矩陣改為具備模擬、數(shù)字視頻管理的大型綜合平臺(tái)方式相比，大大地節(jié)省了建設(shè)費(fèi)用，適合模、數(shù)共存的新舊系統(tǒng)。

　　平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　本項(xiàng)目的綜合管理平臺(tái)主要由中心管理服務(wù)模塊、集中存儲(chǔ)模塊、智能分析與檢索模塊、客戶端應(yīng)用模塊、報(bào)警服務(wù)模塊、大屏幕電視墻模塊、擴(kuò)展接口模塊等組成。出于日后系統(tǒng)的擴(kuò)容和對(duì)社會(huì)視頻資源整合的考慮，平臺(tái)支持GB/T28181、ONVIF等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并支持將其他各類第三方平臺(tái)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)的對(duì)接。

　　本項(xiàng)目綜合管理平臺(tái)采用分級(jí)部署方式，分別部署在派出所和分局。派出所劃分為二級(jí)平臺(tái)，是一個(gè)獨(dú)立完整的平臺(tái)系統(tǒng)，可獨(dú)自進(jìn)行管理，可獨(dú)立完成派出所本級(jí)的所有平臺(tái)業(yè)務(wù);分局劃分為一級(jí)平臺(tái)，基于二級(jí)平臺(tái)運(yùn)行，負(fù)責(zé)全網(wǎng)資源的統(tǒng)一調(diào)度、管理。在平臺(tái)性能運(yùn)行上，分級(jí)部署平臺(tái)引用了“云計(jì)算”的概念，平臺(tái)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的運(yùn)算、處理分散在二級(jí)平臺(tái)完成，多個(gè)二級(jí)平臺(tái)可通過(guò)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)資源的共享和信息備份，一級(jí)平臺(tái)負(fù)責(zé)資源的分配和調(diào)度，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源利用的最大化。

　　安全設(shè)計(jì)

　　由于平安城市的視頻監(jiān)控點(diǎn)均部署在城市街道等公共區(qū)域，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)則將系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)暴露在城市“街頭”，大大增加了系統(tǒng)信息泄露的危險(xiǎn)。因此本項(xiàng)目從物防、技防方面加強(qiáng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全。

　　物防：前端監(jiān)控點(diǎn)線路均在立桿內(nèi)敷設(shè)，提高線路的物理防護(hù)，同時(shí)將前端設(shè)備機(jī)箱安裝在立桿上，增加作案難度;

　　技防：前端設(shè)備機(jī)箱配置防盜報(bào)警設(shè)備，報(bào)警信號(hào)接入前端攝像機(jī)的報(bào)警輸入，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將報(bào)警信息傳回監(jiān)控中心，并由綜合管理平臺(tái)接受、管理。如前端機(jī)箱被撬開(kāi)等報(bào)警出發(fā)時(shí)，防盜報(bào)警設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出聲光警報(bào)震懾作案份子的同時(shí)，監(jiān)控中心平臺(tái)馬上發(fā)出相關(guān)報(bào)警提示，并自動(dòng)控制前端攝像機(jī)(球機(jī))對(duì)機(jī)箱區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。同時(shí)，本項(xiàng)目選用具有光纖接入的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可降低內(nèi)部視頻專網(wǎng)絡(luò)通過(guò)安裝在前端監(jiān)控點(diǎn)的以太網(wǎng)口而泄露信息的安全隱患。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　結(jié)語(yǔ)

　　無(wú)論是模擬視頻還是目前采用的高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)均離不開(kāi)公安部門(mén)的業(yè)務(wù)需求。因此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)必須結(jié)合當(dāng)?shù)毓膊块T(mén)需求和實(shí)際，做到因地制宜，這樣才能充分發(fā)揮系統(tǒng)的應(yīng)有作用。

　　(本文作者現(xiàn)任職新東方電子技術(shù)工程有限公司營(yíng)銷部部長(zhǎng))