【安防知識網(wǎng)】案例需求

　　成都市中級人民法院審判業(yè)務(wù)綜合樓位于成都南部天府大道。北面毗鄰新益洲公園，西面毗鄰成都新市政中心。

　　成都市中級人民法院綜合樓分為A、B、C三棟樓，其中地下共兩層，為車庫、資料庫及設(shè)備機(jī)房。A樓共11層，為刑事及民事法庭;B樓10層，為少年法庭及法院辦公用房;C樓9層，為會議、培訓(xùn)、后勤樓。

　　甲方要求法院的安全防范系統(tǒng)在安全措施上應(yīng)根據(jù)樓宇的具體使用功能需求，建設(shè)靈活、嚴(yán)密、可靠的保安和安防報警系統(tǒng)，既確保審判、辦公業(yè)務(wù)工作嚴(yán)密有序進(jìn)行、工作人員和樓宇自身的安全，又能盡力避免犯罪活動和災(zāi)難性事故的發(fā)生，減少損失。同時還能與有關(guān)部門積極合作，提高大樓內(nèi)的治安綜合防范能力。要求該系統(tǒng)應(yīng)考慮以面監(jiān)視為主、點監(jiān)視為輔，點面結(jié)合的防范原則;在本樓底層設(shè)有安?？刂剖?，并設(shè)有大樓監(jiān)控電視控制設(shè)備。系統(tǒng)控制室主機(jī)通過攝像機(jī)，對各個監(jiān)控點進(jìn)行監(jiān)視觀察，對有關(guān)圖像還可進(jìn)行遙控、錄像。

　　系統(tǒng)應(yīng)采用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多媒體技術(shù)，能適應(yīng)快速事件響應(yīng)能力，以圖形顯示作為操作基礎(chǔ)，選用觸摸式屏幕或鼠標(biāo)操作，并且采用影像識別，通過各樓層設(shè)定閉路電視報警窗，顯示器顯示報警現(xiàn)場的實際情況以便直觀地確認(rèn)報警，作出有效的報警處理。另外，還應(yīng)對犯人羈押室設(shè)有攝像機(jī)監(jiān)控，并且對所有監(jiān)控信號進(jìn)行錄像，并設(shè)有多重報警、錄音設(shè)備。在各種法庭內(nèi)，應(yīng)設(shè)置攝像機(jī)監(jiān)控，對法庭內(nèi)開庭情況進(jìn)行監(jiān)視并允許有權(quán)限的用戶可以在網(wǎng)絡(luò)上觀看審訊過程，審訊過程要備份。在大樓四周和各樓層公共區(qū)域、出入口通道、樓層過道、羈押室、停車場重要房間等場所進(jìn)行防范。在確保全方位監(jiān)視又確保重要目標(biāo)的監(jiān)視的同時，還盡量考慮布控點的合理性和經(jīng)濟(jì)性，提高系統(tǒng)的性價比。

　　綜上甲方提出的要求外，設(shè)計的另一個難點是3個建筑物物理位置相對獨立，但系統(tǒng)又涵蓋了3個獨立的建筑物。所以我們從項目整體特殊性來考慮，設(shè)計了數(shù)字化安防系統(tǒng)。數(shù)字化安防系統(tǒng)是將計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來的一種全新的安防系統(tǒng)。它能將安防系統(tǒng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接起來，使兩個相互獨立的系統(tǒng)開始走向融合，真正實現(xiàn)三網(wǎng)合一(數(shù)據(jù)、語音和圖像)。利用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將數(shù)字化的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡(luò)上，與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體，使網(wǎng)絡(luò)中的每一臺多媒體計算機(jī)上均可實現(xiàn)對監(jiān)控信息的管理和調(diào)用，提高管理水平和管理效率。

　　數(shù)字化安防系統(tǒng)劃分模塊

　　針對甲方的功能要求，數(shù)字化安防系統(tǒng)從技術(shù)角度來看可以劃分為以下幾大模塊：前端視頻采集模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸流量控制模塊、中心控制顯示模塊、后端海量存儲模塊。

　　前端視頻采集模塊

　　前端部分通過網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器采用壓縮標(biāo)準(zhǔn)為MPEG-4或H.264來壓縮傳輸視頻圖像，壓縮圖像有多種質(zhì)量可供選擇，如：D1、CIF、DCIF、QCIF等，視頻壓縮碼流可調(diào)，幀數(shù)設(shè)定用25幀/秒全實時畫面進(jìn)行瀏覽。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸及流量控制模塊

　　視頻流的傳輸方式有其特殊性，且其占用帶寬比較大，因此我們在傳輸控制方面作如下設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)整體設(shè)計拓?fù)鋱D如圖1所示，法院數(shù)字化安防系統(tǒng)的視頻流是在局域網(wǎng)內(nèi)流通。

　　法院內(nèi)可以通過VPN技術(shù)和相關(guān)單位組成一個跨地域的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。另外，如果領(lǐng)導(dǎo)在法院之外，可以通過VPN異地監(jiān)控自己的辦公室。

　　VLAN設(shè)計：利用有限的帶寬進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的同時，還能進(jìn)行其它多種業(yè)務(wù)活動。進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范管理，合理分配帶寬。設(shè)計合理的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可通過劃分VLAN等方式，對視頻流進(jìn)行“圍堵”。將高數(shù)量高帶寬視頻流限制于VLAN內(nèi)，而各VLAN間僅傳輸有限數(shù)量及帶寬的視頻流，以保障系統(tǒng)主干網(wǎng)的通暢，有效地避免了網(wǎng)絡(luò)的廣播風(fēng)暴。

　　中心控制顯示模塊

　　中心控制模塊由若干臺安裝了智能監(jiān)控管理軟件的企業(yè)級服務(wù)器、WEB 服務(wù)器和大屏幕監(jiān)視系統(tǒng)組成，實時接收監(jiān)控前端視頻采集模塊傳遞的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和紅外傳感器網(wǎng)絡(luò)觸發(fā)的報警內(nèi)容，并可進(jìn)行顯示、記錄、查詢、報警處理等，同時還可以進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，如攝像機(jī)控制、用戶管理、系統(tǒng)日志管理等。

　　本系統(tǒng)以法院內(nèi)所組成的局域網(wǎng)為數(shù)據(jù)通信線路，音頻、視頻、報警信號統(tǒng)一集成在以太網(wǎng)內(nèi)傳輸，由安防系統(tǒng)軟件統(tǒng)一處理。音視頻信號由監(jiān)控前端經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳送到監(jiān)控中心的監(jiān)控室子系統(tǒng)，供法警瀏覽或存儲服務(wù)器進(jìn)行保存。通過在視頻監(jiān)控軟件中的任務(wù)設(shè)置，存儲服務(wù)器中的音視頻數(shù)據(jù)可以按要求自動清空，循環(huán)記錄。此外，通過WEB 服務(wù)器可以快速訪問保存在音視頻管理服務(wù)器和存儲服務(wù)器上的音視頻數(shù)據(jù)，提供定點定時地查詢和回放，但不能對攝像機(jī)和報警設(shè)備進(jìn)行控制。報警信號來源于兩個方面。一個是攝像機(jī)本身根據(jù)圖像識別產(chǎn)生的報警信號，另一個是由外部報警產(chǎn)生的報警信號。對攝像機(jī)產(chǎn)生的報警信號由攝像機(jī)自動傳回監(jiān)控中心服務(wù)器。來自攝像機(jī)外部的火災(zāi)、漏氣、防盜等不同的報警信號，則通過煙感、紅外等基于485總線的報警模塊，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的報警信號輸入口，觸發(fā)中央管理軟件對信號做出分析，最后根據(jù)需要產(chǎn)生聲音、Email等不同的報警信號，全方位完成報警任務(wù)。

　　Web服務(wù)器上安裝Web GateWay軟件包，在Web服務(wù)器上配置連接網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，通過Internet為法院提供遠(yuǎn)程圖像瀏覽，既可以為遠(yuǎn)程用戶實時顯示攝像機(jī)的音視頻數(shù)據(jù)，還能為用戶提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查詢，完成對數(shù)據(jù)存儲服務(wù)器錄像數(shù)據(jù)檢索回放，以及對管理服務(wù)器中報警數(shù)據(jù)的查詢。

　　后端海量存儲服務(wù)器

　　[nextpage]網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下的數(shù)字化安防系統(tǒng)，在存儲方面對設(shè)備有著較高的要求。那么，采用什么樣的存儲設(shè)備才能更好的滿足視頻數(shù)據(jù)的海量存儲呢，我們首先來介紹并比較一下現(xiàn)在比較通用的網(wǎng)絡(luò)存儲方式。網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備提供網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的存取和共享服務(wù)，其主要特征體現(xiàn)在：超大存儲容量、大數(shù)據(jù)傳輸率以及較高的系統(tǒng)可用性。目前，按照信息系統(tǒng)的構(gòu)成，SAN(Storage Area Network)和NAS(Network Attached Storage)是常見的兩種選擇。

　　本設(shè)計方案充分考慮大流量MPEG-4視頻傳輸特性，及其分布在3棟大樓的各個部位，結(jié)合安防網(wǎng)絡(luò)本身的架構(gòu)，幾百個攝像點集中存儲于監(jiān)控中心。我們采用結(jié)合高速光纖通道SAN實現(xiàn)海量存儲。

　　多通道綁定確保大流量數(shù)據(jù)應(yīng)用的可行性，將4個光纖網(wǎng)口可以綁定為一個4Gb帶寬，有效保證多監(jiān)控點并發(fā)存儲和網(wǎng)絡(luò)調(diào)用服務(wù)的可靠性。

　　雙機(jī)安全保障7×24不間斷的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，在一個主服務(wù)故障時，另一備用服務(wù)自動接管，確保網(wǎng)絡(luò)存儲的連續(xù)可用性。高速備份及異地備份保護(hù)，確保重要數(shù)據(jù)的安全。

　　根據(jù)本項目特點，采用了“分區(qū)”的理念，將整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為多個區(qū)。

　　A區(qū)為視頻編碼及存儲區(qū)，組成設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器及網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)。單個A區(qū)設(shè)備位于同一VLAN，系統(tǒng)可根據(jù)視頻數(shù)量，劃分多個A區(qū)。

　　B區(qū)為視頻瀏覽區(qū)，組成設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器、PC工作站及虛擬矩陣。單個B區(qū)設(shè)備位于同一VLAN，系統(tǒng)可根據(jù)地域位置，劃分多個B區(qū)。

　　C區(qū)(中心區(qū))為整個系統(tǒng)的核心，組成設(shè)備為系統(tǒng)管理器。系統(tǒng)僅有1個C區(qū)，C區(qū)設(shè)備獨立劃分VLAN。

　　鑒于C區(qū)的核心地位，為確保整套系統(tǒng)在任意情況下保持正常工作，對系統(tǒng)管理器進(jìn)行備份。當(dāng)主系統(tǒng)管理器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將自動啟用備份的系統(tǒng)管理器。

　　數(shù)字化安防系統(tǒng)主要功能

　　綜上所述，本項目數(shù)字化安防系統(tǒng)主要功能有以下幾點：

　　1、可靠性、穩(wěn)定性：全數(shù)字安防系統(tǒng)的核心設(shè)備，包括系統(tǒng)管理控制器、存儲擴(kuò)展、編碼器、解碼器、鍵盤，均采用Linux嵌入式操作系統(tǒng)，具有任務(wù)單一、響應(yīng)實時的特點，與基于Windows的其他數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相比更加穩(wěn)定可靠。

　　系統(tǒng)各電源采用冗余的電源設(shè)計，系統(tǒng)管理服務(wù)器設(shè)計為熱備份的雙冗余結(jié)構(gòu)，更進(jìn)一步增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　2、安全性：全數(shù)字安防系統(tǒng)各組成設(shè)備采用嵌入式的操作系統(tǒng)完全避免了病毒及其它非法手段的入侵，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。同時系統(tǒng)管理服務(wù)器提供的安全模式，采用256位進(jìn)行加密密鑰，有效的對用戶進(jìn)行權(quán)限管理。系統(tǒng)管理主機(jī)提供安全機(jī)制防止非法用戶和設(shè)備的接入。

　　3、完善的流控制：全數(shù)字安防系統(tǒng)的流控制體現(xiàn)在系統(tǒng)配置規(guī)劃和流速率的自適應(yīng)控制。編碼器至少提供雙碼流：一個用于實時視頻觀看，一個用于實時記錄;二者之間不相互影響。即實時視頻模式的變化不影響圖像的記錄;而且每個碼流的分辨率都達(dá)到4CIF@25IPS。

　　全數(shù)字安防系統(tǒng)把整個系統(tǒng)規(guī)劃為不同的區(qū)(Block)，視頻流絕大多數(shù)都在“區(qū)”內(nèi)流動，只有當(dāng)有服務(wù)需求時(觀看實時視頻，回放圖像)才有碼流在區(qū)之間流動;根據(jù)使用者是單畫面觀看還是多畫面顯示，系統(tǒng)會自動選擇碼流速率。

　　4、高質(zhì)量的圖像：采用最先進(jìn)的高速芯片和改進(jìn)的GOP(Group of Picture)算法和ASIC，高效的MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)。不存在丟幀、回放質(zhì)量差和延時大等問題，全數(shù)字安防系統(tǒng)在4CIF實時顯示中的延時在117ms。而圖像分辨率保持與MPEG-2相同的水平。

　　5、系統(tǒng)的易操作：全數(shù)字安防系統(tǒng)采用了通用即插即用協(xié)議(Universial PnP)，系統(tǒng)所有產(chǎn)品一旦接入系統(tǒng)，會自動配置，無需對IP地址進(jìn)行復(fù)雜的人工配置，方便了安裝和調(diào)試的同時，對系統(tǒng)的維護(hù)要求也很低。系統(tǒng)同時提供鍵盤操作和計算機(jī)界面操作;通過類似模擬系統(tǒng)的鍵盤可方便進(jìn)行攝像機(jī)切換/控制，錄像回放/查詢;通過計算機(jī)鼠標(biāo)也可完成鍵盤同樣的功能。

　　6、完全的分布式管理：全數(shù)字安防系統(tǒng)采用全分布式管理，即攝像機(jī)的分布式、顯示系統(tǒng)的分布式、存儲的分布式，系統(tǒng)中的任何一個鍵盤可以控制系統(tǒng)中任何一個攝像機(jī)在任何監(jiān)視器上顯示，在任何地方存儲。

　　7、靈活方便的擴(kuò)展：全數(shù)字安防系統(tǒng)可從一臺攝像機(jī)擴(kuò)展到幾千臺攝像機(jī)，系統(tǒng)規(guī)模不受建筑物地域的限制，僅受限于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和帶寬。

　　8、開放的系統(tǒng)設(shè)計：可提供全部的用于第三方系統(tǒng)集成的接口，用戶可通過該接口和其他系統(tǒng)集成。