何種大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)滿足平安城市建設(shè)需求

    城市治安監(jiān)控的重點(diǎn)主要集成在道路交通、治安協(xié)管兩個(gè)部分。治安協(xié)管主要涉及到商業(yè)金融中心、社區(qū)、娛樂(lè)中心周圍地帶、重要單位周邊、城市重點(diǎn)場(chǎng)所等，它需要在出現(xiàn)異常時(shí)即可報(bào)警，并可跟蹤定位可疑目標(biāo)，便于事后對(duì)突發(fā)事件的取證及調(diào)查等。道路交通部分主要為重點(diǎn)路段、關(guān)卡，它通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控車流量，控制并調(diào)配通勤情況，以緩解城市交通壓力。同時(shí)，道路交通可合并智能交通，通過(guò)對(duì)于違章車輛的超速、闖紅燈等進(jìn)行抓拍、記錄、處理。

    根據(jù)全面構(gòu)建和諧社會(huì)的需求，在監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)立同時(shí)，將系統(tǒng)與城市中各派出所及上級(jí)公安分局到總局的多級(jí)聯(lián)網(wǎng)，并與城市110、119、122網(wǎng)絡(luò)合并，保證事件發(fā)生時(shí)，道路管理、公安、交通執(zhí)法等職能部門能第一時(shí)間把握現(xiàn)場(chǎng)畫面情況，并協(xié)助上級(jí)指揮現(xiàn)場(chǎng)，做到有理可尋，有據(jù)可依，大大提高管理者的管理效率。

    需求分析

    視頻需求

    城市視頻監(jiān)控中視頻監(jiān)控點(diǎn)的設(shè)立是根據(jù)城市治安重點(diǎn)而設(shè)立的，這些布控點(diǎn)主要集中在商業(yè)金融街、社區(qū)、娛樂(lè)場(chǎng)所、主要路段、交通樞紐區(qū)等，布控點(diǎn)以圖像采集、音頻采集及報(bào)警信息采集等設(shè)備為主。有關(guān)部門通過(guò)圖像來(lái)了解布控在城市各個(gè)敏感區(qū)的實(shí)時(shí)狀況，對(duì)實(shí)時(shí)傳輸?shù)膱D像要求：保證圖像的清晰，圖像延遲小于300ms；圖像的連貫性高，不能出現(xiàn)拖尾、馬賽克的情況；保證職能部門的管理員在第一時(shí)間掌握實(shí)時(shí)、清晰的高品質(zhì)視頻圖像。

    一方面，城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)要做到事件即時(shí)處理，另一方面也要給城市管理職能部門保留數(shù)據(jù)信息，這就要求在實(shí)現(xiàn)圖像實(shí)時(shí)瀏覽的同時(shí)，對(duì)圖像進(jìn)行全天候的錄像。對(duì)于城市視頻監(jiān)控這樣一個(gè)龐大的應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)于存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)要求盡善盡美，可多級(jí)存儲(chǔ)與分布式存儲(chǔ)并存，以適合各個(gè)城市不同的需求。

    另外，視頻監(jiān)控也需要對(duì)圖像實(shí)時(shí)抓拍、后期再剪輯的功能，便于相關(guān)職責(zé)部門做好后期存檔工作。

    報(bào)警需求

    警務(wù)信息的處理對(duì)于一個(gè)城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講有其特有的必要性。為減少設(shè)備的投入和保障系統(tǒng)的統(tǒng)一性，選擇能夠?qū)崿F(xiàn)視頻傳輸與報(bào)警聯(lián)動(dòng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)是必然的需求。報(bào)警信息經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街笓]中心和110指揮中心，通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)的聯(lián)動(dòng)處理功能，使警務(wù)人員能在第一時(shí)間內(nèi)得到事件信息，要求系統(tǒng)的警務(wù)處理能力延遲小于300ms。

    聯(lián)網(wǎng)需求

    對(duì)于關(guān)乎人們生命財(cái)產(chǎn)安全的城市級(jí)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，有其特殊性，要實(shí)現(xiàn)派出所、分局、市局?jǐn)?shù)據(jù)信息共享。這就要求系統(tǒng)支持多級(jí)的組網(wǎng)方式，支持派出所、分局、市局三級(jí)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻、音頻、報(bào)警信息共享。

    智能管理

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)要充分體現(xiàn)智能化的后臺(tái)管理，通過(guò)后端的智能化管理，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)全系統(tǒng)的管理與配置；輕松實(shí)現(xiàn)視頻信息的瀏覽、錄制、查詢；以及各種資源的有效應(yīng)用參數(shù)配置。通過(guò)城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以有效地協(xié)助城市管理職能部門保證城市治安的有序進(jìn)行。同時(shí)，良好的系統(tǒng)需提供二次開發(fā)功能以及升級(jí)接口，可滿足城市視頻監(jiān)控點(diǎn)不斷更新增長(zhǎng)的需求。

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)聯(lián)網(wǎng)，可保障派出所、分局、市局主管人員瀏覽所轄片區(qū)的安全情況。當(dāng)有報(bào)警發(fā)生時(shí)，各個(gè)監(jiān)控中心通過(guò)各種聯(lián)動(dòng)報(bào)警實(shí)現(xiàn)手段，使各級(jí)管理人員能及時(shí)處理報(bào)警信息；同時(shí)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)110指揮中心，出現(xiàn)警情時(shí)110及時(shí)出警。

    對(duì)于專業(yè)級(jí)大型多級(jí)分布式視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要求單臺(tái)服務(wù)器可以支持128路實(shí)時(shí)錄像與400路轉(zhuǎn)發(fā)。整個(gè)系統(tǒng)需要兼具設(shè)備自動(dòng)查找與巡檢、圖像智化化分析與快照檢索、云鏡控制與遠(yuǎn)程管理、個(gè)性化瀏覽與多級(jí)地圖等功能。良好的多叉樹多級(jí)樹級(jí)架構(gòu)，能夠保障系統(tǒng)安全有效的運(yùn)行，合乎目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的用戶使用習(xí)慣及國(guó)際監(jiān)控發(fā)展方向。下文以基于網(wǎng)絡(luò)視頻編解碼器的系統(tǒng)為例介紹。

    前端音視頻采集點(diǎn)

    由于每個(gè)城市網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制和各城市監(jiān)控點(diǎn)不集中的原因，導(dǎo)致在城市中監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像的接入都有所不同，而且在同一個(gè)城市中有可能也采用不同的解決方式，例如無(wú)線、光纖、ADSL、XDSL等不同的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。這要求前端音視頻采集設(shè)備支持不同的網(wǎng)絡(luò)接入，可滿足城市多網(wǎng)絡(luò)、多環(huán)境應(yīng)用的需要。 

     具體實(shí)現(xiàn)方式可以是：前端的模擬攝像機(jī)通過(guò)視頻線接入到網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器，網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器把圖像進(jìn)行壓縮編碼后經(jīng)由各種網(wǎng)絡(luò)鏈路把圖像上傳到派出所監(jiān)控中心。

    其主要設(shè)備清單包括：

    •攝像機(jī)及拾音器：負(fù)責(zé)視音頻信號(hào)的采集；

    •網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器：負(fù)責(zé)對(duì)視音頻信號(hào)的編碼壓縮、傳輸；

    •網(wǎng)絡(luò)傳輸：負(fù)責(zé)把圖像信息與聲音信息通過(guò)電話線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行上傳。

    報(bào)警與監(jiān)控接入

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)還需要建立專業(yè)報(bào)警監(jiān)控服務(wù)中心，將類似于傳感器等各種報(bào)警設(shè)備接入到網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器中，實(shí)現(xiàn)包括：

    •通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器將報(bào)警信號(hào)傳回到各級(jí)監(jiān)控中心；

    •監(jiān)控中心通過(guò)視音頻聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)警報(bào)信息的處理報(bào)警；

    •通過(guò)系統(tǒng)查詢可以檢索事件發(fā)生記錄；

    •通過(guò)自動(dòng)巡檢方式，掌握各系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

    派出所、分局、市局視頻監(jiān)控中心
派出所、分局、市局等視頻監(jiān)控中心作為系統(tǒng)視頻資源中轉(zhuǎn)站和資源數(shù)據(jù)庫(kù)中心，是整個(gè)系統(tǒng)良好的運(yùn)行保障。我們可以根據(jù)派出所、分局、市局的不同職責(zé)權(quán)限，將服務(wù)器管理器設(shè)置為分級(jí)聯(lián)網(wǎng)管理模式。前端的視頻圖像分布存儲(chǔ)于各個(gè)派出所服務(wù)器端；分局、市局可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行錄像查閱，保障錄像查詢者在短時(shí)間內(nèi)迅速收集證據(jù)。同時(shí)，為了滿足各個(gè)地區(qū)管理機(jī)制的需要，錄像文件同時(shí)也可以存儲(chǔ)在分局或市局等。

    另外，還需要考慮到：每個(gè)管理人員及訪問(wèn)者可隨時(shí)對(duì)圖像進(jìn)行本地錄像及圖像抓拍，并可以對(duì)錄像文件進(jìn)行后期剪輯，使城市治安視頻監(jiān)控體現(xiàn)人性化管理的初衷。

    根據(jù)權(quán)責(zé)的不同，城市治安視頻監(jiān)控可采用的三級(jí)的組網(wǎng)方式，派出所作為第一級(jí)監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)管理其下所有的前端監(jiān)控點(diǎn)；分局作為網(wǎng)絡(luò)中的第二級(jí)監(jiān)控單元，負(fù)責(zé)其下的各個(gè)派出所及派出所負(fù)責(zé)的前端監(jiān)控點(diǎn)，同時(shí)通過(guò)音頻設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)分局與派出所、分局與最前端監(jiān)控場(chǎng)所進(jìn)行音頻對(duì)話。以此類推，形成三層的網(wǎng)絡(luò)通路，把音頻、視頻、警報(bào)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸，完成城市視頻監(jiān)控的大型的、分布式的、多級(jí)的、統(tǒng)一的管理架構(gòu)。

    派出所一級(jí)監(jiān)控分中心

    通過(guò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)避免派出所誤出警、誤處理、誤操作，而通過(guò)圖像監(jiān)控報(bào)警聯(lián)動(dòng)功能，起到對(duì)突發(fā)事件及時(shí)報(bào)警和及時(shí)處理的作用。

    派出所對(duì)轄區(qū)內(nèi)各社區(qū)前端監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，派出所監(jiān)控服務(wù)器采用磁盤陣列實(shí)時(shí)錄制所有前端監(jiān)控點(diǎn)的視頻圖像，錄像保存15天。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控圖像的錄像回放或查詢，做到出警處理準(zhǔn)確、執(zhí)法公正、避免糾紛，提高偵破的科技手段和治安管理的水平。 

     市分局二級(jí)監(jiān)控分中心

    系統(tǒng)的二級(jí)監(jiān)控心設(shè)在各縣、區(qū)公安分局指揮室，通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò)鏈路建立的轄區(qū)監(jiān)控報(bào)警服務(wù)分中心，主要功能包括：

    •負(fù)責(zé)本轄區(qū)的管理、控制、調(diào)度、協(xié)調(diào)、指揮中心，掌握本轄區(qū)社會(huì)動(dòng)態(tài)和治安動(dòng)態(tài)；

    •管理本轄區(qū)內(nèi)的派出所監(jiān)控分中心；

    •根據(jù)需要，可調(diào)用和控制本轄區(qū)任意一路前端監(jiān)控報(bào)警信息，處理有關(guān)報(bào)警信息、視頻信息；

    •向一級(jí)監(jiān)控中心上傳所需的本轄區(qū)社會(huì)治安信息，接警處理結(jié)果；

    •通過(guò)自動(dòng)巡檢方式，掌握各子系統(tǒng)工作狀況、系統(tǒng)故障、設(shè)備在線率、儲(chǔ)存記錄等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

    市局三級(jí)監(jiān)控中心

    系統(tǒng)將市公安局指揮中心110報(bào)警臺(tái)作為三級(jí)監(jiān)控中心，作為整個(gè)城市的管理、控制、調(diào)度、協(xié)調(diào)、指揮中心。主要功能：

    •處理各類報(bào)警信息、視頻信息；

    •掌握全市社會(huì)動(dòng)態(tài)和治安動(dòng)態(tài)；

    •根據(jù)需要，可調(diào)用和控制全市各路報(bào)警信息與監(jiān)控圖像；

    •連接公安廳和公安部報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)；

    •管理二級(jí)監(jiān)控中心系統(tǒng)。

    視頻顯示（PC機(jī)及監(jiān)視器）

    在城市治安視頻監(jiān)控中，后端圖像的顯示可以直接采用電腦顯示屏，也可以能采用網(wǎng)絡(luò)視頻編碼器進(jìn)行解碼還原后在電視器或監(jiān)視器上進(jìn)行顯示。如果要把圖像上傳到監(jiān)視器或電視墻上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻解碼器與監(jiān)視器或電視墻相接，把數(shù)字信號(hào)還原成模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)模擬顯示。在傳統(tǒng)的監(jiān)控中，電視墻的切換顯示要求增加矩陣進(jìn)行視頻的切換，這就要求系統(tǒng)軟件本身具備電視墻切換功能，以實(shí)現(xiàn)全部圖像的切換顯示。

   關(guān)健技術(shù)

    多級(jí)分布式靈活組網(wǎng)

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)基于分布式多叉樹組網(wǎng)模式，強(qiáng)大的組網(wǎng)能力真正實(shí)現(xiàn)大型分布式集成管理系統(tǒng)，形成派出所、分局、市局三級(jí)的組網(wǎng)方式，可以更可靠、更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行系統(tǒng)布局，使得城市治安視頻監(jiān)控達(dá)到統(tǒng)一的平臺(tái)、流暢的圖像、可靠的架構(gòu)、簡(jiǎn)便的升級(jí)能力等效果。

    同時(shí)，城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)還可以支持故障切換與恢復(fù)，集中式設(shè)備心跳管理，使城市監(jiān)控中的每個(gè)監(jiān)控設(shè)備都時(shí)時(shí)處于被檢測(cè)狀態(tài)中，有利于發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)排除應(yīng)用故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。目前，借助系統(tǒng)的日志功能，也可以實(shí)時(shí)了解全網(wǎng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀況，保障大型多級(jí)分布式城市治安視頻監(jiān)控的正常運(yùn)行。

    海量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用專業(yè)流媒體技術(shù)來(lái)支撐高性能的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。同時(shí)，分布式多服務(wù)器架構(gòu)支持海量存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于城市治安視頻監(jiān)控來(lái)講，有了良好的組網(wǎng)架構(gòu)后，系統(tǒng)還需要支持大量的視頻轉(zhuǎn)發(fā)與存儲(chǔ)，來(lái)完成在整個(gè)城市監(jiān)控網(wǎng)中視頻信息的全網(wǎng)共享。在城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用分布式存儲(chǔ)的情況下，也就是把視頻監(jiān)控分布存儲(chǔ)于各個(gè)派出所分服務(wù)器上，其上級(jí)服務(wù)器可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻信息的應(yīng)用，利用服務(wù)器目錄管理形成各級(jí)服務(wù)器的互相訪問(wèn)。分布式多轉(zhuǎn)發(fā)中心架構(gòu)，最大限度地分?jǐn)偩W(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，避免網(wǎng)絡(luò)瓶頸和擁塞，配合中繼轉(zhuǎn)發(fā)模式，支持應(yīng)用層路由優(yōu)化，限制無(wú)效網(wǎng)絡(luò)流量的產(chǎn)生。

    數(shù)據(jù)安全傳輸

    TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是目前最流行也是最穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上開發(fā)了專用通訊層，針對(duì)圖像數(shù)據(jù)的混合傳輸做了優(yōu)化處理，適合多點(diǎn)視頻和數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，降低了系統(tǒng)資源的占用率，也是城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)的重要部分，它必須支持多種TCP/IP協(xié)議的傳輸，包括TCP、UDP、RTP和組播等。其中，以組播而言，它是一種允許一個(gè)或多個(gè)發(fā)送者（組播源）發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)接收者（一次的，同時(shí)的）的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其大意是：組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組，而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。組播可以大大地節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，因?yàn)闊o(wú)論有多少個(gè)目標(biāo)地址，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上只傳送單一的數(shù)據(jù)包。它提高了數(shù)據(jù)傳送效率，減少了主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞的可能性。而且，組播中的主機(jī)可以是在同一個(gè)物理網(wǎng)絡(luò)，也可以來(lái)自不同的物理網(wǎng)絡(luò)。

    系統(tǒng)維護(hù)機(jī)制

    城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用生命周期管理，設(shè)備心跳管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理編解碼設(shè)備，及時(shí)排除應(yīng)用故障，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。同時(shí)，擁有一套自動(dòng)系統(tǒng)日志，實(shí)時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。

    一般，視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要具備自愈自恢復(fù)的功能，這目前來(lái)講對(duì)于一個(gè)成熟的大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)講是至關(guān)重要的。我們?cè)谙到y(tǒng)設(shè)計(jì)初期，就應(yīng)該充分考慮到設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定、能夠自愈自恢復(fù)的智能性系統(tǒng)，這對(duì)于客戶來(lái)講是非常便捷的，因?yàn)槟軌驕p少人為的系統(tǒng)維護(hù)量、減少故障率。

    系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能

    •監(jiān)視功能：根據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)際情況，提供全天候及全方位的畫面監(jiān)視功能。通過(guò)實(shí)時(shí)觀測(cè)手段進(jìn)行圖像查看，采用全天候、多方位、固定、移動(dòng)等方式對(duì)監(jiān)看目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)、直觀、清晰的監(jiān)視；全天24小時(shí)均可在監(jiān)控中心、監(jiān)控室觀察到前端現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)看畫面；監(jiān)視界面分為16、13、12、10、9、8、7、6、5、4、3、單畫面顯示，可通過(guò)輪詢選擇對(duì)所有的鏡頭進(jìn)行分時(shí)段的瀏覽；

    •圖像遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)：系統(tǒng)通過(guò)矩陣的控制功能來(lái)操作前端活動(dòng)云臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向，攝像機(jī)的焦距及景深來(lái)達(dá)到最佳的監(jiān)控效果；

    •音視頻存儲(chǔ)功能：可以通過(guò)錄像計(jì)劃對(duì)音視頻信息進(jìn)行記錄，可采用硬盤、磁盤陣列多種存儲(chǔ)介質(zhì)，有本地和遠(yuǎn)程兩種存儲(chǔ)方式；

    •日志信息查詢：通過(guò)查詢此日志了解與分析系統(tǒng)運(yùn)行情況；

    •圖像傳輸功能：利用網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器壓縮編碼后，將模擬音、視信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)傳送到遠(yuǎn)程用戶，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程觀看；

    •錄像播放器：根據(jù)對(duì)畫質(zhì)或?qū)�時(shí)間的不同需求選擇VCD、SVCD、DVD選擇存儲(chǔ)，依據(jù)錄像時(shí)間、地點(diǎn)、企業(yè)信息等各種關(guān)鍵字進(jìn)行綜合查詢、檢索，查詢后可以實(shí)時(shí)顯示錄像資料，對(duì)于其中的圖像可以單幀存儲(chǔ)以便于做進(jìn)一步的分析處理；

    •圖像聯(lián)網(wǎng)功能：系統(tǒng)通過(guò)城市綜合治安系統(tǒng)也可以進(jìn)行圖像的聯(lián)網(wǎng)傳輸，在實(shí)時(shí)觀看的同時(shí)還可調(diào)用遠(yuǎn)程目錄管理中心的錄像資料。相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)也可通過(guò)指揮中心的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地監(jiān)看或調(diào)用各級(jí)目錄管理中心的圖像，使本系統(tǒng)更好地為公安實(shí)戰(zhàn)服務(wù)；

    •配置管理：系統(tǒng)配置包括設(shè)備參數(shù)、攝像機(jī)管理、錄像計(jì)劃、報(bào)警計(jì)劃、用戶權(quán)限等，方便系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)與管理。