海康威视地市级-公安系统应用解决方案.doc

公安系统应用解决方案目录第1章 项目概述71.1 概述71.2 需求分析71.3 设计原则81.4 设计标准81.5 设计目标10第2章 系统总体设计112.1 设计思路112.2 拓扑结构122.3 系统组成132.3.1 前端多种模式接入132.3.2 光纤组网模式132.3.3 集中式存储142.3.4 视频信息平台部署142.4 系统特点14第3章 系统详细设计183.1 前端监控点设计183.1.1 监控点部署原则183.1.2 前端摄像机选型183.1.3 前端基础配套设施203.2 传输网络设计243.2.1 传输线缆选型253.2.2 视频传输专网253.3 监控中心设计303.3.1 监控中心组成303.3.2 显示子系统313.3.3 切换控制子系统363.3.4 存储子系统373.4 软件管理平台设计453.4.1 软件平台概述453.4.2 软件平台模块组成463.4.3 软件平台功能493.5 公安实战应用业务513.5.1 实战应用实现基础513.5.2 业务应用管理界面523.5.3 软件平台特点703.6 系统安全性设计713.6.1 前端安全性设计713.6.2 数据安全性设计72图表图 1系统拓扑图12图 2多种模式接入示意图13图 3系统组网模式14图 4视频综合平台优势15图 5视频综合平台部署时间表17图 7立杆结构示意图21图 8机箱外观图22图 9前端设备防雷示意图23图 10视频传输专网26图 11传统大屏显示组成图32图 12视频综合平台大屏显示组成图33图 13视频综合平台切换控制系统37图 14 NVR存储模式39图 15 IP SAN存储模式41第1章 项目概述1.1 概述从2004年开始，为全面推进科技强警战略的实施，公安部、科技部在北京、上海、杭州、苏州等21个城市启动了第一批科技强警示范城市的创建工作。2005年以点带面，公安部进一步提出了建设“3111试点工程”，选择了22个省，在省、市、县三级开展报警与监控系统建设试点工程，即每个省确定一个市，有条件的市确定一个县，有条件的县确定一个社区或街区为报警与监控系统建设的试点，大力推进了我国平安城市的建设步伐。当前全国许多城市都展开了不同程度、不同范围的平安城市建设。平安城市的建设是一个特大型、综合性非常强的管理系统，各个地区的情况千差万别，组网方式不尽相同，其中三级架构模型是最典型和最常见的：市局接入各区县分局的视音频资源、区县分局接入各管辖内派出所、街道、社区的视音频资源，前端监控点图像逐级上传至市局监控中心。整个系统的建设多则上万、几十万路图像，少则几千路图像。随着监控摄像机数量的不断增长，监控时间的不断延长，如何保证系统能够顺利实现扩容和系统长期稳定运行以及模拟系统向数字系统的平滑升级等问题成了今后平安城市建设重点关注的内容。加上视频监控技术、网络技术的飞速发展，视频监控系统的趋势正从模拟系统向数字化系统过渡，然而在目前实际的应用过程中，模数共存仍然是我国平安城市视频监控系统的普遍现状，这就要求后期的建设必须考虑与前期系统的融合同时又满足公安业务对于视频监控系统数字化的需求。1.2 需求分析随着平安城市工程在全国范围内的快速推进，视频监控系统的基础建设已经初具规模，并取得了显著成效，正逐步能够满足城市视频监控的一些基本要求，但是也存在着多种矛盾，主要体现在以下几点：图像清晰度不够：已建的系统大多为模拟系统，图像分辨率最高达到D1格式(40万像素)，只能满足“看的见”需求却不能满足“看的清”需求；系统扩容性差：视频监控的趋势逐步从模拟系统向数字化系统方向发展，很多平安城市项目建设当初未充分考虑系统扩容，后期建设不能充分整合现有资源，存在资源浪费的情况。系统稳定性差：视频监控系统是一个涵盖了视频采集、传输、控制、存储、显示等方方面面的功能，每一个环节都需要采用大量的设备，系统集成化程度不高，系统的每个硬件设备都可能成为故障点，导致系统的稳定性下降。重建设、轻维护：平安城市项目是一个大规模的视频监控系统，随着系统建成投入使用，系统的运营维护工作一般由人工完成，由于维护成本过高，一些损坏的设备未能得到及时修理或更新，在关键时刻系统宏机导致不能正常运行，未能达到“科技强警”目的。上述几大问题是当前平安城市建设过程中存在的通病，也是今后平安城市建设需要注意的地方。针对当前平安城市视频监控系统的主要矛盾，后期系统的建设应着重从以下几方面考虑：全网络化：数字监控远比模拟监控具有优势，平安城市从模拟走向数字一个必然趋势，由于当前网络基础建设的限制，当前视频监控系统建设过程中将存在模数并存的现象，这就要求系统的设计必须能够接入模拟信号同时可以有效兼容原有模拟系统。高清化：高清能够提供更好的图像清晰度、更流畅的画面、更宽广的浏览画面、更精确的图像信息，特别是对于公安重大案件侦破、交通违法抓拍来说，高清图像更显得举足轻重。高集成化：视频监控系统的后期维护在很大程度上将成为系统长期稳定运行的关键因素，每个硬件设备都将是隐藏的故障，采用集编码、传输、控制、显示于一体的设备，降低单位硬件数量，从而保障系统的稳定性。智能化：传统的视频监控系统往往依靠人力，维护人员往往在一个监视屏同时监控多个画面或随即抽取某一画面，造成部分监控点被漏看或被忽视；另外，维护人员存在一定的不稳定性、随意性和局限性，加上人的注意力有限，图像出现异常后，往往不能及时被发现。这就要求系统具有一定的智能视频分析功能，把人力从视频监控系统中大大解放出来，又能提高视频监控效率。整合应用：平安城市有两大关键点，一是监控点的覆盖，二是应用，没有上层应用，平安城市就失去了应有的意义，这些应用包括调度指挥、GIS整合、视频报警、警视联动等等。当前已建平安城市各子系统仍属于独立工作，互补相连的状态，实现各子系统的整合应用将是今后建设的重点，也是平安城市的建设具有更深远的意义。1.3 设计原则随着现代科学技术的发展特别是网络带宽、计算机处理能力、存储技术、芯片技术以及视频压缩算法等各种视频信息处理技术的出现，视频监控技术开始进入了全数字化、网络化、智能化的时代。本方案平安城市视频监控系统的设计以数字化、网络化、智能化三个方向为主要原则，并充分整合原有系统，建设一套满足当今公安业务实际需求的监控系统，充分体现“向科技要警力，向科技要效率”，实施“科技强警”的战略意义。1.4 设计标准平安城市视频监控系统总体建设以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，具体如下：(一) 城市联网监控报警系统设计方面：1) 城市监控报警联网系统技术标准（GA/T669-2008）2) 公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部科技信息化局汇编2009年3月）(二) 安防视频监控报警系统设计方面：1) 中华人民共和国公安部行业标准（GA70-94）2) 视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）3) 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-94)4) 工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）5) 安全防范系统通用图形符号（GA/T75-2000）6) 道路交通安全违法行为图像取证技术规范（GA/T 8322009） 7) 机动车号牌图像自动识别技术规范（GA/833-2009）8) 闯红灯自动记录系统通用技术条件GA/T496-20099) 防盗报警中心控制台 GB/T16572199610) 报警系统环境试验 GB15211199411) 建筑及建筑群综合布线工程设计规范 （GB/T50311-2000）12) 公安部警用地理信息系统系列标准规范(三) 视频监控图像质量方面：1) 电视视频通道测试方法（GB3659-83）2) 彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-1987）(四) 监控专用网络信息系统及平台设计方面：1) 信息技术开放系统互连网络层安全协议（GB/T 17963）2) 信息安全技术信息系统通用安全技术要求GB/T20271-20063) 计算机信息系统安全（GA 216.11999）4) 信息技术设备的安全GB4943-20015) 计算机软件开发规范（GB8566-88）(五) 视频系统工程建设方面：1) 安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）2) 安全防范工程技术规范(GB 50348-2004)3) 电子计算机机房设计规范(GB50174-93）4) 建筑物防雷设计规范(GB50057-94)5) 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)6) 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)7) 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)(六) 视频系统工程验收方面：1) 公安交通电视监视系统验收规范（GA/T509）2) 安全防范系统验收规则（GA308/2001）3) 中国电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-90.92）4) 建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范 (GB/T50312-2000)1.5 设计目标我们以“创建平安城市、构建和谐社会”为目标，充分吸取当前我国其他城市“平安城市”建设过程中突出的主要矛盾的教训，以整合现有视频监控资源为基础，以搭建城市视频监控专网为依托，以建设全面的城市社会治安视频监控为重点，采用“统一规划、统一标准、充分利旧、分步实施”的建设思想，构建以公安业务应用为主导的平安城市社会治安视频监控系统。本方案中采用为平安城市视频监控系统量身打造，适用于大中型监控系统的电信级设备视频综合平台，真正实现视音频编解码、矩阵切换、大屏显示控制、千兆网络交换于一体，有效兼容已建模拟信号并同时实现数字信号与网络信号的平滑接入，系统的建设充分考虑利旧原则，保护现有投资。在监控中心部署平安城市视频信息平台软件，实现整个系统所有设备的统一管理、权限分配等功能。第2章 系统总体设计本系统主要采用视频综合平台实现前端模数信号的接入，实现前端视音频编码、矩阵切换、业务应用、存储、解码的大集成，轻松实现模拟前端、IP前端、数字高清前端和混合前端等多种监控网络的接入，在监控中心通过部署平安城市视频信息平台，完成对全网系统设备的统一管理、权限分配、上墙显示等操作。2.1 设计思路平安城市视频监控系统是一个庞大、复杂的系统，系统的建设涵盖社会方方面面众多领域，如街道、社区、商业建筑、机场、车站、地铁等场所，针对不同的目标群体，需要建立全方位的视频监控。尤其是重要场所，需要高清监控，这就要求系统的建设必须能够满足同时接入模拟信号和高清数字，并随着网络视频监控技术的不断发展，对于网络信号也要实现无缝接入。整个系统的建设包括了采集、传输、控制、显示四部分：1）视频采集针对一些普通场合采用模拟摄像机获取图像，通过模拟信号接入派出所或分局的视频综合平台，实现图像的统一编码。针对一些重要场合需要高清监控画面，采用高清数字摄像机或高清网络摄像机接入视频综合平台。2）视频传输在派出所-区分局-市局建设视频专网，实现图像的逐级上传，视频专网与公安内网之间采取一定的安全措施，以保证公安内网的安全性。3）中心控制在监控中心部署平安城市视频信息平台，配置一定数量的数据库服务器、管理服务器、流媒体服务器、报警服务器、存储服务器以及磁盘阵列等设备，实现全网资源的统一管理与调配。4）图像显示视频综合平台自身具备矩阵切换和大屏控制器等设备功能，图像直接上墙显示，轻松实现图像的缩放、叠加、拼接、分割等功能。2.2 拓扑结构图 1系统拓扑图2.3 系统组成2.3.1 前端多种模式接入通过视频综合平台接入不同的前端类型，同时支持模拟视音频信号、网络视音频信号、数字视音频信号，通过视频综合平台之间的级联和扩展，能够满足不同应用场合和用户需求。图 2多种模式接入示意图1） 模拟前端架构模式：前端模式摄像机接入视频综合平台，经数字化后实现编码压缩，同时能够提供非压缩原始数据流直接上墙显示。2） IP前端架构模式：前端IP摄像机或编码器通过网络接入视频综合平台，视频综合平台通过视音频输出板进行上墙显示。3） 数字前端架构模式：前端采用数字摄像机，通过光纤直接接入视频综合平台，直接输出未经压缩的原始码流，实现数字高清视频图像的矩阵切换和高清输出显示等，实现高清图像的低延时显示。4） 混合架构模式：模拟、IP、数字多种模式能够同时接入视频综合平台，可达到优化监控系统的部署，提高管理效率，充分体现了利旧原则。2.3.2 光纤组网模式本方案中平安城市系统建设的组网方式利用已建、新建或租用的光纤资源，建立数字化的视频信息传输专网交换平台，作为连接市公安局、区公安分局、派出所的三级传输基础网络，也是视频信息传输的骨干网络。视频信息传输交换平台中选用TCP/IP协议作为主要网络协议，同时支持UDP和组播传输方式。图 3系统组网模式2.3.3 集中式存储平安城市的视频监控系统一般具有监控点多，摄像头数量多，保持时间长，监控数据的保持时间为30天。系统的存储设计必须支持大容量，高扩展性，能够满足长时间大容量视频图像存储的需求。本方案采用集中式存储的架构模式，各派出所管辖的前端图像统一接入到所属派出所视频综合平台，通过与区分局视频综合平台的级联，前端图像统一上传至分局统一存储。2.3.4 视频信息平台部署在监控中心部署平安城市视频信息平台实现所有图像资源的集中管理，负责管理所有系统设备，最大限度实现跨地区、跨部分视频监控资源共享和互联互通互控。平安城市视频信息平台主要由管理服务器、流媒体服务器、报警服务器、存储服务器、WEB服务器和管理PC等设备组成。2.4 系统特点本方案中采用视频综合平台接入前端摄像机，通过平安城市视频信息综合应用平台实现对所有设备的控制，简化了传统平安城市建设模式采用视频编码器+光端机+解码器+大屏控制器+平台软件等组成的一套视频系统，从而降低了设备的单点故障率。系统的优势主要体现在以下几点：图 4视频综合平台优势全面的高清监控当前已建的平安城市监控系统大多采用模拟摄像机，图像清晰度已经无法满足公安业务的需求，随着芯片技术和图像压缩算法的发展，高清已经突破了技术和价格限制的两大主要因素。由于原有系统大多采用模拟信号，系统在设计之初未能充分考虑到将来高清图像的融合，势必要淘汰已建模拟系统，重新建设一套新系统，定会带来很大的财政压力。视频综合平台集成了高清视频监控系统应用的高清编码、高清数字矩阵、高清图像输出等功能，实现了高清视频监控从采集、传输、编码、切换控制到显示的全面应用，能够兼容老系统，保护原有投资，同时满足公安业务对于高清图像的需求。高集约化、高性价比、高可靠性 视频综合平台将实现大容量视音频信号的接入和矩阵切换控制，将现有常见视频监控系统中的视频矩阵、编解码器、DVR等设备功能集于一体，实现监控中心机房设备的精简和高度集成。由于设备数量的减少，减少了单点故障率。同时视频综合平台参考了ATCA（Advanced Telecommunications Computing Architecture高级电信计算架构）设计，关键模块冗余设计，从而保证了系统运行的稳定性与可靠性。数字化矩阵切换常见的视频监控系统一般采用DVR存储，模拟视频矩阵切换控制和级联，视频图像从前端采集到监控中心图像显示经过了多次数模转换，造成视频图像质量的下降，也影响了信号的稳定性。模块化功能组合视频综合采用插拔式模块化、机架式设计，各类视频频输入输出业务板通过组合，可以组合成64(进)x32(出)、128(进)x32(出)、256(进)x32(出)等各种规格的数字视频全交叉交换矩阵。最大支持320路模拟视频接入或80路1080P图像输出。各业务子板支持热插拔，从而提高了视频综合平台的灵活性以及对故障及时恢复能力。易扩张、易维护视频综合平台可通过功能模块方便地进行扩展，实现各种视频接入的业务需求，同时视频综合平台可扩展智能视频分析业务，实现各种智能视频分析功能、如跨线检测、流量统计、进入区域、物品放置拿取等。视频综合平台集编解码、数据交换、图像输出、大屏控制等功能于一体，简化了整个系统的部署时间，保障了项目实施的进度，减小了项目的实施风险，降低了施工和管理成本，很好的解决了以往平安城市建设维护成本过高的问题。图 5视频综合平台部署时间表第3章 系统详细设计3.1 前端监控点设计3.1.1 监控点部署原则1) 重点区域监控监控范围为市/区政府周边、各银行营业网点周边、校园周边、大型体育场周边等需要重点监控的区域。2) 人员聚集区域监控监控范围为商场、学校、公园、剧场及其他人员密集的场所的出入口及周边、城市重要路段、外来人员积聚地、城郊结合部等。3) 重要道路监控监控范围为城市主干道路道路、桥梁、隧道、十字路口等城市重要道路情况；5） 城郊结合主干道监控城郊结合主干道路的监控；3.1.2 前端摄像机选型摄像机选型原则1) 图像质量视频图像质量是摄像机的灵魂，是视频监控系统最重要的指标，没有好的图像质量，任何其他丰富的功能都失去意义。在光学器件方面，成像质量与镜头和传感器密切相关，除了考虑“硬因素”，还要考虑到“软因素”，即视频编码压缩算法，同样的光学成像系统下，不同的编码压缩算法得到的图像质量也会有差别。2) 网络适应性对于IPC应用，一个重要的外因就是网络环境，其中的网络带宽是关键环节。网络适应性主要指IPC的网络延迟性及在网络环境比较差的情况下，IPC是否仍然具有良好的表现。3) 编码压缩算法编码压缩算法和效率作为IPC图像质量的一个关键因素，百万像素高清摄像机尤为重要，对于海量的数据信息，编码压缩算法的不同直接影响着网络带宽及存储空间占用。IPC的编码压缩算法主要是MPEG-4及H.264，在高清摄像机中应用较多的是H.264压缩算法，其同等质量的图像码流仅仅是MPEG-4的一半。4) 系统安装与升级在大型、跨区域的项目中，系统的维护将会是未来运营成本的一个重要因素，所以IPC的安装、调试、操作、升级的简易型就比较重要。IPC支持本地视频输出以方便调试；具有POE功能支持网络供电；支持远程、广域、局域网的固件升级；系统设备更换的流程及时间等因素都将是影响维护运营成本中的主要因素。摄像机选型1） 模拟摄像机s 采用高性能1/3SONY CCD ，水平解析度达到540TVL s 分辨率高，图像清晰、细腻s 有效像素：PAL：752(水平)582(垂直) NTSC：768(水平)494(垂直)s 低照度，0.1Lux(F1.2，AGC ON)，支持自动彩转黑功能，实现昼夜监控s 支持自动光圈功能(直流驱动或视频驱动)s 方便的背焦调节方式2） 高清网络球机s 1/3索尼高性能逐行扫描CCD, 图像清晰, 最大分辨率可到1280x960 s 光学变倍18倍s 精密电机驱动, 反应灵敏, 运转平稳, 精度偏差少于0.1度, 在任何速度下图像无抖动s 支持RS-485控制下对Pelco-P/D协议的自动识别s 支持三维智能定位功能, 配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大s 支持多语言菜单及操作提示功能, 用户界面友好s 支持数据断电不丢失s 支持断电状态记忆功能, 上电后自动回到断电前的云台和镜头状态s 支持防雷、防浪涌、防突波功能s 室外球达到IP66防护等级s 支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度(彩色/黑白)自动/手动转换功能s 水平方向360连续旋转, 垂直方向-5-90, 无监视盲区s 水平预置点速度最高可达75/s, 垂直预置点速度最高可达50/s s 水平键控速度为0.275/s, 垂直键控速度为0.250/ss 支持256个预置位, 并具有预置点视频冻结功能s 支持8条巡航扫描, 每条可添加32个预置点s 支持4条花样扫描, 总记录时间大于10分钟s 支持比例变倍功能, 旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整s 支持守望功能, 预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用(包括上电后进入的空闲状态)s 支持报警功能, 内置1路报警输入和1路报警输出, 支持报警联动, 可在报警后触发调用预置点/巡航扫描/花样扫描/SD卡录像/触发开关量输出/客户端电子地图s 采用H.264视频压缩算法和TI高性价比的最新达芬奇处理芯片和平台, 性能可靠稳定s 支持以太网控制, 同时支持模拟接入s 可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制s 支持网络光纤模块接入s 支持SDHC卡和标准的SD卡存储s 支持三级用户权限管理s 支持双码流技术3） 高清数字摄像机s 采用1/1.8 Sony逐行扫描CCD，捕捉运动图像无锯齿s 最高分辨率可达2M (16001200)、25fpss 视频信号通过单模单纤传输，传输距离可达5KM(光模块可选)s 光纤接口为SC接口s 支持自动光圈(直流驱动)s 采用先进的电路设计，具有高画质、低失真、低噪声等特性s 支持4路报警输入、3路报警输出、1路BNC视频输出用于调试用s 可以满足远距离、高带宽、抗干扰传输需求3.1.3 前端基础配套设施立杆设计前端根据监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择摄像机的安装方法，由于大部分监控的地点都在道路或室外公共场所，摄像机的安装固定以立杆为主。杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，地基应是硬质，同时根据现场安装点的地质的实际情况，调整相应的尺寸。立杆的安装牢固；制作美观，其顶部应做防水帽，立杆有较高强度，抗台风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐。立杆基础规格按不同的杆体进行分别设计。1) 监控杆选型根据监控要求及现场实际环境，选择适当规格的监控杆，本项目可选择6m高度的立杆，臂的长度2m3m，减少死角范围。同一个广场、同一条道路或者同一个区域安装同一类型杆体。特殊情况下按监视的范围及避免摄像机被遮挡的原则选用合适杆体。利用原有灯杆（包括其它可利用的杆）安装前端设备应符合下列要求：s 一般情况下不宜选择水泥灯杆安装前端设备。s 不得采用安装在突出路面混凝土块上的灯杆。s 杆体基础必须无松动，杆体本身必须无锈蚀，灯杆底部管径必须不小于250mm，壁厚必须不小于4mm。s 设备箱宜就低放置或置于地面；如需要在灯杆上开孔引线，口径应小于50mm，并应作好后续焊接工作。s 挂墙安装横杆时，横杆长度宜为0.6m，0.9m，1.2m及1.5m。2) 立杆结构图示立杆采用镀锌钢管制成，在杆的顶部设有避雷针，能够引导直击雷入地，在杆的上部设有摄像机安装横杆，可吊装快球摄像机。立杆底部用螺栓与基础固定，电源线和光缆从立杆底部进入，基础下面装有接地电极以及由扁钢和角钢组成的接地网，接地电阻10。立杆结构如下图所示：图 6立杆结构示意图机柜设计所有的电源、光端机、防雷器等前端辅助设备都安装在设备箱内，内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时具有防尘、防雨、防破坏等功能。图 7机箱外观图1) 设备箱能放置光端机、光纤终端盒、供电设备及防雷接地装置等前端设备。2) 箱体大小按1090*420*530（mm，高*长*宽）设计，保证有充足的空间，方便设备安装和维护。3) 箱体材料符合下列要求：s 箱体采用优质冷轧钢板。s 箱体背板厚度不小于1.2mm，其余面板厚度不小于1.0mm。s 箱体表面喷涂防锈油漆，箱体有明显标识，表明设备箱用途，如“数字城管”字样。箱体进线孔有胶套保护，以防止各种线缆被刮伤。前端防雷设计1) 前端防雷接地本方案防雷设计严格执行国家的有关标准和规范，立杆防雷接地电阻10。接地网布置依据地形进行设计。立杆的基础由钢筋网加混凝土构成，首先用四根50毫米的钢管或50505mm的角钢作为接地极，同时用镀锌扁钢把四根接地极焊接形成接地网的一部分，再此接地网与法兰盘进行焊接，钢管或角钢需经过热镀锌工艺处理，以增加抗腐性能和提高其导电性能。如图所示：当土壤电阻率太高而不能满足要求时，采用垂直接地极减阻剂的方法使地网接地电阻符合要求。2) 前端设备防雷保护摄像机不受到直接雷击而在立杆上设计安装避雷针，避雷针采用不小于25的圆钢，并和立杆一次成型。在设备箱内我们对电源、信号线及控制线路安装相应的防感应雷措施，型号选用合格名牌避雷器。为避免在现场产生感应雷高电位闪络放电和雷电波磁场而损坏设备，在安装现场所有的信号线路做屏蔽等电位接地处理。 前端摄像机的视频信号、控制信号、网络信号加装信号避雷器。每个监控点设备箱电源进线做好电源避雷。前端摄像机电源使用AC24V或DC12V，由变压器供电的，单相电源避雷器串联或并联在变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。考虑到摄像头大部分是室外裸露安装，容易受到直击雷的影响。本项目选用C级电源浪涌保护器，除了能够防止间接雷8/20s的能力，还具备防止直击雷10/350s的能力。图 8前端设备防雷示意图前端设备供电设计1) 前端监控点取电方式平安城市视频监控系统前端设备通常采用两种供电方式，一种是集中供电，另一种是就近取电。本方案采取就近取电的方式为前端设备来进行供电。各摄像机终端在就近的公共供电网络(如路灯供电网)取一路220V 市电，市电经加装自动重合闸开关（含SPD），引到设备箱使用，保证了引入部分电源线路的漏电及防雷防护。快球供电电压要求为24V/AC，功率约为30VA。2) 室外监控专用UPS设备前端采用室外监控专用UPS,在市电正常时，监控不间断电源系统将市电经滤波、稳压处理后为监控系统供电，当市电发生故障时（包括市电断电、市电欠压、过高压等），监控不间断电源系统转入由电池逆变为交流电源和直流电源向监控系统供电，从而有效的保证监控系统供电的连续性，免受市电的干扰。室外监控专用UPS规格要求：户外、室内适用性UPS主机。主机最大功率要求300W，针对道路监控设备后备8小时。要求输出稳压精度为220V+10%/24/12V组，输入电压范围为165275Vac,频率范围50Hz+15%。输入端有超压与欠压保护功能，延长电池长时间户外工作使用寿命，内置胶体电池。室外监控专用UPS机内配备的大电流高频充电器，缩短电池补充能量的时间，提高电池的使用寿命，最大限度地满足户外工作的备用时间，保证监控系统的正常进行。3.2 传输网络设计视频监控系统中，前端视音频图像需要通过传输系统上传到指挥中心，并将指挥中心的控制指令传送至前端设备。良好的传输网络设计是监控系统中非常重要的一部分，如果前端设备选择的都是高指标、高画质的摄像机、镜头，但是没有良好的传输系统，最终显示的图像将无法令人满意。根据“木桶法则”，最终的图像质量将取决于整个系统中最差的一环，而这最差的一环往往就是传输系统，因此图像传输决定着视频监控系统的好与坏。当前常见的图像传输方式有如下几种：1) 视频基带传输：是最为传统的传输方式，对06MHz视频基带信号不作任何处理，通过同轴电缆直接传输模拟信号，其优点是：短距离传输图像信号损失小，造价低廉，系统稳定。缺点：传输距离短，300米以上高频分量衰减较大，无法保证图像质量，一路视频信号需布一根电缆，传输控制信号需另外布电缆，其结构为星形结构，布线量大、维护困难、可扩展性差，适合小系统。2) 光纤传输：常见的有模拟光端机和数字光端机，是解决几十甚至几百公里视频监控传输的最佳解决方式，通过把视频及控制信号转换为激光信号在光纤中传输。其缺点是：对于几公里内视频信号传输不够经济，光熔接及维护需要专业技术人员及设备操作处理，维护技术要求高，不易升级扩容。3) 网络传输：是解决城域间远距离、点位极其分散的监控传输方式，采用MPEG4/H.264视频压缩格式传输信号。其优点是：视频信号经过编码压缩在网络上直接传输，只要在Internet上安装远程监控软件就可以预览和控制图像。其缺点是：受网络带宽和速度的限制，只能传输小画面、低画质的图像；随着网络技术的不断提高，实现了大画面、高画质图像的传输，但或多或少存在着延时，无法做到实时监控。随着互联网技术的不断发展，网络传输的距离几乎是无限的，网络传输将成为视频传输的主流方向。通过上诉几种传输方式的比较可以看出，每种传输方式都有自己的优缺点，在实际项目中，一定要根据实际情况进行选择。对于传输三、四百米的视音频信号，采用视频基带传输方式比较好，其频率损失、图像失真，图像衰减的幅度都比较小，能很好的完成传输视频信号的任务。对于传输距离较远的视音频信号，建议选用光纤传输，光纤传输具有衰减小、频带宽、抗电子电磁干扰强、重量轻、保密性好等众多优点，已成为长距离视音频及控制信号传输的首选方式。对于跨城区、超远距离或已有内部局域网的视音频信号传输，可选用数字网络传输方式，通过把视音频信号或控制信号直接转换成数字格式在网络上传输。总之，传输网络方式的选用应具体问题具体分析，在项目设计之初就要把监控传输中出现的问题考虑到。3.2.1 传输线缆选型对于前端监控点到汇聚点距离为300m500m之间的，一般采用视频基带传输，最常用的传输介质是同轴电缆。同轴电缆是专门设计用来传输视频信号的，其频率损失、图像失真、图像衰减的幅度都比较小，能很好的完成传送视频信号的任务。一般采用专用的SYV75欧姆系统同轴电缆，常用型号为SYV75-5（它对视频信号的无中继传输距离一般为300-500m）；距离较远时，需采用SYV75-7、SYV75-9甚至SYV75-12的同轴电缆（在实际工程中，粗缆的无中继传输距离可达1Km以上）；对于传输距离在几十甚至几百公里以上的，采用光纤传输方式。常用的光纤传输是“视频对射频调幅，射频对光信号调幅”的调制解调传输系统。光纤有多模光纤和单模光纤之分，多模光纤由于色散和衰减较大，其最大传输距离一般不能超过5公里，所以，除了先前已经铺好的多模光纤的地方之外，在新建的工程中一般不再使用多模光纤，而主要使用单模光纤。依靠互联网技术的发展，网络传输在传输距离上几乎是无限的。常见的传输介质为双绞线，分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。非屏蔽双绞线价格便宜，传输速度偏低，抗干扰能力差，市场上常见的UTP分为3类、4类、5类和超5类四种，其中使用最多的为超5类线，相比普通5类双绞线，在传送信号时，抗干扰能力更强，主要应用在千兆以太网中。而5类双绞线的用武之地是百兆以太网。屏蔽双绞线分为3类和5类两种，STP的内部和UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。实际应用中最多的是5类双绞线和超5类双绞线。3.2.2 视频传输专网平安城市视频监控系统利用已建、新建或租用的光纤资源，建立数字化的视频信息传输交换平台，作为连接市公安局、区公安分局、派出所的三级传输基础网络，也是视频信息传输的骨干网络。视频信息传输交换平台中选用TCP/IP协议作为主要网络协议，同时支持UDP和组播传输方式。网络构架图 9视频传输专网网络传输性能平安城市视频监控系统建设一套从前端监控点到三级管理平台的视频监控专网，实现视频图像的传输和应用。视频监控承载网络的建设需要充分考虑城市治安视频监控的需求：视频业务流量大：视频监控业务在业务质量与业务体验上对带宽（特别是上行带宽）的要求较高，需要宽带接入设备提供10M带宽以上，满足视频业务同时上传和下载的双向需要；接入网设备需具备一定的QoS能力。多数情况下视频采集点数量多：视频采集点比较分散，处于网络末梢，需要宽带接入设备具备灵活、快速布放能力，至少要覆盖接入距离2.5km以内的采集点。在市公安局视频专网中，根据实际项目网络压力分析，可部署两台万兆核心交换机，通过VRRP协议实现冗余备份，市局与各区级监控中心核心交换机之间通过万兆链路级联，与市直属专业分控中心交换机之间通过千兆光缆连接，充分满足全高清网络视频监控应用的需要。为满足大量网络视频图像交换传输和存储需要，磁盘阵列直接接入核心交换机千兆电口。服务器区配置全千兆汇聚交换机，通过万兆模块接入核心交换机，服务器区交换机连接管理服务器、流媒体服务器、存储管理服务器、智能后检索服务器、WEB服务器、时间同步服务器、智能分析服务器等等。网络技术规划1) 路由协议规划在平安城市视频监控组网系统中，接入层可配置为普通二层交换机使用或启动三层功能参与路由转发；核心交换机、服务器汇聚交换机和防火墙则启动三层功能进行路由转发。在网络路由协议选择上，可采用静态路由或OSPF动态路由协议，在实际OSPF路由协议规划方面，可以将每个区作为一个相对独立的网络，分配一个OSPF的Area，每个区的互联和网络核心，则规划为OSPF的Area 0。OSPF是一个基于链路状态的动态路由协议，协议的基本思路如下：在自治系统中每一台运行OSPF的路由器收集各自的接口/邻接信息称为链路状态，通过Flooding算法在整个系统广播自己的链路状态，使得在整个系统内部维护一个同步的链路状态数据库，根据这一数据库，路由器计算出以自己为根，其它网络节点为叶的一根最短的路径树，从而计算出自己到达系统内部各可定的最佳路由。OSPF是一类Interior Gateway Protocol(内部网关协议IGP)，它处理在一个自治系统中，路由器的网络的路由表信息。OSPF把整个网络(Internet上的子网或其他类型的网)看成一个自治系统(AS)，每一个AS内若干个物理上相邻的路由器(Router)，网络(Network)组成Area，这些Area内部一般是不相交的，它们划分了整个AS。区域概念的引入是为了隔离和区分自治系统内的各部分，并由此减少路由器必须维护的整个自治系统的信息量，也就意味着减少了路由器间传输和维护的OSPF路由表的额外信息。2) IP地址规划IP地址的规划应遵循以下原则：1) IP地址的规划与划分应考虑到业务发展的需求，预留相应的IP地址段；2) IP地址分配需要有足够的灵活性，能满足各种网络用户使用需要；3) IP地址分配由业务驱动，按照具体业务需求分配适合的地址资源；4) 充分合理利用已申请的地址空间，提高地址利用效率；建议尽量遵循以上的IP地址规划原则，在工程实际情况灵活配置。3) VLAN的划分工作在网络第二层的VLAN技术能将一组用户归纳到一个广播域当中，从而限制广播流量，提高带宽利用率。同时缺省情况下不同VLAN之间用户是不能相互访问的，如需通讯要通过三层设备转发，这就便于实施访问控制，提高数据的安全性。在网络用户VLAN规划方面，一般可根据用户所属的部门，以及具体的网络应用权限来划分。在具体VLAN规划中，应合理规划同一VLAN内网络用户数量。具体VLAN分配原则制定后，根据VLAN内用户分布情况，在交换机上安排相应的网络端口，在不同交换机之间，如果需要交换同一VLAN的数据和信息，则在交换机互联的端口上设置其工作在Trunk模式下，使其能转发带有802.1Q标签的不同VLAN的数据包。4) 业务安全隔离为保证各种不同业务间的安全隔离，本方案目前考虑采用访问控制列表技术实现业务间的安全隔离。 ACL访问控制在网络设备配置中，可以利用三层设备的ACL（访问控制列表）功能，保护那些对网络安全要求较高的主机、服务器以及特定的网段。ACL是手工配置在网络设备上面的一组判断条件，对于满足条件的数据包，设备进行“转发”或者“丢弃”的处理。ACL的主要作用有：1) 实施对网段的访问控制通过在网络设备上配置访问控制过滤功能，提供网络管理人员对网络资源，进行有效安全管理的技术。介绍如下：ACL：针对数据包的目的网络地址，通过IP地址的过滤，作访问控制，包括网段和主机地址。Extended ACL：针对数据包的源地址和目的网络地址的组合，对网络访问进行控制包括网段和主机地址。例如，可以通过在网络设备上设置ACL，允许网络给普通用户访问公共文件服务器所在的网段，但拒绝对财务或者Internet等的访问。2) 实施对网络应用的安全控制通过网络设备配置的Extended ACL，针对用户数据包的应用类型，对网络访问进行控制。例如，在同一台主机上，同时运行Email和WWW应用，通过在网络设备上设置控制表，可以控制用户只能访问Email应用，而拒绝他访问WWW应用。 多链路捆绑技术多链路捆绑技术的国际标准为IEEE802.3ad。多条链路在逻辑上作为一条链路进行工作，即所谓汇聚链路。从而一方面可以获得更高的带宽，同时又因为多链路捆绑技术可以在极端时间内将汇聚链路内故障链路上的流量切换到其他正常链路，保证了链路的正常工作，因此提高了链路的可靠性，消除了单点故障。 VRRP技术一般来讲，网络终端要访问非本网段的设备时要借助缺省网络地址。一台终端设备通常会设置一个缺省网关，但如果该网关出现故障，则即便网络中还有路由通道，这些终端设备也无法自动找到出口，从而导致业务不能正常进行。VRRP协议就是引入了网关的备份机制。具体工作方式为：终端设备仍设置一个网关，与该设备所处网络直连的两台或多台三层设备都有通往其他外网段的路由。VRRP协议运行在两台三层设备位于该网络的逻辑接口之间，这两个端口参与到一个VRRP组中。终端所配置的网关地址实际是一个虚地址，浮动在两个端口之间。具体浮动在哪一个上由预先设定的优先级决定，优先级高者可以掌握该虚拟地址，负责数据的转发。当掌握虚拟地址路由器端口出现故障时，由另一台路由器接管该虚拟地址，继续承担数据的转发工作。这些切换对终端设备都是透明的，从而在该层面上消除了单点故障。网络安全性设计1) 监控平台安全原则各级监控中心之间主要传输数字信号，数字信号的传输离不开IP网络系统，IP网络由于其开发性和简易性，产生了不少的安全问题，这些安全问题严重地威胁着系统的正常运行，因此建议各级监控中心从以下几个方面入手，采取相应的安全措施和设备，提高各级监控中心的网络层安全性，达到以下安全保障能力；1) 实时检测网络中出现的入侵行为，并对其分类分级和报警。2) 通过隔离、阻断等措施对严重的入侵行为予以控制。3) 能够对某个潜在的安全攻击做出自动响应并支持多种响应方式。4) 安全的实施不影响原有网络业务的速度和效率。5) 安全实施本身（实施方法和安全设备）不会导致系统的二次安全隐患。6) 及时对计算机病毒进行防治，对中毒主机进行杀毒和隔离。7) 对垃圾邮件进行隔离和过滤，保障邮件服务器的正常工作。8) 对WEB访问进行过滤和监控。2) 主要网络安全措施1) 建设网络防火墙系统2) 建设网络入侵检测系统3) 建设网络安全审计系统4) 建设网络防病毒系统本方案主要考虑了防病毒系统和网络防火墙系统。3) 防火墙技术防火墙是一种重要的安全技术，其特征是通过在网络边界上建立相应的网络通信监控系统，达到保障网络安全的目的。防火墙型安全保障技术假设被保护网络具有明确定义的边界和服务，并且网络安全的威胁仅来自外部网络，进而通过监测、限制、更改跨越防火墙的数据流，通过尽可能地对外部网络屏蔽有关被保护网络的信息、结构，实现对网络的安全保护。在监控报警联网系统中，建议应用防火墙技术，通过对网络作拓扑结构和服务类型上的隔离来加强网络安全。一般来说，在二级监控中心和一级监控中心处安装防火墙，中心内部作为被保护的内部网络、三级监控中心作为外网，建立过滤规则和其它安全策略。由于需要处理实时视频数据流，应该采用高性能的硬件防火墙，采用ASIC芯片，直接在硬件设备中处理访问策略和加密算法，在千兆位传输速率下，仍能提供多项功能，包括：封包分析、分类、加密、解密、网络地址翻译(NAT)及会话配对等。4) 入侵检测技术防火墙是一种主要的周边安全解决方案。虽然防火墙能够在网络级提供访问控制，但好几个通信端口都是开放的。借助这些端口，外部用户能够与机构内的交换机通信。例如，邮件和Web服务器都要求，外部能够访问某些端口。通过这些端口，黑客可以穿过防火墙攻击服务器，将其作为公司网络的入口。入侵检测系统（IDS）是防火墙的补充解决方案，可以防止网络基础设施（路由器、交换机和网络带宽）和服务器（操作系统和应用层）受到袭击。由于问题比较复杂，先进的IDS解决方案一般都包含两个组件：用于保护网络的IDS（NIDS）和用于保护服务器及其上运行的应用的主机IDS（HIDS）。NIDS主要预防网络袭击，HIDS则主要防止服务器遭受OS和应用袭击。NIDS检测器配置为分布式模式，安装在多个位置上：最重要的位置是防火墙前面，负责监控进入机构的通信信息。另外，每个重要的网段都安装一个检测器。HIDS首先部署在面对互联网的服务器上（Agent），例如Web、邮件和DNS服务器。由于面向互联网的服务器与后端服务器相连，因此，HIDS也部署在公司防火墙内的所有其它主要服务器上。考虑到袭击技术多种多样，黑客数量只增不减，必须采用全面的解决方案才有有效预防黑客的袭击。我们建议公安局用户在关键部位同时采用主机入侵检测和网络入侵检测。5) 漏洞扫描与风险评价风险管理系统是一个漏洞和风险评估工具，用于发现、发掘和报告网络安全漏洞。一个出色的风险管理系统不仅能够检测和报告漏洞，而且还可以证明漏洞发生在什么地方以及发生的原因。它就象一个老虎队一样质询网络和系统；在系统间分享信息并继续探测各种漏洞直到发现所有的安全漏洞；还可以通过发掘漏洞以提供更高的可信度以确保被检测出的漏洞是真正的漏洞。这就使得风险分析更加精确并确保管理员可以把风险程度最高的漏洞放在优先考虑的位置。漏洞扫描系统也包含两个部分：基于主机的和基于网络的基于主机的安全漏洞扫描和风险评估工具：它通过简化整个安全策略的设置和安全过程，可最大可能的检测出系统内部的安全漏洞障碍，并且使管理人员能够迅速对其网络安全基础架构中存在的潜在漏洞进行评估并采取措施。基于网络的安全漏洞扫描和风险评估工具：它可根据整体网络视图进行风险评估，同时可在那些常见安全漏洞被入侵者利用且实施攻击之前进行漏洞识别，从而帮助企业妥善保护网络和系统。它能够安全地模拟常见的入侵和攻击情况，在系统间分享信息并继续探测各种漏洞直到发现所有的安全漏洞，从而识别并准确报告网络漏洞，并推荐修正措施。6) 网络防病毒系统病毒是目前计算机网络系统的最大风险之一，因此在各级监控中心部署强有力的防病毒系统是非常必要的。该防病毒系统应该能够提供高性能的防护和灵活性，保护网关、服务器和工作站的安全；它应该是一个完善的安全解决方案，提供先进技术来保护网络中的各个层次；它应该能够提供集中化的策略管理，为整个公安专网的工作站和网络服务器提供可扩展、跨平台的病毒防护。3.3 监控中心设计3.3.1 监控中心组成平安城市的典型架构模式为派出所-公安分局-市公安局，一般在区/县公安分局或市公安局设计监控中心作为整个视频监控系统的最高指挥中心。本方案中在监控中心采用视频综合平台实现对原有视频资源和新建视频资源的统一接入，通过视频综合平台统一编码、统一控制和统一切换输出，在监控中心配置流媒体服务器、存储服务器、Web服务器，部署平安城市视频综合信息管理平台软件实现所有资源的统一调度指挥。3.3.2 显示子系统本方案监控中心的显示系统采用LCD拼接技术。在LCD拼接还没有凸显的时代， DLP一直以绝对的王者姿态雄踞着大屏拼接领域。DLP大屏拼接具有数字化显示亮度衰减慢、像素点缝隙小、图像细腻、适合长时间显示计算机和静态图像，拼接细缝达到0.5mm，基本上能够实现无缝拼接等优势，但由于其厚度大、占用空间大、功耗大、维护成本高，其灯泡平均使用寿命仅有三千至五千小时，对于平安城市视频监控系统，需要长时间不间断工作，如果一天二十四小时运行，几个月便要更换背光灯，其维护费用非常昂贵。随着LCD技术的发展，它具有厚度薄、能耗低、寿命长、可无限拼接等优势，可以根据空间和用户需求打造个性化的拼接方式，LCD大屏拼接系统的市场占有率逐年上升，并将成为大屏拼接系统的主流技术。其主要优势体现在以下7个方面：1) 高清晰度、高亮度、高色域清晰度、亮度、色彩饱和度是液晶的三个重要性能指标。2) 窄边设计LCD液晶屏由于背光灯管作为发光源，其边缘一般较宽，因此LCD拼接墙经过独特的窄边结构设计，拼接细缝可达到6.7mm，随着技术的不断发展，拼接墙的细缝会达到3.5mm，进一步缩小与DLP无缝拼接技术的差距。3) 拼接方式可选LCD拼接墙的拼接数量可任意选择，屏的大小亦有多种选择，以满足不同使用场合的需求。4) 灵活多变的拼接显示组合功能可根据不同用户的要求进行个性化设计，选择单屏显示、整屏显示、任意组合显示、图像漫游、图像叠加等功能。5) 环保健康与DLP拼接技术相比，LCD拼接墙发热量小、无辐射、无闪烁、不上眼、不含有害物质（如铅、汞、铬、镉等）。6) 寿命长，维护成本低液晶单元的灯管具有超过6万小时的使用寿命，且长时间工作后图像稳定没任何变化。不需要定期更换灯泡，相比DLP拼接墙，大大降低了维护、维修成本。7) 美观的墙体结构LCD拼接墙的机柜厚度仅为180mm，采用全钢结构，坚固牢靠，拼接屏嵌入式安装，简单方便，整体结构紧凑，节省空间。传统的大屏显示系统图 10传统大屏显示组成图传统的大屏显示系统必须有：RGB矩阵、AV矩阵和专业的大屏控制器等设备，设计的设备多、系统繁杂，大屏控制器大多为PC架构，稳定性差。本方案中采用的视频综合平台自身具备RGB矩阵、AV矩阵、DVI矩阵奇幻和专业的大屏控制器等设备，轻松实现图像缩放、叠加、拼接、分割、融合等功能。如下图所示：图 11视频综合平台大屏显示组成图产品特点1) 高亮度 普通液晶亮度 本系统液晶亮度常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250300 cd/m2之间，液晶拼接屏的亮度值介于6001500 cd/m2之间。高亮度保证了画面显示质量，可以更加真实反映出信号源的本身的画面质量。2) 高对比度普