项目概况

　　目前该区已完成了两期的平安城市视频监控系统建设，包括400个一类模拟视频监控点、七个派出所监控中心、分局监控中心和视频专网的建设。

　　本期项目主要根据省新三年规划的要求，结合该区自身实际情况，对平安城市三期项目建设进行规划设计。本期项目主要在一期、二期的基础上，增加200个视频监控点。新增监控点全部采用高清网络摄像机，使监控图像清晰度更高、细节更加清楚、监控覆盖范围更广，从而提高现场实时监控、回放图像的效果和监控效能。同时，本期项目对区级监控指挥中心进行改造，实现新增高清视频监控点的接入、显示、控制和录像存储，各级派出所监控中心通过现有视频专网对新增高清监控点图像进行调用和录像回放。

　　通过本期项目的建设使平安城市视频监控系统进一步覆盖该区人流聚集、治安复杂区域，进一步协助公安机关及其他相关部门通过本系统实时、直观地了解和掌握该区的治安动态，通过及时的调度、指挥、处置，达到精确打击、预防和控制违法犯罪、维护良好的治安环境的目的，有效提高社会治安管理能力。

　　需求分析

　　本项目基于原有平安城市视频监控系统进行建设，项目的建设主要考虑以下因素：

　　扩大社会面监控的力度，在重点部位、案件多发部位、治安复杂场所等区域的进行视频监控补点，提高平安城市视频监控系统的覆盖范围;

　　提高视频监控图像清晰度和细节呈现能力，为重要取证环节提供更有效、准确的证据和信息，从而提高公安对案件的响应和处理效率;

　　项目的建设需考虑新旧系统的整合。在建设资金有限的情况下，尽可能利用原系统的设施，系统用户端操作须实现新旧系统控制的统一性、便捷性，便于使用人员的操控;

　　随着平安城市视频监控系统的不断推进，系统规模越来越大，因此要求建设一套综合管理平台对庞大的系统数据进行管理、处理。另外，结合公安业务的需求，系统的功能需求不仅满足于简单的视频图像存储和调用，公安部门更注重视频图像信息与公安业务的融合，希望可通过平台完成对海量视频信息的收集、分析、管理、数据挖掘，充分发挥视频信息直观、动态的优势，实现其在公安业务上的综合应用，提升公安科技与信息化的应用水平。

　　设计方案

　　前端监控点设计

　　根据监控点现场环境的实际需要，分别采用高速球型摄像机和固定摄像机。其中高速球机可以进行水平和垂直方向的旋转，从而具有监控覆盖的角度、面积大等特点，固定摄像机可对监控部位进行固定的24小时监控，相对于高速球型摄像机不存在因摄像机转动时引起的时间差而造成监控盲区的缺点，是高速球型摄像机监控的有效补充。高速球机主要用于等空旷、四处无遮挡、需要进行全方位实时监控的区域，如大型活动广场、公园等人流密集的公共区域和十字路口。固定摄像机主要用于街道、出入口等需要进行24小时定点监控的区域。鉴于平安城市视频图像资料作为重要的技侦手段，具有事后追索的特点，同时出于投资成本的考虑，本项目主要以固定摄像机建设为主。

　　在高清摄像机的图像分辨率选型上，通常图像传感器的像素均比编码最大图像分辨率要高，但在传感器感光面积相同的情况下，若传感器像素越大则平均每个像素点的感光面积越小，相同曝光时间内的通光量越小，所以成像的低照度效果越差，因此，为确保监控点在晚间低照度环境下的监控效果，满足全天候监控的需求，本项目选用了1/3寸 CMOS日夜型130万像素高速球型摄像机和固定摄像机，而没有选用200万像素的摄像机。当然，在对图像分辨率要求较高的特殊环境下，可根据实际情况选用200万像素摄像机。

　　在高清摄像机的网络接口选型上，目前其的网络接入方式有以太网(RJ45)、光纤(FC等)和EPON方式。其中，由于本项目采用租用第三方通讯运营商的裸纤线路进行点到点的信号传输，且各前端监控点的位置分散，难以自行敷设光纤线路，难以发挥EPON一线串联多个设备的优点，因此本项目不考虑EPON。同时，出于网络安全性的考虑，本项目选用具有光纤接入的高清网络摄像机，可降低内部视频专网络通过安装在前端监控点的以太网口而泄露信息的安全隐患。

　　高清网络监控系统的摄像机图像信息基于网络进行传输，但网络往往容易受各种因素的影响而造成数据传输的堵塞，容易造成系统录像缺录。所以，本项目采用支持前端缓存功能的摄像机，并配置SD存储卡，在网络链路出现问题时，将图像缓存在摄像机本地，一旦网络恢复，缓存的图像资料将自动上传补录到中心的存储设备中，以提高系统录像存储的可靠性。

图1 流媒体转发的视频传输模式架构图

　　网络传输设计

　　本项目的网络主要由前端监控点至派出所监控中心、各级派出所至区级监控中心以及监控中心内部网络组成。网络传输设计应考虑以下因素：

　　数据源的部署：明确产生数据(摄像机)、接受数据(存储设备、流媒体转发设备)和调取数据(客户端、解码器)的设备分布情况;

　　数据的流向和大小：明确数据流的传输路径、方向和大小，明确数据传输的汇聚点和压力所在;

　　网络水平指标：明确网络的带宽冗余、容灾能力，以及丢包率、时延等网络指标性能。

　　本项目系统的数据流主要由实时流、存储流、回放流、组播流，流向如图1所示，流媒体服务器端的网络传输压力最大，在组网时应计算其最大传输带宽的要求，在设备选型时应确保其性能可满足要求。

　　由于高清网络监控系统的所有数据均基于视频专网进行传输，因此进行网络建设时必须保证网络的可靠性、安全性，选用的网络设备要支持双引擎、双电源，保证核心设备的冗余，另外，为确保网络的可靠性，本项目配置具有双链路功能的网络交换机。

　　存储设计

　　本项目选用流媒体服务器+IP SAN的存储模式。为便于日后监控点的增加、系统规模的扩大，本项目采用分布式存储方式，将流媒体服务器和IP SAN分别部署在各派出所监控中心，同时在分局监控中心部署一套存储设备，用于重要资料的备份存储。

　　本项目采用720P/30fps、H.264的图像编码存储方式，每路码流按4Mbps计算，每路视频每天所需存储容量为：4Mbps÷8×3600×24H÷1024≈42GB。本项目采用Raid5磁盘阵列方式，同时为提高存储数据可靠性，增加1个校验备份盘，对Raid5的校验盘进行数据备份，存储空间=磁盘容量×(磁盘数n-1-1)。

　　由于本项目选用流媒体服务器+IP SAN存储方式，存储流由流媒体服务器进行处理转发，流媒体服务器的性能直接关系系统存储的可靠性和稳定性，所以需根据系统的规模配置数量和性能适合的服务器，同时流媒体服务器必须配置双电源、双网络口等冗余设施。

　　显示设计

　　本项目的各派出所监控中心已各自建有电视墙，同时均配置了模拟矩阵进行图像的切换显示，但目前电视墙的性能则由于建设时间和建设资金投入的差异而有所不同。

　　本项目分为两种情况：一种是采用CRT监视器组成的电视墙，该监视器只有模拟的视频接口，不能进行高分辨率图像显示;另一种是采用液晶监视器组成的电视墙，该监视器具有VGA、HDMI等数字接口，可显示高清数字图像。

　　本项目根据各派出所的现状，对新增的高清视频图像采用不同的显示方式。

　　对于由CRT监视器组成的电视墙，则保留原有模拟矩阵进行图像的显示切换，对模拟矩阵的输入进行扩容，同时配置视频解码器，将新增的高清视频图像解码为模拟图像信号统一输出至模拟矩阵，从而保留原有的图像切换显示方式对新增监控点的图像进行显示。该显示方式虽减少了电视墙改造的投入，但只能显示模拟分辨率的图像，不能突出高清视频图像高清晰的优势。但同时，在更注重事后取证应用的平安城市监控系统中，该显示方式较适合作为过渡性的使用;

　　对于由液晶监视器组成的电视墙，则配置高清视频解码器，对新增的高清视频图像解码输出至电视墙进行显示。为实现新旧视频图像切换控制的统一性，便于使用人员操作，本方案通过综合平台对原系统硬盘录像机的接入、取流，直接采用高清视频解码器对原系统模拟视频图像解码输出至电视墙进行显示。采用该图像显示方式后，电视墙图像统一改由综合管理平台进行切换控制，另外，为便于使用人员对新旧视频监控点的控制，如球机的旋转、变焦等操作，本方案将原有模拟球机的控制信号改由通过原有硬盘录像机进行控制，高清网络球机和原有模拟球机均统一由综合平台进行控制操作。该显示方式在实现模拟视频和高清视频图像同时在电视墙进行切换显示的同时，与将模拟矩阵改为具备模拟、数字视频管理的大型综合平台方式相比，大大地节省了建设费用，适合模、数共存的新旧系统。

　　平台设计

　　本项目的综合管理平台主要由中心管理服务模块、集中存储模块、智能分析与检索模块、客户端应用模块、报警服务模块、大屏幕电视墙模块、扩展接口模块等组成。出于日后系统的扩容和对社会视频资源整合的考虑，平台支持GB/T28181、ONVIF等行业标准，并支持将其他各类第三方平台转换为标准联网协议，可实现多平台的对接。

　　本项目综合管理平台采用分级部署方式，分别部署在派出所和分局。派出所划分为二级平台，是一个独立完整的平台系统，可独自进行管理，可独立完成派出所本级的所有平台业务;分局划分为一级平台，基于二级平台运行，负责全网资源的统一调度、管理。在平台性能运行上，分级部署平台引用了“云计算”的概念，平台基础数据的运算、处理分散在二级平台完成，多个二级平台可通过专网实现资源的共享和信息备份，一级平台负责资源的分配和调度，实现平台资源利用的最大化。

　　安全设计

　　由于平安城市的视频监控点均部署在城市街道等公共区域，高清网络监控系统则将系统网络暴露在城市“街头”，大大增加了系统信息泄露的危险。因此本项目从物防、技防方面加强系统网络安全。

　　物防：前端监控点线路均在立杆内敷设，提高线路的物理防护，同时将前端设备机箱安装在立杆上，增加作案难度;

　　技防：前端设备机箱配置防盗报警设备，报警信号接入前端摄像机的报警输入，通过网络将报警信息传回监控中心，并由综合管理平台接受、管理。如前端机箱被撬开等报警出发时，防盗报警设备在现场发出声光警报震慑作案份子的同时，监控中心平台马上发出相关报警提示，并自动控制前端摄像机(球机)对机箱区域进行监控。同时，本项目选用具有光纤接入的高清网络摄像机，可降低内部视频专网络通过安装在前端监控点的以太网口而泄露信息的安全隐患。

图2 系统架构图

　　结语

　　无论是模拟视频还是目前采用的高清网络视频监控，平安城市视频监控系统的建设均离不开公安部门的业务需求。因此系统的设计和建设必须结合当地公安部门需求和实际，做到因地制宜，这样才能充分发挥系统的应有作用。

　　(本文作者现任职新东方电子技术工程有限公司营销部部长)