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视频监控在监狱中的应用

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监狱是强制管理违法犯罪人员的场所,对犯罪者日常行为及特殊情况下的监控,是监狱不可缺少的职责。视频监控报警系统通过对监狱围墙、监舍、禁闭室等重点区域进行严密的24小时电视监控,可第一时间对越狱或意欲越狱等事件作出快速反应,提供事件发生前后一定时间内的查证资料,并可采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个监狱的监控,为监狱的管理工作提供更有效的技术手段,大大减轻监管人员的压力,提高管理的效率和质量。

    监狱,是实现社会治安综合治理的最重要环节之一。在其内发生的任何闪失,都会给监狱外的社会治安带来巨大的压力,甚至严重的后果。近些年来,犯罪人素质和技术水平越来越高,采用高科技手段加强防范是当务之急。

    监狱是强制管理违法犯罪人员的场所,在押人员不易管理,既要保障社会的安全,也要保障狱警人员及在押人员的安全,对犯罪者日常行为及特殊情况下的监控,是监狱不可缺少的职责。在高新技术数字化发展的今天,“多媒体、数字化、全方位”是监狱系统对电视监控系统的新要求,也是充分发挥监控系统的作用,实现“向科技要警力”的途径。

    视频监控报警系统通过对监狱围墙、监舍、禁闭室等重点区域进行严密的24小时电视监控,不仅能在第一时间对越狱或意欲越狱等事件作出快速反应,还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料;同时采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个监狱的监控,为监狱的管理工作提供更有效的技术手段,大大减轻监管人员的压力,提高管理的效率和质量。

系统概述
    监狱监控系统安全系数要求很高,必须确保系统高性能与高稳定,根据项目单位要求,在监区、周界监控等公共场所及重要区域安装监控系统,全方位音视频监控内部情况,确保安全。

    摄像机的选型必须兼顾效果与特殊环境要求,本工程要求采用数字与模拟相结合的数模混合监控系统,运用视频矩阵等传统的监控设备进行音视频显示,采用先进的数字硬盘录像机对重要区域进行24小时监控录像并记录保存,监控区域要求达到监控无死角。

    工程布线采用标准化布线,整个工程力求做到系统结构配置更实用、更经济,节省项目单位总体投资。

需求分析
监区的监控

    监区是监管囚犯的重要场所,对于一些高度危险的囚犯,必须对其所有行为进行全实时的监控,以防止发生意外的事情。监区内要求可以实现语音对讲,摄像机要求防暴型的,而监控系统对于监区,既可以做到对犯人监控,防止伤残,又可以做到无人值班时实时录像。另外每个囚室还要做无死角的监视效果,所以摄像机及镜头都要根据具体情况选定特定的镜头。

监狱周边的监控
    监狱周边是其重要的安全范围,也是犯人越狱逃跑的地方,甚至是外界劫狱进入监区的地方,因此在此区域的监控要预计一切不安全性的可能,既可有效预防这种情况发生,又可结合报警系统的应用,对周界的实时情况实时监控,实时报警。[nextpage]

公共活动场所的监控
    公共活动场所是犯人的主要活动场所,这种环境往往是比较复杂的,容易发生情况的,通过监控系统就可提前监视可能发生的异常,可有效报警,通过报警系统在发生非正常的情况,及时向监狱管理部门发生报警,以便及时对各种非正常行为做出处理。

办公室区域的监控
    监狱本身是押放不安全犯人的地方,要保证犯人安全的同时还要确保看管人员的安全,通过监控系统就可以做到在看管人员较少的情况下,对那些存在的危险、可疑的情况及时的报警,第一时间确保看管人员的安全,为监狱的整体安全与稳定打好基础。

特殊区域的监控
    对于一些比较特殊的区域,如:枪檄库、重要文件库,这些地方必须保证绝对的安全,通过监控系统就可对周围存在的非正常现象及时处理,对监狱的安全起到重大的作用。

系统特点
    因其使用场所的特殊性,监狱是一个小型的生活圈,其有食宿、医院、生产区、活动区等,所以监狱联网系统有着不同于一般监控联网系统的特殊要求,大致归纳如下:

·监狱监控防范的对象是监狱内部和罪犯,主要保障监狱内部安全、防止罪犯自伤自残等,要求监视的广度和深度都要比一般的监控方案复杂;
·监视环境分布范围广、监控点多,监狱在较为狭小的地域范围内集中了大量的摄像机和传感器,需要对全监罪犯所有活动场所、重要通道、进出入口等,完成监视、对讲、报警、监听、广播等监视任务,需要安装大量的摄像机和其它探头;
·智能化、系统功能强大,在监控系统、监听对讲系统、门禁识别系统、报警通信系统及指挥预案处理系统间使用计算机软硬集成的方式,将信息有效连接起来,做到自动报警、自动识别、自动记录、自动转发等。针对监狱业务,系统应体现日常监管、紧急状态、特殊情况的辅助作用;
·由于监视图像数量极其庞大,监控要求能及时切换、轮序显示所有监视画面,并且及时得到反馈信息,而监狱需要保证获得全实时、高清晰度的视频图像,并且通过各种技术手段提高预警能力,发生突发事件时,指挥调度干警应急处理;
·数据信息共享性:将监控信息的管理并入狱管部门统一的办公平台中,充分实现信息共享、远程调度,便于增强对狱警的管理,提高管理效率。

系统架构
    前端探测设备主要是指视频监控系统分布在前端监控的视频摄像机,根据现场不同需求选择不同类型的设备,视频摄像机与后端控制设备采用同轴电缆进行连接。

    在监控系统中,监控图像的传输是整个系统的一个至关重要的环节,在距离监控中心500米内的监控点,采用专用视频线传输线SYV-75-5的同轴电缆进行视频传输,具有图像效果好、价格较便宜、铺设较方便的优点;在距离监控中心较远的区域,则采用视频光端技术来进行传输,即是视频信号通过视频端发射转换为光信号进行传输,至监控中心再还原为模拟信息,由于光在传输过程中接近零衰减,所以,同样也得到理想的清晰图像。光纤传输不但能实现高保真远距离的传输,且不易受干扰,可实现一线路传输多路视频及数据。

    监控中心是安全防范系统的“心脏”和“大脑”,也是实现整个系统功能的指挥中心,负责设备管理、用户权限认证、报警信息的记录和处理等,从而达到对监视内容的实时录像、打印。控制中心主要由视频矩阵切换器、计算机多媒体控制系统、硬盘录像机、液晶监视器、视频分配器及功能服务器模块组成,监控中心各核心设备可通过交换机连接到劳教局内部专用,供其它客记访问使用。[nextpage]

    如图1所示,监狱系统是由多个子系统组成的,监控是整个系统的主要组成部分。

解决方案说明
1、监狱监舍、医院
    可以配置1-2个监狱专用的防暴摄像机,该摄像机要有低照底、宽动态等功能,可实现日夜监控,同时配置1个防暴对讲分机、监听设备,对讲分机和监听设备也可连接入值班室配置的对讲主机。

2、车间、教学楼、食堂、会见楼
    对于这些图像质量要求一般的室内监控,根据需求配置多路标清的硬盘录像机,可用于接入日夜型摄像机、半球、智能球机和监听设备,完成日常监控功能,可以配置广播系统接入硬盘录像机的音频通道;同时结合广播系统实现分区播放音乐、通知和紧急广播。

3、监舍走廊
    配置多台日夜型彩转黑摄像机和多个紧急报警按钮接入值班室的分控中心,当有人按下按钮时,报警信息上传到值班室,走廊两端进出配置门禁系统,值班室可以随时控制走廊门开关。

4、监狱道路和公共场所
    在道路和公共场所主要以球机为主,球机图像和求助按钮接入硬盘录像机,可以通过该按钮向中心发送求助信息,中心可以自动弹出报警点图像并联动存储,并可控制前端的云台和摄像机变倍,可以配置广播系统,用于播放音乐、通知和紧急广播。

5、监狱周边围墙和道路
    围墙采用高清低照度摄像机和选配的红外对射接入光端机,多台光端机通过光纤接入到控制中心,红外报警时可以和硬盘录像机、矩阵实现报警联动,同时在电视墙上实现大画面弹出。

6、监舍、医院等分控中心
    在值班室可以和监舍的犯人对讲,同时值班室的分控中心可以直观的观察当前犯人的实时状态,由于对讲管理主机带有报警输出口,可以接入到硬盘录像机,通过监控硬盘录像机对对讲主机协议进行解析,当有监舍对讲请求发生时,图像会自动弹出,事后可以根据对讲事件检索录像。值班室进出配置门禁系统和总控中心联动。[nextpage]

7、总控中心
    配置多台服务器结合管理平台软件和网络录像设备,配置相应的解码设备,实现视频图像上传电视墙的控制管理。同时配置红外报警系统、门禁管理系统,通过和监控管理平台的联动实现红外报警、门禁出入实时图像弹出和存储,以及事后根据红外报警和门禁出入记录检索图像等功能。管理平台软件还可以接入广播系统、三级预警报警系统,根据监控系统的实时信息对前端进行全区、分区广播或者对前端分区实现寻呼对讲;如有紧急预警报警也可以实时的通过管理平台发布到各显示屏上;实现的资源共享、统一管理的功能。可以将监狱信息上传到省监狱管理局,未来可以和智能视频分析系统集成联动,提高预警能力。

系统实现功能
·图像显示:高清晰的实时图像画面,可单画面、多画面分割、多路轮循,隐藏部分区域等多种显示方式;
·声音采集:多路音频与视频同步输入功能,音质清晰流畅,无杂音并可进行同步存储,声音与图像数据同包,回放时音质无失真;
·录像存储:采用新一代H.264高压缩技术,大大提高压缩比及网络传输效果;每路均可达到全实时录像,系统可按日程表设置定时连续录像、视频移动录像、报警联动录像和手动录像等多种模式,智能化管理,支持多硬盘循环录像,无需人工换盘;
·检索回放:可以录像的同时精确、迅速检索需要的录像资料;
·控制功能:可方便控制前端装有设置高速球、云台的摄像机等;
·报警功能:有视频检测及移动报警录像等功能,与报警设备相关联动;
·电子地图:主机具有电子地图功能,用户可根据实际情况绘制电子地图和设置报警点;报警后电子地图自动弹出,显示报警方位;
·操作系统及软件升级:支持多种操作系统,用户界面友好,支持软件升级;
·使用方特定功能:根据使用方特殊要求开发新的软件功能。

远程监控中心
·具备强大的联网功能:可以用PSTN、ISDN、ADSL、DDN、LAN、Internet等方式进行联网,并提供防火墙穿透,VLAN穿透,路由器开放端口等各项参数与功能;
·采用先进的网络解压缩格式,自动适应带宽并配置资源,优化网络传输速度快,提高播放画质,减少网络延时;
·系统支持多个分控端对一个主控端的同时远程访问,或多个分控端对多个主控端同时远程访问,各点之间相互独立,互不干扰;
·远程联网具备本机的所有功能,包括远程图像实时监看、远程调看录像资料、远程遥控云台镜头、远程报警接收,还可通过网络对各网点录像主机的系统参数进行设置等;
·可对各网点的不同录像主机进行分组管理,通过点击快捷按钮,可调看同一录像主机上不同画面,也可在同一窗口监看不同录像主机的图像;
·具有异地录像存储功能;可在主控端设置网络分控端的分控权限,通过不同密码使分控端享有不同操作权限,以区分管理层次,加强管理的安全性。

系统安全性
监控资源共享的安全
    根据公安部、有关监狱通信网运行管理规定和公安计算机信息系统安全保护规定的要求,同时遵循应用先行的原则,对于监狱外部监控接入方式与监控图像资源共享的问题上规定如下:

·公安系统与监狱系统之间的监控资源共享尽量通过模拟方式共享,尽量不采用通过网络共享,避免公安专网与互联网连接带来的网络安全问题;
·公安系统以外的外部监控系统信号必须统一采用模拟方式接入;
·外单位需调用公安的图像资源必须统一采用模拟输出方式;
·如果需通过以太网方式与市政府有关专网互联共享监控资源,则必须接入具有模数转换功能的图像编解码器,以达到物理隔离要求;
·坚决杜绝通过互联网或者与互联网互联的外单位专网实现图像资源的共享。[nextpage]

    各派出所如有外单位接入需求的,其具体实施方案(含方案、系统图、设备、接入单位的资质、人员以及完工后的定期例检制度等)须上报市局审核,擅自接入的单位一经发现责任自负。

基于公共网络传输的数据安全建议
    在公共网络平台上传输保安监控报警联网系统的数据,需要考虑数据传输不能向公网泄露,即数据传输的安全性。在考虑数据安全性的同时还需要考虑该平台的性能,保证实时音视频数据传输的效果。建议可考虑以下两种公共网络数据安全传输方案:适用于在Internet上传输数据的VPN网络、适用于在公共的宽带IP城域网上传输数据的MPLS-VPN网络。

各级监控中心的网络安全
    各级基层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,因此建议各级基层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。

    承载网络的性能是网络良好运行的基础,必须保障网络及设备的高吞吐能力,保证各种信息(数据、语音、图像)的高质量传输,力争实现高品质透明网络。

    设备的可靠性——网络中所涉及的网络设备,采用了电信级的高可靠设计。核心交换机选择提供交换引擎冗余备份的方式,电源支持到2+1备份,管理总线双备份,并且主备切换实现完全实时,网络应用不会出现中断。同时采取多项冗余措施,例如骨干连接相互冗余、负载分担等。设备支持2-7层的应用识别分类、流量属性分析、流量策略管理、分类统计报告以及状态预警等多种功能。

    接入层交换机建议选择一款两层的百兆交换机,提供百兆以太网接口,是专门为企业网络提供百兆到桌面/服务器连接而设计产品。交换机为网络提供了更多的智能特性,如基于策略的VLAN、支持基于端口/流/MAC/VLAN镜像、增强的ACL和端口安全功能等;支持EAD(端点准入防御)功能,配合后台系统可以将终端防病毒、补丁修复等终端安全措施与网络接入控制、访问权限控制等网络安全措施整合为一个像联动的安全体系;更加多样化的管理和丰富的特性。同时能提供线速的千兆上行端口,满足现在千兆骨干,百兆接入的主流需求,此外还提供了丰富的安全特性和更多的QoS特性,对于提高的网络的安全性有很大的帮助。

    核心层负责整个网络的数据交换,同时也是整网的路由交换中心,全网绝大部分第三层的转发交换都通过核心节点集中进行,因此一方面必须保证核心层交换机具有足够高的性能,另一方面必须保证核心层交换机的高可用性,核心层交换机应该尽可能采用支持高冗余度的设备。

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,保安监控中心和各级基层监控中心处安装防火墙,中心内部作为被保护的内部网络、各级基层监控中心作为外网,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。

防病毒
    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,为整个保安监控报警系统的工作站和网络服务器提供可扩展、跨平台的病毒防护。

结语
    随着社会的发展,监狱的安全更显示重要性,这更要求监狱安防系统的设计要面向现代化、智能化、科技化的方向发展,只有这样才能更好地保证监狱的安全和社会的安全。

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