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中石油北京公司监控报警方案(上)

根据《北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见》(京政发[2006]17号)文件精神,加强图像信息管理系统建设,是加强城市基础设施建设,提高城市管理水平的重要手段之一。
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【安防知识网】根据《北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见》(京政发[2006]17号)文件精神,加强图像信息管理系统建设,是加强城市基础设施建设,提高城市管理水平的重要手段之一。

第一章 概述
1.1项目背景
 
        根据《北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见》(京政发[2006]17号)文件精神,加强图像信息管理系统建设,是加强城市基础设施建设,提高城市管理水平的重要手段之一。近年来,随着城市管理工作的推进,本市许多重要部位、公共场所、主要道路和一些重要基础设施都安装了图像信息采集设备,其分布已达到一定规模,在提高城市公共事业和社会治安动态管理方面发挥了积极作用。但目前仍存在覆盖面小、标准制式不统一、联网率低、运行维护水平不高等问题,难以满足首都现代化城市管理工作和举办一届有特色、高水平奥运会的需要。

        为全面实现“新北京、新奥运”战略构想,构建社会主义和谐社会首善之区,努力提高城市建设和管理水平,切实加强城市基础设施建设和运行管理,优化社会公共服务质量,切实提高预防和处置自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发公共事件的能力,必须以筹办2008年奥运会为契机,规范整合现有图像信息资源,加大建设、改造和维护工作力度,在全市重点地区、重点部位、公共场所、交通道路和城市重要基础设施建设图像信息管理系统。

        按照科学发展观和构建社会主义和谐社会首善之区的要求,依据《北京市突发公共事件总体应急预案》,在市政府统一领导下,坚持以人为本的科学发展观,由各区县政府负责,各级国家机关、企事业单位共同努力,整合资源,改建并举,积极推进全市图像信息管理系统建设,推进城市网格化、信息化、动态化管理工作,切实提高防范和处置突发公共事件的能力,增强城市减灾、防灾、救灾能力,实现精确、高效的城市管理,为广大群众创造安全、便捷、舒适的城市环境,为成功举办2008年奥运会提供坚实保障。

1.2设计依据 
        根据网络视频监控系统的要求和国家有关法规的要求,经研究、分析设计本系统方案,该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点,而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。

依据的相关规范包括:
《北京市人民政府关于加强图像信息管理系统建设工作的意见》(京政发[2006]17号)
《图像信息管理系统技术规范》DB11/Z 384-2006北京市标准化指导性技术文件
北京市图像信息管理系统建设工作会议精神
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA 241.9-2000
《工业电视系统工程设计规范》GBJll5—87 [nextpage]
《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996
《建筑电器设计规范》JGJ/T16-92
《软件工程国家标准》
《电气装置安装工程施工及验收规范》
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全检查防范系统通用图形符号》GA/T74-94
《社会公共场所安全防范工种设计规范》
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB 50198-94
《信息技术软件生存期过程》GB/T 8566-1995
《计算机软件产品开发文件编制指南》GB/T 8567-1988
《计算机软件需求说明编制指南》GB/T 9385-1988
《软件工程术语》GB/T 11457-1995
《计算机软件质量保证计划规范》GB/T 12504-1990
《计算机软件配置管理计划规范》GB/T 12505-1990
《软件维护指南》GB/T 14079-1992
《计算机软件可靠性和维护性管理》GB/T 14394-1993
《软件支持环境》GB/T 15853-1995

1.3设计原则 
        通过认真分析加油站图像信息管理系统需求,按照系统扩展性原则,我们在加油站图像信息管理系统设计方案中将遵循以下的原则:

(1)先进性 
        应充分考虑信息化社会迅速发展的趋势和加油站图像信息管理系统的本身特性、管理要求,在技术上适当超前,所采用的技术和设备应能保证满足信息化发展的需要,保证加油站图像建设的需要。应考虑发展的需要,使系统与未来扩展的设备有互联性与互操作性。系统建成后,其系统整体技术性能完全可以达到世界先进水平,并能在一定时期内保持技术领先的地位。

(2)可靠性 
        系统必须具有高度的安全性、可靠性和稳定性。在设计弱电各子系统时,应从系统配置、软件结构、设备选择、技术服务等诸方面进行综合考虑,选用技术上成熟的、具有发展前景的国内知名品牌产品。设计的系统和选用的产品能够确保在24小时连续工作模式下无故障运行。系统管理平台上也采用授权、密码、口令、验证、确认等手段,能确保系统设备可靠、无误的工作,确保应用可靠。[nextpage]

(3)实用性 
        一个系统是否实用、适用,是否符合实际应用是最主要的。我们在考虑系统的设计方案时,充分考虑管理的需要,又要考虑到具体职能部门的机构设置、管理模式、岗位分配、岗位职能等。使本系统适应于现代化办公的需要。

(4)可用性 
        弱电系统工程对营造现代化的办公、休闲环境和气氛起到很重要的作用,因此我们提供的“各弱电子系统”持续可用,所选用的产品均具有很高的质量标准和制造水平,其平均无故障工作时间长,即使发生临时性故障,产品维修维护方便,故障后需恢复正常工作的时间极短。即使在出现重大的故障时,如黑客攻击、网络瘫痪等,各子系统仍备有本地数据存储系统,并备有人工输入信息的操作截面,使授权的操作员能及时处理各类问题,确保系统仍能正常工作和操作。

(5)可维护性和可扩展性 
        本系统全部采用模块化积木式结构设计,应用软件中具有一定的开放性,设置扩展接口,以满足今后系统的扩展、升级要求,充分保护用户投资。

(6)集成性 
        充分考虑本系统各子系统及以后系统的扩展,以便实现集中管理、监测和分散控制,达到信息共享。

(7)安全性 
        安全性和可靠性是密不可分的。本系统的设计具有高度的安全性和保密性,通过对系统分级保护、数据存储权限的控制等手段,并具有病毒探测、薄弱环节分析、密码管理功能,可以有效的防止各种形式的对系统的非法侵入和攻击。

        系统的所有终端用户在对系统进行操作和访问之前都必须进行注册登记。系统将根据注册所得的用户唯一标识和加了密的密码来控制此用户的访问权限,以防止非法操作。不同级别的授权才具有相应的操作权限。

        系统的安全操作除采用软/硬件保护性措施外,还与操作人员的素质和管理制度密不可分。管理当局应建立严格的“安全操作规程”,由操作者执行并“按章操作”。

        依据以上设计原则,进行系统设计时,应充分考虑当前技术发展的潮流,并紧密结合我国的实际情况,尤其是充分了解地标对图像信息管理平台的具体需求,在本系统设计中一切以先进、实用、可靠、追求高性能价格比,满足中石油图像信息管理平台需求为本。[nextpage]

第二章 建设目标与任务
2.1建设目标
 
        根据政府部门要求和北京分公司内部安全管理相关需求,结合分公司监控实施现状进行设计,设计依据根据国家有关标准, 根据地标DB11/Z 384.1-2006 《图像信息管理系统技术规范》第一部分:总体平台结构要求,并结合中石油北京分公司需求制定出中石油图像信息管理系统功能实现目标。

2.1.1北分前端加油站实时图像的调阅 
        按照指定加油站前端摄像机进行图像的实时调阅,支持点播图像抓帧。

2.1.2加油站云台摄像机的远程控制 
        根据控制优先级别允许和限制通过手动或自动操作,对前端加油站的云台摄像机的各种动作进行遥控。

2.1.4加油站前端存储的历史图像提取调用 
        可以按照指定加油站、通道、时间等要素检索历史图像文件并回放。

2.1.5加油站前端图像存贮与管理 
        实现图像信息的存贮。图像信息采用分布式存储方式,加油站、北分监控中心甚至华北分公司各级平台都可以存贮重要事件图像信息、提供用户远程下载录像和录像回放。

2.1.6中石油图像信息管理系统整体图像文件索引 
        建立中石油图像信息管理系统整体图像文件索引,形成图像信息数据仓库。授权用户可通过索引查询并提取回放相关重要历史图像信息。

2.1.7前端加油站监控图像转发 
        支持多级(北京销售分公司、华北销售公司、重点行业平台、公安平台、北京市政府等平台)转发服务,应能支持多个用户同时、访问同一个监控点的图像信息。

2.1.8系统中用户管理与权限管理 
        具有对用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。

        终端用户应有权限获取所辖范围内的加油站历史图像和实时监视图像,当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时,需要获得有效授权。

        对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能,锁定和解锁方式可设定。

        2.1.9与北京市其他平台(重点行业平台、公安内保平台、北京市政府等平台)接入认证服务
北分监控中心平台负责与北京市其他平台接入时设备入网认证和终端用户接入认证;设备需采用UID和密钥双因子认证,终端用户采用用户名口令和USBKey双因子认证。[nextpage]

        验证系统用户的访问权限和优先级,监测和记录用户进行的访问和操作等;验证接入设备的合法性,并注册合法设备。

2.1.10GIS*(地理信息)服务 
        为各级权限终端用户提供前端加油站摄像机点位的GIS电子地图服务,用户可及时获取并更新地图信息,通过直接在GIS电子地图在查找操作加油站,方便直观地定位前端加油站的报警和查看前端监控点图像。

        地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算机的工具,它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS 技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。这种能力使 GIS与其他信息系统相区别,从而使其在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中具有实用价值。

2.1.11WEB服务 
        中石油系统中的各级用户可通过浏览器直接查看用户权限内的数据信息、图像信息和控制图像。

2.1.12中石油北京分公司图像信息系统管理
•对系统内加油站图像设备进行管理,采集、监测系统内的监控设备、相关服务器的运行情况,并能进行故障诊断及定位分析;
•通过全市摄像机统一编码,完成摄像机寻址;通过摄像机与数字图像编码设备数据库关联,完成各级用户直观方便的查找定位获取图像信息;
•服务器群提供基于WEB的远程管理功能;
•日志和统计报表功能。

2.1.13开放式系统 
        系统应能与“信息共享交换平台”等其他共享信息系统建立连接口,并为其服务。本次系统建设完成与安监平台、安保平台的连接以及预留接口为以后华北分公司整体联网做准备,并为片区派出所预留接口,完善报警体系。

        系统提供完整的二次开发空间及接口,可以为中石油北京分公司提供二次开发的控件及接口,以便可以根据中石油北京分公司的实际业务需求进行二次开发。

        中石油图像信息管理平台建成后可以对旗下147个加油站12个油库的关键部位的实时图像进行查看、历史图像调阅、利用GIS系统直观的反应前端报警、并且可以利用预留的开发接口对前端的营业数据、液位数据系统加以整合,实现统一管理集中管理。 [nextpage]

        中石油图像信息管理平台作为重点行业图像信息管理平台是企业内图像信息资源的汇聚和控制中心,该平台整合、接入其管辖范围内的图像资源,完成图像信息存储,主要为行业监督管理和处置重大事件提供图像信息服务,通过光纤网络、政务专网等为市级平台、区县平台提供部分图像信息共享和行业图像资源的授权用户调用。

        中石油图像信息管理平台拟向市级或区级平台上传8路视频图像。

2.1.14本地数据业务整合 
        系统为各加油站及油库提供大量的接口,方便加油站的POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器等数据业务的整合。完善加油站信息化建设。

2.2建设任务 
        伴随着2008北京奥运会的到来,本着“集中建平台、整合资源、逐步接入”的建设原则;系统有效整合现有设备以及提供标准的接口,实现与安检、内保系统、GIS、中石油信息平台等应用对接;本次建设任务要实现以下目标:

        1、保留各加油站现有的监控系统,在此基础上完全整合进所有视频信号以及报警信号;并为各加油站提供POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器等数据业务的整合;完成各加油站本地数据存储,集中上传目的;真正实现各加油站信息化办公;

        2、完善多级监控与报警中心的建设;并与市安检局、内保系统实现联网,以及与认证系统、GIS等系统的接入;并为以后上传华北分公司及110报警系统预留接口;真正达到“集中建平台、整合资源,逐步接入”的建设原则。

第三章 需求分析
3.1 现状描述
3.1.1各加油站现状描述 
        中石油北京分公司前端拥有147个加油站,划分为9个片区,所有加油站都已安装了图像监控系统,但均未联网。其中86个站主要安装了4个点位,棚区、库区、财务室、大厅各一台。其余的站点位为5-9个不等,多的镜头主要布置在棚区,监控主机采用的是较早的硬盘录像机。从2001年陆续开始安装,设备参差不齐,而且品牌厂商比较多而杂,安装点位具体数量如下:[nextpage]

         注:常营加油站未安装监控系统。

        约有三分之一的核心设备为板卡式监控系统,其余为硬盘录像机,主要是根据点位配备的硬盘录像机,在目前的监控系统,系统存储时间为7-15天不等,存储时间需要增容,需配备支持网络传输的视频设备,由于板卡式监控系已经逐渐被淘汰,因此设计板卡式监控系统的加油站需要进行改造。对于嵌入式硬盘录像机监控系统,实行升级改造。各加油站及油库现状如图3.1.1.1。

 

图3.1.1.1 各加油站现状图

[nextpage]3.1.2网络方面 
        目前中石油北京分公司与其加油站之间分别采用ADSL、拨号连接、无线上网三种连接方式,这几种连接方式都无法完成加油站图像监控报警与本地数据业务的需求。

3.1.3监控报警信息中心 
        由于以前采用板卡式监控系统和嵌入式监控系统均未联网,监控报警信息中心未建;

3.2需求分析
3.2.1各加油站需求分析 
        目前系统存在如下问题:

1.前端镜头一些技术指标及参数达不到监控要求,无法清晰识别车牌及操作人员面部,对于一些突发问题不能提供图像支持;
2.板卡式监控主机不具备网络传输及远程控制管理功能;需要采用网络传输和管理功能的网络视频服务器;
3.嵌入式系统软件不足以支撑联网监控,分布式、集中管理模式;
4.存储系统不能支撑录像30天的要求;
5.大部分加油站监控系统缺少断电保护,没有UPS电源考虑,即使部分加装UPS电源的加油站在断电的情况下也只能维持几分钟。

        根据上述加油站监控设施的现有状况,结合安监局、内保局、企业自身对加油站加强安全防范管理的具体要求,在设计加油站内进行远程视频采集时,针对具备基本的监控能力加油站,监控设备的品牌较多,且性能均不统一,对这部分加油站的监控系统进行改造,对视频进行整合,在视频格式上进行统一;同时在利用原有系统的同时,增加网络视频传输、语音对讲、紧急报警功能,强化公共安全防范的功能。预留POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等提供接口,实现本地数据业务管理。本地采用工控机存储本地业务数据,并定时上传至中心。

        加油站视频监控系统由摄像、传输、控制、显示、记录5大部分组成。摄像机通过同轴视频电缆将视频图像传输到视频服务器,与本地数据业务系统、监视器及网络设备相连并对其进行控制,同时可将需要传输的语音信号同步录入到本地数据业务系统内。报警按钮触发后,分别将报警信号传送至片区派出所和网络视频服务器,且加油站的本地数据业务系统能储存音、视频信息,同时监控中心亦储存,以及将报警信息传送到安监局、内保局。

3.2.2网络需求分析
3.2.2.1网络传输系统需求分析 
        为满足加油站现有远程视频监控、安防报警、数据交换等业务需要,同时考虑到视频会议、数据业务需要,组建内部网络传输系统,网络系统将连接中心监控室到前端加油站。[nextpage]

        监控中心也是系统的数据处理中心,数字视频监控会产生大量数据传输将会带来数据流的压力,以及设备交换压力,为了达到数据传输的高速稳定性,高端智能交换机作为中心的核心交换设备。如图3.2.2.1.1。


图3.2.2.1.1 网络链路图

3.2.2.2监控中心最大峰值带宽计算 
        本系统内共有147个前端加油站,以每点最大4路,每路峰值带宽512 kbps(参考《DB11/Z384.5-2006》第4部分 传输网络)计算链路需求:
512kbps×4×147≈600Mbps≈38MB
考虑到网络带宽冗余,网络峰值带宽45左右。
接口带宽需求分析(按业务需求不同,带宽0~45MB)

3.2.2.3前端加油站网络带宽计算 
        中石油前端链路建设实际上就是147座加油站之间的联网问题。在这里根据监控方面的需求,每个加油站会有6~8路监控图像,按照地标每个加油站并发4路图像上传至管理平台,按照每路图像占用512K带宽计算,应该最大需要2M带宽。(实际每路图像在CIF的情况下的时候,带宽在384K~512K之间可调)。 [nextpage]

3.2.2.4北分内部网络设计 
        北京分公司核心交换机采用一台高端智能交换机,放置在北京分公司监控中心与中心机房的核心交换机通过光纤相连并为监控服务器、解码器等提供网络服务。各数据/流媒体服务器、监控工作站、解码器等通过交换互连组成一个整体。

        北分内部网络图:

        因为考虑到监控中心配置了20路图像上到18台监视器及2台DLP拼接大屏上显示,每路数字图像需要解码为模拟图像,每路图像的解码需要1台解码器,而每台解码器需要占用一个以太网电口。另外监控中心配置9台监控服务器也需要占9个以太网电口。

        所以在这里对监控中心的端口需求即可以确定为29电口,2光口,根据端口冗余及可扩展性,在这里推荐使用48电口,2千兆光口的三层交换机。

        各中心服务器配置1块千兆电口网卡分别联入核心交换机。

        中心机房以100M以太网透明链路联入运营商所提供的光纤城域网。

3.2.3业务及数据流程 
        “中国石油北京销售分公司图像信息管理系统”工程项目是中国石油北京销售分公司根据北京市安监局的要求,经上级公司批准的一项提高中国石油北京销售分公司整体安全防范能力的基础工程。 [nextpage]

北京市政府部门对系统需求:
1.北京地区所有加油站需安装视频监控系统,监控摄相区域覆盖收银台、加油区、油罐区等重点部位;
2.本地存储图像时间必须达到30天以上;
3.同时企业要为政府能够提供远程视频监控联网平台。

        中石油北京分公司系统与北京市图像信息管理系统的关系如图3.2.3.1;


图3.2.3.1 业务及数据流程图

北京分公司内部管理需求:
1、在北京分公司需建设监控中心,监控中心除满足政府远程视频监控联网外,还需为内部时时提供加油站经营现场状况、重大事件联动报警和存储录像功能。
2、并对监控中心日常业务(液位系统、调度系统等)进行支持。
3、项目在设计时充分考虑政府部门要求和北京分公司内部安全管理相关需求,结合分公司监控实施现状进行设计,设计依据根据国家有关标准,并参考北京市技术监督局近期发布图像管理系统技术规范执行。[nextpage]

3.3.3系统功能
3.3.3.1信息采集功能 
        前端视频编码器能够采集巡检图像信息、加油站/油库的报警信息和语音信息等,并按照传输要求进行压缩、编码处理,转换成满足在数字交换网上传输的信息格式。

3.3.3.2数据采集功能 
        为各加油站预留POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等接口,实现本地数据业务管理。本地采用工控机存储本地业务数据,并定时上传至中心

3.3.3.3信息传输功能 
        对经过压缩、编码处理的巡检信息、报警信息等,按照工作流程在网络系统中进行传输,根据安全管理权限,构成各级传输网络系统。同时能够满足石油系统管理需要,传输至上级系统并存储信息。

3.3.3.4信息处理功能 
        各级系统对接收到的巡检信息、报警信息等,按信息含意和归属进行处理,对调用的存储信息进行处理。

3.3.3.5信息存储和备份功能 
        在客户端端监控系统、各级目录服务中心,对视频信息、系统日志,均应存储;存储和备份的历史数据信息,可在网络系统中依据权限回放;

3.3.3.6系统控制功能 
        依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端网络视频服务器和监控系统,实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。

3.3.3.7报警和处警功能 
        前端监控与报警系统是建设在全市中石油加油站和油库的监控与报警系统,是前端重要报警信息采集源,要求性能稳定、可靠。他们分别与片区派出所、中石油北京分公司的监控中心以及市安检局联网,形成覆盖全市中石油加油站和油库的、全天候的电子监控报警网。(本文由中盛益华 张孝伟提供)

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