【安防知識網(wǎng)】案例需求

　　成都市中級人民法院審判業(yè)務綜合樓位于成都南部天府大道。北面毗鄰新益洲公園，西面毗鄰成都新市政中心。

　　成都市中級人民法院綜合樓分為A、B、C三棟樓，其中地下共兩層，為車庫、資料庫及設備機房。A樓共11層，為刑事及民事法庭;B樓10層，為少年法庭及法院辦公用房;C樓9層，為會議、培訓、后勤樓。

　　甲方要求法院的安全防范系統(tǒng)在安全措施上應根據(jù)樓宇的具體使用功能需求，建設靈活、嚴密、可靠的保安和安防報警系統(tǒng)，既確保審判、辦公業(yè)務工作嚴密有序進行、工作人員和樓宇自身的安全，又能盡力避免犯罪活動和災難性事故的發(fā)生，減少損失。同時還能與有關(guān)部門積極合作，提高大樓內(nèi)的治安綜合防范能力。要求該系統(tǒng)應考慮以面監(jiān)視為主、點監(jiān)視為輔，點面結(jié)合的防范原則;在本樓底層設有安?？刂剖?，并設有大樓監(jiān)控電視控制設備。系統(tǒng)控制室主機通過攝像機，對各個監(jiān)控點進行監(jiān)視觀察，對有關(guān)圖像還可進行遙控、錄像。

　　系統(tǒng)應采用先進的計算機網(wǎng)絡及多媒體技術(shù)，能適應快速事件響應能力，以圖形顯示作為操作基礎，選用觸摸式屏幕或鼠標操作，并且采用影像識別，通過各樓層設定閉路電視報警窗，顯示器顯示報警現(xiàn)場的實際情況以便直觀地確認報警，作出有效的報警處理。另外，還應對犯人羈押室設有攝像機監(jiān)控，并且對所有監(jiān)控信號進行錄像，并設有多重報警、錄音設備。在各種法庭內(nèi)，應設置攝像機監(jiān)控，對法庭內(nèi)開庭情況進行監(jiān)視并允許有權(quán)限的用戶可以在網(wǎng)絡上觀看審訊過程，審訊過程要備份。在大樓四周和各樓層公共區(qū)域、出入口通道、樓層過道、羈押室、停車場重要房間等場所進行防范。在確保全方位監(jiān)視又確保重要目標的監(jiān)視的同時，還盡量考慮布控點的合理性和經(jīng)濟性，提高系統(tǒng)的性價比。

　　綜上甲方提出的要求外，設計的另一個難點是3個建筑物物理位置相對獨立，但系統(tǒng)又涵蓋了3個獨立的建筑物。所以我們從項目整體特殊性來考慮，設計了數(shù)字化安防系統(tǒng)。數(shù)字化安防系統(tǒng)是將計算機網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)有機地結(jié)合起來的一種全新的安防系統(tǒng)。它能將安防系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)連接起來，使兩個相互獨立的系統(tǒng)開始走向融合，真正實現(xiàn)三網(wǎng)合一(數(shù)據(jù)、語音和圖像)。利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)，將數(shù)字化的監(jiān)控信息傳送到網(wǎng)絡上，與現(xiàn)有的信息管理系統(tǒng)融為一體，使網(wǎng)絡中的每一臺多媒體計算機上均可實現(xiàn)對監(jiān)控信息的管理和調(diào)用，提高管理水平和管理效率。

　　數(shù)字化安防系統(tǒng)劃分模塊

　　針對甲方的功能要求，數(shù)字化安防系統(tǒng)從技術(shù)角度來看可以劃分為以下幾大模塊：前端視頻采集模塊、網(wǎng)絡傳輸流量控制模塊、中心控制顯示模塊、后端海量存儲模塊。

　　前端視頻采集模塊

　　前端部分通過網(wǎng)絡視頻服務器采用壓縮標準為MPEG-4或H.264來壓縮傳輸視頻圖像，壓縮圖像有多種質(zhì)量可供選擇，如：D1、CIF、DCIF、QCIF等，視頻壓縮碼流可調(diào)，幀數(shù)設定用25幀/秒全實時畫面進行瀏覽。

　　網(wǎng)絡傳輸及流量控制模塊

　　視頻流的傳輸方式有其特殊性，且其占用帶寬比較大，因此我們在傳輸控制方面作如下設計。網(wǎng)絡整體設計拓撲圖如圖1所示，法院數(shù)字化安防系統(tǒng)的視頻流是在局域網(wǎng)內(nèi)流通。

　　法院內(nèi)可以通過VPN技術(shù)和相關(guān)單位組成一個跨地域的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。另外，如果領(lǐng)導在法院之外，可以通過VPN異地監(jiān)控自己的辦公室。

　　VLAN設計：利用有限的帶寬進行遠程監(jiān)控的同時，還能進行其它多種業(yè)務活動。進行嚴格規(guī)范管理，合理分配帶寬。設計合理的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，可通過劃分VLAN等方式，對視頻流進行“圍堵”。將高數(shù)量高帶寬視頻流限制于VLAN內(nèi)，而各VLAN間僅傳輸有限數(shù)量及帶寬的視頻流，以保障系統(tǒng)主干網(wǎng)的通暢，有效地避免了網(wǎng)絡的廣播風暴。

　　中心控制顯示模塊

　　中心控制模塊由若干臺安裝了智能監(jiān)控管理軟件的企業(yè)級服務器、WEB 服務器和大屏幕監(jiān)視系統(tǒng)組成，實時接收監(jiān)控前端視頻采集模塊傳遞的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和紅外傳感器網(wǎng)絡觸發(fā)的報警內(nèi)容，并可進行顯示、記錄、查詢、報警處理等，同時還可以進行系統(tǒng)設置，如攝像機控制、用戶管理、系統(tǒng)日志管理等。

　　本系統(tǒng)以法院內(nèi)所組成的局域網(wǎng)為數(shù)據(jù)通信線路，音頻、視頻、報警信號統(tǒng)一集成在以太網(wǎng)內(nèi)傳輸，由安防系統(tǒng)軟件統(tǒng)一處理。音視頻信號由監(jiān)控前端經(jīng)由網(wǎng)絡傳送到監(jiān)控中心的監(jiān)控室子系統(tǒng)，供法警瀏覽或存儲服務器進行保存。通過在視頻監(jiān)控軟件中的任務設置，存儲服務器中的音視頻數(shù)據(jù)可以按要求自動清空，循環(huán)記錄。此外，通過WEB 服務器可以快速訪問保存在音視頻管理服務器和存儲服務器上的音視頻數(shù)據(jù)，提供定點定時地查詢和回放，但不能對攝像機和報警設備進行控制。報警信號來源于兩個方面。一個是攝像機本身根據(jù)圖像識別產(chǎn)生的報警信號，另一個是由外部報警產(chǎn)生的報警信號。對攝像機產(chǎn)生的報警信號由攝像機自動傳回監(jiān)控中心服務器。來自攝像機外部的火災、漏氣、防盜等不同的報警信號，則通過煙感、紅外等基于485總線的報警模塊，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡視頻服務器的報警信號輸入口，觸發(fā)中央管理軟件對信號做出分析，最后根據(jù)需要產(chǎn)生聲音、Email等不同的報警信號，全方位完成報警任務。

　　Web服務器上安裝Web GateWay軟件包，在Web服務器上配置連接網(wǎng)絡視頻服務器，通過Internet為法院提供遠程圖像瀏覽，既可以為遠程用戶實時顯示攝像機的音視頻數(shù)據(jù)，還能為用戶提供遠程數(shù)據(jù)查詢，完成對數(shù)據(jù)存儲服務器錄像數(shù)據(jù)檢索回放，以及對管理服務器中報警數(shù)據(jù)的查詢。

　　后端海量存儲服務器

　　[nextpage]網(wǎng)絡架構(gòu)下的數(shù)字化安防系統(tǒng)，在存儲方面對設備有著較高的要求。那么，采用什么樣的存儲設備才能更好的滿足視頻數(shù)據(jù)的海量存儲呢，我們首先來介紹并比較一下現(xiàn)在比較通用的網(wǎng)絡存儲方式。網(wǎng)絡存儲設備提供網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的存取和共享服務，其主要特征體現(xiàn)在：超大存儲容量、大數(shù)據(jù)傳輸率以及較高的系統(tǒng)可用性。目前，按照信息系統(tǒng)的構(gòu)成，SAN(Storage Area Network)和NAS(Network Attached Storage)是常見的兩種選擇。

　　本設計方案充分考慮大流量MPEG-4視頻傳輸特性，及其分布在3棟大樓的各個部位，結(jié)合安防網(wǎng)絡本身的架構(gòu)，幾百個攝像點集中存儲于監(jiān)控中心。我們采用結(jié)合高速光纖通道SAN實現(xiàn)海量存儲。

　　多通道綁定確保大流量數(shù)據(jù)應用的可行性，將4個光纖網(wǎng)口可以綁定為一個4Gb帶寬，有效保證多監(jiān)控點并發(fā)存儲和網(wǎng)絡調(diào)用服務的可靠性。

　　雙機安全保障7×24不間斷的網(wǎng)絡服務，在一個主服務故障時，另一備用服務自動接管，確保網(wǎng)絡存儲的連續(xù)可用性。高速備份及異地備份保護，確保重要數(shù)據(jù)的安全。

　　根據(jù)本項目特點，采用了“分區(qū)”的理念，將整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)劃分為多個區(qū)。

　　A區(qū)為視頻編碼及存儲區(qū)，組成設備為網(wǎng)絡視頻編碼器及網(wǎng)絡硬盤錄像機。單個A區(qū)設備位于同一VLAN，系統(tǒng)可根據(jù)視頻數(shù)量，劃分多個A區(qū)。

　　B區(qū)為視頻瀏覽區(qū)，組成設備為網(wǎng)絡視頻解碼器、PC工作站及虛擬矩陣。單個B區(qū)設備位于同一VLAN，系統(tǒng)可根據(jù)地域位置，劃分多個B區(qū)。

　　C區(qū)(中心區(qū))為整個系統(tǒng)的核心，組成設備為系統(tǒng)管理器。系統(tǒng)僅有1個C區(qū)，C區(qū)設備獨立劃分VLAN。

　　鑒于C區(qū)的核心地位，為確保整套系統(tǒng)在任意情況下保持正常工作，對系統(tǒng)管理器進行備份。當主系統(tǒng)管理器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)將自動啟用備份的系統(tǒng)管理器。

　　數(shù)字化安防系統(tǒng)主要功能

　　綜上所述，本項目數(shù)字化安防系統(tǒng)主要功能有以下幾點：

　　1、可靠性、穩(wěn)定性：全數(shù)字安防系統(tǒng)的核心設備，包括系統(tǒng)管理控制器、存儲擴展、編碼器、解碼器、鍵盤，均采用Linux嵌入式操作系統(tǒng)，具有任務單一、響應實時的特點，與基于Windows的其他數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)相比更加穩(wěn)定可靠。

　　系統(tǒng)各電源采用冗余的電源設計，系統(tǒng)管理服務器設計為熱備份的雙冗余結(jié)構(gòu)，更進一步增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

　　2、安全性：全數(shù)字安防系統(tǒng)各組成設備采用嵌入式的操作系統(tǒng)完全避免了病毒及其它非法手段的入侵，極大地提高了系統(tǒng)的安全性。同時系統(tǒng)管理服務器提供的安全模式，采用256位進行加密密鑰，有效的對用戶進行權(quán)限管理。系統(tǒng)管理主機提供安全機制防止非法用戶和設備的接入。

　　3、完善的流控制：全數(shù)字安防系統(tǒng)的流控制體現(xiàn)在系統(tǒng)配置規(guī)劃和流速率的自適應控制。編碼器至少提供雙碼流：一個用于實時視頻觀看，一個用于實時記錄;二者之間不相互影響。即實時視頻模式的變化不影響圖像的記錄;而且每個碼流的分辨率都達到4CIF@25IPS。

　　全數(shù)字安防系統(tǒng)把整個系統(tǒng)規(guī)劃為不同的區(qū)(Block)，視頻流絕大多數(shù)都在“區(qū)”內(nèi)流動，只有當有服務需求時(觀看實時視頻，回放圖像)才有碼流在區(qū)之間流動;根據(jù)使用者是單畫面觀看還是多畫面顯示，系統(tǒng)會自動選擇碼流速率。

　　4、高質(zhì)量的圖像：采用最先進的高速芯片和改進的GOP(Group of Picture)算法和ASIC，高效的MPEG-4壓縮標準。不存在丟幀、回放質(zhì)量差和延時大等問題，全數(shù)字安防系統(tǒng)在4CIF實時顯示中的延時在117ms。而圖像分辨率保持與MPEG-2相同的水平。

　　5、系統(tǒng)的易操作：全數(shù)字安防系統(tǒng)采用了通用即插即用協(xié)議(Universial PnP)，系統(tǒng)所有產(chǎn)品一旦接入系統(tǒng)，會自動配置，無需對IP地址進行復雜的人工配置，方便了安裝和調(diào)試的同時，對系統(tǒng)的維護要求也很低。系統(tǒng)同時提供鍵盤操作和計算機界面操作;通過類似模擬系統(tǒng)的鍵盤可方便進行攝像機切換/控制，錄像回放/查詢;通過計算機鼠標也可完成鍵盤同樣的功能。

　　6、完全的分布式管理：全數(shù)字安防系統(tǒng)采用全分布式管理，即攝像機的分布式、顯示系統(tǒng)的分布式、存儲的分布式，系統(tǒng)中的任何一個鍵盤可以控制系統(tǒng)中任何一個攝像機在任何監(jiān)視器上顯示，在任何地方存儲。

　　7、靈活方便的擴展：全數(shù)字安防系統(tǒng)可從一臺攝像機擴展到幾千臺攝像機，系統(tǒng)規(guī)模不受建筑物地域的限制，僅受限于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和帶寬。

　　8、開放的系統(tǒng)設計：可提供全部的用于第三方系統(tǒng)集成的接口，用戶可通過該接口和其他系統(tǒng)集成。