浅析视频监控系统技术在看守所建筑的应用

陈华朗

CHEN Hua-lang

(恒锋信息科技股份有限公司 )

（Hengfeng Information Technology Co.,Ltd. ）

1 前言

在我国，看守所是依法羁押犯人的机关，是实现社会治安综合治理的最重要环节之一。看守所原有视频监控系统存在建设起点低，技术老旧、图像不清晰、功能不完善，效果较差等不足，部分关键设备由于超期使用老化严重，故障频发，不能适应当前看守所安全防事故工作的需要，也不符合我省公安信息化发展和省厅“大情报”工作的要求。近年来，省内看守所根据省公安厅“统一规则、统一标准、统一建设、统一管理”和“大集中、大整合、高共享”的信息化建设原则，进行了升级改造。下面结合某看守所智能化系统工程，详细介绍视频监控系统技术案例。

2 视频监控系统

通过综合应用现代数字处理、计算机及网络、智能化等先进技术,对看守所现有的视频监控系统及部分安防子系统实施整体高清数字化、网络化升级改造，构建了功能完善、集中控制、整体联动、资源共享的智能化安防系统。

系统建设架构图如图1。

2.1 监控网络

案例中看守所的网络高清监控系统的传输部分采用“六类非屏蔽双绞线+千兆单模主干光纤”结构。由于系统采集的是高清视音频信号，所传输的全是大流量的网络信号，为了保障信号传输的及时性、稳定性、安全性，设计了智能化专网，采用虚拟网（VLAN）技术管理,公安网、智能化专网之间采用逻辑隔离方式，与外网完全物理隔离。

根据看守所的组织结构、建筑物分布等特点，选择二层单星型结构作为看守所计算机网络的主拓扑结构，包括核心层和接入层。核心层处于监控系统网络的中心，负责对网络中的大量数据流量进行高速交换转发。网络中各部分之间互相访问的数据流都通过接入层设备汇集于核心层，核心层设备以尽可能高的速度对其进行转发。而接入层处于网络的最底层，负责接入终端用户。

网络结构示意图如图2。

单星型结构具有以下几个特点：

①结构简单，便于设计；

②线路成本相对较低；

图1 视频监控系统建设架构图

③网络扩展性好。

未来看守所网络系统发展到一定规模，可以采用双星型拓扑架构，可平滑地进行网络升级，同时保护现有网络设备的投资。双星型网络拓扑具有以下几个优点：

①可靠性高

采用两个核心节点的双连接星型网络结构，使得网络具有可靠性、可用性及安全性，避免了单点失效的隐患。

②支持流量的负载分担

网络流量可能随着多种业务的发展日益壮大而极速增加，如语音，视频会议。因此网络流量的负载分担问题将会成为网络可用性的主要因素，采用双连接的网络结构将使得网络的流量能够比较合理的分布在各条链路上。

③支持网络的冗余备份

核心节点可采用两台高性能的网络设备，使得核心层具有较好的冗余备份能力。同时，两台核心设备之间采用了高速链路互连，提供了核心设备间的高速互连带宽，避免两台设备之间形成传输瓶颈。

案例中看守所二层网络中心机房先配置1台机框式核心交换机，其可扩展性高，方便未来业务的发展需求，可扩展无线控制器插卡、高性能防火墙插卡以及网络流量监管插卡等业务，实现网络与安全的深度融合。双引擎双电源提高了整机设备的高可靠性、高稳定性。

接入交换机未来可再各配置1块千兆单模SFP模块，实现双链路上联双核心设备，提高链路的可靠性，防止单链路故障导致视频监控业务中断。同时，每间监室内的两台摄像机分别接入不同的交换机，以免交换机故障时整个监室监控失效；监区围墙及室外距离较远的的监控点采用光纤收发器接入交换机。

核心交换与接入交换之间采用1000Mb光纤连接，100Mb以太网接入到桌面。

2.2 监控系统供电

系统前端摄像机、网络交换机、后端NVR、拼接电视墙等设备应具有稳定可靠的用电，在市电断电情况下应能保证不间断电源的供应，保证24h不间断录像的要求。一般看守所供电方式有市电双回路供电、市电与自备发电机供电、市电与UPS不间断电源供电三种。

本项目采用市电与UPS集中供电方式，选用的UPS电源支持系统意外断电后的后备工作时间不低于1h。

2.3 监控中心

本项目监控中心设于监房大楼二层，监控中心包括监控室、备勤室、女子监区值班室（设为分控中心）、民警值班室等布局，负责监区、综合楼、监区围墙及所内周边区域所有安防系统的管理和控制。

图3 监控中心效果图

监控中心效果图如图3。

2.3.1 主控电视墙

监控中心设置1套由10台（2行*5列）118cm（46in）液晶拼接屏组成的主控电视墙。同时在监控中心指挥会议桌旁设置1套由4台（2行*2列）118cm（46in）液晶拼接屏组成的副控电视墙。

监控电视墙采用视频解码器将前端网络高清视频监控信号做4路高清监控画面分割，采用画面轮巡方式显示看守所内各安防监控图像。重点安防区域可在操作台上的平台客户端单屏或多屏显示，出现警情时，监控画面自动切换到出现警情的区域。

每台高清解码器可支持7路1080P高清监控图像输出，每1台高清解码器的1路输出对应相应的1个屏，大屏显示系统可用于各位置图像调度及轮巡，支持电视墙预案设置、自动和手动切换功能，例如：可以在白天时间在电视墙上自动显示监区内监舍+放风场监控画面，在晚上时间自动在电视墙上显示所有监舍画面，关闭放风场监控画面，支持屏幕墙预案自定义设置和键盘操作，方便值班人员设置和调度。

2.3.2 主控电视墙显示

项目拼接屏所在位置为室内场所，室内亮度低于室外，且考虑到值班人员的眼睛舒适度问题，宜采用不低于450cd/㎡亮度LED背光大屏，拼缝不超过5.5mm。同时，在监控电视墙上方设置一块长条幅的LED显示屏，用于显示各类报警信息、所内通知、标语等文字内容。

在大屏功能和布局方面，主屏幕10块拼接屏，中间的上下两块，延续原有的设计功能，两屏不做分割，呈整屏显示，上面一块屏用作门禁、报警、在押人员报告、行为分析等联动显示，下面一块屏作为监舍等内部摄像机报警联动显示。两侧的8块屏，分别做多画面分割，用于固定显示各个监室的画面。多画面分割可由大屏的控制漫游器来实现单屏四画面分割，或任意跨屏漫游，任意大小的显示功能。

副控拼接屏设于指挥会议桌旁，用于显示外围的视频，和切换显示交接班信息。实现的功能：副控显示大屏的视频信号线路由主屏幕的漫游拼接控制器连线过来，分控配置操作电脑，将交接班信息的电脑VGA信号接入控制器，由大屏漫游控制系统来切换外围的视频信号或交接班电脑信号。系统联动报警信号通过大屏显示由视频平台设定各种报警预案，切换上墙。

2.3.3 监控分控点

本项目在监控中心设有女子监区值班室，达到功能间物理隔离，作为女民警对女子监区的单独监控室和监控中心的分控室使用。

女子监区值班室设置2台118cm（46in）液晶电视，通过单路高清解码器监控女子监区的视频图像。若前端发生报警，系统可以立刻联动视频在电视墙显示报警画面。

女子监区值班室和备勤室（设于监控室旁，采用玻璃隔断，可直视主控电视墙）设有管理电脑，用于安装监控管理客户端，具体应用和软件配置可根据实际情况做相应的调整。

2.4 监控存储

本项目监控存储采用32路16盘位的网络录像机（NVR）实现监控系统的集中存储。32路NVR设备具备流媒体转发功能，单台32路NVR提供16个SATA硬盘接口，每个硬盘按照3TB计算，最大提供48TB存储空间，系统采用RAID5技术保证存储可靠性，每台需扣除1块硬盘用于RAID5的校验，由于硬盘格式化后可利用容量减少，单台裸容量按44TB计算。

NVR网络录像机支持前端接入、码流处理及存储管理功能，采用NVR网络录像机可以减少平台的码流压力，因此可以减少监控平台设备的配置。

本项目720P网络高清监控存储码流按3Mb/s计算，1080P网络高清监控存储码流按4Mb/s计算，存储天数按监所安防区域的重要程度划分：

监区1080P网络高清摄像机，93台，按30d存储；

监所重点安防区域720P网络高清摄像机，95台，按30d存储；

监所非重点安防区域720P网络高清摄像机，34台，按30d存储；

具体存储容量计算如下：

录像容量（T）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率(Mb/s)/8/1024/1024

考虑冗余等因素，本项目配置8台16盘位32路NVR网络录像机，共配置107块3TB存储硬盘，可提供321TB存储空间，满足前端222个监控点24h各自不同存储时间的需求。

此外NVR还具备ANR技术，即当NVR和前端网络摄像机之间的链路出现故障，如断链、NVR断电等，通过网络摄像机自带的TF卡能够自动对前端视频进行数据存储，并将在此时产生的告警信号和抓拍图像一并存储，直到链路恢复正常，再将这些数据回传至NVR，确保整个系统的安全可靠性及实时监控的效果。

2.5 视频监控管理平台

针对看守所的重要性考量，要求视频监控管理平台必须“系统可靠稳定运行”，因此本项目采用硬件嵌入式视频管理平台设备，内嵌linux操作系统，平台具备强大的流媒体处理能力，单台设备可支持不少于400MB的并发录像、不少于500MB的并发转发处理。

视频监控管理平台可有效防止木马病毒等侵入；并且提供完善的设备管理、用户管理、告警管理等功能，完全能够满足客户大规模高清图像管理的需求。用户通过操作席可以对系统所有设备进行参数的配置以及管理，并提供图形化的界面，方便易用。系统符合GB/T 28181-2011标准，可实现与厅监管总队及省厅视频信息综合应用平台的无缝对接。本项目的视频监控管理平台，主要具备的功能：用户管理、认证管理、权限管理、报警记录、设备管理、网络管理。

2.6 综合安防管理平台

综合安防管理平台是根据监管工作特点将各监管场所的网络平台、技术防范系统、监管信息系统等集成为统一的实战平台，用于实现多系统互联互动和信息数据按层级上传，在全省范围内实现监管网络化、智能化和多级联动，为监所管理提供及时、准确、高效的网上智能平台。

本项目综合安防管理平台具有以下主要功能：

1)监管场所监控视频联网和视频资源共享：支持多级电子地图功能，接入网级视频信息共享平台实现资源共享，支持7×24h不间断运行。并在地图上详细标注视频点、报警点、门禁等信息。

2)用户权限管理：具备严格的角色、用户、权限控制功能。

3)监控视频图像管理：支持采用一机双屏的方式进行视频监控、一屏用于显示电子地图，另一屏显示视频。具备同时浏览多个视频图像，支持按照1/4/9/16等多种画面分割。具备将摄像机按照逻辑关系进行分组，并按需浏览视频功能，可控制摄像机的云台和镜头。

4)多系统事件/报警联动：综合安防管理平台与视频监控系统、门禁系统、民警巡视系统、对讲呼叫系统、紧急报警系统、周界报警系统、周界电网系统、智能视频分析等安防子系统进行对接，获取其报警/事件信息。产生某事件/报警后，综合安防管理平台可自动触发报警。报警的相关录像、录音资料在系统中单独保存半年以上。

3 结束语

视频监控系统建设完成后所内建筑智能系统达到图像清晰化、传输网络化、存储数字化、功能集成化、指挥扁平化的建设目标，增强看守所监管工作的效率，有效提升看守所防范安全事故及处理突发事件的快速反应能力。随着科技的不断发展，建筑智能化技术应用越来越广泛，本文通过某看守所视频监控系统的实施情况进行了有关应用技术的探讨。当然，智能化技术还包括其他很多内容，还需要进一步完善和发展，以提高看守所的综合防范能力。