為了進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)獄信息化建設(shè)，提升監(jiān)獄信息化管理水平，西南某省某監(jiān)獄計(jì)劃對(duì)監(jiān)所原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行整體改造。該監(jiān)獄早期建設(shè)有一套模擬監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年的使用，原來(lái)的系統(tǒng)越來(lái)越不穩(wěn)定，頻繁出現(xiàn)的死機(jī)、錄像文件丟失等問(wèn)題，使得正常的監(jiān)控業(yè)務(wù)受到很大影響，同時(shí)，由于原有系統(tǒng)圖像清晰度只能達(dá)到D1畫質(zhì)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高清，在應(yīng)用上也已經(jīng)不能滿足需求。而隨著監(jiān)所所關(guān)押人員數(shù)量的增加，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，原先系統(tǒng)建設(shè)的點(diǎn)位已經(jīng)無(wú)法覆蓋新擴(kuò)建的監(jiān)區(qū)，安全監(jiān)管壓力與日俱增。綜上原因，本次建設(shè)計(jì)劃采用高清方案。
需求分析
整個(gè)監(jiān)所劃分為5大區(qū)域：AB門區(qū)域、各監(jiān)區(qū)監(jiān)舍區(qū)域、生產(chǎn)車間勞動(dòng)區(qū)域、辦公區(qū)域、周界與外場(chǎng)區(qū)域。這5大區(qū)域，根據(jù)不同功用，應(yīng)用需求亦不同(如圖1)。
某監(jiān)獄高清視頻監(jiān)控應(yīng)用案例分析
AB門區(qū)域
AB門區(qū)域是監(jiān)獄公共區(qū)域通往監(jiān)區(qū)的唯一通道門，在監(jiān)獄的安全管理上處于非常關(guān)鍵的位置，目前監(jiān)獄方在“二大門”的監(jiān)管上都投入了很大的警力。而由于“二大門”進(jìn)出人員頻繁及種類繁多，如普通獄警、考察人員、探監(jiān)家屬、施工人員等，再加上人工登記的手續(xù)復(fù)雜，看管獄警的工作量加大且容易出錯(cuò)，從而造成了監(jiān)獄的安全隱患。
由于某監(jiān)獄原先采用人工登記看管，這樣就存在偷換服刑人員的可能，人工登記的弊端在于無(wú)法限制進(jìn)出人員，只能手工查詢登記的進(jìn)出人員數(shù)量及類別，工作效率極低，非常不利于監(jiān)獄的整體管理。
根據(jù)某監(jiān)獄目前的管理現(xiàn)狀，本期建設(shè)將運(yùn)用一些高科技的安全手段，如生物識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)字圖像等技術(shù)，配合監(jiān)獄專用管理軟件及硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人防、物防、技防三重結(jié)合，建設(shè)現(xiàn)代化的高安全性數(shù)字化監(jiān)獄管理系統(tǒng)。
各監(jiān)區(qū)監(jiān)舍區(qū)域
監(jiān)舍區(qū)域是犯人聚集、休息的場(chǎng)所，在監(jiān)舍區(qū)域內(nèi)由于犯人與犯人之間的個(gè)體差異性，在生活中往往會(huì)發(fā)生摩擦，產(chǎn)生矛盾，發(fā)生惡性事件。若監(jiān)舍無(wú)視頻監(jiān)控，一旦發(fā)生突發(fā)事件，干警無(wú)法及時(shí)采取措施進(jìn)行有效制止，同時(shí)，由于沒(méi)有視頻錄像，缺乏事后查證的根據(jù)，在很大程度上會(huì)影響到對(duì)罪犯的改造和監(jiān)管。本期計(jì)劃對(duì)新建監(jiān)舍安裝視頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)舍區(qū)域的可視化監(jiān)管，再配合智能分析功能實(shí)現(xiàn)犯人打架報(bào)警、群聚報(bào)警、跨越區(qū)域報(bào)警等各類智能化的應(yīng)用，以此有效的進(jìn)行事前預(yù)警與事后查證。
生產(chǎn)車間勞動(dòng)區(qū)域
犯人在車間生產(chǎn)勞動(dòng)時(shí)，一般邊上都有帶班干警在執(zhí)勤。各個(gè)車間的犯人在生產(chǎn)勞動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)接觸到各類工作器具和材料，犯人很有可能會(huì)利用這些工具，實(shí)施一些危害行為，需要通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行無(wú)死角的監(jiān)控，杜絕安全隱患。
辦公區(qū)域
辦公區(qū)域是干警工作的場(chǎng)所，需要在辦公區(qū)域出入口、樓道口及幾個(gè)特殊場(chǎng)所安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)辦公區(qū)域的防護(hù)部署。
周界與外場(chǎng)區(qū)域
周界監(jiān)控又分為監(jiān)所外墻監(jiān)控子系統(tǒng)與監(jiān)所內(nèi)墻監(jiān)控子系統(tǒng)，其中，外墻監(jiān)控子系統(tǒng)需要周界值班室、總監(jiān)控室、武警值班室三方共享圖像資源。外場(chǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)，主要是針對(duì)空曠地帶、放風(fēng)區(qū)域及其他室外至高點(diǎn)部署高速球機(jī)、中長(zhǎng)焦高倍槍型攝像機(jī)進(jìn)行大范圍全方位的監(jiān)控，確保監(jiān)所監(jiān)控人員能夠?qū)崟r(shí)掌握監(jiān)所室外環(huán)境的動(dòng)態(tài)情況。
技術(shù)方案
通過(guò)與用戶多次的技術(shù)溝通交流，從監(jiān)獄各不同區(qū)域的安全級(jí)別、建設(shè)需求特點(diǎn)、系統(tǒng)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、系統(tǒng)建設(shè)效果、建設(shè)成本等各方面綜合分析，最終，確定了整體的技術(shù)方案框架，針對(duì)每個(gè)區(qū)域采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案：IP組網(wǎng)技術(shù)方案(IPCamera+NVR/IP-SAN方式);數(shù)模結(jié)合技術(shù)方案(模擬攝像機(jī)+DVR方式);HD-SDI高清數(shù)字非壓縮技術(shù)方案(HD-SDI攝像機(jī)+視頻綜合管理平臺(tái)，如圖2)。
某監(jiān)獄高清視頻監(jiān)控應(yīng)用案例分析
各區(qū)域技術(shù)方案概述
AB門人行通道：200萬(wàn)高清防暴攝像機(jī)與槍機(jī)，通過(guò)視頻專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高清1080P錄像在后端總控中心集中存儲(chǔ)。
AB門車行通道：200萬(wàn)高清智能卡口，高清車牌抓拍、識(shí)別、對(duì)比、記錄，另外進(jìn)行同步的高清錄像，在后端總控中心集中存儲(chǔ)。
監(jiān)舍與生產(chǎn)車間：700線模擬攝像機(jī)配合DVR3.0，實(shí)現(xiàn)模擬高清解決方案，采用分布式存儲(chǔ)。
周界與外場(chǎng)：200萬(wàn)HD-SDI高清槍機(jī)與球機(jī)，從周界圍墻到外場(chǎng)至高點(diǎn)，高低搭配形成全方位無(wú)死角的監(jiān)控設(shè)防，編碼圖像通過(guò)M60系統(tǒng)在總控和各監(jiān)區(qū)分控集中存儲(chǔ)。
存儲(chǔ)方式設(shè)計(jì)
AB門區(qū)域：AB門在監(jiān)所總控中心采用IP-SAN集中存儲(chǔ)，保持時(shí)間長(zhǎng)、數(shù)據(jù)安全性要求高。車輛牌照、圖片信息集中存儲(chǔ)3-6個(gè)月。
周界與外場(chǎng)區(qū)域：HD-SDI高清攝像機(jī)根據(jù)選點(diǎn)情況分別接入監(jiān)所總控中心與各監(jiān)區(qū)分控中心，通過(guò)編碼后，采用IP-SAN集中存儲(chǔ)。
監(jiān)舍與生產(chǎn)車間：采用大華DVR3.0分布式存儲(chǔ)，重要錄像在各監(jiān)區(qū)分控中心IP-SAN備錄。
報(bào)警錄像存儲(chǔ)：本期建設(shè)的報(bào)警、門禁與視頻智能分析三大系統(tǒng)，通過(guò)與相對(duì)應(yīng)的監(jiān)控點(diǎn)位形成報(bào)警關(guān)聯(lián)。在觸發(fā)異常報(bào)警后，系統(tǒng)關(guān)聯(lián)到報(bào)警錄像，備錄報(bào)警觸發(fā)前10秒與后10秒的錄像數(shù)據(jù)。門禁、報(bào)警、智能分析系統(tǒng)，任何觸發(fā)的報(bào)警錄像都會(huì)在監(jiān)所總控中心IP-SAN上集中存儲(chǔ)3-6個(gè)月。
中心系統(tǒng)設(shè)計(jì)
AB門值班室：通過(guò)網(wǎng)絡(luò)采用PC客戶端、解碼器實(shí)時(shí)監(jiān)控與錄像調(diào)用。
監(jiān)舍與車間值班室：通過(guò)DVR3.0可實(shí)現(xiàn)本地顯示、調(diào)用網(wǎng)內(nèi)任何一臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)圖像和錄像回放，無(wú)需再配置PC客戶端。
監(jiān)區(qū)分控中心：各個(gè)監(jiān)區(qū)內(nèi)的HD-SDI攝像機(jī)通過(guò)光纖接入各自所屬的分控中心平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)高清非壓縮數(shù)據(jù)的上墻顯示、控制、切換、實(shí)時(shí)監(jiān)控，另外平臺(tái)系統(tǒng)可解碼視頻專網(wǎng)內(nèi)所有IPCamera、DVR通道上墻顯示。
監(jiān)所總控中心：周界外墻的HD-SDI攝像機(jī)通過(guò)光纖接入總控中心平臺(tái)，各監(jiān)區(qū)平臺(tái)通過(guò)光纖級(jí)聯(lián)與總控中心平臺(tái)實(shí)現(xiàn)雙向非壓縮高清數(shù)據(jù)的傳輸。總控中心可實(shí)現(xiàn)本級(jí)與下級(jí)各分控所有HD-SDI高清像機(jī)的非壓縮圖像上墻顯示、控制、切換等操作，另外中心平臺(tái)可解碼視頻專網(wǎng)內(nèi)所有IPCamera、DVR通道上墻顯示，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可在PC客戶端上調(diào)用錄像。
技術(shù)亮點(diǎn)介紹
網(wǎng)狀嵌入式平臺(tái)系統(tǒng)
在監(jiān)舍、車間、辦公區(qū)區(qū)域前端采用700線路模擬攝像機(jī)，后端采用DVR3.0系統(tǒng)進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、控制。DVR3.0系統(tǒng)與傳統(tǒng)DVR設(shè)備相比，有如下幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。
在監(jiān)舍、車間、辦公區(qū)區(qū)域前端采用700線路模擬攝像機(jī)，后端采用DVR3.0系統(tǒng)進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、控制。相比較傳統(tǒng)DVR2.0為星型架構(gòu)，后端業(yè)務(wù)的開展，實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像調(diào)取依賴軟件平臺(tái)與服務(wù)器，一旦服務(wù)器和平臺(tái)出問(wèn)題，則導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法使用。
本方案中DVR3.0不是單臺(tái)設(shè)備而是設(shè)備族，將軟件平臺(tái)的相關(guān)業(yè)務(wù)組件通過(guò)嵌入式平臺(tái)植入設(shè)備中，使原有設(shè)備從單點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)分布式自主管理自完備系統(tǒng)，DVR3.0是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)解決方案。
傳統(tǒng)DVR2.0中一旦某臺(tái)NVR設(shè)備出現(xiàn)故障，即使前端IPCamera設(shè)備完好，業(yè)務(wù)也無(wú)法流轉(zhuǎn)。本方案中的DVR3.0設(shè)備，其中任一某臺(tái)NVR設(shè)備的故障，可通過(guò)自動(dòng)搜尋另外一臺(tái)完好的DVR設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)IP攝像機(jī)業(yè)務(wù)流的分擔(dān)，提高服務(wù)的可靠性。
傳統(tǒng)DVR2.0存儲(chǔ)方式較為單一，本地編碼本地存儲(chǔ)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)錄像數(shù)據(jù)在設(shè)備與設(shè)備之間的異地備份。DVR3.0由于內(nèi)置強(qiáng)大的功能模塊，可以實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備的編碼數(shù)據(jù)與異地存儲(chǔ)設(shè)備之間的備份功能，通過(guò)此功能可以設(shè)計(jì)出更多符合用戶需求的存儲(chǔ)方案。
后端中心系統(tǒng)高度集成化
在監(jiān)獄系統(tǒng)中，前端既有模數(shù)結(jié)合的技術(shù)系統(tǒng)，又有在周界、外場(chǎng)這類大范圍室外監(jiān)控場(chǎng)景中配置的HD-SDI、IP網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)。因此，后端的中心系統(tǒng)就必須具備非常強(qiáng)大的視頻融合、交換、應(yīng)用能力。
本解決方案通過(guò)視頻綜合平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)參考ATCA架構(gòu)，模塊化的設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字非壓縮信號(hào)、模擬信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)后端的傳輸、顯示、控制、編碼和存儲(chǔ)。將大容量視音頻信號(hào)的接入、編碼、矩陣切換控制、視頻應(yīng)用等容納于一臺(tái)設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)機(jī)房設(shè)備的精簡(jiǎn)化和集成化。
大路數(shù)高清非壓縮數(shù)據(jù)交換
核心視頻交換設(shè)備采用高速交換總線，用于傳輸非壓縮的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)，保證視頻的低延時(shí)和高質(zhì)量。通過(guò)內(nèi)置16個(gè)千兆光電復(fù)用端口，具備8GPS大容量交換能力，用于傳輸編碼后的視頻數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、預(yù)覽、回放等應(yīng)用。
支持無(wú)損數(shù)字矩陣切換顯示控制
視頻矩陣切換、顯示、級(jí)聯(lián)均支持非壓縮數(shù)字信號(hào)，非壓縮數(shù)字信號(hào)是未經(jīng)編碼壓縮的原始數(shù)據(jù)流，經(jīng)過(guò)矩陣切換、顯示、多級(jí)級(jí)聯(lián)后不會(huì)影響視頻圖像的質(zhì)量。因此，在圖像的質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定性可靠性上相比模擬矩陣系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)。
高性能編解碼能力
核心設(shè)備采用TI最新高性能編解碼芯片，對(duì)高清圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼運(yùn)算，能實(shí)現(xiàn)對(duì)D1、720p、1080p、200萬(wàn)高清圖像的25幀實(shí)時(shí)H.264視頻編碼。
大路數(shù)高清編碼視頻數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換
核心設(shè)備采用性能強(qiáng)大的64位四核處理器，能夠支持大路數(shù)的編碼視頻的網(wǎng)絡(luò)交換應(yīng)用。單機(jī)無(wú)需額外配置服務(wù)器，即可實(shí)現(xiàn)高清視頻碼流的轉(zhuǎn)發(fā)與存儲(chǔ)應(yīng)用。
配置靈活易擴(kuò)展
核心設(shè)備采用插拔式模塊化、機(jī)架式設(shè)計(jì)，由主機(jī)箱(含交換背板)、主控板、冗余電源、級(jí)聯(lián)擴(kuò)展板、各類視音頻輸入輸出業(yè)務(wù)板等組成。用戶可根據(jù)功能需求對(duì)系統(tǒng)靈活配置。
可通過(guò)功能模塊進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)各種視頻接入的業(yè)務(wù)需求。支持多臺(tái)級(jí)聯(lián)擴(kuò)展，擴(kuò)展模式可光纖級(jí)聯(lián)板或網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。使用光纖級(jí)聯(lián)板將多臺(tái)中心平臺(tái)進(jìn)行連接，傳輸非壓縮視頻數(shù)據(jù)，保證視頻信號(hào)的低延時(shí)和高質(zhì)量。能充分滿足未來(lái)功能擴(kuò)展升級(jí)和系統(tǒng)改造的需要。
系統(tǒng)高可靠性
核心設(shè)備參考ATCA設(shè)計(jì)，具備電信級(jí)穩(wěn)定性和可靠性，關(guān)鍵模塊冗余設(shè)計(jì)。機(jī)箱上采用雙電源模塊接入，每個(gè)模塊都可保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。
結(jié)語(yǔ)
在整個(gè)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)與用戶的溝通，我們發(fā)現(xiàn)在監(jiān)所中各個(gè)區(qū)域的應(yīng)用場(chǎng)景、監(jiān)控目標(biāo)、應(yīng)用需求都有差異。根據(jù)這些差異，針對(duì)監(jiān)所不同區(qū)域的不同需求，我們分別配置不同特性的技術(shù)方案，去滿足用戶的實(shí)際需求，從而實(shí)現(xiàn)整體行之有效的系統(tǒng)解決方案。
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