平安城市解決方案

1.1 項目背景

近年來,我國整體經濟實力顯著增強,但社會治安狀況也日趨復雜,公共安全問題不斷凸顯,城市犯罪突出,手段不斷更新、升級。這些都迫切要求加快發展以主動預防為主的視頻監控系統。開展平安城市系統建設是提升公安機關戰斗力的重要著眼點和切入點,也是社會治安防控體系建設的重要組成部分。城市監控系統的是建設社會公共安全體系的需要;是實施社會治綜合治理,構筑打防控一體化機制的需要;是實施科技強警,實現整體聯動和快速反應的需要城市監控系統的是建設社會公共安全體系的需要;是實施社會治綜合治理,構筑打防控一體化機制的需要;是實施科技強警,實現整體聯動和快速反應的需要。

隨著平安城市建設和科技強警工作的不斷深入,并根據XX省公安廳打造“平安XX”的指導思想,XX縣公安提出本次平安城市監控系統的建設需求及規劃思路。旨在建設成一套以打擊、預防違法犯罪為目的,在政府所在地、治安復雜場所、重點單位、主要街道和社區、宗教場所、娛樂場所、案件多發地段、重要路口、車站、卡口等地點設立視頻監控點,將監控圖像實時傳輸到各級公安機關、社區和其它相關職能部門,通過對圖像的瀏覽、記錄等方式,使各級公安機關、社區和其它相關職能部門直觀地了解和掌握監控區域的治安動態,有效提高社會治安管理水平的視頻監控系統。

華為公司自主研發、具備全部知識產權的網絡視頻監控系統(NVS,Network Video Surveillance),吸收了華為公司在網絡、無線、安存和視頻監控領域積累了十余年的研究成果,融入了“AnyTime、AnyWhere、AnyDevice”(任何時間、任何地點、任何設備)的先進設計理念,能極大豐富和提升了現有安全監控技術。為了對付各種各樣的刑事犯罪,保護國家和人民群眾的生命財產的安全,保障各行各業和國家重點部門的正常運轉,采用高科技手段預防、制止犯罪行為已經成為安防領域里的共識。在這樣的情況下,IP網絡視頻監控系統作為安全防范的必要手段,在公共治安方面發揮著不可替代的作用。

建成后的“XX縣平安城市監控系統”作為治安信息化管理的有效途徑之一,其建設的力度、程度、廣度將在一定程度上提高全區治安管理的統一指揮、快速反應、協同作戰水平,該建設工程的預期效果如下:

(一)通過遍布重要公共場所、商業密集區域、主要道路路口、治安案件高發區域的攝像監控設備,實現24小時實時監控,對犯罪人員產生強大的威懾作用,同時為重大公共安全事件提供相應的取證依據。

(二)通過先進的視頻監控、報警處理技術,提高民警的工作效率,提供相應的技術保障,從而減輕執法強度,節省警力,縮減執法民警人數。

(三)重證據、講事實,運用科技手段獲取讓違法者信服的證據資料,依法處理違法行為,避免在執法過程中激化矛盾,提高交通管理水平和民警為民服務的水平,構建和諧的警民關系。

(四)擴大交通管理管控范圍和管控時間,從城市中心建成區到城郊國道、省道,實行全天候24小時管控。

1.2 用戶需求分析

1.2.1 項目建設范圍

本期工程為XX省XX縣平安城市監控平臺工程,平臺初期規劃為約150個監控點的規模,包含100多個監控點的新建和20個左右原有監控點的改造。此外整個系統還包括一個縣公安局監控中心,主要包括3x4的液晶拼接電視墻、操作臺、操作PC、網絡設備、圖像解碼器、電視墻柜等。

1.2.2 需求分析

本期工程規模:

在XX縣公安局集中建設150路的“平安城市”監控平臺。

平臺關鍵能力要求:

  1. 全部圖像要求達到D1分辨率
  2. 30天不間斷錄像存儲
  3. 支持分級分權限管理
  4. 支持平滑擴容
  5. 監控中心可搬遷;對新的監控中心完成網絡部署后,通過簡單的工程割接即可實現監控中心的搬遷。
  6. 平臺支持車載監控/單兵監控、支持智能化應用擴展,隨時做好為平臺性能升級的準備。
  7. 平臺預留與應急指揮、政府熱線、數字交通等系統的接口,使平臺具備可持續性的長期價值。

2.1 方案總體架構

2.1.1 系統架構

2.1.2 平臺介紹

平臺主要由平臺管理服務器、中心管理平臺、媒體轉發服務器、錄像服務器、前端/客戶端接入服務器等構成,平臺作為整個監控系統的核心管理及控制部分,負責全網所有設備的接入、管理,圖像的轉分發/錄像,數據庫管理、個性化參數設置等等。

華為網絡視頻監控系統平臺完全是基于IP應用開發的,將信令控制與媒體流分離。系統中各個部件(平臺管理服務器、媒體分發服務器、錄像管理服務器、網管、數據庫服務器、客戶端接入服務器、前端接入服務器)采用松耦合設計思路,只要IP可達都可以分布式部署,正常運行。

平臺軟件設計采用分層分模塊的設計思路。按照邏輯架構分為業務層、定制化層、和平臺層。平臺軟件的設計應采用分層的模塊化結構,以達到設置修改靈活,擴充方便,適應業務的發展變化。軟、硬件平臺應可以靈活部署并具有良好的可擴展能力,能夠適應各種不同業務的發展。

通過SOA業務總線,可以提供多樣化二次開發接口(包括:監控終端、監控終端、業務網關、智能業務等二次開發接口),通過面向領域的架構設計,縮短需求的二次開發周期,適應業務快速開展的競爭模式。具備完善的業務定制能力,在提供基礎監控業務的同時,可以與第三方系統集成。如:門禁系統、GIS系統。


2.1.3 前端部分

前端子系統主要包括幾大部分:

1.圖像采集系統:DVS、DVR、攝像機及云臺、防護罩等配套件;

2.傳輸系統:光端機、CPE、光纜、網線等:

3.工程硬件:立桿、設備箱、云臺、支架、套管;

4.防雷系統:防雷器、避雷針、引線;

5.供電系統:電源插排、UPS;

6.音頻系統:拾音器、揚聲器等 (可選

7.報警系統:報警探測器、警笛等 (可選)

前端監控點的分類:

根據公安業務和公共安全管理的要求,并考慮處置突發事件的需要,經需求分析、現場勘察和方案論證后,按照“先重點,后一般”的原則設置前端監控點,可將前端監控點為A類監控點、B類監控點。

1、A類監控點:由公安機關為主體建設、管理和使用的監控點,通常也稱為公安監控資源監控點,如“三區三口”等重要區域和部位。

“三區”:案件多發區、商業/金融集中區、人員密集區;

“三口”:治安卡口、城市的出入口、重點交通道路口。

B類監控點:除A類監控點外,由社會單位為主體建設、管理和使用的監控點

2.1.4 網絡部分

為本次平安城市項目單獨搭建專網,實現公安專網與因特網的物理隔離。系統平臺與前端攝像機之間傳輸帶寬要求≥2M,傳輸介質光纖。

(1)網絡帶寬

1、編碼器上行帶寬:前端解碼器建議采用D1的1.5M/2M碼流進行編碼,同時需要考慮到網絡利用率、云臺控制信號、音頻編碼流、報警信號、網管通訊等數據流量占用,各前端編碼器上行帶寬按照平均2Mbit/s的標準進行規劃計算。

2、監控中心專線帶寬:縣公安局監控中心采用專線與平安城市平臺相連,主要承載來自前端發送的心跳、注冊等信令信息、同管理平臺交互的視頻調度控制信令、錄像記錄的檢索和下載等,綜合考慮同時輸出的視頻通道最大數、錄像下載的頻度和平均時長等因素,規劃監控中心采用1000Mbit/s的網絡帶寬。

(2)網絡時延

基于IP的視頻監控解決方案受制于網絡時延而存在不可避免的視頻延遲現象。網絡方案需要考慮盡可能減少前端編碼器上行到管理平臺、管理平臺下發到各監控中心過程的網絡時延。按照技術建議書網絡時延指標如下:

前端設備與監控中心間端到端的信息延遲時間應不大于1 秒。前端設備與用戶終端間端到端的信息延遲時間應不大于2 秒。(端到端的信息延遲時間包括發送端信息采集、編碼、網絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經歷的時間。)

(3)具體采用的措施:

①網絡扁平化,減少網絡組成的層次,減少數據中轉的級連交換機數量,降低因為網絡設備轉發產生的網絡時延。前端編碼器到核心交換機的網絡層次不大于2層,核心交換機到監控中心的網絡層次不大于3層。

②合理的網段和地址的規劃,采用局域網架構盡量減少網段間的路由需求,在承載視頻流的上下行通道上避免使用路由器和防火墻,啟用交換機三層轉發功能的實現必需的網段間數據路由轉發。

③核心交換機和匯聚交換機選型時應該充分考慮足夠的背板帶寬,實現全端口滿負荷的峰值轉發能力,降低設備處理轉發延遲。

④合理規劃核心交換機和匯聚交換機的QoS、帶寬控制、VLAN等配置,優先保障所有前端視頻編碼流上行到分發和存儲節點、視頻流轉發到各監控中心兩大關鍵業務流程的網絡質量,防止諸如大量錄像下載等大帶寬占用操作對核心業務帶來的影響。

(4)承載網絡QoS保障

QoS是指網絡中多個環節共同提供的性能,包括路由隊列管理、應用層QoS保障、IP層QoS措施和鏈路層QoS保障。每一個環節的QoS所起的作用不同,對網絡QoS的影響也不同。

但是,目前網絡的QoS保障措施絕大多數是盡力型的而不是保證型的,而且幾乎所有QoS保障機制都是基于逐跳的行為控制的,而不是面向端到端的保障。

①華為率先在視頻監控領域采用數據交織(Interleaving)技術。FEC只能夠解決平均分布的隨機性位錯誤,而數據交織通過Viterbi編譯碼把碼流中突發性錯誤轉變為隨機錯誤,解決了FEC適應突發丟包的問題。

②FEC和Interleaving都無法徹底解決報文丟失問題,通過引入Selective repeatARQ技術,實現丟失報文的自動重傳,在極低的開銷下徹底解決了報文丟失的問題。

(5)網絡安全性

①為了避免廣播風暴等對業務造成的威脅,需要合理規劃和劃分VLAN,對全網進行分區分片隔離。

②保證網絡的封閉性,確保網絡內所有終端不能使用可能感染病毒等隱患的介質接口或者連入外部網絡。

③網絡的隔離性,采用利用現網設備的匯聚節點,必須通過VLAN、VPN等手段將平安城市業務流量同城域網公共流量絕對隔離。

④前端編碼器設備由于暴露于室外,需要考慮非法網絡接入和入侵威脅,可采用MAC地址捆綁、接入認證等手段予以防護。

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