科达监狱智能化安防建设技术方案.docx
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科达监狱智能化安防建设技术方案
监狱智能化安防建设
技术方案
苏州科达科技有限公司
2017-02
1
项目建设综述
1.1项目背景
监狱，是国家主要刑罚执行机关，是实现社会治安综合管理最重要环节之一。
因其场所安全关系到国家的长治久安，安全防范工作尤为重要，一直以来受到国家和社会的高度关注。
2007年，司法部颁布《全国监狱信息化建设规划》；2009年，司法部下发《关于加强监狱安全管理工作的若干规定》；2010年国家发改委正式批复全国监狱信息化一期工程项目建议书。
当前随着社会科技的不断进步，国家对监狱信息化发展提出新的要求，监狱管理手段必须由原先的物防、人防的方式向技防、物防、人防结合的方向转变。
原有模拟设备、独立安防系统向数字化、网络化、集成化、智能化方向发展，同时向多系统联动、多分级联动方式转变。
以科技的手段减低管理部门的工作强度，提高对罪犯的监督和改造效果，这也是监狱实现“向科技要警力”的有效途径。
1.2需求分析
监狱目前迫切需要建立一套“多媒体、数字化、全方位”的立体式监狱安全防范系统，提供集视音频监控、二维/三维电子地图系统、智能分析、门禁控制、报警管理、对讲广播系统、巡更管理系统、高压电网系统、车底检测系统、信号屏蔽系统等各安防系统于一体的安防集成平台，全面实现监狱安防系统智能预警、多点联动，极大降低监狱管理人员工作强度。
根据上述情况结合最新的智能化监管技术，提出新一代安防系统网络智能化建设方案，在利用原有安防系统的基础上，充分发挥网络化、智能化、高清化、集成化的优势。
建设的新系统可以做到如下方面：
一、实现高清视频监控。
视频管理平台支持各场所高清网络摄像机的接入管理，提升监狱整体图像清晰度。
二、实现安防集中管理。
综合安防管理平台支持监狱各安防子系统统一接入，通过统一的入口进行集中管理及报警联动。
三、实现图像智能分析。
视频智能分析系统支持对各监房、周界、AB门等重要场所的视频画面进行实时分析，借助强大的数据处理能力，对监狱中发生的违规行为及时联动报警提醒，减轻民警盯防压力。
四、实现网络化集中存储。
通过集中存储设备即可完成监狱所有高清图像存储和容灾备份，能及时发现存储故障、排查存储故障，保证录像数据的完整性。
五、实现数字化电视墙。
通过数字高清解码器，可将监狱各场所图像推送到电视墙查看。
在有异常情况发生时，综合安防管理平台可联动现场图像自动弹出，快速醒目地提醒值班民警关注。
整套系统严格按照“保障必须、不断完善、实用高效、安全可靠”的原则，为监狱打造一个高效智能的网络化综合安防管理平台。
1.3建设目标
系统建设应以加强监狱安全管理和满足安防发展趋势的需要为根本出发点，促进各项工作的落实，实现行业现代化、高效管理的具体要求出发，结合现今安防行业发展水平，利用先进而成熟的技术，建设监狱安全防范体系，实现安防系统和职能管理的集中控制，缩短安全管理的空间和时间，减少管理工作量，提高工作效率和对应急事件的反应速度，以提高监狱安防能力和综合管理水平。
系统严格按照“保障必须、不断完善、实用高效、安全可靠”的原则，借鉴国内外先进的监狱管理理念和实现手段，建设一套“联网程度广、兼容扩展性强、界面易用性好、安全可靠性高”的综合安防体系，实现借助科技力量强化警力和提高管理水平的应用成效目标。
1.4建设原则
Ø实用性与经济性的统一
坚持实用性第一的原则，系统应能最大限度地满足各项业务要求、满足系统管理人员、使用人员、督查人员的业务需求，能适应新技术的发展，同时还应努力降低建设费用,选择技术成熟和性能稳定、性价比高的产品，并尽可能地利用好现有设备，减少浪费。
Ø合理性与先进性的统一
系统方案的设计必须遵循系统工程的设计准则，在系统的合理性与技术的先进性之间取得均衡。
应努力追求整个系统功能的科学合理，防止片面追求某一局部的高指标与先进性。
在保证整个系统功能和性能的前提下，最大限度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术。
Ø标准化与开放性的统一
系统建设应尽量采用标准化、模块化设计并严格遵守相关技术的国际、国内和行业标准，以确保系统之间的开放透明性和系统之间的互连互通。
考虑到整个系统是分期建设的，系统建设时，对有扩展要求的子系统，在建设和选用设备时,应在对未来业务的增长和扩容进行科学预测基础上进行余量设计,预留扩容和发展的空间。
Ø可靠性和安全性的统一
整个系统采用具有高可靠性的总体建设，选用的设备自身应具有较高的安全可靠性，关键设备或关键部件应采取备份冗余设计，选用安全机制完善、安全级别较高的系统软件，使用具有可靠功能的专用网络安全产品。
Ø易管理性和易维护性的统一
系统应易于管理和维护，借助网管、系统自诊断程序等专门工具，可方便地监控网络或其它设备的运行状态，以便及时解决出现的问题；计算机网络等信息基础设施的设计应采用简洁易用的体系结构，以降低系统运行维护费用。
为确保产品的售后服务，原则上应选用技术成熟的国内品牌产品。
1.5设计依据
本系统规划设计严格以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行本设计。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行。
《全国司法行政系统信息化建设规划》司发通〔2013〕14号
《监狱信息化软件开发总体技术规范》司发通〔2012〕125号
《全国监狱信息化软件开发应用实施意见（2011-2013）》
司狱字243号
《全国监狱信息化建设规划》司发通〔2008〕124号
《监狱建设标准》（建标139-2010）
《信息技术软件生存周期过程》GB/T8566-2007
《智能建筑设计标准》（GB/T50314—2006）
《视频安防监控数字录像设备》GB20815-2006
《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007
《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》
GB/T28181-2011
《出入口控制系统工程设计规范》GB50396-2007
《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859-1999）
《计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求》
GA/T388-2002
《计算机信息系统安全等级保护管理要求》GA/T391-2002
《信息技术包过滤防火墙安全技术要求》（GB/T18019-1999）
《城市警用地理信息系统建设规范》GA/T493-2004
《信息技术用户建筑群的通用布缆》GB/T18233-2008
《安全防范工程技术规范》GB50348—2004
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011
《城市监控报警联网系统技术标准第1部分：
通用技术要求》
GA/T
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全防范系统验收规则》GA308-2001
《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-2001
《入侵探测器通用技术条件》GB
《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
《入侵报警系统技术要求》GA/T368-2001
《出入口控制系统技术要求》GA/T394-2002
《涉及国家机密的计算机信息系统保密技术要求》GMZ1-2000
《以太网100BASE-T标准》
《以太网1000BASE-T标准》IEEE802.ab
《综合业务数字网基本数据速率接口标准》CCITTISDN
《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339—2003）
《综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2007
《综合布线系统工程验收规范》GB/T50312-2007
《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
《电子信息系统机房施工及验收规范》GB50462-2008
《计算机场地通用规范》GB/T2887-2011
《计算机场地安全要求》GB/T9361-2011
《通讯机房静电防护通则》（YD/T754—95）
《电磁辐射防护规定》（GB8702—88）
《通用用电设备设计规范》GB50055-2011
《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343—2012
《信息技术--用户建筑群布缆的实施和操作--第2部分：
设计和安装》ISO/IEC
《电视和声音信号的电缆分配系统》GB/T6510-1996
《有线电视广播系统技术规范》（GY/T106-1999）
《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010
《建筑物防雷设施安装》（99D562）
《有线电视系统工程技术规范》（GB50200—1994）
2数字化高清监控系统
2.1系统概述
视音频监控系统是监狱场所安全防范系统的主要组成部分，是提高监狱技防水平的重要工具，其建设将直接关系到监狱安全管理的效率及效果，同时对监督罪犯改造、防范监狱场所内突发事件的发生起到了不可替代的作用。
随着监狱系统信息化建设的推进，信息共享、多级管理、远程控制已成为监狱管理部门亟待解决的问题。
监狱视音频监控系统的建设旨在运用最新的视音频监控技术，对监控图像进行实时传送，实现信息共享、过程控制和高效管理的目的。
2.2设计思路
根据监狱实际情况，坚持“总体规划，分步实施”的原则，按照如下思路对狱内视频监控系统进行建设：
第一步：
为保证高清图像应用，将从源头抓起，在重点位置如监室、厕所、走道、主通道、户外区域等位置部署1080P高清监控点，包括枪机、半球和球机实现前端高清图像采集；
第二步：
在大门、AB门外广场、围墙等位置部署智能跟踪系统，实现移动目标自动跟踪监控；在AB门通道部署智能人脸比对系统，可对途经人员进行人脸抓拍、人脸识别等应用；
第三步：
在指挥中心部署IP-SAN磁盘阵列、视音频监控管理平台、综合安防管理平台、智能分析服务器、集中解码器等后端设备。
第四步：
使用46"3×5液晶拼接屏进行建设，结合高清集中解码器最终在监控中心呈现1080全高清图像，结合视频分析系统实现报警图像联动上墙。
2.3系统结构
监狱目前设立1处总控中心，多处分控中心，对上可以提供远程图像浏览及查询、对下可以实现对全监的技防系统综合管理和应急指挥，具体结构：
第一层主要为领导浏览监督窗口：
视频监控系统可以对外统一提供客户端访问，领导在司法网内的任何位置即可实现图像浏览、录像查询、设备管理等操作。
第二层主要为总控中心的设备：
配置有视频监控管理平台、IP-SAN磁盘阵列、智能分析服务器、解码器、液晶拼接屏以及操作电脑等。
视频监控管理平台是整个视频监控系统的核心管理设备，采用嵌入式操作系统，负责所有监控点图像资源的管理。
IP-SAN磁盘阵列主要是实现前端监控点的图像直存和码流转发，支持1080P高清分辨率图像不低于30天的存储。
智能分析服务器通过网络获取视频管理平台的视频码流，实现对图像的智能分析，并将实时分析结果反馈至综合安防管理平台。
集中解码器实现数字图像转模拟输出到电视墙，最高支持QXGA高清输出。
液晶拼接屏作为高清图像最终展示的载体，其效果直接决定整个高清监控呈现的效果，本次使用3×5（46"）液晶显示单元拼接墙体。
在操作坐席的电脑上安装客户端软件，可实现对系统的控制、管理、操作等。
通过客户端可浏览监控图像、对前端摄像机进行PTZ控制、修改设备参数、报警联动布防与撤防。
第三层主要为前端采集层：
建设图像资源采集，主要包括新建的612路高清网络监控点，实现对监狱罪犯区域的无缝覆盖。
具体系统组网图见下：
2.4监控点设计
2.4.1安装要求
考虑到监狱环境的特殊性，本次项目需要在单位构建完善的视频监控系统，对狱内重要部位设计安装视频监控点，实施有效的视音频监控和图像记录。
总体安装要求如下：
（1）摄像机安装位置及角度应根据现场环境及摄像机数量确定，以建立全方位、全覆盖的监控系统，避免出现观察盲区。
（2）在满足监视目标视场范围要求的条件下，其安装高度：
室内离地不宜低于；室外离地不宜低于，安装牢固，防止破坏。
（3）监区内摄像机应确保安装牢固并增加防暴保护，夜间环境照明不足时，宜采用适当辅助光源。
（4）监室内摄像机安装位置和镜头焦距的选定，应本着无死角、主体取像罪犯、顾全观察卫生间、减少逆光现象的原则，推荐布置在监室两端中间位置进行对射。
（5）安装于室外活动场所和周界围墙等地点的摄像机，应加装室外全天候防护罩，同时采取有效防雷、防水措施。
2.4.2选型设计
依据监狱各位置的场景特点，将有针对性地部署不同类型的高清网络摄像机，确保重点关注部位如大门、监室、走道、周界等做到无死角覆盖。
（1）监室、厕所
作为罪犯生活、学习、活动的场所，对内部摄像机选型有较高的要求：
Ø为防止被罪犯破坏，设备应采用防暴结构设计；
Ø为确保占用空间小和隐蔽性，设备应采用半球型设计；
Ø为确保监室无监控盲区，摄像机应采用广角镜头，单摄像机实现监室全景覆盖；
综上，本次项目将在监室及厕所使用超广角高清防暴半球网络摄像机（全景摄像机）。
在单摄像机全景监控的基础上，为减小由光学原因带来的形变，特采用智能技术对形变物体进行矫正，确保人眼观察的自然体验。
全景摄像机特点：
ØIK10+级防暴设计；
Ø200万像素高性能传感器；
Ø1080P@30fps高帧率输出；
Ø120dB超宽动态；
Ø超广角监控+光学曲面智能畸变矫正技术；
Ø支持竖屏模式输出；
（2）走道
走道主要分为狱内人行过道、监区内走道等，考虑到实际场景应用中常有阳光直射和逆光情况出现，本次项目将使用超宽动态高清枪型网络摄像机。
在超宽动态监控的基础上，为减小因狭长应用环境造成的监控视野两侧的不必要信息，特支持开启竖屏模式，大大提高对视野中主体目标区域的有效监视。
（3）功能性房间
监狱中的功能性房间主要包括值班室、生产车间、接待室、医务室、会见室、心理咨询室、图书馆等，综合民警日常工作对摄像机空间占用、美观性要求，更考虑到晚间一些部分房间无补光，本次项目将使用高清红外半球型网络摄像机，使办公区域在夜间同样实现无盲区覆盖。
（4）周界围墙
围墙作为监狱安防的最后一道防线，无死角监控尤为重要。
考虑到周界位于室外，监控设备易淋雨受潮，本次项目将使用高清红外枪型网络摄像机，安装在围墙顶部，均匀分布，首尾相连，对围墙进行全面高清覆盖；
（5）室内公共区域
监狱的室内公共区域主要包括习艺场、医院、教学楼大厅等区域面积较大的室内场所，监控设备需满足大场景的监控需求。
本次项目使用高清球形网络摄像机，按照在顶端位置，多室内公共区域进行变倍监控、自动扫描、自动守望。
（6）室外公共区域
监狱中的室外公共区域主要包括大门入口、楼前广场、监区出入口、监区绿化带等，考虑到公共区域面积较大且位于室外，监控设备需防水并能顾全大场景监控。
本次项目将使用高清球形红外网络摄像机，安装在高点对所有公共区域进行变倍监控、自动扫描、自动守望。
2.4.3监区点位分布单兵移动监控
根据监狱实际监控需要，将监狱内各个监控区域按照其监控需求不同部署不同功能特点的摄像机，并将所有点位部署统计如下表：
序号
楼栋名称
楼层
普及型高清防暴半球
功能型高清枪机
防暴红外半球
普及型防暴半球
功能型全景防暴半球
功能型高清红外枪机
功能型高清枪机
功能型高清红外枪机
功能型高清枪机
功能型高清枪机
高清室内球
高清红外球
功能型高清红外枪机
1
A1习艺楼
（余同）
一层
0
2
3
0
0
0
11
2
0
0
2
0
0
2
二层
0
2
3
0
0
0
10
0
0
0
2
0
0
3
三层
0
2
3
0
0
0
10
0
0
0
2
0
0
4
四层
0
2
3
0
0
0
10
0
0
0
2
0
0
5
屋顶
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
小计
0
8
14
0
0
0
41
2
0
0
8
0
0
7
监舍楼
（余同）
一层
0
4
24
1
16
3
8
2
1
0
0
0
0
8
二层
0
4
24
1
16
3
5
0
0
0
0
0
0
9
三层
0
4
24
1
16
3
5
0
0
0
0
0
0
10
四层
0
4
24
1
16
3
5
0
0
0
0
0
0
11
屋顶
0
0
0
0
0
0
14
0
0
0
0
0
0
12
小计
0
16
96
4
64
12
37
2
1
0
0
0
0
13
伙房
0
0
23
0
0
0
19
3
0
0
0
1
0
14
本部大门
一层
0
0
21
0
0
0
0
4
0
0
0
0
0
15
二层
0
0
3
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
16
三层
0
0
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
17
小计
0
0
26
0
0
0
0
4
2
0
0
0
0
18
会见楼
一层
8
0
18
0
0
0
4
4
0
0
2
0
0
19
二层
0
0
35
0
0
0
7
0
0
0
1
0
0
20
三层
0
0
8
0
0
0
4
3
0
2
0
0
0
21
小计
8
0
61
0
0
0
15
7
0
2
3
0
0
22
物流中心
一层
0
0
9
0
0
0
8
3
0
0
0
0
0
23
二层
0
0
4
0
0
0
10
0
0
0
0
0
0
24
三层
0
0
6
0
0
0
17
0
0
2
0
0
0
25
小计
0
0
19
0
0
0
35
3
0
2
0
0
0
26
高危监区楼
一层
0
2
21
0
12
0
9
2
1
0
0
0
0
27
二层
0
2
19
0
12
2
9
0
0
0
0
0
0
28
三层
0
2
19
0
12
2
9
0
0
0
0
0
0
29
四层
0
0
15
0
12
2
4
1
0
0
0
0
0
30
屋顶
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
31
小计
0
6
74
0
48
6
33
3
1
0
0
0
0
32
禁闭室
一层
0
0
3
18
18
0
5
2
0
0
0
0
0
33
二层
0
0
0
0
0
0
10
0
0
0
0
0
0
34
小计
0
0
3
18
18
0
15
2
0
0
0
0
0
35
医院楼
一层
0
0
38
0
0
0
5
2
0
0
1
0
0
36
二层
0
0
26
0
0
0
7
0
0
0
0
0
0
37
三层
0
0
29
0
0
0
5
5
0
0
0
0
0
38
小计
0
0
93
0
0
0
17
7
0
0
1
0
0
39
教学楼
一层
0
0
18
0
0
0
13
3
1
0
3
0
0
40
二层
0
0
16
0
0
0
7
0
0
0
0
0
0
41
三层
0
0
11
0
0
0
8
0
0
0
0
0
0
42
四层
0
0
8
0
0
0
8
0
0
0
1
0
0
43
小计
0
0
53
0
0
0
36
3
1
0
4
0
0
44
室外
0
0
0
0
0
0
0
53
0
18
0
5
28
总点位汇总
8
102
792
34
322
54
482
101
8
22
40
7
28
2.5IP-SAN存储系统
监狱对于录像的安全性要求非常高，往往一起普通的事故会因为录像的丢失而造成不可挽回的损失。
IP-SAN是基于高速以太网的SAN架构，通过iSCSI（InternetSCSI，Internet小型计算机系统接口）协议来实现存储数据在服务器和存储设备之间高速传输。
它继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾特性，是监狱监控存储比较理想的解决方案。
本次项目我们对新建高清监控点存储均采用IP-SAN的方式进行，录像保存分辨率要求为1080P存储时间要求30天以上。
此存储方案支持RAID5等技术，能够确保数据的可靠性，另一方面，磁阵支持码流直存和转发，且码流转发支持动态负载均衡。
所有对录像系统的操作均有严格的权限限制及操作记录，防止人为删除录像。
码流直存技术介绍
磁盘阵列支持直接接收前端码流进行存储，并支持码流转发，可直接将前端码流转发到业务客户端，进行图像业务浏览，从而代替流媒体服务器，节省大量的硬件成本。
磁阵的码流转发支持业务动态负载均衡，所有磁盘阵列均衡负载码流转发业务，保证系统安全稳定的运行，当某一磁阵转发模块出现问题时，其他磁阵自动均衡该磁阵的转发业务，故障恢复后，自动分担业务负载。
存储空间的计算方法如下：
录像容量（MB）=前端监控点数×录像天数×24×60×60×录像码率（Mbps）/8
本项目存储容量计算：
1080P按4Mbit/s计算,目前新建监控监控点为612路。
计算结果如下：
每路的码率为4Mbit/s
录像数量
1小时的录像量
1天的录像量
7天的录像量
30天的录像量
1路录像
43G
302G
612路录像
/
/
/
794T
格式化损失10%+RAID5（每个RAID5建1个备份盘）单个16盘位4TIP-SAN磁盘阵列可用的有效容量=4T*（16-1）*（1-10%）=54T；
本系统高清监控点存储30天所需阵列794/54T，加智能及跟踪存储，需要存储15台
磁盘阵列可通过堆叠实现存储空间的海量扩展，并可实现负载均衡。
2.6大屏显示系统
（1）概述
监控电视墙是监狱民警浏览视频画面最常用的媒介，高清监控系统后端显示系统设计对整个图像效果的展现非常关键。
根据监控中心的使用需求、现场环境及需要实现的功能及效果，充分依据我们的设计思路，控制
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