“美丽乡村”平安工程社会治安监控系统解决方案20140324.docx
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“美丽乡村”平安工程——社会治安监控系统解决方案
“美丽乡村”平安工程
——社会治安监控系统解决方案
目录
第1章概述 5
1.1建设背景 5
1.2建设需求 5
1.2.1乡村治安监控的需求 5
1.2.2侦查破案打击犯罪的需求 6
1.2.3公安机关统一管理规划的需求 6
1.3设计原则 6
1.4设计标准 7
第2章系统总体设计 8
2.1设计思路 8
2.2系统结构 8
2.3方案特色 9
2.3.1全面的高清体验 9
2.3.2流媒体技术，减轻网络压力 10
第3章系统详细设计 12
3.1前端系统设计 12
3.1.1布点原则 12
3.1.2摄像机选型 13
3.1.3配套设施设计 14
3.2传输系统设计 17
3.2.1网络架构设计 17
3.2.2传输接入设计 19
3.3视频存储设计 19
3.3.1视频存储方案 19
3.3.2存储架构设计 20
3.3.3存储策略说明 20
3.3.4存储容量计算 21
3.4解码控制设计 21
3.4.1村级解码控制设计 21
3.4.2乡镇解码控制设计 22
3.4.3区县解码控制设计 22
3.5图像显示设计 24
3.5.1村级显示系统设计 24
3.5.2乡镇显示系统设计 25
3.5.3区县显示系统设计 26
3.6其他系统设计 27
3.6.1区县流媒体服务器设计 27
3.6.2区县平台管理软件设计 28
第4章系统功能设计 30
4.1常规功能 30
4.2特色功能 30
4.2.1即时回放 30
4.2.23D追踪 31
4.2.3断点续播 31
4.2.4分段回放 32
4.2.5录像锁定 32
4.2.6手机监控 32
4.2.7万能播放器 33
4.2.8设备状态监控 33
4.2.9视频状态监控 34
第5章主要设备介绍 41
5.146寸液晶拼接屏DS-2046NL 41
5.1.1产品简介 41
5.1.2主要特性 41
5.1.3技术参数 41
5.2视频综合平台一体机DS-B10-0816VD 42
5.2.1产品简介 42
5.2.2主要特性 43
5.2.3技术参数 44
5.3视频综合平台DS-B11-S10-A 45
5.3.1产品简介 45
5.3.2主要特性 46
5.3.3技术参数 47
5.4磁盘阵列DS-A1048R 60
5.4.1产品简介 60
5.4.2主要特性 60
5.4.3技术参数 62
第1章概述
1.1建设背景
2008年，浙江省安吉县提出“中国美丽乡村”计划，并出台了《建设“中国美丽乡村”行动纲要》。
“十二五”期间，受安吉县“中国美丽乡村”建设成功的影响，浙江省制定了《浙江省美丽乡村建设行动计划》，以推进“美丽乡村”工程建设，加快推进全省农村危房改造建设和新农村建设的步伐。
“美丽乡村”建设已成为中国社会主义新农村建设的代名词，全国各地正在掀起美丽乡村建设的新热潮。
2012年11月，中国共产党第十八次全国代表大会上首次提出建设“美丽中国”的概念，展现出一幅全面建成小康社会新家园的景象，并合力推进经济、文化、社会等方面的建设，实现社会主义和谐社会的持续发展。
这与党十六届五中全会上提出的建设社会主义新农村的重大任务相呼应。
第六次全国人口普查数据显示，我国农村人口占总人口的51%，且农村地域广阔，村落分布不规则。
随着城市化进程的加快，农村大批青壮年外出务工，农村出现“留守老人”、“留守妇女”、“留守儿童”现象，给农村的治安带来巨大压力。
目前，农村治安防控采用的还是“巡视基本靠走，防范基本靠狗，报警基本靠吼”的落后防范方式，对于监控安防产品的应用几乎呈空白状态。
公安机关要掌控农村治安局势，依靠单一的警力和传统手段已很难奏效，必须借助技防手段，建立以技术防范为主导的综合防范体系，才能适应新形势下“美丽乡村”、“平安乡村”和新农村建设的要求。
本次项目中，参与平安乡村建设的一共有13个村。
1.2建设需求
“美丽乡村”平安工程建设不仅是乡村社会治安监控的需求，也是公安机关案事件侦查提取图像线索与证据，以及对各辖区治安情况统一管理和规划的需求。
1.2.1乡村治安监控的需求
目前，以老弱妇孺为主的农村成为犯罪分子的新目标，薄弱的农村治安现状往往会给犯罪分子以可乘之机。
加强乡村社会治安监控系统建设，有助于改善农村的治安环境，有助于保护人民群众的生命财产安全，有助于提高人民群众的安全防范意识。
1.2.2侦查破案打击犯罪的需求
随着视频监控技术不断服务于公安机关，视频录像、图片信息在公安机关侦查破案的实践中发挥了重要的作用，为公安机关打击犯罪提供最直接的线索与证据，其在重特大案件的侦破中，视频监控发挥着意想不到的作用。
1.2.3公安机关统一管理规划的需求
由于农村区域面积大、人口众多等原因，公安警力的部署远不能满足农村治安的需求。
加强乡村社会治安监控系统建设，通过“人防+技防”相结合的手段，实现对所辖地区治安的统一管理和规划，提高公安机关对当地社会治安的掌控水平，着力打造“美丽乡村”。
1.3设计原则
l实用性
“美丽乡村”平安工程建设必须突出实用性。
在建设中应以实际需求为导向，以有效应用为核心，充分利用视频图像资源，结合各地方的实际应用场景，围绕打造“美丽乡村”、“平安乡村”，不断提高乡村人民群众的安全感。
l经济性
“美丽乡村”平安工程建设必须考虑经济性。
在方案设计时，要做好相关产品的选型，所选的产品既要能符合项目实际需求的，又要能体现经济性、合理性。
l可扩展性
“美丽乡村”平安工程建设需要系统具备可扩展性。
系统要采用开放式架构，选用标准化接口和协议；选型设备应能通过统一的标准实现接入，设备应选用符合标准、先进可靠的主流产品，以保证系统安全、稳定、可靠运行。
l可靠性
系统设计、设备选型、调试、安装等环节都严格执行国家、行业的有关标准及公安部门有关安全技术防范的要求，贯彻质量条例，采用稳定、可靠的技术设备，确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足不间断稳定运行。
l易维护性
采用稳定易用的硬件和软件，不需借助复杂的专用维护工具，既可降低对管理人员进行专业知识的培训费用，又可节省日常维护费用。
1.4设计标准
系统建设以国家、行业相关规范和标准为依据，规范和标准如下：
1）《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）
2）《城市监控报警联网系统技术标准》（GA/T669-2008）
3）《关于深入开展城市报警与监控系统应用工作的意见》（公科信[2010]30号）
4）公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部科技信息化局汇编2009年3月）
5）《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）
6）《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
7）《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
8）《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）
9）《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）
10）《电子计算机机房设计规范》（GB50174-93）
11）《城市道路照明设计标准》CJJ45-9
12）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
13）《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
14）《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
15）《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
第2章系统总体设计
2.1设计思路
根据“美丽乡村”平安工程建设的需求，以及考虑到乡村所在地区道路照明设施的建设情况，本方案设计采用全高清红外网络的模式构建社会治安监控系统。
系统存储采用分布式存储与集中式存储相结合的模式，即视频图像信息在村级存储，重点关注的视频图像上传至区县监控中心存储；前端存储采用NVR本地存储，中心存储采用基于网络的IP-SAN存储；分布式存储与集中式存储相结合的模式，有效的减轻了乡村传输网络的压力。
系统主要对乡村的出入口、主干道、重点单位、人员密集区等公安机关关注的区域进行7×24小时全天候立体式监控，保护乡村人民群众的人身财产安全。
2.2系统结构
“美丽乡村”平安工程——社会治安监控系统架构设计为“1+3”，即前端采集与村级、乡镇、区县三级监控中心。
在农村村委会监控室布置中心视频设备，如NVR、监视器、键盘、客户端等，负责实现前端摄像机的接入，并将视频图像资源进行本地存储；通过监视器可实现监控视频的实时预览和录像回放等功能。
在乡镇派出所分控中心布置中心视频设备，如流媒体服务器、解码设备、监视器、键盘、客户端等，可实现下级村庄视频图像资源的实时预览和录像回放等功能。
通过应用流媒体技术，当用户需要预览时，尤其是多个用户需要预览同一路图像时，流媒体将从前端取流，并进行视频流的分发，对前端而言只需要取一路视频流，这样大大地减少了网络的负荷。
在区县公安局监控中心布置中心视频设备，如电视墙、解码设备、键盘、客户端等，中心机房布置中心平台服务器群等。
通过视频监控管理平台软件，利用统一的数据库、软件及服务，实现所辖乡村视频图像资源的集中管理与统一控制。
通过视频综合平台，可实现模拟及数字视频的矩阵切换、视音频编解码、网络实时预览、视频拼接上墙及视频智能分析等功能。
社会治安监控系统拓扑图如下图所示：
图1.“美丽乡村”平安工程系统拓扑图
2.3方案特色
2.3.1全面的高清体验
全面支持高清，实现了高清视频监控从采集、传输、编码、存储、切换控制到显示的全面高清应用。
前端网络摄像机采集高清视频图像，相对于普通监控画面可获取更多的细节特征，可使图像细节更清晰、更细腻，并且拥有更广阔的视野，更能清晰地呈现监控现场原貌，同时对于车牌、人脸识别等智能分析应用具有重要意义。
此外，摄像机采用多项高效编码技术，在同等图像质量下，720p只需1~2Mbps码率，1080p只需3~4Mbps码率，相对于原有高清监控系统可节省一半以上的网络传输带宽和存储空间；再结合SVC（可伸缩视频编码）技术对任意时间段录像进行抽帧处理，可利用有限的存储空间存储更长时间的录像。
同时采用ROI（感兴趣区域编码）技术，在不提高码率的情况下，可保证关键区域获取更清晰的图像质量。
后端在村委会监控室部署NVR对前端监控镜头的实时视频进行分布式存储，可根据实际接入情况对存储设备进行灵活扩容，减轻汇聚网络压力，确保数据安全，提升整体系统可靠性。
同时方案在区县机房部署IP-SAN，对重要监控点位及案事件关联视频进行集中存储和备份。
这种分布式存储与集中式存储相结合的模式，进一步提高了存储数据的安全性和可靠性。
分控中心和总中心控制设备采用一体化、集约化的视频综合平台，视频综合平台集成了高清视频监控系统应用中高清数字矩阵、高清图像解码、高清图像输出、高清图像多级级联控制等功能，实现了高清视频监控从切换控制到显示输出的全面应用，同时可兼容原有已建模拟监控系统及模拟矩阵，完全满足公安监控中心统一化操作及控制需要，此外视频综合平台完全参考ATCA电信级架构设计，具备电信级稳定性和可靠性。
中心显示设备采用液晶拼接大屏幕，屏幕本身支持1080P甚至更高的全高清物理分辨率，可全面展示网络高清的视频效果。
前端采集网络高清图像，后端高性能存储及中心解码控制显示系统做强力支撑，让用户驾驭于整套视频监控系统，更好的体验网络高清的效果。
2.3.2流媒体技术，减轻网络压力
流媒体技术是多媒体编解码与网络视频传输技术的融合，能够保证在复杂的网络环境下，实现超多用户并发支持，保证视频播放质量。
应用流媒体技术可以解决网络带宽问题和并发访问问题。
图2.流媒体分发示意图
l解决带宽问题
当用户观看视频时，都是通过流媒体服务器来观看实时图像，而不是直接连接到网络录像机上，这样可以降低WAN网络的流量，流媒体服务器接收到网络录像机传送过来的视频后转发给LAN里的用户，这时只占用LAN内的网络带宽。
l解决并发访问问题
当有n个用户要看同一网络录像机上的同一路视频图像时，网络录像机总共需要转发n路视频图像，这对网络录像机本身造成巨大压力，如果转发路数过大，一般网络录像机很难实现。
如果通过流媒体服务器，仅需要从网络录像机上取一路视频图像到流媒体服务器，再由流媒体服务器进行视频图像分发。
第3章系统详细设计
3.1前端系统设计
3.1.1布点原则
以“基本覆盖社会面，确保重点，兼顾一般，预留未来”为原则，充分考虑布局选点的针对性、关联性以及整体效果。
按照以下原则进行布点规划：
图3.监控点布局选点示意图
1）内密外疏原则
重点加强村内主要道路监控探头布点，布点覆盖该区域内主要的集会场所、重点单位和道路交口，实现视频全覆盖、无盲区；农村外围区域重点覆盖主要道路、容易引发安全事故的地方。
2）重点部位覆盖原则
对平常容易出现安全事故的地点，进行重点布点，实现监控全面覆盖。
3）预留覆盖原则
对部分正在改造建设的片区，根据规划建设需要预留选点。
4）避免重复建设原则
对前期已建设监控点位原则上不予重复选点建设，对一些单位自建、具备整合接入条件的列入社会资源整合范围，避免重复投资建设。
3.1.2摄像机选型
前端摄像机主要负责各个监控点现场视频信号的采集，并将其传输给视频处理设备，是整个社会治安监控系统的原始信号源，摄像部分的好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的图像质量。
前端摄像机选型应遵循固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，应根据监控区域的不同，合理搭配多台枪机和多台球机，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖。
另外，考虑到乡村所在地区道路照明设施的建设情况，优先考虑采用具备红外功能的高清网络摄像机构建乡村社会治安监控系统。
本次项目设备选型主要以高清网络红外筒机为主。
前端监控点位摄像机选型建议如下表所述：
表1监控点位摄像机选型建议表
监控区域
监控场景
监控需求及摄像机选型建议
区域出入口
乡村/国道/省道/县道/乡道出入口
出入口定点监控，监控出入口进出人员、车辆，辨别人脸及车牌信息。
一般采用高清红外网络摄像机，在晚上光线不足的环境下，可考虑定点补光。
辖区内路口
主干道交叉口/次要道路路口/背街小巷等
监控各个路口、人行道情况，一般采用高清红外网络球机。
路口定点监控，一般采用高清红外网络摄像机，在晚上光线不足的环境下，可考虑定点补光。
重点单位出入口
重要职能单位，如乡镇政府/村委会等
企事业单位，如学校/银行（信用社）/医院（卫生所）/集贸市场/广播站等
监控大门口大范围环境，一般采用高清红外网络球机。
大门口定点监控，一般采用高清红外网络摄像机，在晚上光线不足的环境下，可考虑定点补光。
公共重点部位
广场/公园/居民区/车站/码头/酒店/宾（旅）馆/娱乐场所等
监控大门口大范围环境，一般采用高清红外网络球机。
大门口定点监控，一般采用高清红外网络摄像机，在晚上光线不足的环境下，可考虑定点补光。
3.1.3配套设施设计
3.1.3.1监控杆件
监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。
其中，抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。
监控立杆设计需要考虑整体杆件的设计、立杆材质、杆型、焊接工艺、表面处理以及杆体颜色等。
主杆型分为四方型杆和八棱锥型杆。
同一个广场、同一条道路或者同一个区域应安装同一类型杆体。
在广场、十字路口、人口密集区等监控范围较大的场所宜采用6m或8m高的杆。
横臂的长度不小于80cm，以减少死角范围。
人行道宜采用3.5m或4m高的杆。
采用立杆固定时，杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，地基应是硬质，同时根据小区现场安装点的地质的实际情况，调整相应的尺寸。
立杆的安装应牢固，不得歪斜，需用水平仪来测定；制作要美观，其顶部应做防水帽。
立杆应有较高强度，抗台风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐。
立杆基础规格按不同的杆体进行分别设计。
为了方便快速定位监控点位，特制订八位立杆编码规则。
包括2位的一级单位+2位二级单位编码+4位的立杆编码，从而构成8位立杆编码。
3.1.3.2室外机箱
通过对运行维护需求、实际地理环境和气候、安全性、稳定性分析新建室外机箱应采用智能机箱。
箱体内部应提供电源配电模块、防雷模块、绕纤盘、接地铜排、散热风扇，预留网络传输设备放置空间。
箱体内各模块逻辑连接图如下图所示，根据各监控点位摄像机数量和其他接入设备要求，配置二合一防雷模块、防雷插座以及其他配套模块。
图4.监控点接线示意图
通过分析其他配套设备的数量和尺寸后，保证箱体内部充足空间方便设备安装和维护，同时应与杆体大小协调。
用于箱体的金属材料应具备抵抗腐蚀、电化学反应、防酸雨能力，监控箱结构为露天环境使用设计，应具有良好的防水、防尘、散热、防盗、防寒、防曝晒结构。
3.1.3.3补光设计
在摄像监控中，为了使夜间得到正常的监控图像，需要采用一定的补光措施，补光灯就是用特定的光投射给被照对象，直接或间接补充光照的一种照明方式。
补光灯的光源通常有LED、金卤灯、高压钠、白炽灯、氙气灯（HID）等等。
本方案建议采用60W的LED常亮灯进行定点补光。
用于安防监控领域的LED补光灯配合二次光学角度设计而成，应用于视频监控系统能够很好的给摄像机夜视监控系统提供辅助照明，可有效照亮监控场景，改变摄像机夜间由于照度不够而出现图像虚焦、昏暗、噪点等现象，还原摄像机高逼真色彩夜视监控，保证摄像机夜间能获取良好的夜视图像。
3.1.3.4标识牌
视频监控区域标志的制作材料应选用环保、安全、耐用、阻燃、防腐蚀、易于维护的材料，使用期间标志材料应不变形、不褪色。
对需要夜间识别的视频监控场所，应确保标志有足够的照明。
可通过照明、反光或自发光等方式确保标志清晰可辨。
监控标识牌图案可根据城市元素进行设计：
图5.监控标识牌图案
3.1.3.5防雷接地
为保护摄像机不受到直接雷击而在立杆上设计安装避雷针，避雷针采用不小于φ25㎜的圆钢，并和立杆一次成型。
在设备箱内，对电源、信号线安装相应的防感应雷措施，推荐采用二合一防雷模块。
本方案严格执行国家的有关标准和规范，立杆防雷接地电阻≦10Ω。
接地网布置依据地形进行设计。
立杆的基础由钢筋网加混凝土构成，首先用四根Ф50毫米的钢管或50×50×5mm的角钢作为接地极，同时用镀锌扁钢把四根接地极焊接形成接地网的一部分，再此接地网与法兰盘进行焊接，钢管或角钢需经过热镀锌工艺处理，以增加抗腐性能和提高其导电性能。
当土壤电阻率太高而不能满足要求时，采用“垂直接地极＋减阻剂”的方法使地网接地电阻符合要求。
3.1.3.6前端供电
系统前端设备视工程实际情况，可采用集中供电或分散式供电，重要点位应配备相应的备用电源装置。
Ø集中式供电：
适用于前端监控点在一个区域内相对比较集中的情况。
从附近的供电低压台区设搭火点，引到路径最近或施工最便捷的前端监控点，此监控点的电源提供给附近其他监控点以挂葫芦的方式取电。
采用集中供电具有电源质量相对稳定，产权分界明晰和易于维护的优点，也是前端感知系统主要采用的供电方式。
图6.监控点集中式供电接线图
Ø分散式供电：
在前端设备的安装位置附近接取电源。
适用于较分散的前端监控点供电，以及无法提供集中供电条件的现场安装环境。
在这种供电方式下，电源供应的质量较差，维护比较困难，在无法集中供电的情况下可采取此供电方式。
图7.监控点分散式供电接线图
3.2传输系统设计
3.2.1网络架构设计
整个“美丽乡村”平安工程方案设计为三级监控中心，分别为村级监控室、乡镇分控中心、区县监控中心，其传输网络采用星形架构，具有易于扩展、故障隔离较容易、控制简单、网络维护方便的特点。
网络整体架构如下图所示：
图8.网络拓扑结构示意图
3.2.2传输接入设计
3.2.2.1直接接入方式
当前端网络摄像机距离监控中心小于100m时，可采用以太网线直接将前端网络摄像机接入至监控中心。
图9.以太网络传输示意图
3.2.2.2光纤传输方式
当前端网络摄像机距离监控中心超过100m时，推荐采用光纤传输方式将前端摄像机通过光纤收发器和光纤接入至监控中心。
其中光纤收发器包括点对点式、级联式、环网式。
本方案采用点对点式光纤收发器，前端推荐采用单路光纤收发器，监控中心宜采用机架式光纤收发器汇聚。
图10.光纤网络传输示意图
3.3视频存储设计
3.3.1视频存储方案
方案视频存储设计采用分布式存储与集中式存储相结合的模式，充分保障了系统的可靠性和数据的安全性，使系统建设的性比价更高。
视频图像实时存储在村级监控室的高可靠、高性价比的嵌入式NVR设备中；同时，重点关注的视频图像，如与案事件有关的视频图像信息上传至区县监控中心的IP-SAN设备中进行长期保存。
3.3.2存储架构设计
图11.存储架构示意图
3.3.3存储策略说明
视频图像存储采用分布式存储与集中存储相结合的模式，应支持多种存储设备共存。
存储策略如下：
1）村级采用NVR存储模式，实时存储视频，周期为15天；
2）区县采用IP-SAN存储模式，对重点区域及重要图像进行备份保存；
3）村级存储的视频图像信息在保存15天后，如没有继续保存的需要，则被新的视频图像信息自动覆盖；
4）村级存储的视频图像信息，如属于与案事件有关或其他重要的视频图像信息，应转移到区县监控中心进行长期保存，长期保持期限原则上定为3年；
5）超过长期保存期限的重要视频图像信息可从存储空间中删除，但必须采用光盘、磁盘、磁带等形式的一种或数种进行永久脱机保存。
3.3.4存储容量计算
本方案前端摄像机均采用高清网络摄像机，支持H.264HighProfile编码，采用ROI、SVC等高性能的视频压缩技术，压缩比更高，且处理非常灵活。
在低码率下，不仅可以保持较高的图像质量，还可以节约视频的存储空间；在相同画质下，存储空间可节省一半以上。
1080p清晰度的视频码流可以降到3-4M；720p清晰度的视频码流可以降到1-2M。
单个通道24小时存储30天的计算公式为：
∑（TB）＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×30天÷1024÷1024
单个720p通道按2Mbps码流计算，存放30天的数据总量为：
∑（TB）=2Mbps÷8×3600秒×24小时×30天÷1024÷1024≈0.6TB
单个1080p通道按4Mbps码流计算，存放30天的数据总量为：
∑（TB）=4Mbps÷8×3600秒×24小时×30天÷1024÷1024≈1.3TB
3.4解码控制设计
3.4.1村级解码控制设计
图12.村级解码控制系统示意图
村级监控室解码控制系统利用部署的嵌入式NVR本身具有的本地高清输出口，实现视频图像在图像显示系统（液晶监视器）上的高清晰显示。
同时，可配置触摸屏网络控制键盘，方便值班人员通过控制键盘对前端网络摄像机进行切换显示、远程控制等操作。
3.4.2乡镇解码控制设计
图13.乡镇解码控制系统示意图
乡镇分控中心通过部署视频综合平台一体机，可实现对前端视频流的解码，并控
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