监所数字监控解决方案.docx

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监所数字监控解决方案

一、需求分析

1.1系统要求及目标

根据我公司从事监狱智能化系统的成功经验，从防范犯罪入侵的过程分析，监狱安全防范系统的任务是提供以下3个层次的防范。

第一层次：

外部侵入、内部逃出防范

外部侵入防范是为了防止从一道门，行政办公区，二道门，围墙部分与外界的接触，岗楼的武警，一道门、二道门的值班室力争在有侵入、逃出的意图和动作时及时发现，以便尽快采取措施，属第一道防线。

例如监狱的出入口和围墙、值班室等某些重要的与外界相接的房间或部位的门等处设置摄像机。

第二层次：

区域保护

监狱内，监控系统则应提供第二个层次的保护，即区域保护。

该层次保护的任务主要是采用摄像机来探测犯人进入不该其进入的区域，探测犯人在监舍、厂房、食堂等区域动向，如果出现犯人有不当举动，相应区域的摄像机图像传至控制中心监控并及时准确地做出相应处理。

第三层次：

目标保护

第三道防线是对特定目标地重点保护，如监狱内的重要房间（如枪库、高危监舍、监舍等）。

当犯人有不当举动时候，监控系统的第三道防线开始作用，一方面可以通过报警设备，使得有关人员或联动设备采取相应的安保措施，另一方面根据要求主机联动发出声光告警信号，中心监控室通过电子地图锁定罪犯。

以便执勤人员能够及时发现、及时处置。

基于上述设计监控系统可达到以下效果：

（一）可监视所有出入监狱及特定区域的人、物、车辆；

（二）可监视所有电梯内、各个监狱内房间的情况；

（三）可对重要场所的可疑人员或情况遥控跟踪监视；

（四）电视监控与防盗报警联动可对非法入侵进行监视；

（五）对所有场所进行监控录像，录像时间保存十天到十五天；重点区域如高危监房、二道门、围墙、岗楼等监控录像保存时间十五天以上；

（六）可以通过局域网传输、存储、控制；

（七）系统可实现管理的功能；

（八）外装监控设备造型美观；

（九）整个系统的可靠性高，开放性好，使用方便，扩充灵活。

（十）系统能够实现三级联网功能，即监区、监狱应急指挥中心、省局指挥中心。

各个客户端（即监狱领导、职能部门、武警中队等）在授权范围内能实现对监控图像的调看和控制。

1.2系统分布

XX监狱数字化监控系统监控区域主要包括6个部分：

（一）监区。

主要包括监舍楼三栋（一号监舍，二号监舍，三号监舍共三栋）、禁闭室、医院、伙房、会见室、教学楼、习艺楼、厂房。

（二）办公区部位。

（三）围墙和岗楼。

（四）附属区域（武警营区）。

（五）道路部分。

（六）二道门。

二、系统设计

2.1设计思想

视频监控系统基于TCP/IP协议的数字网络组网传输方式，前端摄像机将模拟信号通过同轴电缆接入位于各个楼层的监控分中心即值班室的数字视频编码器，各数字视频编码器通过计算机网络系统与主监控中心的IP数字矩阵联网，IP数字矩阵再将网络上接收的视频编码压缩信号还原为模拟信号输出至电视墙显示。

视频监控系统能够有效的与周界及紧急报警系统、公共广播等系统实现联动。

当发生紧急情况时，事发地点的图像能够切换至主控室电视墙上的大屏进行显示。

监控系统以计算机网络为核心，采用先进的数字压缩编码方式，将经过压缩的视频数据存储在监狱监控中心的网络存储服务器中（IPSAN磁盘阵列），网络存储服务器中的录像资料便于在网络上传输，充分利用网络资源，实现简便快捷的共享查询。

为了确保监控系统的安全性和可管理性，本设计方案监控系统在监狱系统内物理隔离，单独组网，所有的网络布线和网络设备全部和内网、外网和其他系统分开，统一集中到监狱监控中心再和核心交换机和路由器连接，以便省监狱管理局可以进行联网监控。

监控中心设置是监区安全防范系统中心，集监控、报警、对讲监听等系统于一体。

周界围墙和监区重点部位的监控直接由监控中心负责管理，同时可随时调看各分控的图像。

监控分中心设在每栋楼每层的监控室（值班室），负责对本区域的视频监控、对讲监听。

2.2系统结构组成

监控系统主要是由摄像前端、传输、显示和控制四部分组成，它们可完成对现场图像信号的采集、切换、控制、记录存储等功能。

在本设计中，前端设备主要包括：

球型摄像机，半球摄像机、固定彩色枪机摄像机等，这部分设备主要决定着图像信号的质量。

后端中心控制设备主要是由位于控制中心室的IP数字矩阵（视频解码）、网络存储服务器、IPSAN磁盘阵列、视频集中管理服务器、屏幕墙等组成，这部分设备决定着系统的性能和档次。

2.3系统原理图：

2.4系统的架构图

2.5系统的典型应用图

三、详细的设计阐述

3.1前端摄像机设计详解

1）监狱大门摄像机的设计：

二道门（B门）：

是监区的进出口区域，对于该区域需要重点防范及保护：

◆车辆出入口的摄像机配置要求可以完全监控进出车辆的车辆上方和车底部分。

在二道门顶部处配置3台枪式摄像机，监视进出车辆的上方，其中进出车道各配置一台用于监视进入二道门的车辆，另外一台用于监控进门之前车辆的上方。

地面共设置2台枪式摄像机，分进出两个车道，每个车道各设置2台，间距大约4米暗埋隐蔽安装，可以监视车辆底部，包括大型长卡车，可以对底部全部监控到位。

顶部枪式摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用3.5MM-16MM的自动光圈镜头，地面摄像机根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用4MM的自动光圈镜头.地面摄像机要求有灯光支持，以便清晰摄像，建议在施工时安装好辅助光源。

◆在监区人员人行出入口处配置一台枪式摄像机对进出人员进行监视，便于管理。

半球摄像机镜头根据现行标准选用3.5-8MM手动变焦镜头。

◆二道门正门出上方安装一个宽动态智能高速球机摄像机。

一道门（A门）：

是监狱的进出口区域，对于该区域需要重点防范及保护：

◆车辆出入口顶部处配置装一个宽动态智能高速球机摄像机，监视进出车辆的上方。

2）监舍摄像机的设计：

根据概述中说明，所有公共区域，一号监舍、二号监舍和二号监舍；

◆监房：

面积约35㎡（长9.3m*宽3.8m），主要功能为犯人休息睡觉的场所，每个普通监舍设置6张两层单人床，共12个铺位，可关押12个犯人，每个严管监房设置6张两层单人床，共12个铺位，可关押12个犯人考虑，紧闭室实行单人单独管理。

考虑到安装位置，以及半球自身占用空间小，美观性强、隐蔽性高，在本次方案在每个监舍配置二台半球摄像机，摄像机镜头根据现行标准选用2.8-11MM手动变焦镜头，一台摄像机安装位置在监舍靠洗手间门口顶部正中间，能够监视到监舍内的情况。

一台摄像机安装位置在监舍洗漱区顶部，能够监视到监舍洗漱区犯人活动的情况

◆门厅、楼梯口、民警值班室等功能区域、功能房间：

各配置一台半球摄像机，摄像机镜头根据现行标准选用2.8-11MM手动变焦镜头，根据现场情况安装在能够最大化监视此区域的位置，对该区域进行监视。

◆楼道：

长度为60米到80米之间，根据距离，布置了四台枪式摄像机进行监控，摄像机镜头根据现行标准选用8MM-16MM的自动光圈镜头，安装位置在楼道的两端及中间，楼道两端的摄像机分别向楼道内监控，中间两台分别向楼道两端监控。

此次方案中设计安装楼道两端的两台。

◆餐厅及活动室：

约150㎡左右，按照面积。

布置了四台枪式摄像机，安装在该区域的四个角，摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用8MM-16MM的自动光圈镜头，对该区域进行无缝覆盖监视，此次方案中设计安装对角两台。

3）犯人活动区域（教学楼、会见楼、禁闭室、习艺楼）摄像机的设计：

◆电梯、门厅、楼梯口、民警值班室等功能区域、功能房间：

各配置一台半球摄像机，根据现场情况安装在能够最大化监视此区域的位置，对该区域进行监视。

◆楼道：

长度为60米到80米之间，根据不同距离，布置了二到四台枪式摄像机进行监控，摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用8MM-16MM的自动光圈镜头，安装位置在楼道的两端及中间。

◆禁闭室：

大门出入口（用于院墙内外监控，防止禁闭室内外人员非法传递违禁物品）、顶楼布置了二台枪式摄像机，安装在该区域的出口处，摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用8MM-16MM的自动光圈镜头，对该区域进行无缝覆盖监视，严密监控人员出入情况。

4）厂房、厂房办公室摄像机的设计：

◆厂房办公室：

面积约为4500㎡（90M*50M）,配置一台半球摄像机，摄像机镜头根据现行标准选用2.8-11MM手动变焦镜头。

◆劳务加工车间：

每层面积约为1750㎡（70M*25M）在此区域设计了四台枪式摄像机，均匀对称分布。

5）办公区摄像机的设计：

◆行政办公、接待中心、生产办公与公共用房、后勤用房、备勤用房：

在该区域的大厅布设一台半球摄像机，摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用2.8-11MM手动变焦镜头，摄像机根据现场实际情况安装在能够监控各栋楼进出人员的位置。

6）围墙、道路摄像机的设计：

◆围墙：

总共约1500米，布置了8台枪式摄像机，安装在围墙顶部，均匀分布，衔尾相连，对围墙进行无缝覆盖，枪式摄像机镜头根据现行标准GB50395-2007（最新版）选用8MM-16MM的自动光圈镜头。

◆道路：

监狱占地面积为360.657亩，南北方向（东侧）长为586米，南北方向（西侧）长为599米，东西方向（北侧）长分别为324米，392米，东西方向（南侧）长为165米。

在此区域内各个道路交叉点或者三叉路口共布置6台一体化球形摄像机，在民警的操作下，可以对监狱内的所有公共区域进行监控。

也可以通过操作，监视到全部围墙内部情况。

3.2后端控制设备设计说明

控制的分类：

●电源控制：

包括摄像机电源、监视器电源和监视室各控制设备的电源控制。

摄像机的电源主要通过现场控制台上的电源开关面板进行统一的控制和管理，各设备电源根据设备自身的需要配置相应的电源设备器，各分控中心的设备（包含该区前端摄像机）供电均采用分控中心集中供电统一管理。

二道门内的监控设备（包含围墙等重点场所摄像机）的所有供电电源均采用UPS不间断电源进行取电。

●云台控制：

带云台的球机控制有上下、左右、自动巡视和预置等；变焦镜头是在固定成像面的情况下，能够连续调节焦距的镜头，变焦镜头的控制包括变焦、聚焦和光圈3种功能。

可以对相当广阔的区域进行监视，对该范围内任意部分进行特写。

通过软件界面键盘发布命令，通过集中管理服务器控制软件和前端网络视频编码器送给球机云台。

控制主机送出串行编码，经前端球机解码器转换成控制电平，指导球机的操作。

●图象切换功能：

切换设备主要是IP数字矩阵，它是监控系统的核心设备。

完成对视频信号和控制信号的集中处理。

主机还有字符叠加、响应报警等一系列高级功能。

主要控制设备：

XX监狱数字化监控系统控制设备主要有：

网络视频编码器、IP数字矩阵（视频解码）、网络存储服务器、IPSAN磁盘阵列、视频集中管理服务器、VIKOR视频监控平台。

其中视频集中管理服务器为用户的“操作界面”，而VIKOR视频监控平台是监控控制操作系统的核心和灵魂，所有的控制设备和外围设备通过它联结起来，并可以实现摄像机联动功能。

视频监控管理平台

VIKOR完全自主开发并于2005年4月正式推出的代表目前国内最高水平的VIKOR多级远程监控系统，也是整合图像监控、安防监控、环境监控、设备监控等集成监控系统平台。

该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求很高的军队、银行、水利、公安、监狱、海关、医院、学校等部门领域有大量的应用。

该平台采用全国统一平台的建设标准和要求，能实现与其它监控平台的对接。

它采用C/S和B/S构架，兼容MySQL和Oracle数据库，根据具体的系统容量选择不同的数据库，系统将管理、流媒体服务、客户端、数据存储分开，并且支持NAS存储。

系统做到统一管理，并且能够分级管理。

VIKOR综合服务平台分为管理服务器、数据库服务器、集中管理服务器（RVS流媒体服务器）、APS报警处理服务器、客户端、虚拟矩阵六部分。

可以完全实现项目要求的目录服务，网关服务，转发服务（IVS服务），录象及回放服务以及与报警管理中心进行相应的联动，此外整个系统也能够实现电子地图安防查看功能。

监控平台系统架构图如下所示：

它具有如下系统功能和特点：

1、强大的权限管理和日志管理

系统拥有强大的用户权限管理和日志，用户只需要在监控中心开设帐号、分配权限，就可以根据权限进行图像浏览、控制、语音、流量控制等操作，权限可细分到具体摄像头的细节操作。

同时，系统具备完善的设备管理和状态监控。

对设备的管理包括对前端监控设备（如网络摄像机、DVR、DVS和报警主机）和平台服务器（如流媒体服务器、报警服务器）等设备的运行状况和系统状态的实时监测，并建立详细的历史运行日志，以供查阅。

所有的控制，由VIKORServer管理服务器完成。

2、高效的信息分发

系统平台具有高效、灵活的图像采集、分发和传输能力。

能够将图像实时传输到远程的监控中心进行监控和控制；同时，现场监控人员也可以在不占用网络带宽的情况下实现本地监控。

通过VIKORRVS流媒体服务器，可有效节省视频服务器的接入带宽，在提高视频传输质量的同时，降低用户的线路投资。

3、可靠的信息备份

监控视频图像既可以通过网络快速、准确地传输到远程存储服务器，也可以同时存储到前端视频服务器内置的硬盘中，从而合理规避因网络中断而造成的录像失败。

系统提供远程检索回放功能，用户不必到达监控现场即可远程查询指定监控点在指定时间段的监控录像，并进行回放。

除图像信息意外，系统平台对前端监控设备及各级监控中心的巡检、报警、系统日志等信息予以存储并可在网络系统中依据授权进行访问。

数据由VIKORDB数据库服务器统一管理，兼容MySQL和Oracle数据库，同时支持NAS存储，具备双机备份，有效防护数据安全。

4、准确的报警联动机制

系统支持触动开关报警、移动侦测报警、各类感应器触发报警和110报警等多种报警联动触发方式；报警联动触发后，系统支持录像、短信、即时捕获现场画面、触发声光报警、触发远端的开关（如门禁、灯光等）和电子地图即时捕获并展现位置信息等联动处理方式。

5、丰富的扩展功能

系统平台具有良好的外部扩展能力，通过系统扩展接口可轻松实现与其他GPS系统、图像识别系统、矩阵系统以及各行业监控系统的整合。

系统中采用的关键技术：

1）采用接入网关转码技术统一视频压缩格式；

2）采用自适应网络传输机制提高异构网络下视频传输质量；

3）采用流媒体技术，简化保存、传输和发布的过程。

4）采用模块配置技术，便于快速和高效地进行系统部署和使用，能实现系统容量的平滑升级，满足开展城市安防视频监控和电信运营增值业务的需要

下面分别对VIKOR综合服务平台的各个部分做详细说明。

VIKORServer（管理服务器）:

●管理服务器完成对所有设备的管理、分配，所有用户管理以及权限分配，报警处理等。

●提供编码器、解码器、矩阵及附属设备等的增加、修改、删除及参数配置，以及设置某编码器归属哪个录像站点。

●自动搜索并显示设备服务器、转发服务器、录像服务器的信息，包括名称、IP地址，可修改站点名称，可删除无效站点。

设备站点下会显示所有曾经出现过的设备，若不再使用某设备，可将其删除。

●设备分组将系统中的镜头进行分组管理，便于监控管理。

可将整个组的设备一次性地分配给某个用户，而不必一个个地单独配置。

●能方便地设置电子地图，布置镜头，并将地图分配给用户。

●完善的日志管理，对各个用户的操作进行不可人为修改的记录，以备查询。

●提供4种用户类型，包括管理员、超级用户、一般用户和浏览用户，分别授予不同的权限范围，同一类型的用户又可以设置更具体的权限，共有64级，以各自的用户名和密码登录。

可以单独为各个用户分配镜头组和电子地图。

●系统管理员实现站点管理，设备管理、用户管理等各项管理，包括配置、修改、删除等。

●网络内合法用户可以按照它的级别权限使用IE浏览器，通过登陆Server观看摄像机图像。

VIKORRVS（流服务器）:

●流服务器接收视频服务器的音频视频数据,报警消息等,完成对用户数据的转发；

●数据的本地存储已经将数据转储到NAS存储阵列,以及将报警等消息转发给管理服务器,并且根据需要将数据转发给下一级网络；

●前端接入进来的模拟信息包括音视频数据信息、声光烟感红外等报警信息，数据量庞大，需要首先经过视频服务器进行数字化，再进行压缩编码，获得适于传输的数字码流；

●依据不同的数据类型，转发到不同的服务器，进行进一步处理；

●由于网络视频系统的传输方式是组播，在没有客户浏览时，网络内的编码器并不向网络发送视频流，仅仅发送数量非常小的监听IP包，可以降低网络内部的码流压力并不是很大。

VIKORAPS（报警处理服务器）:

●接收声光红外烟感报警信号，启动声光报警；

●根据需要自动可对图像画面定义移动侦测区域。

系统可对每个报警信号或画面移动报警进行动作响应设置；

●弹出电子地图，并能选择自动驱动云台前往预置位进行观看；

●可选择启动实时录像；

●将报警信号通过短信告知用户（可选）；

●用户可设定报警前录像时间，保证报警时刻事件完整性。

可设定录像数据保存时间，自动删除旧录像数据文件，保证磁盘使用率。

●支持多任务处理系统，可同时处理多点报警信息

VIKORDMatrix（数字矩阵）:

●支持传统矩阵功能，解码信号接入矩阵，传送至电视墙；

●数字矩阵通过视频解码器可以将数字视频信号直接输出到电视墙，

●能够自动将报警通道优先输出。

●在监控中心的电视墙上可以任意显示前端编码设备的图像。

原则上有多少个监视器就可以配置多少个解码设备。

VIKORDBS（数据库服务器）：

●数据库服务器实现分布式存储，兼容MySQL和Oracle数据库。

●通过数据库，建立摄像机与存储服务器之间的“软性”关联，每一个区域由一个存储服务器负责，系统以分布式结构构建，将整个系统划分为若干区域，这样充分的降低了系统的风险。

●存储服务器的数量没有限制。

每一个存储服务器与管理的摄像机是通过软件指定的，用户可以灵活的将某个（或某些）摄像机调入或调出某个存储服务器，是由数据库统一管理。

●套系统提供多个存储服务器以及FOSService（故障切换服务）。

在存储服务器损坏的情况下，自动切换，确保故障损失最低。

VIKOR综合服务平台功能优势如下：

●标准化：

●网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。

本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。

●可扩展：

●由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件，不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。

●可用性和可靠性：

●采用了嵌入式的操作系统，减少了其他因素造成故障的可能性。

●易用性：

●软件使用界面良好，用户安装相应软件后就可进行实现监控，完全智能控制，不用单独设置；系统建立基于B/S架构（即WEB）的组网技术，可以方便灵活的使用。

●开放式结构：

●软件可以与第三方系统相融合，可以读取第三方系统的相关数据，也可以为第三方系统提供其需要的相关数据，提供SDK（二次开发包），具有开放式结构。

3.3监控中心及分控室设计说明

1）监控中心设计

监控中心是全监区安全防范系统中心，集监控、报警、广播、对讲监听等系统的调度、指挥于一体。

为了确保监控系统数据的安全性，各分监控中心的图像通过监控报警专网，通过监控百兆专网（专用的线路和网络设备）把数字信号传送至监管指挥中心、备协楼七层监控中心。

监控中心共配置了24台视频解码器和一台数字矩阵管理服务器，可以自由选择需要在监视墙上显示的摄像机图像，屏幕墙由24台29寸监视器和12台DID显示屏组成，DID显示屏按4*3配置，位于屏幕墙正中间，左右各12台（4*3）29寸监视器。

监控中心配置操作台，根据现场情况进行设计。

要求监控中心整体布局美观大方，监视墙和操作台能够放置所有系统的中心设备。

监控中心作为重要设备集中的区域，需考虑防雷接地和环境监控等，后有详细说明。

从而确保整个监控系统能够在一个良好的环境下正常稳定的运行。

2）分控中心设计

用PSTN、ISDN、ADSL、DDN、LAN、INTERNET等方式进行联网，并提供防火墙穿透，VLAN穿透，路由器开放端口等各项参数与功能：

采用先进的网络解压缩格式，自动适应带宽并配置资源，优化网络传输速度快。

提高播放画质，减少网络延时，系统支持多个分控端对一个主控端的同时远程访问，或多个分控端对多个主控端同时远程访问，各点之间相互独立、互不干扰。

一窗口监看不同录像主机的图像；

在XX监狱的各个管理职能部门安装客户端，达到以下功能

实现远程图像实时监看、远程调看录像资料，通过网络对各网点录像主机的系统参数进行设置等，可对各网点的不同录像主机进行分组管理，通过点击快捷按纽，可调看同一录像主机上不同画面，也可在同一窗口监看不同录像主机的图像；

分控中心设在各监区每栋楼每层的狱警值班室负责对本监区进行视频监控、对讲监听、呼叫喊话等系统的管理。

每个分控中心设置小型操作台，用于放置视频监控、对讲监听、喊话系统的管理设备，分控室的报警、监控、对讲设备接入监控报警专网的交换机传输至监控中心。

每个分控室配置了显示器，狱警可以通过专业的操作软件（授权客户端软件）、相应的授权口令进行观看、操作和管理。

3）监控录像存储设计说明

监控系统录像保存时间为15天以上，所有的录像均在本地进行录像。

对于特殊区域如高危监舍，围墙、岗楼设计的监控系统录像保存时间为30天以上。

IPSAN磁盘阵列的硬盘配置按存储容量计算，硬盘全部采用1TG容量，每路图像均采用24小时录像。

单路D1格式的流量计算：

600M/小时，每天产生的数据量为24*600M=14400M，约合14G，一个月产生的数据量为14G*30=420G；

单路CIF格式的流量计算：

200M/小时，每天产生的数据量为24*200M=4800M，约合4.5G，一个月产生的数据量为4.5G*30=135G；

XX监狱数字化监控系统按照319路视频信号计算：

D1格式产生的数据量为420*319=133980G，约合134T；

CIF格式产生的数据量为135G*319=43065G，约合43T。

存储方式的选择

存储方式可以分为分布式存储、集中式存储二种方式：

分布式存储：

所有的前端设备模拟视频信号传送到所属管辖区域的分控中心，在分控中心设置编码器为录像设备（编码器自带SATA硬盘）。

模拟信号进行分控中心后，也被编码设备转换成为数据信号存储。

各个分控中心存储自己所接入的摄像资源的数据，监管指挥中心需要数据时直接向各个分控中心调用。

缺点：

由于设备选型所限，不可能在各个分控中心放置比较高档的存储设备，存储的动态扩展也无法做到；数据的管理没有办法做到统一管理。

集中式存储：

将所有编码设备产生的的图像数据实时地通过网络存储到监管指挥中心的网络存储服务器。

集中式存储将图像统一存储、统一管理，增加了数据管理的便利性，统一的高性能海量存储设备提高了数据存储的安全性和可扩展性，数据可以方便地进行备份。

3.4中间传输设计说明

从前端摄像机到分控中心之间，使用模拟图像信号进行传输，离分监控中心500米以内的摄像机选用价格便宜，优质耐用的SYV-75-5电缆传输视频信号，距离超过500米的摄像机我们使用SYV-75-7电缆传输视频信号，采用抗干扰能力较强的RVVP2*1.0屏蔽双绞线作为信号控制线。

摄像机电源线采用RVV2*1.0线缆，从分控中心单独敷设到每个摄像机。

电梯井道部分的线缆采用专用