隨著“平安城市”在各地的開展，城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)逐漸走熱。本文結合盤錦市和鞍山市的實際案例，與您就城市報警與監(jiān)控方面作一詳細分析。 r n
城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)技術方案\r\n城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)總體結構\r\n城市級網絡報警與監(jiān)控系統(tǒng)就其總體結構來講可以歸納為四層結構\r\n1、設備接入層\r\n設備接入層是指來自前端的攝像機視頻信號和報警信號接入到網絡的方法和傳輸媒介。設備接入層一般由前端攝像機、入侵報警控制系統(tǒng)、傳輸線纜、本地記錄設備、視頻編碼器等組成，有些系統(tǒng)可能還包含有模擬視頻矩陣切換器等。\r\n一個城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)應該支持多種前端信號傳輸方式和傳輸媒介。\r\n2、網絡傳輸層\r\n網絡傳輸層是指設備層上傳信號的網絡媒介。\r\n網絡傳輸層內包含一個非常重要的組成部分_信息加密。前文已提到城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)是一個大型網絡系統(tǒng)，由于這個網絡內傳輸內容的特殊性，該網絡系統(tǒng)要以專網方式存在。該專網可以是單獨搭建的網絡，也可以是在已有網絡構架上使用VPN技術搭建的虛擬專網，利用隧道技術對傳輸的視頻圖像信息、報警信息進行封裝，達到信息加密目的。\r\n3、應用管理層\r\n應用管理層是整個網絡系統(tǒng)的信息資源調配和管理的中心。應用管理層一般由服務器組、數據庫、大容量存儲設備、大屏幕顯示設備等硬件以及核心管理軟件等組成。\r\n應用管理層主要完成如下任務：\r\n·訪問控制——各種接入與應用請求的審核；\r\n·分發(fā)和轉發(fā)——視頻信息和報警信息的分發(fā)和轉發(fā)；\r\n·配置和巡檢——設備參數配置和健康狀態(tài)檢查；\r\n·存儲和檢索——信息的存儲和快速檢索；\r\n·故障服務——保證系統(tǒng)內局部的故障不至于在整個系統(tǒng)內蔓延。\r\n4、第三方接口層\r\n第三方接口層是指通過應用管理層將相關的信息轉換為公安指揮系統(tǒng)能夠識別和接收的信息，并將圖像信息、報警信息發(fā)送到公安指揮系統(tǒng)的方法和媒介。\r\n城市報警與監(jiān)控技術系統(tǒng)整體網絡結構和管理策略\r\n城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)是一個網絡系統(tǒng)，并通過網絡使用TCP/IP協(xié)議以及一些特殊的策略完成視頻信息、報警信息的傳遞、分發(fā)、存儲、檢索，以及在中央管理中心的管理下對系統(tǒng)健康狀態(tài)檢查，保證系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運行。\r\n一個城市內可能安裝有數百只、數千只、數萬只甚至數十萬只攝像機，這些攝像機以分布方式分散于城市的各個位置，并且這些攝像機的圖像信息并不是僅僅停留在某一個終端，它們會“按需”分配給位于不同物理位置的相關部門，也就是說這些圖像信息是“流通”的。我們不能設想單純依靠傳統(tǒng)模擬視頻矩陣聯網的低效率方式以及使用公安信息網的有限的帶寬資源傳輸和管理海量的數字視頻信息和報警信息（最起碼目前的技術不能保證在某個單一物理網絡內承載如此海量的視頻信息），因此，城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)原則上以構建于電信運營商的公用IP城域網為宜，充分利用IP城域網已經網格化的資源、IP城域網巨大的“海綿式”承載能力、IP城域網技術的不斷發(fā)展以及專業(yè)的網絡運營商的技術和資金實力，采用和吸收IPTV的技術構架的優(yōu)點搭建城市視頻監(jiān)控報警綜合信息服務平臺，同時采用VPN技術保證信息傳輸通道安全。如果電信運營商能夠提供獨立的專網則為最佳。\r\n作為一個城市級別的數字視頻監(jiān)視系統(tǒng)必須具有一定的對視頻流、設備的合理管理策略。普通的TCP/IP協(xié)議不能滿足復雜的城市級別、大量的數字視頻聯網需求。在本文中，將以遼寧省鞍山市為例介紹城市級網絡化視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)聯網應該采取的策略。\r\n1、分布式、多服務結構\r\n整個系統(tǒng)分為三級結構，逐級管理。區(qū)域歸屬，在大的聯網控制和同步通訊前提下可獨立運行\(zhòng)r\n2、多級目錄服務\r\n目錄（Directory ）是整個系統(tǒng)所有配置信息的中心存取庫，目錄服務在整個系統(tǒng)中負責各種應用的分配，可以理解為一個消息中心或控制中心。\r\n在一個城市級的網絡化視頻監(jiān)視系統(tǒng)中，目錄服務不僅僅是一個，而應該是多個，并以多級的形態(tài)存在，具有樹狀結構。平臺內存在一個主目錄服務，所有的從目錄服務通過與主目錄服務保持同步的方式協(xié)同工作。\r\n3、故障服務\r\n整個系統(tǒng)具有故障服務能力（簡稱FOS=fail over service）。故障服務包括故障發(fā)生時的切換服務和故障修復后的系統(tǒng)自愈合能力。\r\n<4>故障切換服務\r\n故障切換服務就軟件技術來講分為三個方面，一是目錄故障切換服務，二是轉發(fā)、存儲故障切換服務，三是設備接入故障切換服務。\r\n系統(tǒng)自愈合能力\r\n故障切換服務保證了系統(tǒng)內的各種應用在出現故障時仍然可以繼續(xù)工作，在故障排除后，系統(tǒng)自動（或）手動恢復到故障前的狀態(tài)。\r\n4、特殊的設備尋址能力\r\n對于一個運行于IP城域網的城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)來講，其所面臨的網絡環(huán)境要較單一物理網絡復雜得多，它可能不僅僅是一個城域網，還有可能是城域網與自建私網的組合。同時整個系統(tǒng)容納的視頻流的數量是巨大的，集中式的視頻流管理和處理機制就會面臨動態(tài)IP問題、組播問題、設備經過路由跨NAT（網絡地址轉換）問題、視頻流管理和轉發(fā)服務器處理能力問題以及因網絡“聚焦效應”帶來的網絡瓶頸問題等等。在這種復雜網絡環(huán)境下，除前面所提到的軟件管理平臺必須有分布式、多服務（或多中心）、故障服務能力之外，編碼設備也需要具有特殊的機制以適應大規(guī)模、復雜環(huán)境下視頻流傳輸工作。這個特殊的機制就是“前端編碼設備主動尋址”。\r\n目前的網絡視頻管理平臺（軟件系統(tǒng)）絕大多數使用被動尋址的方式在管理服務器和編碼設備之間建立聯系，即服務器要知道前端編碼設備(如PC-DVR，嵌入式DVR或網絡視頻服務器)的IP地址或由DDNS(動態(tài)域名解析)提供前端設備的IP地址。\r\n為解決若干編碼設備或一群編碼設備聯網問題，我們需要建立一個中間件——視頻流管理和轉發(fā)服務器（Stream Server）。這個服務器具有強行“喚醒”能力，完成與每一個編碼器強行建立聯系的任務，同時負責將視頻流按需發(fā)送到觀看目的地，我們稱之為-轉發(fā)。\r\n通過圖3拓撲圖可以發(fā)現，在編碼設備處于動態(tài)IP環(huán)境時，中間件服務器（Stream Server）是否能夠找到編碼設備取決于第三方的動態(tài)域名解析DDNS服務。\r\n通過上面的理論分析，我們可以得出這樣的結論：這種依賴于“第三方服務的聯網方式”的可靠性完全取決于第三方的DDNS服務器的工作狀態(tài)。如果這個DDNS服務器出現問題，所有的編碼設備就全部在系統(tǒng)內消失了。因此，這種被動式的聯網方式不適用于完全部署于IP城域網的城市級別報警與監(jiān)控系統(tǒng)，僅適用于單一物理網絡內的聯網任務。當然，除這個主要因素之外，這種聯網方式不能部署多服務（多中心）故而不能有效地分散網絡“聚焦效應”帶來的網絡瓶頸問題以及不支持故障服務切換等特殊的管理策略。\r\n解決大型聯網系統(tǒng)的關鍵技術是“主動尋址”服務，編碼設備始終尋找一個固定的IP地址，這個IP地址處有視頻流管理服務器（我們稱為網關服務、轉發(fā)服務和目錄服務）。這個IP地址事先保存在每一個編碼器程序內，我們稱之為遠程IP（Remote IP）。通過這種機制，我們甩掉了第三方的DDNS服務，系統(tǒng)的可靠性由過去的不可控變?yōu)榭煽?。這種機制對于網絡視頻來講具有革命性的意義。\r\n編碼器具備這種機制后，很多依賴于第三方服務的聯網方式中的困擾就應迎刃而解了。如DDNS服務問題、編碼設備過NAT問題、多服務（多中心）問題、故障服務問題等等。\r\n5、網絡存儲服務\r\n在公用IP城域網的IDC機房內，原則上擬通過網絡存儲構架（IP-SAN、NAS等）為所有的視頻流（CIF=352×288分辨率）提供平均7天的大容量網絡存儲。同時，在這個位置使用網絡存儲構架為二級平臺、三級平臺以及行業(yè)用戶提供虛擬存儲空間，存儲空間的管理由平臺中央管理中心和專業(yè)存儲設備制造廠商提供的存儲管理系統(tǒng)共同負責，總體的存儲容量預計為88TB。將適用SAN（存儲網絡）解決大容量存儲帶來的圖像檢索、負載均衡、以及重要圖像備份等問題，同時使用生命周期管理（ILM）對存儲的圖像信息進行使用頻率分析，提高存儲效率。存儲方案中將采用磁盤存儲和磁帶存儲相結合的方法，在保證存儲時間、效率、可靠性前提下有效減少投資。\r\n6、電話線報警和網絡報警相互關聯\r\n對于有視頻監(jiān)視攝像機和前端報警系統(tǒng)的技防系統(tǒng)，平臺將對單一報警源提供電話線報警和網絡報警兩種報警模式，通過對一個單一報警源提供兩種報警通道的方式以提高報警的可靠性，兩個系統(tǒng)的關聯在二級平臺進行。\r\n城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)二種方案分析\r\n城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng)工程，具有涉及單位多、覆蓋面廣、信息流龐等特點。城市有規(guī)模大小之分、有經濟發(fā)達和欠發(fā)達之分、有公安體制不同之分，有地理地貌不同之分。因此，城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)應根據具體城市的特點，綜合考慮各種有利因素和不利因素，充分發(fā)揮各級政府和社會各部門的積極性，采用不同的技術路線和實施方法完成本城市的城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的建設。\r\n我們通過一年多的實踐摸索將系統(tǒng)的建設從技術實現上歸納為兩種模式，即模擬+數字混合模式（下稱數?；旌夏Ｊ剑┖腿珨底帜Ｊ健r\n數?；旌夏Ｊ降囊曨l監(jiān)控報警系統(tǒng)\r\n城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的基層、也就是最重要的信息應用和接收單位是城區(qū)公安派出所。轄區(qū)內攝像機視頻圖像和報警信息只有接入到派出所才能夠最大限度地發(fā)揮城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的效能。因此，城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的建設原則應采取“自下而上”的技術路線和實施策略。目前各地公安機關正在進行機構改革，有些城市的公安機關已經變三級（市局、分局、派出所）管理為二級（市局、分局）管理，其中分局是以三隊一室為主要編制，可以看成是強化和壯大了的派出所。不同的公安機構設置對城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的最終接入具有不同的要求。\r\n無論是何種公安機構設置，模擬+數字混合模式實際上是公共安全網絡建設的一個階段，是城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的一個前期工程。這個前期工程具有實施簡單、技術要求較低等特點，全國的大多數城市的城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的建設一般都處在這個階段。\r\n下面簡要介紹盤錦市所進行的城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)實施方案。\r\n盤錦市公安管理機構由市局、城區(qū)分局（縣公安局）和基層派出所組成。因此，第一期公共安全網絡建設的重點是前端攝像機、派出所監(jiān)控中心、分局監(jiān)控中心、市局監(jiān)控中心。建設方式是派出所為模擬視頻傳輸中心，通過視頻編碼進入公安信息網絡。其網絡拓撲圖參見圖4《盤錦市報警與監(jiān)控系統(tǒng)建設拓撲圖》。\r\n全數字模式的視頻監(jiān)控報警系統(tǒng)\r\n無論公安機關的機構如何設置，數字模式實際上是城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)的最終建設目標。數字模式具有覆蓋范圍廣、涉及單位多、技術復雜等特點，同時，隨著城市報警與監(jiān)控項目的不斷開展和深入，將會有越來越多的城市著眼于“大安防”和“信息化安防”的格局，建設自己的城市報警與監(jiān)控系統(tǒng)。\r\n由于篇幅所限，這里簡要介紹遼寧省鞍山市社會治安動態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來介紹數字模式的特點和實施辦法。\r\n鞍山市遠程視頻監(jiān)控報警信息平臺構建于CNC的公用IP城域網，采用VPN技術。作為一個城市級別的數字視頻監(jiān)視系統(tǒng)必須具有一定的對視頻流、設備的合理管理策略。普通的TCP/IP協(xié)議不能滿足復雜的城市級別、大量的數字視頻聯網需求。城市級數字視頻聯網應該采取以下策略：\r\n整個系統(tǒng)分為三級結構、逐級管理、區(qū)域歸屬，在大的聯網控制和同步通訊前提下可獨立運行。\r\n在鞍山市遠程視頻監(jiān)控報警平臺中，公安機關信息接收中心分為三層，第一層為市局中心、第二層為縣（市、區(qū)）分局中心、第三層為派出所中心\r\n1、市級平臺中央管理中心（簡稱一級中心）\r\n一級中心負責整個系統(tǒng)各種信息的管理、分配。這個中心具有系統(tǒng)最高管理權限，可以為本級平臺建立站點，為每一個站點分配前端設備（攝像機和報警）；為區(qū)級服務平臺（簡稱二級站點）內的所有管理員分配權限；對二級站點的各種設備進行自動巡檢；對申請登錄平臺的用戶進行身份認證以及數字證書的發(fā)放；為二級平臺規(guī)劃存儲空間和存儲管理。零散用戶的站點建立、圖像和報警資源分配由一級平臺負責，網絡錄像在本級平臺完成。\r\n<4>責任和功能分配\r\n縣（市、區(qū)）局指揮中心負責直接連接到本級平臺設備的管理和分配，如轄區(qū)重點單位、要害部門攝像機，轄區(qū)出城卡點，主要社區(qū)等等。\r\n在發(fā)生報警時，向報警點轄區(qū)派出所發(fā)送報警信息，同時在本級平臺對報警進行復核，確認報警真實后向市局平臺發(fā)送報警信息和圖像信息。\r\n<4>建設方案\r\n由鞍山市網通CNC負責敷設到縣（市、區(qū)）40M光纖，接入鞍山市公用IP城域網。拓撲圖參見圖6《分局中心示意圖》。\r\n安裝16個解碼器，可以提供二級平臺內任意16個前端攝像機圖像，這個數量可以任意增加，理論上沒有限制。安裝10個編碼器，將分（縣）局自建的重點部位模擬圖像信號轉換為數字信號接入網絡，供上級機關隨時調用。\r\n安裝2×2、 60英寸拼接屏幕墻，最多可以同時顯示4x16=64個監(jiān)視點圖像，同時也可以將GIS等圖像在整體屏幕墻上顯示。大屏幕除可顯示數量較多的圖像之外，在發(fā)生重大事件時為分局統(tǒng)一指揮調度提供直觀和便利。\r\n在分局指揮中心配置二臺單志強CPU的轉發(fā)服務器，一臺作為目錄服務器，為分局的各種應用提供服務；另一臺作為存儲服務器，通過網絡存儲構架在IDC機房提供2TB存儲容量，為縣（市、區(qū)）局指揮中心提供錄像。\r\n2TB存儲容量我們定義為“按需存儲” ，即每一路攝像機的記錄時間按照分局自己的需要自行設置，同時也可以長期保留有價值的攝像機圖像。\r\n3、派出所級服務平臺（簡稱三級平臺）\r\n派出所級信息服務平臺是整個系統(tǒng)的最底層、最重要的公安實戰(zhàn)單位。原則上這級平臺不處理任何信息，僅僅接收來自二級平臺提供的圖像信息和報警信息。為本級平臺建立站點；為本級站點用戶分配管理權限；為本級平臺的設備定義網絡視頻錄像；形成本級平臺日志。平臺內將使用者分為公安用戶、行業(yè)用戶和零散用戶。\r\n<4>責任和功能分配\r\n派出所中心負責瀏覽由二級平臺分配到本級平臺設備的圖像，如其轄區(qū)重點單位、要害部門攝像機；主要出城卡點，主要社區(qū)監(jiān)控點等。設備的管理權限在二級平臺管理中心。\r\n在發(fā)生報警時，派出所中心接收由二級平臺轉發(fā)過來的報警信息，值班警員根據現場報警信息和事件發(fā)生地圖像復核報警時間的真?zhèn)?，并根據事件的性質決定出警。同時值班警員通過現場攝像機觀察社會面的情況，派出所不轉發(fā)任何報警信息。\r\n<4>分局對派出所遠程可視監(jiān)督管理\r\n在派出所公眾區(qū)域安裝一臺攝像機，每個談話室安裝一臺攝像機，分局隨時可以通過這個攝像機了解派出所工作情況，實現分局對派出所工作的隨時監(jiān)督。\r\n視頻會議：在派出所會議室安裝一臺攝像機，分局可通過平臺召開轄區(qū)內的視頻會議。\r\n建設方案：由鞍山市網通CNC負責敷設到派出所10M光纖，接入鞍山市公用IP城域網。提供8個解碼器，可以為派出所中心提供三級平臺內任意8個前端攝像機圖像，這個數量可以任意增加，理論上沒有限制。\r\n
\r\n結語\r\n本方案是為鞍山市和盤錦市社會治安監(jiān)控系統(tǒng)設計的，而不同的城市也應該結合不同的需求進行系統(tǒng)設計。隨著安防行業(yè)朝IT化發(fā)展的加速，網絡化報警與監(jiān)控在整個“平安城市”系統(tǒng)中的作用將更加突出。\r\n（責任編輯：羅強）
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