公安网络视频监控系统解决方案

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随着计算机技术和无线网络通信技术的快速发展,数字化技术在安防领域的应用越来越广泛,特别是在公安等重要执法部门,网络化的联网监控需求越来越大。传统的视频监控系统受技术发展的局限,只能进行现场监视,简单的报警信息传输,不能远距离传输视频信号,对于前端具体状况的了解、事件的确认是非常困难的,无形中降低了系统的稳定性和安全性,而对于公安这样重要的执法部门来说,高清化、无线化、远程、实时的监控是行业监控安全运作必备的前提条件。

如何将远程的监视、遥控和报警联网系统、监控无线化有机的结合起来,做到既可以基于无线、有线网络进行远程的高清监视、遥控和图像的传输,又具备通常联网报警网络的功能,并且投入费用合理,能够更加有效地确保系统运行稳定,将安全防范技术提高到一个新的水平,网络化、无线化、远程监控是当前监控行业发展的主要方向。

一、需求分析

行业需求:

总结公安网络视频系统需求如下:

1、强化调度,提高应急指挥、治安巡防、反恐处突实战效能的需要

2、安全管理全时空、网络化、可视化动态管控的需要

3、快速全面完成临时布控、突然事件处置以及重大事务保障的需要

4、采用多样化的终端,将有线和无线设备有机统一的需求

功能需求:

1、 执法巡逻视频的远程实时监控、存储与查询,支持前端SD卡、硬盘,服务器存储;

2、3G /4G/WIFI多种方式传输,1080P视频流,保证画面质量;

3、支持多种方式查看视频,可通过计算机,手机等终端设备登录平台查看实时监控画面和存储的过往录像;

4、管理部门与前端执法人员的双向通话,方便后台管理平台人员了解前端问题和状况,及时调度警力支援;

5、GPS/北斗定位:车辆行驶轨迹、车速等状态的记录与查询,可在平台实时显示位置,支持GIS地图查询,了解当前执法巡逻车辆和执法人员位置;

6、 紧急状态下的各项应急联动,支持多种联动方式,保证及时响应,确保一线执法人员安全。

7、 固定点和移动点可以衔接起来,进行互补使用。

8、建成后的平台,可以接入单兵系统,实现并发3万以上“执法记录仪”的接入使用,可以视频、图像、文字、语音回传到指挥大厅等。

二、方案系统与接入方式

设备接入公网网络,可以分配两个部分,一个是通过运营商的3G、4G移动VPDN网络接入到视频专网平台,再通过边际网关、网闸等接入公安内网,实现图像调阅,信令互通。

1、  VPDN网络接入

如上图所示,为满足公安移动视频图像监控系统建设需要,提高信息传输的安全性和可靠性,前端设备通过运营商VPDN网络接入视频专网平台。

视频专网平台可以同时接入联通、电信、移动网络,只需要增加多家运营商的3G/4G分组数据接入网络,配置必要的交换机和路由器,设置好和视频专网平台的路由就可以。

2、公安内网接入

由于公安网络的安全保密性要求,因此平台设备接入通过中国移动的4G/3G无线虚拟拨号专网(APN)接入到专网的视频管理平台。然后公安内网实现访问图像有两种方式,具体如下:

方案一、内外网客户端访问模式

公安内网客户端通过网闸或者边际网关进行摆渡,访问VPDN专网的视频监控平台,进行图像浏览。这种方式就是比较方便简单。

方案二、内外网网闸隔离方式

需要在公安内外网部署两个平台,通过边际网关或网闸摆渡实现,这样方式更加安全,实现功能更多,还可以将公安内网原有的视频图像通过28181协议接入平台,摆渡到外网平台,实现外网手机观看。

三、应急指挥平台

如上图所示系统分为前端、平台和客户端三个部分组成。下面具体进行介绍:

1、前端部分

前端接入设备包括单兵、车载、手提箱、布控球、,具有便携、移动、灵活的优势。具体如下:

移动点设备:对于移动便携的场合,配置4G单兵手持终端、4G单兵手提箱、4G高清车载硬盘录像机、4G布控球进行使用。

前端设备通过3G/4G/WIFI/卫星/有线上传到应急指挥调度平台,实现与指挥中心调度客户端之间的视频浏览、双向对讲、集群调度、GPS定位等功能。

2、平台部分

管理平台是指挥系统的中枢,负责数据的接收与分发、系统的管理及决策、用户的应用、调度策略的建立、数据的存储等等,由中心管理服务、流分发服务、用户接入服务、设备接入服务、存储服务、定位服务、数据库服务及其他相关服务按照独立而又有机统一的原则组成一个功能全面、性能卓越的服务管理平台。

系统平台主要模块采用双机热备或多机群集的组成方式,保证作为电信级系统运行所需要的稳定性、容错性、安全性和快速响应,且易于扩容和维护;如下图中心管理服务器采用双机热备加磁盘阵列共享模式,负载均衡服务器、设备接入服务器、用户接入服务器、流分发服务器以及云存储服务器采用服务器集群模式,自动智能调度冗余处理。

平台由于支持分布式服务器集群模式,可以根据用户设备规模增加相应的硬件服务器即可以满足大规模设备接入的需求,例如平台支持3万个视频执法记录仪的接入、视频观看等。

3、客户端部分

(1)指挥调度客户端可以是联入系统网络内的任意台有注册授权的台式机、笔记本电脑,安装客户端软件即可以进行视频浏览观看。

(2)手机用户在智能手机上安装相应手机软件可以直接登陆中心服务器观看前端视频。

(3)根据需要配置高清网络视频解码器,可以将前端手提箱的实时视频输出到指挥中心大屏幕上显示。

4、系统工作流程

系统建设是为了处理突然事件、应急指挥使用,从接到事件开始,从车辆出发到现场部署全程可以实时调看视频,及时进行指挥调度。因此分为以下几个部分:

针对地点:首先调用相关沿途以及事发地点的部署临时的布控球监控,结合人员到达现场移动便携设备传回图像,更好的全面掌握情况。

针对车辆:可以在车辆上安装4G无线高清车载硬盘录像机或者4G无线高清布控球,从出发开始到事发现场,能全程及时监控车辆周边视频数据、监控行驶轨迹及所在位置、提高应急指挥调度速度;

针对人:配置4G高清安装单兵或者4G高清手提箱,针对某些区域,能方便及时进入现场并回传现场速度,并且配套设备不影响公安干警行动;监控环境可迅速搭建并撤离;公安干警可以现场执法;负责人可以通过手机观看前端视频并决策指挥;

针对事件:实时进行视频监控,掌握现场事件;针对前端事件发生点,可进行多媒体的的数据采集与保存,以供事后分析;可通过视频监控在发生群体性事件、自然灾害事件时应急指挥。

指挥调度:指挥中心可以从地图上根据固定点以及移动人员所在位置,调阅相关视频,并且指挥就近人员到达现场;临时组建相关小组,进行音视频调度指挥。

5、车载监控子系统

车载类监控子系统有两种组建方式:高清车载硬盘录像机和4G布控球,这两款前端设备都能采集720P/1080P视频,都适用于车载移动视频监控。

执法巡查人员驱车开展巡逻工作时,车载系统即开机进入工作状态;巡查工作过程中,定位功能始终处于工作状态;车上巡查人员可随时通过车外摄像设备进行巡查监控,通过变倍调节对特定目标进行观察,巡查监控视频可由车上巡查人员录制存储在车载系统中,巡查监控视频和车辆位置信息可由系统监控中心实时调取,必要时监控中心还可对车载云台摄像机进行拍摄角度、镜头变焦等控制;车上人员可与监控中心或监控室进行双向语音对讲。

前端组成包括警用车载一体化摄像机、无线高清车载硬盘录像机、对讲手咪、LCD显示屏等设备。

高清车载硬盘录像机产品能够在实现4路高清视频输入,还能够实现4路1080P高清视频存储、传输,通过本机可完成无线音视频服务、执法人员业务查询、移动办公、移动涉案信息音视频采集及存储、人员定位等多种功能。适用于巡查执法、交通管理、治安巡逻盘查、司法押运等众多场合。

云台摄像机安装在车辆顶端,可以通过三维摇杆控制转动和镜头拉远拉近;车载硬盘录像机外接GPS天线,可以获取车辆的实时位置,同时支持北斗定位;LCD显示屏可以本地显示实时录像;车载手咪亦实现对讲功能。

6、应急指挥子系统

在巡逻人员执法时,或在抗灾抢险现场时,将配备移动监控单兵设备。单兵设备分为手持式单兵应急终端和手提箱式应急指挥终端。应急终端将现场画面和设备运行数据图片实时传到水利站的监控监管中心,后台通过客户端即可查看实时视频并与现场互动,下达指示。

执法人员携带单兵系统开始巡查工作时,单兵系统即开机启动;启动后至关闭时,定位功能始终处于工作状态;系统摄像头启动后,记录巡查过程视频;遇到执法突发事件时,启动告警功能,向监控室或系统监控中心发出协助呼叫;单兵系统将执法现场视频实时传输至监控室或系统监控中心,建立双向语音接受上级部门的指导和调度;巡逻工作过程中,执法人员能够通过单兵系统录制记录现场画面,需要时,监控室和监控中心可开启实时传输,查看现场视频;遇到紧急突发事件或基层人员无法解决的问题,巡查执法人员能够通过单兵系统向监控室或系统监控中心告警呼叫,进行双向语音通话,接受上级部门的执法处理意见和调度指令,指导现场执法工作,保障处置突发事件和复杂事件工作的顺利完成。

四、系统功能

1、应急指挥调度功能

实现紧急情况的收集、显示、上报功能。即在指挥中心内能通过网络传输和其他通信方式实时接收、显示、上报紧急情况的现场文字、图片、语音信息,并能通过终端服务器和显示屏随时调阅紧急情况子系统的文字、图片信息;

实现远程指挥功能。在执行突发任务时,可依托无线网络,运用语言、文字、图片信息迅速实现对各个子系统和现场实时远程指挥;

实现应急指挥辅助决策功能。即通过地理信息系统,电子地图以及其它相关软件,迅速查询,了解当前执法巡逻车辆和执法人员位置;显示警力部署状况,进行战术计算,为拟制处置预案提供可靠的参考数据。

2、多网、多终端融合

系统多层次设计,可以满足不同需求,满足3G、4G、WIFI、卫星、有线网络的接入;支持高清、标清编码传输,自适应网络,保证画面质量以达到最优效果。

接入层:主要有4G网络摄像机、4G数字硬盘录像机、网络硬盘录像机、4G单兵手持终端、4G单兵手提箱、4G高清车载硬盘录像机等前端设备,实现音视频及其他数据的采集编码功能。

交互层:主要有流媒体分发单元、负载均衡单元、设备接入单元等,实现流媒体信息的交换、转发、转码。

支撑层:主要有数据库服务、中心管理服务、WEB服务、定位服务、级联服务等,实现平台的集中管理与基本功能支持;

应用层:针对各个行业特性,开发部署具有行业特色的应用服务,实现应急指挥调度功能

用户层:开发部署适用不同操作终端及符合客户工作流程的客户端,将系统具体功能以“可视、可听、可控”的方式呈现。

3、视频监控功能

可以安装大量固定点监控高清网络设备,可以满足日常巡查需求。随时随地的进行多种方式的监控功能,支持多种方式查看视频,可通过计算机,手机等终端设备登录平台查看实时监控画面和存储的过往录像。

4、分布式/级联模式系统

系统采用分布式架构,在保证网络互联互通的情况下,系统中各个服务可以在独立的服务器上安装和运行。

在分布式架构的基础上,根据用户喜好或行政级别等需求构建不同的级联结构,并接受统一的部署和管理。

5、报警联动功能

紧急状态下的各项应急联动,支持多种联动方式,保证及时响应,确保一线执法人员安全;

固定点通过安装红外对射、振动电缆等传感器,在重要区域周围形成一道无形的屏障,可以感知非法入侵的物体,并且及时报警通知工作人员。

可以做到事前防范,事情控制,事后取证的效果。如下图所示:

6、设备管理

设备入网认证:不是每个设备都能接入,需要有相关认证,含:设备接入ID、接入密码。防止个别用户自接设备,占用系统资源。

设备注销:与入网对应的就是注销,对于超出租期或者超出服务器的设备,做合理的清理,注销系统使用权,节约网络资源。

设备信息登记:对于每一个入网的设备,都需要进行生产厂商、生产日期、软硬件版本、所属企业等信息的登记。

支持设备的远程参数设置和修改:设备的各项参数设备,既可以在使用前,通过本地网络连接设置,也可在设备入网后,通过系统网络进行设置。

设备在线状态管理:如设备故障判断、统计、告警和自动处理机制。及时恢复系统,保证系统正常稳定运行。

设备分组管理:设备入网后就输入某个企业域,属于某个或某几个账户共享,其他账户不能越权查看。对有权限的用户而言,在权限范围内的所有站点,也是可以按照自己的意愿逻辑分组,根据个人习惯分成自己想要的现实结构。

7、系统管理

统可以通过专用的网络单元,监视各个服务器硬件的工作状态,如内存消耗,CPU消耗,网络带宽展宏等情况;具备负载均衡功能,自动调整各个服务器的承载压力,不让一台服务器空闲,也不让一台服务器累超负荷运转。同时在网络故障导致的连接故障发生时,系统会自动指引各个功能组件转移到备用的服务器。

服务器配置:可对服务器的接入进行配置,包括接入IP、端口等

服务器当前运行信息显示:支持CPU数量、CPU占用率、物理内存容量、可用内存容量、上下行网络占用带宽实时显示。

网络配置管理:系统支持更新、升级等配置管理,完成软件/硬件的重新配置;配置管理数据库(其中包含网络设备、软件、操作级别、维护人员等信息);管理设备的配置文件;配置网络节点设备部件、端口;配置网络节点设备系统软件;支持对网络硬件设备软件版本和配置文件的远程升级;

网络故障管理:在发生故障时,系统可以向维护人员或网管人员发出告警信息;系统可以配合操作维护中心或网管中心对故障进行测试诊断与定位,按指令完成软件/硬件的重新配置,并具有一定的故障恢复功能;

网络安全管理:系统提供严格的访问控制,自动记录非法操作,并将系统的状态自动记录,以便系统出现安全问题时能够容易地找到原因;系统对各种配置数据、统计数据采取备份、保护措施;

故障修复:当网络系统故障恢复后,系统能恢复正常工作,不影响系统的正常运行等。

支持服务组件的添加/删除功能

持服务组件接入密码的设置/删除功能

8、可视通话功能

针对某些特别的场景使用时,仅仅语音通话不能满足用户实际使用需求,所以我们特别在应急指挥调度加入可视通话功能。主要是某一个终端设备针对另一个终端设备发起可视通话请求,或者是前段自动上传绑定视频流使得其他调度平台能够看见实时视频,这样可以方便用户更好使用调度指挥平台,做好相关应急工作。可以右键组内成员,选择预览视频,会在地图上出现视频窗口,同时点击下方按住说话按钮即可进行通话。如下图:

9、及时文字通信功能

考虑到实际使用时,出于数据保密或者其他网络带宽等考虑,用户需要在客户端和前端设备进行文字通信。用户可以针对集群中单个成员设备进行P2P方式的文字通信交流,也可以大范围的和集群所有设备进行文字通信讨论,最大限度的满足用户对于通信功能需求。

可以分别右键组内成员列表,选择发送消息,在弹出的文字通信框内进行文字通信。如下图:

10、地图功能

由于应急指挥中心往往对于前端设备及人员信息特别是定位信息的急切需求,所以我们的应急指挥调度平台针对用户此项需求实现了对前端移动人员设备的GPS信息实时显示功能。用户可以通过该功能在平台界面上根据设备列表查看每一个移动设备的GPS信息,从而更好的为指挥中心调度指挥提供更多的有用信息。如下图:

进行视频预览功能,如下图:

11、报警处理

当有其他人员或前端设备给客户端发来消息或者报警时,纤细区域会有提示消息或者报警数量,点击既可以进行回复或者报警处理。

12、警情调阅

考虑到处理突然事件,在碰到问题时,需要第一时间查到有效事件证据,而对于证据是图片还是视频不重要,所以需要支持前端上传的录像、图片进行存储,方便时候调阅查询。