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1、進的網絡技術以適應更高的數據、多媒體信息的傳輸需要，使整個系統(tǒng)在一段時期內保持技術的先進，并具有良好的發(fā)展?jié)摿Γ赃m應未來業(yè)務的發(fā)展和技術升級的需要。 （2）安全可靠性 為保證將來的業(yè)務應用，網絡必須具有高可靠性。要對網絡結構、網絡設備、服務器、存儲設備等各個方面進行高可靠性的設計和建設。在采用硬件備份、冗余等可靠性技術的基礎上，采用相關的軟件技術，提供較強的管理機制、控制手段、事故監(jiān)控和網絡安全保密等技術措施，提高網絡系統(tǒng)的安全可靠性。 （3）靈活性與可擴展性 網絡系統(tǒng)是一個不斷發(fā)展的系統(tǒng)，所以它必須具有良好的擴展性。能夠根據將來信息化的不斷深入發(fā)展的需要，方便地擴展網絡覆蓋范圍、擴

2、大網絡容量和提高網絡各層次節(jié)點的功能。具備支持多種通信媒體、多種物理接口的能力，提供技術升級、設備更新的靈活性。 系統(tǒng)能夠通過增加服務器等軟硬件設備，方便、平滑的對系統(tǒng)容量進行擴容，后臺存儲容量也具備較高的可擴展能力。 （4）開放性與互連性 具備與多種協(xié)議計算機通信網絡互連互通的特性，確保網絡系統(tǒng)基礎設施的作用可以充分發(fā)揮。在結構上真正實現(xiàn)開放，基于國際開放式標準，包括各種廣域網、局域網、計算機及數據庫協(xié)議，從而為未來的業(yè)務發(fā)展奠定基礎。 （5）系統(tǒng)集成原則 本方案充分考慮到現(xiàn)有社會監(jiān)控系統(tǒng)的差異性，采用開放式結構、兼容的技術和設備，自下而上，先內后外，實現(xiàn)圖像信息系統(tǒng)集成互聯(lián)、資

3、源整合與信息共享。并本著實用性原則，邊建設、邊整合、邊應用、邊完善。 1 系統(tǒng)總體設計 3.1 系統(tǒng)總體概述 平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體建設目標是：按照“整體布局網絡化、局部區(qū)域閉合化、重點路口全攝入、重要部位全覆蓋”的要求，建設覆蓋城市重點區(qū)域的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，結合移動視頻監(jiān)控，整合各種社會視頻資源，提高監(jiān)控密度，擴大監(jiān)控規(guī)模，采用全IP網絡構架方式，建設統(tǒng)一的視頻信息管理平臺，實現(xiàn)公安、交警、市政視頻資源的應用和共享。全面解決平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集、傳輸、管理、控制和共享的需要。 3.2 系統(tǒng)總體架構 平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構如圖3-1所示： 應用層 GIS應用 視

4、頻回放顯示 智能分析 第三方業(yè)務接口 接入層 管理調動層 公共服務模塊 媒體轉發(fā)存儲 控制信令轉發(fā)及路由 設備及狀態(tài)管理基礎服務 數字視頻切換控制接口 報警信息通道控制接口 移動視頻切換控制接口 資源層 網絡攝像機 視頻編碼器 硬盤錄像機 圖3-1 系統(tǒng)總體架構 （1）資源層 在系統(tǒng)里，該層主要是各種要接入整個調度管理系統(tǒng)的資源，包括公安網內的資源和社會監(jiān)控資源，包括網絡攝像機、模擬攝像機、視頻編碼器、硬盤錄像機等。所有接入公安內部專網的資源在接入調度管理平臺時一定要通過網閘做物理隔離，以保證公安網本身的安全性。 （2）接入層 接入層主要負責將

5、各種視頻和報警相關的資源接入到調度管理平臺內部，做統(tǒng)一管理和調度，在接入層完成各種有差異的資源的一致性轉化，主要包括數字視頻切換控制接口、報警信號通道控制接口、移動視頻切換控制接口、已建模擬視頻切換控制接口等。 （3）調度管理層 調度管理層是建立在高性能切換控制系統(tǒng)和高性能網絡交換機基礎上的應用管理系統(tǒng)，主要負責視頻信息和報警信息的集中管理和調度，是整個系統(tǒng)的資源調配、應用的核心。實現(xiàn)統(tǒng)一管理和調度的基礎服務。 （4）應用層 應用層主要實現(xiàn)視頻信息的各種數字化應用。實現(xiàn)包括GIS系統(tǒng)整合、視頻預覽回放、智能視頻分析、視頻解碼上電視墻顯示、系統(tǒng)管理與遠程維護、業(yè)務系統(tǒng)整合等功能。

6、 3.3 系統(tǒng)拓撲架構 平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設市局監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺，區(qū)縣公安局建立覆蓋本地區(qū)的視頻管理系統(tǒng)中心，公安派出所建立視頻管理系統(tǒng)前端匯聚平臺。在此基礎上形成市、區(qū)縣、街鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及部門的三級視頻管理系統(tǒng)。以現(xiàn)有公安光纖網絡和公共通信網絡資源為傳輸通道，以GIS空間地理信息平臺為載體，建設視頻傳輸專網，實現(xiàn)市、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府及部門互聯(lián)互通。 系統(tǒng)總體構架融合公安治安監(jiān)控、交通治安卡口、電子警察和社會視頻圖像信息資源，結合車載與單兵移動取證系統(tǒng)，在統(tǒng)一的網絡構架和綜合應用共享平臺上實現(xiàn)各種業(yè)務功能，，實現(xiàn)與現(xiàn)有視頻圖像信息系統(tǒng)的整合，體現(xiàn)平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的整體性，提高系統(tǒng)的共

7、享度。 三級監(jiān)控中心的構架思路： （1） 三級監(jiān)控中心一般是指由派出所設立的報警與視頻監(jiān)控中心。作為基層單位，管理轄區(qū)內設備和客戶端，并接受上級監(jiān)控中心管理。 （2） 二級監(jiān)控中心一般是指由公安分（縣）局或者其他公安業(yè)務部門設立的報警與視頻監(jiān)控中心。管理轄區(qū)內設備和客戶端，并接受上級監(jiān)控中心管理的同時也接收三級監(jiān)控中心上傳的圖像。 （3）一級監(jiān)控中心一般是指由市級公安局設立的報警與視頻監(jiān)控中心 。所有派出所、分局的監(jiān)控資源都受其統(tǒng)一管理。 三級管理平臺系統(tǒng)拓撲架構如圖3-2所示： 圖3-2 系統(tǒng)拓撲架構 3.4 總體設計思路 本系統(tǒng)采用三級管理平臺的架構。 （

8、1）派出所視頻圖像信息前端匯聚平臺 第三級平臺為派出所視頻圖像信息前端匯聚平臺，是視頻圖像資源整合共享、控制管理和應用的基礎和源頭，系統(tǒng)對治安重點和案件易發(fā)、高發(fā)的地區(qū)、部位等進行實時、有效的監(jiān)控和錄像存儲；并且整合轄區(qū)內重要社會視頻圖像資源接入平臺。第三級視頻圖像信息平臺除了管理自己轄區(qū)內的視頻圖像資源外，還要負責向第二級平臺提供視頻圖像資源。第三級平臺應能調看轄區(qū)內視頻圖像信息的實時畫面和錄像，或者經過上一級公安機關授權，調看轄區(qū)外特定區(qū)域、地點的實時畫面和錄像。 （2）區(qū)縣公安局視頻圖像分中心 第二級平臺為區(qū)縣公安局視頻圖像分中心，以區(qū)縣公安局為實體，自成體系組織轄區(qū)內視頻圖

9、像信息系統(tǒng)建設，負責對所轄派出所第三級平臺的管理和控制，整合接入第三級平臺的視頻圖像資源、區(qū)縣各單位的視頻圖像資源以及轄區(qū)內重要視頻圖像資源，并向第一級平臺（市公安局視頻圖像中心）提供視頻圖像資源。第二級平臺應能調看轄區(qū)內視頻圖像信息的實時畫面和錄像，或者經過上一級公安機關授權，調看轄區(qū)外特定區(qū)域、地點的實時畫面和錄像。 （3）市公安局視頻圖像中心 一級視頻圖像中心為市公安局視頻圖像中心，是視頻圖像信息體系的核心部分，實現(xiàn)全市視頻圖像信息點的圖像的調用和控制，包括視頻信號的切換、控制和顯示[4]等主要功能，包括實時畫面和錄像資料的調用和控制。市公安局視頻圖像中心匯聚全市各級視頻圖像信息

10、系統(tǒng)的圖像資源，能調看三級平臺中所有視頻圖像信息的實時畫面和錄像。 三級平臺都可以根據需要建設視頻前端鏡頭和整合社會視頻圖像信息資源。其他部門、行業(yè)、單位自成體系的視頻圖像信息系統(tǒng)（如交委、市政、金融等），可以根據需要在三級平臺的任意一級進行整合。三級平臺都在通信協(xié)議和編碼標準方面保證協(xié)議的規(guī)范性，保證上一級平臺能直接調用本級平臺的所有實時畫面和錄像。 3.5 視頻信息傳輸交換網絡 系統(tǒng)利用已建、新建或租用的光纖資源，建立數字化的視頻信息傳輸交換平臺，作為連接市公安局、各區(qū)縣公安局、派出所的三級傳輸基礎網絡，也是平安城市視頻信息傳輸的骨干網絡。視頻信息傳輸交換平臺中選用TCP/IP協(xié)議

11、作為主要網絡協(xié)議，同時支持UDP和組播傳輸方式。 視頻信息傳輸交換平臺能集光信號傳輸系統(tǒng)、IP數字圖像信息系統(tǒng)、傳統(tǒng)模擬圖像信息系統(tǒng)[5]于一體，能完成視頻、音頻、數據、電話等業(yè)務透明傳輸；能有效完成綜合業(yè)務接入，實現(xiàn)一個平臺上多種業(yè)務信號的接入和交換。 3.5.1 傳輸交換平臺構架 視頻信息傳輸交換平臺的基本結構如圖3-3所示： 圖3-3 圖視頻信息傳輸交換平臺基本結構 （1）視頻圖像信息傳輸交換平臺應能提供視頻聯(lián)網、流媒體、視頻存儲、視頻點播、事件處理等多種功能應用于一個界面上； （2）視頻圖像信息傳輸交換平臺應能支持多種聯(lián)網管理模式，可以對各種異質設備和各個視頻子系

12、統(tǒng)共同進行管理和控制； （3）視頻圖像信息傳輸交換平臺應能支持多級聯(lián)網模式，在管理平臺支持下，確保所接入的設備共同遵循一個權限管理模式，用戶無需在不同管理系統(tǒng)中登錄切換； （4）視頻圖像信息傳輸交換平臺應能直接支持圖像的深層次應用，實現(xiàn)高清晰畫面的事件分析、業(yè)務分析，獲得準確的分析結果； （5）區(qū)縣公安局負責區(qū)縣公安局視頻圖像分中心和派出所視頻圖像信息前端匯聚平臺之間的傳輸交換平臺建設，確保與市公安局視頻圖像中心的無縫銜接，確保與原有視頻圖像信息系統(tǒng)的有機融合。 3.5.2 網絡技術選擇 視頻的傳輸技術，選擇以太網技術是必然的結果。當前監(jiān)控前端設備越來越多，傳輸的視頻流量呈現(xiàn)

13、爆炸性增長，而用戶對監(jiān)控視頻的畫質要求越來越高，這就必然引起傳輸網絡的革新。以太網技術能夠提供豐富的接口類型：電口、光口，以及光電復用口。接口速率可以從10M、100M、1000M到10000M的逐級選擇，交換機端口可以從8個、16個、24個、48個高密度遞增，為監(jiān)控系統(tǒng)擴容提供了最佳途徑。目前以太網借鑒了ATM網絡技術后，現(xiàn)在已經能夠提供40GB和100GB接口，通訊瓶頸不再是以太網技術的話題，可以說現(xiàn)在的以太網技術已經走在各類網絡技術的最前沿。 目前，對于監(jiān)控網絡系統(tǒng)，建議選擇如下網絡技術： （1）T比特核心層和數據中心 核心層和數據中心（Data Center，DC）是數據大

14、集中而形成的集成IT應用環(huán)境，是各種IT應用業(yè)務的提供中心，是數據計算、網絡傳輸、存儲的中心。數字城市的核心層實現(xiàn)了監(jiān)控基礎設施、業(yè)務應用、數據的統(tǒng)一、安全策略的統(tǒng)一部署與運維管理。 （2）平滑和可擴展的遷移 高速主干的建立，要求平滑，穩(wěn)定和分布的遷移，要使得原有的大量設備和應用能夠順利遷移到新的高速網絡技術。 3.5.3 主干傳輸設計 平安城市視頻監(jiān)控網絡建設中，另一個重要環(huán)節(jié)是廣域網絡建設。廣域網絡建設包含如下： （1） 前端治安監(jiān)控點到派出所的光纖線路設計，有運營商提供十兆到百兆傳輸專網，滿足1路D1或1路高清視頻圖像傳輸的需要； （2）派出所到區(qū)縣公安分局采用1

15、00M或1000M光纖線路，滿足8路以上并發(fā)D1視頻傳輸的需要； （3）區(qū)縣公安分局與市局指揮中心適宜采用1000M光纖線路，可以支持400路D1格式圖像的并發(fā)傳輸，實現(xiàn)快速的圖像信息交換； （4）派出所到區(qū)縣公安分局、區(qū)縣公安分局到市局采用10M以上備份線路，通過自動切換確保視頻圖像信息傳輸的不間斷運行[6]，提高視頻圖像信息傳輸交換平臺的可靠性。 3.6 海量視頻存儲設計 3.6.1 存儲方式設計 平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般具有監(jiān)控點多，攝像頭數量多，保存時間長，監(jiān)控數據的保存時間為30天。因此視頻監(jiān)控系統(tǒng)存儲必須支持大容量，且容量具有高擴展性，滿足長時間大容量視頻圖像存儲的

16、需求。 本系統(tǒng)在市公安局、區(qū)縣公安局、派出所等視頻圖像中心或視頻圖像信息前端匯聚平臺，根據視頻圖像信息前端匯聚情況，配備視頻圖像信息存儲設備，對其匯聚的視頻圖像信息資源進行錄像；其他單位或個人，按照“誰建設，誰存儲”的原則，配備視頻圖像信息存儲設備，對其自建的視頻圖像信息資源進行錄像。 平安城市視頻接入數量龐大，系統(tǒng)設計采用分布式存儲和集中存儲網絡構架，在市公安局、區(qū)縣公安局、派出所等視頻圖像中心或視頻圖像信息前端匯聚平臺，根據視頻圖像信息前端匯聚情況，配備視頻圖像信息存儲設備，對其匯聚的視頻圖像信息資源進行錄像。 對于接入數量龐大的城市視頻監(jiān)控，為減少派出所到區(qū)縣分局的視頻傳輸壓力

17、，保障派出所一線實戰(zhàn)單位的應用，系統(tǒng)采用分布式設計，支持多種存儲設備共存，同時區(qū)縣分局和上級市局指揮中心采用集中存儲設備備份重點監(jiān)控圖像。 在派出所和區(qū)縣監(jiān)控中心接入前端視頻監(jiān)控圖像，部署網絡存儲設備，前端視頻信息包括高清網絡攝像機直接存儲到網絡存儲設備內。 下圖3-4即為分布式存儲的示意圖： 圖3-4 分布式存儲結構圖 3.6.2 存儲管理策略 （1）存儲管理服務器 在派出所和區(qū)縣監(jiān)控中心部署存儲管理服務器，內嵌平臺軟件的網絡存儲管理服務軟件，是針對大型網絡監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境的專用存儲管理軟件模塊，實現(xiàn)遠程所有圖像的實時錄像、報警錄像、中心集中備份和事后檢索查詢服務，計劃錄像下

18、支持補錄。支持DAS、NAS、SAN等多種存儲方式，對于視頻文件存儲我們建議采用IPSAN存儲方式。 網絡存儲管理服務器根據需求可以分布式部署，目前可以部署在派出所、區(qū)縣分局和市局，一臺存儲管理服務器可以管理的視頻路數不限，但是同時并發(fā)存儲處理的視頻路數受到服務器性能限制，目前測試的結果是在1000M網絡環(huán)境下一臺存儲服務器可以并發(fā)相應1000路CIF格式的視頻流（相當于500路2CIF或250路D1格式視頻）。 網絡存儲服務器軟件通過網絡獲取系統(tǒng)中所有視頻源的信息，存儲到大容量的存儲設備中。系統(tǒng)可以支持N臺計算機組成的分布式集群存儲結構。在這些計算機的通訊底層是我們的高性能通訊平臺技術。

19、在正常運作的情況下，每一臺存儲計算機負責存儲整個系統(tǒng)中的某些錄像信息。首先我們需要定義存儲組，每一個存儲組有N路圖像組成。我們把一個存儲組綁定到一臺存儲服務器，這樣全系統(tǒng)的圖像將通過不同的存儲服務器進行存儲。采用的模型是前端分布式錄像和后端集中錄像的綜合方法。存儲管理服務器管理的對象可以是PC服務器存儲設備、DVR設備、IP網絡攝像機，也可以是磁盤陣列。 （2）三層容錯技術 系統(tǒng)提供三個層次上的容錯： 首先系統(tǒng)體系結構上的容錯技術。我們的系統(tǒng)支持分布式的集群技術，簡單地講，每臺服務器正常執(zhí)行當前的存儲任務，但是同時又作為其他服務器的后備集群節(jié)點。 當集群系統(tǒng)某一節(jié)點出現(xiàn)故障，那么我們的

20、底層通訊協(xié)議能夠準確地監(jiān)測到這臺機器的問題，這就是所謂的成員離開事件，成員離開事件將被可信協(xié)議遞交到集群中的每一個節(jié)點，它的備份服務器將立刻承擔起失敗節(jié)點的責任，進行錄像。這就是容錯功能。 而當失敗的節(jié)點修復后重新啟動并開始錄像，底層通訊協(xié)議能夠把這個重新加入的時間遞交給每一個節(jié)點，這是所謂的成員加入事件。備份服務器接收到這個時間以后就停止錄像。這就是錯誤恢復功能。 第二個層次上的容錯是在整個集群都和圖像源斷開，不能進行實時錄像。這個時候，我們通過計劃和實際的錄像執(zhí)行情況進行補錄，請參見后面的計劃和補錄。 第三個層次的容錯是在錄像分包時，每一個錄像文件結束和一個新的錄像文件開始，系統(tǒng)都被冗余一部分數據，以保證沒有任何圖像幀丟失。 （3）錄像計劃和補錄 每一個錄像組可以具有自己的錄像計劃，錄像的執(zhí)行底層是我們的計劃和任務調度引擎。（請參見計劃引擎）。每次錄像過程中，系統(tǒng)都會紀錄錄像的執(zhí)行時間，系統(tǒng)的維護服務器，根據預定計劃和實際的執(zhí)行情況的差異性，我們可以計算出需要補錄的時間段。補錄系統(tǒng)將自動從合適的DVR下載缺少的錄像信息。當錄像計劃改變時，早先的計劃將被紀錄下來，系統(tǒng)能夠自動辨別補錄參照改變之前還是改變之后的計劃。