平安城市系统工程项目设计方案

平安城市系统工程项目设计方案
平安城市管理系统工程是利用高新技术手段搞好城市综合治理、提高公安机关的整体快速反应能力、提高政府救援服务和处置各种紧急突发事件的能力的重要措施。

能够改变目前城市综合治理的原始管理模式，为城市的综合治理及科技强警开辟一条新途径，将提高城市管理的现代水平和社会经济效益。

项目建成后将会使城市综合治理能力得到极大的提高，主要针对历史纪念建筑物、特殊保卫场所、公共场所、治安、交通处罚场所和繁华街道，建立起防范、控制与打击于一体的完整链条，形成打防控一体的网络防范体系。

使国家和人民生命财产免受损失具有重要的意义，而且对促进当地经济的发展以及社会稳定具有重要的意义。

平安城市管理系统主要应用于城市综合治理，不仅满足城市治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且也可为灾难事故预警、安全生产监控、重大活动组织管理、天气实时报告、消防管理等诸多行业的经营管理和科学决策提供图像、数据资源信息服务。

因此平安城市管理项目的建设是十分必要的，也是可行的。

1.1 建设目标
□分级建立城市监控报警联网系统，建设供城市监控报警联网系统专用的视频传输网络，确保高质量图像传输的畅通，实现系统互联，视频图像可上传下调，达到全市视频图像资源共享的目的。

□通过建立全市的GIS警用地理信息系统，利用流媒体技术，上级领导机关可以在GIS的电子地图上，进行远程点播访问需要调看的现场实时图像或录像资料，遇到突发事件和恐怖袭击事件，上级领导机关可通过GIS警用地理信息和远程现场实时图像，分析案情并实施决策与指挥。

□城市监控报警联网系统要和当地的三台合一报警指挥系统联动，当地的某区出现报警，要求能联动该区附近的视频图像，达到快速警情图像核实、快速反应与快速接处警的目的。

□在建立城市监控报警联网系统时，必须考虑从政策上和技术上对社会上的重点要害部位视频监控资源的整合和利用，通过自建和整合两步骤加以实施，建设覆盖全市的监控报警联网体系。

□利用科技手段建立新型的治安防控体系，加强对名人故居历史纪念建筑物、党政部门及重点治安严管路段的图像监控，利用车牌识别卡口技术将在全市范围内实行网格化的动态管理，及时发现布控及涉案人员和车辆，确保打击现行犯罪的有效性。

通过GPS技术，配置好路面警力分布，有效地压缩路面案件的发生和处警的指挥调度。

实现重点部位和汽车被盗抢报警联网，提高了警方的反应速度和打击能力。

提高全市治安防控水平，维护社会治安大局的稳定。

“平安城市”系统工程最终目的是搭建城市信息共享交换和监控管理平台，实现各个厂商的设备联网，保证联网的视频传输的质量（清晰度、流畅程度），提供一个统一的Web及GIS管理、检索系统。

设立流媒体服务器，实时监控视频信息的传输、管理、分发。

统一监控录像的上传格式，保证重要监控录像的检索、比对、管理、备份。

进行身份认证和权限管理、保证信息安全和数据的安全。

2设计依据和标准
2.1 系统建设范围
系统的监控资源遍布整个城市的各个角落，是政府、公安机关的“眼睛”。

前端监控资源分为两大类，一类是公安机关自建监控资源，即公安机关直接掌控的监控点，主要用于治安防控、交通管理，兼顾防范恐怖袭击和应急事件处理等；一类指社会建设监控资源，即各党政机关、企事业单位、社会管理的监控点，主要用于城市综合管理、交通运政管理、安全生产、水利三防、环境保护和内部管理等。

同时，系统整合了各行各业原有的监控系统，如医疗卫生系统、金融行业系统、监狱监控系统等，构成了在联网方式下的集中控制和管理，实现了大型和大范围的系统互联、资源整合、报警和音视频互享。

2.2 系统建设目的
改进城市综合治理的管理方式和体制，提高城市综合治理监控、调度指挥管理的现代化水平，推动城市综合治理信息化管理，是实现“数字化城市”的重要举措。

是城市综合治理现代化管理和“和谐社会”形象建设的重要组成部分。

实现治安、交通、消防网络及数据资源远程共享管理，降低办公经费支出、提高工作效率，加强城市综合治理的科学规划、合理开发和合法利用。

实现治安、消防、交通的现代化指挥管理，增强事故的预警防范能力，提高了城市综合治理决策水平，促进了城市综合治理基础设施的建设，形成了防范、控制与打击于一体的完整链条，使打防控一体的网络防范体系成为可能。

为城市
综合治理信息化管理、远程指挥和视频会务提供安全可靠的运行平台，该项目建设不但会带来良好的社会效益，而且在地区乃至省内公安系统都将起到良好的示范作用。

3系统原则
按照功能要求，在进行系统设计和工程实施管理中应遵循以下原则：
3.1 决策指挥
基于网络视频监控结合GRS定位、GIS的综合立体监控系统的目标是综合运用先进的图像学、网络通信技术、计算机学、地理信息系统、决策支持系统、数据仓库等技术手段，建立一个能为各级指挥机构提供全过程、多层次的信息服务和多种支持手段的视频监控、应急指挥和辅助决策系统。

系统能快速、及时、准确地收集、处理和存储实时突发事件信息和其他相关信息，以多媒体（文字、声音、影像等）方式显示各类信息。

3.2 无缝融合系统应用
系统具有强大的行业融合能力，将地理信息系统（GIS）、网络视频监控系统进行有机的结合，为用户的综合管理提供了极大的方便。

3.3 网络分级化
电信级架构设计，信令流、网管流、控制流和多媒体流分开传送，支持系统内联网、跨行业联网等超大规模组网，提供视频、报警、GIS等资源管理、业务管理和网管功能。

3.4 分布式体系
中心平台灵活配置，支持多层次、多分中心业务部署；分平台建设支持批量数据迁移、割接；采用分布式的信息转发和存储，从而极大提高了网络带宽利用率，并大大减少了硬件设备的投入。

3.5 先进的调度管理
视频资源、录像资源、设备资源、报警和控制资源统一管理、统一调度；具备视频分发策略管理能力，自由控制视频流向；采用流媒体传输协议，支持多路并发流；多服务器群管理、调度、负荷分担和故障自动切换。

3.6 多重安全策略
数据加密传输，带优先级的用户分级权限管理；带优先级的用户分级权限管理；支持分布式用户接入认证；
3.7 连接能力
向上级联能力、对监控站的接入能力、对平级连接能力。

采用实时调度网络架构，内部采用可配置方式进行集中管理，当增加分中心扩展系统时，只需要看作增加网络上的一个新的外部结点即可。

灵活的组网方式，方便接入点的增加。

3.8 扩展性和兼容性
系统扩展无需架构改变；前端兼容Mpeg4/H.264等多种压缩标准的设备；支持不同行业应用，提供增值服务扩展接口；支持多平台互联；兼容有线(LAN/ADSL/光纤)、无线(3G/802.11/WIMAX)多种接入方式。

3.9 资源共享能力
监控站的设备信息、电子地图等基础信息直接提供给外单位和其他相关部门。

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。

3.10 先进性
选用设备注重其技术领先，采用实时性强、压缩比高的设备，既可以保证网上传输占用较小的带宽，又可以保证较高的图像传输质量。

3.11 稳定性和可靠性
采用成熟稳定的产品，设备采用嵌入式产品，应能够保证系统7X24小时不间断运行。

具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。

可实行多级操作权限管理，保证统一、规范管理。

系统具有自诊断功能。

系统的平均无故障工作时间MTBF>1500小时。

3.12 标准化
应遵循国内和国际的通用标准。

网络视频系统就是要实现在网络系统上的音视频传输和共享。

本系统采用的产品均遵循网络协议（TCP/IP）和传输标准的要求。

4项目规化
4.1 系统拓扑
4.2 监控中心显示单元规划
1)市局作为一级监控中心，具有领导、指挥的要求，因此对画面的大小、质量
有较高要求，所以将采用DLP大画画显示的方案，拟建为2×3规格，具体
技术要点参看设备选型中的“DLP显示大屏”内容；两边电视墙为2套3X3,共18台高清监视器设备组成；
2)其他二级监控中心受功能要求、视频图像接入路线和场地的限制，将采用电
视墙作为主要显示单元，监控中心可将所监控的画面在电视墙上进行轮循；
3)案情分析时，除可通过存储系统直接在各自的显示单元上调阅，还可通过PC
应用如图像识别软件等工具进行更具体的分析。

4.3 存储规划方案
采取集中与分散相结合的存储方式，具有数据备份和分时处理机制，支持存储方案规划，支持资料的检索与远程维护。

4.3.1集中与分散存储相结合
对于监控站，所有信息进行集中存储，不存在网络带宽的问题，而且保证了资料的完整性，可以供本地检索、远程检索、远程下载。

对于各级监控中心，存在监控站与监控中心，以及监控中心之间的网络带宽问题，对全部视频源信息进行存储是不合理的，只需要对重点信息进行录像存储。

避开网络高峰，对数据进行备份。

4.3.2存储分时处理机制
在白天，监控中心主要以视频监视为主，视频流量大，网络忙，带宽压力大，只是对重要图像进行存储，有效缓解网络压力，保证监视效果。

在夜晚，监控中心主要以报警探测联动视频监视为主，视频流量小，网络带宽相对宽裕，可以启动录像计划，或者将前端监控站的录像资料备份到监控中心的存储服务器上，保证监控中心资料的完整性。

4.3.3存储设备的热备份
采用SAN存储设备具有磁盘备份和容错功能，增强了数据存储的可靠性。

在投资允许的情况下，可以进行设备的热备份，系统支持存储设备的负载均衡处理。

5各子系统设计方案
5.1 前端摄像子系统
根据国家对平安城市设备上的要求，所使用的设备生产公司都应经过公安部的认证许可。

考虑到城区路段路灯照明，晚上关灯时间较长，公安局对夜视效果要求较高的特点，我们在主要地段设置彩色红外防水大功率可变焦一体化摄像机，型号为深圳宏天智HCA-779，红外距离远（100m），自动聚焦、日夜自动转换、TV535线高清晰，并配合杭州明景公司的室外智能变速云台MG-TK05P，完全满足日夜全天候、全方位拍摄的要求。

5.2 视频专网子系统
前端到监控中心均采用光纤点对点模拟视频信号通讯的方式，考虑到公安内部岗安全及黄梅已建部分视频专网的实际情况，建议在对已有的视频专网改造的基础上组建独立的公安视频专网，可以满足传送D1效果的图像的要求，每秒1.5～2M byte。

传输光端机的选择方面，在前端摄像机比较分散的情况下，采用单路视频传输光端机，如图4-3。

在前端摄像机比较集中的区域，采用多路视频传输光端机，既可满足传输质量要求，也可节约光缆资源。

图4-4。

图4-4 单路视频图像传送模式
图4-5 多路视频图像传送模式
系统信息（视频、控制信号、报警信号、语音信息）传输是整个“城市监控报警系统”建设的重要环节。

本系统覆盖范围广，前端设备与监控中心距离长，为满足信号稳定有效地长距离传输、抗环境干扰，必须设计一个完整统一的低损耗传输网络来承载各种信号。

5.2.1系统概述
城市监控报警系统工程覆盖范围广，派出所监控中心设备与市局（分局）指挥中心距离较远，要满足信号稳定有效地长距离传输、抗环境干扰，必须设计一个完整统一的低损耗传输网络来承载各种信号。

公安视频信息专网是整个系统信号传输的主干网络，负责将各个实施层——派出所的前端设备与指挥层——市局（分局）控制中心的设备连接起来，同时在指挥层通过防火墙预留与上级部门图像信息系统的接口，有效地兼容该网络，并且为应急指挥中心、交警等相关单位提供相关图像、警力分布等信息。

适当地设置权限，其他系统可方便地接入到城市监控报警系统中，获得所需的各类信息，协调各部门的工作。

5.2.2组网技术
根据目前各种技术发展的趋势，整个公安视频信息专网采用以太网技术和开放的TCP/IP协议建设。

公安视频信息网络系统建设目标是建立一个通用的网络平台和开放的网络环境。

通用网络平台意味着在这个网络上将会有大量不同厂商提供的具有不同操作系统、工作方式、运行速度的计算机和其他设备；开放的网络环境则意味着相互连接在一起,同时整个网络还面临着计算机和网络界不断的技术更新和升级，因此公安视频信息网络建设必须选择统一的、具有标准性的网络技术和协议。

1、在公安视频信息网的建设中，我们使用1000M以太网作为视频网络系统的骨干技术，到桌面实现100M。

主干网选择何种网络技术对网络建设的成功与否起着决定性的作用。

选择适合网络系统需求特点的主流网络技术，不但能保证网络的高性能，还能保证网络的先进性和扩展性，能够在未来向更新技术平滑过渡，保护用户的投资。

在选择组网技术时，综合考虑各种组网技术的特点和使用情况，从而保证整个网络最终不仅能够用来进行内部数据的处理，还能够运行视频、语音等多媒体业务。

IEEE 已经在2003年正式发布了10G以太网的标准，因此今后如果需要，传输网络应可以平滑升级到10G以太网。

2、在公安视频信息网系统中选用TCP/IP协议作为主要网络协议，而其他的网络协议，如：IPX/SPX、NETBIOS、NETBEUI等可作为局部范围的、非主流的网络协议来应用。

目前，作为国际互联网Internet标准协议的TCP/IP协议栈是满足公安视频信息网络系统需求特点的主流网络技术要求的最佳选择。

5.2.3系统结构
根据这种层次化网络设计思想的原则，结合公安局现有的网络现状，采用层次化的设计方法。

参考主流的网络结构设计理念，一般我们把公安视频信息网系统划分为核心层和接入层（也可划分为核心层-汇聚层-接入层）。

网络拓扑结构采用高灵活性的星型网络拓扑，星型网络拓扑结构具有维护管理简单、扩展容易等优点，并且有利于构建合理的网络结构，同时也便于将来网络规模的扩展。

根据组网规划原则，核心层和接入层之间采用1000M光纤进行连接，到桌面实现100M通信。

公安视频信息网络系统结构示意图如下：
图 4-6 公安视频信息网系统（专网）拓朴结构图
5.3 视频控制、存储、传输解决方案
5.3.1前端摄像机的控制
主要采用矩阵+控制键盘的方式，通过监控管理平台的软件界面，也可对前端摄像机和云台进行控制.
5.3.2视频图像存储
主要手段使用的是城区通过IP指向集中管理后台压缩存储的方式进行视频图像的存储，因此根据实际规划建议采用分布存储，即监控图像的存储归其辖区拥有，但通过流媒体服务器，其他具有相应权限的监控中心也可实时观看其监控图像;下属派出所采用本地存储方式,公安局直接管理,并通过流媒体服务器转发方式实现集中控制管理。

考虑到有大量的实时视频图像数据存储要求和超长时间的存储周期要求，可采用XT5400存储服务器对实时视频图像进行集中录像管理。

一台存储服务器同时支持64路不同的监控图像进行集中存储，用户可以根据所需要存储图像的路数，扩展存储服务器的数量，系统最大可授权接入16台存储服务器。

5.3.2.1存储容量计算
根据公安系统对视频内容存储时间的要求，每个硬盘录像机将具备3T的存储容量，保证D1效果的图像能够储存三十天。

计算公式：1.5×3600×24×30×8÷1024÷1024÷8×80%＝2.9T
说明：
“1.5”为码流，单位：兆比特/秒；
“3600×24×30”为30天的时间，单位：秒；
第一个“8”为视频路数，每个硬盘录像机可同时接收8路视频图像；
“÷1024÷1024÷8”，单位换算，使“兆比特”换算为“T”
80%为运动率，主要是考虑到监控画面会有静止状态出现，此时画面的体积会减小很多。

5.3.2.2存储服务器的功能
存储服务器实现了智能磁盘管理，负载均衡，多种存储预案并存，检索回放。

1)智能磁盘管理
系统实现了智能磁盘管理的功能，当前磁盘存储空间被占满后能自动进行换盘存储。

而且在整个阵列存储空间都占满后，系统能够自动清理超出存储期限的最原始的存储数据，使该部分的存储空间被释放出来供新的存储使用。

2)负载均衡
系统实现了存储流量的负载均衡功能，当多路视频需要进行存储时，单个存储设备的网络带宽和数据IO的总线带宽会存在容量上的瓶颈，系统会自动根据各个存储设备的实时流量进行视频数据流的调度，使各个存储设备均衡地进行数据存储，避免因单个设备的压力过大造成的数据丢失或错误。

3)多种存储方案并存
系统能够实现计划录像、临时录像、报警联动录像、移动侦测录像多种存储方案进行视频数据的录像保存。

对于同一路摄像机视频图像，即可设定计划录像存储方案，同时用户也可在操作时指定临时录像存储。

各种存储录像可进行本地和远端检索回放操作。

4)检索回放
系统提供对存储录像的本地检索回放和远端检索回放的功能。

回放时用户可进行播放暂停、恢复，快进，快退，逐帧播放等回放控制操作。

5.3.2.3存储方式
系统支持分布式存储、集中式（磁盘阵列/IP SAN）存储、客户端本地存储三种存储方式。

对于重点区域采用分布式存储方式，直接将视频信息存储在数字硬盘录像机上，实现全天候存储录像，确保录像资料的完整性。

同时，可以缓解网络带宽有限条件下全部视频流在中心集中存储造成的网络拥塞。

前端录像资料可以在前端进行检索回放，也可支持授权客户端进行远程录像检索回放。

客户端在对于分布式、集中存储资料远程检索的同时，可以对正在浏览的图像进行录像，存储在本地，便于随时检索，操作方便，管理灵活。

5.3.3视频信号传输
采用双级联方式的模数混合型系统组网模式
本模式在“模拟接入方式的模数混合型监控系统”的基础上，监控中心之间的级联采用模拟级联方式和数字级联方式，监控中心之间通过模拟视频信号传输设备传输实时监控图像信号和IP 网络传输实时监控图像和历史图像。

本模式宜在监控点与监控中心之间使用专线(光纤或电缆)传输情况下改造模拟监控系统时采用，如图4-7所示。

图 4-7 双级联方式的模数混合型监控系统
5.4 公路车辆智能监测记录子系统
5.4.1系统概述
治安卡口系统用于城市道路或高速公路出入口、收费站等治安卡口及重点治安地段的全天候实时检测与记录。

它可对过往的车辆信息（包括车牌、车速、车流量等）实施不间断的自动识别记录和备案；可以实现联网查询；实时与“黑名单”对比，发现可疑车辆立即报警；并可检测超速等违章行为。

该系统通过安装在路段的设备自动检测、自动识别、记录每一辆过往车辆的车牌号码及相应图片，并将记录信息传送到交通管理中心，中心系统在接收到车辆信息后，通过与已保存的“黑名单”车辆数据库比对，一旦发现可疑车辆，即时生成报警信息，为打击各类“黑名单”车辆提供技术支持。

治安卡口系统采用摄像机抓拍过往车辆，
线圈车辆检测器对车辆进行检测，集图像处理、车牌识别、信息安全、网络通讯、微机控制、信息管理技术于一体，为交通管理提供了一种高效的辅助管理手段。

5.4.2系统结构
工作原理图
图 4-8 卡口系统工作原理示意图
功能模块
卡口电子警察系统采用模块化设计开发，这对设备的故障遏制起到了明显的效果,从物理上保证了设备的工作稳定性，同时也方便了设备的维护和检测。

模块的划分从功能上由车辆检测模块、车牌识别模块、图像采集模块、辅助照明模块、中央控制模块、数据传输处理模块和其它辅助功能模块组成，如图所示。

图 4-8 卡口系统功能模块结构图
各功能模块作用如下：
车辆检测模块：通过线圈检测器对行驶中的机动车辆通过和超速违章行为进行自动检测，同时将检测结果传递给中央控制单元；
图像采集模块：通过前端成像系统获得模拟视频图像，视频采集卡将模拟图像转换为数字图像，为图像的压缩、识别和存储提供了可能；
LED辅助照明模块：利用车辆牌照夜间具有荧光效果这一特性，控制具有特殊光谱的LED灯，在夜间增强牌照图片效果；
牌照自动识别模块：通过集成于实时抓拍软件内的牌照自动识别算法，完成对牌照特写图像的牌照分析、定位及识别；
中央控制模块：通过主控机及运行于其中的实时抓拍软件，完成对前段设备中各模块间的逻辑控制工作，同时对获取的车辆画面进行存储；
数据传输模块：将采集的卡口数据信息实时传输回管理中心；
数据处理模块：完成与数据库中信息进行比对，提供远程控制功能，接收到远端中心系统的指令，进行有效性检验后，能实时响应，包括数据更新，数据查询，指定数据上传等；
其它辅助功能模块：该模块功能包括保证工程顺利实施各种检测和测试软件。

5.4.3采用类型
前端车牌识别。