淺談公安網絡視頻監控系統方案與接入方式

隨著計算機技術和無線網絡通信技術的快速發展，數字化技術在安防領域的應用越來越廣泛，特別是在公安等重要執法部門，網絡化的聯網監控需求越來越大。

傳統的視頻監控系統受技術發展的局限，只能進行現場監視，簡單的報警信息傳輸，不能遠距離傳輸視頻信號，對于前端具體狀況的了解、事件的確認是非常困難的，無形中降低了系統的穩定性和安全性，而對于公安這樣重要的執法部門來說，高清化、無線化、遠程、實時的監控是行業監控安全運作必備的前提條件。

如何將遠程的監視、遙控和報警聯網系統、監控無線化有機的結合起來，做到既可以基于無線、有線網絡進行遠程的高清監視、遙控和圖像的傳輸，又具備通常聯網報警網絡的功能，并且投入費用合理，能夠更加有效地確保系統運行穩定，將安全防范技術提高到一個新的水平，網絡化、無線化、遠程監控是當前監控行業發展的主要方向。

一、需求分析

行業需求：

總結公安網絡視頻系統需求如下：

1、強化調度，提高應急指揮、治安巡防、反恐處突實戰效能的需要

2、安全管理全時空、網絡化、可視化動態管控的需要

3、快速全面完成臨時布控、突然事件處置以及重大事務保障的需要

4、采用多樣化的終端，將有線和無線設備有機統一的需求

功能需求：

1、?執法巡邏視頻的遠程實時監控、存儲與查詢，支持前端SD卡、硬盤，服務器存儲；

2、3G /4G/WIFI多種方式傳輸，1080P視頻流，保證畫面質量；

3、支持多種方式查看視頻，可通過計算機，手機等終端設備登錄平臺查看實時監控畫面和存儲的過往錄像；

4、管理部門與前端執法人員的雙向通話，方便后臺管理平臺人員了解前端問題和狀況，及時調度警力支援；

5、GPS/北斗定位：車輛行駛軌跡、車速等狀態的記錄與查詢，可在平臺實時顯示位置，支持GIS地圖查詢，了解當前執法巡邏車輛和執法人員位置；

6、緊急狀態下的各項應急聯動，支持多種聯動方式，保證及時響應，確保一線執法人員安全。

7、固定點和移動點可以銜接起來，進行互補使用。

8、建成后的平臺，可以接入單兵系統，實現并發3萬以上“執法記錄儀”的接入使用，可以視頻、圖像、文字、語音回傳到指揮大廳等。

二、方案系統與接入方式

系統方案

設備接入公網網絡，可以分配兩個部分，一個是通過運營商的3G、4G移動VPDN網絡接入到視頻專網平臺，再通過邊際網關、網閘等接入公安內網，實現圖像調閱，信令互通。

1、??VPDN網絡接入

如上圖所示，為滿足公安移動視頻圖像監控系統建設需要，提高信息傳輸的安全性和可靠性，前端設備通過運營商VPDN網絡接入視頻專網平臺。

視頻專網平臺可以同時接入聯通、電信、移動網絡，只需要增加多家運營商的3G/4G分組數據接入網絡，配置必要的交換機和路由器，設置好和視頻專網平臺的路由就可以。

2、公安內網接入

由于公安網絡的安全保密性要求，因此平臺設備接入通過中國移動的4G/3G無線虛擬撥號專網（APN）接入到專網的視頻管理平臺。然后公安內網實現訪問圖像有兩種方式，具體如下：

方案一內外網客戶端訪問模式

公安內網客戶端通過網閘或者邊際網關進行擺渡，訪問VPDN專網的視頻監控平臺，進行圖像瀏覽。這種方式就是比較方便簡單。

方案二內外網網閘隔離方式

需要在公安內外網部署兩個平臺，通過邊際網關或網閘擺渡實現，這樣方式更加安全，實現功能更多，還可以將公安內網原有的視頻圖像通過28181協議接入平臺，擺渡到外網平臺，實現外網手機觀看。

三、應急指揮平臺

如上圖所示系統分為前端、平臺和客戶端三個部分組成。下面具體進行介紹：

1、前端部分

前端接入設備包括單兵、車載、手提箱、布控球、，具有便攜、移動、靈活的優勢。具體如下：

移動點設備：對于移動便攜的場合，配置4G單兵手持終端、4G單兵手提箱、4G高清車載硬盤錄像機、4G布控球進行使用。

前端設備通過3G/4G/WIFI/衛星/有線上傳到應急指揮調度平臺，實現與指揮中心調度客戶端之間的視頻瀏覽、雙向對講、集群調度、GPS定位等功能。

2、平臺部分

管理平臺是指揮系統的中樞，負責數據的接收與分發、系統的管理及決策、用戶的應用、調度策略的建立、數據的存儲等等，由中心管理服務、流分發服務、用戶接入服務、設備接入服務、存儲服務、定位服務、數據庫服務及其他相關服務按照獨立而又有機統一的原則組成一個功能全面、性能卓越的服務管理平臺。

系統平臺主要模塊采用雙機熱備或多機群集的組成方式，保證作為電信級系統運行所需要的穩定性、容錯性、安全性和快速響應，且易于擴容和維護；如下圖中心管理服務器采用雙機熱備加磁盤陣列共享模式，負載均衡服務器、設備接入服務器、用戶接入服務器、流分發服務器以及云存儲服務器采用服務器集群模式，自動智能調度冗余處理。

平臺由于支持分布式服務器集群模式，可以根據用戶設備規模增加相應的硬件服務器即可以滿足大規模設備接入的需求，例如平臺支持3萬個視頻執法記錄儀的接入、視頻觀看等。

3、客戶端部分

（1）指揮調度客戶端可以是聯入系統網絡內的任意臺有注冊授權的臺式機、筆記本電腦，安裝客戶端軟件即可以進行視頻瀏覽觀看。

（2）手機用戶在智能手機上安裝相應手機軟件可以直接登陸中心服務器觀看前端視頻。

（3）根據需要配置高清網絡視頻解碼器，可以將前端手提箱的實時視頻輸出到指揮中心大屏幕上顯示。

4、系統工作流程

系統建設是為了處理突然事件、應急指揮使用，從接到事件開始，從車輛出發到現場部署全程可以實時調看視頻，及時進行指揮調度。因此分為以下幾個部分：

針對地點：首先調用相關沿途以及事發地點的部署臨時的布控球監控，結合人員到達現場移動便攜設備傳回圖像，更好的全面掌握情況。

針對車輛：可以在車輛上安裝4G無線高清車載硬盤錄像機或者4G無線高清布控球，從出發開始到事發現場，能全程及時監控車輛周邊視頻數據、監控行駛軌跡及所在位置、提高應急指揮調度速度；

針對人：配置4G高清安裝單兵或者4G高清手提箱，針對某些區域，能方便及時進入現場并回傳現場速度，并且配套設備不影響公安干警行動；監控環境可迅速搭建并撤離；公安干警可以現場執法；負責人可以通過手機觀看前端視頻并決策指揮；

針對事件：實時進行視頻監控，掌握現場事件；針對前端事件發生點，可進行多媒體的的數據采集與保存，以供事后分析；可通過視頻監控在發生群體性事件、自然災害事件時應急指揮。

指揮調度：指揮中心可以從地圖上根據固定點以及移動人員所在位置，調閱相關視頻，并且指揮就近人員到達現場；臨時組建相關小組，進行音視頻調度指揮。

5、車載監控子系統

車載類監控子系統有兩種組建方式：高清車載硬盤錄像機和4G布控球，這兩款前端設備都能采集720P/1080P視頻，都適用于車載移動視頻監控。

執法巡查人員驅車開展巡邏工作時，車載系統即開機進入工作狀態；巡查工作過程中，定位功能始終處于工作狀態；車上巡查人員可隨時通過車外攝像設備進行巡查監控，通過變倍調節對特定目標進行觀察，巡查監控視頻可由車上巡查人員錄制存儲在車載系統中，巡查監控視頻和車輛位置信息可由系統監控中心實時調取，必要時監控中心還可對車載云臺攝像機進行拍攝角度、鏡頭變焦等控制；車上人員可與監控中心或監控室進行雙向語音對講。

前端組成包括警用車載一體化攝像機、無線高清車載硬盤錄像機、對講手咪、LCD顯示屏等設備。

高清車載硬盤錄像機產品能夠在實現4路高清視頻輸入，還能夠實現4路1080P高清視頻存儲、傳輸，通過本機可完成無線音視頻服務、執法人員業務查詢、移動辦公、移動涉案信息音視頻采集及存儲、人員定位等多種功能。適用于巡查執法、交通管理、治安巡邏盤查、司法押運等眾多場合。

云臺攝像機安裝在車輛頂端，可以通過三維搖桿控制轉動和鏡頭拉遠拉近；車載硬盤錄像機外接GPS天線，可以獲取車輛的實時位置，同時支持北斗定位；LCD顯示屏可以本地顯示實時錄像；車載手咪亦實現對講功能。

7、應急指揮子系統? ??

在巡邏人員執法時，或在抗災搶險現場時，將配備移動監控單兵設備。單兵設備分為手持式單兵應急終端和手提箱式應急指揮終端。應急終端將現場畫面和設備運行數據圖片實時傳到水利站的監控監管中心，后臺通過客戶端即可查看實時視頻并與現場互動，下達指示。

執法人員攜帶單兵系統開始巡查工作時，單兵系統即開機啟動；啟動后至關閉時，定位功能始終處于工作狀態；系統攝像頭啟動后，記錄巡查過程視頻；遇到執法突發事件時，啟動告警功能，向監控室或系統監控中心發出協助呼叫；單兵系統將執法現場視頻實時傳輸至監控室或系統監控中心，建立雙向語音接受上級部門的指導和調度；巡邏工作過程中，執法人員能夠通過單兵系統錄制記錄現場畫面，需要時，監控室和監控中心可開啟實時傳輸，查看現場視頻；遇到緊急突發事件或基層人員無法解決的問題，巡查執法人員能夠通過單兵系統向監控室或系統監控中心告警呼叫，進行雙向語音通話，接受上級部門的執法處理意見和調度指令，指導現場執法工作，保障處置突發事件和復雜事件工作的順利完成。

四、系統功能

1、應急指揮調度功能

實現緊急情況的收集、顯示、上報功能。即在指揮中心內能通過網絡傳輸和其他通信方式實時接收、顯示、上報緊急情況的現場文字、圖片、語音信息，并能通過終端服務器和顯示屏隨時調閱緊急情況子系統的文字、圖片信息；

實現遠程指揮功能。在執行突發任務時，可依托無線網絡，運用語言、文字、圖片信息迅速實現對各個子系統和現場實時遠程指揮；

實現應急指揮輔助決策功能。即通過地理信息系統，電子地圖以及其它相關軟件，迅速查詢，了解當前執法巡邏車輛和執法人員位置；顯示警力部署狀況，進行戰術計算，為擬制處置預案提供可靠的參考數據。

2、多網、多終端融合

系統多層次設計，可以滿足不同需求，滿足3G、4G、WIFI、衛星、有線網絡的接入；支持高清、標清編碼傳輸，自適應網絡，保證畫面質量以達到最優效果。

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接入層：主要有4G網絡攝像機、4G數字硬盤錄像機、網絡硬盤錄像機、4G單兵手持終端、4G單兵手提箱、4G高清車載硬盤錄像機等前端設備，實現音視頻及其他數據的采集編碼功能。

交互層：主要有流媒體分發單元、負載均衡單元、設備接入單元等，實現流媒體信息的交換、轉發、轉碼。

支撐層：主要有數據庫服務、中心管理服務、WEB服務、定位服務、級聯服務等，實現平臺的集中管理與基本功能支持；

應用層：針對各個行業特性，開發部署具有行業特色的應用服務，實現應急指揮調度功能

用戶層：開發部署適用不同操作終端及符合客戶工作流程的客戶端，將系統具體功能以“可視、可聽、可控”的方式呈現。

3、視頻監控功能

可以安裝大量固定點監控高清網絡設備，可以滿足日常巡查需求。隨時隨地的進行多種方式的監控功能，支持多種方式查看視頻，可通過計算機，手機等終端設備登錄平臺查看實時監控畫面和存儲的過往錄像。

4、分布式/級聯模式系統

系統采用分布式架構，在保證網絡互聯互通的情況下，系統中各個服務可以在獨立的服務器上安裝和運行。

在分布式架構的基礎上，根據用戶喜好或行政級別等需求構建不同的級聯結構，并接受統一的部署和管理。

5、報警聯動功能

緊急狀態下的各項應急聯動，支持多種聯動方式，保證及時響應，確保一線執法人員安全；

固定點通過安裝紅外對射、振動電纜等傳感器，在重要區域周圍形成一道無形的屏障，可以感知非法入侵的物體，并且及時報警通知工作人員。

可以做到事前防范，事情控制，事后取證的效果。如下圖所示：

6、設備管理

設備入網認證：不是每個設備都能接入，需要有相關認證，含：設備接入ID、接入密碼。防止個別用戶自接設備，占用系統資源。

設備注銷：與入網對應的就是注銷，對于超出租期或者超出服務器的設備，做合理的清理，注銷系統使用權，節約網絡資源。

設備信息登記：對于每一個入網的設備，都需要進行生產廠商、生產日期、軟硬件版本、所屬企業等信息的登記。

支持設備的遠程參數設置和修改：設備的各項參數設備，既可以在使用前，通過本地網絡連接設置，也可在設備入網后，通過系統網絡進行設置。

設備在線狀態管理：如設備故障判斷、統計、告警和自動處理機制。及時恢復系統，保證系統正常穩定運行。

設備分組管理：設備入網后就輸入某個企業域，屬于某個或某幾個賬戶共享，其他賬戶不能越權查看。對有權限的用戶而言，在權限范圍內的所有站點，也是可以按照自己的意愿邏輯分組，根據個人習慣分成自己想要的現實結構。

7、系統管理

統可以通過專用的網絡單元，監視各個服務器硬件的工作狀態，如內存消耗，CPU消耗，網絡帶寬展宏等情況；具備負載均衡功能，自動調整各個服務器的承載壓力，不讓一臺服務器空閑，也不讓一臺服務器累超負荷運轉。同時在網絡故障導致的連接故障發生時，系統會自動指引各個功能組件轉移到備用的服務器。

服務器配置：可對服務器的接入進行配置，包括接入IP、端口等

服務器當前運行信息顯示：支持CPU數量、CPU占用率、物理內存容量、可用內存容量、上下行網絡占用帶寬實時顯示。

網絡配置管理：系統支持更新、升級等配置管理，完成軟件/硬件的重新配置；配置管理數據庫（其中包含網絡設備、軟件、操作級別、維護人員等信息）；管理設備的配置文件；配置網絡節點設備部件、端口；配置網絡節點設備系統軟件；支持對網絡硬件設備軟件版本和配置文件的遠程升級；

網絡故障管理：在發生故障時，系統可以向維護人員或網管人員發出告警信息；系統可以配合操作維護中心或網管中心對故障進行測試診斷與定位，按指令完成軟件/硬件的重新配置，并具有一定的故障恢復功能；

網絡安全管理：系統提供嚴格的訪問控制，自動記錄非法操作，并將系統的狀態自動記錄，以便系統出現安全問題時能夠容易地找到原因；系統對各種配置數據、統計數據采取備份、保護措施；

故障修復：當網絡系統故障恢復后，系統能恢復正常工作，不影響系統的正常運行等。

支持服務組件的添加/刪除功能

持服務組件接入密碼的設置/刪除功能

8、可視通話功能

針對某些特別的場景使用時，僅僅語音通話不能滿足用戶實際使用需求，所以我們特別在應急指揮調度加入可視通話功能。主要是某一個終端設備針對另一個終端設備發起可視通話請求，或者是前段自動上傳綁定視頻流使得其他調度平臺能夠看見實時視頻，這樣可以方便用戶更好使用調度指揮平臺，做好相關應急工作。可以右鍵組內成員，選擇預覽視頻，會在地圖上出現視頻窗口，同時點擊下方按住說話按鈕即可進行通話。如下圖：