“平安城市”建設以保持社會的“安定有序”作為出發(fā)點，以建立“統(tǒng)一指揮、反應靈敏、協(xié)調(diào)有序、功能齊全、運轉高效的應急處置機制”為目標，是城市發(fā)展的現(xiàn)實需求。通過治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設，可以為黨委、政府全面掌控社會動態(tài)提供可視化視頻信息，為城市應急處置體系提供覆蓋廣泛的視頻監(jiān)控網(wǎng)絡，為應對各類事件提供現(xiàn)場指揮調(diào)度手段，為城市防突反恐提供預警信息，提高黨委政府對社會管理和駕馭能力。從這個角度看，治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)是加強城市基礎設施建設、提升技術防范水平、構建城市應急處置機制的保障工程。本文從系統(tǒng)架構、系統(tǒng)組成、軟硬件產(chǎn)品等多方面分析國內(nèi)平安城市數(shù)字監(jiān)控解決方案，以供讀者參考。

    隨著計算機應用技術、超大規(guī)模集成電路技術、圖像處理技術、網(wǎng)絡通信技術等高新技術日新月異的發(fā)展，安全防范技術也突飛猛進。國內(nèi)的網(wǎng)絡通信、網(wǎng)絡視頻、生物識別、信息比對、智能監(jiān)控等高新技術也已日漸成熟，可以為平安城市建設提供更加系統(tǒng)化的技術支持。特別是城市IP高速城域網(wǎng)、3G無線通信網(wǎng)和金盾工程的全面建成，為建立城市級數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的監(jiān)控平臺提供了可靠的傳輸網(wǎng)絡。因此，完善的通信設施、先進的監(jiān)控器材和成熟的網(wǎng)絡視頻技術是城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設可行性的技術保證。

系統(tǒng)組成及功能
前端采集設備
    前端設備主要由攝像機（一體化球型攝像機和云臺攝像機）、報警設備、防雷設備、光端機、設備機箱、立桿（含避雷針及接地）等組成。

    設備負責對視音頻信號實時編碼，轉化網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字信號，采用MPEG-4壓縮算法，設備能夠驅動前端外設，比如：云臺解碼器、矩陣等控制，同時還能支持雙向語音傳輸，領導可在監(jiān)控的同時，實時向前端發(fā)送指令。

網(wǎng)絡傳輸設備
    傳輸線路主要由網(wǎng)通或電信負責，工程商只是選擇能滿足圖像專網(wǎng)功能需求的網(wǎng)絡路由、交換、傳輸設備及必備組件。傳輸方式可選擇有線或無線網(wǎng)絡傳輸方式。

管理中心
中心管理結構
    工程將建成以公安局指揮中心為總中心，以分局、派出所為分中心的三級管理結構，應能在接入圖像專網(wǎng)的計算機終端上根據(jù)權限許可實現(xiàn)對圖像監(jiān)控信息的瀏覽、管理和控制等操作。

硬件設備
    中心平臺主要由服務器設備、DVS、主機設備、存儲設備、顯示設備、UPS電源、控制機柜等組成。

    中心平臺存儲設備包括磁盤陣列，對前端每路視頻采用24小時錄像方式，存儲時間不少于30天，圖像存儲質量要求達到D1（704×576）分辨率或CIF（352×288）分辨率，每秒25幀實時圖像。

應用軟件
    軟件的設計要具有智能化、保密性及易操作等特點。軟件要有全過程的記錄與查詢功能，每一個操作處理步驟及每一個事態(tài)的發(fā)生都要自動記錄到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)，在日后查詢時，可以按關鍵字、日期、地圖范圍、圈點等信息作為查詢條件，并可以將查詢結果直接輸出、另存或打印。

    集成GIS(地理信息系統(tǒng))平臺要求地圖標點要準確、詳細，軟件的界面要清晰、友好，根據(jù)地圖的標點可對前端設備進行操作，如調(diào)出視頻、回放、控制云臺、預置位的制定、視窗的切換、放大、全屏、查看信息等，都要在軟件內(nèi)統(tǒng)一操作完成。軟件要留有擴展接口，便于以后系統(tǒng)的升級及更多功能的接入。[nextpage]

系統(tǒng)描述及架構
    前端監(jiān)控子系統(tǒng)采用網(wǎng)絡方式傳輸，即采用網(wǎng)絡視頻服務器的方式，將模擬視頻信號和控制信號數(shù)字化編碼后通過網(wǎng)絡傳輸至一級監(jiān)控中心。

    各級監(jiān)控中心(派出所、分局、市局)根據(jù)具體情況可統(tǒng)一部署視頻管理服務器、存儲服務器、監(jiān)控主機、流媒體服務器等。其中錄像服務器完成各級監(jiān)控中心的集中錄像，視頻管理服務器負責視頻的管理、共享和控制等，監(jiān)控主機主要用來實時監(jiān)控。

    當前端發(fā)生警情時，警情信息傳到市局監(jiān)控中心，然后由市局監(jiān)控中心轉發(fā)到下級分中心。報警觸發(fā)后，報警點附近的高速球機會按照預先設定好的預置位旋轉到報警區(qū)域，監(jiān)控中心電視墻會將與報警關聯(lián)的前端圖像一起切換，使中心指揮人員能夠清楚地了解到現(xiàn)場情況，以利于布控追蹤。

    城市治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)集成了用戶設備權限管理、視音頻監(jiān)控、大容量存儲、報警聯(lián)動、矢量（圖片）電子地圖，它結合現(xiàn)代視頻技術、網(wǎng)絡通訊技術、計算機控制技術、流媒體傳輸技術的綜合解決方案，提供強大的、靈活的組網(wǎng)和應用能力，根據(jù)項目的實際應用以及將來擴容等需求而設置。系統(tǒng)平臺設計分別由中心管理平臺、前端采集模塊接入、客戶端控制瀏覽模塊和控制中心大屏幕顯示模塊組成（見圖1）。

中心管理平臺
    中心管理平臺主要由CMS、VTDU、NRU、DAS、NMS、EMS、SUS、AAA、DBAU、UAS，以及前端單元、業(yè)務客戶端單元、管理客戶端單元構成，各部分均接入IP承載網(wǎng)。網(wǎng)絡存儲服務器由滿足長期存儲錄像的大容量磁盤陣列組成，主要實現(xiàn)整個監(jiān)控平臺的設備、用戶、報警等資源管理及視頻流的轉發(fā)、存儲等管理、負責所有系統(tǒng)設備前端視頻服務器、中心存儲服務器、視頻分發(fā)服務器、遠程副控臺、顯示終端的注冊、邏輯連接、工作狀態(tài)監(jiān)視管理并負責響應相關設備的命令請求，發(fā)出控制指令到指定設備動作，并負責整個系統(tǒng)內(nèi)設備的時間同步。數(shù)據(jù)邏輯通道則包括控制和管理信令通道（下稱控制通道）以及媒體數(shù)據(jù)通道（下稱數(shù)據(jù)通道）。[nextpage]

    從用戶業(yè)務使用角度考慮，中心平臺的分層架構圖由運營支撐層、媒體交換層和用戶接入層三部分構成（見圖3）。

中心平臺模塊組成
CMS中心管理服務
    CMS（Central Manage Server）為中心管理服務器，是中心服務平臺的核心單元，可實現(xiàn)PU、CU的接入、信令轉發(fā)處理、系統(tǒng)及其信息管理。CMS的主要功能如下。

1）注冊服務：
·實現(xiàn)前端設備的注冊驗證，以及實現(xiàn)設備的IP地址自動更新服務；
·對CU認證、授權及管理。
2）控制服務：
·支持對設備的參數(shù)設置、查詢服務，支持客戶對云鏡的控制處理；同時支持錄像命令的請求。
3）告警服務：
·提供告警服務，接受來自前端應用服務器的告警信息，以聲光和短消息通知相關人員；
·將告警信息分發(fā)給客戶端應用服務器，客戶端應用服務器最終轉發(fā)給客戶端子系統(tǒng)的當前操作用戶；
·支持客戶端的告警聯(lián)動處理；
·支持報警設備的布防/撤防設置。
4）管理服務：
·支持對PU狀態(tài)變化、CU狀態(tài)變化、CU行為數(shù)據(jù)收集、存儲和查詢；
·網(wǎng)絡狀態(tài)變化的記錄和處理；
·對VTDU、NRU資源管理和分配；
·為各種終端提供統(tǒng)一訪問接口；
·和上下級CMS級聯(lián)構架多級網(wǎng)絡拓撲。

NMS網(wǎng)管服務
    NMS（Network Manage Server）網(wǎng)管服務器是用于收集系統(tǒng)內(nèi)其它各模塊的狀態(tài)信息和事件信息。系統(tǒng)其它模塊上都有一個網(wǎng)管的代理用于收集本模塊的網(wǎng)管信息，并各自將這些信息報告給網(wǎng)管服務器。網(wǎng)管服務器將這些信息存儲于系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，同時也傳送給管理客戶端單元。NMS的主要功能有：
·狀態(tài)信息收集：通過和網(wǎng)管代理模塊的交互，收集系統(tǒng)其他模塊的運行狀態(tài)信息，當某些狀態(tài)信息超過預設的閥值時，NMS可以產(chǎn)生報警信息發(fā)送給管理客戶端以提醒系統(tǒng)管理員；
·事件信息收集：通過和網(wǎng)管代理Agent模塊的交互，收集系統(tǒng)其他模塊的運行事件信息，并將這些信息存儲、轉發(fā)給管理客戶端。

EMS電子地圖服務
    EMS（EMap Server）是電子地圖服務器，它將GIS地圖和系統(tǒng)內(nèi)的設備（視頻通道、報警輸入設備、報警輸出設備等）關聯(lián)起來，用戶可以通過EMS在電子地圖上增加、修改、刪除以及定位系統(tǒng)內(nèi)的設備，當系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生報警事件時，EMS將與該事件相關聯(lián)的設備信息發(fā)送給業(yè)務客戶端單元，在用戶界面上，該設備就可以閃爍或加亮顯示，同時也可以即時彈出對應設備的視頻。

VTDU視頻流媒體服務
    VTDU（Video Transfer and Dispatch Unit）是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控中心平臺系統(tǒng)的媒體處理單元，實現(xiàn)音視頻請求、接收、分發(fā)，實現(xiàn)多級級聯(lián)和分布式部署。VTDU僅接受本域CMS的管轄，但為其它域提供媒體訪問接口。VTDU的主要功能有：
·轉發(fā)：視頻可通過VTDU被轉發(fā)，訪問方只要訪問VTDU并告知要訪問的前端設備，VTDU可代為取到視頻流并轉發(fā)給該訪問方；
·分發(fā)：一路視頻通過VTDU可以被復制成多路送給不同的訪問方；
·支持多VTDU的級聯(lián)與負載均衡和分布式部署；
·計費原始信息采集記錄：VTDU提供視頻訪問開始時間、結束時間和視頻流量信息等計費原始信息；
·為PU、CU及其它平臺VTDU提供音視頻流傳輸接口，支持RTP、RTSP協(xié)議。[nextpage]

NRU網(wǎng)絡存儲服務
    NRU（Network Record Unit）是網(wǎng)絡視頻監(jiān)控中心平臺系統(tǒng)的網(wǎng)絡錄像服務器，可實現(xiàn)視頻存儲、檢索。支持視頻回放，可實現(xiàn)分布式部署。NRU的主要功能包括：
1）媒體數(shù)據(jù)中心存儲：
·定時：根據(jù)用戶預置時間表進行錄像；
·手動：按照用戶的開始錄像、停止錄像指令進行控制的錄像；
·事件觸發(fā)：由系統(tǒng)中事件（報警、圖像運動）觸發(fā)錄像，同時應有預錄機制，預錄時間可靈活設置。
2）媒體數(shù)據(jù)檢索/回放：
·支持客戶按時間、地點、報警事件等信息檢索并回放視頻；
·支持客戶實現(xiàn)播放、快放、慢放、單幀放、拖曳、暫停功能；
·可支持客戶端多路視頻同步回放功能。
3）管理媒體數(shù)據(jù)：
·實現(xiàn)錄像的策略管理：定時刪除、額定空間的循環(huán)覆蓋等；
·在CMS統(tǒng)一調(diào)度下能夠根據(jù)一定的調(diào)度策略進行分布式部署和靈活調(diào)度；調(diào)度策略必須根據(jù)單臺NRU的壓力負荷情況進行調(diào)度和分配。

UAS用戶接入服務
UAS（User Access Server）提供用戶使用本業(yè)務的認證/授權/記帳服務，包含的主要功能有：
·認證/授權服務功能：用戶使用監(jiān)控平臺提供的各項業(yè)務服務時，需要首先對其身份作出驗證和授權。用戶通過身份認證及授權后，才可以使用相應的授權服務；
·計費：處理用戶訪問以及錄像等所產(chǎn)生的計費原始信息，提供對外的帳務中心處理接口。

DAS設備接入服務
    DAS(Device Access Server)是設備接入單元，主要功能是：負責對前端設備（PU）入網(wǎng)進行驗證。

PU前端設備
    PU（Producer Unit）是前端設備子系統(tǒng)的統(tǒng)稱，主要實現(xiàn)音視頻信息、報警信息的采集、網(wǎng)絡傳輸以及輔助設備云臺解碼云臺視頻矩陣的控制。前端子系統(tǒng)根據(jù)要求將攝像機采集到的圖像信息、麥克風采集到的聲音信號、報警設備采集到的報警信息等經(jīng)過編碼設備編碼后，將壓縮后的流媒體文件通過寬帶網(wǎng)絡發(fā)送到中心服務平臺中，供用戶實時觀看或保存在存儲設備中；同時，將中心服務平臺傳來的控制信令抽取出來，進行命令格式分析，按照命令內(nèi)容執(zhí)行相應的操作，實現(xiàn)矩陣切換器的切換、云臺的轉動以及攝像機鏡頭的控制。

    前端子系統(tǒng)設備包括音頻采集設備、視頻采集設備、報警輸入輸出設備、云臺設備、云臺解碼器設備及網(wǎng)絡視頻編碼設備等，其中，網(wǎng)絡視頻編碼主要包括視網(wǎng)絡攝像機、視頻編碼器（視頻服務器）、數(shù)字視頻錄像機（PC-DVR和嵌入式DVR）等設備（見圖4）。

CU客戶端應用
    CU（Client Unit）是客戶端監(jiān)控應用系統(tǒng)的總稱，是遠程圖像集中監(jiān)控和維護管理的應用平臺，實現(xiàn)客戶向中心服務的認證、多畫面監(jiān)控、報警監(jiān)控以及客戶監(jiān)控設備以及權限的遠程維護等功能。

    CU對前端設備的訪問和控制都需要通過中心服務系統(tǒng)交互實現(xiàn)。CU和中心服務系統(tǒng)構成完整的服務器/客戶應用架構，CU作為客戶端應用支持C/S和B/S架構。[nextpage]

客戶控制瀏覽模塊
總控工作站
    控工作站采用Windows平臺和強大的Intel處理器，具有同屏監(jiān)看控制前端采集模塊、輪巡監(jiān)視、矩陣控制、電子地圖、告警、連接消防主機等功能?？偪毓ぷ髡镜母鞣N數(shù)據(jù)均是從中心管理模塊上獲取，Server主要負責數(shù)據(jù)收集、存儲、轉發(fā)，總控工作站負責數(shù)據(jù)的處理和可視化顯示。Server將前端模塊的數(shù)字視頻信號和報警信號收集和存儲，并將信號源通過網(wǎng)絡轉發(fā)到客戶瀏覽控制模塊； Server會把從客戶瀏覽控制模塊發(fā)回的控制指令通過網(wǎng)絡轉發(fā)給前端采集模塊，完成控制功能。

    總控工作站可對前端視頻圖像輪巡監(jiān)控，方便監(jiān)視所有前端實況；具有電子地圖功能，便于知道前端位置，并快速知道報警地點，對報警作出動作；可以對矩陣進行完全控制，并可以在總控工作站上直接接鍵盤進行操作。

數(shù)字矩陣
    數(shù)字矩陣是總控工作站的一部分，登錄時選擇即可。數(shù)字矩陣可以將數(shù)字信號轉換成模擬信號并輸出到彩色監(jiān)視器和大屏上，基于網(wǎng)絡或文件組成大型的虛擬矩陣的硬件解碼平臺，使系統(tǒng)整體性能、穩(wěn)定性與靈活性得到提高，可實現(xiàn)錄像、回放、云臺控制等功能，可以聯(lián)接并在監(jiān)視器上現(xiàn)實各轄區(qū)內(nèi)的視頻信號（包括廣域網(wǎng)點）。

結語
    適合平安城市應用的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)應符合中國國情，軟件模塊化，管理功能強大，能夠合理的控制帶寬流量，用戶認證和權限管理采用了有效的安全措施，預留有GPS、GIS和市政緊急預案等接口，擴展功能豐富。

    網(wǎng)絡視頻監(jiān)控在經(jīng)歷了數(shù)字化、網(wǎng)絡化之后，下一個目標就是智能化，IVS智能識別系統(tǒng)就是下一個攻堅目標，使整個監(jiān)控網(wǎng)絡不再被動監(jiān)看，而是主動通過規(guī)則去甄別違法行為，成為真正的“電子警察”，為平安城市建設中發(fā)揮更大的作用。
（本文兩位作者現(xiàn)為同方泰德國際科技（北京）有限公司安防產(chǎn)品經(jīng)理）