SUNPONY城市治安监控联网指挥系统方案

用户需求分析

第一章

    为了响应中央对区人民政府网络数字化、正规化建设的要求，提升规格、提高工作效率、提升应急反应能力实现网络远程数字化多媒体管理，以配合城市网络视频安全监控管理的建设需要。西城区政府急需将现有各区派出所的部分重点数字化监控视频信号及控制信号传输到区应急指挥中心，以便区应急指挥中心、各辖区街道办事处、其它分控点也能随时掌握现场信息方便区政府各部门的信息共享、沟通及协同管理。实现高效办公、减少人员开支，提高应急反应能力及协同作战能力。满足远距离的相互交流的需要，加快信息交流速度。为今后逐步实现系统内部全面数字视频网络化管理提供安全、便利和快捷的技术基础。

1.1 用户网络现状

    各派出所已经将远端不同辖区街道的若干个视频及控制信号传输到本辖区派出所的监控中心，并通过数字硬盘录像机录像。派出所与街道办事处、区政府及其它分控中心之间都已经建立有政府光纤网络。

1.2 用户需求

    将各个派出所辖区的若干路重点网络视频信号及控制信号通过现有政府专网传输到区应急指挥中心数字视频管理转发服务器上。各街道办及其它在政府网内的分控中心通过政府光纤网络访问设在区应急指挥中心的数字视频管理转发服务器，就可同时看到与各辖区派出所同样的视频画面及拥有同样的控制云台、镜头等权限。可以随时调取整个系统任何地方任意图像。

第二章 系统建设原则

2.1 总体建设目标

    本系统的建立，能实现派出所与辖区街道办事处、区应急指挥中心、各分控中心之间的视频图像及控制信号的共享，便于对重点区域随时监管及提高处理突发事件的协调能力。系统建成后将成为各辖区街道办与区应急指挥中心、分控中心等其它政府部门加强沟通提高工作效率的有效手段。

2.2 方案设计原则

2.2.1 先进性原则

  采用最新的网络视频服务器，具有极佳的传输效果及数字信号的传输反应速度，高压缩率及高容错能力。完全实时、一流的网传功能等诸多特点，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰是数字化、网络化的第三代产品。无论在任何情况下都能够达到“任意调用、任意组合”、“分散监控、集中管理”的效果，这些是以往传统监控所不能够达到的。同时与其它现有设备。都有很好的兼容性。

    网络视频服务器是完全脱离传统的模拟视频监控系统。采用最新的MPEG4/H.264 视频压缩算法和嵌入式操作系统平台，具有极佳的清晰度、较小的系统容量占用、完全实时、一流的网传功能等诸多特点，系统建成后在较长的一段时间里不会被淘汰是数字化、网络化的第三代监控管理系统DVS（digital video server）。它的突出特是利用现有的计算机网络传输视频图像。

    本系统采用的设备能与不同厂家的计算机网络设备广泛的结合兼容，各个子系统相对独立工作，但又有机的被组合在一起互不影响，协同工作。同时还可随时插入其它系统，达到共同整合的目的。

2.2.2 可扩展性原则

    本方案采取模块化组合的方法，扩容能力强，在计算机网络带宽允许的条件下可以无限扩容。真正打到了随意组合，随意增减。

2.2.3 高可靠性原则

  本系统设备是将模拟信号转化为数字信号，提高了系统的容错能力及抗干扰能力。确保系统运行的可靠性和稳定性，使系统达到最大的平均无故障时间。网络视频服务器是采用32Bit RISC 32M SDRAM watchdog嵌入式硬件系统，是将系统软件直接写入硬件存储器，无须其它的操作系统支持，不会造成系统死机现象。由于是相对封闭式系统所以不会被感染网络计算机病毒。系统内置多重密码保护功能，能根据不同的客户设置不同的权限。大大提高了系统的安全性、可靠性。

2.2.4 可管理性原则

    系统运用设备都为国际标准接口管理维护方便，可直观方便地对系统实现全程网管，大大减轻维护难度。管理员可随时直观了解设备运行状况。网络视频服务器的管理是由在网络上的任何一台终端计算机上的SUNPONY MANAGER管理软件通过计算机网络对多个网络摄像机及视频服务器进行有效的云台、镜头、录像、报警、回放等操作的管理。无须特定的计算机或特定的维护工具。在前端的网络视频服务器由于是嵌入式系统只要在第一次使用时正确的设置使用，在不断电的情况下是连续自动运行的，无须重新启动硬件系统。维护起来十分简便，只要有计算机及网络的基础知识就可以轻松的管理维护。对于管理一定大数量视频的管理人员来说大大减轻了他们的工作量。

2.2.5 经济性原则

    在传统的监控系统中除了前端的摄像机和后端的监视器以外布线是最烦琐、也是投入资金最大的一项。同时传统的监控是无法达到远程监控的目的。本系统工作原理是利用现有的计算机及其光纤网络传输视频图象，无须大量布线节省了线材及施工费用。不受地域和空间的限制。

2.2.6 标准化原则：

    网络视频服务器在软件上提供了国际通用标准的TCP/IP UDP、ARP、TELNET、ICMP、HTTP、SMTP通讯协议，支持不同版本的WINDOWS以WEB形式打开，完全与现有计算机网络无缝连接。视频压缩也是采用国际最新标准的压缩格式。在硬件上采用了计算机以太网络标准的RJ45 10/100网络接口。在云台、镜头控制上采用了监控标准的RS-485/RS-232通讯接口。完全与现有的计算机网络同步。

系统方案结构和功能总体描述

总体架构描述：

  将多个辖区街道派出所的若干路重点监控模拟视频信号及控制信号通过大型模拟切换矩阵和数字网络视频服务器转化为数字信号通过安装在各派出所的政府专网传输到区应急指挥中心的数字视频管理转发服务器上并显示在大屏幕上。在遇到紧急情况时其它街道办、分控中心可通过访问区应急指挥中心的数字视频管理转发服务器随时调取整个系统内任何地点现场图像。通过设在区应急指挥中心的数字网络集中管理转发服务器，对整个系统中的各个分控点进行权限设置来决定各个分控点的权限范围。实现网络化多级视频管理系统。

大型系统管理应用软件平台介绍

    本方案采用世界最先进的网络通讯技术、视频压缩H.264技术、数字网络IP视频矩阵技术、以及模块化等世界最先进技术，具有智能化发现违规操作、违规操作记录、远程调用文件、远程录像、语音双向对讲、IE浏览、网络报警、简单视频会议等功能，是目前网络视频行业最先进的应急指挥系统。

    SUNPONY第三代网络视频与安防监控管理平台软件是一种全数字化、基于网络和高度集中管理的新一代安防管理平台软件.可以对现场DVS和网络摄象机等数字图象设备、报警设备等其它设备的集中管理，除了传统网络视频监控功能外，增加中心集中配置、权限实时认证、流媒体转发、集中存储备份和WEB访问等网络专用软件，构建完整大型网络视频与报警管理平台。采用了J2EE、微核心加插件、WEB SERVICE、WEB2.0、O/R MAPPING、AOP、LDAP、SSO等先进技术和架构，软件更加稳定、安全、健壮、开放，能够满足当前公安系统的跨区域大中型网络视频与安防监控领域的各种需求和未来集成到行业大信息管理系统中的需求。

    网络远程视频监控系统的突出优点在于远距离的信息传输和控制等方面，远程视频监控系统已从传统的图像应用系统发展成为网络、数字媒介的综合应用。随着IP视频技术及网络技术的发展，选择当年成熟的和先进的编、解码技术和网络传输技术集成远程监控系统，使之区别于以往的本地监控系统。并能够与信息管理系统和办公自动化系统融合在一起，更好的为管理服务，提高管理水平和效率。

1）中心主控

  区应急指挥中心至少配置1台主控工作站，安装SUNPONY监控中心主控软件，该主控软件可以实现实现对网络内所有数字图象设备的网络监视、控制、查询、浏览、刻录、电子地图报警等功能。

2）中心分控

  中心根据需要选配多台分控工作站，均安装SUNPONY监控中心分控软件许可证，该软件相当于C/S分控端，基本功能同主控软件.。

中心网络数字矩阵和液晶大屏幕控制

  中心根据需要可以配置网络数字矩阵主机，内置SUNPONY网络数字矩阵软件，该软件可以接收远程DVS传送过来的网络音视频压缩数据流，多画面图象数据到本机显示器和外接液晶显示大屏幕上。
4）中心系统管理服务
  
    中心必须配置系统管理服务器，安装SUNPONY中心系统管理服务器软件，软件模块可以对整个系统的人员、远程数字图象设备、远程报警设备、远程接入服务器的各种采样参数、联动策略设置、电子地图进行集中配置管理，同时实现对所有客户端（包括C/S和B/S方式）实时访问的权限控制和管理。

5）中心流媒体转发服务

  当中心与现场网络带宽有限时，为了满足中心或其他远程客户同时对远程监控场所设备的访问，中心还需要配置流媒体转发服务器，内置SUNPONY流媒体转发服务器软件用于流媒体转发。设置流媒体转发服务器的目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体转发服务器软件模块来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。流媒体管理软件模块的多级设置可提高响应访问的效率，可以合理规划流媒体转发服务器软件模块的设置，以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。根据实际情况也可以在监控现场安装二级流媒体转发服务器和软件，实现二级流媒体数据转发功能，支持双网卡和跨网段应用环境，捆绑中心流媒体转发服务器软件使用。

6）中心网络存储管理服务

    为了保障数据安全，中心还可以配置网络存储服务器，内置SUNPONY网络存储管理服务器软件，实现远程所有图象的实时录象、报警录象、中心集中备份和事后检索查询，存储的媒介可以是普通硬盘，也可以是磁盘阵列或磁带库。

1．平台体系结构

    SUNPONY软件平台体系结构分为三个层次，最低下一层是硬件抽象层，目的是给不同的DVS和其他设备提供相应设备类的统一接口，为系统整体管理、配置、检索所有的设备提供统一的标准；在其上面的一层是平台，平台部分包括两部分，一部分是基本的服务，另一部分是基于这些服务的设计工具。最上面一层是构架在平台之上的应用，这些应用使用平台的基本服务一致、可靠、高效、灵活地完成功能，而平台提供的工具可以让用户自定义、自创建、自组合很多和用户特定业务相关的业务功能和流程。

    层次的划分可以说任何一个复杂的、经过良好设计的软件系统最基本的体系结构模型，诸如操作系统和网络层次模型、目前市场上主流的中间件和应用服务器莫不如此。这些体系结构在国内一些优秀的大型IT软件中有所采用，但在国内的绝大多数监控领域的软件并没有这样去做，究其原因：首先传统监控软件开发单位不能站在一个结合业务的全局角度来看待产品设计，另外是一般这些单位都不具备大型IT软件系统抽象总结的能力，最后还有涉及到各种网络、视频、集群、分析模式、人工智能以及语言解析等方面技术的掌握和融合问题，太阳驹通过自身及其合作伙伴的努力，在NVMP中已经掌握了构架这样一个系统架构的相关技术。

    另外需要说明的是，平台和系统提供的所有功能都通过Web Service的国际标准提供对外接口，这可以在异种操作系统、异种语言之间进行交互，也是和其他IT和业务应用程序集成的最好方法。

    如上文所说，平台采用标准的J2EE构架，系统的服务都是由三层结构的中间层提供的服务对象。系统的任何行为都需要经过管理中心的认证，系统提供基于角色的存取控制模型提供了强大而灵活的安全保证。一旦管理中心修改了某些存取权限，这些改变将即时反映到任何用户的任何一次操作中。系统中所有组成部分的行为规范、策略也是在银行管理中心定义的，这就意味着你可以在一个地方改变整个系统的任何行为。
系统三层体系结构图如下：

2．系统功能

（1）远程调用历史资料。

    监控中心可以通过专用软件查看、调用下级网点的任意图像，可以对任意视频进行云台的上、下、左、右控制，可以对视频进行远程录像。

（2）超大视音频管理功能
系统可同时连接上下级百个前端设备网络视频服务器、网络摄像机，可控制前端设备连接的全部摄像机信息，可自由选择发送任意一路摄像机到任意一个监视器或电视墙上。

（3）电视墙功能（可选）

  系统可同时连接发送多个前端设备，将接收的音、视频图像发送到任意一个监视器或液晶大屏幕上 ，输出数量远远超过模拟矩阵。可以很容易的切换下一级的视频。系统可选择将任意视频服务器的几路摄像机图象进行轮换显示，轮换时间为1-60秒可选；

（4）用户权限管理：

  本系统具有多用户权限管理功能，可以设置不同等级权限，允许多个具有不同权限的工作人员进入系统，在自己权限的范围内进行监视管理工作。网络数字矩阵提供了用户帐号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作；对于每个用户可以指定他有权进行操作（包括浏览/控制/管理）的监控点集合。对于用户，他只需要登陆数字矩阵即可以对给予他授权的所有设备进行操作。

（5）远程录像功能

    本系统可进行远程录像计划设置，通过报警录像、实时录像、移动录像等计划设置，完成对前端网络视频服务器任一或全部摄像机监视工作的时间、任务类型的设置。视频/音频录像每路120~300M/小时。

    录像以文件形式保存，录像文件名可任意设置，系统自动附加上时间，以达到按时间、录像机检索功能。

    每路都可按时间和通道检索，可以8、4、2、1、1/2、1/4、1/8、1/16速度回放，可以局部放大，画面优化，抓拍等功能。

    硬盘压缩录像算法符合国际标的算法MPEG4、MJPEG、H.264的算法，并能调节压缩比率，可以使用Windows 软件播放已录像的文件。

（6）资料查询管理

远程系统日志查询：

系统可对前端设备依时间、操作员、操作类型进行系统日志查询。

远程工作记录查询：

系统可对前端设备依时间、操作员、操作类型进行工作日志查询。

本地管理：

系统提供本系统参数的设置、工作记录添加、工作记录查询、系统操作日志查询等功能。

（7）码流管理

码流控制

    本系统对输出码流带宽的稳定性做了较大改进，比如，设置某一路的输出带宽为300K（最大300K），则其输出码流一般在150K～250K之间抖动，这样在视频业务和其它业务共有传输通道时，视频业务不会对其它业务产生冲击；同时考虑到实际使用中网络带宽的不稳定性（可能时网络带宽本身的不稳定，也可能时其它业务对视频业务的带宽冲击），系统增加了自适应带宽调整功能，在网络拥塞时，采集工作站会自动降低数据输出速率，保证数据可以比较连贯的不丢包传输，当系统检测到网络拥塞解除时会自动将输出速率调整到原有水平。

并发流控制：

    一般情况下，前端的监控点数目多于网络可传输的路数，比如A处有20路视频信号，而假设从A到中心的可用传输带宽为2M，则按每路视频信号512K计算，只可以同时传输4路视频信号。在原有模式下，对中心监看前端的并发连接数并没有限制，当中心有多人同时监看前端的监控点大于4时，由于网络拥塞必然会影响所有人的服务质量。

    在本系统中，我们在网络服务器可以设置到某个方向的最大并发连接数，比如设置到A的最大并发连接数为4，则最多只允许同时监控A的4个监控点（可以是许多人同时监控这4个监控点，由服务器完成数据转发），如果有新的用户请求看新的监控点时，采用下面的策略实现控制：如果新用户的权限比已建立连接的某些用户权限高，则剥夺低权限用户的连接，让高权限用户建立连接并通知被剥夺用户，他可以在已有的4个监控点中选择一个进行监看；如果新用户的权限小于等于已建立连接的用户权限，则系统会通知他在已有的4个监控点中选择一个进行监看。

带宽管理

  对于整个多级远程监控系统，网络的带宽瓶颈在各级之间的2M线路，中心管理到下属网络的专线带宽，当市级控制中心需要访问下级网络服务器的视频时：

若中心已有该视频，就直接将视频传送给申请者；

    若中心没有该视频，视频服务器就会自动查看目前已占用的带宽，若带宽允许则允许建立视频的连接；若带宽已饱和，系统会自动计算降低已有的比申请者级别低的用户的连接带宽，或关闭已有的比申请者级别低的用户连接，若能够腾出带宽则允许连接并实施降低或关闭操作。

（8）远程录像回放抓拍

    系统可进行远程录像回放抓拍，即可在远程录像回放时对特殊场景以位图格式进行图像抓拍，便于日后查询。

（9）锁定功能

系统具有自动及手动锁功能，可进行系统锁定，防止管理人员不在现场时，其他人没对系统的非法使用。

（10）副控功能

系统可连接多个副控，副控可根据权限调看矩阵系统连接上的前端设备的摄像机图像，并可进行远程控制。

（11）独特强大的WEB管理功能

     组织机构管理

包括建立一个组织体系及各组织机构的管辖范围等。

用户权限管理

    用户权限的管理主要体现在其管辖的区域范围和所具有的职能（是否允许对系统整体或者部分功能进行操作）两个方面上，在我们的系统监控系统中主要通过机构管理和角色管理来实现。

设备管理及远程维护

负责对前端设备参数的改动维护。

设备状态巡监

    对于一个庞大的系统，我们无法做到时刻关注每个设备的每个视频、报警通道的工作状态，我们只需要对这个系统中整体设备的运行状态有所了解，对于突发状况（发生报警）的设备我们需要调用相关视频通道信息即可。

录象文件检索与回放

远程回放相关通道的录象资料。

菜单个性化设置

根据权限的不同，屏蔽无效菜单，将面向用户的界面简单化、直观化。
日志管理

查询系统运行日志。

网络视频服务器主要设备性能指标

4.1 SUNPONY网络视频服务器

    SPY-DVS9004系列数字视频服务器是由太阳驹（北京）科技发展有限公司研发生产的音视频编码和解码产品，是通过网络远距离传输高清晰的监控视频和音频的音视频设备。同时，通过SPY-DVS9004系列视频服务器，用户能够远程控制云台、镜头及其它监控报警设备，监视、传输和存储远程监控的音视频数据。

    SPY-DVS9004系列数字视频服务器的设计充分考虑到金融、电力、公安、环保、电信机房、城市安全、水利、煤炭等行业远程监控系统的需求特点，利用现有的网络资源（局域网和互联网等），结合最新的视频编码技术和网络技术，为用户提供专业的、高性价比的远程视频监控解决方案。

    数字视频服务器的主要作用是将模拟音视频信号进行数字化变换、编码、压缩、传输。数字视频服务器按照编码、解码的功能划分为两类：音视频编码器、音视频解码器。

    数字视频服务器由三部分组成：视音频编解码系统、报警控制系统、串行接口系统。

音视频编解码系统

    音视频编码器对输入的视频、音频模拟信号进行数字化采样、量化、编码、压缩，以及视音频同步，将模拟视音频信号变换成标准的IP数据包，发送到设定的网络地址。

    音视频解码器接收来自编码器的数字化音视频信号，将其进行解码和模拟转换输出。

报警控制系统

    接受探测器、门磁、紧急按钮等前端设备传来的报警信号，通过设备的网络接口传输报警信号到设置的报警控制中心；接受报警控制中心的指令，输出报警信号，驱动前端的警灯、警号等设备。

串行接口系统

    数字视频服务器配置了RS-422/485 、RS-232两种串行接口，RS-422/485用来控制云台转动，电动镜头的光圈、变焦、聚焦动作，RS-232接口可以外接矩阵、画面分割器、云台控制器等设备，控制图像的切换；也可做通明串口，用以传输数据。