关于平安城市监控系统

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平安城市综合视频监控系统 一．概述 随着我国经济实力的发展，城市区域不断扩大、人口增多、流动加快，各种不安全因素随之增多。由于经济发展的不平衡性，两极分化在我国国内也是越来越严重，社会存在着许多不安全因素。国际上，反恐形势严峻，不容乐观。 几十年来，虽然我国公安警力也不断增长，但不能满足实际需求。2005年伦敦爆炸案的所有嫌疑人全部落网的事实给我们很好的启示，视频监控等科技手段可以转化为城市安全的直接战斗力。实践证明，“综合监控”是解决城市安全问题的重要手段之一。为了国家的安宁，为了2008年奥运的顺利进行，国家启动了“3111”平安城市工程。 中国平安城市工程，其规模之大、投资之大、影响之大是前所未有的，也是举世瞩目的。工程具有极其显著的中国特色，没有现成的模式，也没有统一的模式。微控科技作为一个方案提供商和产品供应商，更希望看到其效益之大，看到通过平安城市这样的大工程，为中国人民的安全做出贡献，使中国的综合视频监控产业得到一个发展的契机，我们这一代人的努力和智慧得到世人和后人的肯定。 几个月来，政府、社会和产业界一直在努力工作着，取得了许多很好的共识。到目前为止，“分区监视、集中管理、统一协调”，“整体设计，分步实施，预留扩充”等指导原则被确定，“数字化、网络化”也获得共识，系统整体架构基本定型。本方案正是在这些原则之下，提供实现高效益的解决办法。仅供业界参考和指正。本方案的突出要点是：数字化、网络化、标准化、智能化、兼容性。 数字化、网络化----只有数字化易于组网、存储和应用，只有网络能实现广域和远程。 标准化----采用国际标准的MPEG4/H.264 编解码，避免非标准而造成的消耗和困扰。 智能化----大量视频监控的出路是自动化处理，只有视频智能处理和识别能实现自动化，体现监控的价值。 兼容性----要最大限度利用现有基础、系统和投资，现有监控系统和设备需要有一个平滑过渡的方法。

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二．需求分析 某市某区作为平安城市的试点，需要新增视频监控点8000个，多数为分散分布的高速球机。该区原有公安等模拟CCTV系统27套，相关的DVR 120 台，需要加入到本系统。某区平安城市综合视频监控系统要求以省为一级监控中心，市为二级监控中心，区公安分局为三级监控中心，派出所为四级监控中心，治安监控点为五级监控中心。本工程为三至五级中心组网，实现综合视频监控功能，要求一半的监控点有存储视频图像15天的能力，各级监控中心有海量存储系统1至多套，可以选择性存储重要的视频图像，投影大银幕1个。五级、四级多层监控中心设置64、128、256屏幕的电视墙，分别有256、512、1024路中心同时存储的能力。三级监控中心有两个，分别设在区政府和公安分局，要求所有监控中心均有对辖区的指挥调度功能。网络现有资源为百兆带宽。要求采用最佳方案，实现最大效益。 这是一个典型的城市综合视频监控系统。系统需求有如下明显特点：实时监控和全程录像要求高：对于要求全程录像的监控点，采用与地理分布相适应的单/多路嵌入式DVR，本公司的嵌入式DVR EDVR7XXX系列，体积小，适合野外环境，可以承担此任。对于实时录像要求不高的视频监控点，可以使用性能更好的单/多路视频服务器VS 3XXX 系列和网络摄像机 EVS 4XXX 系列。 系统新增的高速球机：本公司的网络高速球 DVS 53XX 系列完全满足性能需求。 现有的模拟CCTV系统：可以采用本公司的协议网关 PG9XXX 系列，实现模拟与数字系统的无缝连接。 现有的DVR系统：多数可以与本公司的综合监控平台兼容，少数不兼容的系统，建议改用本公司的NDVR 系列产品。 综上所述，视频监控前端的主要问题基本解决。各级监控中心的综合管理：本公司的综合监控平台完全可以胜任。 中心存储的设备：采用网络海量存储器和本公司的录像服务器 DVMS系列可以满足需求。 各级监控中心的电视墙：采用本公司的虚拟矩阵 完全满足需求。 各级监控中心的指挥功能：由于采用本公司的嵌入式设备均具有双向语音功能，完全满足语音指挥和音频监控的需求。 两个同级监控中心的问题：本公司的综合监控平台完全支持。 复杂的管理功能：由于采用了本公司的综合监控平台，多数功能为平台固有功能，少数功能可以在极短时间内完成开发，而且性能可以得到保障。 综上所述，监控中心的主要问题基本解决。网络带宽如果固定在百兆，按照MPEG4/H.264的压缩率，只能传输实时CIF图像350路或D1图像70路。因此，1024路同时录像的需求只能将画质降到QCIF实时，或CIF 及D1非实时。 由于采用了本公司的流媒体服务器，网络运行架构是健壮的，系统前端设备运行有保障。 系统的主要瓶颈是网络带宽。 以上为网络资源的主要考虑。三．方案设计 作为一个大的网络工程，最重要的是选择一个好的平台。INTERCTRL深圳微控科技有限公司自主开发的综合监控平台集成了目前国外顶尖几个主流平台的核心，在此基础上加入了本土化特色，这个全新的平台健壮、高效、实用，是一个值得业界信赖的支撑软件。 根据视频监控的普遍原则和本系统特点，决定选用性价比高、功能强大的数字视频管理系统及其相关设备，组成强有力的视音频监控系统，实现网络视音频监控，并将报警系统与之无缝连接。微控科技的数字视频和安防前端系列产品皆自主研发，采用国际标准的编解码和精心定制的嵌入式操作系统，品质高、性能稳定，没有死机和病毒的问题产生。而且在视音频压缩码流的储存速度、分辨率及画质上都有很大的改善，以高性价比、实用可靠为特点，在国际同行中居领先地位。其综合监控软件平台和应用子系统流媒体服务器、录像服务器、虚拟矩阵、协议网关等具有底层健壮、接口规范、组合灵活、系统开放、逻辑清晰、大格局架构、兼容性强、界面友好等众多优点。微控科技的综合监控平台ICP 8000 系列的功能基本涵盖了平安城市的所有需求，性能稳定可靠。该平台支持各种模拟和数字视音频设备、报警系统、周界系统、门禁系统、对讲系统及无线系统，具有强大的监控管理功能。 微控科技的综合监控平台ICP 8000 系列具有以下优点，可满足本平安城市的总体要求：控制工业的核心支撑软件，覆盖安防、建筑、工控、家居等多个领域； 兼容国内外数字/模拟视音频、报警、门禁、周界、对讲、无线系统； 智能识别，互联互控，连锁反应； 数字与模拟互补，前端与监控中心互补，网络主机/PC/嵌入式互补； 电子地图、自由组态、面向对像、虚拟设备、远程热机备份； 前端独 立工作/中心调度监控/网络资源共享； 网络分布式文件管理； 基于网络、面向监控的综合平台； 国内外优秀系统结构和解决方案的组合和集成； 基于核心技术、基于底层、基于现有设备； 一体化技术责任，解决根本性技术问题； 大格局架构，分布式跨平台系统，支持B/S、C/S； 并行处理，网络均衡，流媒体服务； 稳定可靠，高可用性，支持多级远程冗余热备份； 详细的运行及报警记录； 易于客户化定制。 图1 微控科技综合视频监控系统 四．系统架构  

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2、底层监控中心 底层监控中心主要设备如下：流媒体服务器：采用微控科技 SVS 762H , 支持200个监控客户端连接； 录像服务器：采用微控科技 DVMS 6900R，每一台服务器支持32路同时录像和回放； 视频工作站：采用微控科技 DVMS 6900，每一个工作站支持16路画面监控选择； 虚拟矩阵：采用微控科技 VIS 3200，支持4-256路电视墙； 视频识别工作站：采用微控科技 DVW 7200，每一个工作站支持8路视频识别； 编解码器群：将模拟视频与数字视频转换，可根据实际情况选择路数，如本方案的16路； DVR：对分布集中的视频监控点（摄像机/云台），可以采用微控科技的NDVR系列和嵌入式DVR系列，路数为1路，4路，6路，8路，16路，32路； 视频服务器：对分布分散的视频监控点（摄像机/云台），可以采用微控科技的视频服务器系列，路数任选； 其它配套设备：如数据库，管理工作站等，与现有网络管理设备复用。3、功能监控点 根据总体设计，在本地专网/INTERNET的任意点，经过授权和配置可以成为视频和数据的监控点，对设备没有特殊的要求。 五．方案的核心特点1、全数字网络视频监控 20多年来，视频监控系统经历了从第一代百分之百的模拟系统（VCR），到第二代部分数字化的系统（DVR/NVR），再到第三代完全数字化的系统（网络摄像机、视频服务器、DVX）三个阶段的发展演变。第三代数字视频监控系统以视频压缩、传输、存储和播放为核心，以网络为拓扑，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的技术革命，受到了学术界，产业界和社会的高度重视。微控全数字网络视频监控系统以全新的视频编码技术和网络控制技术为核心，使得长期以来困扰大多数用户的远程监控等关键性问题得以解决。 本方案采用的技术是全数字网络监控技术。以数字模拟兼容，视频服务器，嵌入式DVR、网络存储，虚拟矩阵，流媒体服务器等为主要设备，监控范围不受区域限制，数量不受限制，结构灵活，更加实用。2、标准视频编解码方式 基于远距离的网络视频监控一个重要的难题就是视频码流的大小，过去监视系统之所以不能实现远距离监视和智能识别，就是监控的视频码流较大，不符合国际标准，需投入大量的金钱用于网络的改造，现在，微控科技的H.264/MPEG4视频服务器和DVR，DVX，DVMS采用最先进的标准视频编码技术解决了该问题。 由于采用先进的MPEG4/H.264视频压缩技术。压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-900：1，传输质量非常理想(最高可达30帧／秒，分辨率为DVD级（704*576），每通道只占据32K-2M带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽——当每秒传输为5帧时，带宽只占用60K。这种很高的图像压缩比可以适应于在窄带上的传送。 无论是与同族的视频压缩算法MPEGl和MPEG2相比，或是与ITU的H.263算法相比，H.264／MPEG4算法对视频数据的压缩率都占有明显优势，这对于有效节省视频监控中宝贵的IP带宽资源具有巨大的优势。ITU(国际电信联盟)推出的MPEG4 /H.264的图像编解码标准。在同样图像质量的情况下，MPEG4 /H.264编码数据量仅为H.263的50％左右，而且对网络传输具有更好的支持功能，MPEG4 /H.264能适应于不同网络中的视频传输，支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。H.264不仅可以应用在窄带上(带宽小于64Kbps)，还可以灵活的扩展到高质量、高清晰度的宽带卜。这就保证可以满足不同用户的需求。随着网络技术的不断发展，MPEG4 /H.264的应用已经越来越普遍，成为了视频编码最新标准。微控科技的数字视频设备不是自称或号称的H.264,是完全符合国际标准的,可用官方和公用H.264播放器。 本系统选择国际标准MPEG4 /H.264编码作为首选方式。监控系统的视频编码采用H.264方式，保证较小带宽下非常好的动态视频效果，并攻克了网络不稳定下画面的流畅播发这一业界公认的技术难题。3、多级分层分布式结构体系 全数字化技术是构成分布式系统的根本所在，正是由于全数字化的技术的全面使用，使整个监控系统的体系结构发生了根本性变化，从编码器开始，到流媒体服务器．系统监控平台，已经从传统的一个复杂而庞大的信号传输、控制、矩阵、存储等系统转变为标准的IP网络，稳定且具有管理特性的计算机网络，使得整个监控网络数字化、网络化、模块化、标准化、智能化。 分布式计算机控制。系统由中心服务器软件平台、各级流媒体服务器和视频编解码器组成，通过网络连接构成蹩个监控网。视频编码器独 立完成某一区域的控制或实现某一控制功能，当系统要扩大规模时，只需在某一地市的视频监控服务器增加管理一个监控点即可，所以监控点的多少几乎没有限制且不增加系统的复杂性，系统配置十分灵活，扩展性好，极易实现大区域的监控。整个系统采用并行连接的模式，某一视频编码器本身的设备故障不影响其他视频编码器的正常工作，体现系统整体的高可靠性。 在监控中心设置流媒体服务器群集，单台容量为支持数百上千路视频监控信号同时接入。另通过流媒体服务器群集实现多级监控点

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1）通过设置手动报警网络上传，可以将报警信息向指定IP上传； 2）客户端自动弹出远程报警信息，同时视频道自动切换至报警通道；客户端自动弹出电子地图告知报警方位。支持求助、紧急按扭报警功能 报警联动快球：报警通道与快球关联，报警后讯速调整快球预置位。 手机短消息功能：报警触发后以短消息的方式通知相关人员对报警信息进行处理处理，将报警范围逐渐延伸（需相关硬件支持）。8、用户和设备权限管理 本地用户权限管理 用户管理实行多级管理体制，管理权限更加明确，操作范围精细，避免受限用户误操作或接触敏感信息（音视频信息、系统设置信息及操作权限设置等）。 网络用户权限管理 网络管理实行多层管理体制，不同级别客户的操作都到一定程度的约束。例如对于云台控制权限管理，不同的用户同时控制云台时： 1） 主控用户在操作时，分控用户不能控制； 2） 当高级别的用户正在操作时，低级别的用户不能控制； 3） 当低级别的用户正在操作时，系统可以中断低级别用户，把控制权限交给高级用户； 4） 同级别的用户竞争操作同一设备时，系统响应优先取得控制权的用户，其他用户需要等待对方操作完毕之后才可以获得操作权限； 5） 网络用户认证采用用户名密码或IP认证相结合的方式，使网络访问更加安全。

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设备权限管理 对每一个设备和对像实行权限管理机制和动态权限管理机制，使系统有极高的安全管理功能。9、B/S 和C/S 结构支持通用监控的B/S结构，在网络的任意点实行监控。 系统管理、维护采用C/S模式。10、其它功能电子地图：与报警联动； 提供多方位的报警方式； 色彩调整：自动按照预定时间进行多种视频参数方案的切换，达到不同光线强度下的最佳预览效果； 清盘及写盘故障信息：自动检查磁盘状态，如有磁盘损坏（物理或者逻辑损坏），及时提示； 语音广播：向指定客户端或其他主控端发送语音信息； 聊天室：向多个IP发送文字信息，作为公告、通知用； 网络状态督察：通过查看远程主机（多台/组）的运行状态，了解设备远行情况，及时处理故障信息； 文件传送：主分控之间进行数据文件传输，不必依赖第三方软件； WEB SERVER管理：自定义IE方问的端口，避免与系统其它服务冲突； 端口信息：可自定义软件所需的传输端口，避免与网络中的其它软件发生冲突。[端口的开放性，使用户可以根据实际需要任意制定端口使用规则，所有端口都向客户开放.gif> 免费提供IE控件开发包：用户可根据自己的喜好或者应用环境，自定义IE浏览的方式。客户端（远程监控端）11、视频监控 支持多通道多种风格的画面视频监控：①支持1至最大32通道的画面预习浏览，显示画面的切换模式更加灵活多样；②支持多分控组间的快速切换、不同分控组中任意通道的灵活切换（兼作客户端状态下）。 客户端视频监控画质多样化：基于对码流功能，可根据实际应用情况，实现D1、2CIF、DCIF、CIF、QCIF等多种模式的画面视频监控效果，适应不同场合的需要。12、远程录像 多分控组同时录像，报警触发分控录像。 录像回放灵活：同主机端功能。13、远程报警接受多通道、多分控组（不同IP）报警：发挥网络报警中心的作用。 报警方式多样：文字显示、电子地图告警、报警声音提示、视频提示（自动连接报警通道）。 电子地图报警：对于监控主机（组）地域上分布比较分散的情况，使用电子地图可直观反映报警的，第一时间作出反映。14、远程控制视频监控画面控制云台：直接在云台所在通道的画面上对云台进行控制。 远程控制矩阵：通过网络控制画面的组合、切换输出等。 远程控制主机工作状态：启/停录像，布/撤防报警，设置系统时间，启/停自动工作计划。15、远程监察 网络督察：通过查看远程主机（多台/组）的运行关态，了解设备运行情况，及时处理故障信息。16、远程维护 维护简便：通过网络，即可对远程主机进行参数设置与调整，免除了现场维护。17、其它功能站点分布：方便将地图中将相关站点视频快速切换到视频监控通道中。 语音广播：向指定客户端或其他主控端发送语音信息。 聊天室：向多个IP发送文字信息，可作公告用。 清盘写盘故障息：分控录像过程中自动检查分控磁盘状态，如有磁盘损坏（物理或者逻辑的），及时提示。 文件传送：主分控之间进行数据文件传输，不必依赖第三方软件。IE远程客户端18、支持两种IE浏览方式 采用与主、分控相似的界面（功能），保持产品视觉上的一直性； 精简方式采用单路视频监控，同时可提供经客户IE界面个性化设置。19、利用IE功能通过IE远程监控进行多画面视频监控、监听、云台（快球控制）、远程回放录像资料、远程控制主机工作状态； 远程查看主机磁盘关况和日志情况； 可进行文字交流。（类似聊天）20、分组同时监控通过同一浏览器窗口； 实现对多台监控主机同时监控。

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七．智能视频识别1、基本原理 视频监控系统与设备虽然在功能和性能上得到了极大的提高，但是仍然受到了一些固有因素的限制，其中包含人类作为监控者自身生理上的弱点，也包含视频监控系统配置和以及视频监控设备在功能和性能上的局限性。这些限制因素使各类视频监控系统均或多或少的存在报警精确度不够、发生误报和漏报、报警响应时间长、录像数据分析困难等缺陷，从而导致整个系统的安全性和实用性降低。 近年来，随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高，以及各种视频信息处理技术的出现，全程数字化、网络化的视频监控系统优势愈发明显，其高度的开放性、集成性和灵活性为视频监控系统和设备的整体性能提升创造了必要的条件，同时也为整个安防产业的发展提供了更加广阔的发展空间，崭新的应用模式和市场机遇不断涌现，而智能视频监控则是网络化视频监控领域最前沿的应用模式之一。 智能视频（IV，Intelligent Video）源自计算机视觉（CV，Computer Vision）技术。计算机视觉技术是人工智能（AI，Artificial Intelligent）研究的分支之一，它能够在图像及图像描述之间建立映射关系，从而使计算能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。而视频监控中所提到的智能视频技术主要指的是：“自动的分析和抽取视频源中的关键信息。”如果把摄像机看作人的眼睛，而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能，对视频画面中的海量数据进行高速分析，可以过滤掉用户不关心的信息，仅仅为监控者提取有用的关键信息。 智能视频监控以数字化、网络化视频监控为基础，但又有别于一般的网络化视频监控，它是一种更高端的视频监控应用。智能视频监控系统能够识别不同的物体，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度的降低误报和漏报现象。在世界反恐斗争日趋严峻的今天，智能视频监控显然能够成为应对恐怖主义袭击和处理突发事件的有力辅助工具。此外，智能视频监控还可以应用在交通管理、客户行为分析、客户服务等多种非安全相关的场景，以提高用户的投资回报。

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智能视频的优势 智能视频监控以普通的网络视频监控为基础，除了具备广为人知的网络视频监控的优势外，智能视频监控系统还能为用户带来更大收益： · 24x7全天候可靠监控：彻底改变以往完全由安全工作人员的眼睛对监控画面进行监视和分析的模式，通过嵌入在前端设备（网络摄像机或视频服务器）中的智能视频模块对所监控的画面进行不间断分析。 · 大大提高报警精确度：前端设备（网络摄像机和视频服务器）集成强大的图像处理能力，并运行高级智能算法，使用户可以更加精确的定义安全威胁的特征，有效降低误报和漏报现象，减少无用数据量。 · 大大提高反应速度：识别可疑活动（例如有人在公共场所遗留了可疑物体，或者有人在敏感区域停留的时间过长），在安全威胁发生之前就能够提示安全人员关注相关监控画面以提前做好准备，还可以使用户更加确切的定义在特定的安全威胁出现时应当采取的动作，并由监控系统本身来确保危机处理步骤能够按照预定的计划精确执行，有效防止在混乱中由于人为因素而造成的延误。 · 有效扩展视频资源的用途：将视频资源应用到非安全领域，如利用商场大堂的监视系统自动识别重要用户的特征，并通知客服人员及时做好服务工作；发现人群中有人不慎跌倒时，及时通知附近的商场工作人员提供帮助。此外，智能视频系统还可以帮助零售店的老板统计当天光顾的客户数量，用以分析销售情况等等。

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智能视频的主要潜在应用 智能视频的应用大体上可以分为安全相关应用和非安全相关应用两大类。安全类相关的应用是目前市场上存在的主要智能视频应用，特别是在911恐怖袭击、马德里爆炸案以及伦敦爆炸案发生之后，市场上对于此类应用的需求不断增长。这些应用主要作用是协助政府或其他机构的安全部门提高室外大地域公共环境的安全防护。此类应用主要包括：高级视频移动侦测（Advanced VMD）、物体追踪（Motion Tracking）、人物面部识别（Facial Detection）、车辆识别（Vehicle Identification）和非法滞留（Object Persistence）等。

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从市场的需求情况来看，随着反恐形势的不断严峻，智能视频监控系统正在越来越多的引起人们的关注，需求量处于不断上升的过程当中。从总体上看，国外的智能视频应用市场正在从“概念验证”阶段向“规模应用”阶段转化，智能视频已经慢慢开始形成为一个产业。在智能视频应用的概念模型出现后不久，一些国外的公司就已经开始着手研发相关的软硬件产品。与国外相比，国内的智能视频市场还有很大的差距，目前基本上还处于空白状态。一般在监控系统中提到的“智能视频监控”实际上还停留在普通的网络视频监控（IP监控、数字化监控、简单移动侦测）的概念上。 智能化、数字化、网络化是视频监控发展的必然趋势，智能视频监控的出现正是这一趋势的直接体现。智能视频监控设备比普通的网络视频监控设备具备更加强大的图像处理能力和智能因素，因此可以为用户提供更多高级的视频分析功能，它可以极大的提高视频监控系统的能力，并使视频资源能够发挥更大的作用。2、基本应用模式 微控科技在自己的监控平台和视频前端引入了国外知名的智能视频识别产品和技术，其安全应用模式切合平安城市的应用，适用于室内和室外的全天候环境，可以提供一套完整的解决方案。要点如下： 在平安城市的监控中心增加视频识别模块，用于识别的视频源从视频前端中选择，是一个可组合的视频流。用于识别的路数、模式和连锁反应方式方法也是可选的。连锁反应主要是与监控、门禁系统、报警系统、执勤单位等联动。 主要识别模式如下：人群密度、定向、尾随、游荡、周边入侵、移走物体、遗留物体、敏感区域靠近等。可以根据实际情况开发和调整。 智能视频监控的结果是达成了视频监控的连续性、高精准度和快速反应，实现了视频监控的自动化。

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