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XX地区平安城市视频监控系统的设计与实现

时间:2018-03-07 23:12:15  来源:互联网整理  作者:匿名  TAG:

  摘要

  平安城市建设是响应和谐社会建设的一个重要举措,由于我国近年来的经济增长迅速、城市发展的步伐也在不断加快,城市建设在其交通管治、安全保障或防范等管理问题方面因为人口的增加而愈演愈烈。本论文旨在设计一个平安城市视频监控子系统,以建设平安城市社会为中心点,运用诸如网络、图像处理等现代技术,建设全面的安防体系,尽可能做到全天时、全空间监视,不留任何监控隐患,尽可能提升体系的质量和效率,并且为公安机关在动态的复杂环境下提供良好有效的视频证据,从而提高整个城市的安全程度。

  本文首先对平安城市的概念进行了诠释:平安城市其实是一个管理系统,该系统具有很强的综合性。介绍了平安城市系统的两大主要功能:第一,该系统具备能够对社会治安问题和城市规划等具有一定的促进与指导作用,而且还能够对一系列的灾难事故进行预测警告,能够进行安全生产监控等功能,第二,该系统还需要考虑与报警、门禁等配套系统装置的联动以及与广播电视系统的联合使用等因素。

  其次,基于上述对平安城市建设的分析,本文针对X市的平安城市建设提出了一种视频监控子系统的设计方案,详细介绍了该系统中的各个建设模块的功能与设计,为X市平安城市建设奠定了基础。

  最后,本文对X市的平安城市系统进行了系统功能及运行的详细报告,为平安城市做了进一步的阐述。对平安城市中所用到的视频监控系统进行了介绍,并提出视频监控系统的设计方案,以X市为例,分析了视频监控系统的运行情况及成果。另外,本文对于X市未来平安城市的建设提出了一些建议,并对其进行了总结与展望。

  关键词:平安城市,视频监控,系统组网,网络安全防护

  ABSTRACT

  Safe city construction is an important step in response to the construction of a harmonious society, due to the rapid economic growth in recent years, the pace of urban development is also accelerating, because the population of urban construction in its traffic control, security guard or other management issues increases intensified. This thesis aims to design a safe city video surveillance subsystem, to build a peaceful society for the city center, the use of such networks, image processing and other modern technology to build a comprehensive security system as possible during the day, the whole space surveillance, without leaving any monitoring risks as much as possible to improve the quality and efficiency of the system, and for the public security organs to provide good and effective video evidence in a dynamic complex environment, thereby enhancing the degree of security of the entire city.

  Firstly, the concept of safe cities were interpretation: Safe City is actually a management system that is highly integrated. It describes two main functions Safe City system: first, the system can have on social security issues and urban planning, has a certain role in the promotion and guidance, but also to a series of disasters can be predicted warning, can be safe production monitoring and other functions, the second, the system also need to be considered with alarm, access control and other systems supporting the linkage means and used in conjunction with broadcast television system and other factors.

  Secondly, based on the analysis of the safe city construction, this paper safe city construction X City proposed a design scheme of video surveillance subsystem, described in detail the function and design of the system in each building block for X Pingan urban construction of the foundation.

  Finally, the X-City Safe City system carried out a detailed reporting system function and operation for peaceful city made further elaboration. Green City in the use of video surveillance systems were introduced, and proposed video surveillance system is designed to X City as an example, analysis of the operation and the results of the video surveillance system. In addition, the paper for the next X City Safe City Construction made some suggestions, and was carried out summary and outlook.

  Keywords: Safe City, video surveillance, networking systems, network security

  目录

  摘要1

  ABSTRACT2

  第一章 绪论6

  1.1 平安城市的含义6

  1.2 研究背景与意义7

  1.3 国内外研究现状8

  1.4 课题研究内容10

  第二章 平安城市中系统架构和存储关键技术12

  2.1 系统架构设计12

  2.2 系统存储关键技术分析14

  2.2.1 存储方案选择14

  2.2.2 存储容量计算17

  2.2.3 存储设备选型18

  第三章 X市平安城市视频监控子系统设计21

  3.1 系统需求分析21

  3.2 前端监控点的设计22

  3.3 前端监控选点设计23

  3.4 治安监控系统设计23

  3.3 视频监控管理平台29

  3.3.1 监控平台设计原则29

  3.3.2 平台功能30

  3.4 视频监控网络与视频传输系统32

  3.5 存储方案设计33

  3.6 平台实现功能34

  3.6.1 用户管理34

  3.6.2 监控管理37

  3.6.3 报警管理41

  3.6.4 流媒体管理42

  3.6.5 存储管理44

  3.6.6 设备管理47

  3.6.7 日志管理47

  3.6.8 电子地图管理48

  3.6.9 任务计划管理49

  3.6.10 GIS地图服务49

  3.6.11 移动服务终端50

  3.6.12 视频智能分析服务51

  第四部分 系统安全设计53

  4.1 网络传输与接入安全53

  4.1.1 社会音视频资源的接入安全建议53

  4.1.2 基于公共网络传输的数据安全建议55

  4.1.3 各级监控中心的网络安全57

  4.2 存储数据的安全性59

  4.2.1 数据存储的安全性与远程备份59

  4.2.2 中心服务器双机群集建议59

  第五章 总结与展望62

  参考文献64

  第一章 绪论

  1.1 平安城市的含义

  随着我国经济实力的不断提升,城市建设也不断趋于多元化,城市的治安建设越来越复杂化,并且犯罪手段不断更新,每一次恶意犯罪都引起人们的恐慌和社会的慌乱,因此公共安全问题成为了人们正常生活的隐患之一。目前,利用视频监控系统实现主动预防的作用来保障城市安全是主要解决方法之一。

  为了推动平安城市建设,中国公安部于 2005 年 9 月在全国范围内启动了 3111 工程,拉开了全国省市县三级平安城市建设工程试点工作的序幕。一个城市的现代化管理水平与该城市视频监控管理系统的质量息息相关,城市视频监控系统的安装与完善是实现一个城市安全和稳定的重要措施。建立一个能在最短时间内发现问题并提出问题的管理系统,并能提出相应解决措施的方案是我们所需求的。

  平安城市其实是一个管理系统,该系统具有很强的综合性。首先,该系统具备能够对社会治安问题和城市规划等具有一定的促进与指导作用,而且还能够对一系列的灾难事故进行预测警告,能够进行安全生产监控等功能,其次,该系统还需要考虑与报警、门禁等配套系统装置的联动以及与广播电视系统的联合使用等因素。平安城市是一个主要通过具有技防、物防、人防功能的完整安防系统与管理系统有效结合来保证城市安全的智能化综合体。

  平安城市项目涵盖社会众多领域,按区域划分,有民宅、商务办公楼,商场、邮政局,各大小银行、街道、学校,按人物划分,又包括常住人员,流动人员、移动物体等,对于那些容易引起安全问题,存在潜在安全隐患的重要场所,比如银行,学校等,需要建立起更加全面的防护。

  平安城市建设中主要实现的功能是利用系统硬件与软件完成数据采集和资源共享,有效控制与预防犯罪事件,保障城市安全。系统硬件与软件的有机结合就构建了城市的综合管理系统,其中包括了视频监控、报警、管理等多个子系统,以数据交换的形式将采集数据进行传输调度等。

  平安城市系统由软件系统和硬件设备组成,软件解决方案中不仅包括系统软件,如操作系统和数据库等,另外还包括监控管理平台、流媒体以及监控软件等等,通过视频监控软硬件系统来采集监控信号并将监控数据传输到各级指挥调度中心进行数据处理等。监督指挥调度中心管理平台主要利用多种服务器有效结合实现指挥管理功能,包括了如数据库、存储、管理、报警等多种服务器;硬件设备中除了服务器之外,另外,各种监控终端、安防产品、用于扩大网络覆盖的网络产品以及便于基层组织监控使用的计算机设备等也属于硬件系统设备,随着平安城市系统覆盖范围的逐渐扩大,对这些产品的需求也在日益增加。基于我国平安城市的发展建设情况,该建设系统的重点在于城市的视频监控系统的建设。

  1.2 研究背景与意义

  随着我国经济实力的不断提升,城市建设也不断趋于多元化,城市的治安建设越来越复杂化,并且犯罪手段不断更新,每一次恶意犯罪都引起人们的恐慌和社会的慌乱,因此公共安全问题成为了人们正常生活的隐患之一。目前,利用视频监控系统实现主动预防的作用来保障城市安全是主要解决方法之一。

  为了推动平安城市建设,中国公安部于2005 年 9 月在全国范围内启动了3111 工程,拉开了全国省市县三级平安城市建设工程试点工作的序幕。一个城市的现代化管理水平与该城市视频监控管理系统的质量息息相关,城市视频监控系统的安装与完善是实现一个城市安全和稳定的重要措施。建立一个能在最短时间内发现问题并提出问题的管理系统,并能提出相应解决措施的方案是我们所需求的。近几年来,X市科学技术和经济突飞猛进,但安全问题也变得越来越多样,这包括社会治安问题,特别是城市犯罪率的升高,犯罪手段种类繁多,并且变化较大,更新较快。犯罪率升高,犯罪手段升级,这些都要求加快平安城市建设的步伐,其中视频监控系统是建设中的关键,因为视频监控系统以主动防御为主,能够有效将犯罪率降低。城市报警和视频监控系统的建设是目前建设平安城市的重要切入点,也是X市安防建设的关键组成。X市作为 3111 工程全国试点城市之一,建设完善将直接提升区域的治安管理、生活环境、投资环境等,成为建设“平安X市、和谐X市”中的一个关键节点。

  1.3 国内外研究现状

  平安城市项目涵盖社会众多领域,按区域划分,有民宅、商务办公楼,商场、邮政局,各大小银行、街道、学校,按人物划分,又包括常住人员,流动人员、移动物体等,对于那些容易引起安全问题,存在潜在安全隐患的重要场所,比如银行,学校等,需要建立起更加全面的防护。

  平安城市建设中主要实现的功能是利用系统硬件与软件完成数据采集和资源共享,有效控制与预防犯罪事件,保障城市安全。系统硬件与软件的有机结合就构建了城市的综合管理系统,其中包括了视频监控、报警、管理等多个子系统,以数据交换的形式将采集数据进行传输调度等。平安城市系统由软件系统和硬件设备组成,软件解决方案中不仅包括系统软件,如操作系统和数据库等,另外还包括监控管理平台、流媒体以及监控软件等等,通过视频监控软硬件系统来采集监控信号并将监控数据传输到各级指挥调度中心进行数据处理等。监督指挥调度中心管理平台主要利用多种服务器有效结合实现指挥管理功能,包括了如数据库、存储、管理、报警等多种服务器;硬件设备中除了服务器之外,另外,各种监控终端、安防产品、用于扩大网络覆盖的网络产品以及便于基层组织监控使用的计算机设备等也属于硬件系统设备,随着平安城市系统覆盖范围的逐渐扩大,对这些产品的需求也在日益增加。基于我国平安城市的发展建设情况,该建设系统的重点在于城市的视频监控系统的建设。

  2000 年之前,主要是以模拟的设备为主,包括摄像机和磁带录像机的全模拟电视监控这样的系统,称为第一代的模拟监控系统。在这个阶段监控系统中基本是不使用视频监控的软件。

  2000 年至 2005 年,随着计算机处理能力的提高和视频技术的发展,人们利用计算机的高速数据处理能力进行视频的采集和压缩处理,利用显示器的高分辨率实现图像的多画面显示,从而大大提高了图像质量,由于传输依旧采用传统的模拟视频电缆,所以就叫第二代半模拟半数字视频监控系统。该阶段使用的监控软件基本上都为 PC 单机 DVR 软件。

  从 2004 年开始,随着网络带宽的提高和成本的降低、硬盘容量的加大和中心存储成本的降低,以及各种实用视频处理技术的出现,视频监控步入了全数字化的网络时代,由于它从摄像机或网络视频服务器下来就直接进入网络,以数字视频的压缩、传输、存储和播放为基础,依靠强大的平台软件实施管理,所以称之为第三代全网络视频监控管理系统。在第三代视频监控系统中,视频监控中心平台是必不可缺的,普通用户需要使用视频监控软件进行日常的监控功能应用,系统管理员更需要使用视频监控软件对监控系统中所有的硬件软件资源进行全面的管理和维护,可以毫不夸张的说,视频监控中心平台是第三代视频监控系统的核心。

  经过近 10 年的发展,安防已经从传统的楼宇、园区应用发展到平安城市、天网工程的城市级联网甚至全国级联网阶段,发生了从量变到质变的变化。平安城市的概念不仅是社会治安的一项内容,还包括城市交通状况和城市消防服务、各种人为灾害(包括战争、恐怖袭击、威胁城市安全的重大火灾、环境污染等)、自然灾害的预警和出警等内容。从城市建设层面,平安城市建设不仅是安保的需要,更是进一步扩展城市应急指挥、智能交通管理、数字城市管理、城市环境保护等多个城市领域应用的需要。平安城市的建设,最早在北京宣武区、山东济南、浙江杭州和江苏苏州四个城市开始做试点。2004 年 6 月,为了全面推进科技强警战略的实施,公安部、科技部在北京、上海、广州,青岛、廊坊、郑州、大连、苏州、深圳、南通、杭州、宁波、芜湖、福州,淄博、温州、威海、南京、佛山、台州、成都等 21 个城市启动了第一批科技强警示范城市创建工作。2005 年 8 月,为以点带面,公安部进一步提出建设“3111 试点工程”,选择 22 个省,在省、市、县三级开展报警与监控

  目前,城市治安视频监控系统已经在建、广东省应用中的城市有:广州、深圳、潮州、佛山、中山、珠海、东莞、惠州、揭阳等城市。

  目前,国外视频监控业务主要应用在公共安全领域、行业用户和个人用户。根据市场调研公司 Frost&Sullivan 的数据,全球视频监控设备市场预计 2010 年将上升到 86 亿美元,年复合增长率为 11%。

  英国政府早在 2006 就建立了覆盖全国的道路车辆监控网络,对所有在道路上行驶的车辆进行录像,并建立一个车辆行驶资料库。这些被录下来的资料至少将被保存两年,以便交通警察和安全人员必要时对驾驶人员的行踪进行分析。英国警官协会把已设置在全国道路两侧的监视照相系统、全球定位系统和数千台具有自动读号功能的闭路录像镜头联网并增添设备,形成可覆盖所有交通干线和道路网络以及城镇、机场、码头和加油站的全国性网络。网络每天 24 小时记录来往车辆的牌号、出行时间和精确地点等资料。中央监视系统每天可输入 1 亿辆机动车的数据。根据这些数据,只要有组织犯罪团伙和恐怖嫌疑人使用汽车和摩托车,警察和安全人员就可掌握和分析他们的行踪和对外联系。

  芝加哥是美国第一个使用城市综合视频监控系统的城市。拥有将近 290 万人口的美国第三大城市芝加哥和 IBM 公司合作,在全市实施了可触人异常探测的智能视频监控网络,这个网络被称为美国城市实施的最先进的视频监控网络之一。芝加哥应急管理和通信局于 2007 年实施了“行动虚拟盾”(OVS)计划,建立了美国最广泛的视频监视网络,是世界上最大的视频监控系统项目之一。

  瑞典的智慧城市建设主要体现在交通系统上,而首都斯德哥尔摩则是智慧交通的标杆城市。斯德哥尔摩构建了一套先进的智能收费系统,包含摄像头、传感器和中央服务器,确定交通工具并根据车辆出行的时间和地点收费,这一举措将交通量降低 20%,排放量减少 12%。

  1.4 课题研究内容

  建设颇具规模的平安城市治安视频监控网络体系,建设目标内容包括前端视频监控点、传输网络、视频监控综合管理平台等。前端视频监控点的采集:在中心城区各生活广场、城市主要路口、人流密集区重点区域,以及金融重点单位等公共部位建设前端高清视频监控点。全部采用高清数字摄像机,达到高清成像的效果。

  承载传输网络:采用光纤链路作为传输媒介,以光纤网络将所有前端监控点搭建成为城市治安视频监控系统视频专网。整个网络系统按应用数据流模式,采用星形网络体系结构,监控点通过 6M(720P 高清格式)的光纤电路汇聚连接到通信机房。视频监控综合管理平台的搭建:搭建具有集中管理、控制、监看、录像存储、网络安全保证等功能的综合性视频资源管理系统平台,用于汇聚公安专网视频图像信息、公安网(金盾网)视频图像信息和外网社会视频图像信息。平台设备及机房的建设:设置专用机房,配备供电、UPS、精密空调等设备。配套传输网络所需的光纤信号接收设备、核心交换机、业务管理服务器、网管服务器、告警调度服务器、流媒体服务器、数据库服务器以及 IP-SAN 视频存储阵列等平台设备。

  本文就视频监控管理平台中的外网视频系统平台做详细设计。


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