海视泰监狱数字化智能监控报警系统设计方案

    一、系统概述

    监狱，实现社会治安综合治理的最重要环节之一。监狱发生的任何闪失，都会给监狱外的社会治安带来巨大的压力，甚至严重的后果。近些年来，犯罪人素质和技术水平越来越高，魔高一尺，道高一丈，采用高科技手段加强防范是当务之急。监狱，是强制管理违法犯罪人员的场所，在押人员不容易管理，要保障社会的安全，也要保障狱警人员的安全、在押人员的安全。对犯罪者日常行为及特殊情况下的监控，是监狱不可缺少的职责。在高新技术数字化发展的今天，“多媒体、数字化、全方位”是监狱系统对数字化音视频监控系统的新要求，也是充分发挥监控系统的作用，实现“向科技要警力”的途径。数字化智能报警系统通过对监狱四周围墙、监舍、禁闭室等重点区域进行严密的二十四小时数字化智能，不仅能在第一时间对诸如越狱或意欲越狱等事件作出快速反应，还能提供事件发生前后一定时间内的查证资料；同时采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个监狱的监控，为监狱的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力，提高管理的效率和质量。

    通过监仓内安装的监控摄像头，就可以对监仓内进行全实时的视、音频监视录像，囚犯在监仓内的所有活动都可记录在内；还可以通过远程控制中心对监仓进行远程监控，能实现无人值班时进行实时录像。

    目前，国内监狱广泛使用的数字化音视频监控系统大多为模拟监控系统，其主要特点是：采用矩阵主机控制，通过电视墙监视前端目标，采用长延时模拟录像机进行录像和回放；其主要缺点是：当录像资料需要长时间备份时，需要大量的录像带，消耗大量的人力和物力，并且在录像回放、检索时操作不方便。

    经过几年的发展，基于数字存储技术与网络技术的网络录像系统至今技术已经完全成熟，很好地解决了传统图像存储及回放等技术难题。数字网络录像系统不仅存储费用低、效率高，而且还具有网络传输、远程传输和循环存储等优点。与此同时，网络录像系统的数字化和传输网络化等先进技术可以实现与防盗报警等系统联网联动，及时准确地反馈现场信息，为报警事件提供充分可靠的依据。

    监狱监控报警系统充分考虑到对监狱范围内的音、视频监控，同时也接入了报警系统并且通过视频监控系统平台将报警系统互相并入在相同的平台下实现。

    二、系统设计目标

    在进行数字化音视频监控系统设计的时候，依照贵单位对该系统的基本需求，本着架构合理、安全可靠、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为贵单位提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。

    架构合理： 就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。

    稳定性和安全性：这是贵单位最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保贵单位数字化音视频监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。随着贵单位安防系统应用时间的增长，未来对安防系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。

    产品主流：系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。

    在设备选型时，我们将主要依据贵单位提出的具体需求，同时考虑产品厂家的技术先进性，产品是否为主流产品，原厂商的产品技术资料的完整性，原厂商的技术支持力量和产品制造单位的发展前景。所有这些是保证用户得到良好技术支持的条件，也是保障用户投资的基本条件。

    低成本低维护量： 指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。

    系统是否具有优良的性能价格比是判断一个系统优劣条件的重要依据。系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。

    我司将本着上述设计原则，来进行贵单位数字化音视频监控系统的设计。并将严格按照国际惯例并结合本单位的技术实力与工程经验，进行贵单位监控系统整个工程的安装、测试以及验收，完工时将同时提交与工程相关的每个设备的安装使用手册、及系统的各种图表等各项文档资料，还将根据用户的实际需求提出技术培训和有偿服务的建议。

    三、系统设计原则、依据

    设计原则

    本设计以行业标准作为设计依据，结合该监狱的具体情况，用最佳设计方案体现最高的性能价格比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。

    本设计主要贯彻“高质量”及“低价格”两条主线来进行设计的。

    根据监狱的总体建筑平面图，并充分考虑现场实际情况，前端设计采用高清晰度彩色摄像机，视频传输采用抗干扰高屏蔽同轴电缆，控制信号传输采用带屏蔽专用控制电缆，保证视频信号和控制信号的准确传输；中央控制系统采用数字化网络录像系统，可以实现循环录像，并方便检索回放。

    a、 先进性：

    在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，另一方面又使系统具有强大的发展潜力，以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。

    b、 可靠性：

    系统最重要的就是可靠性，系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的，因此系统必须可靠地、能连续地运行，系统设计时在成本接受的条件下，从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求，使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时，影响面也要尽可能小。

    c、 安全性：

    对于一个系统来说，其内外部的安全性也非常重要，应具有密码、多级控制级别、撤设防级别；操作人权限可划分为系统设置、超级用户、值班员等，各种系统控制、报警时间应具有记录及共享功能。

    d、 可扩充性：

    系统设计时应充分考虑今后的发展需要，系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。

    e、 规范性：

    由于本系统是一个严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的标准化设计与施工。

    一切应从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是智能建筑在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。

    3.2 设计依据

    本方案设计根据甲方常规要求，并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。主要包括：

    ①  JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

    ②  GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》

    ③  GB50174-93《电子计算机机房设计规范》

    ④  GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

    ⑤  GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》

    ⑥  GB4943-95《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》

    ⑦  GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》

    ⑧  GB50198-94《民用数字化智能监控电视系统工程技术规范》

    四、总体设计

    需求分析

    监狱数字化监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：

    1） 监狱数字化监控报警系统

    2） 监狱狱内数据信息网络系统

    3） 监狱人员跟踪定位系统

    4） 监狱安防屏幕显示系统

    4个主要监狱系统总，监狱数字化监控报警系统是最核心的组成部分。

    监狱数字化监控报警系统分为：数字化音视频监控系统和数字化报警监控系统。数字化音视频监控系统与数字化报警系统并不是互相独立的系统，报警系统在监控中心及分控中心进行监控管理的时候最终接入到数字化音/视频监控系统中，组成完善的数字化监控系统。

    数字化音视频监控系统的拓扑结构图如下图所示：

    监控系统结构图（网络视频服务器篇）

    整个系统采用集中管理、分布监控的设计思路，全网采用3级组网架构，组网如图：

    各前端监控点，即各监狱监控点的模拟视频监控信号经网络视频服务器编码压缩成数字信号，链接到安装在监狱监控点监控单位管理办公室局域网上的视频监控中心服务器上，并上传到监狱监控点监控单位专网，其他监狱监控点监控单位内部相关监控部门与人员由监狱监控点监控单位管理办公室监控系统管理员授权，通过客户端软件，监控相关监控点。同时，其他相关部门或人员亦可经授权，连接到Internet，通过客户端软件浏览监控相关监控点图像。如果需要其他社会有关行业的视频监控信号接入到监狱监控点监控单位管理办公室，仅需在其他社会有关部门监控中心添加网络视频服务器即可。

    监狱监控管理中心与前端设备通讯示意图(网络视频服务器篇)

    整个监狱智能数字化监控系统（监狱联网监控系统）是一个覆盖整个监狱的集成式、多功能、综合性大型监控报警系统，业务范围涵盖治安、交管、消防、刑侦、内保等多个警种，包括图像监控与报警系统（包括车载移动摄像终端系统）、重点要害部位监控与报警系统、道路交通监控和卡口系统、电子巡更管理系统等独立而又互相协作的子系统，监狱联网监控系统不仅仅强调以上各个子系统的建设，也强调对以上系统和相关资源的整合与集成。虽然系统的组成非常复杂，但是从资源组合与整合的角度上可以分为四个组成部分：监控中心，传输网络平台，监控资源和用户群。监控资源是信息的提供者，用户群是信息的服务对象，监控中心是信息的管理者，是信息存储与共享的平台，传输网络提供了各种信息（数字的和模拟的）的传输通道，连接了以上三个部分。

    监狱智能数字化报警监控系统的后端监控管理中配置DLP显示单元，DLP单元采用标准化、模块化的背投影箱体，单个投影箱屏幕对角线尺寸分别为60寸、80寸，长宽为4：3（与投影机输出分辨率的比例一致），单屏尺寸：60寸时为1220mm（宽）*915mm（高），80寸为1626mm（宽）*1219mm（高）。大型DLP显示单元采用直通方式来进行显示，单屏可支持多个视频，RGB信号同时以开窗口方式来显示，各显示窗口可以在全屏范围内任意移动，无级缩放，互相叠加或画中画功能。

    在监狱报警监控管理中心，最终可实现的功能如下：

    1、 支持远程控制，任何与图像拼接控制器联网的有权限的计算机都可以通过网络作为远程控制台或者控制PC使用，利用它的键盘和鼠标就能够对投影墙进行实时远程控制。

    2、 窗口管理：窗口风格可设置为有标题栏或无标题栏方式，用户可自行输入标题内容，可设置以任意大小开窗或以单元为单位开窗方式。

    3、 可对RGB信号，视频信号参数进行调整，可调节RGB信号的采样RGB信号的采样丢帧率以调整RGB 信号质量。

    4、 预案管理：可任意设置、保存、删除、执行预案，具有预案自动执行时间设置功能。

    5、 管理软件能够支持远程开、关、重启图像控制器。

    6、 可支持任意调整视频窗口的大小。

    7、 支持各种音视频设备、RGB设备、网络设备、矩阵、摄像机等多种多样的硬件设备进行定义，管理和控制。并且能够由用户自行任意添加，更换矩阵，而不需要软件开发商专门定制。

    8、 支持多种网络传输协议，以及支持实时的网络视频传输。

    二级监控中心（分局监控中心）配置服务器，其中目录服务为系统的二级目录，二级中心范围内的设备可由安装在二级中心的网关服务管理，将所有监控点建成了一个完全基于网络，功能非常强大的网络视频系统。实现了各派出所的联网监控管理。

    录像服务器（Archiver）提供图像的存储、回放、服务。每一个录像服务器可支持多个摄像机图像存储、浏览。这多个摄像机可以是网络内的任意位置的摄像机，不必按照顺序或区域设置。

    在二级监控中心为了保障系统的正常运转，目录服务器和录像服务器等都采用双机备份方式。

    通过Innoview软件中的虚拟矩阵功能，在监控中心的电视墙上可以任意显示前端编码设备的图像。原则上由多少个监视器就配置多少个解码设备（BV-8000DC ）。

    互联网的授权用户都可通过登陆目录服务器查看各自家中的任意一路图像及录像文件。

    一级监控中心实现：

    整个联网视频监控系统，通过ISP提供的网络进行联网，实现了主管人员浏览直辖片区的安全情况，若有报警则在监控中心可以对报警点进行声光报警和录像，并可以联动到110 指挥中心或直属派出所，能及时地处理报警信息。

    根据职责权限，主管人员方便地进行权限分配，并根据实时情况进行调度，使整个系统行之有效地运转。

    所有的模拟摄像机的图像数字化、网络化，并通过TCP/IP协议挂在LAN。通过强大的服务器以及数据库对网络上的视频流进行管理。

    Innoview具有管理几千路视频流的能力，支持多服务器结构，客户端的数量理论上没有限制。 固件升级免费并可以通过网络远程进行。所有的维护、参数设置全部通过网络远程进行。

    中心管理监控中心与分控室负责将整体监狱内的所有监控点进行管理。中心管理监控中心负责将所有前端监控点中的数据进行集中存储、备份、查询等操作，并且可支持PLD大屏显示，通过一台显示PC服务器即可实现PLD的输出显示。如下所示：

    六、系统防雷设计

    监狱数字化音视频监控系统防雷设计包括电源防雷、视频信号防雷、控制信号防雷和接地四个部分内容。

    1、 电源防雷

    电子设备因雷击造成的损坏，很大比例是由于感应雷串到电源造成的设备损坏。根据GB50174-93《电子计算机机房设计规范》和GB50057-94《建筑物防雷设计规范》要求中心计算机机房等大量重要电子设备集中场所应设计两级以上的电源防雷保护。对于××监狱数字化音视频监控系统供电防雷保护，设计建立二级电源防雷防护：第一级防护在机房总配电柜进线端，设计采用一套国际知名品牌加强型电源避雷器，第二级防护在机房供电的UPS进线端，设计采用一套标准型电源避雷器。

    2、 视频信号防雷

    系统设计在摄像机前端安装视频防雷器。当视频信号有过电压现象发生，避雷器瞬间导通，以保证前端摄像机和末端矩阵主机的安全。

    3、 控制信号防雷

    系统控制线路采用屏蔽专用控制电缆，控制线的屏蔽层在接头和端头进行重复接地，控制线进入控制室后先进入信号避雷器，当控制线路串有感应雷过电压时，避雷器瞬间导通，把多余的电荷引接到大地，保证前端解码器和末端矩阵控制主机的安全运行。

    4、 接地

    根据GB50057-94《建筑物防雷设计规范》、JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》的有关规定，对控制室内所有设备的接地极和设备金属外壳进行接地处理。接地的具体处理方法是：从共同接地体的接地干线上引一条支干线到中心机房，在机房安装汇流铜排，电源接地、防静电接地、防雷接地和设备外壳接地各单独引接地导线到接地铜排，牢固连接，以保证电气设备和人身的安全。

    七、系统供电与控制室要求

    ? 为保证监控系统正常稳定工作，系统采用在线式UPS集中供电；

    ? 监控系统和中心控制室采用单独电源供电回路；

    ? 主干采用AC220V供电,在摄像机前端采用变压器就近供电；

    ? 中心控制室必须配备有通讯、安全和消防等设备；

    ? 中心控制室必须单独安装空调装置，保证控制室的温度在16～28℃之间，相对湿度不大于85%；

    ? 控制室室内光线充足，其照度应不小于300Lux；

    ? 控制室的其它设备和金属外壳也必须做好等电位连接，以保证控制室内的人身和设备安全。

    八、软件详细介绍及说明

    软件系统的优势：

    系统功能可满足：

    1、 多功能多画面预览功能：同时最多可支持单屏幕100路视频同时显示

    2、 自定义分割显示：真正做到最大自由度的画面分割组合，可支持翻页选择和显示模式切换选择。

    3、 巡视功能：系统可设置视频自动巡视功能，在系统设置中设置好轮视间隔时间，可分别设置预览的间隔时间和远程观看的间隔时间。

    4、移动侦测和传感器报警

    可对出入口少有人员进出的地方进行移动侦测报警，可发出警报和弹出提示框提示警报异常，此外全功能机型可接入传感器 当传感器有报警信号触发的时候会在监控中心报警提示和弹出提示框。

    5、智能球巡航功能：在指定的快球上设置好相应的预置点，然后将预置点加入巡航列表中设置停留时间，点击启用巡航功能，系统将自动按照设定好的巡航路线进行巡航，并且可支持报警时自动调用预置点及轨迹。

    6、系统能完整清晰记录系统内所有事件的信息日志：并按照信息日志区分信息传递方向，类型，时间，验证情况，以及命令解释等，还要求提供联动回放，搜索功能，日志存储在专用的数据库内，无验证密码，无法获得该日志，用户可根据需要将日志导出到其他地方备案存储。上级管理中心能够对服务器或者下级管理中心出现的故障进行远程诊断。上级管理中心能够查看或下载服务器或者下级管理中心的日志，监控下级节点的工作情况。

    7、优化存储资源：文件可以保存在本地或上级管理中心，集中存储或者本地存储均支持，并且同时存储，可支持定时录像，移动侦测录像，探头报警录像等录像方式。

    8、云台（球）控制功能：无论是本地视频图像，还是远程视频图像，都可操作当前通道的云台（球）控制功能。

    9、web 发布（Web server）：系统的发布系统面向IE用户，为其提供了可编程IE插件，这种IE插件支持SSL 和HTTPS 并已经集成到IE插件核心中。

    10、用户权限管理：提供多级用户管理机制，用户可定义组，然后根据组的权限，将各用户归纳入组中，实现批量定制权限。上级管理中心具有下级的所有权限；允许多个用户同时登录同一通道；每个管理中心都能够在管理中心对此通道进行录像操作。将用户权限进行分组，组下面可分不同的用户。

    11、电子地图：本系统单机可至少支持500张电子地图，每张电子地图可单独设置其关心的摄像头，报警探头、报警输出甚至节点，操作用户可直接在电子地图上浏览摄像头图像，回放该摄像头资料，控制其报警输出的开关以及报警探头的布防。

    九、人员培训

    人员培训

    人员培训应分阶段，分层次，多种方式和手段相结合，初期的管理人员至少能完成系统的一般维护工作，中后期应具备一支具有一定开发能力的技术队伍，能够完成系统的扩展，和部分应用系统的开发工作。

    1、网络管理人员、系统管理人员、数据库管理人员除一般的操作能力外，还应具有如下的相关能力：

    应具备INTERNET的相关知识

    熟悉常用的操作系统

    熟悉常用的网络协议

    对先进的网络通讯技术有一定了解

    有较强的安全意识

    2、各个办公科室还要进行相关的应用系统的培训，学员也要掌握相关办公网的应用，了解计算机

    网络结构详解；

    服务器设置及管理；

    防火墙设置及管理；