平安城市建设要点细梳理小班区域要点和梳理

平安城市建设要点细梳理小班区域要点和梳理 （中国科学院自动化研究所 陈龙）“平安城市”业务范围涵盖治安监控、智能交通、卡口、电子警察等多个独立而又互相协作的子系统，面对这样一个面广点多的难点，建设单位必须要从细处着手，认真分析和精心设计各个环节。 “平安城市”是近年来电子政务建设中的重点业务系统。它用技防的手段保证社会治安稳定和人民财产的安全，业务范围涵盖了治安、交管、消防、刑侦、内保等多个公安警种，包括社会治安监控系统、智能交通、卡口、电子警察、社会重点防范单位的监控系统等独立而又互相协作的子系统。 网络视频监控系统由于可利用局域网、广域网、互联网实现远程监控，突破了地域限制，因此视频联网监控系统成为当前国内众多城市的安防建设重点。城市网络视频监控系统总体框图如图1所示，它包含分布于城市各处的前端摄像机、图像传输系统、多级网络存储装置、网络视频监控系统的管理平台软件、场景识别和行为识别等模式分析应用软件以及网络安全保障等众多环节，这些均需要进行认真分析和精心设计。 城市之“眼” 前端摄像机 前端可采用的摄像机类型有以下几种: 模拟彩色CCD摄像机应用最普遍，大多采用隔行扫描CCD芯片，现在图像清晰度已经达到540线（彩色）/570线（黑白）水平，它们大多属于标准清晰度（SDStandard Definition）类。 网络摄像机现已达百万像素(12801024或更高)级，可直接入网使用。百万像素级的网络摄像机有更高的动态分辨率，可提供清晰的图像。此外，还可以采用以太网供电（PoEPower over Ether）技术。 主动红外夜视摄像机，即通过主动照射并利用目标反射红外光来实施观察的夜视技术，其图像的分辨率要比通过目标自身发射的红外幅射热成像系统（一般为320240像素）高出许多。 新一代的高清（HDHigh Definition）系列摄像机。采用高清HDTV标准，有HD720（水平1000像素）、1.2Mega（水平1300像素）、3 Mega（水平2000像素）等。大多使用大尺寸的CCD芯片，如1.5英寸(40mm)，清晰度高。 平安之“路” 传输图像的系统及线路 图像信息的传输方式可分为有线传输和无线传输两大类。 有线传输可经由同轴电缆、光纤和网线等不同介质完成。 同轴电缆传输只适用于摄像机传输距离不超过500m的场合。 电话线铜缆传输主要可用ADSL、ADSL2+、EDSL、DDN等。 光缆传输长距离传输时宜采用单模光纤，距离较短时可采用多模光纤。 网线传输网络端到端的服务质量(QoS)应达到如下的性能参数指标: 端到端通信的网络时延上限应小于400ms、 端到端通信的时延抖动上限应小于50ms、 端到端通信的丢包率上限应小于110-3。 网线传输要求将模拟视频和音频信号转换成可通过网络传输的数字信号，故需要网络视频服务器（Video Server）或编解码器，它们都能通过网络以压缩方式在线传输动态图像和音频数据，这样只要将普通摄像机连接到网络视频服务器或编解码器上就可以入网。之后即可在网上进行远程动态图像的实时监控，也可通过因特网的Web浏览器进行浏览。网络视频服务器有独立的网络地址，可以像路由器一样进行编码、组合、设定路由及存储数据到指定的网络地址存储器。 利用有线电视网HFC、电信网SDH(MSTP)、EPON等方式传输。 无线传输只适用于突发事件的临时监控，系统可采用CDMA技术、数字微波技术或卫星通信技术。 基于电信移动通信网的无线视频监控实现方案。 中国移动和中国联通作为我国移动通信领域的两大运营商，各自都已拥有遍布全国的2.5G移动通信网络可供利用。 基于无线局域网的无线视频监控实现方案。 无线局域网络（WLAN）是利用射频或红外线技术，以无线的方式连接两部或多部需要交换资料的计算机设备，与以有线方式所构成的区域网络相比，无线区域网络能利用简单的存取架构让使用者满足需要。当前，数据传输速率已达11Mbps（802.11b），最高速率可达54Mbps（802.11a/g），可以很好地满足实时视频传输的需求，传输距离也可远至50km。 采用数字微波移动视频监控系统和COFDM（编码正交频分复用），工作频段可选择UHF 、1.0GHz1.4GHz、2.3GHz2.7GHz，能够保证车辆移动过程视频及数据的正常通信。 有条件时也可采用VSAT卫星通信传输。 保障之“根” 分级存储图像设备 城市监控报警联网系统的特点之一是图像信息量巨大，需要的存储容量相当可观，要求系统具有足够的存储空间。系统存储设备作为视频监控系统的主要后端接收设备之一，应能将前端采集并压缩后的数据通过各处的网络进行集中或分散的存储和管理，并满足视频监控海量存储的需求。 作为图像数据和报警事件记录的载体，存储的重要性是不言而喻的。当前，存储不仅代表一个孤立的设备，而是已经演变到了一个整体解决方案。 由于系统存储的图像是整个城市视频联网监控的核心资源，因此选择何种存储机制和装置相当关键，需要视具体要求及应用条件来确定。总体而言，主要有DAS(Direct Aess Storage)、NAS(Network Attached Storage)、SAN(Storage Area Network)几类可供选择，而网络存储设备因结合了磁盘、RAID、SCSI、文件系统、千兆以太网、存储管理、存储虚拟化、iSCSI、网络通信等众多关键技术，同时具备数据保护、磁盘热插拔、风扇及电源冗余等可靠性要求，因此将会成为选择的重点。 直接连接存储DAS: 采用SCSI或FC技术，将外置存储设备通过连接电缆，直接连接到一台计算机上，数据存储是整个服务器结构的一部分。 网络附加存储NAS : 是一种专业的网络文件服务器，或称为网络直联存储设备， 使用NFS（网络文件系统）或 CIFS（普通因特网文件系统）协议，通过 TCP/IP进行文件级访问。 存储区域网络SAN: 是以数据存储为中心的专用存储网络，网络结构可伸缩，可实现存储设备和应用服务器之间数据块级的I/O数据访问。按照所使用的协议和介质，SAN分为FCSAN（网络介质为光纤通道Fiber Channel）、IPSAN（使用标准的以太网，以iSCSI协议来进行数据传输）、IBSAN（通道连接使用InfiniBand标准，InfiniBand是一种宽带I/O结构，它可以提高CPU之间、服务器各设备之间、网络子系统之间的通信速度，性能每秒达到10G/20G）。 后端城市联网监控系统的 管理平台及其功能 城市监控报警联网系统对软件管理平台有很高的要求，包括核心设备管理、辅助设备管理、系统管理、录像管理、用户管理、日志管理、分发管理、电子地图、报警联动、物理矩阵控制、虚拟矩阵管理、传统报警主机的管理、布设防管理等等。而且除了上述功能管理外，还有可管理数量和管理水平的要求，例如管理平台能否支持和有效管理成千上万台摄像机或编解码器就是最直接的考核指标之一，若无此能力，将有可能会造成系统的瘫痪。此外还有系统响应速度、并发能力等考核因素。 组成网络视频管理平台的主要软件功能模块应包括可供多用户在线观看的实时视频资料的转发（或称分发）模块、可对录像资料进行在线播放或下载播放的点播模块、能对录像资料进行集中存储和管理的存储模块、可通过Web浏览器实时观看图像的Web访问模块、可将不同型号的多个矩阵相互级联的矩阵模块、支持键盘操作的键盘模块、可对多用户进行精细权限管理的用户权限管理模块、可对全系统的所有设备进行远程管理和配置的系统配置管理模块等等。 系统管理平台最好能同时支持C/S和B/S构架，以Windows xx Server（或Linux）系统作为后台运行系统平台来保证稳定性。因此数字化监控软件与标准将会显得举足轻重，要求它越来越具有开放性和便于系统升级。在标准普及之前，为了能进行各种功能模块的组合，能够适用于分布式的网络结构，以及能接入不同厂家的产品，业界提出了代理服务器（或中间件）的概念和技术，并倡导软件构件化（Software Component），以从根本上提高软件生产的效率。此外，数字安全监控平台（DSS）及人体动力学监控（HDSHuman Dynamics Surveillance）可提高监控的可靠性和安全性。 具体而言，可以选择以下方面作为衡量城市视频联网监控系统管理平台性能的主要依据: 实时视频监控功能。 图像录像存储及回放功能，能检索和提取 _图像。 有报警联动控制及报警记录。 物理矩阵、虚拟矩阵切换控制及对摄像机云台和镜头的控制功能。 系统及主要设备有运行日志文件，包括运行日志和操作日志。 系统应具有分布式的架构，可对系统资源进行配置管理。 有安全性认证，具备用户使用权限及级别的限制和管理功能。 数字与模拟图像的接入及联网功能。 有否语音提示操作及Web浏览功能，能否支持语音双向对讲或语音广播功能。 有无状态一致性和自动恢复功能应能支持自由上下电，有断网后重连等网络容错能力。 是否可以用键盘或宏语言操作用宏语言来编写宏程序，可实现特殊的功能，能支持PC机模拟的虚拟键盘。 具备模拟干线和数字干线管理能力干线管理的方式包括路由选择、复用、锁定和抢占、抢占后的处理与预留等。 有无视频分发流媒体功能视频分发即支持一个信息源可分发给一个或多个用户，其网络连接方式可以为单播、组播和TCP方式，要求每个节点的延迟时间应小于100ms。视频转发服务器应能支持一个网络地址转发到另一个网段的网络地址（即网络地址转接NAT）。视频转发服务器应具备数字干线管理功能。 能否提供电子地图、GIS、GPS、应用集成等服务。 系统具有的图像智能化分析水平。如是否采用了运动目标检测、轨迹跟踪、行为分析、目标识别、快速图像检索、多元信息融合分析等智能化视频处理技术。 对于大型管理平台而言，网管功能的重要性日趋突出，网管功能虽属后台系统，但它有可能将会成为影响整个监控管理系统最大的瓶颈所在，因此需要进一步地配置完善，否则在要管理大型系统时，系统的响应速度可能会慢得让人难以忍受。 网络安全不容忽视 传统网络的安全性保障措施是防火墙、杀毒软件、入侵检测这些“老三样”，但它们属于被动防护，一般都是通过入侵检测发现问题后有所响应，因此是比较片面的安全防护应对方式。在现在安全大战愈演愈烈的网络环境下，“老三样”已经显得越来越力不从心，而更为有效的方法是对使用者进行身份识别认证、授权管理以及访问控制和业务流程审计，其中身份识别认证可以采用以USBKey等保存的数字证书、能防抵赖的数字签名、人体生物特征识别等多种技术。 除被动防护外，更有效的方法是实施网络主动防御，即运用主动安全防护体系的方法与技术。主动防护是通过态势感知、风险评估模型、安全检测等手段对网络当前的安全态势进行判断，并通过态势判断结果，采用主动实时防护模型与技术，对系统进行及时的调整，提高自身的安全强度。 链接 智能化是视频监控必然出路 由于城市联网监控报警系统规模超大，视频资源的数量非常可观，这就为实时监控带来了难题。仅靠监控中心的人工来进行监控能产生的效益非常有限，这样的系统最终只能成为“事后录像查询系统”。因此，智能化是城市联网监控报警系统发展的必然出路，应要求系统能通过智能化功能来提高实时监控及预警效能，提高监控的质量并减轻监控人员的工作强度。 具有视频图像智能化分析的监控系统常被称之为智能视频监控系统IVS(Intelligent Video Surveillance)，它利用计算机视觉技术来对视频监控图像进行分析处理，可能将会成为未来监控系统不可或缺的组件之一。特别是其“视频内容分析软件”能通过自动识别提取图像中蕴含的信息，将在人流统计(People Counting)及自动行为识别(Behavior Recognition)等多个方面得到更多的应用。 智能化的自动视频监控AVS采用计算机软件来观察视频流，能