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一、項目概述

為了進一步加強監獄信息化建設，提升監獄信息化管理水平，西南某省xx監獄計劃對監所原有視頻監控系統進行整體改造。該監獄早期建設有一套模擬監控系統，經過多年的使用，原來的系統越來越不穩定，頻繁的死機、錄像文件丟失等問題，使得正常的監控業務受到很大影響，同時，由于原有系統圖像清晰度只能達到D1畫質，無法實現高清，在應用上也已經不能滿足需求。而隨著監所所關押人員數量的增加，規模的不斷擴大，原先系統建設的點位已經無法覆蓋新擴建的監區，安全監管壓力與日俱增。綜上原因，本次建設計劃采用高清方案。

二、需求分析

整個監所劃分為5大區域：AB門區域、各監區監舍區域、生產車間勞動區域、辦公區域、周界與外場區域。這5大區域，根據不同功用，應用需求亦不同：

1）AB門區域

AB門區域是監獄公共區域通往監區的唯一通道門，在監獄的安全管理上處于非常關鍵的位置，目前監獄方在“二大門”的監管上都投入了很大的警力。而由于“二大門”進出人員頻繁及種類繁多，如普通獄警、參觀人員、探監家屬、施工人員等，再加上人工登記的手續復雜，看管獄警的工作量加大且容易出錯，從而造成了監獄的安全隱患。

由于xx監獄原先采用人工登記看管，這樣就存在偷換服刑人員的可能，人工登記的弊端在于無法限制進出人員，只能手工查詢登記的進出人員數量及類別，工作效率極低，非常不利于監獄的整體管理。

根據xx監獄目前的管理現狀，本期建設將運用一些高科技的安全手段，如生物識別、網絡通訊、數字圖像等技術，配合監獄專用管理軟件及硬件設備，實現人防、物防、技防三重結合，建設現代化的高安全性數字化監獄管理系統。

2）各監區監舍區域

監舍區域是犯人聚集、休息的場所，在監舍區域內由于犯人與犯人之間的個體差異性，在生活中往往會發生摩擦，產生矛盾，易發生惡性事件。若監舍無視頻監控，一旦發生突發事件，干警無法及時采取措施進行有效制止，同時，由于沒有視頻錄像，缺乏事后查證的根據，在很大程度上會影響到對罪犯的改造和監管。本期計劃對新建監舍安裝視頻系統實現對監舍區域的可視化監管，再配合智能分析功能實現犯人打架報警、群聚報警、跨越區域報警等各類智能化的應用，以此有效的進行事前預警與事后查證。

3）生產車間勞動區域

犯人在車間生產勞動時，一般邊上都有帶班干警在執勤。各個車間的犯人在生產勞動的過程中，會接觸到各類工作器具和材料，犯人很有可能會利用這些工具，實施一些危害行為，需要通過監控系統對整個區域進行無死角的監控，杜絕安全隱患。

4）辦公區域

辦公區域是干警工作的場所，需要在辦公區域出入口、樓道口及幾個特殊場所安裝視頻監控系統，實現對辦公區域的防護部署。

5）周界與外場區域

周界監控又分為監所外墻監控子系統與監所內墻監控子系統，其中，外墻監控子系統需要周界值班室、總監控室、武警值班室三方共享圖像資源。外場監控子系統，主要是針對空曠地帶、放風區域及其他室外至高點部署高速球機、中長焦高倍槍型攝像機進行大范圍全方位的監控，確保監所監控人員能夠實時掌握監所室外環境的動態情況。

三、技術方案

通過與用戶多次的技術溝通交流，從監獄各不同區域的安全級別、建設需求特點、系統技術風險、系統建設效果、建設成本等各方面綜合分析，最終，確定了整體的技術方案框架，針對每個區域采用不同的技術實現方案：IP組網技術方案（IPC+NVR/IPSAN方式）；數模結合技術方案（模擬攝像機+DVR方式）；HD-SDI高清數字非壓縮技術方案（HD-SDI攝像機+M60視頻綜合管理平臺）。

3.1各區域技術方案概述

1）AB門人行通道：200萬高清防暴攝像機與槍機，通過視頻專網實現高清1080P錄像在后端總控中心集中存儲。

2）AB門車行通道：200萬高清智能卡口，高清車牌抓拍、識別、對比、記錄，另外進行同步的高清錄像，在后端總控中心集中存儲。

3）監舍與生產車間：700線模擬攝像機配合大華DVR3.0，實現模擬高清解決方案，采用分布式存儲。

4）周界與外場：200萬HD-SDI高清槍機與球機，從周界圍墻到外場至高點，高低搭配形成全方位無死角的監控設防，編碼圖像通過M60系統在總控和各監區分控集中存儲。

3.2存儲方式設計：

1）AB門區域：AB門在監所總控中心采用IPSAN集中存儲，保持時間長、數據安全性要求高。車輛牌照、圖片信息集中存儲3-6個月。

2）周界與外場區域：HD-SDI高清攝像機根據選點情況分別接入監所總控中心與各監區分控中心，通過M60編碼后，采用IPSAN集中存儲。

3）監舍與生產車間：采用大華DVR3.0分布式存儲，重要錄像在各監區分控中心IPSAN備錄。

4）報警錄像存儲：本期建設的報警、門禁與視頻智能分析三大系統，通過與相對應的監控點位形成報警關聯。在觸發異常報警后，系統關聯到報警錄像，備錄報警觸發前10秒與后10秒的錄像數據。門禁、報警、智能分析系統，任何觸發的報警錄像都會在監所總控中心IPSAN上集中存儲3-6個月。

3.3中心系統設計

1）AB門值班室：通過網絡采用PC客戶端、解碼器實時監控與錄像調用。

2）監舍與車間值班室：通過DVR3.0可實現本地顯示、調用網內任何一臺設備的實時圖像和錄像回放，無需再配置PC客戶端。

3）監區分控中心：各個監區內的HD-SDI攝像機通過光纖接入各自所屬的分控中心M60，可實現高清非壓縮數據的上墻顯示、控制、切換、實時監控，另外M60可解碼視頻專網內所有IPC、DVR通道上墻顯示。

4）監所總控中心：周界外墻的HD-SDI攝像機通過光纖接入總控中心M60，各監區M60通過光纖級聯與總控中心M60實現雙向非壓縮高清數據的傳輸。總控中心可實現本級與下級各分控所有HD-SDI高清像機的非壓縮圖像上墻顯示、控制、切換等操作，另外M60可解碼視頻專網內所有IPC、DVR通道上墻顯示，通過網絡可在PC客戶端上調用錄像。

四、技術亮點介紹

1、系統應用特點表

2、網狀嵌入式平臺系統

在監舍、車間、辦公區區域前端采用700線路模擬攝像機，后端采用大華DVR3.0系統進行編碼、存儲、控制。大華DVR3.0系統與傳統DVR設備相比，有如下幾個技術特點：

網狀系統

在監舍、車間、辦公區區域前端采用700線路模擬攝像機，后端采用大華DVR3.0系統進行編碼、存儲、控制。相比較傳統DVR2.0為星型架構，后端業務的開展，實時監控、錄像調取依賴軟件平臺與服務器，一旦服務器和平臺出問題，則導致系統無法使用。

本方案中DVR3.0不是單臺設備而是設備族，將軟件平臺的相關業務組件通過嵌入式平臺植入設備中，使原有設備從單點網絡設備升級為網絡節點設備，從而實現分布式自主管理自完備系統，DVR3.0是一個嵌入式系統平臺解決方案。

服務可靠性高

如上圖所示，傳統DVR2.0中一旦某臺NVR設備故障，即使前端IPC設備完好，業務也無法流轉。本方案中的DVR3.0設備，其中任一某臺NVR設備的故障，可通過自動搜尋另外一臺完好的DVR設備，來實現IPC業務流的分擔，提高服務的可靠性。

存儲靈活度高

傳統DVR2.0存儲方式較為單一，本地編碼本地存儲，無法實現錄像數據在設備與設備之間的異地備份。DVR3.0由于內置強大的功能模塊，可以實現本地設備的編碼數據與異地存儲設備之間的備份功能，通過此功能可以設計出更多符合用戶需求的存儲方案。

3、后端中心系統高度集成化

在監獄系統中，前端既有模數結合的技術系統，又有在周界、外場這類大范圍室外監控場景中配置的HD-SDI、IP網絡高清攝像機。因此，后端的中心系統就必須具備非常強大的視頻融合、交換、應用能力。

本解決方案通過大華視頻綜合平臺系統通過參考ATCA架構，模塊化的設計，來實現高清數字非壓縮信號、模擬信號、網絡信號后端的傳輸、顯示、控制、編碼和存儲。將大容量視音頻信號的接入、編碼、矩陣切換控制、視頻應用等容納于一臺設備中，實現機房設備的精簡化和集成化。

4、大路數高清非壓縮數據交換

核心視頻交換設備采用高速交換總線，用于傳輸非壓縮的數字視頻數據，保證視頻的低延時和高質量。通過內置16個千兆光電復用端口，具備8Gps大容量交換能力，用于傳輸編碼后的視頻數據，實現視頻數據的存儲、預覽、回放等應用。

5、支持無損數字矩陣切換顯示控制

視頻矩陣切換、顯示、級聯均支持非壓縮數字信號，非壓縮數字信號是未經編碼壓縮的原始數據流，經過矩陣切換、顯示、多級級聯后不會影響視頻圖像的質量。因此，在圖像的質量、系統穩定性可靠性上相比模擬矩陣系統更具優勢。

6、高性能編解碼能力

核心設備采用TI最新高性能編解碼芯片，對高清圖像數據進行編碼運算，能實現對D1、720P、1080p、200萬高清圖像的25幀實時H.264視頻編碼。

7、大路數高清編碼視頻數據網絡交換

核心設備采用性能強大的64位四核處理器，能夠支持大路數的編碼視頻的網絡交換應用。單機無需額外配置服務器，即可實現高清視頻碼流的轉發與存儲應用。

8、配置靈活易擴展

核心設備采用插拔式模塊化、機架式設計，由主機箱（含交換背板）、主控板、冗余電源、級聯擴展板、各類視音頻輸入輸出業務板等組成。用戶可根據功能需求對系統靈活配置，

可通過功能模塊進行擴展，實現各種視頻接入的業務需求。支持多臺級聯擴展，擴展模式可光纖級聯板或網絡擴展。使用光纖級聯板將多臺M60進行連接，傳輸非壓縮視頻數據，保證視頻信號的低延時和高質量。能充分滿足未來功能擴展升級和系統改造的需要。

9、系統高可靠性

核心設備參考ATCA設計，具備電信級穩定性和可靠性，關鍵模塊冗余設計。機箱上采用雙電源模塊接入，每個模塊都可保證系統的正常運行，保證系統運行的可靠性和穩定性。

五、結語

在整個項目在設計過程中，通過與用戶的溝通，我們發現在監所中各個區域的應用場景、監控目標、應用需求都有差異。根據這些差異，針對監所不同區域的不同需求，我們分別配置不同特性的技術方案，去滿足用戶的實際需求，從而實現整體行之有效系統解決方案。