建設背景
隨著城市現(xiàn)代化建設的加速發(fā)展，城市治安管理的日常防控和應對重大恐怖、災害等特殊突發(fā)公共事件的安全防范壓力愈來愈大，國內(nèi)很多城市的治安視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設規(guī)模及管理方式并不能滿足日常指揮調(diào)度和技術防范要求以及應對突發(fā)公共事件和組織重大保衛(wèi)警衛(wèi)活動的需求，因此，公安部于2005年年底正式啟動了全國平安城市建設項目。旨在通過建設城市社會治安監(jiān)控系統(tǒng)來打造良好社會治安環(huán)境，創(chuàng)建和諧社會。
而視頻監(jiān)控手段作為平安城市項目里最基礎的部分，在潛在威脅提前預警、提高城市管理水平、確保城市公共安全、維護社會政治穩(wěn)定等方面發(fā)揮了積極作用，然而隨著市政建設不斷擴大，城市規(guī)模不斷膨脹，流動人口持續(xù)快速增加等因素帶來了相應的社會治安、交通、橋梁路政、各職能部門協(xié)作執(zhí)法等一系列新問題，因此一方面需要擴大視頻監(jiān)控系統(tǒng)的覆蓋范圍、提高系統(tǒng)智能化程度，另一方面需進一步推進系統(tǒng)綜合管理網(wǎng)絡化、數(shù)字化進程，兼顧節(jié)能環(huán)保原則，建設統(tǒng)一的信息通信、指揮、預警一體化專用平臺，實現(xiàn)各部門分級管控，提高政府各相關職能部門間的協(xié)調(diào)合作能力。
近年來，全國各省市區(qū)縣已建設了多期治安監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)量、規(guī)模和覆蓋面上日益擴大、功能不斷完善，在道路交通管理、社會治安防控、處置突發(fā)事件、重大安全保衛(wèi)等各項工作中得以廣泛應用并發(fā)揮了重要作用。
建設目標
系統(tǒng)要求完成對數(shù)字高清視頻資源的轉(zhuǎn)發(fā)、存儲及管理，同時滿足實時監(jiān)看、事后錄像調(diào)用的功能要求。
l 實時監(jiān)控
能夠?qū)崟r調(diào)看到重要路口的圖像。
所有的監(jiān)控點可以根據(jù)監(jiān)控點編號、監(jiān)控點名稱或者屬地分類的方式，簡單方便的調(diào)用。也可以通過條件查詢的方式，獲得想要調(diào)取的一個或者多個圖像。不但可以通過列表的方式調(diào)用，也可以通過與GIS地圖結合的方式形象直接地調(diào)用。
調(diào)取的圖像畫面通過圖像工作站或大屏上墻等方式進行查看。圖像工作站可以單畫面或者多畫面顯示?？梢栽O置通過圖像預案或視頻輪巡預案滿足特定情況下，如大型保衛(wèi)工作等需要。
整個系統(tǒng)具有完善的權限和級別的概念，能夠做到合理、有利的分配用戶。
l 事后取證
所有的前端高清攝像機視頻圖像均進行存儲，滿足事后的回放需要。高清視頻采用8Mbps、25 幀/秒1080P分辨率、H.264壓縮格式的方式存儲一定的期限，可以通過歷史資料的調(diào)閱，真實再現(xiàn)現(xiàn)場的細節(jié)。
監(jiān)控視頻錄像要能滿足以時間、地點或者事件的方式進行檢索。錄像在回放的過程中能夠進行慢進、快進、逐幀、倒放和暫停等操作。
視頻監(jiān)控錄像能夠以流媒體的方式邊回放邊下載，也可以按照時間段來打包下載。
錄像具有防篡改功能，確保錄像資料的真實性和有效性。同時還應能被第三方系統(tǒng)調(diào)取和分析。
l 資源共享
通過GB/T28181聯(lián)網(wǎng)規(guī)范，將系統(tǒng)的視頻資源共享給接入聯(lián)網(wǎng)平臺的各接入單位，同時也可查看、調(diào)閱其它接入單位共享的視頻圖像資源，實現(xiàn)資源的有效共享。
建設方案
信令及媒體流示意圖
l 中心管理單元
是視頻監(jiān)控平臺的核心單元，負責實現(xiàn)前端設備、客戶端的接入、各單元的信令轉(zhuǎn)發(fā)控制處理、報警信息的接收與處理以及業(yè)務支撐信息管理；基于J2EE體系和Web Service標準，是整個系統(tǒng)的核心組件，提供統(tǒng)一的認證、授權、管理服務。作為管理模塊，對系統(tǒng)內(nèi)的用戶、角色、權限、視頻監(jiān)控設備、報警設備、各種服務器進行集中配置管理；作為應用模塊，提供各類安防監(jiān)控業(yè)務。并提供完善的日志管理和審計功能。同時，校時功能對監(jiān)控專網(wǎng)內(nèi)全部設備進行網(wǎng)絡校時，保持全部設備時間統(tǒng)一，可由操作員發(fā)起手動校時或中心服務器啟用定時自動校時功能。
l 客戶端接入單元
負責響應客戶端提交的系統(tǒng)請求服務，并進行視頻分發(fā)和存儲的調(diào)度管理；客戶端接入單元是系統(tǒng)的客戶端接入網(wǎng)關，是系統(tǒng)與客戶端會話的模塊，部署在客戶端與中心管理服務之間。主要功能是：
1) 信令轉(zhuǎn)發(fā)
客戶端接入單元實現(xiàn)客戶端的接入，接收和轉(zhuǎn)發(fā)由客戶端發(fā)來的信令。
2) 客戶端信令處理
對于客戶端發(fā)出的請求消息，先在客戶端接入單元進行鑒權，如果有必要則轉(zhuǎn)發(fā)給中心管理服務鑒權。鑒權通過后轉(zhuǎn)發(fā)給對應的服務器。
l 流媒體轉(zhuǎn)發(fā)單元
支持實時視頻數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)及分發(fā)；支持存儲數(shù)據(jù)的回放點播(VOD)；支持Qos管理，對帶寬進行合理使用，支持設備的流轉(zhuǎn)發(fā)，支持用戶和事件的優(yōu)先級管理，支持級聯(lián)和分布式部署，支持負載均衡功能。
l 網(wǎng)管單元
1) 平臺流媒體節(jié)點管理
可提供平臺流媒體節(jié)點的管理，可以實現(xiàn)了解整個網(wǎng)絡系統(tǒng)配置及分布；了解當前的網(wǎng)絡系統(tǒng)中所有流媒體節(jié)點運行狀態(tài)；實現(xiàn)根據(jù)管理區(qū)域的范圍進行分級管理。
統(tǒng)計和管理系統(tǒng)內(nèi)流媒體節(jié)點等服務器的信息，狀態(tài)（如在線情況、CPU、網(wǎng)絡、硬盤等使用情況）。如下圖所示，狀態(tài)不正常的流媒體節(jié)點可紅色標注顯示。
2) 日志管理
提供系統(tǒng)操作日志的管理，包括應用日志、系統(tǒng)操作日志、告警日志，以及監(jiān)控業(yè)務、應用相關的所有重要操作記錄在應用日志，系統(tǒng)的所有操作記錄在系統(tǒng)操作日志中，所有的告警信息記錄在告警日志中。日志包括運行日志和操作日志兩種，運行日志應能記錄系統(tǒng)內(nèi)設備啟動、自檢、異常、故障、恢復、關閉等狀態(tài)及發(fā)生時間；操作日志應能記錄操作人員進入、退出系統(tǒng)的時間和主要操作情況。支持日志信息的查詢和報表制作等功能。對圖像存儲設備的容量監(jiān)控日志。日志保存時間長度可以設置，但原則上不可以刪除。系統(tǒng)平臺日志主要包括操作日志、報警日志、系統(tǒng)日志、監(jiān)控日志以及設備歷史狀態(tài)日志。所有日志能夠?qū)С?，具有日記?shù)據(jù)保護功能，可以設定禁止修改功能，保證日志數(shù)據(jù)的真實性。
3) 故障管理
實現(xiàn)對系統(tǒng)設備、網(wǎng)絡等故障信息的維護管理。
實時監(jiān)控各級系統(tǒng)的運行使用情況，包括主機的處理器、存儲器、網(wǎng)絡資源的使用率信息、各設備能力及占用率信息、數(shù)據(jù)庫、和應用系統(tǒng)等運行情況和告警信息，根據(jù)告警級別提供聲、光等方式通知系統(tǒng)管理員。
平臺擁有強大的巡檢管理系統(tǒng)，能夠使維護部門掌握系統(tǒng)的在線運行情況、設備故障情況，實現(xiàn)對前端監(jiān)控圖像的視頻質(zhì)量診斷，了解視頻圖像的清晰狀況，平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設好壞直接關系到公安干警執(zhí)勤破案的效率高低，而對平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的維護也至關重要，出現(xiàn)故障不可避免，但及時發(fā)現(xiàn)故障，從而排除故障，卻是系統(tǒng)能夠長期穩(wěn)定運行的重要因素。
l WEB應用
用戶可以通過WEB service服務實現(xiàn)管理平臺的訪問和配置功能?；贘2EE體系和WebService標準, 為系統(tǒng)管理、流媒體、報警轉(zhuǎn)發(fā)、集中存儲檢索等所有應用服務器提供統(tǒng)一WEB訪問配置界面，為前端監(jiān)控設備提供統(tǒng)一遠程監(jiān)視查詢WEB訪問界面。
l 數(shù)據(jù)庫
由數(shù)據(jù)庫服務器和磁盤陣列柜組成，負責平臺核心運行數(shù)據(jù)和業(yè)務數(shù)據(jù)的存取，存儲的主要信息有設備配置信息，日志信息，用戶信息，權限信息，故障信息，報警信息及會話信息等；數(shù)據(jù)庫服務器主要負責對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的寫入和對歷史數(shù)據(jù)的存儲，提供數(shù)據(jù)的查詢、修改和刪除服務。同時，承擔數(shù)據(jù)庫用戶的管理，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)恢復，數(shù)據(jù)冗余處理等。支持業(yè)界主流數(shù)據(jù)庫，包括Sybase、MySQL、SQLServer、Oracle、PostgreSQL等數(shù)據(jù)庫。
數(shù)據(jù)的日常維護，包括數(shù)據(jù)的定期備份、數(shù)據(jù)庫異常后的恢復、用戶訪問權限的管理、數(shù)據(jù)庫各個服務模塊的優(yōu)化等。
系統(tǒng)功能
l 監(jiān)控操作功能
平臺可實現(xiàn)網(wǎng)絡化監(jiān)控功能、視頻操作功能、數(shù)字化錄像存儲功能、遠程圖像實時調(diào)度、歷史錄像調(diào)閱功能、系統(tǒng)集中管理控制、設備異常告警功能、圖像抓拍功能、圖像輪巡功能、圖像分發(fā)功能、電視墻管理功能。
通過操作管理客戶端和業(yè)務管理客戶端，可以單畫面或多畫面顯示實時視頻圖像，支持多種規(guī)格畫面的組合顯示方式。
軌跡控制優(yōu)化：可以添加多條軌跡，并可自定義軌跡名稱保存至中心數(shù)據(jù)庫，針對單條可以開始錄制，停止錄制，開始調(diào)用，停止調(diào)用，并可顯示當前操作狀態(tài)，可以添加或刪除調(diào)用軌跡；
廣播和對講功能：豐富預覽樹功能，加入廣播和對講，如果選中的是通道，彈出對講菜單，點擊對講菜單進行語言對講。如果選中的是區(qū)域，彈出廣播菜單，點擊廣播菜單對區(qū)域下的設備進行語音廣播。
主碼流子碼流切換功能：在預覽列表樹和預覽窗口的右鍵菜單中添加主子碼流切換功能，點擊碼流切換，進行主碼流子碼流的切換。
預案管理功能：實現(xiàn)播放預案配置，主子碼流，畫面分割，每個畫面對應通道等。
告警處理功能：支持對告警的處理。
圖像的電子放大功能：瀏覽圖像時，選擇電子放大功能，可以對某區(qū)域的圖像畫面進行放大，放大到整個窗口。
具備圖像自動輪巡功能，可以用事先設定的觸發(fā)序列和時間間隔對監(jiān)控圖像進行輪流顯示，能對云臺攝像機或球機進行多個預置位、多條巡航線路、多個巡航方案的設定，可以設定在不同的時間段執(zhí)行不同的巡航方案；
分組輪巡控制功能：可以進行暫停及手動翻頁
配置監(jiān)控點輪巡：包括輪巡的畫面分割，輪巡的間隔，輪巡的碼流類型等。手動調(diào)用輪訓執(zhí)行。
l 告警功能
靈活的告警機制，實現(xiàn)精確到攝像頭的個性化告警選擇。
平臺支持系統(tǒng)所有告警消息的接收，包括對IO報警、移動設備報警、智能分析報警等。
1、告警顯示
接受的報警信息按照接收到的時間從晚到早在列表中進行展示；
同時收到多個報警信息時，能夠按照警情級別優(yōu)先顯示。
2、告警聯(lián)動
按照報警事件可配置
支持多種告警聯(lián)動方式，聯(lián)動動作包括：彈圖像、地圖閃爍、聲音報警、報警文字視頻疊加、對講。
3、關聯(lián)信息查看
報警接受消息顯示在報警信息欄中，選擇有關聯(lián)信息的報警消息，可查看報警信息所關聯(lián)的圖片或關聯(lián)錄像，在回放錄像時可以進行快進慢放，暫停，單幀前進，裁剪，抓圖等操作。
4、告警處理
對于告警信息，值班人員可以輸入處警信息、警情確認信息并保存，將已處理過的報警和未處理過的報警用顏色區(qū)分列出，未處理報警高亮顯示。
5、報警信息管理
所有報警信息自動保存到數(shù)據(jù)庫，可以對報警信息進行統(tǒng)計、查詢和打印等操作。
l 訪問界面
平臺具備友好的客戶訪問界面、管理界面。支持C/S、B/S和插件訪問方式。下圖為B/S客戶端和插件訪問界面：
下圖為C/S客戶端訪問界面：
l 權限控制功能
平臺具備靈活的權限控制能力，可以根據(jù)用戶需要進行靈活配置。支持分級、分組、爭用、鎖定等云臺控制管理能力。
支持對云臺的鎖定、解鎖及云臺搶占功能，云臺搶占時進行通知。
支持監(jiān)控點的模糊查詢：在監(jiān)控視圖，錄像回放，監(jiān)視屏控制等模塊的模糊查詢，方便監(jiān)控點的快速定位；
對于在告警列表中的告警可以直接點擊定位到預覽列表樹上的監(jiān)控點，方便用戶直接查找到監(jiān)控點。
l 校時功能
平臺和前端設備、存儲設備之間具備時間同步功能，可跟指定NTP/校時時鐘源進行時間同步?？蓪⑾到y(tǒng)內(nèi)所有設備與中心時間服務器關聯(lián)，定期進行時間同步，提高視頻錄像時間記錄的正確性。平臺支持自動校時與手動校時功能，可固定設置好每天的設備校時時間，系統(tǒng)按照事先設置自動執(zhí)行校時功能，或采用手動校時方式執(zhí)行。
l 攝像頭控制功能
平臺具備攝像頭預置位設定、巡航設定、多點定位設定能力，區(qū)域聯(lián)動告警功能。能夠?qū)崿F(xiàn)對前端云臺鏡頭的全功能遠程控制，包括云臺的旋轉(zhuǎn)和自動掃描、鏡頭的變倍變焦、快球預置位的設置和啟動、快球巡航軌跡的設定和啟動等。
PC機上的上下左右按鍵支持云臺控制。
可接入羅技的USB搖桿進行預覽，上墻等控制操作。
操作者在實時監(jiān)看視頻圖像、或者在回放視頻錄像時，發(fā)現(xiàn)可疑行為、重要線索、違章車輛等情況，可進行圖像抓拍或抓錄功能?？梢赃x擇單張抓拍或者連續(xù)抓拍，選擇連續(xù)抓拍后可以選擇按幀抓拍或按時間抓拍。選擇按時間抓拍后可以選擇抓拍間隔，范圍是200ms-3s。選擇連續(xù)抓拍后可以選擇連續(xù)抓拍張數(shù) 3-5張。
在抓圖預覽界面可以選中某張圖片進行復制，然后可在文檔或者右鍵中進行粘貼；抓拍后提示抓圖結果以及提供快捷查看。
l GIS功能
基于GIS的底層地理空間數(shù)據(jù)管理平臺，系統(tǒng)集成GIS數(shù)據(jù)服務和GIS功能服務，GIS數(shù)據(jù)服務通過接口提供空間數(shù)據(jù)，GIS功能服務通過接口提供空間數(shù)據(jù)處理功能。
系統(tǒng)在終端上顯示指定行政區(qū)域的基本圖層信息，在地圖操作功能方面支持放大、縮小、拖動、框選、測距（面積）、截圖、標注監(jiān)控點位、清除操作等功能。還可以進行報警源設備的點位標注、著重顯示，目標軌跡路線的展示等。通過選擇在基礎圖層上添加的攝像機點位標注可以直接調(diào)閱實時視頻圖像和錄像信息，方便對視頻資源的查找。
l 網(wǎng)管功能
平臺具備完善的網(wǎng)管功能，可監(jiān)控平臺所有服務器、接入設備的狀態(tài)并提供故障告警能力。
網(wǎng)管服務器對系統(tǒng)內(nèi)的網(wǎng)絡運行狀況，設備運行狀況、服務器運行狀況進行監(jiān)視和管理。主要實現(xiàn)以下功能：
l 統(tǒng)計和管理系統(tǒng)內(nèi)服務器的信息，狀態(tài)（如在線情況、CPU、網(wǎng)絡、硬盤等使用情況）；提供平臺流媒體節(jié)點的管理?？梢詫崿F(xiàn)了解整個網(wǎng)絡系統(tǒng)配置及分布；了解當前的網(wǎng)絡系統(tǒng)中所有流媒體節(jié)點運行狀態(tài)；實現(xiàn)根據(jù)管理區(qū)域的范圍進行分級管理。如下圖所示，狀態(tài)不正常的流媒體節(jié)點可紅色標注顯示。
l 統(tǒng)計和管理系統(tǒng)內(nèi)所有設備的信息，包括前端攝像機、視頻解碼器等狀態(tài)。如下圖所示，能統(tǒng)計不在線、硬盤異常、視頻通道異常的設備數(shù)量，并詳細顯示。
l 統(tǒng)計和管理系統(tǒng)內(nèi)的用戶信息；
l 系統(tǒng)日志管理：生成異常信息報表。提供系統(tǒng)操作日志的管理，包括應用日志、系統(tǒng)操作日志、告警日志，以及監(jiān)控業(yè)務、應用相關的所有重要操作記錄在應用日志，系統(tǒng)的所有操作記錄在系統(tǒng)操作日志中，所有的告警信息記錄在告警日志中。主要是提供根據(jù)不同的查詢條件對操作日志，報警日志，系統(tǒng)日志、事件日志進行查詢的功能。
如下圖所示，平臺提供所有操作的日志并分類管理，可查詢。
l 統(tǒng)計報表管理：平臺提供業(yè)務的統(tǒng)計報表功能。
查詢結果可以以EXCEL電子表格的方式導出，方便工作人員對一些突發(fā)事件進行事后查找原因。日志查詢主界面將根據(jù)用戶的查詢?nèi)罩緳嘞薜姆N類列出日志界面，沒有查詢權限的界面將不給出。
系統(tǒng)能夠提供設備硬件和軟件版本信息，對遠端的網(wǎng)絡硬件設備支持遠程軟件版本和配置文件的升級；
l 平臺部署功能
平臺支持分布式、分級部署能力。管理服務器支持多服務器分布式處理模式，并能實現(xiàn)從中央處理模式向分布式處理模式地平滑過渡?？杀ＷC網(wǎng)絡管理系統(tǒng)能適應用戶網(wǎng)絡規(guī)模的增長。
l 平臺聯(lián)網(wǎng)功能
平臺遵循GB/T28181標準規(guī)范要求，支持和其它的視頻平臺進行互聯(lián)互通，實現(xiàn)視頻資源的共享共用。無論是作為上層的綜合控制方，還是作為下層的資源輸出方，系統(tǒng)都能提供完整的信息傳輸、交換、控制標準接口?？刂频幕疽蟀ㄨb權、狀態(tài)信息報送、資源列表獲取、實時視音頻點播、實時視頻PTZ控制、報警通知、報警解除、報警記錄查詢、設備狀態(tài)查看、錄像檢索、錄像回放、錄像下載等，傳輸?shù)男帕罘蟂IP消息體格式。媒體流通道傳輸?shù)囊曨l數(shù)據(jù)采用H.264/MPEG-4編解碼標準，音頻數(shù)據(jù)采用G.711/G.723.1/G.729/SVAC編解碼標準，視音頻數(shù)據(jù)統(tǒng)一采用PS存儲封裝格式。
關鍵應用技術
l 中間件技術
在中心平臺的集成中，要實現(xiàn)不同操作系統(tǒng)、不同數(shù)據(jù)庫之間的跨平臺的分布式應用。采用中間件技術，可以在不改變原有系統(tǒng)的前提下，實現(xiàn)已有系統(tǒng)的信息整合。構造完整的、健全的信息集成系統(tǒng)，可以很好地把不同部門的多種軟件及信息數(shù)據(jù)結合為一個有機的協(xié)作整體。在中心平臺的建設中，中間件技術將起到關鍵的作用，是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)的實施基礎。中心平臺的基礎中間件將充分考慮信息平臺的實際需要和特點（如：多源異構數(shù)據(jù)整合等），并選用成熟的、符合國際標準的中間件（如J2EE等）。
l 構架和構件技術
基于構架和構建的軟件體系結構能夠通過對系統(tǒng)構造的理解來提高有關軟件工作人員的系統(tǒng)設計和系統(tǒng)分析能力，分析，從而在系統(tǒng)組織、結構重用、運行模式、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)維護等方面降低軟件設計和開發(fā)的成本，促進軟件系統(tǒng)生產(chǎn)的效率提高。
采用基于構件的技術和UML建模語言來進行系統(tǒng)的設計，實施迭代式的設計開發(fā)。統(tǒng)一建模語言（UML）具有直觀化，明確化特點，是構建和文檔化軟件系統(tǒng)產(chǎn)物的通用可視化建模語言。UML可以與所有的開發(fā)方法、生命階段、應用領域和媒介一同使用。
l 工作流技術
各應用子系統(tǒng)都將采用分布式構件進行搭建，為將來的構件重用和組成基于工作流和集成流的高級的中間件打下良好的基礎。當各種領域構件建成功以后，可以通過基于工作流的高層中間件來進行高層次的集成。
工作流過程定義語言將現(xiàn)存的構件通過工作流結合起來，通過工作流引擎執(zhí)行工作流來實現(xiàn)新的系統(tǒng)流程和功能，而不必重新開發(fā)新的應用構件，大大增強了系統(tǒng)的靈活性和可重用性，最終可以達到適應變化迅速的用戶需求的目的。
l XML 和Web Services 技術
中心平臺當中的數(shù)據(jù)具有多源異構的特點，對于此類數(shù)據(jù)的處理首先要求對數(shù)據(jù)的描述要有簡單易行的一套標準。XML是現(xiàn)在流行的數(shù)據(jù)交換標準,特別適合表述和交換復雜的數(shù)據(jù)對象和類型。在信息平臺的建設過程中，數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)把XML作為數(shù)據(jù)格式描述的統(tǒng)一標準，并納入數(shù)據(jù)規(guī)范的制定當中。同時，在數(shù)據(jù)分析中，也便于采用數(shù)據(jù)挖掘、OLAP（聯(lián)機事務分析）等技術的應用。另外Web Services 技術支持XML，SOAP，WSDL， UDDI等開放標準，可以通過HTTP協(xié)議實現(xiàn)穿越防火墻的軟件互操作和數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)跨越各種技術的軟件集成 。