浙江大华高清解决方案助力监狱安防

    一、项目概述
　　为了进一步加强监狱信息化建设，提升监狱信息化管理水平，西南某省xx监狱计划对监所原有视频监控系统进行整体改造。该监狱早期建设有一套模拟监控系统，经过多年的使用，原来的系统越来越不稳定，频繁的死机、录像文件丢失等问题，使得正常的监控业务受到很大影响，同时，由于原有系统图像清晰度只能达到D1画质，无法实现高清，在应用上也已经不能满足需求。而随着监所所关押人员数量的增加，规模的不断扩大，原先系统建设的点位已经无法覆盖新扩建的监区，安全监管压力与日俱增。综上原因，本次建设计划采用高清方案。
　　二、需求分析
　　整个监所划分为5大区域：AB门区域、各监区监舍区域、生产车间劳动区域、办公区域、周界与外场区域。这5大区域，根据不同功用，应用需求亦不同：
　　（一）AB门区域
　　AB门区域是监狱公共区域通往监区的唯一通道门，在监狱的安全管理上处于非常关键的位置，目前监狱方在“二大门”的监管上都投入了很大的警力。而由于“二大门”进出人员频繁及种类繁多，如普通狱警、参观人员、探监家属、施工人员等，再加上人工登记的手续复杂，看管狱警的工作量加大且容易出错，从而造成了监狱的安全隐患。
　　由于xx监狱原先采用人工登记看管，这样就存在偷换服刑人员的可能，人工登记的弊端在于无法限制进出人员，只能手工查询登记的进出人员数量及类别，工作效率极低，非常不利于监狱的整体管理。
　　根据xx监狱目前的管理现状，本期建设将运用一些高科技的安全手段，如生物识别、网络通讯、数字图像等技术，配合监狱专用管理软件及硬件设备，实现人防、物防、技防三重结合，建设现代化的高安全性数字化监狱管理系统。
　　（二）各监区监舍区域
　　监舍区域是犯人聚集、休息的场所，在监舍区域内由于犯人与犯人之间的个体差异性，在生活中往往会发生摩擦，产生矛盾，易发生恶性事件。若监舍无视频监控，一旦发生突发事件，干警无法及时采取措施进行有效制止，同时，由于没有视频录像，缺乏事后查证的根据，在很大程度上会影响到对罪犯的改造和监管。本期计划对新建监舍安装视频系统实现对监舍区域的可视化监管，再配合智能分析功能实现犯人打架报警、群聚报警、跨越区域报警等各类智能化的应用，以此有效的进行事前预警与事后查证。
　　（三）生产车间劳动区域
　　犯人在车间生产劳动时，一般边上都有带班干警在执勤。各个车间的犯人在生产劳动的过程中，会接触到各类工作器具和材料，犯人很有可能会利用这些工具，实施一些危害行为，需要通过监控系统对整个区域进行无死角的监控，杜绝安全隐患。
　　（四）办公区域
　　办公区域是干警工作的场所，需要在办公区域出入口、楼道口及几个特殊场所安装视频监控系统，实现对办公区域的防护部署。
　　（五）周界与外场区域
　　周界监控又分为监所外墙监控子系统与监所内墙监控子系统，其中，外墙监控子系统需要周界值班室、总监控室、武警值班室三方共享图像资源。外场监控子系统，主要是针对空旷地带、放风区域及其他室外至高点部署高速球机、中长焦高倍枪型摄像机进行大范围全方位的监控，确保监所监控人员能够实时掌握监所室外环境的动态情况。
　　三、技术方案
　　通过与用户多次的技术沟通交流，从监狱各不同区域的安全级别、建设需求特点、系统技术风险、系统建设效果、建设成本等各方面综合分析，最终，确定了整体的技术方案框架，针对每个区域采用不同的技术实现方案：IP组网技术方案（IPC+NVR/IPSAN方式）；数模结合技术方案（模拟摄像机+DVR方式）；HD-SDI高清数字非压缩技术方案（HD-SDI摄像机+M60视频综合管理平台）。
　　（一）各区域技术方案概述
　　1、AB门人行通道：200万高清防暴摄像机与枪机，通过视频专网实现高清1080P录像在后端总控中心集中存储。
　　2、AB门车行通道：200万高清智能卡口，高清车牌抓拍、识别、对比、记录，另外进行同步的高清录像，在后端总控中心集中存储。
　　3、监舍与生产车间：700线模拟摄像机配合大华DVR3.0，实现模拟高清解决方案，采用分布式存储。
　　4、周界与外场：200万HD-SDI高清枪机与球机，从周界围墙到外场至高点，高低搭配形成全方位无死角的监控设防，编码图像通过M60系统在总控和各监区分控集中存储。
　　（二）存储方式设计
　　1、AB门区域：AB门在监所总控中心采用IPSAN集中存储，保持时间长、数据安全性要求高。车辆牌照、图片信息集中存储3-6个月。
　　2、周界与外场区域：HD-SDI高清摄像机根据选点情况分别接入监所总控中心与各监区分控中心，通过M60编码后，采用IPSAN集中存储。
　　3、监舍与生产车间：采用大华DVR3.0分布式存储，重要录像在各监区分控中心IPSAN备录。
　　4、报警录像存储：本期建设的报警、门禁与视频智能分析三大系统，通过与相对应的监控点位形成报警关联。在触发异常报警后，系统关联到报警录像，备录报警触发前10秒与后10秒的录像数据。门禁、报警、智能分析系统，任何触发的报警录像都会在监所总控中心IPSAN上集中存储3-6个月。
　　（三）中心系统设计
　　1、AB门值班室：通过网络采用PC客户端、解码器实时监控与录像调用。
　　2、监舍与车间值班室：通过DVR3.0可实现本地显示、调用网内任何一台设备的实时图像和录像回放，无需再配置PC客户端。
　　3、监区分控中心：各个监区内的HD-SDI摄像机通过光纤接入各自所属的分控中心M60，可实现高清非压缩数据的上墙显示、控制、切换、实时监控，另外M60可解码视频专网内所有IPC、DVR通道上墙显示。
　　4、监所总控中心：周界外墙的HD-SDI摄像机通过光纤接入总控中心M60，各监区M60通过光纤级联与总控中心M60实现双向非压缩高清数据的传输。总控中心可实现本级与下级各分控所有HD-SDI高清像机的非压缩图像上墙显示、控制、切换等操作，另外M60可解码视频专网内所有IPC、DVR通道上墙显示，通过网络可在PC客户端上调用录像。
　　四、技术亮点介绍
　　网状嵌入式平台系统
　　在监舍、车间、办公区区域前端采用700线路模拟摄像机，后端采用大华DVR3.0系统进行编码、存储、控制。大华DVR3.0系统与传统DVR设备相比，有如下几个技术特点：
　　在监舍、车间、办公区区域前端采用700线路模拟摄像机，后端采用大华DVR3.0系统进行编码、存储、控制。相比较传统DVR2.0为星型架构，后端业务的开展，实时监控、录像调取依赖软件平台与服务器，一旦服务器和平台出问题，则导致系统无法使用。
　　本方案中DVR3.0不是单台设备而是设备族，将软件平台的相关业务组件通过嵌入式平台植入设备中，使原有设备从单点网络设备升级为网络节点设备，从而实现分布式自主管理自完备系统，DVR3.0是一个嵌入式系统平台解决方案。
　　服务可靠性高
　　所示，传统DVR2.0中一旦某台NVR设备故障，即使前端IPC设备完好，业务也无法流转。本方案中的DVR3.0设备，其中任一某台NVR设备的故障，可通过自动搜寻另外一台完好的DVR设备，来实现IPC业务流的分担，提高服务的可靠性。
　　存储灵活度高
　　传统DVR2.0存储方式较为单一，本地编码本地存储，无法实现录像数据在设备与设备之间的异地备份。DVR3.0由于内置强大的功能模块，可以实现本地设备的编码数据与异地存储设备之间的备份功能，通过此功能可以设计出更多符合用户需求的存储方案。
　　（三）后端中心系统高度集成化
　　在监狱系统中，前端既有模数结合的技术系统，又有在周界、外场这类大范围室外监控场景中配置的HD-SDI、IP网络高清摄像机。因此，后端的中心系统就必须具备非常强大的视频融合、交换、应用能力。
　　本解决方案通过大华视频综合平台系统通过参考ATCA架构，模块化的设计，来实现高清数字非压缩信号、模拟信号、网络信号后端的传输、显示、控制、编码和存储。将大容量视音频信号的接入、编码、矩阵切换控制、视频应用等容纳于一台设备中，实现机房设备的精简化和集成化。
　　（四）大路数高清非压缩数据交换
　　核心视频交换设备采用高速交换总线，用于传输非压缩的数字视频数据，保证视频的低延时和高质量。通过内置16个千兆光电复用端口，具备8Gps大容量交换能力，用于传输编码后的视频数据，实现视频数据的存储、预览、回放等应用。
　　（五）支持无损数字矩阵切换显示控制
　　视频矩阵切换、显示、级联均支持非压缩数字信号，非压缩数字信号是未经编码压缩的原始数据流，经过矩阵切换、显示、多级级联后不会影响视频图像的质量。因此，在图像的质量、系统稳定性可靠性上相比模拟矩阵系统更具优势。
　　（六）高性能编解码能力
　　核心设备采用TI最新高性能编解码芯片，对高清图像数据进行编码运算，能实现对D1、720P、1080p、200万高清图像的25帧实时H.264视频编码。
　　（七）大路数高清编码视频数据网络交换
　　核心设备采用性能强大的64位四核处理器，能够支持大路数的编码视频的网络交换应用。单机无需额外配置服务器，即可实现高清视频码流的转发与存储应用。
　　（八）配置灵活易扩展
　　核心设备采用插拔式模块化、机架式设计，由主机箱（含交换背板）、主控板、冗余电源、级联扩展板、各类视音频输入输出业务板等组成。用户可根据功能需求对系统灵活配置，
　　可通过功能模块进行扩展，实现各种视频接入的业务需求。支持多台级联扩展，扩展模式可光纤级联板或网络扩展。使用光纤级联板将多台M60进行连接，传输非压缩视频数据，保证视频信号的低延时和高质量。能充分满足未来功能扩展升级和系统改造的需要。
　　（九）系统高可靠性
　　核心设备参考ATCA设计，具备电信级稳定性和可靠性，关键模块冗余设计。机箱上采用双电源模块接入，每个模块都可保证系统的正常运行，保证系统运行的可靠性和稳定性。
　　五、结语
　　在整个项目在设计过程中，通过与用户的沟通，我们发现在监所中各个区域的应用场景、监控目标、应用需求都有差异。根据这些差异，针对监所不同区域的不同需求，我们分别配置不同特性的技术方案，去满足用户的实际需求，从而实现整体行之有效系统解决方案。