社會治安監控系統建設方案設計

李貴鵬

(首都經濟貿易大學密云分校，北京 101500)

為保護國家與人民的財產安全，建設良好的社會治安環境，某省決定在該地區建設社會治安視頻監控系統，以實現科技強警，更有力地預防和打擊犯罪。視頻監控系統處于模擬系統已發展成熟、性能穩定、在實際工程中得到廣泛應用，數字系統迅速崛起但尚未成熟，數字和模擬混合應用將逐漸向數字系統過渡的階段。前者技術發展已經成熟并且性能穩定，在實際工程中應用廣泛。后者是新崛起的以計算機技術及圖像視頻壓縮為核心的新型視頻監控系統，該系統解決了模擬系統部分弊端，但仍需完善和發展。文中主要探討了社會治安監控系統建設方案設計的相關問題［1］。

1 視頻監控系統及其建設需求

1.1 片區視頻監控系統現狀

項目所在片區的轄區面積約2平方公里，屬于其所在行政區域內經濟較發達的地區，人口稠密、道路縱橫、住宅密布、企事業單位眾多，面臨的城市治安管理任務日趨繁重。

根據相關調研及現場查勘情況，該片區視頻監控系統等安防設施建設還處于起步階段，該片區所屬派出所之前并未進行過公安專用視頻監控系統的建設，需新建監控中心機房。但該片區內新型社區、大型企事業單位等部門根據內部管理的需求，自籌資金建設了規模不等的獨立監控系統。這些監控系統的功能側重點不同，設備品牌眾多，多采用模擬圖像模式，是重要的社會資源，后期需逐步整合到社會治安視頻監控系統中。

1.2 片區視頻監控系統建設需求

根據規劃，項目擬在該片區部署建設視頻監控系統，對該區域的主干道路、重要街道、交叉路口、黨政機關、企事業單位、社區和居民小區及案件多發地段等重點部位進行視頻監控，形成基本覆蓋社會治安防范區域的全天候監控網絡，有力地預防和打擊犯罪行為，提高緊急事件應急處置能力，提升城市管理水平，創建適宜居住、適宜創業和安全穩定的和諧環境。根據相關調研及現場查勘情況，該片區所轄區域內有市級主干路2條，次干路2條，支路4條。主要交叉路口8處。主要黨政機關有區檢察院、街道辦、派出所等，此外還有若干工業企業、醫院、學校等企事業單位［2］。

2 系統總體要求

2.1 總體框架結構

根據要求，該市社會治安視頻監控系統應由各類視頻監控點、傳輸網絡平臺、視頻數據平臺、綜合管理應用系統、各級監控中心、統一的信息安全保障體系、統一的標準規范和管理體系等7部分構成。

社會治安視頻監控系統的網絡拓撲主要表現為“三橫兩縱”結構。“三橫”是市、區、街3個層次，“兩縱”指公安視頻專網和城市視頻網絡。該市社會治安視頻監控網絡分為:接入層、匯聚低層、匯聚高層、核心層。相應的實體為:接入點、三級監控中心、二級監控中心、一級監控中心［1］。

2.2 功能要求

某市社會治安視頻監控系統應具備的基本功能有:(1)信息采集功能:利用攝像機對監控現場的視頻信號進行采集。(2)信息傳輸功能:通過有線或無線等傳輸媒介，將前端設備的圖像及報警信號傳輸至控制設備。(3)權限管理功能:擁有統一的用戶權限管理功能，使得授權用戶可遠程調看監控點的實時圖像和歷史圖像。(4)信息存儲和備份功能:前端監控設備、各級監控中心，均應對巡檢、報警、視音頻、系統日志等信息予以存儲。(5)系統控制功能:系統能依據授權將網絡用戶發出的控制命令傳送到前端監控設備，實現監控中心及授權用戶對前端重要監控圖像的調用和控制。(6)自動巡檢功能:有定時自動巡檢和人工自動巡檢兩種方式，巡檢內容包括:系統工作狀態、故障、在線率等。

3 設計思路

項目片區屬南方某市行政區管轄的一個街道范圍，片區內的社會治安視頻監控系統歸屬該片區街道派出所管轄。此前，該片區街道派出所未進行過公安專用視頻監控系統的建設，項目屬該片區首次、新建公安專用視頻監控系統，在網絡拓撲結構上，屬三級公安視頻專網建設。為能在片區范圍內搭建一個覆蓋全片區內監控區域的效率高、經濟性好的監控網絡，結合當前視頻監控技術的發展現狀，文中關于項目方案的設計思路主要包含以下幾個方面。

3.1 監控系統的模式選擇

設計一個監控系統，最先需考慮的就是基于文中所介紹的模擬監控系統和數字監控系統的發展情況、性能特點及比較，選擇采用何種信號傳輸與處理模式。在本項目系統模式的選擇上，考慮到所在片區范圍較小，監控網絡規模相對較小，從而所需建設的傳輸網絡規模也較小，這就為組建模擬網傳送視頻信號提供了有力的條件。此外，建設單位對網絡的安全性、設備的可靠性、監控圖像的質量等提出了較高的要求，而當前模擬監控系統設備高度成熟、性能穩定可靠、應用更為廣泛，因此使用模擬監控系統處理視頻信號是可行的、合理的。而模擬系統簡明的網絡結構、相對獨立的系統界限，也使得日后的維護工作更加方便。

選擇使用模擬監控系統，并不代表在系統的全部環節上均使用模擬技術。在視頻信號的傳送模式上，采用光纖作為介質的光信號在傳送距離、圖像質量上均好于同軸電纜上的模擬電信號傳輸方式。而數字非壓縮光端機在保證傳輸質量的同時，又避免了多路模擬光信號的交調干擾問題。與傳統的磁帶錄像機相比，視頻信號的數字記錄具有容量大、清晰度高、檢索方便、磨損小等優點，因此當前的模擬監控系統中，圖像信號的數字化記錄已相當普及，各種數字硬盤錄像設備已取代了磁帶錄像機。視頻信號存儲也選用數字方式［4］。

綜上所述，新建的模數混合監控系統，擬采用以模擬監控技術為主，在傳輸、存儲環節上采用數字技術的模擬、數字混合模式。以模擬矩陣控制方式處理視頻圖像的實時監視與控制，使監控系統具有傳統模擬系統的穩定性:而在圖像的傳輸方面，采用數字非壓縮制式，保證了圖像傳送的質量和距離。在圖像的存儲方面，采用數字化存儲技術，以滿足視頻監控系統對大容量信息存儲、調用的需求。

3.2 監控系統的網絡分層

確定了系統模式后，可將視頻監控系統從邏輯上分為系統接入層、系統傳輸層和應用管理層3個層面，而從功能實體上則可分為前端系統、傳輸平臺、監控中心3部分，其中前端系統對應系統接入層、傳輸平臺對應系統傳輸層、監控中心對應應用管理層［5］。

(1)傳輸平臺。傳輸平臺負責將位于前端的攝像機和位于后端的監控中心相連以組成整個視頻監控系統。傳輸設備、傳輸介質、傳輸制式是傳輸層設計的主要問題，對其進行正確的設計與選擇，直接關系到視頻監控系統的圖像質量和系統可靠性。

(2)前端系統。前端系統是整個系統的“眼睛”。前端系統的設計，包括前端的選點、設備的選型與安裝以及供電、防雷接地系統的設計等，難點在于前端的選點。

(3)監控中心。監控中心負責轄區內前端監控點的視頻接入及控制、視頻圖像的顯示及存儲，同時負責上傳指定的視頻信號N－級監控中心。監控中心的設計，包括所要具備的功能、設備的選型、供電及防雷接地系統設計等。

4 系統架構設計

4.1 系統架構概述

根據設計思路，項目在前端選點，按用戶單位對監控地點及監控范圍的要求，根據現場查勘的結果確定。前端攝像設備采用模擬制式，分散供電方式。前端采集到的監控信號，由視頻光端機通過光纖傳送到監控中心，由監控中心內對應的視頻光端機還原成電信號后，分別送往模擬矩陣系統予以顯示和錄像設備存儲。光纜組網采用星形組網結構，將每個前端監控點與視頻監控中心直接相連。

基于模擬監控系統的特點，該系統在監控中心采用集中式管理。系統采用專用監視墻安裝的監視器作為監控視頻的主要顯示部分，視頻矩陣作為前端攝像機控制和視頻圖像切換顯示的控制核心，用數字硬盤錄像機對監控視頻數據進行集中備份存儲、回放和檢索等管理和控制。

4.2 系統架構圖

項目系統的架構如圖1所示［6］。

圖1 系統架構圖

對子系統的劃分，是從功能區分的角度，以視頻光端機為界進行劃分的。在實際施工中，為有利于施工范圍的界定以及各部分施工質量的驗收，可不以此為界進行工程分包。如可考慮以監控設備箱的光纜成端模塊為界，將成端模塊至攝像機的部分，包括立桿、攝像機與設備箱的安裝布線等作為前端系統整體打包招標，將監控中心內的光纜成端模塊毗內的部分，包括監控中心的裝修、設備安裝與調試等，打包給系統集成商，將其余的管線施工部分委托給專門的施工單位。

5 結束語

在認真理解相關文件內容的基礎上，結合通信接入網工程上的設計經驗，給出了本項目的具體實現方案。將片區派出所級別的視頻監控系統分成前端子系統、監控中心子系統、傳輸子系統3個子系統進行設計，各子系統既有緊密聯系又相互獨立，有利于系統的設計及實施。

［1］ 黃翔，宋銳，吳成柯，等.基于FPGA的嵌入式視頻編碼系統研究與實現［J］.電子科技，2009，22(7):63 －65，69.

［2］ 王靜，趙亞婉.基于Internet的遠端教學系統中實時音/視頻傳輸技術［J］.西安郵電學院學報，1999(4):30－34.

［3］ 張科，王聰，王利恒.基于Vega的彈射救生可視化仿真系統研究［J］.計算機仿真，2006(12):36－39.

［4］ 曹軍梅.數字水印技術分析及其在電視領域的應用［J］.電子設計工程，2009(6):83－85.

［5］ 張強，張園林.視頻傳輸中的反向復用技術［J］.現代電子技術，2004(20):65－66.

［6］ 張國欣，張殿富，范柳青.運動目標檢測方法的對比分析和仿真實現［J］.電子科技，2011(12):116－117.