城市社会治安动态视频监控报警系统方案

    第一章 前言 

    随着城市区域不断扩大、人口增加及流动、自然灾害的突袭、世界反恐形势的严峻......各种不安定因素也随之扩大。 
    公安警力的增长速度不能满足实际需求，而早期对城市视频监控系统的规划较为薄弱，监控点分布少、覆盖区域小；各自的管理相对分散，区域或行业之间的信息汇总、资源交换较少…… 
    近年来，城市公共安全的重要性不断提高，人民群众的生命财产安全及重要活动的保障对城市的依赖性增强。 
    众多城市已经着力开展视频监控集中管理系统的建设，即对一个城市作整体的规划和设计，从而使城市视频监控系统运行得更加高效、可靠。发挥更大范围的作用，以加强社会治安的综合治理，实现科技强警，提高快速反应能力和处置突发事件的能力，为城市突发公共事件应急管理系统提供联动及预案措施，以应对各种活动、事故、案件、自然灾害等进行快速处理。
只有建立合理、有效的城市视频监控管理系统，才能够使政府管理部门在第一时间发现问题，提出应对措施及应急预案，提供科学的分析手段，实现防患于未然。对城市突发时间具备快速反应能力，提供事后查询及分析的数据、资料，为城市的应急管理体系及管理水平提供有效保障。
    城市视频监控管理系统是衡量一个城市现代化管理水平的重要体现，是实现一个城市乃至整个国家安全和稳定的基础。
“平安城市”数字视频集中管理系统化科技手段为直接战斗力，整合各种资源以适应城市应急保障制度，是打造“平安城市”的必行之路。 

    第二章 “城市治安动态视频监控报警系统”需求分析 

    2.1 “城市治安动态视频监控报警系统”需求 

    a) 建设社会治安视频监控联网系统，构建省厅→市局→区分（县）局→派出所多级视频监控图像传输联网的社会治安动态视频信息综合管理的数字平台
    b) .对商业区道路路口监控：通过设置在各主要路口的监控点，对整个道路的交通情况、人员流动情况以及治安情况进行实时的监控，从而在第一时间内掌握各监控现场的实际情况，有效的预防各类案件的发生，并对各个监控点进行全程的录像，从而为日后的事件取证提供一个有力的依据。
    c) 对城市道路卡口的监控：通过设置在城市道路卡口的监控点，实时的监控车辆出入情况，为特殊情况下的围堵创造一个条件，从而为平安城市的建设提供一种有效的手段。
    d) 对娱乐场所监控：通过设置在个娱乐场所的监控设备，实时的了解个娱乐场所内的实际治安情况，预防违法犯罪行为的发生，并且能够在突发事件发生时，有效的了解事发现场的实际情况，从而为突发事件的应急指挥提供第一手的现场资料，并为突发事件的事后复核提供一个有效的依据。
    e) 对其它重要治安点的监控：对于各级政府部门、行政部门、各级行业的主管部门等重要防范区域，通过设置在其主要重要部位的前端监控点的实时监控，为其的日常工作创造一个稳定、安全的环境，从而为“平安城市”的构建创造一个坚实的基础。
    f) 对各社会单位的安防管理：社会治安监控系统需要涵盖社会众多场景和领域，包括：1）金融、文博、涉抢防爆和剧毒化学等重点单位；2）关系国计民生的水、电、气、核电站等重点部位；3）公共复杂场所、治安复杂区域、大型广场、民用街区、居民住宅小区；4）大型活动的现场；5）各类学校、幼儿园等，从而创造一个真正意义上的“平安城市”。
    g) 对原有监控系统的接入：合理有效的利用各监控现场原有的监控系统，并通过相关的方式方法实现统一管理平台下的联网运行，从而为平安城市的具体操作提供一个殷实的经济基础，在有限的资金预算范围内发挥联网安防系统的最大性能，从而为平安城市的建设提供一个更有力的“技防”支持。 

    2.2 “城市治安动态视频监控报警系统”需求分析 

    结合上述的“城市治安动态视频监控系统”需求的描述，整个“城市治安动态视频监控系统”必须具备如下的特征。 

    第一：“城市治安动态视频监控报警系统”必须具备如下系统组成特性，包括：1）必须具有强大的接入能力，以实现大规模、大范围的监控点覆盖；2）必须支持灵活的接入方式，以适应各个监控点网络传输条件的差异性；3）必须能够整合已有的、分散的各个监控网络，以保证最大程度的利用现有资源，避免重复投资；4）必须具有集中管控功能，以保证整个系统可控制、易管理。
    第二，“城市治安动态视频监控报警系统”需要完成各类应用的整合与调用，包括：1）监控图像的录制、存储与点播；2）已有报警系统的视频联动改造；3）与110、119等报警系统的联动；4）GIS系统的融合；5）GPS系统的结合；6）图像识别、移动侦测等。 这要求系统必须具备灵活的扩展能力和强大的整合能力。
    第三，“城市治安动态视频监控报警系统”需要结合分级、分层、分权的管理机制进行图像资源的合理化调用，不同级别、不同层次的用户对图像资源的使用权限、优先次序是不同的。这要求系统必须支持分层组网架构，且具有灵活的用户管理能力。
    第四，作为一个资源共享的平台，“城市治安动态视频监控报警系统”需要保证资源的保密性、运行的稳定性，因此系统必须具备可靠、强大的安全特性 

    综上所述，通过“城市治安动态视频监控报警系统”的建立，能够。。。。。。

    第三章 “城市治安动态视频监控报警系统”系统组建分析 

    3.1 系统构建分析

    3.1.1 系统构建面临的问题

    3.1.1.1 地形地貌：“城市治安动态视频监控报警系统”最终是一个跨地域、跨行业、跨应用的立体的、全方位的一个综合性治安防控网络，其各基层单位、各现场监控点所处的地理位置是离散分布的，而且区域跨度较大，因而采用什么样的技术、产品来构建既定功能的安防系统，是我们不得不面对的一个问题。
    3.1.1.2 建设规划：“城市治安动态视频监控报警系统”的规模化决定了其不可能所有需要监控的现场系统一次性全部安装到位，在建设规划中，通常会将整个基础建设分为若干个阶段，根据规划，逐个的对各个阶段的基础设施进行安防项目的建设，因而如何将后续阶段的安防系统无缝的合并到已有的系统中，是我们不得不面对的一个问题。
    3.1.1.3 建设预算：建设一个完善的安防系统，不能建立在无限资金投入的基础上，如何在有限的建设预算内，实现我们既定要求功能的系统，并且建设完成后的系统能够与“平安城市”的发展趋势相吻合，这也是我们不得不面对的一个问题。
    3.1.1.4 管理要求：一个完善的安防系统包含了若干个不同功能的子系统，如何将多个独立控制的子系统统一在一个平台上，为日常的管理过程提供一个可操作性更强的方式，这也是我们不得不面对的一个问题。 

    3.1.2 解决方案 

    从前面的需求分析、系统构建面临的问题分析来看，“城市治安动态视频监控报警系统”将涉及非常广泛的视频监控技术领域，包括早期的模拟监控到后来的数字监控、网络监控以及现在的智能监控。而作为整个系统的传输、控制以及管理中心的监控平台，必须采用数字化、网络化和智能化三者融合的新一代视频监控技术。 

    首先，它必须是一个数字化的监控平台。 

    模拟监控技术起源于90年代初及以前，图像的传输、显示以及存储均依赖于模拟信号处理技术，它具有传输距离有限、信号易受干扰、应用不灵活、无法集中管理等特点，因此仅适合接入端的信号采集或局部联网应用。尽管视频光端机的出现解决了模拟监控信号的传输距离等问题，但又带来线路成本高、浪费资源等缺点，而且仍然没有解决应用不灵活、无法集中管理的问题。 
    而数字监控技术通过不断发展的高效视频编解码压缩技术（如H.264），可以在已有的各类数字传输网络上以非常低的带宽占用实现远距离传输，而且可通过与计算机技术的结合实现灵活、丰富、广泛的多媒体应用，对图像的观看可以利用计算机、监视器等各种手段。另外，随着数字信号处理和嵌入式设计技术的进一步发展，各类数字编解码设备的成本会越来越低廉、功能会越来越丰富。 

    其次，它必须是一个网络化的监控平台。 

    早期的数字监控系统具有本地化特征，由视频编码器或DVR（硬盘录像机）构成的整个系统类似于一个个信息孤岛，用户需要在PC机上安装专用的客户端软件或通过IE浏览器分别登录这些孤岛，才能完成图像的观看与控制。一方面，操作不方便、应用很不灵活；另一方面，无法集中管理与控制这些孤岛。而网络监控技术的出现，彻底改变了以往现状，它以网络化的信号传输与控制为依托，以数字化的视频压缩、传输、存储和播放为核心，通过设立中心监控平台实现对系统内所有视频编解码器及DVR等设备的集中管理与控制，用户仅需通过IE浏览器登录中心监控平台，即可实现全网中各个监控点的控制和图像的调用与浏览。中心监控平台与视频编解码器及DVR等设备间的通信完全依赖于网络化的协议机制。中心监控平台的实现既可以采用简单的PC或服务器。 

    最后，它必须是一个智能化的监控平台。 

    单纯的数字化、网络化视频监控技术仅仅解决了传输与控制的问题，而要实现真正的综合治安防控还必须依赖智能化的监控平台技术。智能化的监控平台以网络化传输、数字化处理为基础，以各类功能与应用的整合与集成为核心，实现单纯的图像监控向报警联动、GIS、GPS、流媒体、图像识别以及移动侦测等应用领域的广泛拓展与延伸。 

    3.2 系统应用技术分析 

    在城市治安动态视频监控系统的组建过程中，其整个系统的建设载体是网络，在最早的数字化建设过程中，由于所采用的压缩技术、网络及网络安全性等多方面原因，曾造成数字化安防系统会严重影响网络运行的不良影响。在数字化高速发展的今天，上述的疑屡早已得了解决，其主要表现在如下几点： 

    3.2.1 数字压缩技术的分析：H.264是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）共同提出的继MPEG4之后的新一代数字视频压缩格式，它即保留了以往压缩技术的优点和精华又具有其他压缩技术无法比拟的许多优点，代表了当前业界最先进的视频压缩技术。它具有如下特点。 

    1．低码流（Low Bit Rate）：和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比，在同等图像质量下，采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8，MPEG4的1/3。显然，H.264压缩技术的采用解决了视频流在网络传输中占用带宽高的问题， H.264压缩技术的理论传输带宽占用值仅为125Kbps。
    2．高质量的图象：H.264能提供连续、流畅的高质量图象。
    3．容错能力强：H.264提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。
    4． 网络适应性强：H.264提供了网络适应层（Network Adaptation Layer）, 使得H.264的文件能容易地在不同网络上传输（例如互联网，CDMA，GPRS，WCDMA，CDMA2000等）。 

    3.2.2 传输载体的分析：VPN（Virtual Private Network）即“虚拟专用网”，是一种成熟的网络安全技术，它通过在网络层使用专门的加密和认证算法，在公共的网络（Internet）上构建起用户自己的安全通道。VPN在实现如同专线一样传输效果的同时，还可以为用户带来更高的安全性、更大的网络带宽和更低的网络构建与运行费用。目前VPN技术已经在全社会各行业广泛使用， 

    3.2.3 网络安全性的分析：网络安全保密可以通过密码技术来实现。密码技术是目前实现网络安全的最有效的技术之一。实际上，数据加密作为一项基本技术已经成为网络通信安全的基础。一个网络系统经过加密后进行通信，不但可以防止非授权用户的搭线窃听和入网，而且也是对付黑客软件的有效方法。
    根据密码算法所使用的加密密钥和解密密钥是否相同、能否由加密过程推导出解密过程(或相反)，可将密码体制分成对称密码体制和非对称密码体制。
    1、对称密码体制是加解密双方使用相同的密钥进行加解密，最著名的对称密码算法就是DES及其变形3DES。对称密码算法的优点是有很强的保密强度和较快的运算速度，缺点是加解密密钥相同，要求密钥必须通过安全的途径交互，因此产生了密钥管理的问题；
    2、非对称密码体制是加解密双方使用不同的密钥进行加解密，并且两个密钥之间几乎不可能相互推导。最著名的非对称算法就是RSA算法。它的优点是密钥管理简单，适应了网络的开放性要求，缺点是算法复杂，运算速度较慢。 
    这两种密码体制的优缺点都是很明显的，在很多场合下都是需要将两种密码算法结合起来使用。譬如先通过使用非对称密码算法认证对方的身份并协商出一个只有双方掌握的密钥，然后由这个密钥来加密保护真正的数据通信。
VPN系统的技术实现是基于IPSec标准的第三层隧道协议。 相对于以PPTP，L2TP等为代表的二层隧道协议，第三层协议更加安全，更加容易扩展，效率也更高。 
    IPSec是一组开放协议的总称，它给出了应用于IP层上网络数据安全的一整套体系结构，包括网络安全协议： Authentication Header（AH） 协议、 Encapsulating Security Payload （ESP）协议，密钥交换协议：Internet Key Exchange （IKE）协议，用于验证及加密的一些算法等，用以提供访问控制（Access Control）、数据起源的验证（data origin authentication）、数据内容的机密性（Confidentiality）、抗重播保护（Anti-replay）、无连接的完整性验证（connectionless integrity）、以及有限的数据流完整性验证（a form of partial sequence integrity）等服务。 

    3.2.4 综述：从技术的先进性、运行的可靠性、网络的安全性、操作的适用性、系统的扩展性和建设的可行性等多方面综合分析，建设以内/外报警监控网络为依托的远程报警监控信息平台，是构建以科技为支撑的城市现代治安综合防控体系在技术实现上的择优选择。