检察院驻所检察室联网监控方案

1、检察院驻所检察室联网监控方案文/孙加君随着监控联网的发展，需要进一步将看守所监控系统与驻所检察室监控设备联网，并扩展形成省检、市检、驻所检察室的大联网，以提供详尽的监管信息。什么样的方案才能更好满足这种联网需求呢?背景介绍在国家法制建设不断完善的过程中，公安部、检察机关等司法界、学界机构对看守所的关注度逐渐提高。联网监控作为重要的监管手段，需求也在不断增加。检察机关进一步要求看守所向驻所检察官提供更为详尽与全面的监管信息，包括提供实时监控信号、在押人员完整备案信息，从而为检察官履行监督职责打下良好的基础。检察院驻所的监控需求主要有以下几点：1、检察院系统与看守所系统物理隔离；2、看守所监控图像

2、1：1实时存储到检察院驻所检察室；3、集中自主管理控制；4、在检察专网中远程实时调阅；5、实现全省检察机关驻所检察室监控系统的大联网。方案分析针对驻所检察室的联网监控需求，结合各个看守所的规模大小、项目预算，在广泛调研的基础上，推荐了三种方案。第一种方案是模数结合方案，存储用dvr，实况图像切换通过矩阵完成；第二种方案是纯数字ip方案，采用编码器和ip san存储方案，通过编码设备编码、ip san存储录像、管理平台控制实况图像的调度；第三种方案是流媒体方案，这是一种过渡方案。具体方案分析如下：1.dvr+矩阵方案图1 dvr+矩阵方案如图1所示，该方案特点为：看守所监控系统的摄像头通过音视频

3、分配器各分出一路，通过数字光端机接入中心，再通过音视分配器分配给矩阵和dvr；由矩阵实现模拟图像切换、电视墙控制；由dvr负责存储，通过客户端实现dvr录像资源调阅和网络实时浏览。但是dvr+矩阵的方案在存储可靠性、稳定性、性能以及系统扩展、维护、联网等功能上存在一系列问题。1)存储的可靠性在驻所监控联网系统中，对录像存储的可靠性要求大于一切。之所以要求建设驻所监控系统，目的就是为了对看守所的监控数据进行备份，如果备份存储本身的稳定性和可靠性都不过关，显然是不合适的。dvr作为监控存储，虽然实现了数字化存储，但是其稳定性和可靠性都不如专业ipsan存储。首先dvr一般采用民用ide硬盘，不提供

4、raid保护，不支持热插拔；而ipsan专业存储采用企业级sata硬盘，mtbf达到120万小时，提供了raid技术，并且支持热插拔。其次，dvr采用文件方式写入视频数据，如果在文件的形成过程中，数据报文丢失或破坏，整个文件基本无法恢复；而ipsan存储采用编码器端到端直接以数据块方式写入存储，由于是裸数据写入，即使某个视频报文丢失也不会影响其他录像内容的读取。2)存储的性能受限于系统架构，图像存储与网络传输存在瓶颈，多用户并发处理能力弱。检索访问性能dvr采用文件方式保存视频数据，在大规模视频监控系统中形成大量文件，文件的检索、查询工作形成极大的瓶颈，例如中等看守所规模达到200个摄像机，每

5、十五分钟形成一个视频文件，15天的文件数量为近288000个，如此多的文件检索速度非常缓慢，一般需要几秒钟甚至更长时间。而且受硬盘持续写入数率指标的影响，对于基于网络多人访问检索数据更加力不从心，如图2所示，多路图像数据实时写入硬盘，同时网络上多个客户端实时访问该硬盘的录像。而ipsan存储直接将视频数据以数据块方式写入存储，裸数据写入，检索极其简单，直接定位到数据块，检索速度大大提高(小于1s)。图2 dvr存储模式视频数据处理能力更重要的是视频数据处理的所见非所得问题。在矩阵上看到的实时图像很清晰，但是由于dvr本身性能的限制，难以提供高码流、高清晰的图像处理能力，尤其是大量动态图像发生时

6、，存储的图像效果远远不如实时图像。而采用ip监控系统，编码器具有高性能处理视频数据的能力，一次编码器全网数字化传输，解码器输出到监视器的图像效果完全等同于存储设备中的存储效果。3)系统的管理维护驻所监控系统的目的就是监督看守所的日常工作是否合法，采用视频分配器的方式从原来看守所系统中引出码流到驻所监控系统中。如果前端光端机接入部分被恶意破坏，从驻所的控制中心根本无法发现。如果要解决这个问题，需要在视频光端机的基础上，增加数据内容通过光端机传输，额外增加了投资成本。所以，矩阵+dvr是两套系统组合。矩阵作为实时查看设备，起到控制、切换作用；dvr作为数字存储设备。两套系统之间没有相互控制、统一管

7、理的机制，仅仅是设备的组合。缺少可靠的全系统网络管理、系统自检和故障分析手段，可管理性差。ip智能监控系统可以做到全网设备统一管理和维护，包括网络视频编码器、解码器、以太网、ip存储设备都可以通过中心管理平台实现设备的统一管理维护。若出现前端图像丢失、编码器被破坏等，第一时间就会在驻所的中心平台产生告警提示，加强了监督的效果，提高了工作效率，简化了设备管理维护，设备易用性更高。4)系统的实施成本、可扩展性由于矩阵+dvr监控系统单独规划了一套视频传输布线，如果距离过长，超过了视频线传输距离，则需要使用光端机+光纤的方式，大大提高了实施成本。采用ip智能监控系统，编码器就近接入以太网交换机，仅需

8、要部署从摄像机到编码器的视频线，大大减轻了实施成本。驻所的监控系统要做到与看守所监控系统1：1备份，如果看守所系统扩容、新建摄像头，驻所系统也必须进行相应的扩容，但dvr+矩阵系统的扩容非常麻烦，需要增加大量的设备，从前端的视频线，到后端的视频分配器、码分配器、dvr、甚至整台矩阵，以及大量的连接线缆，扩容成本极高。而采用ip监控系统，仅仅需要增加前端摄像机和编码器，如果后端存储容量不够仅需在存储池中增加存储设备，大大降低了扩容成本。5)系统的联网功能驻所的监控系统在后期需要连入检察院的网络系统中，与检察院的监控系统形成多级平台关系。dvr+矩阵的方式在扩展支持多级平台联网问题上，部署复杂，使

9、用麻烦。从各个驻检所到各个地市、省，通过dvr上传实时图像或录像，这样的方式存在以下问题：dvr支持远程或本地用户通过以太网对实时图像和历史图像的点播功能，但是本身硬件性能有限，既要照顾编码、存储，还要照顾访问、点播，所以并发访问能力较差，一般不超过8路；在回放功能上，嵌入式dvr采用专用芯片硬件解压，出于成本的考虑大多只能单路回放；由于向上级提供的图像较少，在突发紧急情况下可能无法满足中心区域对重点位置的全方位监控；dvr可以较为方便的实现本地硬件故障的侦测和报警，同时具备一定的网络功能，虽然可以利用它作为联网单元，和dvr软件组成第一代的联网方案，但dvr本身无法解决权限管理、控制冲突问题

10、。而采用ip智能解决方案，全网设备统一管理，一次编码后全数字化在以太网中传输，各级监控中心都可以获得高清晰的动态图像。中心区域监控中心可以获得任意摄像机图像，不存在上传路数的限制。由于所有监控设备统一管理，划分用户权限和优先级，解决了云台控制冲突问题。6)系统的标准化问题矩阵和dvr设备都没有形成业界的标准，各个厂家都采用私有控制协议，对后期的扩容形成极大的隐患，必须受限于设备厂家。ip智能监控系统，基于运营商ngn架构，传输采用标准以太网tcp/ip交换技术，控制采用的是ietf制定的标准sip协议(公安部3111工程推荐控制协议)，存储采用标准的iscsi协议，视频编码采用iso/iec

11、13818-2、mpeg-2、iso/iec 14496-2、mpeg-4 asp、iso 14496-10、h.264 mpbl等标准化编码协议。2.编码器+ipsan方案图3编码器+ipsan方案方案如图3所示，特点为：看守所监控系统的摄像头通过音视频分配器各分出一路，通过高密度编码器把模拟视频信号压缩成数字信号；编码器压缩后的音视频码流分成两路通过网络设备(交换机、路由器)传输到驻所，一路组播实时流通过硬件视频解码器显示上墙，一路单播存储流通过iscsi协议直接写到驻所的ipsan中；送到驻所监控中心的视频流，通过数字矩阵控制，调度前端图像通过解码器解码在分配好的监视器上显示。通过视频管

12、理服务器的调度，就建立起了摄像头与监视器的对应关系，通过轮切操作就可以把所有监控视频在电视墙上分别显示；由中心的ipsan负责存储，编码器压缩的音视频信号全部端到端写入到ipsan中。对上述两种方案进行对比，如表1所示。表1 dvr+矩阵方案与编码器+ipsan方案的对比分析对比项ip智能监控系统(编码器+ipsan)dvr+矩阵1系统架构分布式架构，控制信令与交换码流分离、提高系统可靠性传统监控系统，各台dvr之间相互独立，无法统一管理2标准化视频传输基于tcp/ip，设备之间通信信令采用ietf sip协议，存储协议基于iscsi，编解码采用标准mpeg-2/4、h.264 main pr

13、ofile大部分dvr厂商都采用私有的控制协议信令，编码方式非标mpeg-2/4，不同厂家互通困难3图像质量最高full d1，并且可以随时变更图像格式，灵活选择d1/4cif/cif；系统不断扩展仍可以实现所有图像d1格式由于dvr的cpu性能限制，一台dvr支持d1的最大路数有限，如果要从cif格式提升到d1就需要减少每台dvr处理的路数，增加dvr。不支持实时图像编码高码率，图像变化率大后就不可连续观察，图像效果变差。4用户并发访问性能基于组播实现用户对实时图像观看，满足最多1000用户观看同一路图像处理性能有限，一般支持用户并发访问数量不超过6个dvr采用顺序写入硬盘，如果在写数据的同

14、时发生多个用户并发读取，容易出现进程挂死。5历史数据调阅由于基于视频裸数据的数据块存储方式，调阅时间在毫秒级(ms)。存储数据后可以立刻查询，最快可以查询到1分钟前的视频数据数据采用文件方式存储，检索速度慢，需要几秒钟视频图像每隔5分钟、10分钟形成一个文件，只能在文件形成后才可以查询6存储架构中央集中化存储，编解码器支持iscsi直接写存储方式，客户端直接访问存储实现历史资料查询和调度。采用企业级sata硬盘和raid技术，应对视频流持续写入和历史影像资料的频繁查询。满足视频集中存储、安全可靠和高性能的视频实时编码和写入的要求。目前所有嵌入式dvr和绝大部分pc式dvr采用的存储架构由于成本

15、原因，都使用ide硬盘和ide硬盘总线完成硬盘控制和存储功能。dvr根据硬盘地址顺序规划逻辑盘符。图像数据根据盘符顺序，依次写入硬盘。7系统扩展平滑扩展，通过虚拟化堆叠技术，实现容量和性能的二维扩展，并实现统一网管和控制。通过增加dvr的方式扩展存储，通过增加收发的视频光端机、传输光纤实现摄像头的扩容。8raid功能支持raid0，raid1，raid10，raid5，raid50无9存储子系统磁盘通道结构ip交换架构总线连接10监控系统规模扩展只需增加摄像头和编码器，实现动态扩展不仅需要增加摄像头还要增加光端机、矩阵、dvr。成本高，系统复杂。11设备管理网络设备、监控设备、存储设备支持统一

16、管理光端机、dvr、矩阵等产品的简单组合，无法进行统一管理12维护成本不停机可在线维护，维护成本低需要停机维护，复杂，成本高13存储应用该存储系统建设不仅满足目前视频监控存储的需要，同时能满足驻所将来数据业务系统、辅助系统实现数据集中管理，保证驻所it系统的持续运行。仅满足视频监控存储，不能为其他业务提供存储。15监控图像综合应用物理分布，逻辑集中。可以轻松的做到数据的集中管理，从而提供开放的接口，对获取的宝贵数据来做综合智能应用开发各个监控点的数据分散于存在系统中所有的dvr上，无法对数据进行集中管理和控制，就更加谈不上对这些数据的综合利用了3.媒体服务器方案图4媒体服务器方案方案如图4所示

17、，特点：看守所的网络与驻所的网络连通；看守所监控系统中的dvr图像发送到驻所的媒体服务器上；媒体服务器一方面把音视频码流存储到ipsan中，一方面通过媒体服务器的的vga接口显示实况图像。这种方式仅是过渡方案，是为了看守所要搬迁、原有设备老化需要更新、没有过多财政预算的地方单位准备的。并不是主流推荐方案，即使采用这种方式建立了驻所的监控系统，也会存在两大硬伤：驻所的网络系统与看守所的系统没有进行物理网络隔离；驻所的监控系统将来要与检察院系统的监控平台实现多级联网，如果采用这种方案，将来无法联入检察院部门的监控系统。h3c检察院驻所监控系统方案举例说明，若看守所覆盖范围为整个看守所区域：监区区域

18、、干警办公楼、监区高墙武警岗哨，看守所根据规模划分为中、小型看守所，大型看守所。小型看守所的监控摄像头数量在100路左右，中型看守所的摄像头数量也在200路左右，大型看守所数量在300路以上。由于检察院驻所监控的两大需求：检察院系统与看守所系统物理隔离、看守所的监控摄像头1：1存储到驻所检察室，决定了检察院驻所监控系统就是一个典型的园区监控解决方案。1.h3c智能ip监控系统图5 h3c智能ip监控解决方案如图5所示，ip智能监控解决方案由视频编解码器、ip存储系统、监控管理平台、承载网络组成。视频编解码器编解码器支持h.264、mpeg2、mpeg4、mjpeg等多种标准编码格式，提供从单路

19、到16路各种密度的规格，支持实时流和存储流双流设计，支持最高8mbps的高清码流或最低128kbps的标清码流，并且可以根据用户需求任意调整，采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。ipsan视频存储系统专业的ip存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部署并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时支持nas备份功能。监控管理平台包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理，支持不间断的视频检索、回放等业务。客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了基本的gis功能方便用户操作。承载网络系统采用充分组播优化的系列交换机对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换。通过设备自身安全特性和