基于多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)的某市治安監(jiān)控系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用

一、項(xiàng)目背景

某市治安監(jiān)控系統(tǒng)分為一個(gè)市局中心，下設(shè)26個(gè)派出所，各個(gè)派出所和市局之間為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。某市原有的治安監(jiān)控系統(tǒng)市局矩陣與派出所矩陣沒有進(jìn)行統(tǒng)一的聯(lián)網(wǎng)，只有市區(qū)幾個(gè)派出所的矩陣與市局進(jìn)行了聯(lián)網(wǎng)，大部分派出所矩陣是從輸出口上傳幾路視頻到市局中心矩陣的輸入端口，必要時(shí)，由下級(jí)派出所矩陣把市局需要的視頻切換到上傳端口，然后經(jīng)過光端機(jī)傳遞到市局矩陣的某路視頻輸入端口，然后市局矩陣再切換這路輸入，從而實(shí)現(xiàn)市局指揮中心看到下級(jí)派出所的某路視頻的效果。

系統(tǒng)局限性：

（1）市局無法及時(shí)聯(lián)網(wǎng)調(diào)用下面所有派出所的實(shí)時(shí)圖像，一旦發(fā)生突發(fā)事件這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)在很大程度上會(huì)影響領(lǐng)導(dǎo)的臨場指揮。

（2）系統(tǒng)無法做到設(shè)備統(tǒng)一管理，給設(shè)備維護(hù)以及以后的升級(jí)帶來很大的不便。

（3）矩陣系統(tǒng)只處理視頻業(yè)務(wù)，無法處理其他業(yè)務(wù)，通用性不強(qiáng)。

（4）系統(tǒng)以模擬設(shè)備為主，擴(kuò)容不方便。

（5）無法兼容高清數(shù)字產(chǎn)品，系統(tǒng)升級(jí)潛力差。

二、基于多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)的某市治安監(jiān)控系統(tǒng)

為了完善原監(jiān)控系統(tǒng)，某市治安監(jiān)控系統(tǒng)采用了Infinova公司的N3100系列多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)，在保護(hù)原有監(jiān)控系統(tǒng)資源投入的前提下，實(shí)現(xiàn)各級(jí)監(jiān)控中心及派出所視頻資源集中調(diào)用，統(tǒng)一管理。

N3100多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)可以完美的兼容原模擬監(jiān)控系統(tǒng)，是真正解決傳輸、交換、存儲(chǔ)、管理的全數(shù)字化統(tǒng)一管理平臺(tái)。多業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)視頻只經(jīng)過一次編解碼，系統(tǒng)采用超大規(guī)模無阻塞背板交換技術(shù)，提供給每路壓縮視頻或者數(shù)據(jù)一個(gè)專用的光纖傳輸帶寬，讓視頻或數(shù)據(jù)可以無延時(shí)、無阻塞、無衰減進(jìn)行傳輸，實(shí)時(shí)性好;多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)采用Motion JPEG2000視頻編碼算法的無損壓縮技術(shù)，可獲得當(dāng)今最先進(jìn)的壓縮性能，使得圖像質(zhì)量異常卓越。

因公安用戶有其特殊性，對(duì)于公安用戶來說，視頻的清晰度以及無延時(shí)性直接關(guān)系到案件的破獲和突發(fā)事件的及時(shí)處置，而多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)完全解決了這兩方面的問題。其系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖一。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、市局系統(tǒng)架構(gòu)

市局指揮中心是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的上級(jí)單位和管理樞紐，在原系統(tǒng)中，市局只能在派出所的配合下對(duì)前端視頻進(jìn)行調(diào)看，而利用多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)搭建系統(tǒng)后，市局的監(jiān)控操作人員可以任意調(diào)用全市范圍內(nèi)任意監(jiān)控前端的圖像并能隨意控制。市局本地的視頻直接通過視頻輸入卡接入多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)系統(tǒng)內(nèi)部，多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)配置一定數(shù)量的輸出板卡，操作人員只要通過主控鍵盤鍵入全市范圍內(nèi)任意一個(gè)攝像機(jī)的偽編碼，即可調(diào)用對(duì)應(yīng)監(jiān)控點(diǎn)圖像到監(jiān)視器上顯示，搖動(dòng)鍵盤上的三維搖桿，即可方便的實(shí)現(xiàn)PTZ控制，由此，徹底實(shí)現(xiàn)了市局對(duì)全市范圍內(nèi)監(jiān)控前端的主動(dòng)操作，徹底擺脫了原系統(tǒng)矩陣不能聯(lián)網(wǎng)，控制調(diào)看復(fù)雜不便的缺憾。

下級(jí)派出所上傳的雙向視音頻信號(hào)經(jīng)過市局多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)相關(guān)板卡的輸出進(jìn)入視頻會(huì)議系統(tǒng)，有效利用光纖資源為其提供傳輸通道。

所有前端的視頻都將保存在前端派出所監(jiān)控中心，而市局監(jiān)控中心只做重要視頻資料的二次備份，故市局也需配備一定數(shù)量的NVR設(shè)備，用于保存本地視頻資料以及下級(jí)重要視頻資料以及本地或下級(jí)派出所高清視頻資料。

2、派出所監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

派出所是整個(gè)城市治安監(jiān)控系統(tǒng)的基層單位，派出所監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮的作用直接決定整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的效能。針對(duì)原有派出所的監(jiān)控結(jié)構(gòu)的不同，我們采用以下采用兩種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（1）已有監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)改造

為了保護(hù)前期投資，派出所原先的視頻矩陣擬予以保留。所有接入派出所的視頻將分為三類：

*原有視頻監(jiān)控點(diǎn)的接入

原有監(jiān)控點(diǎn)視頻仍然進(jìn)原視頻切換矩陣。而原模擬矩陣的視頻輸出口全部（或部分）接入新增的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)的視頻輸入口，從而實(shí)現(xiàn)原有矩陣視頻與新增加的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)相結(jié)合。

*新建模擬監(jiān)控點(diǎn)的接入

隨著派出所監(jiān)控規(guī)模的不斷擴(kuò)大，需要建設(shè)更多的監(jiān)控點(diǎn)滿足公安對(duì)監(jiān)控的要求，對(duì)于新建的模擬視頻監(jiān)控點(diǎn)，可以直接通過增加模擬視頻輸入卡接入多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)。

為了節(jié)省光纖資源并節(jié)省多業(yè)務(wù)機(jī)箱的規(guī)模，前端新建模擬視頻的接入可利用64節(jié)點(diǎn)光端機(jī)，通過一根一芯光纖實(shí)現(xiàn)多路視頻的傳輸，大大節(jié)省了光纖資源，布線簡單。

*高清視頻的接入

隨著高清視頻監(jiān)控應(yīng)用的日益廣泛，在后期的系統(tǒng)建設(shè)中，除了普通視頻切換接入之外，每個(gè)派出所將會(huì)在轄區(qū)內(nèi)重要部位設(shè)置高清視頻攝像機(jī)，高清攝像機(jī)的接入擬采用EPON技術(shù)利用EPON接收機(jī)直接接入多業(yè)務(wù)平臺(tái)的機(jī)箱。

所有上述視頻接入派出所監(jiān)控中心后，可通過多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)本身對(duì)系統(tǒng)內(nèi)所有接入的視頻進(jìn)行統(tǒng)一的不重復(fù)的偽編碼設(shè)置，通過主控鍵盤可以任意切換本派出所轄區(qū)內(nèi)的所有監(jiān)控點(diǎn)圖像。也可以通過分配一定的權(quán)限，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他派出所或市局監(jiān)控中心的圖像進(jìn)行調(diào)看。全網(wǎng)圖像任意調(diào)控功能的實(shí)現(xiàn)將大大增強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)的利用效率，同時(shí)便于發(fā)生突發(fā)事件時(shí)領(lǐng)導(dǎo)臨場指揮。

（2）新造派出所的建設(shè)

對(duì)于新增加的派出所可以直接通過多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)建設(shè)監(jiān)控中心。根據(jù)傳輸距離及傳輸數(shù)據(jù)的不同，可以通過多種方式接入多業(yè)務(wù)平臺(tái)中。對(duì)于距離近的攝像機(jī)可以直接通過同軸電纜接入平臺(tái);轄區(qū)內(nèi)遠(yuǎn)端的模擬攝像機(jī)可以通過64節(jié)點(diǎn)光端機(jī)接入;高清攝像機(jī)或者普通數(shù)字?jǐn)z像機(jī)則可以通過EPON設(shè)備接入，這樣，視頻都將通過光纖接入派出所的監(jiān)控中心，大大節(jié)省了布線成本，減少了繁瑣的同軸電纜連接，使系統(tǒng)的布線和連接大大簡化，方便使用和維護(hù)。

派出所監(jiān)控系統(tǒng)如圖二所示：

3、傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）市局和派出所之間的傳輸

派出所多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)和市局多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)之間通過光纖聯(lián)系，光纖鏈路上為視頻會(huì)議系統(tǒng)的雙向音頻通道和程控電話信號(hào)以及報(bào)警信號(hào)提供了充足的傳輸通道。為充分利用原有光纖資源，市局和各個(gè)派出所的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)之間采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 中心多業(yè)務(wù)可以調(diào)看系統(tǒng)內(nèi)任何派出所的任意圖像，派出所的多業(yè)務(wù)也可以調(diào)用任何派出所的圖像。

（2）高清視頻的接入和傳輸（EPON技術(shù)）

高清視頻設(shè)備的接入對(duì)治安監(jiān)控系統(tǒng)有非常重大的意義，基于高清視頻的圖像智能分析和處理將為公安機(jī)關(guān)的快速準(zhǔn)確的破案提供強(qiáng)大的技術(shù)保障手段，在一個(gè)現(xiàn)代化的先進(jìn)的社會(huì)治安監(jiān)控系統(tǒng)中，必須考慮高清視頻的接入和管理以及后臺(tái)智能分析。對(duì)于各個(gè)高清前端的接入采用先進(jìn)的EPON光端機(jī)，實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的組網(wǎng)方式，靈活簡單，大大節(jié)省光纖資源。同時(shí)也提供優(yōu)質(zhì)的視頻傳輸質(zhì)量，是平安城市監(jiān)控視頻接入的最佳解決方案

四、系統(tǒng)技術(shù)亮點(diǎn)

實(shí)時(shí)性好——多業(yè)務(wù)傳輸視頻只經(jīng)過一次編解碼，采用全實(shí)時(shí)連接傳輸，每個(gè)視頻都分配了固定的帶寬，保證傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。采用背板硬交換、劃分視頻專用帶寬的方式，圖像傳輸延時(shí)小。

采用JPEG2000視頻壓縮方式，圖像質(zhì)量高——Infinova多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)采用的是JPEG2000無損視頻壓縮算法，視頻圖像不進(jìn)行幀間壓縮，完好的保存了實(shí)時(shí)畫面信息，提供最高品質(zhì)的圖像質(zhì)量。

數(shù)模系統(tǒng)的結(jié)合，平臺(tái)開放性好——為了不浪費(fèi)原有模擬系統(tǒng)的資源，Infinova多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)最大限度的保證了原有投資不被浪費(fèi)，同時(shí)，盡量保持了原有系統(tǒng)的操作習(xí)慣。原系統(tǒng)中主要有INFINOVA矩陣和PELCO矩陣，對(duì)PELCO矩陣的控制是通過V2415多系統(tǒng)集成器實(shí)現(xiàn)。

在與模擬矩陣相結(jié)合的過程中，多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)主要起到傳輸干線的作用，所以即使多業(yè)務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，也不會(huì)影響到本派出所的監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，最大限度的保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。派出所的監(jiān)控系統(tǒng)中仍將采用視頻分配器，所以，系統(tǒng)中原有的DVR都將繼續(xù)使用，從而充分的利用了原有資源。

視頻會(huì)議系統(tǒng)——某市的治安監(jiān)控系統(tǒng)以多業(yè)務(wù)系統(tǒng)為骨干，為充分利用設(shè)備資源，在不增加過多設(shè)備的前提下，可以實(shí)現(xiàn)一套簡單實(shí)用，穩(wěn)定可靠的視頻會(huì)議系統(tǒng)。多業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的光纖不但用于傳輸監(jiān)控的視頻或者網(wǎng)絡(luò)信號(hào)，還可以傳輸視頻會(huì)議系統(tǒng)的音頻視頻信號(hào)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖三所示。

視頻統(tǒng)一切換管理——多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)可以通過配置的主控鍵盤，輸入相應(yīng)的攝像機(jī)偽編碼，實(shí)現(xiàn)任意派出所或者市局對(duì)換某市所有的監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻切換，全網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，全網(wǎng)的偽編碼由中心多業(yè)務(wù)統(tǒng)一編碼分配。

系統(tǒng)容量大——系統(tǒng)容量大，單站點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)1024×1024輸入輸出，最大可以有255個(gè)站點(diǎn)。目前某市治安監(jiān)控系統(tǒng)前端共有近4000個(gè)，以后還會(huì)繼續(xù)增加。多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)采用先進(jìn)的時(shí)空時(shí)大容量背板交換技術(shù)，支持上萬個(gè)甚至幾萬個(gè)點(diǎn)的監(jiān)控，且系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)時(shí)圖像質(zhì)量高。

模塊化設(shè)計(jì)——模塊化設(shè)計(jì)，功能豐富，增加新功能方便簡單，類似于視頻會(huì)議功能;多業(yè)務(wù)系統(tǒng)還提供IP電話、視頻存儲(chǔ)等功能，只需增加功能板即可。目前多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)可任意插入16塊不同的功能卡，體現(xiàn)多業(yè)務(wù)平臺(tái)的“多業(yè)務(wù)”性能。

組網(wǎng)靈活——組網(wǎng)靈活方便，全光纖布線。多業(yè)務(wù)系統(tǒng)支持星形、樹形、環(huán)形、鏈形結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)靈活;多業(yè)務(wù)系統(tǒng)以光纖為媒質(zhì)，全系統(tǒng)采用光纖布線，傳輸帶寬大。

五、結(jié)束語

英飛拓公司以其強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，為客戶提供高性能通用產(chǎn)品的同時(shí)，還能根據(jù)客戶的個(gè)性化需求為客戶提供量身定制的產(chǎn)品。在某市治安監(jiān)控項(xiàng)目中，INFINOVA品牌的多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)及相應(yīng)的光纖傳輸產(chǎn)品以其優(yōu)良的品質(zhì)，良好的操控性，高可靠性以及強(qiáng)大的自主研發(fā)能力贏得了某市領(lǐng)導(dǎo)的充分肯定，為構(gòu)建和諧社會(huì)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

責(zé)任編輯：gt