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1、城市高空瞭望监控系统应用方案一、方案背景“平安城市”项目是一个特大型、综合性非常强的管理系统，涉及的面比较广，不仅需要满足治安管理、城市管理、交通管理、应急指挥等需求，而且还要兼顾灾难事故预警、安全生产监控等方面对图像监控的需求。平安城市监控系统建设大多以现有公安系统为主体，目标是建成涵盖整个城市的视频图像监控系统。随着平安城市建设和科技强警工作的不断深入，各地都在力求建设成一套以打击、预防违法犯罪为目的“高空瞭望网络数字监控系统” ， 以实现对重点目标安全防范监控、治安管理综合监控，城市消防火灾预警监控、交通疏导指挥监控、突发性自然灾害应急指挥监控等，此外非法集会、恐怖事件突发等也起到一定震
2、慑作用，对事后取证有重要意义。建成后的“高空瞭望网络数字监控系统”作为治安信息化管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高全市治安管理的统一指挥、快速反应、协同作战水平。目前我国城市安全工作主要还是采用普通摄像机与监控设备组合的方式在5-100 米监视距离设备为基础。然而，随着城市规模日益发展扩大，城市环境越来越复杂，特别是超高层建筑等不断出现，普通摄像机由于环境阻挡以及摄像机本身的局限性，要完全实现基本无阻挡的全面监控相当困难，而普通云台的不稳定性更是造成了图像的不可用，因此，高空瞭望远距离监控成为现实需要。高空瞭望利用其足够的高度，配合摄像机云台的性能，可以轻而易举地实
3、现大范围的精确监控，以利于早发现、早出警，最大限度的减少损失。随着安全信息化发展，传统的监控设备由于监控范围小、解晰度低、夜视能力差等问题已经不能满足大面积安全管理的应用需求。近年来数公里以上远距离激光摄像机的应用， 可以实现几倍或几十倍于传统监控设的观察范围和夜视能力并逐渐得到了用户认可。二、方案设计依据及原则高空瞭望视频监控系统是针对交通安全、环保监控、城市反恐、紧急搜救、人群非法集会、火灾预警、自然灾害监视需要而设计，包括视频信号的采集、传输、识别以及与调度指挥系统的集成关键环，智能化程度高，实时性强，系统坚持先进性、实用性、可靠性、经济型、可集成性及可扩展性的建设原则，城市高空瞭望监控
4、系统集成了高性名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 12 页 - - - - - - - - - 能成像系统和云台控制系统。该系统的前端采集设备安装在城市至高点，采用光缆或其他通讯进行观察，显示录像设备安装在交通信息监控中心。系统组合采用高解析度感红外透雾摄像子系统进行观察、搜索监视、跟踪目标，无论是在白天、夜间均能全天候 24小时工作，能高效的发现、识别和确认目标。为了保证上述运行要求，达到对监控点进行全方位的监控以及对安防信息的及时反应，在一定范围内联动警示
5、设备，通知有关人员做出反应，采取措施，并对相关设备进行集中监控、集中维护和集中管理。系统设计遵循以下原则：先进性：采用基于WEB嵌入式的视频服务器为核心的视频监控系统，它采用MPEG4 视频压缩芯片，图像清晰，视频压缩效率高，是基于第三代嵌入式技术的网络视频监控产品。实用性： 系统支持用户的网络监控需求， 可多用户多画面实时监控、 远程控制、集中录象、 可连接多种报警设备、 报警可定时布防撤防等功能， 完全满足用户的监控要求。兼容性：前端系统可在现有的模拟监控系统的基础之上进行改造，保护用户设备投资。扩展性：系统软、硬件系统采用模块化设计，用户系统升级时，只需要增加前端的服务器，并升级相应的系
6、统软件即可，不用额外添加或者废弃原有设备。灵活性：系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中使用；在网络中的授权用户可通过IE 浏览器实时监控前端现场，客户端无需添加任何硬件。实时性：H.264 压缩方式，最高可传输 30 帧/ 秒的清晰图像。可靠性：采用嵌入式实时操作系统和专用的硬件结构，保证了嵌入式网络视频服务器比基于 PC机的系统具有更高的实时性、稳定性和可靠性。三、方案设计目标（一）总体目标1、实现监控网络和监控内容的广度覆盖，监控网络应全面覆盖辖区重点地区，监控内容应适应重点地区主要公安业务的需求；实现公安业务与社会防控的有效连接，满足监控系统的安全性要求；实现监控信息反馈的快速
7、反应，确保信息的快速、高效和安全流动；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2、实现资源共享，满足当地政府、上级公安机关的指挥、监管、调阅业务需求；3、立足资源共享，实现新建系统对已有系统的兼容，体现集成优势，解决与数字城市建设资源整合问题； 立足提高应用水平， 解决城市抢险救灾等应急系统的互联互通，以及社会治安防控体系建设中的热点、难点问题；（二）具体工作目标建成后的城市高空瞭望监控系统应提供如下功能：重要场所的实
8、时监控： 系统建成后可以实时监控和存储各个监控点的图像，在有紧急事件发生和举行重要活动时可以作为指挥调度的辅助手段，协助有关部门完成紧急事件处理。同时可根据实际情况实现对相应设备、警力和事件处理的控制。显著的夜视效果：视频监控点主要采用激光智能摄像机，目前的昼间监控已不成问题，摄像机的功能完全可以满足，但夜间大量使用的是红外LED灯照明，红外 LED灯作用距离近，寿命短，效果差。北京和普威视光电技及有限公司发挥激光夜视的优势，专为平安城市开发的 HP-RC 系列智能激光摄像机，目前已广泛应用在各大城市的安全监控中。例如为保证2008年奥运会的安全， 从青岛机场到奥帆赛场全程采用HP-RC 智能
9、激光摄像机系统， 取得无缝隙 24 小时监控的效果。刑事治安案件现场处置和图像信息查询：负责或协调各级公安部门， 做好辖区内出现治安刑事案件（或恐怖活动）时的现场处置，对已发生的各类案件提供所发案件区域视频图像的查询。监督和处理重大突发事件： 在重大突发事件处理中，充当城市党、政领导和公安局领导的应急指挥部和参谋部角色， 进行相应的监督和处理。 重大事故包括：火灾、爆炸、危险品及核泄露、空难、重大交通事故等；自然灾害包括：水灾、地震、沙尘暴、暴雨等。实现重大社会活动的指挥调度：负责或协助各级公安部门， 做好市区内重大活动中的指挥调度。如：重要国际、国内会议及活动的交通治安管理和监控，群众集会活
10、动的管理和监控，节假日交通和治安的管理和监控。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 12 页 - - - - - - - - - 重大警卫行动的指挥调度： 负责或协助各级公安部门， 做好市内重大警卫行动中的指挥调度和视频监控。如：党和国家领导人视察期间警卫任务和指挥调度，外国政要参观访问期间警卫任务和指挥调度等。四、系统组成城市高空瞭望系统前端设备选用于远程动态全天候的摄像机，有监视半径应大于5公里，应该采用集成高度的智能监控系统。配合高精度智能云台，能有效的降
11、低强风对前端设备造成的损伤获得稳定的图像。护照应有自动温控，具备防盗、防雷、防雨、防尘、防腐蚀功能，可视情运用红外照明技术手段。系统采用标准和开放的技术。信息的传输应采用 TCP/IP 协议，图像的编解码应给予H.264 通用标准，可实现与调度指挥系统及相关的 GIS、GPS 等子系统的集成。五、系统解决方案（一）激光夜视摄像机的优势近年来，越来越多的场所需要得到24 小时监控，特别是夜间监控，尤其在一些特殊地方更要求整个监视的隐蔽性。被动式的红外热像仪，虽然作用距离远、隐蔽性高、能识破伪装、穿透烟雾等优点，但同时存在图像细节不清晰，难以作精确识别等缺点，国内现有的红外 LED灯监控装置存在或
12、者隐蔽性差，或者分辨率明显不够，或者作用距离有限等不足。目前在真正能实现远距离高清晰成像的夜视技术就是激光夜视技术。激光照明与CCD 成像技术应用于带激光辅助照明的夜视仪，克服了光照度对传统微光夜视仪的限制。控制系统及图像处理的硬件设计和软件编程又实现了本夜视仪的自动监控、跟踪及报警功能，其作用距离可以达到几百米至几千米。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 12 页 - - - - - - - - - 和普威视 HP-RC0680 远距离标清激光摄像机，专为远
13、程昼夜监控领域设计，采用主动红外激光作照明源，使用高分辨率低照度长焦摄像机，可进行昼夜连续监控。夜间最远可发现 3000 米处的人员、车辆、设施等目标。内部工业级嵌入式控制电子系统，实现对摄像机的变倍、聚焦、视频切换、云台俯仰/ 旋转高稳定性控制，整体外壳采用超强铝合金达到了IP66 防护等级，保证设备在野外恶劣环镜中长期运转。远距离激光夜视城区监控系统优势：（1）远距离变焦监控。一台激光摄像机工作距离可以在200 米至上千米，照明光束角度可以远程调节，既可以大角度观察目标全貌，又可以放大观察局部，隐蔽性强，可以有效防止不法分子对城建设备的破坏。（2）组网简单。传统的红外LED灯夜视距离很近，
14、所以需要大量布点，而激光摄像机作用距离远，可以很少的几台，就可以覆盖很大的范围，大大降低了系统布线和组网复杂程度，易维护。（3）寿命长、效率高。激光器的寿命可达10000小时以上，相对于几千小时的红外 LED灯，可以应用很长时间。并且激光的光电效率为50% ，而 LED灯为 15% ，这样可以大大降低设备的功耗，节省能源。（4）技术方面，我公司与军队科研所通力合作，已具有变焦专利技术、同步变焦专利技术等自有知识产权。（5）项目已经过长期的研讨、论证。技术与性价比可以算是国内外首屈一指，现以成功用于青岛平安城市动态监控，荏平市动态监控，江汉油田，大亚湾核电站，宁德核电站、中国渔政港口、中朝边境等
15、的安全夜间监控。（6） 应用拓展性。该产品还可应用于重点区域的安防监控（例如：广场、油田、油库，港口码头，军事管制区， 军需物资仓库、 环境保护， 水利防洪，机场跑道与周界，铁路/ 地铁区间远距离夜视监控等） 。技术指标型号RC0680 适用范围昼间 10km 、夜间 3km 激光功率波长15W ，808nm近红外激光激光角度0.5 20名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 12 页 - - - - - - - - - （二） 系统拓扑图距离角度匹配DSS数字化
16、步进照明角度控制技术，激光与成像倍率距离匹配算法, 0.1o精确随动控制。GHT激光超匀化和光功率控制技术。0.01 SLM双光轴自锁对准。镜头15 750mm ，电动两可变，自动光圈成像器件1/2靶面红外增强型CCD ，580 线，0.004lux超低照度彩转黑CCD ，一体化 ICR 双滤光片日夜切换，3 级 DNR 降噪透雾可选，光学滤波与AFR图像处理光电双重增强技术，彩色、黑白双透雾模式护罩一体化铝合金，防水密封，IP66 防护等级云台载重50kg 云台角度水平 360o连续旋转，俯仰+45 -45 云台速度水平 0.01 30/S ，俯仰 0.01 15/S 预置位80 个，具有巡
17、航、扫描功能, 角度显示定位，OSD 菜单参数设置接口1 路 PAL制式视频， 1 路 AC24V ，1 路 RS485 供电AC24V 10% ， 50Hz，150W ，标配 AC220V-AC24V电源防护等级IP66 防雷电源 4000V，通讯视频信号2000V 控制协议Pelco-P 、Pelco-D 行业标准等多协议，波特率2400、4800、9600、19200 可选名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 12 页 - - - - - - - - -
18、系统采用视频服务器、解码器组网成系统。每个CR1000L 视频服务器 1 路视频模拟接入，只能控制一个 ID 云台设备 ，CR1100D 解码器，最多解码 16 路图像，解码视频压缩的方式： MPEG4 、 H264, 分辨率： CIF、 D1,1路视频输出。单根网线的长度在100M以内, 视频服务器就近上网。视频服务器和镜头之间通过屏蔽同轴电缆线连接，长度在上级指挥中心其它相关部门激光摄像机视频服务器通信光缆传输光端机网络传输系统监控中心总控主机管理服务存储服务电视墙领导查询领导查询名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -
19、- 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 12 页 - - - - - - - - - 300M以内。 视频服务器通过RS485串口控制云台解码器； 控制线建议采用用屏蔽双芯线，有效长度在 1200M以内。在监控中心机房，“中心服务器”、 “存储服务器”、 “客户端”软件在一个PC机上运行，虽然相互之间没有冲突，但是每个软件都占用较多的CPU 资源和 RAM 资源，软件正常运行要求 PC机的配置必须很高。强烈建议分开在不同的PC上运行。视频服务器和交换机之间通过标准网线连接，RJ45接口，长度限制在100M以内。存储服务器的硬盘空间大小由：录像视频数目、录像时间长短、录像保
20、存周期，图像质量、帧率以及画面复杂度等决定。通常1 路运动画面 1 小时的录像文件大小在200M左右；静止图像约50M左右，典型值约 180M 。 中心服务器上安装 “中心管理服务器”、 “站点服务器” “SQL2000 ”软件；专用存储服务器上安装“存储服务器”软件。用户端安装“客户端”软件。只要在相连的网络内根据用户的权限登陆“管理器”可以实现资源管理、录像管理等功能;登陆“监视器”可以观看视频图像; 登陆“播放器”可以观看视频录像。六、系统功能特色超强夜视功能： HP-RC系列远距离激光摄像机和HP-TVC系列远距离双波段摄像机，在黑暗环境下可实现2000 米高清晰监控，集成的PTZ功能
21、可 360 度无盲点全天 24小时监控。集中设备管理： 用户远程登录中心管理服务器，集中管理系统内各种设备和资源多级系统级联： 支持复杂异构网络，任意CreMedia 系统都可作为另一个CreMedia系统的子系统，多级系统级联可以满足分布式网络视频监控的需要多种网络接入方式： 支持多种网络协议，支持动态IP，前端产品可通过ADSL自动拨号接入网络，支持CDMA1x 无线传输分布式存储管理： 采用分布式存储管理技术，实现存储的层次化、网络化，具有计划、联动、手动等多种录像方式，录像检索和回放方便快捷并发视频直播： 支持单播 / 组播/ 多播，多画面远程实时监控，具有分组轮跳功能双向语音通信：
22、可在任意一个网络终端对前端控制点位进行音频对讲或广播联动报警管理： 报警事件发生后，系统可自动触发一系列预设联动，实现报警系统智能化虚拟网络矩阵： 可任意绑定前端监控点和视频解码器，实现网络虚拟矩阵，控制电视墙实时监控和分组切换分级用户管理： 根据不同需要设定各级用户，使用不同权限访问不同资源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 12 页 - - - - - - - - - 网络安全管理： 采用 CHAP 协议认证和 DES 加密进行数据保护， 保证网络通信安全
23、可靠WEB 浏览：授权用户可以随时随地通过IE 浏览器实时观看系统内的视频资源，并可进行相应权限的资源管理七、方案实际应用（一）需求分析北京市宣武区位于北京的中心地带，为确保首都重要经济目标和人民群众财产安全，防止意外事件发生，提高安全防范管理及信息化的水平，北京市宣武区民防局拟建立对城市进行大范围的远程监控。高点监控系统的建立可为战时和平时紧急情况下迅速、准确地下达应急指挥命令；为城市防空袭、战时辖区人口疏散、战时防空组织指挥、防震减灾及和平时期演练的决策提供一手指挥依据；高点监控系统的建立可在平时对所属辖区能实时、清晰的对重要的交通枢纽和经济目标、公共场所进行实时监控，确保政府职能部门对城
24、市信息化和安全防范体系的要求，弥补现存监控系统的瑕疵。这项工程主要涉及到摄像机、云台、光端机等的设备选择，以及在中国移动北京公司菜市口大楼顶端安装摄像机的位置、方式的确定。根据宣武区民防局的要求，结合现场考察的实际情况，受现场附近建筑物的影响我们认为摄像机的安装位置应位于楼顶水箱的东南角，在此位置监视范围最大；监视系统的用电我们将与中国移动北京公司菜市口移动大楼物业管理部门协商解决；由于宣武区民防局指挥中心已有视频光纤铺设到中国移动北京公司菜市口大楼附近，我们将利用中国移动北京公司菜市口大楼弱电管道将监视系统与宣武区民防局指挥中心光纤进行对接。（二）实际概况远程视频监控系统要考虑白天/ 黑夜的
25、图像清楚，图像传送无损失，监视系统能够远程控制（由宣武区民防局指挥中心实施远程监控）。根据前面的分析，这次系统建设主要包括以下的内容：1、远距离激光夜视仪 -包括摄像机、长焦距镜头、激光光源、防护罩、云台、解码器；2、传输设备 -包括视频光端机；3、与宣武区民防局指挥中心原有系统对接；4、系统的防雷；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 12 页 - - - - - - - - - 5、塔架；系统图解（三）设计方案1. 系统设计整个系统由监控摄像机、传输设备、民
26、防办监控中心组成，监控中心可通过图像对监控现场进行实时监控，实现对现场突发状况、可疑人员、可疑事件等特殊状况的远程监视，并可对可疑人员进行跟踪；还可对重要突发事件录像和查询、回放等。宣武人防局在中国移动北京公司菜市口大楼监控点配置有激光照明的远距离摄像机，白天可视距离为 1020公里（清晰为 5 公里） 、夜间激光照明可视距离3 公里。 （清晰为 2 公里） 。我们考虑北京市近些年汽车数量猛增，空中经常出现薄雾， 因此系统必须具有透雾功能；夜间由于北京灯光比较散乱，若采用红外摄像机较暗的物体摄像易受周围灯光的影响，更加难以取得清楚的画面，因此我们选用了远程激光补光的方式；为了减少建筑物顶端的设
27、备监控范围的影响需在楼顶建一个加高的铁塔用来安装摄像系统，铁塔的设计要求符合国家标准，不能因为大风或地震倾覆或倒塌，并要保证平时设备能稳定地工作；对摄像设备要求能远程控制并将图像信号通过光缆传输到宣武区民防局指挥中心。2. 摄像照明系统的设计摄像部分是整个系统的“眼睛” ，对它的选择和布置是整个系统成败的关键，把它名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 12 页 - - - - - - - - - 布置在监视场所的最高位置上，使监测点的视角是尽可能地覆盖被监视的
28、各个区域。使监视场所的面积最大，在摄像机上加装可遥控的变焦距镜头，使摄像机所能观察的距离更远、更清楚，同时还配备同步的照明系统使整个系统能够在黑夜里也能起到监控的作用。我们提供的摄像照明一体系统具有如下特点：独有数字化步进照明角度控制技术，0.1o精确随动控制。特有激光整形匀化和光功率控制技术，达到最佳的照明效果。独立光敏控制，保证摄像机的彩转黑与激光开关精确同步。采用重载数控云台， 360o连续旋转观察，无死角，运转平稳，图像抖动小。整机采用超强铝合金外壳，IP66防护，防淋雨、防灰尘，可适应各种恶劣环境。3 . 环境保障设备全天候防护罩室外全天候防护罩已经广泛应用在各种恶劣的气候条件下。2
29、符合IP66 标准，标准配置有加热器及遮阳罩，适用于绝大多数室外环境2压铸铝材质，强度高，坚固耐用2安装底盘可调整，适用于大多数摄象机/ 镜头组合名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 12 页 - - - - - - - - - 2重量： 8.05kg 2使用环境温度：- 20至+60，双加热器结构可达-40以下2供电：交流230V/50Hz 2除霜器 / 加热器：标准 7W ，最大 25W ，PTC压电陶瓷，低于 15打开，超过 25关闭雨刷功能夜视仪带有雨
30、刷功能，自动完成前罩表面的雨水、灰尘的擦拭，方便机器的维护。4. 传输系统的设计由于宣武人防指挥中心已有光纤铺设到中国移动北京公司菜市口大楼，因此我们采用光端机传输视频图像信号和云台控制信号。光传输设备是用于将远距离的视频、数据信号进行远距离传输的重要设备，具体传输信号由具体需求而定。它主要有以下特点：A光传输设备具有损耗小，传输距离远且图像清晰的特点。B光传输设备具有较强的抗电磁干扰、较好的保密性及不易被雷击的特点。C光传输设备具有带宽宽，传输信号多的特点，可以在单芯单模光纤中进行下行至上行的 116 组视频、音频和数据信号的传输，同时可以将上行至下行的14 路音频和数据信号传输到前端，另外还具备图像的回传功能。5. 安装基座的设计由于摄像系统安装在位于北京市宣武区菜市口移动银业厅的66 米高大厦顶端，为了保证摄取图像的稳定，基座必须牢固；同时为了增大监视范围，摄像机应尽量高。根据现场考察，我们建议在水房顶东南角架设5 米塔架作为摄像机按装基础。这样系统的稳定和监视范围得到较好统一，监视死角最小。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 12 页 - - - - - - - - -