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湖北某监狱安防系统建设案例介绍及分析
作者：RFID世界网收编
来源：RFID世界网
日期：2012-02-22 17:15:20
摘要：监狱监控系统由IP摄像机、拾音器等设备采集的所有现场信息，包括视音频信息和告警信息，在网络摄像机数字化编码压缩处理后，直接上传至上级监控中心。
背景概况
监狱的安全问题包含罪犯逃脱和狱内涉案，在警力严重不足的情况下，很难做到实时监管，罪犯利用监视的盲区进行逃脱和狱内涉案。该监狱关押的罪犯有很大一部分是新进的罪犯，新进的罪犯初期的特点是情绪不是很稳定，特别是受到外界环境的影响时，行为就会失控，做危害自己或别人的事情。比如在该监狱进行工程实施的时候，就遇到一个犯人在看完家书后，将牙刷吞进喉咙里想自杀，因当时正值白天，其他罪犯和干警都在附近，才及时发现，赶紧送往医院进行抢救，避免了事故的发生。如果当时该罪犯在无人的地方自杀，其后果可想而知。因此建立一套完整的安全保障机制是目前监狱迫切需要解决的问题。
监狱安全保障机制要以安全防范、狱内侦查、应急处置等监狱职能活动为支撑。不仅要实时监控监狱的各个区域，而且要实时监视犯人所在的位置和掌控罪犯的各种状态。该监狱的监控系统有1000个摄像头，仅仅靠人力去对每个摄像区域进行监控是有局限的，视频监控既不能满足脱管时间的要求，也不能满足所有空间点的要求，罪犯的行为状态、罪犯之间的管理、罪犯与干警之间的关系都不能进行完全有效的监控。只有通过先进的技术手段，采用无线定位技术对监狱内移动目标物体进行实时跟踪，进而掌握罪犯的各种行为状态，避免发生冲突等行为。要及时发现罪犯异常行为，要杜绝罪犯逃脱、非正常死亡、群殴等重大案件，必须采用先进的技术手段，实时分析异常情况，将视频系统与报警系统、智能分析系统、门禁系统等安防系统进行联动操作，提高应急响应速度。
建设需求
总体上归纳分析，该监狱存在以下需求。
安防系统联动需求
该监狱目前建设的安防子系统有视频监控系统、门禁管理系统、AB门管理系统、巡更系统、监舍对讲系统、周界报警系统、微波报警系统、广播系统、电网系统、智能分析系统、亲情电话系统、一卡通管理系统、巡更系统。如果每个系统都需要人力去监控操作，将是对警力的极大浪费，因此需要一个平台将所有的系统进行集成，对所有联网的音视频信息、门禁刷卡信息、报警信息、对讲信息、广播信息、一卡通消费信息等统一管理和调度。当收到报警信息后，接警人员对报警信息进行登记、核实。当警情级别较高时，自动联动大屏，将现场的图像输出到电视墙，并联动广播系统进行播音或者喊话。如果是重大警情需要上报监狱领导，经监狱领导审批后还需要上报到监狱管理局指挥中心。
三级权限管理需求
该监狱对系统的权限要求分三级。第三级：分监区监控管理系统，分监区管理系统的权限仅仅是管理监舍每一层楼的设备，包含监控图像、报警信息、对讲信息等;第二级：监区监控管理系统，监区管理系统的权限可管理一个监区的所有设备和信息;第一级：监狱指挥管理中心，监狱指挥管理中心拥有所有设备的管理权限。
集中存储管理需求
该监狱摄像机众多，仅仅靠实时图像监控不能满足脱管时间的要求，需要将所有的视频监控图像进行存储，当发觉罪犯有可疑迹象，可对存储的图像进行回放，进一步了解罪犯的实时动态信息，监狱可采取相应的行动，杜绝事件的进一步发生。
目前视频监控存储方式一般分为分布式存储和集中式存储，分布式存储即传统的DVR和NVR存储;集中式存储是采用IP-SAN进行存储。
采用集中式存储的优势很多。
1、容量大、成本低。采用IP-SAN集中存储可存储128路以上，保存30天的存储录像。
2、可靠性高、稳定性强。IP-SAN的模块一般采用热插拔，可大大减少人为操作出错。系统支撑硬盘RAID，保证数据长期可靠的稳定运行。
3、可维护性强。IP-SAN基于TCP/IP传输协议，管理上不传统的FC-SAN更为简单。对技术人员的技术要求也比较低。
业务深度集成需求
该监狱安防集成平台不仅仅将音视频信息、报警信息、刷卡信息进行收集，还需要通过报警信息或者刷卡信息及时了解罪犯的基本信息和其他信息，这需要在集成平台整合罪犯信息和干警信息。一旦发生异常状态，能及时调配所需的所有相关数据，迅速控制事件的发生。监狱安防集成平台还需要对各系统进行深度集成，在监狱安防集成平台实现对AB门的控制功能，当发生重大警情，能对AB一键锁门，防止事态进一步恶化。
行为规则分析需求
对于罪犯的状态信息，通过实时监控不能满足脱管时间的要求。需要通过智能分析系统对图像设置一定的规则，一旦罪犯的行为符合此规则，则发生报警信息，同时联动该视频图像。比如在周界划定一条线，当罪犯穿过此线，系统立即发生报警。值班人员通过联动的图像及时采取措施，防止事件的发生。
应急指挥管理需求
应急指挥是在发生重大警情后，由监狱管理局领导或者监狱领导进行现场指挥，阻止事态进一步恶化。通过对罪犯信息和事件情况的分析，对事态进行综合评估，调配警力和资源，调度现场的监控视频，对安防设备进行集中控制，达到迅速控制警情的目的。
视频会议需求
视频会议是当发生重大警情后，通过视频会议系统，联系技术专家和各级领导进行现场会议，对事态的发展进行讨论，拿出合理的解决方案。
建设目标和思路
针对该监狱的上述需求，我们制订了如下建设目标和思路。
1、网络覆盖整个监狱，最终建成3个网络：监控专网、办公专网、省局专网。监控专网主干网为1000M网络，供音视频信息、报警信息传输。保障监狱安防系统的正常运行。
2、在监狱指挥中心建设监狱安防集成平台单屏、监狱安防集成平台双屏、应急指挥系统、视频会议系统、设备运维管理系统。
监狱安防集成平台单屏专门对重点区域进行监控，比如监狱围墙等。平时将重点区域的图像通过IP矩阵传送到大屏上，便于实时监控。
监狱安防集成平台双屏专门接收各系统的报警信息，若发生报警，在双屏电子地图上立刻显示报警的区域，并在视频监控屏显示该区域的图像信息，并将该区域的图像送到大屏。
应急指挥和视频会议系统在发生重大警情时供领导指挥使用，可跟监狱管理局应急中心进行音视频对讲，也可以跟监区的值班人员进行音视频对讲。
设备运维管理席位主要是对中心服务器和客户端设备进行监控，当某服务器发生故障，该系统及时通知值班人员，保障系统的正常运行。
3、在监狱机房部署中心服务器、流媒体服务器、存储服务器、IP-SAN、设备接入服务器、数据库服务器、GIS数据服务器、智能分析服务器。
方案分析
经过与用户充分交流和沟通，我们形成了完整的技术方案，该方案具有如下几个重要特点。
集成度高、提高监狱工作效率
监狱承担着维护社会安定的重大责任，其安全保障机制也应是最好的，所有安防系统都在监狱承担着责任，但是系统建设多了，需要的警力也要增加，当现有警力不足的时候，需要考虑通过技术手段进行管理，通过监狱安防集成平台能将各安防系统进行管理。
当其他子系统发生告警时，能在监狱安防集成平台里联动摄像机点播、联动抓拍、联动OSD，如果安装了短信模块，还能联动短信，将告警信息以短信的方式发送给监狱领导。
多级系统架构、扩展性好
监狱系统建设完后，下一步就是和监狱管理系统联网。该监狱安全系统可直接和监狱管理局系统对接，不仅监狱安防集成平台能和监狱管理局对接，应急指挥系统也能和监狱管理局对接。
当发生重大警情时，监狱监控中心能将告警信息直接通过监狱安防集成平台上报到监狱管理局，监狱管理局在指挥系统能直接收到告警信息，启动应急指挥系统，并将监狱的图像传送到监狱管理局，监狱管理局指挥中心根据现场情况进行指挥调度。
技术先进、性能好
采用先进的IP摄像机，图像采用集中存储，每台存储服务器至少存128路图像，并且录像文件无图像丢失现象，所有图像保存在IP-SAN中，IP-SAN硬盘做RAID5，保证所存数据的稳定性。
设备实时监视、可维护性好
在监狱指挥中心配置系统运行监控终端，系统运行监控终端可实时监控系统的网络流量、各设备运行的状态，如CPU使用状况、网络进出流量、内存的占用、设备运行时间、硬盘容量等。系统对前端编码设备运行状态重点检测，可检测的参数指标有：网络流量、CPU使用百分比、内存占用、硬盘容量、剩余空间、录像的视频、布防情况、是否视频丢失。
通过设备运维管理系统，能实时监视各系统和设备的运行状态，一旦出现状况可及时发现问题并恢复。
权限分组灵活、减少系统的误操作
用户权限分系统管理员、操作员、普通用户三种。对用户权限进行精细化管理。如：禁止登录、系统设置、实时浏览、是否允许浏览保密通道、云台控制、报警控制、录像资料的检索、回放、下载等等。
所有用户权限的设置和更改都集中在中心服务器上进行，用户数量不受限制，用户权限也可随意设置。用户无论在哪里，使用哪台计算机，只要登陆中心服务器通过身份认证，即可获得权限内的资源列表，实现对授权设备的访问。系统管理员可根据管理需要，随时调整用户和用户权限，保证了管理上的安全性，实时性。
建设效果
该监狱监控系统由IP摄像机、拾音器等设备采集的所有现场信息，包括视音频信息和告警信息，在网络摄像机数字化编码压缩处理后，直接上传至上级监控中心。监控中心将以多种方式实现一对多(一个管理客户端同时连接监控多个监控现场内的监控目标)和多对一(多个管理客户端同时监控一个监控现场内的监控目标)的远程实时监控功能。
当发生特定的报警情况时(如：人员非法入侵、设备状态变化及故障等)，系统将接收相应的报警信息，并根据预先设定的联动策略，联动报警目标周围的相应设备进行处理，如：启动监控现场的声光告警箱、发出声光告警震慑现场、同时联动相应的照明设备(如：探照灯等)给现场提供充足的照明，并控制相应的摄像机转动到指定的预置位，进行录像、抓图等相关操作。报警信息能与录像、抓图无缝结合，即可由报警信息检索回放相应的现场录像与抓拍图片，以便作为日后事故追踪和调查的有力辅助手段。
监控现场内同时发生多点报警时，系统将按报警级别高低和时间优先的原则进行处理，先上传严重报警点的视音频等告警信息，同等级别的报警将按时间优先顺序上传。
目前，该监狱系统建设已经完成并投入使用，值班人员的工作效率得到显著提高，警情发生大幅度减少。
监狱的安全问题包含罪犯逃脱和狱内涉案，在警力严重不足的情况下，很难做到实时监管，罪犯利用监视的盲区进行逃脱和狱内涉案。该监狱关押的罪犯有很大一部分是新进的罪犯，新进的罪犯初期的特点是情绪不是很稳定，特别是受到外界环境的影响时，行为就会失控，做危害自己或别人的事情。比如在该监狱进行工程实施的时候，就遇到一个犯人在看完家书后，将牙刷吞进喉咙里想自杀，因当时正值白天，其他罪犯和干警都在附近，才及时发现，赶紧送往医院进行抢救，避免了事故的发生。如果当时该罪犯在无人的地方自杀，其后果可想而知。因此建立一套完整的安全保障机制是目前监狱迫切需要解决的问题。
监狱安全保障机制要以安全防范、狱内侦查、应急处置等监狱职能活动为支撑。不仅要实时监控监狱的各个区域，而且要实时监视犯人所在的位置和掌控罪犯的各种状态。该监狱的监控系统有1000个摄像头，仅仅靠人力去对每个摄像区域进行监控是有局限的，视频监控既不能满足脱管时间的要求，也不能满足所有空间点的要求，罪犯的行为状态、罪犯之间的管理、罪犯与干警之间的关系都不能进行完全有效的监控。只有通过先进的技术手段，采用无线定位技术对监狱内移动目标物体进行实时跟踪，进而掌握罪犯的各种行为状态，避免发生冲突等行为。要及时发现罪犯异常行为，要杜绝罪犯逃脱、非正常死亡、群殴等重大案件，必须采用先进的技术手段，实时分析异常情况，将视频系统与报警系统、智能分析系统、门禁系统等安防系统进行联动操作，提高应急响应速度。
建设需求
总体上归纳分析，该监狱存在以下需求。
安防系统联动需求
该监狱目前建设的安防子系统有视频监控系统、门禁管理系统、AB门管理系统、巡更系统、监舍对讲系统、周界报警系统、微波报警系统、广播系统、电网系统、智能分析系统、亲情电话系统、一卡通管理系统、巡更系统。如果每个系统都需要人力去监控操作，将是对警力的极大浪费，因此需要一个平台将所有的系统进行集成，对所有联网的音视频信息、门禁刷卡信息、报警信息、对讲信息、广播信息、一卡通消费信息等统一管理和调度。当收到报警信息后，接警人员对报警信息进行登记、核实。当警情级别较高时，自动联动大屏，将现场的图像输出到电视墙，并联动广播系统进行播音或者喊话。如果是重大警情需要上报监狱领导，经监狱领导审批后还需要上报到监狱管理局指挥中心。
三级权限管理需求
该监狱对系统的权限要求分三级。第三级：分监区监控管理系统，分监区管理系统的权限仅仅是管理监舍每一层楼的设备，包含监控图像、报警信息、对讲信息等;第二级：监区监控管理系统，监区管理系统的权限可管理一个监区的所有设备和信息;第一级：监狱指挥管理中心，监狱指挥管理中心拥有所有设备的管理权限。
集中存储管理需求
该监狱摄像机众多，仅仅靠实时图像监控不能满足脱管时间的要求，需要将所有的视频监控图像进行存储，当发觉罪犯有可疑迹象，可对存储的图像进行回放，进一步了解罪犯的实时动态信息，监狱可采取相应的行动，杜绝事件的进一步发生。
目前视频监控存储方式一般分为分布式存储和集中式存储，分布式存储即传统的DVR和NVR存储;集中式存储是采用IP-SAN进行存储。
采用集中式存储的优势很多。
1、容量大、成本低。采用IP-SAN集中存储可存储128路以上，保存30天的存储录像。
2、可靠性高、稳定性强。IP-SAN的模块一般采用热插拔，可大大减少人为操作出错。系统支撑硬盘RAID，保证数据长期可靠的稳定运行。
3、可维护性强。IP-SAN基于TCP/IP传输协议，管理上不传统的FC-SAN更为简单。对技术人员的技术要求也比较低。
业务深度集成需求
该监狱安防集成平台不仅仅将音视频信息、报警信息、刷卡信息进行收集，还需要通过报警信息或者刷卡信息及时了解罪犯的基本信息和其他信息，这需要在集成平台整合罪犯信息和干警信息。一旦发生异常状态，能及时调配所需的所有相关数据，迅速控制事件的发生。监狱安防集成平台还需要对各系统进行深度集成，在监狱安防集成平台实现对AB门的控制功能，当发生重大警情，能对AB一键锁门，防止事态进一步恶化。
行为规则分析需求
对于罪犯的状态信息，通过实时监控不能满足脱管时间的要求。需要通过智能分析系统对图像设置一定的规则，一旦罪犯的行为符合此规则，则发生报警信息，同时联动该视频图像。比如在周界划定一条线，当罪犯穿过此线，系统立即发生报警。值班人员通过联动的图像及时采取措施，防止事件的发生。
应急指挥管理需求
应急指挥是在发生重大警情后，由监狱管理局领导或者监狱领导进行现场指挥，阻止事态进一步恶化。通过对罪犯信息和事件情况的分析，对事态进行综合评估，调配警力和资源，调度现场的监控视频，对安防设备进行集中控制，达到迅速控制警情的目的。
视频会议需求
视频会议是当发生重大警情后，通过视频会议系统，联系技术专家和各级领导进行现场会议，对事态的发展进行讨论，拿出合理的解决方案。
建设目标和思路
针对该监狱的上述需求，我们制订了如下建设目标和思路。
1、网络覆盖整个监狱，最终建成3个网络：监控专网、办公专网、省局专网。监控专网主干网为1000M网络，供音视频信息、报警信息传输。保障监狱安防系统的正常运行。
2、在监狱指挥中心建设监狱安防集成平台单屏、监狱安防集成平台双屏、应急指挥系统、视频会议系统、设备运维管理系统。
监狱安防集成平台单屏专门对重点区域进行监控，比如监狱围墙等。平时将重点区域的图像通过IP矩阵传送到大屏上，便于实时监控。
监狱安防集成平台双屏专门接收各系统的报警信息，若发生报警，在双屏电子地图上立刻显示报警的区域，并在视频监控屏显示该区域的图像信息，并将该区域的图像送到大屏。
应急指挥和视频会议系统在发生重大警情时供领导指挥使用，可跟监狱管理局应急中心进行音视频对讲，也可以跟监区的值班人员进行音视频对讲。
设备运维管理席位主要是对中心服务器和客户端设备进行监控，当某服务器发生故障，该系统及时通知值班人员，保障系统的正常运行。
3、在监狱机房部署中心服务器、流媒体服务器、存储服务器、IP-SAN、设备接入服务器、数据库服务器、GIS数据服务器、智能分析服务器。
方案分析
经过与用户充分交流和沟通，我们形成了完整的技术方案，该方案具有如下几个重要特点。
集成度高、提高监狱工作效率
监狱承担着维护社会安定的重大责任，其安全保障机制也应是最好的，所有安防系统都在监狱承担着责任，但是系统建设多了，需要的警力也要增加，当现有警力不足的时候，需要考虑通过技术手段进行管理，通过监狱安防集成平台能将各安防系统进行管理。
当其他子系统发生告警时，能在监狱安防集成平台里联动摄像机点播、联动抓拍、联动OSD，如果安装了短信模块，还能联动短信，将告警信息以短信的方式发送给监狱领导。
多级系统架构、扩展性好
监狱系统建设完后，下一步就是和监狱管理系统联网。该监狱安全系统可直接和监狱管理局系统对接，不仅监狱安防集成平台能和监狱管理局对接，应急指挥系统也能和监狱管理局对接。
当发生重大警情时，监狱监控中心能将告警信息直接通过监狱安防集成平台上报到监狱管理局，监狱管理局在指挥系统能直接收到告警信息，启动应急指挥系统，并将监狱的图像传送到监狱管理局，监狱管理局指挥中心根据现场情况进行指挥调度。
技术先进、性能好
采用先进的IP摄像机，图像采用集中存储，每台存储服务器至少存128路图像，并且录像文件无图像丢失现象，所有图像保存在IP-SAN中，IP-SAN硬盘做RAID5，保证所存数据的稳定性。
设备实时监视、可维护性好
在监狱指挥中心配置系统运行监控终端，系统运行监控终端可实时监控系统的网络流量、各设备运行的状态，如CPU使用状况、网络进出流量、内存的占用、设备运行时间、硬盘容量等。系统对前端编码设备运行状态重点检测，可检测的参数指标有：网络流量、CPU使用百分比、内存占用、硬盘容量、剩余空间、录像的视频、布防情况、是否视频丢失。
通过设备运维管理系统，能实时监视各系统和设备的运行状态，一旦出现状况可及时发现问题并恢复。
权限分组灵活、减少系统的误操作
用户权限分系统管理员、操作员、普通用户三种。对用户权限进行精细化管理。如：禁止登录、系统设置、实时浏览、是否允许浏览保密通道、云台控制、报警控制、录像资料的检索、回放、下载等等。
所有用户权限的设置和更改都集中在中心服务器上进行，用户数量不受限制，用户权限也可随意设置。用户无论在哪里，使用哪台计算机，只要登陆中心服务器通过身份认证，即可获得权限内的资源列表，实现对授权设备的访问。系统管理员可根据管理需要，随时调整用户和用户权限，保证了管理上的安全性，实时性。
建设效果
该监狱监控系统由IP摄像机、拾音器等设备采集的所有现场信息，包括视音频信息和告警信息，在网络摄像机数字化编码压缩处理后，直接上传至上级监控中心。监控中心将以多种方式实现一对多(一个管理客户端同时连接监控多个监控现场内的监控目标)和多对一(多个管理客户端同时监控一个监控现场内的监控目标)的远程实时监控功能。
当发生特定的报警情况时(如：人员非法入侵、设备状态变化及故障等)，系统将接收相应的报警信息，并根据预先设定的联动策略，联动报警目标周围的相应设备进行处理，如：启动监控现场的声光告警箱、发出声光告警震慑现场、同时联动相应的照明设备(如：探照灯等)给现场提供充足的照明，并控制相应的摄像机转动到指定的预置位，进行录像、抓图等相关操作。报警信息能与录像、抓图无缝结合，即可由报警信息检索回放相应的现场录像与抓拍图片，以便作为日后事故追踪和调查的有力辅助手段。
监控现场内同时发生多点报警时，系统将按报警级别高低和时间优先的原则进行处理，先上传严重报警点的视音频等告警信息，同等级别的报警将按时间优先顺序上传。
目前，该监狱系统建设已经完成并投入使用，值班人员的工作效率得到显著提高，警情发生大幅度减少。
