第一節 視頻監控系統組成

隨著監獄系統網絡化、信息化和智能化建設的展開，信息共享、多級管理、遠程控制也成為監獄管理部門迫切需要解決的問題。建設監獄視頻監控系統就是采用先進的視頻監控技術對監控圖像進行實時傳送，以達到信息共享、過程監控和管理的目的。實現對監獄全方位動態情況進行實時監控和報警探測，提供豐富的應用功能，為監獄管理者提供實時現場圖像和事后查證的依據。

目前，我國監獄的視頻監控系統發展主要表現為以下六個特點。

（1）智能化。監獄智能化管理也是一大趨勢，監管工作繁雜而重要，智能化管理能使工作更有效、更規范和更及時，包括視頻分析、突發預案、完善的報警聯動、設備在線監測和異常情況報警等功能。

（2）集成化。對前端各個監區所有的點進行集中管理，可以實現統一控制、統一指揮和協同聯動并實現與其他監獄信息平臺進行集成，如電子政務平臺、人事管理系統等進行集成管理。

（3）數字化。監獄數字化不僅包括系統架構的網絡化，還包括數字化設備的使用，包括監控攝像機的高清化，實現1080P和4K高清監控的普及與應用，包括民警手持單兵終端、保外就醫車載、RFID人員定位技術以及生物特征識別和物聯網技術的應用。

（4）網絡化。監獄安防信息化建設實現全網絡化，不僅各子系統的集成聯動依靠網絡，中心綜合管理平臺同時也是對網絡信號的處理以及存儲，便于系統擴展和升級。

（5）易用化。由于監獄監控點位密集，數量眾多，對于有限的民警力量，監管工作量是很大的，因此監獄安防信息化建設在于提高監管工作效率，如監控視頻自動巡查，視頻智能分析與門禁系統報警聯動，3D電子地圖的直觀顯示，突發預案策略等。

（6）安全化。為保障監獄的全方位安全性，應該從多個方面考慮監獄安全問題。從視頻監控系統角度考慮，應包含設備安全（采用防暴型的攝像機）、網絡安全（保障網絡通暢穩定）、數據安全（保障數據前后端存儲雙冗余機制）和系統安全（模擬和網絡系統冗余互補）等。

對于高清網絡攝像機，數字視頻信號通過安防網直接接入網絡內，接入數字監管主機，可進行本地存儲，也可進行集中存儲，以及與子系統實現聯動。分監區值班室配備分控管理服務器，領導分配主機，這樣可降低指揮中心帶寬壓力，提高各個終端的主機能力。對于特殊地點監控，采用星光級攝像機，適用于夜間圍墻附近的監控。若是網絡信號輸出，需要根據通信協議進行協議對接，前端設備與主機建立聯系后，在接入集成平臺實現與其他技術的聯動。

視頻監控系統由采集、傳輸、存儲、顯示、控制五個部分組成。

一、視頻采集系統

根據監管中心建筑布局的特點，要在監區內的所有建筑、主要道路和綠化場地等重要部位，均設計安裝視頻監控系統，力求不留死角，即視場范圍能按接力方式實現視頻全覆蓋，實施有效的視頻監控和圖像記錄。

前端攝像機（俗稱電子眼）是視頻監控系統的原始信號，負責采集監控點位的信息傳至視頻設備進行處理。根據工業型和農業型監獄特點，以及監視區域大小，室內外照度，人員多少，清晰度高低，距離控制中心遠近，防爆、防雷等，選購合適的技術方案和產品，以確保實際監控效果。

1.總體要求

采用網絡高清攝像機，攝像機應能清晰有效地采集到現場的圖像。采集點本地的圖像質量應達到五級圖像質量等級。攝像機的選型應能適應現場的照明條件、安裝條件和安全管理的需求。監視目標的最低環境照度不應低于攝像機靶面最低照度的50倍。

環境照度不能滿足視頻監控要求時，應配置輔助照明。環境照明裝置的光源應避免直射攝像機鏡頭，以免產生眩光，并力求環境照度分布均勻。應根據監控目標現場環境照度變化情況，選擇適合的寬動態范圍的攝像機。

監視目標的照度變化范圍大或必須逆光攝像時，應選用具有自動電子快門的攝像機。攝像機一般應順光安裝，避免逆光安裝。如因環境原因而不得不逆光安裝，應選擇具有逆光補償功能的攝像機。攝像機均應帶有場景變更、畫面虛焦等通用異常偵測功能。

對于衛生間、淋浴室、廚房等場所，選用的攝像機應具備防水功能，可采用帶有防水功能的高清網絡槍機。對于霧氣較大的監所，室外攝像機應選用帶有透霧功能的攝像機，以達到清晰監控目標場所的目的。

對于需要同步監控監聽錄音的，由于目前主要配備網絡攝像機，一般自帶同步錄音接口，因此技術上采用將拾音器接入某一攝像機的方式實現同步監控監聽錄音。

對于需要進行智能識別的，應能滿足拍下對應照片，實現智能識別，并將結果同步保存。

視頻監控要實現全覆蓋。全覆蓋應在以下幾個方面實現：一是AB門區域，圍墻內、外周界區域和武警巡視道要無死角；二是監管區內罪犯生活、學習和生產的室內活動范圍所涉及的區域沒有死角；三是公共活動場所、道路、建筑物室外周界等要全面覆蓋；四是罪犯超市、衛生所（衛生服務點）等重要服務場所要全面覆蓋。

（1）圍墻區域

監獄外圍墻和武警巡視通道要實現監控全覆蓋。在監獄外圍墻5～10米處和武警巡視通道上，一般按照100～200米間距安裝一圈紅外彩色寬動態帶低照度的星光級網絡槍機。對非直線區域必須根據需要增加攝像機。攝像機的安裝調整要采取追尾式，不留監控死角。每個崗樓內部要安裝一個低照度彩轉黑半球廣角監控攝像機，并安裝同步拾音器。

監獄內圍墻隔離帶和沿內圍墻道路要實現監控全覆蓋。一般按照50～70米間距，順時針或逆時針安裝紅外彩色寬動態帶低照度的星光級網絡槍機。攝像機可安裝在圍墻內側上，但最好安裝在靠近圍墻的有關建筑的外部。在圍墻拐角處和武警崗樓下，可安裝個別一體化球機。攝像機安裝點一般應低于圍墻照明燈，鏡頭盡量避開照明燈光直射。對非直線區域必須根據需要增加攝像機。攝像機的安裝調整要采取追尾式，不留監控死角。針對圍墻攝像機，要配套安裝和調整圍墻照明，圍墻照明不僅要滿足日常夜晚人員巡視照明需要，還要滿足為圍墻攝像機提供夜晚輔助光源需要。圍墻照明既要防止出現提供攝像機輔助照明不夠的問題，也要防止照明直射攝像機而出現眩光的問題。攝像機安裝還要考慮白天太陽直射眩光問題，在實際安裝時要從實際出發，調整選擇最佳角度，最大限度地避免太陽光直射造成眩光。

此外，惡劣環境是監管安全的大敵，歷史數據表明，霧天、大雨等惡劣環境發生管理安全事故的概率遠大于正常環境。所以選擇的攝像機要具備透霧等功能，滿足惡劣環境下使用需要。

（2）AB門區域

在車行道的AB門監管區外，要設置一個針對監管區外全景的攝像機，能監控監管區外車輛和外邊一定區域的情況。攝像機一般選擇星光級寬動態一體化球機（或廣角半球）。監門外應設置輔助探照燈，既為夜晚照明需求，還為夜晚監門攝像機提供夜晚輔助光源需要。

在人行道AB門監管區外，要設置攝像機，能監控清楚進出人員的面貌及其周邊情況。攝像機應選擇星光級低照度槍機。要配有輔助的照明燈，既為夜晚照明需求，還為夜晚監門攝像機提供夜晚輔助光源需要。

在車行道的AB門之間，一是應在對角設置兩個彩色半球攝像機，攝像機位置應設于高處，方向從上至下，通過兩個攝像機基本從上至下覆蓋整個車行道的AB門區域。要配備輔助的照明光，能滿足夜晚攝像機對輔助光源的需要。二是車行AB門通道的B門上方安裝一個車頂掃描攝像機，不留盲區，以便車行通道值班人員觀看車頂情況。三是在車底掃描系統中，配置符合車底掃描系統建設需要的攝像機。四是一般應在A門側邊或上邊，針對車輛進出分別設置一個彩色槍式攝像機，主要用于對進出車輛的車牌進行攝像抓拍和識別。五是應在該區域輔助標識車輛停止線和行車線，以便車輛按照預定線路停放和行進，便于攝像機的攝像和拍照。六是應該在車行通道中設置監聽，同步錄音。

在人行道AB門之間所有進出口，以及換證辦證區域、人工檢查和各道閘口等區域要設置彩色槍式或半球高清晰攝像機，對人行道的AB門進出人員進行全面覆蓋監控。在AB門人行通道處設置人臉抓拍攝像機，對進出人員的面部抓拍圖片，自動識別后與身份證登記信息進行比對驗證。如果人行道間白天的總體亮度不高，但打開A或B門時，進口處的背景處亮度與AB門之間的亮度對比較大，為照清人臉，宜選擇寬動態或具有逆光補償功能的攝像機。整體錄像畫面應能清晰分辨進出人員臉部特征。人行道AB門間應設置輔助光源。

在車行AB門外靠監管區內，要設置一個針對監管區AB門附近全景的攝像機，能攝清楚監管區內車輛和門里邊一定范圍的情況。攝像機可選擇高清全景攝像機，對較大場景進行全角度拍攝，應配套設置輔助探照燈。

在人行AB門外靠監管區內，要設置攝像機，能監控清楚進出人員的面貌及其周邊情況，并要單設專門的人臉抓拍和智能識別攝像機。攝像機應選擇星光級低照度槍機。要配有輔助的照明燈。

在AB門值班室，為保證值班安全，要在AB門值班室內設置一個彩色半球攝像機。因為涉及進出換證等交涉事宜，因此應設置監聽，同步進行錄像和錄音。一般應吸頂安裝在角落，并且注意避免值班室內燈直射攝像機。

在AB門武警值班室，要對武警哨進行24小時監控。武警哨的監控攝像可選擇彩色半球或槍機。因為涉及武警哨兵對進出人員的檢查等事宜，應在武警哨位設置監聽。監獄監控系統應對武警哨位進行同步錄像錄音。武警哨位應設置照明輔助光源。

（3）監舍（禁閉室、醫院）

監舍區域一般指獨幢的監舍樓。監舍樓中一般包括值班室、辦公室、寢室、通道、盥洗室、廁所、儲藏室、公共活動區、閱覽室、談話室、理發室、曬衣房等功能用房。禁閉室一般也是獨幢，與監舍相似，但有禁閉室和放風間。醫院中有醫生辦公室、就診室、手術室和住院病房等。

監舍：每個監舍應安裝兩個星光級低照度半球廣角防暴攝像機，結合實際選擇合理的安裝位置，或者采用一個單目全景攝像機，從而實現對監舍的監控全覆蓋。為保證監舍夜間監控效果，應該設置夜燈（非照明燈，只提供夜間微弱照明，不能影響罪犯休息，設置點位應避免攝像頭形成眩光），在夜晚照明燈關掉的情況下，給攝像機提供輔助光源。如果監舍中沒有設置夜燈，則要配置相應的紅外輔助光源或采用帶主動式紅外的攝像機。應注意監舍內照明燈光不要直射攝像機鏡頭。對于監舍窗戶開向南邊，白天光照較多，容易形成眩光情況的監舍，對窗監控攝像機應選擇具有寬動態或逆光補償功能的，攝像機宜選擇具有防暴功能的。每個監舍還必須配備一個拾音器，實現與同監控錄音。如果監舍內的廁所存在被遮擋的情況，則要根據實際進行監控點設置。醫院住院病房以此類推，參照執行。

（4）通道

監控監舍通道應安裝具備走廊模式的星光級紅外槍式攝像機（前端攝像機應具備9：16的走廊模式功能，并且保證在客戶端和監控大屏上支持9：16與16：9的混合顯示，后同），夜間應在通道處有長明燈提供輔助光源。監舍的罪犯進出通道樓梯進出口，如果有長明燈提供輔助光源，則選擇星光級紅外半球或槍式攝像機；如果沒有輔助光源，則選擇另帶紅外輔助光源的彩色半球或槍式攝像機。

盥洗室、監舍公共衛生間、儲藏室、心理咨詢室、理發室、圖書室、開水房、超市等功能房：應結合實際情況安裝兩個或以上星光級低照度半球廣角防暴攝像機，實現對此區域的全面監控。同時，要安裝至少一個監聽拾音器，實現同步監聽錄音。醫院就診室、X線檢查室、搶救室、手術室、重癥監護室要安裝監控和同步監聽。

（5）監舍公共活動區

一般在進門對角線位置各安裝一臺攝像機。此外，在公共活動區罪犯收看有線電教的正面要安裝一臺攝像機，主要用于組織罪犯在公共活動區集中收看電教節目時，能夠從正面看到罪犯集中收視的情況。如果夜間有長明燈輔助光源，一臺可選擇星光級低照度半球廣角防暴攝像機，另一臺為低照度彩色轉黑白可變倍一體化攝像機。如果夜間沒有長明燈輔助光源，應安裝帶紅外輔助光源的攝像機。如果攝像機安裝照攝位置正對的窗戶等白天有強光，應選擇支持寬動態的攝像機。攝像機宜選擇具有防暴功能的。在整層監舍走廊進出口位置，安裝帶智能人臉抓拍識別的智能攝像機，對進出人員進行自動抓拍識別。

（6）曬衣房

攝像機應選用另帶紅外輔助光源的彩色半球廣角防暴攝像機。對于安裝位置直照著陽光高亮區域的攝像機，還應選擇具有寬動態或逆光補償功能的。由于一般情況下遮擋比較嚴重，攝像機的安裝位置和選擇的數量應根據現場實際，考慮掛衣遮擋的情況，配套相關管理規定進行合理確定。曬衣房的曬衣架應留一條走道式空間來保證監控效果，或曬衣架落地安裝不超過1.6米高度，攝像機則安裝在樓頂保證監控效果。或者衣服要求全部高掛，攝像機低安，以確保效果。要安裝監聽拾音器。

（7）值班室

應在值班室中安裝一臺彩色半球攝像機，進門對角處吸頂安裝。值班室在夜晚必須有光源照明，攝像機安裝位置應注意盡最大可能減少死角，同時照明燈不應直射攝像機鏡頭。

（8）禁閉室和放風間

禁閉室及放風間，每個房間安裝一個彩色廣角半球防暴攝像機，實現對禁閉室及放風間的監控全覆蓋。應注意房間燈光不要直射攝像機鏡頭。要安裝監聽拾音器，實現同步錄音錄像。

（9）樓幢周邊

監舍樓、病房、禁閉樓的周邊，要設置星光級低照度寬動態攝像槍機，實現對建筑周界的全覆蓋。樓幢周邊供罪犯使用的附屬的單獨隔離的小廣場等公共區域，設置星光級低照度一體化變焦攝像機或球機，公共區域應設置輔助照明設施。

（10）伙房和餐廳

一般應根據罪犯食堂的建筑結構來設計監控信息點。應對伙房和餐廳的作業區、就餐區、主食庫、副食庫、冷藏庫、通道和樓梯口和食堂內民警辦公值班地點等進行監控。一般應采用帶紅外的低照度彩轉黑攝像機。伙房和餐廳的入口處，以及安裝的面對可能有高亮光線的窗戶、大門的區域的攝像機，應具有寬動態或逆光補償功能。同時在伙房和餐廳的入口處，安裝帶智能人臉抓拍識別的智能攝像機，對進出人員進行自動抓拍識別。伙房操作間攝像機應加裝防油煙的玻璃罩，方便拆卸清洗。

餐廳由于面積較大，要采用高清全景攝像機，對較大場景進行全局監控。值班室及各重要室內監控點，如庫房、儲藏室等應使用星光級紅外半球攝像機監控室內環境。通道處參照監舍通道監控攝像機選型執行。

（11）教學樓

應對教學樓的大廳、過道和一樓的民警值班室等進行監控。入口處的攝像機，由于對進出開關大門進行攝像，應采用低照度彩轉黑的半球或槍式攝像機，要具有寬動態或逆光補償功能，帶紅外。大廳、過道如夜晚有長明燈，則一般應采用低照度彩轉黑半球或槍式攝像機，否則需另配紅外燈輔助光源。民警值班室一般應采用低照度彩轉黑半球攝像機。教學樓內的各個教室、活動室和功能房中要按照全覆蓋的要求，安裝紅外防暴半球，并安裝同步監聽拾音器。走廊等區域要安裝帶走廊模式的高清紅外槍式攝像機。教學樓的大廳入口處，安裝帶智能人臉抓拍識別的智能攝像機，對進出人員進行自動抓拍識別。

（12）生產區

一是生產車間。出入口處要設置攝像機，應采用星光級紅外半球或槍式攝像機，應具有寬動態或逆光補償功能，以及具備人臉抓拍識別功能。生產區域應結合實際，采用高清全景攝像機，對整層生產區域場景進行全局監控。對于日光直照的窗戶等區域，白天可能有高亮情況的，監控此處的攝像機應選擇具有寬動態或逆光補償功能的。

二是各種庫房。在生產區，應對各種庫房進行監控，原則上在談話室、工具室、衛生間、開水間、儲藏室、公共廁所、配電室、成品倉庫和原料庫每間安裝兩個或以上的攝像頭，并另帶同步監聽拾音器。對生產車間內的面積較大的車間、物流倉庫等，應優先采用高清全景攝像機。

三是在車間生產作業區每層樓每個樓梯間安裝一個或以上攝像機。

四是生產車間的民警辦公區進出口，要有監控覆蓋。

五是要針對每個民警值勤點安裝一臺監控攝像機。

（13）會見樓

會見登記室應安裝一臺彩色半球攝像機，進門對角處安裝。還要安裝一個監聽頭，對登記室進行同步錄音錄像。攝像機安裝位置應注意盡最大可能減少死角，并能夠照到進出口和登記辦理手續的窗口，實現對進出人員和辦證情況的監控。同時照明燈不應直射攝像機鏡頭。財務室、小賣部、物品檢查室以此類推動，參照設置。

會見監聽值班室應安裝一臺彩色半球攝像機，吸頂安裝。攝像機安裝位置應注意盡最大可能減少死角，同時照明燈不應直射攝像機鏡頭。

會見樓大廳和會見候見室正對入口處的攝像機，由于對進出開關大門進行攝像，應采用星光級低照度半球或槍式攝像機，同時攝像機應具備寬動態或逆光補償功能。會見樓大廳和會見候見室區域應結合實際，采用高清全景攝像機。對于日光直照窗戶的區域，白天可能有高亮情況，監控此處的攝像機應選擇具有寬動態或逆光補償功能的。

電話會見罪犯通道：正對入口處的攝像機，由于對進出開關大門進行攝像，應采用星光級低照度半球或槍式攝像機，應具備寬動態或逆光補償功能，要具備人臉抓拍和智能識別功能。通道如夜晚有長明燈，則一般應采用星光級低照度半球或槍式攝像機，否則需另配紅外燈輔助光源。

電話會見家屬區：正對入口處的攝像機，由于對進出門進行攝像，應采用星光級低照度半球或槍式攝像機，應具備寬動態或逆光補償功能。整體區域應結合實際，采用高清全景攝像機，實現全面覆蓋，不留死角。對于攝像機可能會因照向白天有高亮情況的窗戶等區域的，應選擇具有寬動態或逆光補償功能的。

電話會見罪犯區：整體區域應結合實際，采用高清全景攝像機。對于攝像機可能會因照向白天有高亮情況的窗戶等區域的，應選擇具有寬動態或逆光補償功能的。

（14）監管區公共區域

監控應對監管區的主要通道、公共活動操場等區域進行監控。應根據覆蓋區域的最低照度情況以及輔助光源情況，選擇星光級槍機或者智能高速球機，或者采用180度或360度全景攝像機。一般應選擇寬動態的攝像機。應采用180度或360度全景攝像機對操場等大的活動場所進行全面監控。在道路拐彎或交叉路口設置星光級槍機對卡口進行監控，并采用星光級槍機對主要監管區內道路進行沿線監控。對于垃圾轉運場、物流上下定點裝貨區等重要區域，要采用星光級槍機或全景攝像機進行全面監控，根據需要可安裝同步監聽拾音器。

（15）辦公區

在指揮中心需要安裝一個可從正面照到監控席位全景的前全景攝像機，一個可從后面照到大屏的全景攝像機和一個以監控值班席位值班人員為主的攝像機。其中，監控值班席位值班人員的攝像機可帶同步錄音。槍彈庫應安裝帶輔助紅外光源的彩色槍機或半球。辦公區的其他區域等，可按照一般安防標準，設置攝像機。

2.攝像機選型特點

（1）高清

監獄視頻監控系統普遍采用1080P高清攝像機，對于高點全景監控建議采用4K高清攝像機。確保各級管理和工作人員可以清晰、真實、完整地還原各場景的現場實際效果，以達到對監獄安全的保障作用。

（2）廣角全覆蓋

監獄監控重要部位覆蓋面積要達到100%，為確保全覆蓋，部分監獄都會在一個監舍內設計多個攝像機。但簡單地增加攝像機數量，不僅增加建設成本，也會增加指揮中心民警的監視難度。因此，建議采用廣角的監控攝像機，在每個監舍安裝1臺攝像機就可以保證全覆蓋的監控效果。如圖4.1廣角全覆蓋圖所示。

圖4.1 廣角全覆蓋圖

常見的廣角攝像機都會存在一定的畫面畸變，影響監視效果。建議采用可以實現畸變矯正功能的廣角攝像機。在實現全覆蓋的同時，提供良好的監視效果。如圖4.2矯正后的廣角全覆蓋對比圖所示。

圖4.2 矯正后的廣角全覆蓋對比圖

（3）寬動態

由于監室內光線環境復雜，采用普通攝像機在該場景下容易發生局部過曝或過暗，需要選用寬動態功能攝像機才能保證監控效果。如圖4.3寬動態效果比較圖所示。

圖4.3 寬動態效果比較圖

（4）寬頻語音

普通攝像機在進行音頻編碼時，采用窄頻語音編碼，主要采集說話聲音。為了防止監室內發生各種異常行為，需要將監室內細微聲音無保留采集，為此監室內的攝像機均要求支持AAC寬頻語音功能。AAC寬頻音頻識別范圍在20Hz～20kHz，可提供高保真音頻效果。

（5）走廊顯示模式

對于走廊等狹長環境的監控場景，普通監控攝像機采用16：9的監控畫面，存在大量的監視區域浪費。為了提高監視的可用效果，在這些場景選用的前端攝像機均具備9：16的走廊模式功能，并且保證在客戶端和監控大屏上支持9：16與16：9的混合顯示。如圖4.4走廊顯示模式效果比較圖所示。

圖4.4 走廊顯示模式效果比較圖

（6）前端緩存補錄

根據視頻錄像數據存儲部分的設計需求，在重點的前端攝像機配置一定容量的存儲卡，當傳輸線路正常時，所有前端視頻信號存儲至集中或分散的網絡存儲設備。當傳輸網絡出現故障時，重點前端攝像機自動把視頻錄像寫入存儲卡，當傳輸網絡恢復正常工作時，存儲卡內的視頻錄像自動補錄至集中及分散的網絡存儲設備中，全過程無須人員操作。

（7）槍球聯動功能

為了實現監獄中常見的大場景全覆蓋監控需求，通常會部署多個攝像機來實現。但多個攝像機的部署方式，無法直觀獲取大場景的全景監控。增加高點的全景監控，往往又因為監控畫面較大，無法呈現細節部分。因此，對于重要點位采用全景和細節相聯動的監控方式，采用4K分辨率的超高清攝像機監控全景，并配合球機進行細節圖像的放大展示。

（8）統一時間同步

因視頻資料實況瀏覽、錄像回放以及獄內案件偵查等的需求，所有前端攝像機均具備統一時間同步功能，同時前端攝像機能疊加時間OSD信息，相互之間誤差不大于1秒。

（9）操作延時要求

實況圖像延時小于300ms，確保看到的圖像就是當前發生事件的實時反饋，并且在快球控制上無延時的感覺。大屏實況圖像輪切/切換延時小于500ms，且圖像連續切換時不會出現畫面停頓，以滿足在特殊情況下對前端監控攝像機的指揮、調度和控制的實時性。

（10）音視頻采集要求

在每個監舍以及禁閉室和放風間等處設計了高靈敏拾音器進行音頻采集，在前端監控點設計了拾音器。由于這些場景攝像機與拾音器一一匹配，為節省布線，前端攝像機可直接給拾音器供電，不需要再單獨給拾音器電源線供電。

（11）4K攝像機

4K攝像機是指分辨率為4096×2160，長寬比為16：9，在此標準下CMOS逐行掃描可達到2160P。采用4K的高清網絡攝像機畫質相比于200萬像素，垂直分辨率更高，畫面細節層次更精準，顯示更清晰、更干凈細膩、更給人以身臨其境的感覺，可以有效地解決需要高清畫質且光線復雜場所的監控需求。

二、視頻傳輸系統

監獄視頻監控系統基于監獄安防網傳輸。根據每個監區實際現場的監控點數量，配置相應帶寬的網絡交換設備，在各個監區及生產廠區的值班室配置交換機，將前端網絡攝像機的網絡信號傳輸至后端指揮中心；監區以及生產廠區與指揮中心之間采用萬兆光纖傳輸作為干線。

視頻傳輸網絡的設計要求如下：

（1）網絡傳輸協議

聯網系統網絡層應支持IP協議，傳輸層應支持TCP和UDP協議。

（2）媒體傳輸協議

視音頻流在基于IP的網絡上傳輸時應支持RTP/RTCP協議；視音頻流的數據封裝格式應符合GB/T 28181-2016標準要求。

（3）信息傳輸延遲時間

當信息（包括視音頻信息、控制信息及報警信息等）經由IP網絡傳輸時，端到端的信息延遲時間（包括發送端信息采集、編碼、網絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經歷的時間）應滿足下列要求：

前端設備與信號直接接入的監控中心相應設備間端到端的信息延遲時間應不大于2s；

前端設備與監控客戶端端到端的信息延遲時間應不大于4s。

（4）網絡帶寬需求

結合監獄監控的實際需求，視頻傳輸網絡帶寬設計應能滿足前端設備接入、監控中心互聯、分控客戶端接入監控中心的帶寬要求，并留有余量：

視頻監控前端接入線路滿足視頻監控前端數據傳輸需求，同時考慮到網絡傳輸過程中的開銷，建議1080P高清網絡攝像機提供10Mbps以上的接入帶寬；

監獄視頻監控骨干網應滿足指揮中心、各級分控值班室視頻調用需求，建議至少達到千兆以上；

采用萬兆雙核心交換網絡，中心機房服務器、存儲設備接入帶寬需求，傳輸帶寬至少達到千兆以上；

（5）網絡質量要求

聯網系統IP網絡的傳輸質量（如傳輸時延、包丟失率、包誤差率、虛假包率等）應符合如下要求：

網絡時延上限值為400ms；

時延抖動上限值為50ms；

丟包率上限值為1×10-3；

包誤差率上限值為1×10-4。

三、視頻存儲系統

按照監獄信息化建設的整體要求，原則上采用網絡存儲服務器在監獄數據中心中存儲，即IPSAN或云存儲的方式為所有監控點提供錄像存儲服務；監控存儲格式至少達到1080P格式以上的效果，不采用前端輔碼流方式。同時，對于全景監控、抓拍照片和智能識別結果（人、車）的數據要能同步存儲。

錄像存儲設備用于實現視頻監控信號的數字化錄像，支持手動錄像、自動定時錄像、視頻移動錄像、報警聯動錄像、視頻丟失報警錄像等。支持網頁瀏覽管理，可以直接實現視頻數據的下載；同時實現監管客戶端的數據視頻檢索和回放功能；支持通過網絡遠程調用歷史圖像信息，回放功能；支持通過網絡遠程調用歷史圖像信息，回訪支持暫停、播放、停止、慢放、快放和拖動以及循環播放等操作，支持回放時圖像抓拍功能；支持多種檢索方式。

（1）系統采用集中存儲模式

監控系統的中心數據庫應能同時存儲與錄像資料相關的檢索信息，如設備、通道、時間、報警信息等。應考慮備份存儲空間，為主存儲提供冗余保障。為確保錄像數據的安全，前端重點部位攝像機采用存儲卡緩存錄像，并支持緩存補錄功能，與中心集中存儲系統形成兩級數據保障體系。

（2）采用基于云存儲方式

云存儲解決方案集先進的存儲虛擬化技術、通用的硬件平臺、優異的分布式文件系統和智能云存儲管理系統于一體，既能為數據庫、虛擬化等應用提供塊設備資源池，又能為文檔管理、流媒體等大文件存儲應用提供文件系統資源池，具有高可靠、易擴展、易管理、成本可控等特點，為大規模存儲環境提供高吞吐量的數據訪問，是構建云計算和云存儲業務的基礎架構。以下重點介紹云存儲設計方案。

當云計算系統運算和處理的核心是大量數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。簡單來說，云存儲就是將儲存資源放到云上供人存取的一種新興方案。使用者可以在任何時間、任何地方，透過任何可連網的裝置連接到云上方便地存取數據。

（一）監控云存儲需求

監獄監控所需存儲容量大，對存儲系統要求高。具體需求如下：

1.容量設計

監獄存儲系統建設主要用于實現高清監控點位的視頻錄像存儲。所有監控點視頻須實現7*24小時不間斷存儲，存儲時間不少于30天，分辨率不低于1080P，幀率不低于25幀/秒。為了保證滿足存儲空間的需求，不僅需要考慮采用集中存儲設備，更要考慮通過云存儲管理技術，實現存儲系統的虛擬化和統一管理。

2.性能設計

視頻監控主要是視頻碼流的寫入，表征性能的是存儲能支持多少路碼流。在多路并發同時進行讀寫的情況下，對帶寬、數據能力、緩存等都有較大影響，對存儲的壓力很大，這時候存儲需要有專門針對視頻性能的優化處理。同時，還需要考慮數據調用，磁盤故障時RAID重建對視頻碼流寫入造成的影響。

要求數據存儲能夠滿足復雜情況下24小時不間斷寫入的要求，為滿足多個客戶端的數據調用，滿足多路并發寫入的高性能、高帶寬要求。存儲設備提供至少4個千兆數據口，高速緩存≥4GB。單臺存儲設備在2Mbps碼流下，同時寫入數不低于500路，同時支持回放數不低于50路，回放過程中不影響錄像；RAID5重建影響下，錄像寫入性能不降低。

同時，監獄視頻監控系統的存儲已經不僅僅局限于視頻圖像的存儲，還應包含抓拍圖片，以及視頻數據的結構化存儲等諸多內容。在進行大數據分析時，需要對所有數據進行快速的比對和分析，來尋找各數據信息之間的關聯。因此，要求云存儲系統提供大數據檢索能力，滿足海量數據快速檢索的要求。

3.可靠性設計

海量數據的分析和檢索需要基于穩定可靠的數據倉庫來實現。比如視頻監控現階段較多用于事后取證的情況較多，尤其是在突發事件發生時要求一定有據可查，事件處理也要求有法可依，因此由設備故障造成的視頻錄像丟失是無法容忍的。因此，在可靠性設計上，要實現硬盤、存儲設備和虛擬化云存儲等各個級別的存儲可靠性保證。

要求存儲設備支持硬盤的超級容錯技術（多塊硬盤同時故障的RAID5），支持BIOS、風扇、電池、雙源等模塊冗余，支持電源自動故障切換和在線故障電源的更換等。同時，要求存儲支持磁盤熱插拔及在線更換故障磁盤，支持啟動時磁盤順序加電和磁盤電源短路保護，并專門針對硬盤的防塵和防震，進行專業的設計。通過云存儲管理功能模塊對存儲設備進行統一管理。實現存儲資源的靈活擴展、負載均衡、災備切換等功能。

4.檢索查詢設計

監獄監控系統數據模式已經越來越復雜，在復雜的海量信息當中查詢并提取出有效信息也會越來越困難。檢索的效率與存儲架構和文件系統設計直接相關。為了滿足海量數據快速檢索的要求，應根據監獄存儲特點設計專用的云存儲文件系統架構以提升檢索效率。

5.空間、功耗設計

為了實現智能化的應用功能，需要增加大量后臺管理設備和服務器計算資源。為了降低建設及運維成本，存儲設備主機和盤柜應盡量提升效率及密度。采用高密度、低功耗、體積相對較小的設備。

（二）云存儲系統架構

監獄監控點位眾多，1080P圖像按照4Mbps碼率錄像30天，如此海量的監控數據，如何用監控存儲存實現錄像數據海量、容量動態擴容、數據高可靠性、錄像并發寫入及回放等方面提出了挑戰，云存儲技術的出現很好地解決了海量數據高性能、高可靠、易擴展及管理的需求。

為各個分控獨立部署一套區域云存儲系統，每個區域存儲物理上由元數據節點控制服務器和根據存儲路數確定的多臺存儲節點，區域內監控平臺的存儲轉發服務器日常使用本區域存儲的空間，當區域內存儲節點均異常情況下，能根據預設的切換策略切換到其他區域的存儲節點上，存儲系統后續可根據需要兼容標準存儲系統和設備。

存儲基礎架構具備如下幾個關鍵特征（如圖4.5云存儲系統架構所示）：

自治的，也就是說內嵌有自動化技術，允許平臺自己智能地響應應用的要求。

彈性的，能夠對動態變化的工作負載做出迅速響應，具備虛擬化技術和集群化技術，能靈活擴展和應對服務請求的快速變化。

圖4.5 云存儲系統架構

系統穩定、簡單易操作、易于維護和管理。

“云存儲”即數據的傳輸通過分片式文件讀寫的模式進行，即通用的NFS/CIFS協議，而數據的組織又提供文件的靈活性，即空間共享、內容可變，這樣設計的系統才能滿足以上需求。

（三）云存儲系統特點

1.采用帶外架構，降低元數據與數據信息相互干擾

云存儲系統采用帶外架構，降低元數據與數據信息相互干擾，單命名空間可支持PB級的存儲空間，高效的管理海量數據，使得存儲環境在規模較大的情況下，也能高效檢索訪問，提高計算系統整體訪問效率。

2.元數據集群化技術，突破海量數據的訪問效率和上限

云存儲系統通過元數據集群化技術，所有元數據集群服務器統一參與數據檢索及分配操作，大大提高了海量數據的訪問效率，并且提高一個命名空間內能支撐的錄像段或是圖片數量上限，可以達到一個命名空間下，支撐上千億個錄像段或是圖片高效存儲及訪問，這些特性對于數據量較大又需要統一管理的應用非常重要。

3.無縫在線擴展，單命名空間支持240PB以上

傳統存儲方案使用SAN或NAS架構，單卷大小受文件系統限制，使得傳統存儲方案擴容復雜，需要停機維護，且擴容存在“瓶頸”等問題。而云存儲系統，支持無縫在線擴展存儲容量，單一命名空間容量支持超過240PB，無須停機維護，對業務端完全透明。用戶可以通過云存儲的配置工具動態添加存儲服務器以擴大系統的容量和規模，而且隨著工業標準的通用硬件良好的兼容性和可獲得性方便了整套存儲系統將來的使用和擴展，云存儲支持在1小時內部署上百TB的存儲系統，無縫的在線增加存儲容量，對音視頻、圖片等海量數據的存儲非常有利。

4.分布式存儲提供高效讀寫聚合帶寬

云存儲系統通過分布式架構，把數據分散在所有的存儲服務器上，并且由云存儲服務器直接與存儲服務器進行數據讀寫通道的鏈接，使云存儲服務器在數據存儲與讀取的過程中，同時會有多臺存儲服務器對云存儲服務器的需求進行響應，形成一個多對多數據訪問通道，大大提升數據讀寫帶寬，提高計算工作效率。

5.雙交換機冗余環境，防止網絡單點故障

云存儲系統，通過雙網卡、雙交換機網絡鏈路，提供冗余網絡，防止集群存儲系統的任何節點，在網卡損壞、網線損壞、交換機故障的情況下，存儲系統能正常訪問，不影響監控存儲業務的使用，防止因為網絡原因而影響監控存儲業務的工作效率。

6.視頻錄像的秒級恢復，并且不中斷業務訪問

傳統存儲數據冗余使用RAID模式，在有硬盤損壞的情況下，RAID組進行數據重建的過程中，需要對RAID組內所有硬盤上的所有數據進行操作，比如6塊3TB的硬盤做一個RAID，有一塊硬盤損壞時，RAID控制器需要把剩下的5塊3TB的硬盤共15TB的數據都操作一遍，來重建出丟失的硬盤上的數據，普遍需要1天以上，而且RAID組重建期間，對業務的訪問影響極大，很容易相互影響，導致業務中斷或者重建失敗。

云存儲系統的數據恢復是基于真實丟失的數據，直接查找相對應的校驗數據，對數據進行恢復；并且數據恢復是通過整個存儲集群同時并發進行，相當于多個服務器同時對多個服務器進行讀寫數據，能實現秒級的數據恢復，相較于傳統RAID技術的幾塊磁盤往一塊硬盤上寫數據，云存儲系統具備更快的數據重建速度，在有效降低恢復時間的同時也能大幅提升數據的安全性。

通過將數據和校驗數據存放在不同存儲服務器的方法可以對一系列的軟硬件故障（網絡、主機、磁盤等）進行自動的隔離，消除了存儲系統的任何單點故障，而且也無須配置任何復雜的配置。

四、視頻顯示系統

針對監獄而言，視頻顯示系統分為二級：總控室、分控室。

（一）總控室（指揮中心）

總控室應設置在辦公區。總控室應配備和達到以下具體功能：設有監控大屏；設有監控和報警的顯示和控制界面；有對大屏和地圖顯示的控制手段；設有可播放同步監聽內容的音響；設有對監控系統進行操作、控制和設置的人機界面；可隨時調看任意一路監控畫面，調聽任意一路同步監聽；具有對內、對外暢通的通信保障；設有暢通的網絡系統，可以方便調閱各種信息，并在顯示大屏上展示。

監控大屏宜根據監控中心實際環境選用當前普遍通用的46寸或55寸LCD拼接屏或LED全彩屏。大屏應支持以開窗口方式任意位置、任意縮放、拖動、拼接、漫游、疊加顯示，達到完全動態實時調用和顯示各種高清和標清信號。具體大小根據現場環境設置。視頻解碼可用解碼器和專用的高清數字矩陣組合方式，也可采用集成編碼、解碼、拼控以及矩陣切換等功能于一體的綜合設備。視頻解碼和高清數字矩陣等設備必須能整合進統一的管理平臺中。

總控中心要設置會議話筒、音響和擴聲等設備，實現擴聲音功能。

（二）分控室

在監獄管理中，按一定區域劃分管控職責，在該區域中設置值班控制室，值班民警可在控制室中對屬于本區域管控的任意監控點查看實時或歷史圖像數據。這個分控室是管理上的功能概念場所，而不是專門的設備放置場所。

分控室的設置應該與監獄工作，特別是值班管理工作相結合。各單位可根據警力配備和值班排班情況，合理設置需要警力通過監控畫面進行值守的分控室，以達到科技強警的作用。各單位可結合實際對分控室進行設置。各分控室應設有可隨時調看區域內多路監控畫面（可多分屏方式）的操作設備，并可調聽任意一路同步監聽。具有對本區域監控系統進行操作、控制的人機界面。經權限控制，可以允許調用其他分控區域的畫面。也可以設置可顯示和切換區域內多路監控畫面的電視墻。為了便于顯示，可通過設置多個大顯示器掛墻來作為顯示設備，便于分控室值守民警查看。

電視墻解碼單元通過單路或多路視頻解碼器實現，主要負責在客戶端控制與管理下實現監控信號的解碼輸出，信號可直接送至監視器、拼接大屏等顯示設備。

通過系統能清晰監視前端監控點圖像，重點區域攝像機能夠進行變焦控制，在必要場合能近距離查看現場發生的小動作；在部分需要的場合能對攝像機進行方位控制以擴大范圍。為了實現全方位、全天候的有效監控和布控功能，攝像機的布點和安裝部位要科學合理，既能保證重點目標的清晰度，又能兼顧周圍相關區域的監視。

解碼設備要求：解碼設備能輸出標準的高清視頻信號，如DVI、HDMI等常見高清接口，支持標準的顯示設備。

提供高清解碼服務，能解碼H.264、H.265編碼格式的碼流，支持解碼1080P（1920×1080）分辨率、25幀的碼流。

能解碼來自攝像機的實時碼流和來自存儲系統的回放碼流，可以對解碼的實時性與流暢性進行調節。

五、視頻控制系統

監獄指揮中心的視頻綜合管理平臺將監獄中的視頻監控、智能分析、門禁系統、報警系統、對講系統集成在一個統一平臺進行集中控制管理，實現視頻圖像在電腦屏幕或拼接大屏上的瀏覽、云臺控制、錄像回放等操作，并且實現各個功能模塊之間的聯動，如報警或異常開門等突發情況時，系統自動聯動視頻切換圖像在指揮中心大屏顯示，便于指揮中心及時處理突發安防事件。

控制平臺功能要求

平臺統一問題。要統一使用各省監獄已確定的綜合安防和應急指揮管理平臺，實現所有安防設備的集成和接入。

對于對接存在問題或省局統一發放的平臺存在集成等問題的，可以報告省局進行協調，通過系統升級完善等方式來解決。各單位現有各自的平臺，要遷移到現有平臺上來。對接中各單位前端攝像機、平臺服務器和存儲設備要基于國標或Onvif協議的方式，或通過開發SDK開發包方式實現對接，優先采用國標或Onvif協議對接，以保證全網互聯互通，上級平臺可以調用下級平臺系統設備的視頻碼流。