监狱视频监控系统方案.pdf

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1、监狱视频监控系统方案 1. 概述 随着国家改革开放步伐的加快，社会犯罪也不断向科技化、专业化发展， 这给公安部门的侦破工作带来了前所未有的困难，而在费尽周折将罪犯绳之以法 之后，一个更艰巨的摆在了司法干警面前的任务是如何适应时代的发展，结合当 今的新形势科学地做好罪犯的管理改造工作，完善监狱自身各方面的建设。 由于我国经济发展东西差异、沿海地区与内陆差异。整个监狱系统现有的 信息化建设程度也存在着较大的差距。但就系统整体而言， 现代化的信息建设还 是比较落后的，具体体现在以下几个方面： 现有信息化硬件平台缺乏、落后，目前的设备无法满足应用需求，急需更 换。现有信息化软件平台标准各异，无法形成规

2、模应用，往往造成信息孤岛，各 自为政，对行业的整体管理造成障碍。 系统内行业业务软件平台缺乏，使绝大部分基层单位不得不将本已有限的 警力和时间花在繁重、 琐碎的重复性劳动中， 从而造成极大的成本浪费； 资金和 技术的限制使得信息化建设困难重重；个别地区首先面临生存问题。 但是随着国 家相关主管机构对监狱行业信息化建设重视程度的不断提高，监狱系统陆续在政 策、财政上取得了不同程度的倾斜， 这为监狱系统信息化建设的开展提供了必要 的保障，也极大地吸引了业界的关注， 使得行业的信息化建设在内容和质量方面 都将面临很大程度的提高。 监狱行业单位历来对外是比较神秘的，在老百姓眼中可能一辈子都不愿和 监狱

3、打交道，这样监狱单位的机构设置、业务分割、工作流程、人员组成、行业 管理等一直像笼罩在一层薄纱之下，显得朦朦胧胧； 再者由于监狱行业本身的涉 密性，也不容许使自己过于透明， 这些原因造成的外界对行业的不了解从而导致 了某种神秘性。 其实监狱本身有其双重身份：首先，作为国家职能部门和纪律部 队的一部分，它担负着国家交给的改造、教育、挽救和管理罪犯的职责，这也是 监狱的首要职责； 其次，罪犯的改造要通过各种适当的方式，而劳动是其中重要 且不可或缺的一项内容， 劳动即为生产， 生产就要经营， 经营就要遵循市场经济 规律，从这方面讲， 监狱又有企业应具备的大部分要素。但严格意义上讲也不完 全一样，企业

4、自主经营、自负盈亏；监狱是国家的，相关产值应如数上缴国家， 所有的费用、 开支由国家财政负担， 是带有企业行为的事业单位。监狱的这种特 性决定了不能单纯地将它划入政府或企业的圈子，而是要综合全面地考虑不同职 能的不同需求。 监狱作为政府职能部门，包括了所有政府机关通用的各种需求，即对办公 自动化系统的需求， 包含政府办公需要的诸多功能模块；作为关注生产经营的企 业，他需要考虑生产、 财务、营销、技术、资源管理等多方面的功能。 除此之外， 作为行业的特色需求， 监狱对狱政业务的管理成为行业业务需求的重点体现，同 时监狱的现代化安全防范的建设也势在必行。监狱行业最终需要一套通过一个门 户平台能够涵

5、盖多种应用的并最终达到垂直管理的系统。 监狱是实现社会治安综合治理的最重要环节之一。监狱发生的任何闪失， 都会给监狱外的社会治安带来巨大的压力，甚至严重的后果。 近些年来， 犯罪人 素质和技术水平越来越高， 魔高一尺， 道高一丈， 采用高科技手段加强防范是当 务之急。监狱是强制管理违法犯罪人员的场所，在押人员不容易管理， 要保障社 会的安全， 也要保障狱警人员的安全、 在押人员的安全。 对犯罪者日常行为及特 殊情况下的监控， 是监狱不可缺少的职责。 在高新技术数字化发展的今天，“多 媒体、数字化、全方位”是监狱系统对电视监控系统的新要求，也是充分发挥监 控系统的作用， 实现“向科技要警力”的途

6、径。 电视监控报警系统通过对监狱四 周围墙、监舍、禁闭室等重点区域进行严密的二十四小时电视监控，不仅能在第 一时间对诸如越狱或意欲越狱等事件作出快速反应，还能提供事件发生前后一定 时间内的查证资料； 同时采用监控远程传输技术实现省局监控中心对各个监狱的 监控，为监狱的管理工作提供更有效的管理手段，大大减轻监管人员的压力， 提 高管理的效率和质量。 通过监狱内安装的监控摄像头，就可以对监狱内进行全实时的视、音频监 视录像，囚犯在监狱内的所有活动都可记录在内；还可以通过远程控制中心对监 狱进行远程监控，能实现无人值班时进行实时录像。 为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个稳

7、 定、安全、快捷、高效的社会与生活环境，并根据各种不同监狱的需要，从项目 的具体实际出发，做到配置合理，留有扩展余地，技术先进，性能价格比高，确 保系统性能高质量，高可靠性。 本方案根据项目提供的相关文件，并根据项目的实际需求，参照有关国际 标准和国家标准， 并结合我公司从事过的多个项目所积累的经验，编制出这套技 术方案。若对本方案的内容或其它方面有不详尽之处，我们随时欢迎您们的宝贵 意见。 2. 设计原则 本项目方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。 并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有 扩充的余地。 本系统设计内容是系统的、 完整的、全

8、面的；设计方案具有科学性、 合理性、可操作性。其具有以下原则： 1、先进性与适用性 系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、 软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。 该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络 技术的最新发展水平， 适应时代发展的要求。 同时系统是面向各种管理层次使用 的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作 应简便易学。 2、经济性与实用性 充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选 用功能和适合现场情况、 符合用户要求的系统配置方案， 通

9、过严密、有机的组合， 实现最佳的性能价格比， 以便节约工程投资， 同时保证系统功能实施的需求，经 济实用。 3、可靠性与安全性 系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保 数据的准确性、 完整性和一致性， 并具备迅速恢复的功能， 同时系统具有一整套 完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。 4、开放性 以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和 技术的发展趋势， 可以消防、防盗、聚光系统实现联动， 具有 RJ-45网络通讯口， 可实现远程控制。 5、可扩充性 系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级 的可能。并根据今后该项

10、目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计 中留有冗余，以满足今后的发展要求。 6、追求最优化的系统设备配置 在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追 求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。 7、保留足够的扩展容量 该项目设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制 点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学 的发展和新技术的应用。 8、提高监管力度与综合管理水平 本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统 对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。 闭路电视监 控大大减少劳动强

11、度， 减少设备运行维护人员； 另外，系统的综合统筹管理可使 设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗， 减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。 3. 设计规范和依据 1、 智能建筑设计标准 (GBT503142000) 2、 建筑智能化系统工程设计标准 （DB32/191-1998） 3、 城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范（CECS/119-2000 ） 4、 建筑与建筑群综合面线系统工程设计规范（GB/T50311-2000） 5、 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 6、 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB/50198-94) 7

12、、 系统接地的型式及安全技术要求 （GB14050-93 ） 8、 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） 9、 安全防范工程验收规则 （GA/T308-2001） 10、 工业电视系统工程设计规范(GBJ115) 11、 安全检查防范系统通作图形符号 （GA/74-94） 12、 消防联动控制设备通用技术条件 （GB16806 1997） 13、 火灾自动报警设计规范 （GB50116-98 ） 4. 系统功能和特点 本着系统既要先进、实用、成熟、可靠，又要做到系统开放性、可扩展性 好，兼顾投资合理、效益最佳的目的。闭路电视监控对现场设备进行集中监视、 控制和管理，使这些设备得以安全

13、、可靠、高效地运行，最大限度地发挥智能管 理的作用，创造安全、健康、舒适宜人和能提高工作效率的优良环境，节约能源， 并减少维护人员。根据本项目的环境需要, 并接合功能需求建立本项目闭路电视 监控， 1、系统具有以下功能： CCTV 主要任务是对建筑物内重要部位的事态、人流等动态状况进行宏观监 视、控制，以便对各种异常情况进行实时取证、复核，达到及时处理目的。 1)实现各种遥控信号 云台控制：上、下、左、右 镜头控制：变焦、聚集、光圈 录像控制：定点录像、时序录像 防护罩控制：雨刷、除霜、风扇、加热 2)对视频信号进行时序、定点切换、编程。 3)察看和记录图像，应有字符区分并作时间(年、月、日

14、) 的显示。 4)接收电梯层楼叠加信号。 5)实现同步切换：电源同步或外同步。 6)接收安全防范系统中各子系统信号，根据需要实现控制联动或系统集 成。 7)内外通信联系。 8)安保监视电视系统与安全报警系统联动时，应能自动切换、显示、记录 报警部位的图像信号及报警时间。 9)电源控制 摄像机应由安保控制室引专线统一供电，并由安保控制室操作通、断。对 离安保控制室较远的摄像机统一供电确有困难时也可就近解决，如果系统采用电 源同步方式的，则必须与安保控制室为同相的可靠电源。 2、系统具有以下特点： 1)MJPEG 算法压缩技术 MJPEG 是指 MotionJPEG ，即动态 JPEG ，按照25

15、帧/ 秒速度使用 JPEG 算法压 缩视频信号，完成动态视频的压缩。是由JPEG专家组制订的，其图像格式是对 每一帧进行压缩，通常可达到6：1的压缩率，但这个比率相对来说仍然不足。就 像每一帧都是独立的图像一样。MJPEG 图像流的单元就是一帧一帧的JPEG画片。 因为每帧都可任意存取，所以MJPEG 常被用于视频编辑系统。动态JPEG能产生 高质量、全屏、全运动的视频， 但是，它需要依赖附加的硬件。 而且，由于 MJPEG 不是一个标准化的格式，各厂家都有自己版本的MJPEG ，双方的文件无法互相识 别。 MJPEG 的优点是画质还比较清晰，缺点是压缩率低，占用带宽很大。一般 单路占用带宽

16、2M左右。 2)H.264压缩技术 H.264视频编码标准是专为中高质量运动图像压缩所设计的低码率图像压 缩标准。 H.264采用运动视频编码中常见的编码方法，将编码过程分为帧内编码 和帧间编码两个部分。埃帧内用改进的DCT变换并量化，在帧间采用1/2 象素运 动矢量预测补偿技术， 使运动补偿更加精确， 量化后适用改进的变长编码表 （VLC ） 地量化数据进行熵编码，得到最终的编码系数。 H.264标准压缩率较高， CIF 格式全实时模式下单路占用带宽一般在几百左 右，具体占用带宽视画面运动量多少而不同。缺点是画质相对差一些， 占用带宽 随画面运动的复杂度而大幅变化。 3)MPEG-1(VCD

17、 标准)压缩技术 制定于 1992年，为工业级标准而设计，可适用于不同带宽的设备，如 CD-ROM,Video-CD 、CD-i。它用于传输 1.5Mbps数据传输率的数字存储媒体运动 图像及其伴音的编码，经过MPEG-1 标准压缩后，视频数据压缩率为1/100 1/200 ，影视图像的分辩率为 36024030（NTSC 制）或36028825（PAL制） ， 它的质量要比家用录像系统（VHS-VideoHomeSystem ）的质量略高。音频压缩率 为1/6.5 ，声音接近于 CD-DA的质量。 MPEG-1 允许超过 70分钟的高质量的视频和 音频存储在一张 CD-ROM 盘上。 VCD

18、 采用的就是 MPEG-1 的标准，该标准是一个面 向家庭电视质量级的视频、音频压缩标准。MPEG-1 的编码速率最高可达 4-5Mbits/sec ，但随着速率的提高， 其解码后的图象质量有所降低。MPEG-1 也被 用于数字电话网络上的视频传输，如非对称数字用户线路(ADSL)，视频点播 (VOD)，以及教育网络等。同时，MPEG-1 也可被用做记录媒体或是在INTERNET 上传输音频。 MPEG1标准占用的网络带宽在 1.5M左右。 4)MPEG-2(DVD 标准)压缩技术 制定于 1994年，设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率， 主要针对高清晰度电视 （HDTV ） 的

19、需要，传输速率在 3-10Mbits/sec间， 与 MPEG-1 兼容，适用于 1.5 60Mbps甚至更高的编码范围。分辩率为72048030（NTSC 制）或72057625（PAL制） 。影视图像的质量是广播级的质量, 声音也是接近 于 CD-DA的质量。 MPEG-2 是家用视频制式（ VHS ）录像带分辩率的两倍。MPEG-2 的音频编码可提供左右中及两个环绕声道, 以及一个加重低音声道， 和多达 7个伴 音声道 (DVD可有8种语言配音的原因 ) 。由于 MPEG-2 在设计时的巧妙处理，使得 大多数 MPEG-2 解码器也可播放MPEG-1 格式的数据，如 VCD 。除了做为

20、DVD 的指 定标准外， MPEG-2 还可用于为广播， 有线电视网， 电缆网络以及多级多点的直播 (DirectBroadcastSatellite)提供广播级的数字视频。 MPEG-2 的另一特点是， 其 可提供一个较广的范围改变压缩比，以适应不同画面质量， 存储容量， 以及带宽 的要求。对于最终用户来说， 由于现存电视机分辨率限制，MPEG-2 所带来的高清 晰度画面质量 ( 如 DVD画面) 在电视上效果并不明显，到是其音频特性(如加重低 音，多伴音声道等 )更引人注目。 MPEG-2 的画质质量最好，但同时占用带宽也非常大，在4M15M 之间，不太 适于远程传输。 5)MPEG-4

21、压缩技术 如果说， MPEG- 1“文件小，但质量差”；而MPEG-2 则“质量好，但更占空 间”的话，那么 MPEG4则很好的结合了前两者的优点。它于1998年10月定案， 在1999年1月成为一个国际性标准，随后为扩展用途又进行了第二版的开发，于 1999年底结束。 MPEG4是超低码率运动图像和语言的压缩标准，它不仅是针对 一定比特率下的视频、 音频编码，更加注重多媒体系统的交互性和灵活性。MPEG-4 标准主要应用于视像电话(VideoPhone) ， 视像电子邮件 (VideoEmail) 和电子新闻 (ElectronicNews)等，其传输速率要求较低，在4800-64Kbits

22、/sec之间，分辨 率为176X144 。MPEG-4 利用很窄的带宽，通过帧重建技术，压缩和传输数据，以 求以最少的数据获得最佳的图象质量。与MPEG-1 和 MPEG-2 相比， MPEG-4 为多媒 体数据压缩提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式、一种架构， 而不是具体的算法。 它可以将各种各样的多媒体技术充分用进来，包括压缩本身 的一些工具、算法，也包括图像合成、语音合成等技术。MPEG-4 的特点是其更适 于交互 AV服务以及远程监控。 MPEG-4 是第一个使你由被动变为主动( 不再只是观 看，允许你加入其中，即有交互性) 的动态图象标准；它的另一个特点是其综合 性；

23、从根源上说，MPEG-4 试图将自然物体与人造物体相溶合( 视觉效果意义上的 ) 。 MPEG-4 的设计目标还有更广的适应性和可扩展性。 MPEG4标准的占用带宽可调，占用带宽与图像的清晰度成正比。以目前的 技术，一般占用带宽大致在几百K左右。 总之，本闭路电视监控是一个使本项目高度自动化、高效率的幽雅舒适、 便利快捷、高度安全的环境空间。 5. 方案设计 根据设计原则、设计规范和依据及国际国内标准，并根据用户的需求，以 及所提供的图纸及相关资料， 并接合项目的实际情况及未来的发展趋势，对该项 目的闭路电视监控进行方案设计。 5.1.系统构成及原理 闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、

24、控制系统、显示系统四个 部分构成 , 还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。其原理如 以下系统图： 监狱视频监控系统原理图 5.2.用户需求分析及前端分布 根据用户需求，充分考虑了本系统高度的可靠性、先进性、灵活性、可扩 充性、易管理性及性能价格比高等优点，并根据所提供的图纸及相关料资，并根 据项目实际情况及未来的发展趋势，结合我公司从事过的多个项目所积累的经 验，以及相关产品的性能等因素，对本项目方案实施。 监狱占地面积 3800平方米，监狱围墙周长约1200米，其中男监三座，每座 三层，每层一个警卫，共有监仓22个；女监一座，二层，每层一个警卫，共有监 仓11个；禁闭室；接待

25、室；生产车间一座，设六个警卫；一个食堂。 男、女监仓每层走廊设置 1台固定彩色低照度摄像机；每个监仓内设置2台 彩色低照度半球摄像机， 禁闭室设置 1台固定摄像机；接待室设置 1台固定摄像机； 生产车间设置 3台全方位云台摄像机； 食堂设置 2台全方位云台摄像机； 以上地点 同时设置监听；围墙四角制高点设6个室外全方位云台变焦摄像机，进行全面监 视。本项目前端分布情况，具体参见如下信息点统计表。 监狱视频监控系统信息点统计表 5.3.实施方案设备选型及配置 5.3.1. 前端系统 1、摄像机的选择 摄像部分的主体是摄像机，其功能为观察、收集信息。摄像机的性能及其 安装方式是决定系统质量的重要因

26、素。光导管摄像机目前已被淘汰， 由电荷耦合 器件简称 CCD 摄像机所取代。其主要性能及技术参数要求如下： 1)色彩：摄像机有黑白和彩色两种，通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色 摄像机高，且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏，更适用于光线不足的地方和夜间灯 光较暗的场所。 黑白摄像机的价格比彩色便宜。 但彩色的图像容易分辨衣物与场 景的颜色，便于及时获取、区分现场的实时信息。 2)清晰度：有水平清晰度和垂直清晰度两种。垂直方向的清晰度受到电视 制式的限制，有一个最高的限度，由于我国电视信号均为PAL制式，PAL制垂直 清晰度为 400行。所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。水平清晰度表 示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度，用电视线TVL表示。 目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线，彩色摄像机的 水平清晰度一般应要求大于400线。