基于多业务网络交换平台的某市治安监控系统的方案设计和应用

一、项目背景

某市治安监控系统分为一个市局中心，下设26个派出所，各个派出所和市局之间为星型拓扑结构。某市原有的治安监控系统市局矩阵与派出所矩阵没有进行统一的联网，只有市区几个派出所的矩阵与市局进行了联网，大部分派出所矩阵是从输出口上传几路视频到市局中心矩阵的输入端口，必要时，由下级派出所矩阵把市局需要的视频切换到上传端口，然后经过光端机传递到市局矩阵的某路视频输入端口，然后市局矩阵再切换这路输入，从而实现市局指挥中心看到下级派出所的某路视频的效果。

系统局限性：

（1）市局无法及时联网调用下面所有派出所的实时图像，一旦发生突发事件这个监控系统在很大程度上会影响领导的临场指挥。

（2）系统无法做到设备统一管理，给设备维护以及以后的升级带来很大的不便。

（3）矩阵系统只处理视频业务，无法处理其他业务，通用性不强。

（4）系统以模拟设备为主，扩容不方便。

（5）无法兼容高清数字产品，系统升级潜力差。

二、基于多业务网络交换平台的某市治安监控系统

为了完善原监控系统，某市治安监控系统采用了Infinova公司的N3100系列多业务网络交换平台，在保护原有监控系统资源投入的前提下，实现各级监控中心及派出所视频资源集中调用，统一管理。

N3100多业务网络交换平台可以完美的兼容原模拟监控系统，是真正解决传输、交换、存储、管理的全数字化统一管理平台。多业务系统内视频只经过一次编解码，系统采用超大规模无阻塞背板交换技术，提供给每路压缩视频或者数据一个专用的光纤传输带宽，让视频或数据可以无延时、无阻塞、无衰减进行传输，实时性好;多业务网络交换平台采用Motion JPEG2000视频编码算法的无损压缩技术，可获得当今最先进的压缩性能，使得图像质量异常卓越。

因公安用户有其特殊性，对于公安用户来说，视频的清晰度以及无延时性直接关系到案件的破获和突发事件的及时处置，而多业务网络交换平台完全解决了这两方面的问题。其系统架构图如图一。

三、系统设计

1、市局系统架构

市局指挥中心是整个监控系统的上级单位和管理枢纽，在原系统中，市局只能在派出所的配合下对前端视频进行调看，而利用多业务网络交换平台搭建系统后，市局的监控操作人员可以任意调用全市范围内任意监控前端的图像并能随意控制。市局本地的视频直接通过视频输入卡接入多业务网络交换平台系统内部，多业务网络交换平台配置一定数量的输出板卡，操作人员只要通过主控键盘键入全市范围内任意一个摄像机的伪编码，即可调用对应监控点图像到监视器上显示，摇动键盘上的三维摇杆，即可方便的实现PTZ控制，由此，彻底实现了市局对全市范围内监控前端的主动操作，彻底摆脱了原系统矩阵不能联网，控制调看复杂不便的缺憾。

下级派出所上传的双向视音频信号经过市局多业务网络交换平台相关板卡的输出进入视频会议系统，有效利用光纤资源为其提供传输通道。

所有前端的视频都将保存在前端派出所监控中心，而市局监控中心只做重要视频资料的二次备份，故市局也需配备一定数量的NVR设备，用于保存本地视频资料以及下级重要视频资料以及本地或下级派出所高清视频资料。

2、派出所监控系统设计

派出所是整个城市治安监控系统的基层单位，派出所监控系统发挥的作用直接决定整个监控系统的效能。针对原有派出所的监控结构的不同，我们采用以下采用两种方案进行设计。

（1）已有监控系统的升级改造

为了保护前期投资，派出所原先的视频矩阵拟予以保留。所有接入派出所的视频将分为三类：

*原有视频监控点的接入

原有监控点视频仍然进原视频切换矩阵。而原模拟矩阵的视频输出口全部（或部分）接入新增的多业务网络交换平台的视频输入口，从而实现原有矩阵视频与新增加的多业务网络交换平台相结合。

*新建模拟监控点的接入

随着派出所监控规模的不断扩大，需要建设更多的监控点满足公安对监控的要求，对于新建的模拟视频监控点，可以直接通过增加模拟视频输入卡接入多业务网络交换平台。

为了节省光纤资源并节省多业务机箱的规模，前端新建模拟视频的接入可利用64节点光端机，通过一根一芯光纤实现多路视频的传输，大大节省了光纤资源，布线简单。

*高清视频的接入

随着高清视频监控应用的日益广泛，在后期的系统建设中，除了普通视频切换接入之外，每个派出所将会在辖区内重要部位设置高清视频摄像机，高清摄像机的接入拟采用EPON技术利用EPON接收机直接接入多业务平台的机箱。

所有上述视频接入派出所监控中心后，可通过多业务网络交换平台本身对系统内所有接入的视频进行统一的不重复的伪编码设置，通过主控键盘可以任意切换本派出所辖区内的所有监控点图像。也可以通过分配一定的权限，实现对其他派出所或市局监控中心的图像进行调看。全网图像任意调控功能的实现将大大增强监控系统的利用效率，同时便于发生突发事件时领导临场指挥。

（2）新造派出所的建设

对于新增加的派出所可以直接通过多业务网络交换平台建设监控中心。根据传输距离及传输数据的不同，可以通过多种方式接入多业务平台中。对于距离近的摄像机可以直接通过同轴电缆接入平台;辖区内远端的模拟摄像机可以通过64节点光端机接入;高清摄像机或者普通数字摄像机则可以通过EPON设备接入，这样，视频都将通过光纤接入派出所的监控中心，大大节省了布线成本，减少了繁琐的同轴电缆连接，使系统的布线和连接大大简化，方便使用和维护。

派出所监控系统如图二所示：

3、传输系统设计

（1）市局和派出所之间的传输

派出所多业务网络交换平台和市局多业务网络交换平台之间通过光纤联系，光纤链路上为视频会议系统的双向音频通道和程控电话信号以及报警信号提供了充足的传输通道。为充分利用原有光纤资源，市局和各个派出所的多业务网络交换平台之间采用星型拓扑结构， 中心多业务可以调看系统内任何派出所的任意图像，派出所的多业务也可以调用任何派出所的图像。

（2）高清视频的接入和传输（EPON技术）

高清视频设备的接入对治安监控系统有非常重大的意义，基于高清视频的图像智能分析和处理将为公安机关的快速准确的破案提供强大的技术保障手段，在一个现代化的先进的社会治安监控系统中，必须考虑高清视频的接入和管理以及后台智能分析。对于各个高清前端的接入采用先进的EPON光端机，实现一点对多点的组网方式，灵活简单，大大节省光纤资源。同时也提供优质的视频传输质量，是平安城市监控视频接入的最佳解决方案

四、系统技术亮点

实时性好——多业务传输视频只经过一次编解码，采用全实时连接传输，每个视频都分配了固定的带宽，保证传输的实时性。采用背板硬交换、划分视频专用带宽的方式，图像传输延时小。

采用JPEG2000视频压缩方式，图像质量高——Infinova多业务网络交换平台采用的是JPEG2000无损视频压缩算法，视频图像不进行帧间压缩，完好的保存了实时画面信息，提供最高品质的图像质量。

数模系统的结合，平台开放性好——为了不浪费原有模拟系统的资源，Infinova多业务网络交换平台最大限度的保证了原有投资不被浪费，同时，尽量保持了原有系统的操作习惯。原系统中主要有INFINOVA矩阵和PELCO矩阵，对PELCO矩阵的控制是通过V2415多系统集成器实现。

在与模拟矩阵相结合的过程中，多业务网络交换平台主要起到传输干线的作用，所以即使多业务系统出现问题，也不会影响到本派出所的监控系统的运行，最大限度的保证了系统的稳定和可靠性。派出所的监控系统中仍将采用视频分配器，所以，系统中原有的DVR都将继续使用，从而充分的利用了原有资源。

视频会议系统——某市的治安监控系统以多业务系统为骨干，为充分利用设备资源，在不增加过多设备的前提下，可以实现一套简单实用，稳定可靠的视频会议系统。多业务系统之间的光纤不但用于传输监控的视频或者网络信号，还可以传输视频会议系统的音频视频信号。系统结构如图三所示。

视频统一切换管理——多业务网络交换平台可以通过配置的主控键盘，输入相应的摄像机伪编码，实现任意派出所或者市局对换某市所有的监控点进行实时视频切换，全网进行统一管理，全网的伪编码由中心多业务统一编码分配。

系统容量大——系统容量大，单站点可实现1024×1024输入输出，最大可以有255个站点。目前某市治安监控系统前端共有近4000个，以后还会继续增加。多业务网络交换平台采用先进的时空时大容量背板交换技术，支持上万个甚至几万个点的监控，且系统运行稳定，实时图像质量高。

模块化设计——模块化设计，功能丰富，增加新功能方便简单，类似于视频会议功能;多业务系统还提供IP电话、视频存储等功能，只需增加功能板即可。目前多业务网络交换平台可任意插入16块不同的功能卡，体现多业务平台的“多业务”性能。

组网灵活——组网灵活方便，全光纤布线。多业务系统支持星形、树形、环形、链形结构，组网灵活;多业务系统以光纤为媒质，全系统采用光纤布线，传输带宽大。

五、结束语

英飞拓公司以其强大的研发实力，为客户提供高性能通用产品的同时，还能根据客户的个性化需求为客户提供量身定制的产品。在某市治安监控项目中，INFINOVA品牌的多业务网络交换平台及相应的光纤传输产品以其优良的品质，良好的操控性，高可靠性以及强大的自主研发能力赢得了某市领导的充分肯定，为构建和谐社会做出了应有的贡献。

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