监狱安防网络监控平台建设解析

     随着安防技术“数字化、智能化、网络化”的发展大趋势，监狱对安防管理系统提出了新的要求，在面对着海量设备接入时，如何更智能化的满足需求的同时保证系统的稳定性，将是安防监控网络解决方案提供商的一大难题。

　　监狱需求分析

　　随着监控视频技术的发展，特别是数字监控系统的成熟，视频监控系统可以更有效的帮助狱警对监狱安全进行管理防范，使监控系统不止停留在视频的查看和调用上，更能使监狱进行有效的管理。监狱监控系统特点在于，由总值班室负责调度狱中多个值班。除此之外，还有武警部门负责的监控室对周界外围进行监控，正常情况下，武警与狱警为相互独立的部门，互不干涉。当有突发事件产生时，除了该监狱上级部门的监狱监控室可以随时调用视频，作为应急指挥中心外，武警部门也需要及时了解监狱内的各种情况，及时做出响应措施。由此看出，监狱是一个多级级联的系统，除了本地监控以外，监控的上级指挥中心、武警部门都需要对监狱的报警信息及视频进行及时接收及查看。

　　监狱监控防范系统对安全系数要求极高，必须确保系统高性能和高稳定性。对于监狱内的监舍楼、办公楼、监区内食堂、医务室、运动场、活动区、监墙岗哨、岗楼、出入口双层门、探视室等场所的情况，进行全方位监控。同时，随着监控、监听、公共广播、门禁、周界报警、消防、巡更、探视系统等现代化信息系统运用到监狱中，以进一步提高现代化的管理，更好的实现人防、技防、物防，打造全方位的安全防范系统。

　　由于对安全性要求极高，监狱重视建设各种安防系统，但在实际应用中，各系统相对较为独立，当相关系统进行报警时，还需要大量的人力物力去进行确认，响应速度也没法得到保障，存在一定的安全隐患。用户希望能够借助系统之间的互联互动提高监狱的安全管理效率，在系统报警的时候能自动把相关视频进行关联，不需要人为手动去查找相关的报警点视频，同时，希望相关报警信息能自动传送至上级。除此以外，用户希望系统是长期可用的，不容许系统在关键时刻时出现问题，如当发生事故时进行录像的取证时却发现此录像不存在，将会对事情造成巨大的影响。由此看来，监狱将要求系统间能够实现互联互动，同时需要具有极高的稳定性。

　　监狱对管理平台的要求

　　随着网络化的进一步兴起，安防系统IP化已经逐渐代替传统的模拟系统，而作为监狱的安防系统，体现得更加明显。随着信息化技术的发展，监狱也掀起了技改的浪潮，将系统逐步网络化。这些系统有个共同的特点，就是系统产品的多样化，以监控为例，很多监狱均是对系统进行逐步升级，将面临着多系统、多设备并存的情况，如何去对设备进行统一管理，将是用户面临的一道难道。因此，要求CMS管理平台具有极强的兼容性，可集成IPC、编解码器、DVR等设备，要求支持ONVIF/PSIA标准协议。同时，要求集成管理平台可集成门禁、防范报警、消防、巡更、对讲系统等，并支持OPC接口，实现视频与各安防子系统的报警联动。

　　第三方系统的驱动接入

　　为更好的集成第三方系统，CMS集成平台可采用驱动模块化的方式，从而使得任何前端，包括网络摄像机、视频服务器、DVR以及第三方报警系统如：门禁、周界防范入侵、对讲、消防、巡更等系统的接入都将单独形成驱动，跟驱动模块进行结合。这样便可以实现在接入任何前端设备或者第三方系统时，不用其他模块进行相应的开发配合，在很大程度上提高了设备的接入效率和整个系统的稳定性。

　　与智能分析的集成联动

　　与视频智能分析技术的相结合，利用越界检测对监狱围墙进行监测，取代传统的红外对射。同时，还可对狱犯进行人数统计，对带班人员进行脱岗监测等功能，这些可有效降低人力的同时又提高了监督力度。这就要求CMS模块化底层做得足够健壮，支持集成平台能兼容目前国内外主流的智能分析产品，如OV、IOmniscient、卓扬等的软硬件智能分析产品，实现以报警为驱动的联动功能。以四川某劳教所为例，作为地震重灾区的重建，四川省政府要求对此劳教所提出了要建设成信息化示范性单位，对安防监控提出了新要求，对狱犯进行更有效的监控，在狱犯活动区，要求采用人数统计，当人数发生变化时进行紧急报警处理，对于狱警进行脱岗和瞌睡监测，得到了四川省政府的认可。

　　大联网的平台兼容

　　安防监控随着“数字化、智能化、网络化”的发展大趋势，各个行业对跨区域监控管理需求的不断增加，联网监控已经成为安防系统的核心业务需求。而在监狱行业，大联网监控的需求更为突出。自从“躲猫猫”、“越狱”等事件的发生，国家已经把监狱联网监控提到了新的高度，以四川省为代表，开始提出了全省监狱进行联网监控。为实现跨区域、大范围的统一管理，除了要求系统具备海量设备的接入，系统模块化分层设计外，还要求系统能提供标准化的接口，可让视频数据与上下级平台进行对接，轻松实现整合。

　　管理平台应具备的功能和性能

　　多级流媒体级联

　　在监狱的解决方案中，采用多级流媒体级联的方式，采用多层架构来满足客户的需求。在总机房内设置流媒体服务器，对全局视频进行报警联动的视频存储，同时，分别在每个值班室中设置NVR服务器对视频进行长时间的存储。狱警在值班室内调看该区域的视频时，视频只需要从本值班室的NVR内获得数据，而不需要从总机房获得视频流，这就可以节省视频回传的带宽，并且当值班室到总机房的光纤遭到破坏时，值班室内的狱警还可以看到该区域的前端情况，保证视频能在短时间内继续录像，方便事后取证。而监狱其他部门或上级监控室远程查视时，可以从机房的流媒体服务器上调看视频，方便设备的维护、统一管理。对于报警联动的视频，重要性极高，往往是事件取证的关键，进行在监控中心的备份存储，以降低视频数据受到破坏的风险。

　　细致的权限管理

　　监狱系统内权限分明，不同的岗位分工明确，不同的角色拥有不同的管理权限，对安防系统也同样符合监狱系统的规则。虽然网络是完全连通的，但是每个值班室都具有该值班室用户的权限，并只能查看所负责值班区域的视频。只有权限更高的用户，才能登录系统后查看到该用户所拥有的视频。当多个用户希望控制前端球机时，权限管理会让等级高的用户拥有优先控制权，只有当高权限的用户释放控制权后，低权限的用户才允许控制。不同值班室不能越权控制其它值班室所监管的区域，要求要拥有更高的控制权限，具有PTZ优先级抢夺的权限，当要控制时，会把优先级更低的用户权限抢夺过来，进行PTZ控制。

　　机智的报警处理

　　监狱监控系统还可以更贴近监狱的报警系统控制，当前方触发报警后(报警包括第三方报警系统或智能分析系统)，会在该监仓所属的值班室提示报警，如果狱警在规定时间内，没有对报警进行处理，则报警信号自动往等级更高的总值班室发送。上级监控室在平时不需要对所有前端视频进行浏览时，只需要以报警为驱动对视频进行查看即可，这样可以尽量避免由于人为的疏漏，导致特发事件无人处理的情况。当值班人员确认重点监仓的报警信号不是误报时，系统将报警信号直接传送给狱长。另外，报警的处理时间根可根据需求导出成报表，记录每个报警的响应时间，作为考核依据。

　　系统支持手动将报警信号推送到网络中的任意指定用户客户端，进行报警视频的显示。当值班人员发现有重大报警事件时，可手动把相关报警信息发送到总控中心，请求协助，进行综合调度的应急处理。

　　M+N冗余

　　对于传统的DVR系统来说，每台DVR大约承载16路视频信号，1台DVR出现故障所影响的范围还是有限的。但是在数字监控时代，每台NVR的存储录像最高可以到100路视频的存储、转发、报警等信号，1台NVR出现故障，受影响的范围会更大，然而要求电子设备不出现故障是一个不可能的任务，所以我们必须找到一个解决方案来保证系统在二十四小时全天候都是正常运行的。

　　在经过了长期研究与实际测试后，建议采用M+N的冗余策略解决此问题，当M台服务器正在录像的时候，中心管理模块(CMS)定期向工作中的服务器发送心跳信号。其中某一台服务器出现故障，CMS可以通过心跳侦测超时返回发现服务器处于离线状态。这个时候，CMS可以把该台失效状态的服务器上连接的摄像机发送给N台备份服务器其中一台上，并且激活备份服务器去连接摄像机。此切换过程的时间依据网络状况而定，在网络状况正常的情况下少于30秒。当故障服务器修复后，CMS侦测到故障服务器恢复连接，然后把摄像机连接移回到原服务器上，并且备份服务器把自身的录像数据也迁移回原服务器上进行保存，迁移完成后备份服务器继续处于待机状态。系统可以允许同时出错的服务器数量取决于备份服务器的数量M，如果M为3，则可以允许有3台服务器处于离线状态，系统还可以继续正常运行，不会出现大面积录像丢失。通过此策略，可以让系统在长时间内都是可用的，以满足监狱对监控系统的高可用性要求。

　　在监狱中，可根据不同的监控区域、不同的安全等级划分不同的冗余组，如，对于监墙岗哨、岗楼、出入口双层门等重点区域，可采用1+1的双机热备冗余;而对于活动区、运动场、食堂等区域，安全等级及事故发生率都不高的区域，可采用10+2的冗余。将不同的服务器群划分在不同的冗余组后，实现在同一监狱安防系统中不同要求的区域具备不同程度的冗余机制，在有限的资金投入中得到更有价值的服务。

　　数据零丢失

　　由于电子设备的长期运行后电子零件可能出现故障，在运行一段时间后需要定期维护，而在维护的时候系统稳定问题一直是关键。CMS系统在冗余系统的基础上，建议要为用户提供了一个维护零数据丢失的解决方案。该系统与冗余系统最大的区别在于，维护系统由人工手动进行确认服务器进入维护状态，CMS知道某台服务器需要进行停机。中心管理模块(CMS)会先启动备份服务器，当备份服务器启动完成后，再通知原服务器可以进行关闭。通过确认方式，保证在维护的时候，系统不会出现数据丢失。通过这样的方式保证安防系统一直稳定的运行。