第一节 视频监控系统组成

随着监狱系统网络化、信息化和智能化建设的展开，信息共享、多级管理、远程控制也成为监狱管理部门迫切需要解决的问题。建设监狱视频监控系统就是采用先进的视频监控技术对监控图像进行实时传送，以达到信息共享、过程监控和管理的目的。实现对监狱全方位动态情况进行实时监控和报警探测，提供丰富的应用功能，为监狱管理者提供实时现场图像和事后查证的依据。

目前，我国监狱的视频监控系统发展主要表现为以下六个特点。

（1）智能化。监狱智能化管理也是一大趋势，监管工作繁杂而重要，智能化管理能使工作更有效、更规范和更及时，包括视频分析、突发预案、完善的报警联动、设备在线监测和异常情况报警等功能。

（2）集成化。对前端各个监区所有的点进行集中管理，可以实现统一控制、统一指挥和协同联动并实现与其他监狱信息平台进行集成，如电子政务平台、人事管理系统等进行集成管理。

（3）数字化。监狱数字化不仅包括系统架构的网络化，还包括数字化设备的使用，包括监控摄像机的高清化，实现1080P和4K高清监控的普及与应用，包括民警手持单兵终端、保外就医车载、RFID人员定位技术以及生物特征识别和物联网技术的应用。

（4）网络化。监狱安防信息化建设实现全网络化，不仅各子系统的集成联动依靠网络，中心综合管理平台同时也是对网络信号的处理以及存储，便于系统扩展和升级。

（5）易用化。由于监狱监控点位密集，数量众多，对于有限的民警力量，监管工作量是很大的，因此监狱安防信息化建设在于提高监管工作效率，如监控视频自动巡查，视频智能分析与门禁系统报警联动，3D电子地图的直观显示，突发预案策略等。

（6）安全化。为保障监狱的全方位安全性，应该从多个方面考虑监狱安全问题。从视频监控系统角度考虑，应包含设备安全（采用防暴型的摄像机）、网络安全（保障网络通畅稳定）、数据安全（保障数据前后端存储双冗余机制）和系统安全（模拟和网络系统冗余互补）等。

对于高清网络摄像机，数字视频信号通过安防网直接接入网络内，接入数字监管主机，可进行本地存储，也可进行集中存储，以及与子系统实现联动。分监区值班室配备分控管理服务器，领导分配主机，这样可降低指挥中心带宽压力，提高各个终端的主机能力。对于特殊地点监控，采用星光级摄像机，适用于夜间围墙附近的监控。若是网络信号输出，需要根据通信协议进行协议对接，前端设备与主机建立联系后，在接入集成平台实现与其他技术的联动。

视频监控系统由采集、传输、存储、显示、控制五个部分组成。

一、视频采集系统

根据监管中心建筑布局的特点，要在监区内的所有建筑、主要道路和绿化场地等重要部位，均设计安装视频监控系统，力求不留死角，即视场范围能按接力方式实现视频全覆盖，实施有效的视频监控和图像记录。

前端摄像机（俗称电子眼）是视频监控系统的原始信号，负责采集监控点位的信息传至视频设备进行处理。根据工业型和农业型监狱特点，以及监视区域大小，室内外照度，人员多少，清晰度高低，距离控制中心远近，防爆、防雷等，选购合适的技术方案和产品，以确保实际监控效果。

1.总体要求

采用网络高清摄像机，摄像机应能清晰有效地采集到现场的图像。采集点本地的图像质量应达到五级图像质量等级。摄像机的选型应能适应现场的照明条件、安装条件和安全管理的需求。监视目标的最低环境照度不应低于摄像机靶面最低照度的50倍。

环境照度不能满足视频监控要求时，应配置辅助照明。环境照明装置的光源应避免直射摄像机镜头，以免产生眩光，并力求环境照度分布均匀。应根据监控目标现场环境照度变化情况，选择适合的宽动态范围的摄像机。

监视目标的照度变化范围大或必须逆光摄像时，应选用具有自动电子快门的摄像机。摄像机一般应顺光安装，避免逆光安装。如因环境原因而不得不逆光安装，应选择具有逆光补偿功能的摄像机。摄像机均应带有场景变更、画面虚焦等通用异常侦测功能。

对于卫生间、淋浴室、厨房等场所，选用的摄像机应具备防水功能，可采用带有防水功能的高清网络枪机。对于雾气较大的监所，室外摄像机应选用带有透雾功能的摄像机，以达到清晰监控目标场所的目的。

对于需要同步监控监听录音的，由于目前主要配备网络摄像机，一般自带同步录音接口，因此技术上采用将拾音器接入某一摄像机的方式实现同步监控监听录音。

对于需要进行智能识别的，应能满足拍下对应照片，实现智能识别，并将结果同步保存。

视频监控要实现全覆盖。全覆盖应在以下几个方面实现：一是AB门区域，围墙内、外周界区域和武警巡视道要无死角；二是监管区内罪犯生活、学习和生产的室内活动范围所涉及的区域没有死角；三是公共活动场所、道路、建筑物室外周界等要全面覆盖；四是罪犯超市、卫生所（卫生服务点）等重要服务场所要全面覆盖。

（1）围墙区域

监狱外围墙和武警巡视通道要实现监控全覆盖。在监狱外围墙5～10米处和武警巡视通道上，一般按照100～200米间距安装一圈红外彩色宽动态带低照度的星光级网络枪机。对非直线区域必须根据需要增加摄像机。摄像机的安装调整要采取追尾式，不留监控死角。每个岗楼内部要安装一个低照度彩转黑半球广角监控摄像机，并安装同步拾音器。

监狱内围墙隔离带和沿内围墙道路要实现监控全覆盖。一般按照50～70米间距，顺时针或逆时针安装红外彩色宽动态带低照度的星光级网络枪机。摄像机可安装在围墙内侧上，但最好安装在靠近围墙的有关建筑的外部。在围墙拐角处和武警岗楼下，可安装个别一体化球机。摄像机安装点一般应低于围墙照明灯，镜头尽量避开照明灯光直射。对非直线区域必须根据需要增加摄像机。摄像机的安装调整要采取追尾式，不留监控死角。针对围墙摄像机，要配套安装和调整围墙照明，围墙照明不仅要满足日常夜晚人员巡视照明需要，还要满足为围墙摄像机提供夜晚辅助光源需要。围墙照明既要防止出现提供摄像机辅助照明不够的问题，也要防止照明直射摄像机而出现眩光的问题。摄像机安装还要考虑白天太阳直射眩光问题，在实际安装时要从实际出发，调整选择最佳角度，最大限度地避免太阳光直射造成眩光。

此外，恶劣环境是监管安全的大敌，历史数据表明，雾天、大雨等恶劣环境发生管理安全事故的概率远大于正常环境。所以选择的摄像机要具备透雾等功能，满足恶劣环境下使用需要。

（2）AB门区域

在车行道的AB门监管区外，要设置一个针对监管区外全景的摄像机，能监控监管区外车辆和外边一定区域的情况。摄像机一般选择星光级宽动态一体化球机（或广角半球）。监门外应设置辅助探照灯，既为夜晚照明需求，还为夜晚监门摄像机提供夜晚辅助光源需要。

在人行道AB门监管区外，要设置摄像机，能监控清楚进出人员的面貌及其周边情况。摄像机应选择星光级低照度枪机。要配有辅助的照明灯，既为夜晚照明需求，还为夜晚监门摄像机提供夜晚辅助光源需要。

在车行道的AB门之间，一是应在对角设置两个彩色半球摄像机，摄像机位置应设于高处，方向从上至下，通过两个摄像机基本从上至下覆盖整个车行道的AB门区域。要配备辅助的照明光，能满足夜晚摄像机对辅助光源的需要。二是车行AB门通道的B门上方安装一个车顶扫描摄像机，不留盲区，以便车行通道值班人员观看车顶情况。三是在车底扫描系统中，配置符合车底扫描系统建设需要的摄像机。四是一般应在A门侧边或上边，针对车辆进出分别设置一个彩色枪式摄像机，主要用于对进出车辆的车牌进行摄像抓拍和识别。五是应在该区域辅助标识车辆停止线和行车线，以便车辆按照预定线路停放和行进，便于摄像机的摄像和拍照。六是应该在车行通道中设置监听，同步录音。

在人行道AB门之间所有进出口，以及换证办证区域、人工检查和各道闸口等区域要设置彩色枪式或半球高清晰摄像机，对人行道的AB门进出人员进行全面覆盖监控。在AB门人行通道处设置人脸抓拍摄像机，对进出人员的面部抓拍图片，自动识别后与身份证登记信息进行比对验证。如果人行道间白天的总体亮度不高，但打开A或B门时，进口处的背景处亮度与AB门之间的亮度对比较大，为照清人脸，宜选择宽动态或具有逆光补偿功能的摄像机。整体录像画面应能清晰分辨进出人员脸部特征。人行道AB门间应设置辅助光源。

在车行AB门外靠监管区内，要设置一个针对监管区AB门附近全景的摄像机，能摄清楚监管区内车辆和门里边一定范围的情况。摄像机可选择高清全景摄像机，对较大场景进行全角度拍摄，应配套设置辅助探照灯。

在人行AB门外靠监管区内，要设置摄像机，能监控清楚进出人员的面貌及其周边情况，并要单设专门的人脸抓拍和智能识别摄像机。摄像机应选择星光级低照度枪机。要配有辅助的照明灯。

在AB门值班室，为保证值班安全，要在AB门值班室内设置一个彩色半球摄像机。因为涉及进出换证等交涉事宜，因此应设置监听，同步进行录像和录音。一般应吸顶安装在角落，并且注意避免值班室内灯直射摄像机。

在AB门武警值班室，要对武警哨进行24小时监控。武警哨的监控摄像可选择彩色半球或枪机。因为涉及武警哨兵对进出人员的检查等事宜，应在武警哨位设置监听。监狱监控系统应对武警哨位进行同步录像录音。武警哨位应设置照明辅助光源。

（3）监舍（禁闭室、医院）

监舍区域一般指独幢的监舍楼。监舍楼中一般包括值班室、办公室、寝室、通道、盥洗室、厕所、储藏室、公共活动区、阅览室、谈话室、理发室、晒衣房等功能用房。禁闭室一般也是独幢，与监舍相似，但有禁闭室和放风间。医院中有医生办公室、就诊室、手术室和住院病房等。

监舍：每个监舍应安装两个星光级低照度半球广角防暴摄像机，结合实际选择合理的安装位置，或者采用一个单目全景摄像机，从而实现对监舍的监控全覆盖。为保证监舍夜间监控效果，应该设置夜灯（非照明灯，只提供夜间微弱照明，不能影响罪犯休息，设置点位应避免摄像头形成眩光），在夜晚照明灯关掉的情况下，给摄像机提供辅助光源。如果监舍中没有设置夜灯，则要配置相应的红外辅助光源或采用带主动式红外的摄像机。应注意监舍内照明灯光不要直射摄像机镜头。对于监舍窗户开向南边，白天光照较多，容易形成眩光情况的监舍，对窗监控摄像机应选择具有宽动态或逆光补偿功能的，摄像机宜选择具有防暴功能的。每个监舍还必须配备一个拾音器，实现与同监控录音。如果监舍内的厕所存在被遮挡的情况，则要根据实际进行监控点设置。医院住院病房以此类推，参照执行。

（4）通道

监控监舍通道应安装具备走廊模式的星光级红外枪式摄像机（前端摄像机应具备9：16的走廊模式功能，并且保证在客户端和监控大屏上支持9：16与16：9的混合显示，后同），夜间应在通道处有长明灯提供辅助光源。监舍的罪犯进出通道楼梯进出口，如果有长明灯提供辅助光源，则选择星光级红外半球或枪式摄像机；如果没有辅助光源，则选择另带红外辅助光源的彩色半球或枪式摄像机。

盥洗室、监舍公共卫生间、储藏室、心理咨询室、理发室、图书室、开水房、超市等功能房：应结合实际情况安装两个或以上星光级低照度半球广角防暴摄像机，实现对此区域的全面监控。同时，要安装至少一个监听拾音器，实现同步监听录音。医院就诊室、X线检查室、抢救室、手术室、重症监护室要安装监控和同步监听。

（5）监舍公共活动区

一般在进门对角线位置各安装一台摄像机。此外，在公共活动区罪犯收看有线电教的正面要安装一台摄像机，主要用于组织罪犯在公共活动区集中收看电教节目时，能够从正面看到罪犯集中收视的情况。如果夜间有长明灯辅助光源，一台可选择星光级低照度半球广角防暴摄像机，另一台为低照度彩色转黑白可变倍一体化摄像机。如果夜间没有长明灯辅助光源，应安装带红外辅助光源的摄像机。如果摄像机安装照摄位置正对的窗户等白天有强光，应选择支持宽动态的摄像机。摄像机宜选择具有防暴功能的。在整层监舍走廊进出口位置，安装带智能人脸抓拍识别的智能摄像机，对进出人员进行自动抓拍识别。

（6）晒衣房

摄像机应选用另带红外辅助光源的彩色半球广角防暴摄像机。对于安装位置直照着阳光高亮区域的摄像机，还应选择具有宽动态或逆光补偿功能的。由于一般情况下遮挡比较严重，摄像机的安装位置和选择的数量应根据现场实际，考虑挂衣遮挡的情况，配套相关管理规定进行合理确定。晒衣房的晒衣架应留一条走道式空间来保证监控效果，或晒衣架落地安装不超过1.6米高度，摄像机则安装在楼顶保证监控效果。或者衣服要求全部高挂，摄像机低安，以确保效果。要安装监听拾音器。

（7）值班室

应在值班室中安装一台彩色半球摄像机，进门对角处吸顶安装。值班室在夜晚必须有光源照明，摄像机安装位置应注意尽最大可能减少死角，同时照明灯不应直射摄像机镜头。

（8）禁闭室和放风间

禁闭室及放风间，每个房间安装一个彩色广角半球防暴摄像机，实现对禁闭室及放风间的监控全覆盖。应注意房间灯光不要直射摄像机镜头。要安装监听拾音器，实现同步录音录像。

（9）楼幢周边

监舍楼、病房、禁闭楼的周边，要设置星光级低照度宽动态摄像枪机，实现对建筑周界的全覆盖。楼幢周边供罪犯使用的附属的单独隔离的小广场等公共区域，设置星光级低照度一体化变焦摄像机或球机，公共区域应设置辅助照明设施。

（10）伙房和餐厅

一般应根据罪犯食堂的建筑结构来设计监控信息点。应对伙房和餐厅的作业区、就餐区、主食库、副食库、冷藏库、通道和楼梯口和食堂内民警办公值班地点等进行监控。一般应采用带红外的低照度彩转黑摄像机。伙房和餐厅的入口处，以及安装的面对可能有高亮光线的窗户、大门的区域的摄像机，应具有宽动态或逆光补偿功能。同时在伙房和餐厅的入口处，安装带智能人脸抓拍识别的智能摄像机，对进出人员进行自动抓拍识别。伙房操作间摄像机应加装防油烟的玻璃罩，方便拆卸清洗。

餐厅由于面积较大，要采用高清全景摄像机，对较大场景进行全局监控。值班室及各重要室内监控点，如库房、储藏室等应使用星光级红外半球摄像机监控室内环境。通道处参照监舍通道监控摄像机选型执行。

（11）教学楼

应对教学楼的大厅、过道和一楼的民警值班室等进行监控。入口处的摄像机，由于对进出开关大门进行摄像，应采用低照度彩转黑的半球或枪式摄像机，要具有宽动态或逆光补偿功能，带红外。大厅、过道如夜晚有长明灯，则一般应采用低照度彩转黑半球或枪式摄像机，否则需另配红外灯辅助光源。民警值班室一般应采用低照度彩转黑半球摄像机。教学楼内的各个教室、活动室和功能房中要按照全覆盖的要求，安装红外防暴半球，并安装同步监听拾音器。走廊等区域要安装带走廊模式的高清红外枪式摄像机。教学楼的大厅入口处，安装带智能人脸抓拍识别的智能摄像机，对进出人员进行自动抓拍识别。

（12）生产区

一是生产车间。出入口处要设置摄像机，应采用星光级红外半球或枪式摄像机，应具有宽动态或逆光补偿功能，以及具备人脸抓拍识别功能。生产区域应结合实际，采用高清全景摄像机，对整层生产区域场景进行全局监控。对于日光直照的窗户等区域，白天可能有高亮情况的，监控此处的摄像机应选择具有宽动态或逆光补偿功能的。

二是各种库房。在生产区，应对各种库房进行监控，原则上在谈话室、工具室、卫生间、开水间、储藏室、公共厕所、配电室、成品仓库和原料库每间安装两个或以上的摄像头，并另带同步监听拾音器。对生产车间内的面积较大的车间、物流仓库等，应优先采用高清全景摄像机。

三是在车间生产作业区每层楼每个楼梯间安装一个或以上摄像机。

四是生产车间的民警办公区进出口，要有监控覆盖。

五是要针对每个民警值勤点安装一台监控摄像机。

（13）会见楼

会见登记室应安装一台彩色半球摄像机，进门对角处安装。还要安装一个监听头，对登记室进行同步录音录像。摄像机安装位置应注意尽最大可能减少死角，并能够照到进出口和登记办理手续的窗口，实现对进出人员和办证情况的监控。同时照明灯不应直射摄像机镜头。财务室、小卖部、物品检查室以此类推动，参照设置。

会见监听值班室应安装一台彩色半球摄像机，吸顶安装。摄像机安装位置应注意尽最大可能减少死角，同时照明灯不应直射摄像机镜头。

会见楼大厅和会见候见室正对入口处的摄像机，由于对进出开关大门进行摄像，应采用星光级低照度半球或枪式摄像机，同时摄像机应具备宽动态或逆光补偿功能。会见楼大厅和会见候见室区域应结合实际，采用高清全景摄像机。对于日光直照窗户的区域，白天可能有高亮情况，监控此处的摄像机应选择具有宽动态或逆光补偿功能的。

电话会见罪犯通道：正对入口处的摄像机，由于对进出开关大门进行摄像，应采用星光级低照度半球或枪式摄像机，应具备宽动态或逆光补偿功能，要具备人脸抓拍和智能识别功能。通道如夜晚有长明灯，则一般应采用星光级低照度半球或枪式摄像机，否则需另配红外灯辅助光源。

电话会见家属区：正对入口处的摄像机，由于对进出门进行摄像，应采用星光级低照度半球或枪式摄像机，应具备宽动态或逆光补偿功能。整体区域应结合实际，采用高清全景摄像机，实现全面覆盖，不留死角。对于摄像机可能会因照向白天有高亮情况的窗户等区域的，应选择具有宽动态或逆光补偿功能的。

电话会见罪犯区：整体区域应结合实际，采用高清全景摄像机。对于摄像机可能会因照向白天有高亮情况的窗户等区域的，应选择具有宽动态或逆光补偿功能的。

（14）监管区公共区域

监控应对监管区的主要通道、公共活动操场等区域进行监控。应根据覆盖区域的最低照度情况以及辅助光源情况，选择星光级枪机或者智能高速球机，或者采用180度或360度全景摄像机。一般应选择宽动态的摄像机。应采用180度或360度全景摄像机对操场等大的活动场所进行全面监控。在道路拐弯或交叉路口设置星光级枪机对卡口进行监控，并采用星光级枪机对主要监管区内道路进行沿线监控。对于垃圾转运场、物流上下定点装货区等重要区域，要采用星光级枪机或全景摄像机进行全面监控，根据需要可安装同步监听拾音器。

（15）办公区

在指挥中心需要安装一个可从正面照到监控席位全景的前全景摄像机，一个可从后面照到大屏的全景摄像机和一个以监控值班席位值班人员为主的摄像机。其中，监控值班席位值班人员的摄像机可带同步录音。枪弹库应安装带辅助红外光源的彩色枪机或半球。办公区的其他区域等，可按照一般安防标准，设置摄像机。

2.摄像机选型特点

（1）高清

监狱视频监控系统普遍采用1080P高清摄像机，对于高点全景监控建议采用4K高清摄像机。确保各级管理和工作人员可以清晰、真实、完整地还原各场景的现场实际效果，以达到对监狱安全的保障作用。

（2）广角全覆盖

监狱监控重要部位覆盖面积要达到100%，为确保全覆盖，部分监狱都会在一个监舍内设计多个摄像机。但简单地增加摄像机数量，不仅增加建设成本，也会增加指挥中心民警的监视难度。因此，建议采用广角的监控摄像机，在每个监舍安装1台摄像机就可以保证全覆盖的监控效果。如图4.1广角全覆盖图所示。

图4.1 广角全覆盖图

常见的广角摄像机都会存在一定的画面畸变，影响监视效果。建议采用可以实现畸变矫正功能的广角摄像机。在实现全覆盖的同时，提供良好的监视效果。如图4.2矫正后的广角全覆盖对比图所示。

图4.2 矫正后的广角全覆盖对比图

（3）宽动态

由于监室内光线环境复杂，采用普通摄像机在该场景下容易发生局部过曝或过暗，需要选用宽动态功能摄像机才能保证监控效果。如图4.3宽动态效果比较图所示。

图4.3 宽动态效果比较图

（4）宽频语音

普通摄像机在进行音频编码时，采用窄频语音编码，主要采集说话声音。为了防止监室内发生各种异常行为，需要将监室内细微声音无保留采集，为此监室内的摄像机均要求支持AAC宽频语音功能。AAC宽频音频识别范围在20Hz～20kHz，可提供高保真音频效果。

（5）走廊显示模式

对于走廊等狭长环境的监控场景，普通监控摄像机采用16：9的监控画面，存在大量的监视区域浪费。为了提高监视的可用效果，在这些场景选用的前端摄像机均具备9：16的走廊模式功能，并且保证在客户端和监控大屏上支持9：16与16：9的混合显示。如图4.4走廊显示模式效果比较图所示。

图4.4 走廊显示模式效果比较图

（6）前端缓存补录

根据视频录像数据存储部分的设计需求，在重点的前端摄像机配置一定容量的存储卡，当传输线路正常时，所有前端视频信号存储至集中或分散的网络存储设备。当传输网络出现故障时，重点前端摄像机自动把视频录像写入存储卡，当传输网络恢复正常工作时，存储卡内的视频录像自动补录至集中及分散的网络存储设备中，全过程无须人员操作。

（7）枪球联动功能

为了实现监狱中常见的大场景全覆盖监控需求，通常会部署多个摄像机来实现。但多个摄像机的部署方式，无法直观获取大场景的全景监控。增加高点的全景监控，往往又因为监控画面较大，无法呈现细节部分。因此，对于重要点位采用全景和细节相联动的监控方式，采用4K分辨率的超高清摄像机监控全景，并配合球机进行细节图像的放大展示。

（8）统一时间同步

因视频资料实况浏览、录像回放以及狱内案件侦查等的需求，所有前端摄像机均具备统一时间同步功能，同时前端摄像机能叠加时间OSD信息，相互之间误差不大于1秒。

（9）操作延时要求

实况图像延时小于300ms，确保看到的图像就是当前发生事件的实时反馈，并且在快球控制上无延时的感觉。大屏实况图像轮切/切换延时小于500ms，且图像连续切换时不会出现画面停顿，以满足在特殊情况下对前端监控摄像机的指挥、调度和控制的实时性。

（10）音视频采集要求

在每个监舍以及禁闭室和放风间等处设计了高灵敏拾音器进行音频采集，在前端监控点设计了拾音器。由于这些场景摄像机与拾音器一一匹配，为节省布线，前端摄像机可直接给拾音器供电，不需要再单独给拾音器电源线供电。

（11）4K摄像机

4K摄像机是指分辨率为4096×2160，长宽比为16：9，在此标准下CMOS逐行扫描可达到2160P。采用4K的高清网络摄像机画质相比于200万像素，垂直分辨率更高，画面细节层次更精准，显示更清晰、更干净细腻、更给人以身临其境的感觉，可以有效地解决需要高清画质且光线复杂场所的监控需求。

二、视频传输系统

监狱视频监控系统基于监狱安防网传输。根据每个监区实际现场的监控点数量，配置相应带宽的网络交换设备，在各个监区及生产厂区的值班室配置交换机，将前端网络摄像机的网络信号传输至后端指挥中心；监区以及生产厂区与指挥中心之间采用万兆光纤传输作为干线。

视频传输网络的设计要求如下：

（1）网络传输协议

联网系统网络层应支持IP协议，传输层应支持TCP和UDP协议。

（2）媒体传输协议

视音频流在基于IP的网络上传输时应支持RTP/RTCP协议；视音频流的数据封装格式应符合GB/T 28181-2016标准要求。

（3）信息传输延迟时间

当信息（包括视音频信息、控制信息及报警信息等）经由IP网络传输时，端到端的信息延迟时间（包括发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历的时间）应满足下列要求：

前端设备与信号直接接入的监控中心相应设备间端到端的信息延迟时间应不大于2s；

前端设备与监控客户端端到端的信息延迟时间应不大于4s。

（4）网络带宽需求

结合监狱监控的实际需求，视频传输网络带宽设计应能满足前端设备接入、监控中心互联、分控客户端接入监控中心的带宽要求，并留有余量：

视频监控前端接入线路满足视频监控前端数据传输需求，同时考虑到网络传输过程中的开销，建议1080P高清网络摄像机提供10Mbps以上的接入带宽；

监狱视频监控骨干网应满足指挥中心、各级分控值班室视频调用需求，建议至少达到千兆以上；

采用万兆双核心交换网络，中心机房服务器、存储设备接入带宽需求，传输带宽至少达到千兆以上；

（5）网络质量要求

联网系统IP网络的传输质量（如传输时延、包丢失率、包误差率、虚假包率等）应符合如下要求：

网络时延上限值为400ms；

时延抖动上限值为50ms；

丢包率上限值为1×10-3；

包误差率上限值为1×10-4。

三、视频存储系统

按照监狱信息化建设的整体要求，原则上采用网络存储服务器在监狱数据中心中存储，即IPSAN或云存储的方式为所有监控点提供录像存储服务；监控存储格式至少达到1080P格式以上的效果，不采用前端辅码流方式。同时，对于全景监控、抓拍照片和智能识别结果（人、车）的数据要能同步存储。

录像存储设备用于实现视频监控信号的数字化录像，支持手动录像、自动定时录像、视频移动录像、报警联动录像、视频丢失报警录像等。支持网页浏览管理，可以直接实现视频数据的下载；同时实现监管客户端的数据视频检索和回放功能；支持通过网络远程调用历史图像信息，回放功能；支持通过网络远程调用历史图像信息，回访支持暂停、播放、停止、慢放、快放和拖动以及循环播放等操作，支持回放时图像抓拍功能；支持多种检索方式。

（1）系统采用集中存储模式

监控系统的中心数据库应能同时存储与录像资料相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等。应考虑备份存储空间，为主存储提供冗余保障。为确保录像数据的安全，前端重点部位摄像机采用存储卡缓存录像，并支持缓存补录功能，与中心集中存储系统形成两级数据保障体系。

（2）采用基于云存储方式

云存储解决方案集先进的存储虚拟化技术、通用的硬件平台、优异的分布式文件系统和智能云存储管理系统于一体，既能为数据库、虚拟化等应用提供块设备资源池，又能为文档管理、流媒体等大文件存储应用提供文件系统资源池，具有高可靠、易扩展、易管理、成本可控等特点，为大规模存储环境提供高吞吐量的数据访问，是构建云计算和云存储业务的基础架构。以下重点介绍云存储设计方案。

当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。简单来说，云存储就是将储存资源放到云上供人存取的一种新兴方案。使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据。

（一）监控云存储需求

监狱监控所需存储容量大，对存储系统要求高。具体需求如下：

1.容量设计

监狱存储系统建设主要用于实现高清监控点位的视频录像存储。所有监控点视频须实现7*24小时不间断存储，存储时间不少于30天，分辨率不低于1080P，帧率不低于25帧/秒。为了保证满足存储空间的需求，不仅需要考虑采用集中存储设备，更要考虑通过云存储管理技术，实现存储系统的虚拟化和统一管理。

2.性能设计

视频监控主要是视频码流的写入，表征性能的是存储能支持多少路码流。在多路并发同时进行读写的情况下，对带宽、数据能力、缓存等都有较大影响，对存储的压力很大，这时候存储需要有专门针对视频性能的优化处理。同时，还需要考虑数据调用，磁盘故障时RAID重建对视频码流写入造成的影响。

要求数据存储能够满足复杂情况下24小时不间断写入的要求，为满足多个客户端的数据调用，满足多路并发写入的高性能、高带宽要求。存储设备提供至少4个千兆数据口，高速缓存≥4GB。单台存储设备在2Mbps码流下，同时写入数不低于500路，同时支持回放数不低于50路，回放过程中不影响录像；RAID5重建影响下，录像写入性能不降低。

同时，监狱视频监控系统的存储已经不仅仅局限于视频图像的存储，还应包含抓拍图片，以及视频数据的结构化存储等诸多内容。在进行大数据分析时，需要对所有数据进行快速的比对和分析，来寻找各数据信息之间的关联。因此，要求云存储系统提供大数据检索能力，满足海量数据快速检索的要求。

3.可靠性设计

海量数据的分析和检索需要基于稳定可靠的数据仓库来实现。比如视频监控现阶段较多用于事后取证的情况较多，尤其是在突发事件发生时要求一定有据可查，事件处理也要求有法可依，因此由设备故障造成的视频录像丢失是无法容忍的。因此，在可靠性设计上，要实现硬盘、存储设备和虚拟化云存储等各个级别的存储可靠性保证。

要求存储设备支持硬盘的超级容错技术（多块硬盘同时故障的RAID5），支持BIOS、风扇、电池、双源等模块冗余，支持电源自动故障切换和在线故障电源的更换等。同时，要求存储支持磁盘热插拔及在线更换故障磁盘，支持启动时磁盘顺序加电和磁盘电源短路保护，并专门针对硬盘的防尘和防震，进行专业的设计。通过云存储管理功能模块对存储设备进行统一管理。实现存储资源的灵活扩展、负载均衡、灾备切换等功能。

4.检索查询设计

监狱监控系统数据模式已经越来越复杂，在复杂的海量信息当中查询并提取出有效信息也会越来越困难。检索的效率与存储架构和文件系统设计直接相关。为了满足海量数据快速检索的要求，应根据监狱存储特点设计专用的云存储文件系统架构以提升检索效率。

5.空间、功耗设计

为了实现智能化的应用功能，需要增加大量后台管理设备和服务器计算资源。为了降低建设及运维成本，存储设备主机和盘柜应尽量提升效率及密度。采用高密度、低功耗、体积相对较小的设备。

（二）云存储系统架构

监狱监控点位众多，1080P图像按照4Mbps码率录像30天，如此海量的监控数据，如何用监控存储存实现录像数据海量、容量动态扩容、数据高可靠性、录像并发写入及回放等方面提出了挑战，云存储技术的出现很好地解决了海量数据高性能、高可靠、易扩展及管理的需求。

为各个分控独立部署一套区域云存储系统，每个区域存储物理上由元数据节点控制服务器和根据存储路数确定的多台存储节点，区域内监控平台的存储转发服务器日常使用本区域存储的空间，当区域内存储节点均异常情况下，能根据预设的切换策略切换到其他区域的存储节点上，存储系统后续可根据需要兼容标准存储系统和设备。

存储基础架构具备如下几个关键特征（如图4.5云存储系统架构所示）：

自治的，也就是说内嵌有自动化技术，允许平台自己智能地响应应用的要求。

弹性的，能够对动态变化的工作负载做出迅速响应，具备虚拟化技术和集群化技术，能灵活扩展和应对服务请求的快速变化。

图4.5 云存储系统架构

系统稳定、简单易操作、易于维护和管理。

“云存储”即数据的传输通过分片式文件读写的模式进行，即通用的NFS/CIFS协议，而数据的组织又提供文件的灵活性，即空间共享、内容可变，这样设计的系统才能满足以上需求。

（三）云存储系统特点

1.采用带外架构，降低元数据与数据信息相互干扰

云存储系统采用带外架构，降低元数据与数据信息相互干扰，单命名空间可支持PB级的存储空间，高效的管理海量数据，使得存储环境在规模较大的情况下，也能高效检索访问，提高计算系统整体访问效率。

2.元数据集群化技术，突破海量数据的访问效率和上限

云存储系统通过元数据集群化技术，所有元数据集群服务器统一参与数据检索及分配操作，大大提高了海量数据的访问效率，并且提高一个命名空间内能支撑的录像段或是图片数量上限，可以达到一个命名空间下，支撑上千亿个录像段或是图片高效存储及访问，这些特性对于数据量较大又需要统一管理的应用非常重要。

3.无缝在线扩展，单命名空间支持240PB以上

传统存储方案使用SAN或NAS架构，单卷大小受文件系统限制，使得传统存储方案扩容复杂，需要停机维护，且扩容存在“瓶颈”等问题。而云存储系统，支持无缝在线扩展存储容量，单一命名空间容量支持超过240PB，无须停机维护，对业务端完全透明。用户可以通过云存储的配置工具动态添加存储服务器以扩大系统的容量和规模，而且随着工业标准的通用硬件良好的兼容性和可获得性方便了整套存储系统将来的使用和扩展，云存储支持在1小时内部署上百TB的存储系统，无缝的在线增加存储容量，对音视频、图片等海量数据的存储非常有利。

4.分布式存储提供高效读写聚合带宽

云存储系统通过分布式架构，把数据分散在所有的存储服务器上，并且由云存储服务器直接与存储服务器进行数据读写通道的链接，使云存储服务器在数据存储与读取的过程中，同时会有多台存储服务器对云存储服务器的需求进行响应，形成一个多对多数据访问通道，大大提升数据读写带宽，提高计算工作效率。

5.双交换机冗余环境，防止网络单点故障

云存储系统，通过双网卡、双交换机网络链路，提供冗余网络，防止集群存储系统的任何节点，在网卡损坏、网线损坏、交换机故障的情况下，存储系统能正常访问，不影响监控存储业务的使用，防止因为网络原因而影响监控存储业务的工作效率。

6.视频录像的秒级恢复，并且不中断业务访问

传统存储数据冗余使用RAID模式，在有硬盘损坏的情况下，RAID组进行数据重建的过程中，需要对RAID组内所有硬盘上的所有数据进行操作，比如6块3TB的硬盘做一个RAID，有一块硬盘损坏时，RAID控制器需要把剩下的5块3TB的硬盘共15TB的数据都操作一遍，来重建出丢失的硬盘上的数据，普遍需要1天以上，而且RAID组重建期间，对业务的访问影响极大，很容易相互影响，导致业务中断或者重建失败。

云存储系统的数据恢复是基于真实丢失的数据，直接查找相对应的校验数据，对数据进行恢复；并且数据恢复是通过整个存储集群同时并发进行，相当于多个服务器同时对多个服务器进行读写数据，能实现秒级的数据恢复，相较于传统RAID技术的几块磁盘往一块硬盘上写数据，云存储系统具备更快的数据重建速度，在有效降低恢复时间的同时也能大幅提升数据的安全性。

通过将数据和校验数据存放在不同存储服务器的方法可以对一系列的软硬件故障（网络、主机、磁盘等）进行自动的隔离，消除了存储系统的任何单点故障，而且也无须配置任何复杂的配置。

四、视频显示系统

针对监狱而言，视频显示系统分为二级：总控室、分控室。

（一）总控室（指挥中心）

总控室应设置在办公区。总控室应配备和达到以下具体功能：设有监控大屏；设有监控和报警的显示和控制界面；有对大屏和地图显示的控制手段；设有可播放同步监听内容的音响；设有对监控系统进行操作、控制和设置的人机界面；可随时调看任意一路监控画面，调听任意一路同步监听；具有对内、对外畅通的通信保障；设有畅通的网络系统，可以方便调阅各种信息，并在显示大屏上展示。

监控大屏宜根据监控中心实际环境选用当前普遍通用的46寸或55寸LCD拼接屏或LED全彩屏。大屏应支持以开窗口方式任意位置、任意缩放、拖动、拼接、漫游、叠加显示，达到完全动态实时调用和显示各种高清和标清信号。具体大小根据现场环境设置。视频解码可用解码器和专用的高清数字矩阵组合方式，也可采用集成编码、解码、拼控以及矩阵切换等功能于一体的综合设备。视频解码和高清数字矩阵等设备必须能整合进统一的管理平台中。

总控中心要设置会议话筒、音响和扩声等设备，实现扩声音功能。

（二）分控室

在监狱管理中，按一定区域划分管控职责，在该区域中设置值班控制室，值班民警可在控制室中对属于本区域管控的任意监控点查看实时或历史图像数据。这个分控室是管理上的功能概念场所，而不是专门的设备放置场所。

分控室的设置应该与监狱工作，特别是值班管理工作相结合。各单位可根据警力配备和值班排班情况，合理设置需要警力通过监控画面进行值守的分控室，以达到科技强警的作用。各单位可结合实际对分控室进行设置。各分控室应设有可随时调看区域内多路监控画面（可多分屏方式）的操作设备，并可调听任意一路同步监听。具有对本区域监控系统进行操作、控制的人机界面。经权限控制，可以允许调用其他分控区域的画面。也可以设置可显示和切换区域内多路监控画面的电视墙。为了便于显示，可通过设置多个大显示器挂墙来作为显示设备，便于分控室值守民警查看。

电视墙解码单元通过单路或多路视频解码器实现，主要负责在客户端控制与管理下实现监控信号的解码输出，信号可直接送至监视器、拼接大屏等显示设备。

通过系统能清晰监视前端监控点图像，重点区域摄像机能够进行变焦控制，在必要场合能近距离查看现场发生的小动作；在部分需要的场合能对摄像机进行方位控制以扩大范围。为了实现全方位、全天候的有效监控和布控功能，摄像机的布点和安装部位要科学合理，既能保证重点目标的清晰度，又能兼顾周围相关区域的监视。

解码设备要求：解码设备能输出标准的高清视频信号，如DVI、HDMI等常见高清接口，支持标准的显示设备。

提供高清解码服务，能解码H.264、H.265编码格式的码流，支持解码1080P（1920×1080）分辨率、25帧的码流。

能解码来自摄像机的实时码流和来自存储系统的回放码流，可以对解码的实时性与流畅性进行调节。

五、视频控制系统

监狱指挥中心的视频综合管理平台将监狱中的视频监控、智能分析、门禁系统、报警系统、对讲系统集成在一个统一平台进行集中控制管理，实现视频图像在电脑屏幕或拼接大屏上的浏览、云台控制、录像回放等操作，并且实现各个功能模块之间的联动，如报警或异常开门等突发情况时，系统自动联动视频切换图像在指挥中心大屏显示，便于指挥中心及时处理突发安防事件。

控制平台功能要求

平台统一问题。要统一使用各省监狱已确定的综合安防和应急指挥管理平台，实现所有安防设备的集成和接入。

对于对接存在问题或省局统一发放的平台存在集成等问题的，可以报告省局进行协调，通过系统升级完善等方式来解决。各单位现有各自的平台，要迁移到现有平台上来。对接中各单位前端摄像机、平台服务器和存储设备要基于国标或Onvif协议的方式，或通过开发SDK开发包方式实现对接，优先采用国标或Onvif协议对接，以保证全网互联互通，上级平台可以调用下级平台系统设备的视频码流。