監獄安防系統建設現狀

　　監獄作為視頻監控的典型應用場所，對監控系統的應用是最早的行業之一。但由于建設時間較早，監獄的安防系統整體比較落后，主要體現在四個方面。

　　第一，安防系統之間無法聯動，不能承擔綜合安防指揮的職能。監獄安防系統建設內容包括視頻監控、周界防范、門禁控制、應急報警、電子巡更、對講監聽、公共廣播等，但是各個安防子系統與視頻監控系統無法聯動，各個系統之間處于信息孤島狀態，無法承擔應急指揮功能。

　　第二，監控點數量少、圖像分辨率低。監獄作為國家的刑罰執行機關，是一個高度敏感、高度安全的重要場所，要求對犯人的一舉一動嚴密監控，一個中等規模的監獄的點位設計要求達到1000點以上，但是大部分監獄當前監控點數量偏少，每個監舍只有一個監控點，或者只在重刑犯所住的監舍部署監控點，不能達到無死角監控要求。采用CIF或2CIF的分辨率，圖像的分辨率也無法達到清晰度要求。

　　第三，安防系統架構落后，當前大部分監獄采用的是DVR與矩陣配合的模數接合系統。監控錄像通過DVR存儲，通過矩陣切換查看實況。系統架構陳舊，模數結合的系統無法平滑擴展，并且在錄像存儲的可靠性、系統的管理維護、應急指揮功能上都有很大不足。

　　第四，監控錄像存儲采用DVR前端存儲，錄像安全性不足。早期監獄部署了大量DVR產品，一方面，DVR設備本身不支持RAID的保護，如果某一塊磁盤故障，整塊盤上的錄像內容無法恢復。另一方面，DVR堆放在監獄的分監控中心或值班室，分控中心并沒有一個標準的機房環境，由于環境惡劣造成DVR故障率居高不下。再者，DVR部署在前端位置，值班人員可以隨意接觸到錄像存儲設備，若破壞DVR存儲內容，也是輕而易舉。最后，DVR全部采用傳統文件方式存儲，如果某個不負責任的值班人員把硬盤攜帶外出，就可以使用通用的媒體播放軟件回放硬盤上的錄像，完全沒有安全性可言。

　　監獄綜合安防指揮平臺建設

　　監獄的安防系統建設內容包括視頻監控、周界防范、門禁控制、應急報警、電子巡更、對講監聽、公共廣播等，但是各個安防子系統與視頻監控系統無法聯動，各個系統之間處于信息孤島狀態，集成度很差。

　　如果從各個系統集成程度劃分，可以分為四個階段：原始階段、初級階段、中級階段、高級階段。原始階段：信息孤島，各個安防系統之間完全獨立，依靠嚴格的預案制度，人為協調各個子系統工作;初級階段：安防聯動，安防系統內部的視頻監控與其他子系統相互聯動，屬于聯動的松耦合階段;中級階段：安防集成，安防系統內部的視頻監控、門禁、周界、報警等集成，疊加各種增值應用，協同聯動效率高，實施部署靈活方便。高級階段的特點：信息集成，監獄信息化獄政系統與安防系統整合，形成信息資源相互滲透，數據虛擬化存儲，隨需調度模塊化資源(視頻、報警、干警管理、犯人管理等)。從全國的監獄的現狀來看，70%以上處于原始階段，各個系統處于信息孤島狀態，無法集成應用。

　　新建或改造監獄規劃時，都會考慮建設安防綜合平臺，實現應急指揮業務功能。主要包括：第一，安防系統的集成，主要對視頻監控、周界防范、門禁控制、電子巡更、緊急報警、人員定位等集成，與消防、廣播、對講、手機屏蔽系統進行聯動。在一個綜合安防集成平臺上實現統一的調度、統一管理，以及布撤防設置;第二，報警管理，通過管理平臺實現報警管理，對報警的類型進行分級設置，一般報警直接在監獄分控中心就處理了，重要報警要上送到監獄總控中心處理，而對于嚴重報警或者犯人越獄、人員傷害，要把報警信息繼續傳遞到省監獄管理局的監控平臺;第三，預案聯動，預案聯動是指由管理人員事先編制的聯動工作序列，當特定事件源時，按照預案所設定的條件和序列進行運動，一般與應急管理系統中的預案進行關聯，進行調度控制。或者通過安裝在前端的專用聯動控制器直接處理報警設備或其它設備所發出的事件源，達到快速響應的目的，可用于安全系數較高的場合，可以與預案聯動進行備份。

　　監獄安防系統架構的選擇

　　監獄安防系統中，視頻監控系統的建設是重中之重，視頻監控系統架構選擇不當，就會嚴重影響系統運行的穩定性和可靠性，影響監獄的安防業務;監控錄像存儲的可靠性不足，就會影響關鍵錄像的回放，影響重大事件追溯和證據查詢，而這兩方面的問題并不是個案，在很多監獄普遍存在。

　　目前，監獄安防系統的架構主要有三種：DVR+矩陣的模數接合系統、IP流媒體架構系統、IP全交換架構系統。

　　DVR+矩陣結合的系統

　　DVR+矩陣結合的系統，通過DVR實現監控錄像存儲、通過矩陣實現實時圖像的切換、通過矩陣級聯實現總控中心和分控中心的兩級級聯。模數結合的視頻監控系統存在諸多問題。

　　1. 管理維護問題。矩陣作為實時查看設備，起到控制、切換作用，DVR作為數字存儲設備。兩套系統之間沒有相互控制、統一管理的機制，并且也不能同時控制前端攝像機，僅僅是兩套系統的組合。數字系統和模擬系統無法通過一套平臺實現統一管理，再加上視頻分配器、光端機等輔助設備，讓系統的管理變得更加的復雜。對于一百多路的小規模系統，這種方式是可以接受的，但是對于上千路的監獄安防系統，模數結合系統就顯得力不從心了。如何實現對每一個監控設備的運行狀態監測，實現故障定位、故障排查是一個至關重要的問題。

　　2. 矩陣級聯問題。在監獄視頻監控系統中采用的是“指揮中心-分控中心-值班室”三級聯網模式，矩陣在級聯過程中產生了以下問題：由于信號衰減導致圖像傳輸到上級部門時質量下降，上下級之間容易形成控制沖突，無法獲取其他同級區域的圖像，在突發情況下無法實現對周邊情況的全方位了解等問題。

　　3. 視頻存儲問題。在模數結合的視頻監控系統中采用DVR作為存儲介質，但是DVR沒有采用RAID、不支持硬盤熱插拔，使得DVR難以為監獄視頻監控的事后取證提供高可靠性、穩定性的存儲系統。同時由于視頻文件分散在不同設備上，難以形成統一管理和視頻數據綜合利用，例如圖像分析等應用。

　　4. 平滑擴容的問題。對于模數結合的系統，從前端到后端經歷模擬攝像頭、發送光端機和接收光端機(可選)視頻分配器，一路送到DVR編碼存儲，一路送到矩陣。如何監控點位從100路擴展到500路，從500路到1000路，系統如何平滑擴容而不破壞核心架構成為一個安防選擇的重要指標。

　　流媒體架構系統

　　IP流媒體架構系統，監控錄像通過專用的存儲服務器寫入IP-SAN，通過流媒體服務器實現實況圖像的分發，錄像存儲、實況分發都要經過服務器完成。存儲服務器和流媒體分發服務器無疑成為一個性能瓶頸，帶來系統運行穩定性的隱患，一旦服務器運行故障，監控錄像不能存儲、實況圖像無法分發，嚴重影響監獄的安防業務。IP流媒體架構系統在監獄特定場景下的應用，也存在的諸多問題。1. 轉發的可靠性問題。所有的碼流通過流媒體服務器分發，每個流媒體或存儲服務器僅負責固定數量的媒體流處理，其中一臺服務器故障，其負責轉發的媒體流丟失。

　　2. 服務器的性能瓶頸。經過嚴格的性能測試，對于D1分辨率的圖像，流媒體服務器/存儲服務器僅能支撐80到100路左右，若是高清720P/1080P圖像，性能更低，僅能支撐40路左右，對于監控規模動輒上千路的系統而言，服務器的成本增加，更重要的是也相應造成了大量服務器的管理維護的成本。

　　3. 錄像存儲的可靠性問題。所有的碼流經過存儲服務器寫入到IP-SAN設備，同樣會帶來存儲的可靠性不足，存儲服務器的瓶頸問題;存儲服務器故障之后，造成的直接后果就是錄像數據的丟失，無法為后續取證做出有力支撐;尤其是隨著系統的規模逐步擴大，需要擴容磁盤陣列，需要擴容存儲服務器，需要重新設置存儲業務，帶來很多故障點。

　　IP全交換架構系統

　　IP全交換架構系統，通過端到端的IP-SAN存儲，通過監獄的安防承載網絡的組播技術實現實況圖像的分發，中間環節不經過媒體服務器，也不經過存儲服務器，沒有性能的瓶頸，系統更加安全可靠。更重要的是監獄是物理區域封閉、監控點位集中的環境，IP全交換架構更適合在這種物理環境下的應用。

　　模數結合的監控系統基于上述提到的問題，在新建或改造監獄中基本不再考慮。IP流媒體架構的監控系統，實況轉發和錄像存儲需要使用大量的服務器，由于服務器性能瓶頸以及可靠性問題，在監獄行業的應用也不具備優勢。很多監獄最終還是考慮了IP全交換視頻監控系統。整個系統采用兩臺服務器，滿足監獄最大5000路以上的監控，兩臺服務器各司其職，視頻管理服務器負責信令的處理、數據管理服務器負責錄像存儲的管理。

　　整個監控系統的錄像采用IP-SAN集中存儲，存儲設備集中存放在監獄指揮中心機房，IP-SAN存儲設備具備RAID冗余保護功能。

　　前端編碼設備根據具體的點位設計要求靈活選擇，對于監舍、廠房、禁閉樓、接見樓、醫院、食堂等室內位置采用標清高密度編碼設備或者IP網絡攝像機，而對于監獄的周界、道路、室外空曠場所采用高清IP網絡攝像機設備。

　　采用IP全交換視頻監控系統可以解決上述模數結合系統和IP流媒體系統的所有問題和隱患，并具備很多貼合監獄需求的功能。

　　系統架構先進可靠：IP全交換監控解決方案采用前端編碼，總控中心集中存儲，從前端編碼設備直接寫入后端的IP-SAN存儲設備，中間不經過存儲服務器，存儲技術先進，錄像內容可靠;實時視頻監控采用組播分發技術，經過網絡設備組播發送，解決了媒體服務器的性能瓶頸及可靠性問題，滿足更多人穩定觀看的需求。

　　系統平滑擴容能力：IP全交換監控解決方案，控制流與媒體流分離，從當前的幾百個監控點擴展到監獄整體規劃的幾千個監控點，監控中心核心架構不會改變，監控中心平臺不需升級，系統的擴展性強。相對于模數結合的監控系統，每次監控規模的擴充就是從前到后的全部改造，擴容很不方便。

　　錄像視頻快速回放：IP全交換監控解決方案將iSCSI塊存儲的存儲方式引入監控中，從而有效的解決了媒體服務器引入的存儲的性能、可靠性以及檢索效率的問題，可以實現秒級回放要求。比起傳統的文件存儲方式，在存儲的效率，查找的方便性上都有突破性創新，真正滿足監獄的應急指揮要求。

　　系統的統一設備管理：IP全交換監控解決方案，編解碼設備、存儲、平臺支持統一網管，任何設備的故障會第一時間在管理平臺上提示，提高了系統維護的方便性。

　　比起模數結合的監控方案，能夠徹底解決矩陣+DVR的模數結合系統中光端機、矩陣、視頻分配器、DVR設備等多種異構設備不可管理問題，簡化操作，降低管理人員的維護工作量。

　　監獄建設圖像分辨率的選擇

　　高清的圖像質量很清晰，但監獄是否需要全部采用高清系統?這要具體情況具體分析：監獄的監控點位主要就是兩類，一類是公共場所、周界等室外位置的監控，一類是大量的監舍內部監控。監舍一般是10平米左右的區域，所以監控點距離監控目標(犯人)不會超過10米。這與城市安防監控有顯然的區別，城市安防監控的監控頭一般要監視100米以上的監控范圍。

　　所以，高清監控在監獄的應用一直處于理性、平穩的發展狀態。因為高清監控的應用，不僅要求圖像分辨率是高清的，同時編碼帶寬增大、存儲空間增大、媒體流量增加，對網絡傳輸產品、存儲產品的成本要求都要成比例上升。

　　綜合成本和技術因素，一個完整的監獄在規劃視頻監控時，一般會在周界、室外、公共場所采用高清分辨率的產品。而在監舍、食堂、醫院、廠房等室內位置，主要以D1分辨率為主：第一，監控范圍比較小，監控目標的距離非常近，一個10平米的小房間放置了2、3個攝像頭， D1已經能夠完全滿足要求。第二，監獄的值班干警對于管轄的犯人都非常熟悉，一般看到犯人的輪廓就可以判斷出是哪個人。所以從性價比考慮，監舍內部以及非重點區域采用D1，而不是高清分辨率的圖像。

　　監控的點位設計上也充分考慮到無死角監控的要求，在監舍部署2-3個監控點，樓道、走廊、監區入口等位置部署監控點;在室外的公共區域，比如放風操場、監獄園區走道也有要部署高清監控點，在習藝樓、醫院、食堂、禁閉室、接見樓等位置部署監控點。在周界每個50-100米部署高清監控點。所以總體而言，比起以前100多個監控點的設計，現在的監獄規劃基本都達到上千點的要求。

　　結語

　　監獄安防信息化的發展，有三個明顯的趨勢，一個就是建設安防綜合應急平臺，實現應急聯動，資源共享;第二個就是采用越來越清晰的圖像質量，從之前的CIF、2CIF，到現在的D1、720P和1080P;第三個趨勢就是監控點位數量逐步增加，實現無死角、全覆蓋應用，之前的模數結合系統無法很好的滿足系統的擴容需求，所以更多考慮IP全交換的監控系統。最終，通過更開放的綜合平臺、更清晰的圖像質量、更可靠的系統架構，打造出監獄的銅墻鐵壁。