君卓科技集团---平安医院综合解决方案

作者:admin         2020-10-12 11:47:21

方案概述

项目背景

随着社会经济的高速发展,我国逐年加大对医疗体制改革和建设的投入,医疗行业发展迅猛,医疗单位数量和规模不断扩大,中国医疗事业正迎来蓬勃发展的机遇期。

一方面,医疗行业体量庞大,根据卫生部网站数据:截至2013年6月底,全国医疗卫生机构数达96万个,其中:医院2.4 万个,基层医疗卫生机构92.1万个,专业公共卫生机构1.2万个,其他机构0.2万个。

另一方面,随着人口老龄化加剧,人们对医疗救助的需求不断增加,医疗单位在规模扩大的同时,也迎来了如何提升医疗质量、如何保障医疗单位和谐安全的挑战。近年来各种医闹事件频繁发生,导致医患关系紧张,一些不法分子在医疗单位中实行扒、窃、抢、破坏等卑劣手段,扰乱工作秩序、窃取他人钱财、破坏社会治安,严重危害了医疗单位、医生和病人的生命财产安全。如何有效的对突发事件进行监控,做好事前预警、事中处理、事后取证,成为医疗单位安防建设的一个重要关注点。

特别是近年来由医疗纠纷引起的医闹事件、伤医事件频频发生,文质彬彬,满身书生气的医护人员相继倒在血泊之中。

事件:5.5日,广东省人民医院陈仲伟被砍三十余刀 不治身亡  

 青年节第二天,广东省人民医院的陈仲伟主任医师在家中被砍三十余刀,面部被砍伤,腹部多处伤口,膝关节砍烂,足后跟被砍断。事件发生之后,广东省人民医院十多个专业的一百多名医护人员先后投入了抢救,抢救现场留下的这张照片也迅速在网络上传开,许多网友自发更换微信头像,表示对暴力伤医事件的愤慨。

  事件二:5.18日 女医生为男子检查私处 被其跆拳道教练老婆暴打 女医生为男子检查私处 被其跆拳道教练老婆暴打   5月18日晚10点左右,南京江宁医院30岁超声科女医生为一男子做睾丸部分的B超检查,事后其妻子以“女医生检查了她老公的隐私部位,影响了夫妻感 情”为由,将医生关在检查室进行了掌掴、抓扯、踢踹、殴打等行为,据悉该名女子系跆拳道教练。 

 事件三:5.18日 湖南邵东医生王俊 被患者家属拳击致死   2016年5月18日中午,邵东县杨桥镇发生一起车祸,5名受伤者被送至邵东县人民医院五官科就诊,五官科医生王俊在为其他伤者做清创缝合手术时,被 一名伤者家属要求先给其小孩看病,王俊表示孩子无大碍,自己需要先对伤者进行缝合后,再来给孩子看病,结果被家属轮番围殴。 

 

(请在基线文档中注明:“x根据项目情况填写”)

医疗行业的现状

随着人们的医疗保健需求越来越大,医疗行业承载的压力也随之增大,安防系统建设普遍落后于整个行业的发展,逐渐显现出对医疗行业发展的限制性,我们做了大量的统计分析工作,总结得出当前大部分医疗单位的安防系统普遍存在  如下情况:

  • l 视频图像清晰度差,不能满足医疗行业高清化安防需求;

  • l 兼容性差,目前安防系统设备品牌比较杂,不能统一管理;

  • l 覆盖存在盲区,很多区域现有的视频系统未覆盖到,无法监控;

  • l 预警能力缺失,安防系统没有智能分析等功能,无法做到恶性事件的预警和预判;

  • l 整体解决方案缺乏,门禁、报警、视频监控等各个子系统没有一个统一管理平台,没有形成一套互补的完整安防体系;

  •    安防重点单位,火灾隐患巨大,未形成对火灾进行及时的隐患消除和事中的快速确认;

  • l 医闹事件频发,危及医生人身安全;

  •    出现紧急情况缺乏有效的应急报警方式和预案处置流程;

  • l 缺乏对职业医闹、黄牛票贩子、惯偷等人员有效拒止的能力;

  • l 缺乏对车辆的有效管理,进出车辆、院内车辆的管理混乱;

  • l 医疗物资、医疗废弃物频繁丢失;

  • l 缺乏对医护人员的日常行为有效监督;

  • l 缺乏对病人情况有效监看;

  • l 视频监控存在图像模糊、覆盖不全等问题,无法做到有效追溯;

  • l 各医疗单位之间物理上的距离,导致医疗力量无法及时有效的共享;

  • l 随着安防设备的逐渐老化,运维成本越来越高,维修难度越来越大;

这些问题影响了医疗单位的正常运营,成为医疗单位信息化发展的瓶颈,所以提升安防能力及其辅助功能,逐渐成为各医疗机构的迫切需求。

项目需求

(根据项目及客户具体需求填写)

医疗场所人员流动性很大、往来人员性质复杂、并且科室众多,因此其安防具有布局密集、需求广泛等特点,并且对查询和检索的便捷性有较高要求。更值得一提的是,医疗行业安防需求当中,对影像采集和输出的要求特别高,对影像色彩还原、影像细节分辨率和光源特性等都有着远高于其他行业的需求,同时,业务需求往往还需要结合语音系统,远程实现协同工作。在紧急或者特殊情况下,需要无线网络系统的支持,因此结合当前医疗单位的安防现状,梳理出详细的需求:

视频监控基本需求:

前端:高清化、无死角监控需求,视频监控全覆盖,所有摄像机应该采用高清或以上标准。另外监控的区域不同,其防范的目的也有所差异,比如:候诊大厅监控主要防范人员纠纷及盗窃,挂号收费处监控主要防范服务及钱款纠纷,药房药库监控主要防范火灾及盗窃,围墙监控主要防范外部人员非法入侵,信息中心监控主要防范盗窃及机房环境故障,根据不同点位,选择适应不同场景的前端设备。

传输:数字视频监控系统通过标准以太网实现系统媒体流及信令流的承载,采用模块化结构设计,实现树形结构,满足医疗单位安防信息高效的传输需求,并具有容错性,可扩展性。

监控中心:视频监控系统中心平台能实现对系统资源的集中统一管理,分级授权使用,利用视频监控专用网络,汇接下属各部门监控系统,通过客户端进行音视频数据和报警信息的远程调阅、查询、控制;实现互联、互通、互控,为领导视察、纠纷取证、预防和处置公共突发事件提供及时、可靠的监控图像等信息。

车辆管理需求:

医疗单位每天的车流量巨大,停车位非常紧缺,非常需要对进出医疗单位的车辆进行有效管理。系统应能实现院内车辆和外界车辆的区分,对于院内车辆自动开闸,无需刷卡或停车处理;车辆在医疗单位内的行为要全程监控,对违章停车等不良事件具备探测和及时处理能力;系统还需具备停车诱导和反向寻车功能,加快停车和寻车过程,提高停车位的流转效率,缓解车位压力。

以智能卡技术、计算机技术为核心,加上可靠的门、通道控制设备,从而实现进出门方便、安全、实时的现代化管理;该系统可实现人员出入权限及信息监督管理功能

门禁联动需求:

门禁系统设计考虑医疗单位多种班次倒班的情况,设计以智能卡技术、计算机技术为核心,加上可靠的门、通道控制设备,从而实现进出门方便、安全、实时的现代化管理。门禁系统采用严密的密码认证体系,同时联动视频,提供更高可靠性的服务。系统需要具备方便完善的发卡、补卡、注消卡功能,操作简单明了,方便存储打卡相关各种数据,同时可实现一卡多用。

报警联动需求:

报警系统用于防护区域警情的检测与防范,视频监控系统实时监视整个医疗单位安全环境防范,门禁系统控制重要场所各出入口,各个系统互相补充,共同形成安全屏障。因此,视频监控系统只有与入侵报警系统、消防系统等实现联动,才能使安全防范能力更有效。报警系统设计中应涵盖周界报警、重要科室入侵报警、公共区域消防报警、紧急报警点报警等,各检测模块连接网络报警主机,网络报警主机将报警信息上传视频监控平台,实现报警和视频联动功能。

智能功能需求:

为了提高安防系统的预警能力,系统需对视频进行自动智能分析,及时报告可疑事件(如闯入禁区、逆行、滞留、尾随等)的发生,并对提取出来的事件信息和视频数据进行记录。

打击职业医闹、黄牛票贩子需求:

医疗单位最担心的是医闹事件,职业医闹煽动患者及其家属制造医闹事件,并通过其自身的经验将事件扩大,对医疗单位和医务工作人员造成极大伤害,系统需自动识别职业医闹,防范于未然。黄牛票贩子倒票获取利益,病人却挂不到号,影响了医疗单位的正常业务,同样需要系统可以自动将票贩子识别出来,阻止其倒票行为,保障患者正常就医的权益。很多医疗场所要求新建系统能通过智能分析功能可以提前很清晰的将医闹和黄牛等人员从纵多的人员中区分出来,以便采取相应及时的防范措施,比如人脸识别技术,车牌识别技术等。

上级或公安部门远程监管需求:

上级主管部门有对下辖各医疗单位安防的监督和管理需求,此时需要设计一个远程管理中心,根据实际的客户需求匹配对应的产品搭配,满足客户查看、管理、数据存储等需求

应急指挥调度需求:

   近几年医疗场所安全事故频发,包括针对医生的,针对的医院的,针对病人的等等,一旦发生此类紧急情况都需要医院的安保系统能做到快速响应、准确判断并及时有效的处理。有些重点场所危险场所设置一键紧急报警装置,出现情况可以得到快速反应,这就要求有一套快速应急指挥调度系统。

安消联动需求:

   消防安全是医疗场所的重中之重,医院里面大部人员是身体行动不方便的病患,一旦发生火灾造成的后果是相当严重和可怕的事情,而传统消防因为改造及线路老化等各种原因,造成各种火灾隐患,一些传感器失效也无法得知,包括用电监测、消防栓的水压监测等等都无法及时感知。因此需要通过互联网和物联网实时采集院区消防安全工作信息,在消防监控室防火安全预警图上实时显现,使院区防火工作形式一目了然,实现远程监管、网上执法和快速响应。通过消防和安防系统的联动,做到快速复核、降低风险、及时发现的安消联动协同作战效果。

 

 

 

 

 

 

 

建设目标

全面贯彻落实党的十八大精神,坚持以科学发展观为指导,牢固树立“以人为本,以病人为中心”的服务理念,以创建“平安医院”活动为载体,按照“预防为主、安全第一”的原则,进一步加强医院安全防范系统建设,预防和减少发生在医院内部的案事件,及时消除医院安全隐患,有效维护正常诊疗秩序,创造良好的诊疗环境,促进卫生事业健康持续发展。

   医院综合安防系统采用目前领先的高清视频监控、智能视频图像分析技术、车牌识别、人脸识别、物联网与门禁报警等技术,构建了人防、物防、技防相结合的三防系统,有效提升了医院安全管理水平,维护了医院秩序总体的持续稳定,实现整个院区的综合监管,实现全局监管指挥及智能化应用,为用户提供“高清化、智能化、集成化”的先进安防综合监管系统,满足医院在实际业务运营过程中对综合安防稳定高效的迫切需求。

在无利旧的前提下建设以客户为中心、数字高清、面向医院实际应用的数字化网络视频监控系统。对于安防数字化,我们的理解不仅仅在后端将模拟视频进行数字录像,因为这还是停留在传统模拟监控的阶段,没有做实质性改变。目前,随着医院信息化建设的不断完善,网络化已经成为医院视频监控发展的主流方向。而网络化视频监控的灵活性、开放性以及可扩展性,也正在促进医院视频监控向更广阔的应用领域延伸。

    由于采用了全网络化的架构,因此整个系统在监控点接入和客户端访问上都非常灵活,监控点可以通过有线方式接入局域网,也可以无线方式接入局域网。客户端可以基于局域网中的任何一个节点实现管理和访问,具有很大的灵活性和可扩展性。 

系统总体设计

针对医疗行业的背景与实际日益增加的安防需求,基于高可靠性、先进性、实用性等原则,以国家安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求为基础,君卓提出业内最先进的医疗行业整体安防解决方案。

系统整体架构

系统采用模块化设计,包括视频监控、门禁、车辆管理、入侵报警等。

依据出入口、停车场、门诊楼、ICU、手术室、住院楼、急诊楼、行政楼及周边的特定需要,选择相应的前端设备,视音频报警门禁等数据最终汇聚到监控中心,存储设备、大屏、平台、智能分析服务器均设置在监控中心,客户端可以通过内网或外网连入系统。

 

系统组成

医院综合安防系统是一套高集成大融合的系统,其中包括:视频监控系统、车辆管理系统、门禁系统、入侵报警系统、电子巡更系统、视频会议系统、一键报警系统、应急指挥系统、信息发布系统以及智能应用系统等。

系统优势

医院综合安防系统的优势:

全系统高清化应用

全面高清摄像机的应用,从前端200万或更高像素摄像机的应用到后端显控系统的高清解码和显示,实现真正的高清。做到对现场情况细致入微的观察和呈现。

综合安防系统的大集成

医院的安防系统构成复杂,系统多样(消防、广播、门禁、巡更、报警、监控)造成管理困难使用复杂。君卓的医院综合安防平台秉承大融合的理念,把所有的子系统融合到一个平台进行管理和联动,各个子系统即相互独立运行又联动协作,从而做到简易高效的使用和维护。

丰富的报警接入功能

医疗重点场所通常建设红外、三监、对射等报警系统。君卓视频监控系统可实现对主流报警系统的无缝兼容。在无需增加投资的情况下,即可实现专业的报警联动功能。

灵活的远程监控

君卓监控系统在实现本地存储的同时,可实现远程PC客户端及手机客户端浏览功能。安保负责人可在任意时间、任意地点,通过公用网络查看远端的实时图像,调用远端的录像信息。

智能视频分析的全面应用

方案充分考虑了现有安防系统预警能力缺失的问题,设计过程中使用君卓智能分析功能,为医疗单位提供集事前预警、事中处理、事后取证于一体的整体安防解决方案。

在防恐防盗方面,智能分析能发挥其作用,如失窃预防,危险物品遗留,车辆禁停,周界防范。如下图:

 

物品搬移                      危险物品遗留

 

          车辆禁停                       周界防范

失窃预防方面,可以结合检测以下动作:

物品搬移:检测给定警戒区域内是否有目标被搬移的时间超过设定时间;

物品保护:检测给定警戒区域中的目标被搬移的时间超过设定时间,该警戒区刚好包含需要保护的目标

危险物品遗留检测否存在遗留的物体超过设定时间。

医疗单位人员密集,为预防一些恐怖分子故意遗留一些危险物品在人群中,方案将智能视频分析物品遗留检测运用到预防此类事件中,帮助降低此类风险。

车辆禁停检测在给定警戒区域内是车辆停留时间超过设定时间。

医疗单位内经常出现因私家车乱停,造成应急车道占用而耽误正常业务进行或造成院内堵塞。方案将智能视频分析违停检测运用到预防此类事件中,保障医疗单位内重要通道的畅通。

智能周界防范自动检测从内向外或从外向内翻越围栏警戒线的行为。

传统的周界防范即红外对射有一定局限,如可见性、缺乏灵活布置性;方案将智能视频分析拌线检测应用到周界防范中,辅助提高周界防护预警性。采用前端智能分析加后端智能周界分析盒的方式,实现对智能的视频智能防范。

智能运维

浙江君卓将视频智能分析中视频质量诊断系统运用到安防系统维护中,利用视频质量诊断系统。

解决车难管、车难停问题

医疗单位每天的车流量很大,仅用人工的方式管理车辆的进出很困难,极易造成车辆无序化状况;而且城市里,特别是医疗单位里,停车难的问题非常突出,乱停、难停的问题一直没有得到很好的解决,有时候连医务人员找个停车位都很难。

智能车辆管理系统很好的解决了这两个问题,自动放行院内的、可靠的车辆,拦住可疑的车辆,交由门卫处理。车子进入停车场之后根据指示牌寻找停车位,避免边开边找,开开倒倒的情况;离开的时候也可以通过反向寻车系统快速的找到自己的停车位;很好的解决了车难管、车难停的问题。

帮助医疗单位防范职业医闹

方案中通过人脸比对的方式实现职业医闹自动识别,可以大大降低医闹事件的发生率,维护了医疗单位和医务工作人员的权益,最大程度的为医生、病人提供一个和谐的工作、就医环境。

精确的人脸识别技术

利用君卓准确的人脸识别技术,做到对来院人员的人脸抓拍、对比及后期的结构化处理,为医院的大数据处理提供人员的数据来源样本。可对医院的黄牛、医闹、医药代表、惯偷等做到提前预警。

协助医疗单位拓展传统业务

医疗行业解决方案中实现的远程会诊功能,实现医疗单位之间医疗力量的共享,很好解决了医疗力量分布不均带来的一系列问题,远程探视展现医疗单位的人性化等。

 

 

设计原则

医院安防系统设计和建设应遵循技术先进、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、全面的;设计方案具有科学性、合理性、可维护性。本方案的设计遵循:技术先进、适当超前、方便实用、安全可靠、投资合理、具有开放性和互联性、可扩展、采用标准化结构的原则。

  1. 整体性:

系统整体设计应统一规范,功能模块设计必须清晰合理,并能够有效与省内各医院管理、综合安防管理平台相融合,实现全省医院一体化、自动化管理。

  1. 先进性:

充分考虑信息化社会迅速发展的趋势,在技术上适当超前,所采用的技术和设备应能满足项目未来发展的需要。医院安防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、操作使用又应简便易行,容易掌握。该方案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。

  1. 前瞻性、可扩展性:

系统采用模块化积木式结构设计,应用软件具有一定的开放性,设置扩展接口,以满足今后系统的扩展、升级要求,充分利用项目资源,当系统扩容时,只需简单增加硬件设备即可。

  1. 经济性与实用性:

注重性能价格比,在保证实现系统功能、保证系统先进性、可靠性、可扩展性的基础上,尽量降低系统的造价,作到物美价廉。充分考虑医院安防系统实际需要和信息技术发展趋势,根据医院的现场环境,设计选用目前安防市场上占有率高、功能适合现场情况、符合医院安防要求的系统配置方案,通过严密、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,经济方便实用。

  1. 可靠性:

采取有效的手段,最大限度地实现用户投资需求,保证整个系统连续、可靠、稳定的运行。系统安全可靠性高,有足够的抗干扰能力。系统基于可靠的网络通信技术,能确保系统级别的高稳定性和可靠性,满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行。

  1. 安全性:

方案的设计具有高度的安全性和保密性,通过对系统分级保护、数据存储权限的控制、密码管理功能等手段,可以有效的防止各种形式的非法侵入和攻击,保障系统的安全。系统的建设需要融合以往建设经验,结合医院工作的具体应用需求,使用具有成熟应用实践的软件平台架构确保系统的健壮性,选用具备高可靠性、高安全性,具有数万小时平均无故障时间的设备,同时为关键设备、关键部件设计冗余备份。建立健全系统安全稳定运行保障机制、建设系统运行故障预案,全方位多角度保障系统的顺利运行。同时,还要考虑对人体的安全。

  1. 规范性

控制协议、编解码协议、接口协议、视频文件格式、传输协议等应符合相关国家标准、行业标准和行业的技术规范。

  1. 开放性和集成性

本系统应当充分保证其运行管理的现代化要求,各子系统必须具有良好的开放性,符合业界有关互联方面的国际标准和协议,充分考虑智能化系统各子系统的可集成性,以便将来实现集中管理、监测和分散控制,达到信息共享。由于医院安防系统涉及多方监管问题,本系统需充分考虑卫生、公安等各部门的业务需求,提供平台对接接口,让各部门共同参与应急事件并进行协同指挥。

  1. 易操作性

具有良好的、基于图形的中文操作界面,下拉式菜单结构,提示性图框,采用规范的行业用语,操作者仅使用键盘和鼠标/或触摸屏,即可完成全部操作。

  1. 兼容性

整个系统能运行在不同的操作平台和语言环境,并能与不同厂商的产品兼容。

  1. 灵活性

系统构成方式简单,功能配置灵活,充分利用现有设备资源,能满足不同业务部门的需要。

  1. 实时性

统实现图像、数据的实时传输,相互联动。

  1. 可维护性

所设计的系统和采用的产品应该是简单、实用、易操作、易维护。系统的易操作和易维护是保证非计算机专业人员使用好本系统的条件。并且,系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能,在出现故障时,应能得到及时、快速的维护。 

设计依据

系统方案设计按照国际、国家和本地区的有关标准和规范编写,本方案设计依据国家或行业批准发布的相关规范,具体标准和依据如下:

《GB/T 28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》

《医院安全技术防范系统要求》GB/T 31458-2015

《综合医院建筑设计规范》JGJ49-88

《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

《建筑智能化系统工程设计规范》(DGJ 32/D01—2003)

《安全防范视频监控联网系统信息传输交换控制技术要求》(GB/T 28181-2011)

《城市监控报警联网系统技术标准》(GA/T669-2008)

《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)

《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87)

《安全防范系统通用图形符号》(GA/T75-2000)

《道路交通安全违法行为图像取证技术规范》(GA/T 832—2009)

《机动车号牌图像自动识别技术规范》(GA/833-2009)

《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》(GB/T50311-2000)

《国际综合布线系统标准》ISO/IEC11801

《综合布线系统工程设计规范》GB50311-2007

《六类国际标准》TIA 568B.2-1

《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-2004

《公共建筑节能设计标准》GB 50189-2005

《电视视频通道测试方法》(GB3659-83)

《电子信息系统机房设计规范》(GB 50174-2008)

《彩色电视图像质量主观评价方法》(GB7401-1987)

《信息技术开放系统互连网络层安全协议》(GB/T 17963)

《计算机信息系统安全保护等级划分准则》(GB 17859-1999)

《计算机信息系统安全》(GA 216.1-1999)

《计算机软件开发规范》(GB8566-88)

《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)

《安全防范工程技术规范》(GB 50348-2004)

《入侵报警系统工程设计规范》(GB 50394-2007)

《视频安防监控系统工程设计规范》(GB 50395-2007)

《出入口控制系统工程设计规范》(GB 50396-2007)

《电子计算机机房设计规范》(GB50174-93)

《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》(GB50343-2004)

《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)

《民用建筑电气设计规范》(JGJ/T16-92)

《安全防范系统验收规则》(GA308/2001)

《图像信息管理系统技术规范》(DB11 384-2009)

《放射性物品库安全防范要求》(DB11 412-2010)

《医疗卫生机构安全风险等级与技术防范防护级别》(DB11 336-2006)

《剧毒化学品、放射源存放场所治安防范要求》(GA 1002-2012)

《中国电气装置安装工程施工及验收规范》(GBJ232-90.92)

《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》 (GB/T50312-2000)

《通信局(站)防雷与接地工程设计规范》(GB50689-2011);

《通信工程建设环境保护技术暂行规定》(YD5039-2009);

《通信管道与通道工程设计规范》(GB 50373-2006);

《电信工程制图与图形符号规定》(YD/T5015-2007)。

《架空光(电)缆通信杆路工程设计规范》(YD 5148-2007);

《本地通信线路工程设计规范》(YD 5137-2005);

《本地通信线路工程及施工验收规范》(YD/T 5138-2005);

系统详细设计

医院的安防系统是由各个安防子系统和丰富的医院业务应用组成的一个综合性的系统。

智能监控子系统

总体设计思路

系统概述

君卓平安智能监控子系统基于医院现有网络和新增网络建设实现纯网络化数字架构。系统建设采用全高清摄像头,提供高质量图像。前端监控点视频信号通过IP摄像机直接与网络交换机连接,通过网络与监控中心服务器连接,服务器通过网络为各个授权用户提供图像信息,实现真正意义上的数字化视频传输系统。系统存储采用后端集中存储模式,提高系统视频图像的管理性、预览实时性、控制灵敏性等功能。

为了使智能监控系统更加稳定和方便管理,我们将多个监控子系统合成一套监控系统,由统一的服务器来管理。监控中心保卫处可以对所有图像进行实时浏览、云台控制、录像查询和回放、录像资料下载。各个分控中心只有实时监控本区域图像的权限。在网络上的任何一台计算机只需经管理员授权登陆服务器完成对网络中各监控点的控制及浏览,与传统监控相比具有明显的优势,不需重新布线,且前端监控点扩展方便,只要有网络的地方均可设置监控点。

总体架构图

君卓平安医院智能监控子系统从逻辑上可分为监控前端系统、传输系统、视频存储系统、监控中心系统、君卓平安医院视频统合管理平台、智能分析系统等几部分。

系统整体结构拓扑图

监控前端:系统监控前端支持多种类型的摄像机接入,系统配置高清网络枪机、球机等网络设备,按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议,可直接接入网络并进行音视频数据的传输。

传输系统:传输网络负责将前端的视频数据传输到后端系统。

存储系统:视频存储系统负责对视频数据进行存储,系统配置后端NVR、视频云进行数据集中存储。

监控中心:视频解码拼控完成视频的解码、拼接、上墙控制,方案配置君卓视频综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入,完成视频信号以多种显示模式的输出。监控中心大屏显示接收视频综合平台输出的视频信号,完成视频信号的完美呈现。

前端系统设计

视频监控的前端系统主要是摄像机、编码器、拾音器等设备,前端点位设计根据医院的不同场景选择相应的摄像机类型,已达到最佳成像效果。

    医院的主要防护对象包括人员的主要出入口和聚集区、重要物品存放场所、重要设施的安放场所等重点部位和区域。

   根据医院安全防范的实际需要,下列的部位和区域确定为医院安全防范的重点区域:

    医院周界

医院出入口

医院门卫室

室外公共区域的主要通道

现金押运路线和运钞交接区

机动车停车场

门(急)诊室、住院部出入口及通往楼顶的出入口、儿童住院部出入口、各楼层出入口、重点实验室出入口、太平间出入口

水、电、气、热等设备间

门(急)诊部、住院部公共区域

收费窗口、收费处和财务室

对外接待室或用于医患纠纷调解的场所

电梯轿厢和自动扶梯

致病微生物、血液、管制药品、贵重金属、放射性物品、易燃易爆品等集中存储场所及出入口

礼堂、多功能厅设备间

分诊台、病房护士站

化验室、微创室、肿瘤室、手术室

咨询台

行政办公楼出入口

计算机中心和资料档案室

药房

膳食加工操作间出入口

监控中心 

部署原则

医院防护场景选型原则如下:

君卓平安医院防护采用的是纵深的防护体系,周界出入口为第一层也就是最外层,包括围墙、车辆及人员出入口等。依次第二层为室外公共区域防护,如室外的主要通道及公共活动区域、有大范围的也有小范围的。第三层防护区域为一些室内的防护区块,包括门诊大楼、急诊大厅、行政楼、住院楼及楼内的各种功能和业务室。

医院周界:

医院周界及院区出入口是安全防护的第一层防线,医院周界宜采用传统的红外对射加摄像头相结合的防范方式,做到拌线报警和智能跟踪,通过联动视频复核大大提高防范的准确性和实时性。另外周界场所夜间照度较低,在没有有效补光的情况下,建议使用带红外的超星光级相机。

医院出入口:

院区出入口包括车辆出入口和人员出入口。院区车辆出入口安装车牌识别一体机和道闸系统联动,对进出车辆进行监控和收费,在夜间因出入口光线较暗宜采用带补光的摄像机。比如君卓的出入口一体机DH-ITC215,出入口在夜间车辆进出时,往往因为车头大灯的照射,无法看清车牌及车身细节。因此,还需要选用支持强光抑制功能的高清网络摄像机。在有条件的重要人员通道可以部署人脸抓拍摄像机DH-IPC-HF8249F,对高危人员和黑名单人员做到提早识别和确认。

室外公共区域的主要广场及通道:

室外公共区域在君卓平安医院纵深防护体系中为第二层,该层的特点是即有大范围的场景监控又有各个小范围的点线的防护需求。针对大方围的场景监控我们建议采用全局拼接或君卓的专用3目或4目的全局相机来部署,适当位置部署球机做到点面兼顾的全局把控。

对于光线较暗或无光情况采用星光级相机和君卓智能红外相机安装来实现此类场景的有效清晰成像。

对公共区域主干道的违停车辆和超速车辆进行曝光和喊话,院区重要区域部署智能分析报警摄像机。

 

室内环境安全防范:

平安医院纵深防护系统的最里层也就是第三层为室内区域的安全防范,包括:门(急)诊室、住院部出入口及通往楼顶的出入口、儿童住院部出入口、各楼层出入口、重点实验室出入口、太平间出入口、收费窗口、收费处和财务室、运钞交接区、室内通道、对外接待室或用于医患纠纷调解的场所、电梯轿厢和自动扶梯、致病微生物、血液、管制药品、贵重金属、放射性物品、易燃易爆品等集中存储场所及出入口、药房、膳食加工操作间出入口、监控中心等,针对此类的前端选型可根据实际情况及场景的特点选择相应摄像头类型和特点。

室内走廊为狭长型监控区域,采用普通16:9分辨率摄像机监控时的有效监控场景较小,我们可以采用9:16走廊模式摄像机提高监控区域经济性和有效性。

收费窗口因有大量现金流及挂号人脸采集,可以在每个窗口单独设置摄像头,有条件的可以设置人脸抓拍,可以有效的再增加挂号收费监管的同时预防黄牛等经常出现的人员。

医患纠纷调解室宜采用高清摄像头无死角覆盖的情况下增加全向拾音器,做到音视频全程同步录像。便于后期纠纷过程的取证。

门诊大厅及各个出入口,门诊挂号大厅范围广,人员流动量大,需要实现无缝监控,并对人员的行为和体貌特征进行识别宜部署球机和人脸抓拍摄像机。

针对厨房等特殊场合宜部署防油污摄像机。

医院点位部署

医院重要场所点位部署如下:

摄像机点位部署表

序号

防护区域

摄像机选型

摄像机主要性能点要求

1

医院周界

智能红外枪机、跟踪球机

智能、跟踪

2

医院出入口

出入口高清摄像机、人脸相机(8249系列)

车牌识别、人脸识别

3

医院门卫室

红外半球

红外、宽动态

4

室外公共区域的主要通道、大范围区域

低照度摄像机、智能红外相机枪机、180°全景相机守望者系列

低照度、红外、180全景、无缝拼接、高倍九寸球

5

现金押运路线和运钞交接区

道路卡口、高清红外枪机

车牌识别、宽动态、星光

6

机动车停车场

出入口高清摄像机、车辆检测摄像机

车牌识别

7

门(急)诊室、住院部出入口及通往楼顶的出入口、儿童住院部出入口、各楼层出入口、重点实验室出入口、太平间出入口、门诊、住院大厅

高清红外智能摄像机、鱼眼摄像机、人脸识别(8249系列)

宽动态、低照度、红外、人脸识别、鱼眼

8

门(急)诊部、住院部公共区域

球机、走廊模式摄像机、宽动态摄像机

走廊模式、宽动态、低照度

9

收费窗口、收费处和财务室

高清红外智能摄像机(半球、枪机)

外接拾音器、低照度、红外

10

对外接待室或用于医患纠纷调解的场所

高清智能红外半球或枪机

外接拾音器、低照度、红外

11

电梯轿厢和自动扶梯

无线半球或HDCVI高清摄像机

无线、同轴、红外

12

致病微生物、血液、管制药品、贵重金属、放射性物品、易燃易爆品等集中存储场所及出入口

高清红外智能枪机、热成像摄像机

红外智能半球、跟踪球、热成像摄像机

13

礼堂、多功能厅设备间

红外球机、红外枪机

红外球机、红外半球

14

分诊台、病房护士站

高清智能红外半球或枪机

低照度、红外

15

化验室、微创室、肿瘤室、手术室

高清智能红外半球或枪机

低照度、红外、智能

16

咨询台

红外半球

红外

17

行政办公楼出入口

红外半球

红外、宽动态

18

药房

红外半球

红外

19

膳食加工操作间出入口

防油污摄像机

防油污、红外、

20

监控中心 

高清半球或高清红外枪机

红外

 

室内重点场景

医院走廊

传统摄像机拍摄出来的画面比例一般为4:3或16:9,看到的场景为视角广但视野不深,而学医院各建筑内部的走廊具有狭长、窄小的特点,如果采用传统的摄像机需要多台摄像机才能完全覆盖狭长的走廊,但支持走廊模式的摄像机将画面比例变换为9:16,让视角更小视野更深,减少走廊中部署的摄像机数量。为了保障走廊区域设备安装后的美观和协调,需要部署支持走廊模式的红外半球。

医院电梯

医院的每栋大楼基本上都有运营电梯,而电梯作为公共交通工具,人员密度高,人员闲杂也是监控的重要区域。在电梯轿厢安装电梯半球摄像机,其通过专用的视频传输线接入到视频编码器中,也可用君卓的无线摄像机或HDCVI像机对电梯进行点位部署,从而实现对电梯的实时监控。由于电梯环境特殊,因此需要安装专用的电梯摄像机,具体安装示意图如下:

医院门诊大楼

医院门诊部人员流动大,人员群体复杂,交叉流动人群多等特点。是整个医院突发事件和人群聚集事件发生概率和频率最高的地方。君卓在传统的方案中加入了智能分析系统,实现对重点人员的跟踪和防控。易采用君卓的智能分析球和智能半球进行部署。

医院停车场

护士站

    护士站是典型的医院场景,全天候开放,24小时在线,是医患矛盾及各类安全事件的高发地,护士站宜采用高清网络防爆半球,达到全天候高清成像,且无死角监控。

收费窗口

收费窗口宜采用窗口对内对外各一个摄像机,形成工作人员和病患挂号人员的全方位监控,在窗口处还应加装音视频对讲类设备,包括带针孔相机的对讲设备。

室外重点场景

医院大门出入口

医院的进出口及后勤区的出入口颇多,人员往往是通过这些出入口进出医院各个场所或探访区,是整个医院安全防范重要的区域,为了加强对医院进出车辆及人员的管理,需在每个门口设置监控点,安装摄像机时需考虑夜晚的光线很差,并且要求每监控点要看清楚进出车辆的车牌和人员的样貌,为医院的管理提供事实依据。本系统设计固定红外摄像机和快速球机的方式,实时记录各出入口信息。红外摄像机负责24小时监控整个场景,满足系统无盲区的要求;球机满足监控系统灵活性要求,可通过定制预置位等在不同时段分别监视不同区域目标。

室外公共区域

医院室外公共区域范围很广,夜晚光学较暗,人员复杂,为了便于看清室外公共区域的人员和车辆特征,推荐采用200万以上网络高清红外枪机产品来对大范围监控区域进行监控。对有微弱灯光的环境可以使用君卓的超星光像机或极光系列产品,在重要监控区域推荐采用带有自动跟踪功能的网络高清智能球机,对活动人员进行自动跟踪。摄像机要达到IP66的防护等级,避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘的进入;各式像机搭配使用保障全天候环境下的监控图像质量。

医院制高点

     医院制高点监控,具有如下特点,监控场景范围很广,监控距离远,需同时对大面积和小细节进行面和点的兼顾监管。宜采用高点全景监控加高倍球的方式对该类场景进行监控。如君卓的守望者360°全景监控系列,也可以采用君卓180°全景多目枪机加9寸高倍球的方式进行布控。

根据XX医院的场景不同选择不同的产品形态和性能特点,达到最佳的图像监控效果,做到人、车、物的全方位清晰管控。

前端新技术及性能特点

H.265高效编码

采用H.265技术的视频压缩比H.264提升约50%。以更低的技术成本,获得更高的压缩比率和更好的图像质量,大大的减少了客户的带宽和存储成本。

超星光

星光级相机在微光情况下,通常是是指星光环境下无任何辅助光源,可以显示清晰的彩色图像,区别于普通摄像机只能显示黑白图像。星光级摄像机特征:不需要红外灯也不需要白光灯、晚上可以实现不拖尾清晰的彩色监控,君卓的超星光摄像机在极低光照的情况下保证更好的成像效果。

新一代宽动态

监控环境中常会遇到光线明暗反差过大的场景,利用宽动态技术,场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。普通摄像机获取的是背景清晰但是前景较暗的图像,宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。君卓采用业界高端传感器并结合自主研发算法,新一代WDR基于动态范围达120db的多重曝光Sensor,采用局部亮度映射与图像增强相结合的处理算法,在逆光环境下能够清晰地保留暗处细节并抑制亮处过曝,大幅提升宽动态场景的图像质量。

180°全景相机+球机联动

大场景监控原有的方案是采用全景拼接的方式,就是用3-4个枪机拼接成一幅180的画面,现在针对这样的场景可以用一个全景相机实现此类需求,君卓的全景相机由三目或四目摄像机组成,进过前端拼接直接形成一幅180°的全景画面。

 

智能侦测

智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测,并可对进入区域和离开区域的行为分别布防;也可对区域入侵的行为进行自动检测,并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别,减少误报率。摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。

摄像机音频侦测功能可对声音的强度进行检测,当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超过声音强度阈值时,可实现自动预警。同时具备环境噪音过滤功能,可通过软件算法处理的方式缓解背景噪声对音质带来的影响。

人脸识别

 

通过前段摄像机内置人脸识别算法,实现前段的人脸识别比对,第一可帮助医院保卫人员快速识别+辨别特定人员真实身份,把过去难以想象的海量照片库比对需求变成现实,从而有效的为防止职业医闹、抓捕惯偷等工作提供实战上的有效帮助和解决方法。第二可帮助保卫人员发现案犯后追查和通缉,控制事件的发生。

传输系统设计

网络视频监控系统使用标准的局域网/城域网/广域网/互联网作为传送图像、声音和数据信息的核心线路。网络监控是以网络为基础的,因此医院网络的建设与安防监控的网络化,具有直接性的关系。

网络的总体设计

   医院视频监控网络特点

随着医院IP网络摄像机的大规模应用,网络建设至关重要,只有对网络进行有效的合理设计规划,医院的网络视频监控系统才能更有效稳定安全的运行。视频监控承载网相对于比较传统的数据网络还是有很大的区别,这也是由IP网络监控的特点决定的,与传统的数据型网络相比,IP视频监控系统具有带宽要求高、转发性能好、转发的是需低延时视音频等特点,网络设计的是否合理也直接决定了监控图像的实时性、稳定性和安全性。综合医院视频监控的特点,我们在建设医院网络时应满足以下要求:

网络带宽可以满足视频传输的高带宽的要求;

网络可靠性可以满足视频监控7*24小时高负荷的要求;

网络系统要具有很高的安全性;

医院网络系统必须它的经济性;

 

医院网的两层架构

   医院监控传输网络支撑着整个视频监控系统的信息通道,其核心是能够提供满足相应要求的传输带宽,且具有路由冗余能力。医院网络应该是功能层次分明的网络,要求有灵活的扩展能力、升级能力、可管理性和很高的安全性。整个网络的负载主要是有实时视频流和存储流决定的,各种控制指令及网络管理信息不大,不过优先级相对较高。

   目前医院网络较常用的医院组网方式有两种:三层组网和二层组网模式。我司根据医院监控网络的特点一般推荐用二层组网方式来构建医院的监控专网。

   针对医院专网,二层组网有如下优势:

   网络带宽收敛

   组网简单、管理方便
     节点减少的同时也减少了视音频的延时

   实现Qos更简洁

 

 

   下图为医院二层架构:

 

核心层:

网络主干部分称为核心层,核心层的主要目的在于通过高速转发通信,提供可靠的骨干传输结构,因此核心层交换机应拥有更高的可靠性,性能和吞吐量。

核心层交换机通常是整个视频网络的数据转发的中心,连接网络视频监控用户端应用的平台设备(如存储备份、解码显示设备、客户端工作站等),因此对它的冗余能力、可靠性和传输速度方面要求较高,同时要具备强大的管理能力。

 

接入层:

接入层通常用于连接网络摄像机及视频编码器等前端设备,接入层向上与汇聚层级联,提高前端边缘设备的部署范围,接入层交换机性能要求不高、成本较低、端口密度高,通常以100M网口味前端设备提供接入,我司设备还支持POE供电功能。对于接入交换机来说,向下连接的摄像头端口百兆、千兆没有本质的区别,但是上行建议千兆上行,如我司的DH-S3000,

 

前端设备接入

前端接入通常有以下几种方式:

LAN方式是比较常见的模式,IPC或DVS通过电口以网线上联至接入层交换机的端口。

集中编码方式,前端通过模拟线缆或光端机方式将模拟摄像机的图像传送到中心,统一在机房进行编码和存储。分布式编码模式通过广域网上传实时图像到中心,EPON方式为无源光网络,在平安城市、大型院区、超大医院等远跨度大的场所应用,比较有优势。

 

网络详细设计

网络的安全可靠性设计

网络的可靠性是指网络系统应保持长时间稳定运行,要有高平均无故障时间、低平均修复时间、高可用性和低平均故障率等指标。医院监控网络系统的视频数据处理和交换量非常巨大,而且是长时间不间断的视频流传输,不容许网络有中断,任何的短时断网都会造成录像的丢失和摄像头的大规模离线,对医院的安保系统造成影响。可靠性在医院监控系统中的重要性不言而喻,我司通过在重要的位置配置一定的冗余设备,建立备份系统,制定备份策略,做好网络管理和规划,建立故障应对策略,从平台到存储及交换机的各个网络节点在满足经济性的前提下使用冗余设计,大大降低网络的单独故障,主要是通过主控设备的冗余、交换设备的冗余、存储设备的冗余、电源冗余、风扇冗余、多处理器等,在结构设计中,采用双机热备系统;存储系统采用君卓高可靠的磁盘阵列技术;链路系统采用网络负载均衡等;通过这些业界认可的以及君卓独有的技术来实现整个医院监控系统的可靠性。

   网络的经济性设计

   医院的视频监控专网应在保证系统技术性能的优良可靠,满足目前和今后需要,实现先进性、可靠性的前提下,达到功能和经济的优化设计。网络的系统性能和费用成正比,所以我们权衡性能和费用,做好预算和设备的选型及比较。在满足医院监控系统的功能前提下,需要那个用高性价比的产品和技术,最大努力利用原有可用的资源和设备,降低成本。

网络的带宽设计

视频监控系统的网络数据主要包括实时视频预览及存储数据流,这两个流的数据量比较大,其它如音频、控制数据流相对而言可以忽略。所以我们在计算网络带宽时,组要考虑的就是两类视频数据流的路径、大小及数量规模。网络带宽分为接入带宽、汇聚带宽、和核心带宽。医院的两层网络架构主要接入带宽和核心带宽。

接入带宽=接入路数*每路码流,带宽中还应考虑25-30%的网络余量,用来传输其他数据等。核心的带宽根据前端接入交换机的总容量来计算,还有考虑平台存储解码等设备的带宽消耗。

 

Vlan规划

VLAN(Virtual Local Area Network)又称虚拟局域网,是指在交换局域网的基础上,采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中,除了能将网络划分为多个广播域,从而有效地控制广播风暴的发生,以及使网络的拓扑结构变得非常灵活的优点外,还可以用于控制网络中不同部门、不同医院区及不同站点之间的互相访问。

根据前端摄像机的区域位置将划分几个vlan,分组管理,这样可以有效的避免广播风暴,同时方便管理: 

(1)首先,必须实现不同网段网络之间的互相割离。 我们建议使用VLAN技术,同时在核心交换机上配合使用访问控制列表实现不同区域之间的隔离。 

(2)从广播控制角度出发,为了保障网络的高可用和高性能,我们建议在进行具体VLAN规划时,同一个广播域内(一个VLAN)的摄像机不要超过50台,我们通过二层隔离,三层交换的方式来解决。 

(3)对于后端服务器建议单独设置在一个VLAN中。 

(4)如果不同vlan之间需要实现互访,则只需要在核心交换机上放开访问控制列表就可以了。 

(5)对于高级控制员,需要能够访问各个vlan的资源,对于此类用户,我们只需在核心交换机上,不对其设置任何访问控制列表就可以了。 

总之,任何访问控制要求,均可以通过访问控制列表的方式实现。而且访问控制列表可以在用户认证的时候从认证服务器下发,从而实现灵活的访问控制。 

为避免混乱及出错,应对网络中的Vlan ID统一规划,禁止出现网中的ID相同而又不在同一个Vlan中的情形。另外,由于802.1Q协议支持至多4096个Vlan ID划分Vlan ID可以为以后管理带来很大的方便,比如一看Vlan ID即知是哪一区域的摄像机。 

建议Vlan ID采用如下分配原则:

Vlan1保留使用 。

为方便管理,建议按地理区域划分一段连续的Vlan ID。

VLAN ID的分配按照每个区域占用一个VLAN ID的方式,该VLAN ID必须保证全网统一规划,不允许重复。

 IP地址规划

IP地址的合理规划是网络设计中的重要一环,医院视频监控系统网络必须对IP地址进行统一规划并得到实施。IP地址规划的好坏,影响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到网络的扩展,影响到网络的管理,也必将直接影响到网络应用的进一步发展。 

IP地址的合理分配是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键。充分考虑到地址空间的合理使用,保证实现最佳的网络内地址分配及业务流量的均匀分布。 

IP地址的分配和网络组织、路由策略以及网络管理等都有密切的关系,具体的IP地址分配将通常在工程实施时统一规划实施,这里主要描述IP地址分配的原则。

IP地址规划原则:

  1. 唯一性:一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址;即使使用了支持地址重叠的MPLS/VPN技术,也不应该规划为相同的IP地址,以免造成IP地址冲突。

  2. 连续性:连续地址在层次结构网络中易于进行路劲叠合,大大缩减路由表,提高路由由算法的效率。

  3. 可扩展性:地址分配在每一层次上都要留有余量,在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。IP地址的合理规划是网络设计中的重要一环,医院网络必须对IP地址进行统一规划并得到实施。IP地址规划的好坏,影响到网络路由协议算法的效率,影响到网络的性能,影响到网络的扩展影响到网络的管理,也终将影响医院视频监控网络的监控稳定运行。

  4. 灵活性:地址分配应具有灵活性,以满足多种路由策略的优化,充分利用地址空间。

QOS介绍

IP QoS ( Quality of Service ) 是指IP网络的一种服务质量能力,即在跨越多种底层网络技术(FR、ATM、Ethernet、SDH等)的IP网络上,为特定的业务提供其所需要的服务。衡量IP QoS的技术指标包括: 

带宽/吞吐量:指网络的两个节点之间特定应用业务流的平均速率; l

时延:指数据包在网络的两个节点之间传送的平均往返时间; l 抖动:指时延的变化; 

丢包率:指在网络传输过程中丢失报文的百分比,用来衡量网络正确转发用户数据的能力; l

可用性:指网络可以为用户提供服务的时间的百分比。 

不同的业务对IP QoS技术指标的要求是不同的,通过有效地实施各项IP QoS技术,使得网络管理人员能够有效地控制网络资源及其使用,能够在单一IP网络平台上更好的融合语音、视频及数据等多种业务。

随着人们认识问题的逐步深入,IP QoS技术的发展经历了一个漫长、曲折的过程,如下所示: 

No state

Best Effort

AggregatedstatePer-flow

state

Bandwidth Optimization

& e2e SLAs

DiffServ

IntServ /

RSVP

IntServ+DiffServ+Traffic Engineering

在众多的QoS技术中,DiffServ 及MPLS TE、MPLS DiffServ-Aware TE将成为主流的QoS技术。同时也应看到,IP QoS技术即使发展到今天,也不存在这样一种技术可以提供类似于PSTN网络的、全网范围的、端到端的、基于流的QoS,原因是多方面的,涉及到IP网络业务、技术及设备等多方面的因素。因此解决现有网络的QoS问题,需要详细分析网上各类业务的流量模型、业务模型,详细分析现有网络的各个环节、找出影响业务QoS的关键因素所在,充分运用各种QoS技术(如IP QoS及各种二层网络的QoS技术),从IP承载网、业务终端和应用程序以及用户管理(包括认证与计费等)等多方面着手

存储系统设计

存储概述

网络视频监控系统进行集中存储,而存储介质采用磁盘柜的方式进行海量存储,设置大容量磁盘阵列集中存放在机房,通过网络把所有监控点的网络摄像机的图像上传到海量存储服务器,存储在大容量磁盘阵列上。

由于监控系统是整个医疗单位安全建设的重要组成部分,监控数据显得十分重要,要求存放时间久,可靠性好,同时随着系统的不断完善发展,也要求存储系统有良好的扩展性。

存储系统的类型主要有NVR、EVS、ESS、HCVR:

(1)、如果前端使用HDCVI设备,那存储可使用HCVR进行分布式存储;

(2)、如果存储体量较大,且数据安全性要求高,建议使用EVS;

(3)、NVR方便分布式存储部署,支持M+N备份,具备一定的智能分析功能,中小型项目适用;

根据医疗行业的特性,方案推荐使用EVS进行集中式存储。

EVS系统组网图

EVS具备以下特点

  1. 高性能

支持视频流直存、IPSAN和NAS,并支持三种模式同时工作, 前端摄像机可以直接将视频数据存储于EVS中,视频监控点众多,考虑到摄像头数据并发写入,以及以后可能的摄像头增加,并且同时有多路服务器可能读取数据,需要高性能的存储。

  1. 数据集中存储

采用全集中式存储,数据和监控录像的管理和备份都非常方便,可以在各个服务器之间直接实现共享,提高了工作效率同时也降低了系统建设及后期维护成本。

  1. 数据可靠性

数据高度集中的系统,数据的安全是第一位的。必须从硬件到软件方面建立起一套严密的保障措施,尽量减少故障点;并保证在单点或多点故障的情况下,系统能够持续运行,并能在线的恢复正常。通常情况下,采用盘阵列技术来提高数据的可靠性。EVS支持多种RAID,支持RAID0、1、5、6、10、50、60、JBOD、Hot-spare,数据更安全。

  1. 系统可靠性

EVS支持双控双活,当设备中一个控制器出现故障时,另一个备份的控制器可以及时接替,保障系统和数据的安全性。支持N+M备份,通过 N+M 备份功能实现设备级的冗余热备,在设备故障情况下,通过热备设备替换故障,设备正常工作,提高系统稳定性,确保整个视频监控过程的数据不丢失,避免因设备故障导致视频监控中断,实现24小时不间断运行。

  1. 可扩展性 

随着摄像头的扩大,数据量的增加,存储系统的可扩展性尤为重要,良好的扩展性可以保证业务的连续性。 

  1. 网络化

多个管理站点建设网络化完善,容易进行数据集中存储,采用网络化的设备扩容更灵活、施工难道小,并且便于远程监控。

EVS N+M功能示意图

存储容量设计:前端摄像机采用D1格式1M码流存储、720P格式2M码流存储、或1080P格式4M码流存储,存储时间各为30天;计算方式为:

分辨率

码流(Mbps)

单路视频每小时录像文件大小(GB)

单路视频每天录像文件大小(GB)

单路视频30天录像文件大小(TB)

D1

1

0.44

10.545

0.309

720P

2

0.88

21.09

0.63

1080P

4

1.76

42.18

1.27

在存储设计中,一般是采用raid5,raid5磁盘容量=单个硬盘容量*(N-1),N>=3;如果需要热备盘,则需要考虑进去。实际建设过程中,依据以上算法进行存储需求计算。

视频云存储

云存储在多个方面和传统存储有明显区别,非常适合大型监控系统应用,可以大幅简化存储系统的运维和使用,重点加强了数据和服务的安全性,在数据访问速度上也有数量级提升。

OceanStor CloudStor 云存储方案概述

从系统组成、系统功能和技术指标三个方面,介绍云存储为用户所提供的广阔的存储空间和强大的数据存储和管理功能。

系统组成

云存储由调度系统和资源组组成。调度系统主要负责整个云存储的任务调度、网管管理和资源分配工作。调度系统能够根据各资源组的当前工作状态,智能地分发业务处理任务。资源组主要负责云存储的用户管理、用户认证、对象管理、容量管理和数据存储。

云存储采用层次化思想进行设计,将整个系统从逻辑上划分为资源服务层、分布式存储层和存储节点层三个层次,通过管理系统对业务和设备进行管理。从而明确各业务模块的功能,降低系统的复杂度和设计风险,提升业务处理效率,方便部署维护和容量扩展。

系统功能

云存储主要功能包括以下方面:

  • 命名空间管理

命名空间主要用于表征租户的文件访问视图,伴随租户的创建和删除,用户通过命名空间来完成对文件的创建、删除以及属性信息(容量、访问权限)的管理。

  • 容器管理

容器是存放存储对象的虚拟载体。云存储支持对容器的创建、删除、恢复等操作,并支持对容器的存取和属性信息(访问权限、自定义元数据、版本策略)的管理。

  • 对象管理

对象是云存储中最基本的存储单元。云存储支持对对象的读取、数据存储、删除、恢复、复制、追加等操作,并支持对对象属性信息(访问权限、自定义元数据、版本策略)的管理。

  • 目录服务管理

目录是云存储中存放文件的存储单元。云存储支持对目录和文件的创建、删除、复制、访问策略管理等操作,支持对文件随机写和文件追加写。

  • 租户管理

租户是云存储中存储资源的使用者和管理者。云存储支持对租户的创建、删除、子租户管理操作,并支持对租户属性信息(基本信息、租赁策略、数据存储策略、密码)的管理。

  • 数据管理

数据管理主要用于提升云存储中用户数据存储的可靠性和存储空间的利用率。云存储支持用户数据冗余存储、重复数据删除、备份、压缩、生命周期管理等操作。

  • 用户管理

用户管理主要用于提高云存储的业务管理能力和系统安全性。云存储支持管理员管理、用户认证等操作。

  • 性能统计

性能统计主要用于向管理员提供云存储的性能统计信息。通过ISM(Integrated Storage Manager),管理员可以查看云存储中各存储域节点的内存利用率和CPU(Central Processing Unit)利用率,以及存储服务的IOPS(I/O per second)和流量等。

  • 日志管理

日志管理主要用于对云存储运行过程中产生的日志信息(系统运行日志、用户操作日志、管理员操作日志)的记录和维护。

使用传统的存储方式存储数据,如PC电脑硬盘、移动硬盘、U盘、刻录光盘等方式,都存在使用不方便、数据易丢失、管理麻烦等诸多问题,特别是水灾、火灾等自然灾害或者突发事件可能导致本地存储信息的大量丢失或损坏,造成灾难性后果。同时,用户对于存储系统读写性能、并发访问数量、数据安全性和可靠性及系统整体能耗大幅降低的要求也越来越高。为解决数据存储成本高、访问速度慢及数据存储安全性问题,云存储应运而生。

  • 高性能
    当用户数据快速膨胀的情况下,基于NAS和SAN的网络存储的系统性能将出现瓶颈。云存储提供了更加强大的性能,突出表现在并发访问数量、读写带宽和海量数据存储等方面。

  • 高可靠性
    面对众多无法预知的天灾人祸,存储系统在设计时必须充分考虑可靠性设计,才能保证在出现故障或意外时,存储系统中的数据不丢失、不损坏,业务不中断等。云存储通过节点集群化部署、多种RAID级别、数据多副本保存、关键部件冗余、双交换组网等一系列措施保证系统的可靠性。

  • 弹性扩容
    随着信息技术深入生产生活,信息系统的数据量以前所未有的速度迅速增长,存储系统不断膨胀。企业面临新的挑战:如何实现PB级的容量扩展。云存储具有良好的在线扩展能力,通过添加硬件设备,云存储很容易实现存储空间容量扩展和读写性能的线性扩展。

  • 高数据安全性
    网络中存储的数据存在太多威胁,包括数据更改、破坏、窃取、拒绝服务攻击、恶意软件、硬件窃取,以及未授权访问等。要保证数据安全可用,必须提供全方位的数据安全保护措施,远离这些可能威胁。为保证数据的完整性,防止数据被破坏或丢失,必须从数据的创建到生命周期终止并销毁的过程中均采取种种措施来保障数据安全。云存储在数据传输、存储、访问阶段均采取措施来提升数据的安全性。

  • 绿色节能
    复杂多变的应用和庞大的数据量使得用户在电力和能源方面的消耗增长显著,凸显能耗危机。对于能够实现海量分布式存储的云存储也面临了更为迫切的降低能耗的需求。

用户业务读写示意图 

 整体组网图 
 

 

监控中心设计

监控中心作为整个医院监控系统的核心,在系统中处于非常重要的地位,包括处理报警、画面实时上墙、管理前端设备、存储重要录像、应急指挥调度等。

一级监控中心控制室设在医院XX办公楼X楼,包括电视墙和控制台两个部分。  

中心屏显系统:中间由XX块(X×X)单屏尺寸为50寸的高亮度液晶显示屏组成,可滚动显示有关信息。配备君卓的视频综合平台如M70或解码器加拼控的方式获取视频信号。

控制台:操作台设置X台独立显卡输出PC客户端,配X台XX寸液晶显示器,同时配置君卓X台矢量控制键盘。

监控中心由君卓智能综合管理平台、高清网络键盘、存储服务器、高清解码器、智能分析服务器和高清显示单元组成,采用PC客户端等多种方式实现各项业务功能。

 监控中心结构框图

 

显控部分设计

   电视墙做为监控中心最主要的部分,分为显示系统和控制系统。XX医院监控指挥中心大屏显示系统是各个基础应用系统的信息和数据的汇集中心,在大屏幕上将清晰地显示GIS/GPS电子地图,快速道路控制图、道路视频监控、计算机多媒体画面、计算机网络图像等,显示窗口可以根据需要灵活的组合,当在正常工作状态时,我们建议将大屏划分相应的显示区域,各分区独立控制,各系统图像只在本系统的显示分区内进行任意缩放和漫游显示,从而保证各系统之间工作的独立性。当兄弟单位和上级领导来参观学习时建议采用整屏显示的方式,同时开启虚拟LED条屏功能,方便快捷的实现显示标语、欢迎词或高分辨率的演示图片;若发生突发事故,工作人员可对突发事件做出灵敏的反应,将事发地点的监控画面通过图像漫游或任意缩放的功能调至大屏中心区域进行叠加显示或任意组合显示,从而实现大量业务信息数据的集中显示、分析处理与交互,实现高效率的管理。

显示部分

显示部分采用浙江君卓XX″超窄边液晶拼接屏,支持HDCVI、BNC、VGA、DVI、HDMI等多种信号源的接入及显示。本次设计的大屏幕系统分辨率高且亮度可调,输入的视频、计算机信号的显示均可实时显示,画面无延时,无抖动;系统对视频信号、RGB信号各种信号源的图形具有相同的拼接能力,DID液晶拼缝小于3.5mm,并且拼接的图形比例正确。该系统支持多屏图像拼接,画面可单屏显示,也可跨屏任意缩放显示,漫游显示或整屏显示,全屏范围内显示无非线性失真效果。系统采用软件控制窗口的拼接与分割,屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示。整个屏幕亮度均匀,无暗角或亮角等现象,画面稳定无闪烁。大屏幕上的各种应用窗口(如计算机窗口、视频窗口)可混合叠加显示,并且可任意缩放和移动;该系统支持24小时连续运行,并且支持多种视频信号、计算机信号的同步实时显示。包括:全制式标准Video信号(如DVD、录像机、摄像机等)、模拟RGB信号、DVI数字信号,支持HDTV高清Video信号,可直接输入播放HDTV信号;所有图像都完全数字化处理,没有噪音、延时、丢帧现象。

显示效果展示