高空拋物被稱為“懸在城市上空的痛”， 一直以來高空拋物行為倍受關注，作為城市不文明的行為的同時，它所帶來的社會危害也很大。由於其不文明行為的實施場所多為高空樓層，少有目擊者，拋物時間短，甚至有人在拋物時故意隱去身影，使得執法部門很難追究拋物者的法律責任，此類事件屢見不鮮、屢禁不止。數年前“拋磚砸死女嬰”事件經媒體報道後引起社會廣泛關注。也將有關城市高空拋物威脅人們“頭頂安全”的社會問題再次引起社會的熱議。
高空拋物、作為居民住宅小區管理的通病，其管理整治關係著社會治安穩定和群眾的生命安全，然而僅依靠傳統思想道德宣傳仍無法達到非常良好的效果，特別在高樓層的居民樓內，居民為了貪圖一時方便，對外拋物的危害更大。有數據表明：一個30克的蛋從4樓拋下來就會讓人起腫包；從8樓拋下來就可以讓人頭皮破損；從18樓高甩下來就可以砸破行人的頭骨；從25樓拋下可使人當場死亡。
很多朋友多次提到一步的對高空拋物這種危害極大的不文明行為進行制止，我們需要建設一套全數字高清化的視頻監控系統。通過以文明行為宣傳為主，監控管理為輔的方式，有效的對高空拋物這一不文明行為進行制止，同時也能夠在拋物事件發生後，做到事後取證並追究相關人員的法律責任。
總體思路
1、設計思路
根據本次系統建設的框架和建設的思路，本次視頻監控系統建設覆蓋小區內兩幢28層高的居民住宅樓，覆蓋兩幢大樓的歌3個能夠發生高空拋物的監控面。建成後的智能高清視頻監控系統將能夠對住宅樓外立面進行實時監控及分析，形成統一的監控網絡，實現對大樓高空拋物事件的重點監管。我們規劃建設一套完整的數字化、高清化的視頻監控系統，利用當今成熟的數字視頻壓縮技術、多媒體技術、光纜傳輸技術、電視監控技術、網絡技術等，構建一套適合於整個項目的高空拋物防控體系。
2、項目建設內容
根據建設的思路，系統建成後將能夠實時監管樓內居民拋物情況，在整個監控區域形成一個統一、封閉的監控網絡。系統根據用戶的要求為了建造一個圖像清晰連貫，集中管理的系統特點，所以本次視頻監控系統以網絡為載體，為安全監視、管理運行提供有效的技術手段。
系統將涉及到包括從前端實時圖像信息的採集、信息的傳輸交換、實時監視到信息的數字化、相關的聯動應用和龐大的信息管理等多項環節，包括對各前端視頻信息的採集、傳輸、監視、存儲、處理、發佈、回放、流轉、備份等管理。
3、選型指導
（1）、對於低樓層（1-6層左右）來說，追求成本可以選擇200萬像素3.6mm焦距的定焦槍機，追求效果可以選擇200萬像素的電動變焦槍機（焦距在2.7mm到13.5mm可調）；（2）、對於中高樓層（7-14層左右）來說，追求成本可以選擇200萬像素6mm的定焦槍機，追求效果可以選擇200萬像素的電動變焦槍機（焦距在2.7mm到13.5mm可調）；（3）、對於高樓層（14-30層左右）來說，追求成本可以選擇200萬像素的電動變焦槍機（焦距在2.7mm到13.5mm可調），追求效果可以選擇400萬標準槍加變焦鏡頭（焦距在5mm到50mm可調），再配合紅外（100米左右紅外距離）護罩。
注意：後端存儲採用網絡視頻存儲錄像機集中存儲方式，存儲分辨率分別為720P，24小時實時錄像，25幀/秒。錄像保存容量滿後，自動清除最早的資料。 系統通過獨立的專用監控網絡傳輸，系統接口需留有一定餘量，保證當系統需要擴容時，整個監控具有一定的擴展能力並且擴展簡便。整個監控系統具有後期視頻資料分析功能，能夠快速查詢有關資料。以最少的人力和最快的速度找到需要的錄像。建設一個監控中心，所有視頻圖像傳輸至監控中心，監控中心配置視頻監控管理系統進行對整個視頻監控系統內設備的集中管理，實現安防層面的集成。
4、系統點位
我們預計在每幢大樓的一個立面設置兩臺攝像機，共計12臺。
具體的攝像機位置統計如下：
系統功能實現
1、日常視頻監控任務
安防視頻監控系統是一個主動的實時視頻系統，該系統能夠在無人干預的情況下，對監控範圍內各監控現場的實時情況進行24小時實時視頻監控和操作管理。當前端發生異常或需要進行事後事件追蹤時，能夠通過操作監控系統管理軟件，進行快速準備的視頻錄像回放，同時具有視頻快照和視頻錄像下載備份功能，及時進行事件的追述和資料的保存。
2、系統參數設置和設備管理
系統監控管理平臺能夠實現對各監控系統設備的設置及控制，能夠對系統設備、網絡進行管理和各項參數的設置和修改，監測網絡內設備的運行情況，實現設備時鐘同步功能。管理平臺具有日誌功能，能夠記錄並查詢系統內設備狀態信息和主要操作情況。
3、智能回放場景
平臺加載智能搜索模塊能夠方便快速查詢追蹤事件發生，舉例來說：下午2：00安保人員發現有人拋擲垃圾，但當時已經無法找到拋擲人員，於是安保人員就通過監控尋求幫助。按照系統建設的要求，在該建築立面安裝了攝像機正好監控了物體放置的區域，安保人員立即對該監控點的視頻資料進行錄像查詢並啟動了監控系統的智能搜索引擎，他在物體出現區域畫了一個框，搜索引擎馬上提供給幾段錄像，即所有目標進出該區域的錄像資料。很快他就找出在中午，有人在樓上拋擲垃圾，整個查詢過程只花了短短的幾分鐘。
4、系統巡檢
系統能夠對所有攝像機、網絡視頻存儲錄像機進行自動巡檢功能（網絡狀態、通道狀態等）並進行提示，使安保人時刻了解監控系統運作情況。同時支持性能監測，監控系統客戶端工作站的CPU使用情況和網絡帶寬監測，監控網絡上下行佔用情況。
5、數據備份
本次網絡數字安防視頻監控系統具有數據遷移功能，提高監控系統視頻數據的安全性，當數字網絡攝像機與後端的網絡視頻存儲錄像機之間出現網絡異常時，數字網絡攝像機會自動將視頻數據暫存在內置的SD卡中，當系統網絡恢復正常之後，攝像機會將視頻數據上傳回後端存儲設備。保證網絡異常的時間內的視頻數據不丟失，提升系統的可靠性。
6、 高清視頻監控系統效果實例
監控系統的實現方式
系統拓撲圖
1、前端採集系統
系統初步預計安裝12個監控點位，在兩幢大樓總計六個立面各安裝2個720P高清攝像機，對住戶高空拋物進行監控。為了保證圖像的質量，我們建議採用1080P高清數字攝像機，這樣能夠使得我們在事件發生時，獲得更多的有效信息，例如人臉特徵等。
數字高清網絡攝像機採用嵌入式系統，具有多碼率的編碼、傳輸並具有雙碼流輸出，方便瀏覽和存儲各取所需。攝像機能夠經由網絡在監控中心進行集中管理，通過監控管理平臺進行對前端攝像機進行參數設置，圖像設置，時間同步和日誌查詢。軟件安全性上，具有OSD字符疊加、設備認證功能、防篡改功能及加密傳輸能力保證設備的使用安全。
數字網絡攝像機直接通過網線/光纜進行傳輸、存儲，實現系統的統一管理和操作,為保證前端設備電源不受電路開關影響，供電應合理配置，同時設置UPS機保障系統供電。
- 攝像機安裝地點應設置在適合監控的地區，安裝需配置支架及防護罩，露天場地需加裝立杆,室外部分應考慮防雷。攝像機宜安裝在監視目標附近不易受到外界損傷的地方，安裝位置不應影響現場設備運行和人員正常活動。
- 攝像機的監控畫面應充分利用數字網絡攝像機視角範圍大的優點，除了能夠看清監控場景的情況之外，還應兼顧周邊可能發生的情況，能夠基本看清事件發生的情況，如有可能還應兼顧其細節。
- 攝像機應採用合適的鏡頭，並根據實際現場情況及安裝位置和用途，選擇最適當焦距的鏡頭，保證最佳的圖像觀察效果。
- 攝像機的安裝建議能夠結合燈光布點來設置，建議增強監控點的夜間照度。這樣既有效的利用了資源，又能夠保障斷面監控的實際效果。
2、傳輸系統
安防系統網絡系統採用的 IP 網絡技術，採用星型拓撲結構，在網絡層次上，本次視頻安防監控系統採用二層交換網絡。
1）視頻監控系統採用全數字分佈式網絡方案，前端數字網絡攝像機直接通過網線/光纜傳輸至前端一級交換機連接至監控網絡。
2）監控中心部署二級交換機，二級交換機與各前端一級交換機通過雙以太千兆端口互聯。網絡視頻存儲錄像機配置在二級網絡層，一端通過雙以太千兆端口連接到二級交換機。
3）視頻圖像實時顯示、回放時及控制信息則通過以二級交換機連接攝像機或通過網絡視頻存儲錄像機進行視頻轉發，通過連接在二級交換機的服務器工作站進行顯示、回放和相關的管理操作。
傳輸方法可根據不同的現場環境來進行靈活調整，使得整個監控系統結構變化更為靈活、方便。
- 系統需網管型交換機，不採用桌面型網絡交換設備，並經專業網管人員對系統中所有設備的網絡端口予以管理和綁定；當監控系統需要與外網相連接時，應用網管人員做好網絡防火牆和病毒入侵檢測，以此保證網絡通信的安全性。系統同種普通地區攝像機採用POE供電所以，所以交換機需採用POE端口供電方式，交換機本身通過UPS集中供電至弱電間。
- 一級交換機每個接入端口帶寬≥100M，不超過24個接入端口，且具有 2個1000M以太網端口；二級交換機每個接入端口帶寬應≥1000M，支持網絡管理功能。
- 由於網線存在其最大傳輸距離，單一網線的傳輸距離應不超過75米，設備與設備之間的傳輸距離超過這一距離可能造成信號的誤差，應使用光纜進行傳輸。
- 網絡交換設備選擇上應考慮到其自身的交換能力，選用合適的以太網交換機，已確保網絡傳輸的穩定性，所有網絡傳輸節點的實際使用帶寬應≤傳輸帶寬的45%。
- 在選擇以太網交換機是可以適當留出一定的接口，為以後系統拓展提供方便。
3、存儲系統
在圖像存儲上，所有攝像機圖像通過網絡存儲錄像機配置進行存儲，網絡視頻存儲錄像機接入前端視頻圖像後進行24小時圖像存儲和查詢，為系統提供更穩定、更可高的存儲模式。網絡視頻存儲錄像機集成了對影像資料的管理、存儲碼流的分配、對前端設備的管理與設置、用戶權限認證與管理、支持多種方式對存儲數據進行檢索，具有流媒體轉發功能滿足多用戶同時訪問同一數據資源。
網絡視頻存儲錄像機具有均衡負載，保證視頻圖像的安全。設備能夠通過監控中心集中管理，進行視頻參數設置，工作表設置，錄像配置、時間同步、日誌等功能。另外視頻監控系統具有數據遷移功能，能夠在系統管理平臺出現異常時保證存儲系統的正常運行，用戶可以通過客戶端查看實時圖像和錄像回放，網絡視頻存儲錄像機也不會中斷對視頻的記錄存儲，所有數據都將完整保留。
在存儲結構方式方面所有網絡視頻存儲錄像機通過網絡連接交換機即可完成對所有前端視頻圖像的視頻圖像存儲。在後期進行設備擴建時只需要添加網絡視頻存儲錄像機進入網絡就可以完成視頻存儲系統的擴容和前端圖像的接入。視頻監控系統可支持本地、分散和集中存儲多種存儲方式，可根據系統架構和今後的升級及擴展情況進行靈活變動。
攝像機每路每小時的文件大小約等於平均碼流（bit）/8 x 3600。
720P格式每路每小時的平均文件大小為：3Mbit/8 x 3600 =1.3Gbyte。
根據系統對於監控錄像保存時間要求至少30天的存儲要求：
系統以12路720P視頻錄像保存30天計算平均需要的硬盤容量如下：
（12路x 1.3G） x 24小時x 30天 ≈ 11TB
4、圖像的顯示
在圖像顯示方面，監控中心通過視頻管理主機實現對視頻圖像的切換。視頻管理主機通過高清視頻數據線連接終端顯示屏進行視頻的瀏覽、切換顯示進行多畫面輪巡顯示、單畫面切換顯示。
- 顯示終端設備的輸出接口需要支持HDMI高清輸出。
- 解碼設備、顯示終端設備的分辨率指標應與前端攝像機的分辨率相適配。
- 選用HDMI數據線進行連接時，由於一般的HDMI數據線最長連接距離只有10米左右。在設置高清視頻解碼器與高清顯示器時，需要將兩者距離考慮在內。
5、系統的管理
監控中心視頻監控系統通過視頻管理主機進行統一的系統管理，實現用戶在相關權限許可的情況下，使用數字視頻網絡監控系統的監控操作終端設備（網絡攝像機、存儲設備、解碼器）完成對系統內設備的手動或編程圖像切換，和對整個數字視頻監控系統視頻資源的統一訪問。
視頻管理主機提供對系統設備的管理，IP網絡高清服務器的圖像調整、遠程碼流設置、圖像質量設置、權限管理設定、系統設備運行監測及系統配置參數，對系統所有設備進行統一集中的管理和控制。
具有日誌功能，能夠將系統內設備運行情況和操作情況進行有效的記錄保存。提供存儲設備的系統參數管理設置，對視頻圖像進行本地錄像設置，錄像文件保存路徑可以預配置，控制錄像開始和結束。設置存儲策略如當本地存儲空間用完時是停止錄像還是循環覆蓋老的錄像，配置本地錄像計劃，可以配置告警觸發錄像等。設置多種錄像方式：手動錄像、定時錄像、報警觸發錄像。提供錄像檢索服務，方便進行聯合查詢。
視頻管理主機加載智能搜索Smart Search模塊，方便安保人員快速反應進行錄像鎖定。支持錄像回放，回放提供快快進快退、暫停、抓拍、多文件連播控制，可以全屏回放、逐幀回放。
網絡監控功能的實現
1、監控管理
- 實時監控前端攝像機監控畫面，可支持1，4，9，16分屏實時視頻監控，可以將任一監控點的視頻畫面放大到全屏進行顯示。
- 設置監控組，在監控組內輪詢顯示各監控點的視頻，輪詢時間間隔可以配置。
- 具有完善的視頻切換功能。視頻顯示方式可以採用順序自動切換和分組自動切換，也可以手動在監控組進行切換等。
- 可進行視頻參數如傳輸幀率、圖像分辨率、碼流速率，圖像編碼方式和圖像質量級別的設置，可以調整圖像對比度，色度，飽和度，和亮度等。
- 可以對每一路攝像機視頻圖像進行OSD字符配置、配置文字註釋，疊加字符可在瀏覽窗口進行調整。
- 可以對監控點的畫面進行抓拍，抓拍文件保存路徑可以預配置，文件可以保存。
- 具有靈活錄像功能，用戶可以制定錄像計劃由系統自動來執行。可以根據日期、時間等查詢和下載相關的歷史視頻，並且對歷史視頻進行播放控制。
- 支持監控客戶端通過授權，實時觀看各前端攝像機的歷史視頻。
- 視頻回放可以支持回放中隨意拖放播放進度條進行在線播放的定位。
- 支持回放中抓拍圖像；支持逐幀播放、回退。
- 支持回放中暫停，然後重新播放，中間無斷點。
- 支持透明通道功能。
- 支持前端視頻服務器日誌查詢功能。
2、設備管理和設置
- 支持添加、查看、修改、刪除視頻監控系統設備，設置系統設備參數，對系統設備進行校時，管理的視頻信息包括設備名稱、IP地址、通道配置等。
- 系統採用樹形圖顯示，可顯示所有的系統設備，如數字網絡攝像機、存儲服務器、視頻編碼器等。可察看設備的配置信息和狀態。
- 支持自動時間同步功能。
- 支持網絡存儲錄像機管理。可以添加、查看、修改、刪除網絡存儲服務器，管理的網絡存儲錄像機信息包括名稱、存儲容量、IP地址、通道配置等。
- 支持平臺設備性能檢測，如CPU/內存利用率等。
- 實時採集前端設備的存儲狀態信息。
3、日誌管理
- 系統具備完善的日誌管理，記錄包括運行日誌和操作日誌，運行日誌應記錄系統內設備啟動、自檢、異常、故障、回覆、關閉等狀態信息及發生時間；操作日誌能記錄操作人員進入、退出系統的時間和主要操作情況；同時支持日誌信息查詢和報表製作等功能。
- 平臺具有日誌備份功能，對存儲系統配置參數、系統管理日誌、用戶管理數據、報警文件等重要信息進行自動備份；並支持與對應圖像數據的同步更新。；支持形式多樣的告警及日誌報表生成、分析及導出功能。
4、移動偵測
移動偵測功能用於保護和檢測敏感區域，一旦設定的監控區域發生變化，即刻告警。每個監控的圖像畫面，均可劃分為若干的矩形小區域，並選定其中的任何一個或多個視頻區域進行移動檢測分析。一旦設定的檢測區域內發生圖像畫面變化，就會觸發告警。為保證告警的可靠性和準確度，對檢測區域提供了多級的敏感度設置，通過調整設置合適的敏感度參數，可以有效減少誤報或漏報的情況。
5、系統巡檢
能夠對所有攝像機、網絡存儲錄像機進行自動巡檢功能（網絡狀態、存儲狀態、錄像狀態、通道狀態等），能將檢測系統正常或故障信號傳至平臺，並進行告警提示。
- 支持數據備份和恢復，可以人工對數據恢復。
- 支持對系統設備運行狀態進行檢測。
- 支持性能監測，監控系統客戶端工作站的CPU使用情況。
- 支持網絡帶寬監測，監控系統網絡上下行佔用情況。
6、數據備份
數字網絡攝像機還具有其特有的數據遷移功能，當數字網絡攝像機與後端的網絡存儲服務器之間出現網絡異常時，數字網絡攝像機會自動將視頻數據暫存在內置的SD卡中，當系統網絡恢復正常之後，攝像機會將視頻數據上傳回後端存儲設備。
7、Smart Search智能視頻檢索
SmartSearch智能搜索引擎是上海皓維自主研發的視頻錄像檢索系統，通過使用Smart Search智能搜索使得原本對於視頻錄像查詢的繁瑣工作變得輕鬆自如。本次系統我們在數字高清攝像機加載幀索引模塊，視頻管理主機配備Smart Search智能搜索模塊，在進行視頻檢索時通過專門針對視頻錄像搜索所算法，用戶不需要知道視頻錄像的具體時間和類型，只需要在目標物或區域點畫框，引擎便會在幾秒鐘之內列出所需要查看的視頻錄像。
END
