高清視頻監(jiān)控在醫(yī)院安防中的應用
2010/11/09
摘要：醫(yī)院是特殊的公共性場所，病患眾多，出入人員復雜，現(xiàn)金流動大，因此醫(yī)院的防火、防盜、治安防范等都更加需要借助技術手段進行安全防范。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在此處得到應用，通過高清晰的圖像來保證醫(yī)院工作人員及病患的安全。
醫(yī)院是特殊的公共性場所，病患眾多，出入人員復雜，現(xiàn)金流動大，因此醫(yī)院的防火、防盜、治安防范等都更加需要借助技術手段進行安全防范。高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)在此處得到應用，通過高清晰的圖像來保證醫(yī)院工作人員及病患的安全。
市場背景
隨著“平安醫(yī)院”建設步伐的加快，醫(yī)院安防市場也隨之擴大，眾多醫(yī)院集醫(yī)療、教學、科研于一體，由于其功能和流程的復雜性，安保工作受到了社會的極大關注。為了促進衛(wèi)生事業(yè)的健康發(fā)展，衛(wèi)生部等七部委聯(lián)合發(fā)布了《關于創(chuàng)建“平安醫(yī)院”活動的建議》，政策的硬性要求，醫(yī)院新形勢的發(fā)展需要，以及安防企業(yè)技術實力的提升，都給醫(yī)院安防帶來強勁的發(fā)展動力和發(fā)展思路。建立系統(tǒng)化高效率的安防系統(tǒng)非常必要，同時也是目前大多數(shù)醫(yī)院所面臨的重要課題。
項目介紹
高清視頻監(jiān)控在醫(yī)院安防中得到應用，以某醫(yī)院為例。該醫(yī)院目前通過DVR監(jiān)控對安全事件多發(fā)的地點進行監(jiān)視。但是由于技術上的原因，大部分已經建設的監(jiān)控系統(tǒng)存在圖像清晰度不高、圖像查詢困難、系統(tǒng)管理上差強人意，并且在應用上也存在著許多不方便的地方。
該醫(yī)院本次安防項目改造保留部分原有模擬監(jiān)控攝像機，以節(jié)約部分投資，其它監(jiān)控點全部為新建。由于監(jiān)控區(qū)域多，布局比較分散，要求的監(jiān)控點位也比較多，如果按照傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)模式進行設計、施工，必然要在醫(yī)院各樓宇之間敷設許多線路、管道，既影響醫(yī)院的整潔、美觀和整體面貌，同時又增加了人物力和財力的投入，提高了集成工程的總成本，并且繁雜的布線也會造成潛在的故障隱患，因此，綜合各方面的因素，并充分考慮視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，醫(yī)院決定組建一套先進高效的高清網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
項目需求和期望效果
通過高科技手段提高醫(yī)院的管理水平和效率，其中醫(yī)院信息化是提高管理的關鍵，而安全、就醫(yī)秩序和環(huán)境的管理是其主要內容。其實現(xiàn)手段是通過視頻監(jiān)控、防盜報警、門禁、電子巡更、防爆安全以及醫(yī)院信息化網絡等系統(tǒng)搭建一個安全可靠的管理信息化平臺。通過這一平臺，擴展人的視、聽、信息傳遞、執(zhí)行等，滿足醫(yī)院特有的業(yè)務需求，從而達到減少人力，提高效率，實現(xiàn)醫(yī)院管理現(xiàn)代化、規(guī)范化、科學化、智能化，為醫(yī)務人員和患者提供一個優(yōu)質安全有序的現(xiàn)代化醫(yī)療環(huán)境，同時對于監(jiān)督醫(yī)療服務質量，提高醫(yī)務人員辦公效率，保護醫(yī)務人員的人身以及醫(yī)院財產等安全。
系統(tǒng)架構
本項目中新增監(jiān)控點位重要防范部位采用百萬像素高清攝像機，其它防范區(qū)域依據(jù)環(huán)境情況考慮分別采用紅外一體化網絡攝像機、日夜型低照度網絡攝像機、網絡高速球形攝像機、室內PTZ攝像機、日夜型一體化變焦網絡槍形攝像機、電梯百萬像素網絡半球機、網絡半球機等。
原有系統(tǒng)部分模擬攝像機繼續(xù)保留使用，通過增加視頻編碼器設備的方式與新增系統(tǒng)進行無縫融合。
每路監(jiān)控錄像存儲時間為24小時×30天;標清攝像機錄像圖像分辨率不低于720×576，幀速不低于25fps;百萬像素槍形攝像機錄像圖像分辨率不低于1280x960，幀速不低于15fps。
監(jiān)控中心依據(jù)實際布局采用液晶監(jiān)視器、液晶拼接屏、DLP大屏幕等方式，對圖像進行實時監(jiān)看和顯示。
主干線路采用光纖傳輸，傳輸速率不低于1000Mbps，并預留未來萬兆擴展接口;接入線路采用非屏蔽超五類雙絞線傳輸，傳輸速率不低于100Mbps;接入線路應具備供應12V直流電的功能，以滿足前端攝像機PoE供電要求;錄像存儲系統(tǒng)應考慮數(shù)據(jù)寫入讀取的不間斷性、數(shù)據(jù)量較大的因素，采取必要措施保證帶寬。根據(jù)交換機設備性能、攝像機和編碼器的數(shù)量，選擇采用接入交換機、匯聚交換機和核心交換機的配置和數(shù)量。
供電系統(tǒng)需求，設備電源均具有繼電保護功能，應配置一套滿足整個系統(tǒng)的不間斷電源。
室外攝像機的防雷保護按照GA/T 670-2006《安全防范系統(tǒng)雷電浪涌防護技術要求》進行合理、必要的防雷設計。
高清數(shù)字化綜合管理平臺
綜合管理平臺軟件應是一套開放的、兼容的，可實現(xiàn)數(shù)字、語音、視頻等混合管理的平臺系統(tǒng)，作為安防系統(tǒng)的核心部分，用戶可以圍繞綜合管理平臺并結合項目需求來構建最優(yōu)安防系統(tǒng)方案。綜合管理平臺要求基于C/S 架構開發(fā)，并兼容B/S架構，可實現(xiàn)無限擴容。綜合管理平臺系統(tǒng)可將視頻、音頻及各種數(shù)據(jù)進行集中管理，可與門禁、消防、安保、調度、會議、樓宇自控等系統(tǒng)整合，同時預留了遠程會診、手術監(jiān)控、醫(yī)療教學、多媒體會議、應急指揮、電子呼叫、醫(yī)護對講等應用系統(tǒng)接口，實現(xiàn)與其它系統(tǒng)的對接和各種數(shù)據(jù)的關聯(lián)應用。綜合管理平臺還同時將網絡存儲管理系統(tǒng)、流媒體轉發(fā)系統(tǒng)、數(shù)字矩陣系統(tǒng)等設備和功能集成于一體，實現(xiàn)了多位一體、模塊化的管理模式;并且在管理平臺的軟件層面和硬件層面，都進行了協(xié)議和接口的兼容和預留，以便不同系統(tǒng)之間可以無縫的融合。主要功能如下。
- 多屏顯示功能，多個屏幕之間可以任意拖拽和設定顯示布局，提升單臺客戶端主機的使用功效;
- 即時回放，在沒有事先錄像的情況下發(fā)生突發(fā)事件時，用戶能立即回看前10分鐘內的事件發(fā)生經過;回放錄像支持時間條拖拽操作，并可進行快放和倒放等功能操作。同時，回放視頻可保存作為證據(jù);
- 多服務器登陸管理，采用多服務器登陸管理功能，多個服務器下的監(jiān)控點位能夠同時在一個瀏覽界面顯示，需要授權查看;
- 高清畫面數(shù)字放大，支持百萬像素高清網絡攝像機，同時支持數(shù)字放大功能;
- 超強窗口輪巡，單窗口輪巡功能，最多加入36個監(jiān)控點位的輪巡。使單臺顯示器在輪巡方式下能夠顯示多達1296個鏡頭畫面;
- 圖像增強，在惡劣天氣條件下，對于質量不佳的圖像，用鼠標任意圈選一個區(qū)域，該區(qū)域可立即顯示畫面增強處理效果，消除模糊，提升畫面清晰度，加強畫面觀看質量;
- 鼠標PTZ控制，鼠標在畫面上隨意圈定某一區(qū)域，云臺可自動跟蹤轉向聚焦;
- 基于時間條的視頻回放，在回放搜索應用中，可以隨意通過鼠標拖拽時間軸，實現(xiàn)不同速率的錄像正放和倒放功能，操作簡便直觀。
項目特色
實現(xiàn)高質量遠程視頻監(jiān)控
模擬視頻信號的衰減很嚴重，同軸電纜傳輸距離不能超過500m，否則必須采用光纖傳輸，而且，圖像質量受環(huán)境干擾影響大。網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)之所以能夠提供穩(wěn)定的、高質量的視頻圖像，并不是因為網絡攝像機或者視頻編碼器能夠做到無損壓縮或者增強視頻信號，而是因為封裝成IP包的視頻信號通過計算機網絡的傳輸能做到無衰減，無論傳輸多遠，并且不受環(huán)境干擾的影響。
監(jiān)控沒有盲點
模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)只能通過有線電纜和光纖傳輸，數(shù)字DVR系統(tǒng)通常只能在局域網范圍內實現(xiàn)點對點傳輸。而網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過網絡，可以將攝像頭和編碼器安裝到網絡可以通達的任何地方。目前的網絡技術可以支持各種傳輸線路，如以太網、光纖、有線電纜、專線、ADSL、ISDN、無線局域網、GPRS/CDMA、微波、衛(wèi)星等。
突破地理限制的實時監(jiān)控
訪問的方式不同，網絡系統(tǒng)使用“用戶名”和“口令”控制對視頻信息的訪問。只要上網，不論是專網(如局域網)還是互聯(lián)網(Internet)，就能觀看和管理來自攝像機的圖像。另外，為了方便和提高安全性，圖像還能儲存在離線的地方。
監(jiān)控系統(tǒng)更可靠
網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端采用嵌入式視頻編碼器或一體化網絡攝像機，是專門為監(jiān)控設計的專用系統(tǒng)，其系統(tǒng)內核、結構、功耗、體積、性能指標等均按工業(yè)標準設計生產，具備視頻處理、網絡通信、自動控制(包括報警聯(lián)動)等強大功能，即插即用，無需專人現(xiàn)場維護，具有極高的可靠性，與數(shù)字DVR系統(tǒng)有本質區(qū)別。傳輸線路可以方便地實現(xiàn)冗余網絡，智能管理服務器可以冗余備份，不像模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)的點對點結構,也可以方便地實現(xiàn)多監(jiān)控中心和分布式監(jiān)控。
監(jiān)控系統(tǒng)信息更安全
充分利用網絡安全技術(防火墻、VPN)、加密技術、實時時鐘、權限管理、分布式存儲、分布式監(jiān)控等技術，充分保護監(jiān)控信息不被越權監(jiān)視、竊取、篡改、破壞。
超長錄像時間，擴容簡便
網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持分布式網絡存儲，擴容極其簡便。可以根據(jù)需要隨時擴容，不需要一次性投資大容量存儲設備。存儲設備可以分布在網絡的任何地方，可以靈活地制定存儲備份策略。
流暢發(fā)送視頻數(shù)據(jù)
以往模擬系統(tǒng)存在的一個最大的問題，就是缺少發(fā)送視頻圖像的有效途徑，其圖像只能在磁盤或打印好的圖片上看到。而這兩種方式都需要物理性的傳送。在網絡視頻監(jiān)控環(huán)境下，全部圖像都被處理成數(shù)據(jù)包文件，既包括視頻圖像，也包括視頻圖片。數(shù)據(jù)文件能夠很容易的通過網絡轉發(fā)給所需部門或人員，也能在幾秒鐘之內發(fā)送給內部的Web服務器。這種發(fā)送絲毫不會降低圖像的質量。
更充分地利用現(xiàn)有網絡
利用計算機網絡傳送視頻，不必安裝專用的有線電纜和光纖。此外，可以選擇以太網電源。這是一種基于LAN結構將數(shù)據(jù)與電源集成的技術，通過雙絞線就能向網絡攝像機和其它以太網設備供應持續(xù)穩(wěn)定的電源。而且，把“以太網電源”同不間斷電源設備相連，網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)甚至在斷電的時候都能繼續(xù)工作——為危急時刻系統(tǒng)供電問題提供了最佳的解決辦法。
提供更多產品和功能的選擇
網絡視頻技術有能力提供高水平的集成性，可以集成其他的功能和服務，使系統(tǒng)持續(xù)可發(fā)展。采用公認的標準協(xié)議和信息網絡，能夠使系統(tǒng)中大量產品的集成變得很容易。轉換成網絡技術，就意味著向一個在將來也會持久使用的系統(tǒng)進行投資。
系統(tǒng)能夠持續(xù)平滑升級和擴展
網絡系統(tǒng)既靈活又具有充分的可升級性，以滿足用戶的變更需求和擴容需求。監(jiān)控前端和監(jiān)控工作站的增加即插即用。與大部分模擬系統(tǒng)不同，網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)在不需要大多數(shù)工作重做或更換不同的系統(tǒng)元件的情況下，就能擴展。也不像數(shù)字DVR系統(tǒng)受網絡層連接限制或管理限制。
降低系統(tǒng)的整體投資成本
與“同等”的模擬視頻攝像機相比，網絡攝像機或網絡視頻編碼器+模擬攝像機顯得成本高一些。但綜合考慮專用線路、安裝、管理、維護等成本，以及考慮網絡系統(tǒng)強大的搜索、定位及視頻傳送而帶來的操作人員效率和管理效率的提高，網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以提供更高的性價比。此外，如果使用以太網電源，額外的成本就被完全節(jié)省下來，因為不需要為攝像機提供本地電源，安裝或重裝攝像機時，使用以太網電源不需要使用專門的電工。
總結
醫(yī)院的數(shù)字高清安防的改造，必將給醫(yī)院的安防帶來新一輪革命，也將給醫(yī)院的安全管理提升到一個新的高度，通過新技術手段，創(chuàng)建平安醫(yī)院，為中國的醫(yī)療事業(yè)發(fā)展提供一個安全的載體!(本文作者現(xiàn)為北京欣卓越技術開發(fā)有限責任公司高級工程師)
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