智慧城管管理平台和监控系统建设方案
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目录
一、需求分析 (3)
二、项目总体设计 (4)
（一）建设原则 (4)
（二）建设目标 (5)
（三）建设内容 (6)
三、项目详细设计 (7)
（一）总体框架 (7)
（二）传输网络建设 (9)
（三）视频监控系统建设 (11)
（四）移动执法终端建设 (20)
（五）智慧城管平台建设 (23)
一、需求分析
1.移动终端需求分析
信息采集员配备具有通话、短信、拍照、录音、手写、GPS、GIS 等多功能的移动终端设备。
2.车载终端设备需求分析
车辆GPS定位监控子系统为科学、快速、高效的车辆管理提供了一个合理的解决方案，通过调用GPS/GPRS定位接口可以实现对城管执法、作业等车辆的现有位置及历史位置追踪，显示车辆的移动轨迹。实现对城市管理车辆的科学调度和运行情况的实时监管，提高车辆管理的工作效率。
通过车载GPS定位技术，可以实时获得车辆位置信息。通过查询车牌或从地图上直接监视，便可获得目标车辆的实时运行信息，包括实时位置及行驶轨迹等；同时仅需要设置目标车辆轨迹回放时间，就可以看到车辆在该时间段内的行驶轨迹，并在GIS电子地图上显示；车载GPS移动位置信息通过GPRS网络平台导入到“智慧城管”系统中，实现对车辆的动态监控以及智能化调度。
指挥中心通过文字或车载电话实现对城管车辆的文字或语音调度，城管执法人员可以通过车载终端对调度指令进行回复，实现指挥中心与城管车辆间的信息交互，保证了调度的准确性和实时性。
3.视频监控的需求分析
随着经济的发展，移动或不固定非法商贩数量激增，针对无照经
营、流动、不固定非法商贩的管理，需在管辖区域内的重点部位建设视频监控系统，进行实时的图像监控。同时应为城管的执法车辆配备移动的视频监控系统，指挥中心可以通过GPS来监控和管理的执法车的位置，通过视频实时监控车内、外状态，达到流动监控、非长期固定场所监控、执法队伍管理的目的。
按照统一规划，分步实施的原则，2012年完成中心城区21.4平方公里内“智慧城管（一期）”试点（建设50个视频监控点，其中高清10个，标清40个）。
另外，配备相应可移动摄像机，对特定的地方（工地、道路等）临时进行监控，保持城市管理的美容美观。
4.资源整合需求分析
在上述内容中，一方面要充分整合现有信息化资源，如公安部门的视频监控资源、区电子政务外网等，实现与“智慧城管”的互联；另一方面，要预留与环保、交通、环卫及应急指挥等系统的信息接口。
二、项目总体设计
（一）建设原则
根据高起点、高标准、高性能、严要求的指导方针，结合当今计算机网络信息系统的共性，对照城市管理及执法业务工作的个性，智慧城管平台项目建设应遵循以下原则：
1.立足高起点、高标准。将智慧城管建设作为城市管理的突破口，通过构建与市局无缝对接的智慧城管信息处理系统平台，整合基础数
据资源，组建覆盖全区的城市管理网络，为我区城市管理工作奠定良好的基础。
2.立足大城管、创新体制。建立科学合理的城市管理体系，促使城市管理从“小城管”向“大城管”转变，解决多条块协同工作问题，全面提高我区城市管理总体水平,全力打造“科技城管、法治城管、人文城管、和谐城管”新格局。
3.统筹规划、分步实施。根据我区信息化建设水平，统筹规划区智慧城管建设，因地制宜、稳步推进、统一规划、分步实施，做到规划在前、管理先行、有序实施，逐步打造功能完善、技术先进的智慧城管系统，逐步将城市管理领域拓展到社会服务、城市应急、地下管网等诸多方面。
4.整合资源、共建共享。区智慧城管项目建设是一项系统工程，充分整合、共享政府公共资源和现有成果，合理利用公安、交警、交通、工商、环保等各部门的监控资源，自建视频监控系统建成后不仅为智慧城管运行提供技术支撑，同时为其他部门提供资源数据共享。
5.多元投资、减轻压力。充分借鉴其他地方的建设经验，采用政府投资、市场化运作相结合的方式。以最低的资金投入，全方位开展区智慧城管系统建设，实现智慧城管平台效益最大化。
（二）建设目标
智慧城管建设紧紧围绕智慧城管建设的目标要求，按照“以最小的投入，实现最大效益”的思路，构建智慧城管系统。综合运用计算
机技术、信息技术和智能管控技术，通过资源整合、功能拓展，深化智慧城管建设，实现城市管理的范围全包容、空间全覆盖、时间全天候，形成监控实时化、处理及时化、管理精细化、考核标准化的运行模式，促进城市管理工作由被动向主动、静态向动态、粗放向精细、无序向规范转变，全面提高城市管理水平，确定以下建设目标：
1.通过现代化信息手段，整合应用GIS（地理信息系统）、遥感、遥测、宽带网络、多媒体、智能管控及虚拟仿真等多项技术进行城市管理，实现城市管理空间细化和管理对象精确定位。
2.通过创新管理体制，规范城市管理流程，增强对城区动态性、突发性事件处置力度，实现快捷、高效、全时段、全方位的城市管理。
3.通过进一步明确各部门城市管理职能，建立完善的城市管理问题发现机制、指挥决策机制、执行反馈机制、综合评价机制，进而形成管理规范、运转高效的城市管理长效体制。
4.通过智能监控系统建设，充分整合利用现有资源，为社会治安、公共安全、社会服务、应急事件等提供视频信息及技术支持，提高城市管理水平，提升城区品位，构建和谐社会。
（三）建设内容
根据“智慧城管”整体项目建设内容，可以分为如下几部分:
建立“智慧城管”平台：“智慧城管”平台建设将由市统一进行开发，统一部署，主要包括智慧城管核心业务系统、队伍管理、公众服务系统、智能管控、统一视频监控系统、基础管理服务系
统、统一定位管理系统、统一呼叫管理系统及空间信息管理平台九大方面等，由市统一进行开发。
视频监控系统：根据“智慧城管”建设要求及城管局业务发展需要，同时从资源整合、共享，投资成本最大化节约等角度考虑，同时整合、共享公安部门视频监控资源及自建，以达到对城管局所管辖范围进行实施监控。
移动执法终端：根据本次项目建设需求，终端设备主要由城管通、执法通、领导通。
硬件配套设施：包括软件平台配套的服务器、存储、交换机等，及信息采集设备、终端设备，办公设备等。
三、项目详细设计
（一）总体框架
根据《国家电子政务总体框架》的要求，结合城管局信息化建设实际，以标准、制度和安全体系为保障，以各项管理业务流程信息化为主线，形成互联互通，贯穿上下的政务管理、决策支持和社会服务信息化体系，如图2所示：
图2 总体框架图
根据“智慧城管”项目建设目标和业务特点及发展需要，要求系统架构具有稳定、可靠、高效、可扩展性好等特点。
在尽可能保障现有需求和考虑未来系统扩展需要的基础上，采用面向服务体系架构（SOA）进行设计，遵循多层体系、业务规范、数据资源标准等标准体系，强调各类基础资源的复用和可扩展性，实现对现有系统和资源的整合与集成，并扩展新的功能。
基础设施层主要指保障上层系统正常运行的硬件设备和运行于硬件上的基础系统，包括核心网络、互联网、无线网和政务网等网络资源，还包括服务器系统、机房系统、网络管理系统、存储管理和备份系统等，为系统提供数据存取、通信、安全等基础设施。
支撑层为平台提供了基础的服务支撑能力，并将这些服务能力依据不同功能划分，以松散耦合的形式组织成各类基础服务。这些基础
服务在SOA的总体架构内互相提供服务和数据，构成了上层应用系统所需要的底层应用支撑。
应用层主要分为数字城管、数字执法、应急指挥、公众服务、智能管控、决策分析等六大应用群。
展现层即用户界面，为平台各类用户提供具有良好用户体验的终端展现界面，各种应用的服务、功能及信息被集成在展现层，用户通过智能管控平台、领导通终端、城管通终端、执法通终端、各类公众网站等截面实现日常管理、公众服务和决策辅助的相关功能。（二）传输网络建设
智慧城管传输网络主要包括电子政务网、视频监控专网、3G无线网络建设等。逻辑结构如下图所示：
图4 传输网络拓扑图
电子政务外网：电子政务外网将利用目前电子政务网，其将部署“智慧城管”的应用软件系统，与部署在信息中心的城管局服务器进行连接，实现与城管局或其他部门之间的数据传输与业务办理，最后与指挥中心对接，实现监控指挥功能。网络安全主要是通过信息中心机房内城管局前端防火墙实现。
视频监控专网：视频监控专网为本次网络建设的重点，主要负责视频数据的传输，一方面实现与前端采集设备和其他部门监控平台的对接，以采集视频图像数据；另一方面实现与市城管监控中心和部署在运营商机房处的存储系统对接，实现视频图像的存储和分析；最后部分城管通、执法通的视频图像数据通过视频监控专网备份到信息中心机房内的存储上。前端摄像机通过运营商光纤（10M）VPN组网的专用网络进行数字信号传输，连接到视频监控平台；最后与监控指挥中心对接，实现视频图像的展示。视频监控平台与市城管监控平台通过运营商光纤（100M）VPN组网的专用网络进行数字信号传输。网络安全主要是通过信息中心机房内城管局前端防火墙和运营商机房内的防火墙（由运营商提供）实现。
3G无线网络建设：3G无线网络主要为了满足智慧城管信息采集员、执法队员、移动监控设备以及车辆等大量专业终端设备的无线需求，城管通、执法通、领导通上的应用软件将构架于该网络。从目前城管业务的发展要求，需要运营商对现有的3G网络进行扩容，包括基站容量的扩容与专线网络的扩容，。随着移动视频监控需求的增加，
今后根据需要随时可以再增加一根移动网络专网，将数据业务和视频业务分离，提高3G无线网络的高效性和稳定性，确保使用效果。（三）视频监控系统建设
视频监控系统建设将是智慧城管一期建设的重点，通过视频监控建设实现城管对城市管理的实时监控。为社会治安、公共安全、社会服务、应急事件等提供视频信息及技术支持，提高城市管理水平，提升城区品位，构建和谐社会。
1、视频监控系统总体框架
智慧城管统一视频监控平台由视频资源、传输网络、存储系统，网络视频监控平台（软件部分由市城管统一部署）、客户端/监控指挥中心五部分组成。
图5 视频监控系统网络拓扑图
视频资源：是指视频监控数据的来源，具体体现为信息采集前端，本次视频资源分两个部分：自建视频监控和整合相关单位已建监控资源。自建视频监控视频资源主要包括前端摄像机、车载视频、单兵系统、城管通等前端视频图像采集设备，实现信息的实时采集；整合相关单位已建监控资源主要包括349路公安视频和4路渣土办工地监管视频。
传输网络：是指本次系统建设的视频监控专网，视频图像通过运营商光纤VPN组网的专用网络进行数字信号传输，连接到视频监控平台。
存储系统：主要通过视频服务器和IP存储对视频进行存储，所有存储设备部署在运营商机房。
网络视频监控平台：作为整个网络视频监控系统的服务控制管理中心，负责所有系统设备前端视频服务器、中心存储服务器、指挥中心、客户监控终端的注册、逻辑连接、工作状态监视管理并负责响应相关设备的命令请求，发出控制指令到指定设备动作，以及整个系统内设备的时间同步。同时负责与其他部门视频图像的整合。
客户端\监控指挥中心：城管局客户端可以是模拟显示屏或计算机监控终端，电视墙等。通过客户端实现对监控资源的访问和控制，客户端的行为受到监控中心的管理和授权。根据市智慧城管要求各区城管局设置区级监控中心，内设二级数字视频共享平台。
2.自建视频监控资源
（1）视频建设布点规范
视频监控点布设的场所主要为：
城市管理违法行为多发区域：无照经营、跨门经营、人行道违章停车、建筑工地夜间施工等违法行为集中区域；
城市管理人群聚集控制区域：宾馆、饭店、商场、医院、学校、幼儿园、文化场所，体育馆、广场，公园、停车场等人员聚集的公共场所。
城市管理交通枢纽控制区域：重点道路、主要交通路口，地下通道、过街天桥，机场、火车站、地铁车站，公共汽车展等交通枢纽。
城市管理重点设施控制区域：城市供水、排水、电力、燃气、热力、内河河道等重要城市基础设施及保护范围。
国家法律、法规规定的地点和区域。
（2）前端监控点
本次项目中将采用网络数字摄像机，主要作用如下：
摄像机获取清晰画面距离越远，所能获得的视场越小。球机由于镜头可以水平360°垂直90°进行旋转，以及可控变焦，基本不存在视场死角的问题。但枪式摄像机就不同，由于其安装完成后，摄像机镜头位置是固定的，不能控制，就存在视场死角的问题。这是因为，光的直线传播特性，摄像机的视场在空间形成一个圆锥体，如投影到一个平面上，则是一个三角形,如图4所示：
图6 摄像机视角
当我们将摄像机安装在一定高度，并适当调整角度，我们便能一个我们需要的视场。
图7 一定高度摄像机可视范围
根据对现场实地勘察的情况，结合球型摄像机和固定摄像机的特点，本项目中可采用360°可控球型摄像机。
（3）立杆基础、机箱
地面基础施工要注意接地良好，必须注意土层的强度，要保证整个基础的牢固；监控杆要求具有抗击强台风的能力，及防腐蚀性。同时由于安装在各个主干道上，监控杆设计应考虑到美观，与原有景物相互协调；监控杆在美观的同时，还考虑到今后维护的方便性；室外机柜要注意防雨、防腐蚀、防盗。
立杆：高度要求6米左右、管壁厚6MM，挑出3米，表面处理采用热镀锌的方式，立杆的外型设计应和周界环境相协调。根据具体
点位的实际需求，立杆高度和挑臂距离可以调整。
室外机柜：监控点前端采用方形机箱，采取底部进线设计，设计为离地300 mm高度落地安装。箱体防护等级为IP65，防雨防尘，加高加厚底座，加强防腐能力，室外安装，内部用隔板分成上下两层空间，上部主要安放主控制器，下部安装辅助控制器和其它配电及辅助设备。
（4）防雷措施
前端设备安装于室外，易遭到雷电打击；前端设备的电源一般在现场就近取用，易受雷电波影响产生高压和浪涌电流；如果没有必要的防雷、避雷措施，前端设备的运行将得不到保障，有可能导致一体化摄像机短期内大量损坏，使系统濒于崩溃。为了前端设备能可靠、长久地运行，摄像机杆和前端机箱须接地。本系统前端监控立杆和监控箱统一防雷接地，并应配置信号和视频二合一防雷模块。
监控摄像机遭受到雷击或雷电感应时，雷电波沿监控摄像机内的电源线、传输线或其他金属线缆侵入到设备，导致高电位差使设备损坏。在设备前端电源线安装直流电源信号防雷器，保护摄像机及补光灯的电源系统。前端系统基础接电电阻≤10Ω。
（5）夜间补光
为了能够满足监控点位的前端监控需求。但考虑到到部分监控区域光源环境极差，且为了使摄像机正常成像或是减少成像噪点时需要补光，得到较好的视频图像。可以在需要的监控点位进行LED补光，对前端监控点位监控区域范围内热点方向、范围进行针对性补光，确保在对热点方向、区域的全天候监控。
（6）传输网络
室外网络IP摄像机，使用运营商光纤，两端使用光纤收发器，
连接到运营商机房的接入交换机，建立城管视频专网。
（7）视频监控平台
视频监控系统平台是需要一个高性能、高可靠性的平台。作为整个网络视频监控系统的服务控制管理中心，它负责所有系统设备前端视频服务器、中心存储服务器、指挥中心、客户监控终端的注册、逻辑连接、工作状态监视管理并负责响应相关设备的命令请求，发出控制指令到指定设备动作。并负责整个系统内设备的时间同步。要具有如下功能：
网络化监控：利用无处不在的宽带网络，满足客户随时随地的远程监控需求。
远程图像控制：通过网络对监控设备与显示内容进行远程控制管理，如镜头变焦、云台的转动、图像参数设置、画面显示的调整等。
录像与回放：根据客户不同需求可以采用灵活的录像策略，如：定时、手动、事件触发等录像方式，按照不同的要求进行录像检索与回放。
存储方式：根据客户不同需求可提供前端、本地、平台、客户端四种方式。
实时语音：现场声音实时监听。
图像广播：可实现大量用户在同一时间对同一热点图像的访问与浏览。
账号管理：可由管理员自主进行相应的管理，如：配置管理、权限管理、操作员管理、告警管理、日志管理等。
图像抓拍：监控人员对于实时图像可以任意进行抓拍，抓拍图片可以直接存储在本地，以利于日后查阅或检索。
（8）图像存储
图像存储建议采用IP SAN的方式，IP SAN（Storage Area Network，存储局域网络）基于十分成熟的以太网技术，由于是基于IP协议的，能容纳所有IP协议网络中的部件，因此，可以在任何需要的地方创建实际的SAN网络，而不需要专门的光纤通道网络在服务器和存储设备之间传送数据。IP SAN使用标准的TCP/IP协议，数据即可在以太网上进行传输。
数据容量计算可参考如下：
单个通道的计算公式∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×15天÷1024
摄像机码流如下：
目前城管一期项目拟建10个高清摄像机、40个标清摄像机（自建33个，渣土办7个），半个月存储容量为24T左右。考虑项目二期将增建摄像机，所以目前存储配置的容量为50T。
（9）主要硬件设备
智慧城管自建视频监控设备包括10套高清视频监控设备、40套模拟标清视频监控设备（包括7个工地视频监控）。
高清视频设备主要包括：高清网络球、立杆、立杆基础制作、户
外UPS、浪涌保护器、LED补光灯、前端设备机箱（含基础）、光纤收发器、辅材。模拟标清视频监控设备主要包括：一体化摄像机、立杆、立杆基础制作、云台、一体化变焦摄像机、户外UPS、浪涌保护器、LED补光灯、前端设备机箱（含基础）、视频服务器、硬盘、光纤收发器、辅材。（以上设备参数、安装数量、价格等详细信息见附件一分项预算1）
其中数字矩阵、网络键盘等设备将安装于监控指挥中心。
3.已建监控资源整合
“智慧城管”视频监控系统的建设应节省投资，充分利用现有设备，通过对现有系统的改造，使得系统满足视频监控系统统一管理和资源共享的要求。视频资源的整合应考虑原系统建设的方式、原系统视频压缩算法、数据传输协议和视频文件格式，采用统一的视频通信协议、统一的设备控制协议和标准的视频压缩算法，实现系统的整合。
（1）整合范围及内容
渣土办工地监管视频。渣土办的前端视频监控点分布主要世贸世界湾、银泰百货建设工地，现有4路视频信号，目前以电信全球眼的方式进行监控。本期建设中需要对7个工地进行视频监控点，每个工地需要一个球机和一个枪机标清监控摄像机；由于工地建设的特殊性，因此这7个监控点的设备要求可移动，同时需要接入到市、区两级统一视频平台，监控图像保存到存储中;同时渣土办可以通过客户端进行查看。
智慧城管视频。智慧城管计划建设50路视频摄像机，并具备智能分析功能。目前有临时高清视频6路，资源整合在电信全球眼系统中。需要将这50路视频接入到市、区两级统一视频平台并增加系统
存储，同时这50路视频摄像机在前端做好与公安的资源共享，区应急办通过客户端查看50路视频摄像机。
车载视频。城管局现有10套车载视频，数据通过车载硬盘录像机里和原数字城管系统中的服务器保存，主要是通过客户端软件进行查看，图像也可以通过矩阵切换到大屏。需要对软件升级以后接入到市、区两级统一视频平台并增加系统存储，同时视频图像要求备份到原来存储系统（DELL CX4-240）。
单兵视频。目前有6套单兵视频接入到智慧城管统一视频平台中系统中，需要接入区级平台，同时视频图像要求备份到原来存储系统（DELL CX4-240）。
公安视频。目前有349路公安视频通过专线接入到指挥中心，可以客户端访问、控制、调阅资料，也可以通过矩阵切换到大屏，需要整合到区、市两级统一视频平台中。
（2）整合方式
目前视频整合主要由模拟视频及数字视频两种，具体实现方式可参考如下，为了确定具体的整合方式，需对各部门的资源进行实地调研后再定。
模拟视频系统融合。对于原有模拟视频监控系统，需要在前端添加编码器设备，将模拟视频信息转化为数字视频信息，通过视频监控专网接入到平台。如图虚线部分，实现了对原有模拟系统进行改造融合的需求。这样的改进方式既实现了模拟视频转化成数字视频，提供给市平台统一调度的目标，又不破坏原有模拟系统的使用。投资小，方便、实用。
数字视频系统融合。已建数字视频监控系统分为几种类型，一是支持对接技术规范的标准编码器，二是不支持标准协议的非标准编码
器，三是PC插卡式或者其他形式的早期编码器。对于支持标准协议的编码器，按照平台对接技术规范要求的信令控制管理接口和媒体会话接口两种协议接口，直接接入平台即可，编码格式遵守本规范的要求。
已建系统中包含不支持标准协议的前端编码器设备，首先考虑是否可以通过升级改造为支持标准协议的编码器，升级成功后，按照标准协议方式接入管理平台，对于不能升级改造成标准协议的编码器，则考虑采用标准SDK的方式，接入管理平台。
对于PC插卡式或者其他形式的早期编码器，既不支持标准协议，又不支持标准SDK方式接入平台，或者编码器厂家不能提供研发支持的情况，可以采用将其编码器替换成符合标准协议规范的编码器。原系统中的摄像头等设备根据设备情况和实际业务需求，决定是否利旧接入。
对于已建平台系统，若由于特殊原因，不能改造接入，则需协商，提供用户所需的SDK功能开发包，包括摄像机列表、控制、标准YUV 码流、标准视频码流等等。
（四）移动执法终端建设
1. 移动执法终端建设内容
（1）城管通
由于目前数字化城管系统手持设备使用年限接近或超过3年，且原手机的性能、网络支持度、操作系统类型都已相对滞后，考虑到网络安全性、GPS定位准确性、电池使用寿命、手机性能等方面，为使数字化城市管理系统可以发挥最好效率，实现与新系统的最大兼容，建议对各区所有城管通手持终端进行更换。新采购的城管通手持终端