目前，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)退出大部分市場(chǎng)，數(shù)字化視頻監(jiān)控成為主流。數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端數(shù)字化攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)交換傳輸、數(shù)字存儲(chǔ)、平臺(tái)控制與大屏顯示、流媒體轉(zhuǎn)發(fā)與移動(dòng)應(yīng)用5大部分組成。其核心理念是前端采集數(shù)字化，傳輸網(wǎng)絡(luò)化，存儲(chǔ)數(shù)字化，控制掌上化。隨著技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，人臉識(shí)別、人像識(shí)別、獵鷹技術(shù)等人工智能技術(shù)在安防監(jiān)控領(lǐng)域得到越來越多的使用，基于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的環(huán)境偵測(cè)、人員流量統(tǒng)計(jì)、人員分布地圖，基于GIS或VR的應(yīng)用融合也越來越普遍。
(一) 系統(tǒng)原理
構(gòu)建數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前提基礎(chǔ)是要有一套專用的TCP/IP以太網(wǎng)，然后是前端的布點(diǎn)和設(shè)備選型，最后是管理平臺(tái)與客戶端應(yīng)用功能的規(guī)劃。醫(yī)院智能化專網(wǎng)將前端按TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議格式編碼壓縮的音視頻、報(bào)警信號(hào)等視頻碼流數(shù)據(jù)包(IP攝像機(jī))經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換，最終送達(dá)視頻服務(wù)器與存儲(chǔ)服務(wù)器，通過流媒體軟件管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全院視頻資源的完整管理、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)與應(yīng)用。其原理與結(jié)構(gòu)如圖所示。
數(shù)宇化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)原理圖 (二) 系統(tǒng)構(gòu)成與功能
1.系統(tǒng)前端設(shè)備 系統(tǒng)前端部分主要是指對(duì)前端圖像、聲音、報(bào)警信號(hào)的采集、編碼與控制相關(guān)的設(shè)備。涉及各種不同應(yīng)用的攝像機(jī)、鏡頭、云臺(tái)、編碼器、支架立桿、防護(hù)罩、拾音器、揚(yáng)聲器和電源等設(shè)備，目前常用的IP攝像機(jī)大多是將音視頻采集、壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸與控制等功能技術(shù)高度集成的一體化設(shè)備。圖中的高空瞭望攝像機(jī)、紅外槍式攝像機(jī)、紅外半球攝像機(jī)、室內(nèi)高速球形攝像機(jī)、碟形電梯專用攝像機(jī)、室外高速球形攝像機(jī)等多種款式都是醫(yī)院數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中常用的類型。實(shí)際應(yīng)用中，IP攝像機(jī)品質(zhì)的優(yōu)劣從總體上決定整套系統(tǒng)的品質(zhì)，部分產(chǎn)品選型建議如下。 (13)系統(tǒng)前端設(shè)備在醫(yī)院建筑群的布點(diǎn)區(qū)域主要有：院區(qū)公共區(qū)域主要通道、出入口、地下室、電梯轎廂、行政辦公場(chǎng)所、實(shí)驗(yàn)室、教學(xué)區(qū)、宿舍區(qū)、醫(yī)療流程關(guān)鍵通道、分診、候診區(qū)域、護(hù)理單元、財(cái)務(wù)、收費(fèi)結(jié)賬區(qū)域、藥品存管發(fā)區(qū)域、急救區(qū)、手術(shù)區(qū)、ICU區(qū)、貴重物品區(qū)、危化放射品區(qū)等區(qū)域內(nèi)人員必經(jīng)通道，以及鍋爐間、空調(diào)間、高低壓配電間、發(fā)電機(jī)房、后勤設(shè)備有人值機(jī)區(qū)或無人機(jī)房、空壓、負(fù)壓設(shè)備區(qū)、二次泵房間、消防水泵間、匯流排間、氧氣鋼瓶間、醫(yī)用固廢間、污水處理機(jī)組和排放口、屋頂空調(diào)機(jī)組區(qū)、水箱間、垃圾房輔房等與后勤安全生產(chǎn)要素密切相關(guān)的重點(diǎn)區(qū)域。 2.傳輸網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備 在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上主流方式是按二層星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(即核心層與接入層),這類架構(gòu)的時(shí)延最小。三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于良好地解決服務(wù)器響應(yīng)阻塞的問題。構(gòu)建全院智能化專用網(wǎng)絡(luò)的要點(diǎn)是，在確保視頻的視頻碼流傳輸時(shí)延不大于350ms這一最基本要求的基礎(chǔ)上，同時(shí)兼顧好對(duì)醫(yī)院其他相關(guān)智能化應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)支撐。 3.視頻存儲(chǔ)服務(wù)設(shè)備 存儲(chǔ)容量的大小和硬件投入與現(xiàn)行法規(guī)政策要求密切相關(guān)，目前，公安主管部門對(duì)三級(jí)綜合性醫(yī)院視頻存儲(chǔ)時(shí)間的要求為1個(gè)月，重點(diǎn)部位不少于3個(gè)月，對(duì)各類醫(yī)患溝通室音視頻存儲(chǔ)時(shí)間的要求為不少于1年，在根據(jù)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)布點(diǎn)總數(shù)：N,估算滿足：M個(gè)月存儲(chǔ)時(shí)間的硬盤總?cè)萘浚篟時(shí)。目前大量應(yīng)用的是由國際電聯(lián)制定的：H.264、H.265、MJPEG視頻編碼格式，最新版H.265是對(duì)H.264壓縮編碼技術(shù)的優(yōu)化，減少了存儲(chǔ)空間。按H.264編碼碼率來估算：720P視頻圖像(100萬像素級(jí))經(jīng)編碼壓縮后其碼流帶寬約2～3M,1080P(200萬像素級(jí))視頻圖像經(jīng)編碼壓縮后其碼流帶寬約4～5M,考慮到目前變流量新技術(shù)的應(yīng)用，在雙碼流傳輸技術(shù)方案中，可以按平均帶寬來估算。簡(jiǎn)單估算方式為：百路視頻高清單碼流每月的存儲(chǔ)空間約需要80T,百路視頻高清雙碼流每月的存儲(chǔ)空間約需要160T。 在醫(yī)院的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，還要特別注意以下行業(yè)性專業(yè)需求： (1)在醫(yī)療糾紛調(diào)解辦工作區(qū)域，應(yīng)獨(dú)立建設(shè)專項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)(涉及法證),帶拾音功能、獨(dú)立存儲(chǔ)和應(yīng)用管理，不能納入全院監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)； (2)醫(yī)院作為當(dāng)前反恐重點(diǎn)單位，對(duì)院區(qū)主出入口、門診、急診、住院等建筑區(qū)主入口都要求配置高清人臉識(shí)別攝像機(jī)，接入公安部門圖像中心平臺(tái)； (3)在管理應(yīng)用客戶端配置方面，對(duì)醫(yī)院保衛(wèi)、財(cái)務(wù)、護(hù)理、院感、設(shè)備、藥劑、總務(wù)、采購處、調(diào)解辦、門診辦等至少15個(gè)業(yè)務(wù)管理部門或區(qū)域，應(yīng)考慮配置管理客戶端設(shè)備。 4.視頻監(jiān)控管理平臺(tái)與大屏顯示 大屏顯示即視頻回放展示，是圖像系統(tǒng)的最后環(huán)節(jié)，對(duì)圖像質(zhì)量有很大的影響。目前常用的方式有：LED拼接屏、液晶顯示器拼接屏(LCD)、等離子顯示屏(PDP),效果如圖所示。 視頻監(jiān)控管理平臺(tái)與大屏顯示 視頻監(jiān)控管理平臺(tái)是全院數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的控制與管理中心，負(fù)責(zé)對(duì)視頻資源、存儲(chǔ)資源、客戶端和用戶以及分布式布局的各NVR、各分系統(tǒng)服務(wù)器的統(tǒng)一管理和資源調(diào)配，同時(shí)還具備對(duì)突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案聯(lián)動(dòng)管理功能。授權(quán)用戶可通過平臺(tái)進(jìn)行視頻預(yù)覽、回放甚至下載。 主要功能如下： (1)單畫面或多畫面顯示實(shí)時(shí)視頻調(diào)閱、預(yù)覽展示功能； (2)按區(qū)域、模擬事件編制預(yù)案以及應(yīng)急管理功能； (3)回放、常規(guī)回放、事件回放、分段回放、標(biāo)簽回放功能； (4)支持特征抓拍、字符疊加、數(shù)字矩陣、視頻加密、遠(yuǎn)程控制與對(duì)講、流量統(tǒng)計(jì)、移動(dòng)應(yīng)用等功能； (5)支持人臉抓拍檢測(cè)、區(qū)域出入偵測(cè)、越界報(bào)警、區(qū)域徘徊、人員聚集、場(chǎng)景變更、虛焦檢測(cè)、異常音頻檢測(cè)等功能。 人臉識(shí)別、人像識(shí)別、獵鷹技術(shù)等人工智能技術(shù)和基于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的環(huán)境偵測(cè)、人員流量統(tǒng)計(jì)、人員分布地圖、基于GIS或VR的應(yīng)用融合逐步在安防系統(tǒng)建設(shè)中被采用。
(三) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型
在應(yīng)用設(shè)計(jì)上應(yīng)注意：視頻資源應(yīng)使用分級(jí)權(quán)限管理，并建立有效的信息安全機(jī)制。各級(jí)各類人員應(yīng)根據(jù)各自權(quán)限和醫(yī)院管理要求，靈活調(diào)看相應(yīng)的視頻監(jiān)控資源。例如護(hù)士站電腦應(yīng)能實(shí)時(shí)監(jiān)看病區(qū)出入口和病區(qū)過道視頻，視教室可以調(diào)看手術(shù)示教信息，門診辦主任應(yīng)能調(diào)看門診大廳和主要服務(wù)窗口視頻等。數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅要考慮前端攝像機(jī)設(shè)備，更要重視監(jiān)控平臺(tái)的選擇，功能強(qiáng)大、兼容性好、智能化程度高的監(jiān)控平臺(tái)是至關(guān)重要的。購買第三方服務(wù)的模式將越來越普遍。例如租用電信的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源，由電信在醫(yī)院建設(shè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由醫(yī)院購買服務(wù)的方式將改變以往的建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)方式，也將改變視頻資源的安全管理方式，應(yīng)引起重視?；谝苿?dòng)技術(shù)，在手機(jī)端的應(yīng)用也將越加豐富。醫(yī)院安防監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)還需要注意防雷問題，包括電源防雷、視頻信號(hào)防雷、控制信號(hào)防雷和接地等內(nèi)容。
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