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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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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(wǎng)絡攝像機、日夜型低照度網(wǎng)絡攝像機、網(wǎng)絡高速球形攝像機、室內PTZ攝像機、日夜型一體化變焦網(wǎng)絡槍形攝像機、電梯百萬像素網(wǎng)絡半球機、網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)范圍內實現(xiàn)點對點傳輸。而網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡，可以將攝像頭和編碼器安裝到網(wǎng)絡可以通達的任何地方。目前的網(wǎng)絡技術可以支持各種傳輸線路，如以太網(wǎng)、光纖、有線電纜、專線、ADSL、ISDN、無線局域網(wǎng)、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(wǎng)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(wǎng)，不論是專網(wǎng)(如局域網(wǎng))還是互聯(lián)網(wǎng)(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(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)，具備視頻處理、網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)支持分布式網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡

　　利用計算機網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡攝像機和其它以太網(wǎng)設備供應持續(xù)穩(wěn)定的電源。而且，把“以太網(wǎng)電源”同不間斷電源設備相連，網(wǎng)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(chǎn)品和功能的選擇

　　網(wǎng)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(wǎng)絡，能夠使系統(tǒng)中大量產(chǎn)品的集成變得很容易。轉換成網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡攝像機或網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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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