2011-01-12 10:56:08
來源：
方案背景
一、醫院安防應用現狀
迄今為止，安全防范系統在醫院的應用已有十幾年的歷史了，一直以來它設計的重點均在貴重醫療設備安置處、藥品庫、流動人員聚集處。醫院安防系統的建設是現代化醫院建設的一個重要組成部分，也是醫院安全、智能化管理的體現。
縱觀目前國內醫院的安防系統項目，現狀并不容樂觀。衛生部的統計數據顯示，目前我國衛生機構的總數為298408家。在“十一五”期間，國內 80%的醫院對其安防系統做了改造，其中70%的醫院完成了內部監控網的改造。雖然，國內的很多醫院都安裝了視頻監控、防盜報警等安防設備，但總的來說， 大部分醫院普遍存在著這樣或那樣的安全隱患。醫院的安防能力還有待進一步的提高。目前，很多醫院對安全防范系統建設花費了大量的投入，但比較遺憾的是這些 安全防范系統很難發揮系統應有的安全保障以及智能化管理的作用。
二、現有安防系統所面臨的問題
根據我們對北京大部分三甲醫院客戶的走訪，和醫院的保衛處、基建處、信息中心等相關部門領導和負責人的深入溝通交流，對醫院安防系統存在的主要問題做了如下總結：
(1)在項目建設初期，沒有針對醫院的需求進行總體設計;與醫院的業務特點結合程度不夠。比如說，不管是否是醫院關注的重點，所有的監控點設計全部采用CIF或2CIF進行錄像;攝像機的選擇要么全部采用彩色的，要么全部采用紅外一體的，監控點的設計沒有針對性。
(2)錄像回放的清晰度差，這是大部分醫院保衛處反映的問題。發生警情事件后，調取的錄像只能看到大概的情況，而無法看清細節。像**醫院保衛 處處長說的：“這(錄像)根本達不到取證得目的”。據大部分調查結果，目前大部分醫院采用的是CIF(352*288)的分辨率進行錄像，只有部分醫院采 用或者部分采用4CIF(704*576)的錄像。
(3)系統穩定性差，大部分醫院目前使用的是PC式的硬盤錄像機，因為是基于Windows操作系統，在系統運行1~2年后，會經常出現死機和中病毒情況。由于已過質保期，廠商要求的維修費用很高。
(4)電視墻上顯示的圖像會出現水波紋，強電干擾的現象。影響實時觀察的圖像質量。
(5)管理操作麻煩，這是現在醫院普遍存在的問題。一般三級甲等醫院監控點都在200個監控點左右，而且是分期建設;硬盤錄像機品牌復雜，每次 查找錄像需要找到相應的硬盤錄像機進行回放操作。但是醫院相關領導也不可能全部時間都在監控中心。所以，分控中心的建設意義重大。
(6)擴展能力有限。醫院客戶反應;如果想在某個區域安裝幾臺攝像機的時候，就會形成“牽一發而動全身”的尷尬情況，復雜的布線、矩陣的擴容、硬盤錄像機的增加，非常麻煩。
三、 分析存在問題的原因
針對上述目前存在的大部分問題，我們認為問題存在的原因是：
(1)安防系統已經走向數字化，由于信息的不對稱，醫院客戶還是停留在傳統模擬的方式。模擬監控由于受制于技術瓶頸，無法實現數字高清。
(2)安防工程商由于對網絡設備的不熟悉，或者沒有相應技術人員;所以，給醫院客戶推薦的還是傳統模擬視頻監控系統。
(3)國內安防廠商由于芯片技術的限制，還是停留在提供模擬視頻監控的設備。和國外先進的數字安防存在差距。(從2010年開始國內廠商已經在轉變)
(4)很少有廠商可以提供前端到后端一站式網絡視頻監控解決方案，這也是延緩安防數字化進程的一項主要原因。高清攝像機不等于高清視頻監控。
(5)醫院客戶認知的缺陷，認為高清網絡監控造價很貴。實際上，客戶沒有整體去考慮性價比，而僅僅拿一個局部去做對比。
對于上述問題存在的原因，我們用一句話來做總結：模擬監控是導致上述問題的主要因素，安防數字化是解決之道。
方案構成
對于安防數字化，我們的理解不是僅僅在后端將模擬視頻進行數字錄像，因為這還是停留在傳統模擬監控的階段，沒有做實質性改變。我們對安防數字化 的理解是：以客戶為中心的定制化、數字高清、面向醫院實際應用的網絡視頻監控系統。針對醫院的實際應用，我們不是全盤否定模擬視頻監控系統，我們提供的是 一套混合式的視頻監控解決方案。
一、系統架構圖
二、前端視頻采集系統
醫院是一個進出人員復雜、流動量大的公共場所，24小時全天候開放的特性使得醫院隨時都有可能發生意外事件，例如：醫院經常遭遇職業醫鬧，病房里的財物被偷，甚至個別不法分子盜走嬰孩等。醫院監控點的主要分布為：
按照醫院內部管理區域劃分，醫院安防監控的重點防護部位主要可以分為醫療區、醫技區、后勤區、報警區、門禁區以及行政區：
醫療區包括候診大廳、掛號收費窗口、病區過道、ICU、手術室、輸液室、急診大廳等;
醫技區包括科研樓、中心實驗室、藥房、藥庫、CT、直線加速機、檢驗科等。
后勤區包括醫院大門、主要建筑物出入口、醫院圍墻、院內道路、停車場、監控中心、信息中心等。
報警區包括掛號收費窗口、財務科、收費處、同位素、藥房、庫房、食堂倉庫等;
門禁區包括院長辦公室、ICU等重癥監護室、手術室、放射源室、監控中心、信息中心、中心實驗室、藥房、藥庫、財務科、貴重儀器設備及資料存放處、掛號收費窗口等;
行政區包括樓梯走道、醫患溝通場所、保衛科等。
前端的視頻采集時系統的“眼睛”，影響著整個系統的畫面是否清晰;針對不同的地方需要選擇不同的攝像機;傳統的監控大部分采用模擬攝像機，衡量 攝像機的清晰程度大部分使用線數(TVL)這個指標，但是模擬攝像機在同軸電纜傳輸的過程中容易收到強電磁場的干擾，影響畫質;高清模擬攝像機在后端經硬 盤錄像機壓縮后，分辨率比較低。因此，我們建議的數字安防，要求在前端攝像機輸出的就是編碼后的高清數字視頻，我們衡量視頻的清晰度是分辨率。所以對于重 要的室內區域，需要配置130萬像素數字紅外一體，支持寬動態的攝像機，大廳范圍比較廣，地方采用720P的低照度高速球機，室外的圍墻和重要出入口，使 用可變倍的一體化攝像機。原先可用的模擬攝像機通過視頻編碼器或者混合式的網絡硬盤錄像機進行數字化改造。
三、視頻傳輸專網系統
視頻的傳輸專網是要保證視頻流的通暢，就類似于人體的“血脈”，需要保證不被堵塞，視頻專網的建設不能和傳統的數據網絡混在一起。主要的設備包 括：PoE接入交換機、光纖收發器、匯聚交換機、核心交換機，主干傳輸光纜，視頻接入超五類非屏蔽雙絞線。視頻傳輸專網的建設需要考慮帶寬、包轉發率、背 板帶寬和組播及QoS技術。視頻監控傳輸專網如果要求外網訪問功能，需要做好安全防病毒措施，在專網系統中還需要增加防火墻，并配20路VPN提供相應的 外網訪問。傳統的模擬視頻監控需要布許多的同軸電纜、電源線、控制線等，在總控中心會集中所有的線纜，存在著安全隱患。目前市場上大部分會采用視頻編碼器 的方式進行數字化改造，采用這樣的方式同樣存在著較復雜的布線，雖然線纜的數量減少大部分，但同時增加了一個故障點和供電設備。因此采用這種方式也不是很 科學;我們使用的長距離的PoE交換機，所有前端的數字高清視頻、控制信號、報警信號、聲音、電源通過一根網線來替換傳統所有的電纜。這樣大大減少了故障 點，也有利于系統后期的維護和穩定的運行。視頻傳輸專網可以采用EPoN或者GPoN技術，也可以采用綜合業務光傳輸網(UTN)，根據行業客戶的不同需 求提供不一樣的視頻傳輸方案。
四、網絡視頻存儲系統
視頻的存儲是為了保證歷史報警事件的查詢，做好事后取證的重要作用。所以圖像的分辨率至關重要，后端視頻存儲的設備主要包括：NVR(網絡硬盤 錄像機)、DVR(硬盤錄像機)、IP-SAN(網絡陣列存儲)、視頻專用硬盤。設備的穩定性決定系統整體性能，所以后端視頻的存儲要求基于Linux嵌 入式操作系統，圖像的分辨率必須達到D1(720*576)以上，重要場所監控的分辨率在1280*720P、1280*1024和1600*1200百 萬像素的分辨率;保證錄像回放細節的清晰度。硬盤的選擇也非常重要，如果選擇企業級硬盤，整體存儲投入成本太大;如果選擇PC硬盤，不能實現7*24小時 不間斷錄像。因此，存儲介質—硬盤需要選用針對視頻錄像專用的硬盤才行。
五、中央管理控制系統
中央管理控制系統就像是一個人的“大腦”，管理平臺的可操作性及功能多少直接影響到整體系統是否對醫院用戶的價值大小。評價一套中央控制管理系統的好壞，主要考慮一下幾點要素：
1、系統的負載能力;
2、人性化的設計界面;
3、多設備的集中統一管理;
4、平臺系統的兼容性;
5、分布式集中存儲和檢索。
因此，我們在提供管理平臺要求單臺中央控制管理主機，可以管理16000路前端視頻，512臺NVR或者是DVR;提供獨特的三屏界面輸出(客 戶端畫面實時瀏覽、電子地圖報警界面、錄像回放檢索界面);可以集成周界報警、門禁、POS機、GIS及智能分析服務器;系統兼容Sony、松下、三洋、 AXiS、晶睿、ACTi、海康威視等知名視頻監控廠家產品;提供分布式存儲和異地備份功能。
六、電視墻顯示系統
電視墻的顯示系統關系到醫院監控中心的形象，也是對重點區域的實時監控;傳統的電視墻采用的是純平模擬電視，這樣電視墻設計，不僅達不到重要區 域的重點監控，因為大部分采用的是21寸的模擬電視，而且占用了很大的空間。目前，電視墻的建設主要分為以下幾種：DLP、LCD、CRT還有等離子電視 等，我們認為DLP和等離子的造價過高，而且后期維護費用也很高，在醫院的安防監控中心，我們不建議使用。CRT主要采用的是傳統的模擬監控方式，是用線 數來衡量清晰度，在安防數字化中必將被淘汰。因此，使用工業級液晶監視器是最好的選擇，可以選擇多個單屏顯示，也可以選擇窄邊的液晶拼接大屏。如果在系統 后端采用的是視頻解碼上墻模擬顯示，前端的高清就沒有任何意義。DID液晶屏不僅可以顯示1080P高清視頻，而且后期基本沒有維護費用。
案例特點
高清的視頻不僅僅是在安防領域的應用，網絡視頻及語音處理系統已經深入到醫療業務的各領域，以實現醫院遠程手術直播、醫院手術示教、醫院影像數據庫等多種的應用。
一、系統需求分析
大部分三級甲等醫院擔負著醫療、教學等多項醫務任務。目前的教學方法主要通過學生現場觀摩的方法進行學習，即與操作醫生、病人在同一個場所進行 學習。由于病患人員多，現場環境對于組織學習和學習效果都會產生一定的負面影響。另一方面，過多的學生和病患在同一個診室，會對病患造成情緒上的不安定。 因此，從教學和醫療的要求來看，需要建立一個能改善現有教學和診療狀況的、新的教學環境。
除了手術室這樣重要場所，醫院的重癥監護室、門診大廳、CT室、環境衛生垃圾處理區域、藥房、藥庫、電力設備室等重要位置，這些地方都關系到醫 院安全及醫患糾紛。需要進行特殊的安全防護。醫院視頻的應用就不僅僅權限于安防監控的應用，而且也涉及到像手術示教、遠程會診等醫院的業務應用。
具體的需求如下：
1、 建立集中的學習課室，進行集中教學或分組教學;
2、 將診室的現場場景和醫療結果傳送到課室，供學習使用;
3、 提供語音通道，讓學生與操作醫生進行通話;
4、 支持錄像回放;
5、 同時可進行多組現場教學(相同或不同內容)，流媒體轉發;
6、 重要區域需要安裝緊急報警按鈕和報警探測功能;
7、 所有視頻分辨率要求達到1920*1080P 30幀，全實時高清視頻。
二、系統概述與架構
整套“網絡視頻及語音處理系統”主要由三個部分組成，即現場前端信息采集、網絡視頻傳輸、核心流媒體轉發和存儲、后端音視頻終端。
架構圖：
三、系統組成
系統的設計采用模塊化組合的方法，把系統涉及到的各組成部分按功能分類為各種模塊，系統按功能需求進行設計和各種模塊的組合。這樣的設計是針對醫院用戶不同的需求來制定的。
1、前端視音頻信息采集系統
手術室、診療室等各個重要區域是整個系統的信息源，其包括診療現場的視頻圖像和語音及報警信息，是手術教學中的主要元素。所以在前端監控區域安 裝網絡高清PTZ攝像機、術野專用攝像機、高清網絡視頻編碼器和IP語音對講設備。現場網絡高清攝像機將診療室中的全部場景，包括病患、醫生、設備等影像 全部傳送到學習終端上。網絡高清攝像機把現場實況影像進行實時芯片編碼，通過視頻專網傳輸。診療影像是主要的教學內容，本系統中利用診療機(B超機)上的 標準視頻輸出端口，將診療影像通過高清視頻編碼器進行數字化H264編碼壓縮后，通過網絡傳送到學習終端機上。
醫生診療過程中與病患的交流語境也是真實現場再現的重要因素，同時作為教學使用，必須允許學生與教師之間可進行交流。因此在診室中設置IP語音電話對講終端，用于現場語音傳送以及教學過程中的交互。語音中端必須保證不改變醫生的操作規程，在診室中安裝硬件設備。
重癥監護室等重要場所需要安裝緊急報警按鈕，和高清網絡PTZ攝像機，同時配備IP語音對講系統，相關部門可以提供家屬探視或者遠程探視服務。同時，想門診大廳人員眾多及負責的區域，也需要配置安裝網絡高清球機，可以看清細節。
2、網絡傳輸系統
視頻網絡傳輸時整個系統的樞紐，所有視頻、語音、數據均通過網絡設備實現端到端的傳送。視頻傳輸網絡系統包括兩個部分，即線纜和交換機。交換機 完成數據的轉發和管理工作。線纜完成傳送數據信號，連接終端設備與交換機。本系統中傳輸線纜的標準是超五類非屏蔽雙絞線。網絡交換的設備需采用開放的系統 設備和標準的器材，以保證系統的可維護性和更好的性價比。
3、流媒體轉發和視頻存儲系統
存儲服務器和流媒體轉發是整個系統的核心部分，其主要的功能是完成整個系統的管理、數據交換、視頻流轉發、視頻存儲等工作。主要包括語音對講服 務器和視頻存儲流轉發服務器。語音服務器完成所有語音管理、服務，實現診室的語音終端和學習終端的語音雙向通訊。具體實現功能如下：
1、 自動建立教師和學習終端的連接，可以完成一個教師多組學習者之間的共同學習過程。
2、 控制語音的流動方向，如單向流動，保證在學生討論過程中，不會把學生的聲音傳送到診室，影響醫生工作。
3、 通過質量保證，控制話路上的語音質量。
視頻存儲和流轉發服務器完成所有視頻流的管理、分發、存儲以及教學終端支持功能。所有視頻流均通過它來接收(前端視頻)和發送(學習終端)。主要功能如下：
1、 接收和管理視頻流，每臺服務器可同時接收64路的標清視頻流，32路高清視頻輸入。
2、 視頻流分發，將一個視頻流分發到一個或多個學習終端上，或將多個視頻流轉發到同一個終端上，分發流數量受到網絡帶寬的限制。
3、 視頻錄像，根據要求完成視頻錄像，可同時對多路視頻進行錄像。
4、 用戶管理，只有授權的終端用戶能夠進入學習系統，進行操作。
5、 學習終端支持C/S架構，主要應用程序存儲在服務器上，終端用戶安裝客戶端軟件進行學習。
4、后端音視頻管理終端系統
后端音視頻管理系統主要包括分組學習系統和會議教學系統兩種：
后端分組學習系統。分組學習系統用于小組學習。分組學習系統的主要關注點是顯示圖像要清晰、雙向語音通訊，以及學習系統軟件。分組學習系統包括 視頻終端和語音終端兩個部分，視頻終端由一臺高性能PC機和一個顯示終端構成，運行學習軟件，并解碼視頻圖像，通過顯示設備顯示出來。視頻終端主要功能和 設備要求包括：
1、 可以同時解決16路視頻圖像，允許學習者同時觀看多個診室的現場場景和診療影像(根據有效顯示效果而定);
2、 通過軟件界面自由選擇診室，控制場景放大或縮小;
3、 回放教學錄像內容
4、 高清晰顯示視頻圖像，采用顯示設備分辨率大于1920*1080，對比度大于3000:1，亮度大于700cd/㎡;
5、 采用大屏幕顯示，5-8人采用40英寸LCD液晶顯示器，8-10人采用46-55英寸等離子電視;
6、 視頻終端主機采用標準的PC，CPU：英特爾®;;酷睿™;;四核處理器，Q9650;2G內存，512M獨立顯卡，千兆網口。
后端會議教學系統。會議教學用于集體學習，其功能與分組學習系統類似。系統主要組成部分包括語音終端、視頻終端和顯示系統。視頻終端運行學習軟 甲，解碼視頻圖像，由教師操作，功能與分組學習系統相同。語音終端用于診室現場語音環境再現和與診室醫生的交互，功能與分組學習系統相同。根據集體教學人 員的多少，可以將語音通過擴音機進行放大。顯示可選用投影儀將視頻終端的視頻信號顯示到超大面積屏幕上，以適應于多人學習的情況。
