1.1 需求背景

随着社会向法治的方向发展，执法环境的复杂化对执法人员提出巨大的挑战，为了减少执法过程分歧，提高执法的公信力和执法效率，我们的执法人员需要采用先进的技术手段来维护社会治安秩序，保障人民群众的利益。在这样的背景下，公安部门引入了执法记录仪，该类型设备的投入使用有效提高执法人员出勤形象和行为的规范，同时提高现场执法效率，使现场案件办理更加具有公信力，同时通过使用执法仪可以用图像、视频、声频真实还原案件办理过程，有利于对案情进行事后分析处理。

我们充分认识到执法仪采集的图像、视频、声频是重要的证据资料，因此必须通过有效的技术手段安全保存、检索、方便管理，这正是我们研发执法仪数字集成管理平台的目的。

1.2 建设目标

在公安部信息化建设发展战略指导下，通过使用软硬件一体化集成技术，把现有执法仪设备集成到采集站中，将实现执法仪设备和采集站的无缝对接，通过统一的集成管理平台完成执法仪的充电、数据的上传、存储、检索、管理等目标。

具备目标包括：1、建设统一的执法仪数据采集平台。

2、在稳定安全的前提下，满足便捷的查询检索视频、音频、图像数据的操作需要。

3、可扩展实现各级单位联网操作实现数据云存储和快速检索的需要。

4、增强平台的扩展性设计，硬软的架构可以更方便后期应用服务的扩展。

 2.1 规划原则

为保证项目周期内的系统建设能保质保量地实现，又能够为下一阶段的系统进化打好基础，将在项目建设中遵循以下原则：

分析用户的数据存储需求

分析用户的需求和实际情况，根据实际需要，设计合理的数据存储网络结构，并根据用户需求做合理的建设方案和实施方案。

系统的中长期规划考虑进行体系结构设计，以保证架构的开放性和可扩充性，满足不断发展的建设要求；另外，从实际使用的角度设计和架构，满足用户不断增长的网络、存储、数据管理需求。

选择关键的局部单位业务区域进行实施

根据不同单位的规模和信息应用实际状况，我们尽量降低实施风险，在全局系统规划的框架下，选择局部单位进行实施，分步推进，保证项目能进行全面推广。

从高度信息安全的角度进行规划设计

因为涉及到执法单位的安全保密需要，系统需要在多层次，多角度考虑数据的安全因素，并设计完全符合国 家安全标准的平台。

2.2 系统架构

电子证据管理平台基于多层架构设计，针对不同的使用场景，选择使用C/S或B/S架构。根据实际经验，针对数据采集站端，我们采用C/S架构，可以有效保障数据高速传输、并且传输更高、更稳定和安全，而管理端我们同时支持C/S和B/S端架构，C/S的架构目的是为了方便执法仪硬件设备的管理，而采用B/S架构的方式目的是方便用户通过IE浏览器实现数据的检索和后台的管理。

总体架构图如下：

图221 系统架构图

2.3 网络架构

电子证据管理平台采用灵活智能的存储和通讯技术，能支持多种数据结构的存储，并适应各种网络和存储结构，目前在公安机关中用得比较多的有三种存储结构，分别是：集中式的存储网络架构、云存储网络架构和混合式云存储网络存储架构，其中集中式的存储架构由于对网络宽带、中心的磁盘空间占有太高，在100人规模以上的单位用得较少，在此我们不做推荐。

2.3.1 单采集站存储架构

22 存储架构图一

说明：该存储架构是基础的存储网络架构，这种存储架构下，只需要一台数据采集站就能完成对执法仪的充电、数据采集、数据存储，而视频的播放和管理都可以在采集站上完成操作，当然您也可以通过局域网在其它的电脑上播放视频。

另外作为重要数据的存储的设备，采集站长期放置在开放的环境下使用，缺乏安全的保护措施，对采集站中所存储的数据文件存在一定的安全隐患。

云存储架构

单纯的云存储架构的特点是实现文件的分布式存储，该架构可以充分利用各个采集站上的自带硬盘大容量阵列空间存放视频文件信息，而文件的管理信息被保存到数据中心指定的云管理服务器中，当用户需要播放视频文件的时候，只需要访问云管理服务器实现视频的点播。     

优点：实现视频文件的分布式存储，各个采集站分担了数据中心的传输和存储压力，只需要一台云管理服务器即可管理采集站，减少中心服务器和带宽的压力，降低采购磁盘阵列的成本，部署也相对简单。

缺点：采集站长期放置在开放环境而不是机房，所以缺乏可靠的安全的保护措施，对于需要长期保存的重要视频文件存在一定的安全隐患。

2.3.2 混合式云存储架构

混合模式云储存架构图

该存储网络架构是由支队、大队、中队等三级网络结构组成，支队配置2个云管理服务器和一个180T的大容量磁盘阵列，对于超过100人的大队，每个大队都配备1个60T的流媒体服务器，各个中队采集的数据会先储存到各个采集站上，而需要长期保存的带重要标识的视频文件将被自动识别，并被传到各大队的流媒体服务器中保存，对于没有机房的大队，可以利用支队的磁盘阵列存放。

优点：结合集中存储和分布存储的优点，综合考虑带宽利用、磁盘空间、成本、数据安全、可靠性、扩展性等需求，是1000人以上规模的应用方案。

缺点：对软件的性能、智能化、扩展性要求较高。

2.4 我们的核心技术

电子证据管理主要包括视频的“拍摄——>采集——>传输——>存储——>播放"五个环节和过程，目前国内的执法仪多数采用安霸的方案，该方案经过多年的发展，已经非常成熟，在稳定性、清晰度、视频的压缩和处理速度方面都能满足公安部的技术标准，而针对视频播放通常利用电脑的浏览器，结合流媒体播放插件，在网络带宽允许的条件下，用户可以很流畅地播放视频文件。

 结合公安部对系统的要求标准，电子证据管理平台的业务逻辑相对于企业应用的业务较简单。但由于电子证据管理平台涉及大量的视频大文件，对网络带宽、大文件传输、海量文件的存储管理等方面技术要求是非常高的。

因为电子证据管理平台是由多个软件子系统和多个硬件环境集成而成，由于系统模块涉及总多，硬件数量和种类都比较多，各个硬件、软件接口相对复杂，因此对软件的稳定性、性能、集成能力要求都比较高，我司是从事电子证据管理平台硬件、软件研发的企业，同时也是公安部《单警执法视音频记录仪管理系统标准》和《执法记录仪数据接口规范行业标准》起草单位，经过多年的研发和积累，我们已经拥有如下几个关键技术的专利。

主要技术如下：

1、硬软件一体化集成技术：硬件软件一体化设计、制造和集成技术，数据采集站的弹性化设计，能适应国内各主流的执法仪设备，并实现无缝对接。

2、数据采集技术：采用多线程同步技术，采集站能同时支持多个执法仪实时上传超过4G的大视频文件，实时测试16G的文件，20分钟就能采集完成，并同时显示每个执法仪的采集上传状态。

3、传输通信专利技术：采集站文件传输采用网络断点续传技术，大文件经过分割打包再传输，可以稳定快速传输高达4G以上的大文件，经测试在100Mbps的网络环境下可以达4.5Gbps/分钟,传输1G的文件2分钟就能完成，采用传输算法提高容错能力，保证文件不重复上传，并能很好适应经常拔插的真实使用环境。

4、智能云存储技术：系统能适应各种网络架构的智能分布式存储算法，允许用户把视频、图像、音频文件分散存储到各中队采集站中，或者各个大队的流媒体服务器硬盘空间中，采用云存储管理技术，可以快速准确联网实现视频文件的播放，从而可以大大扩充了存储空间，降低成本。

5、智能空间管理技术：系统能对所存储的服务器空间进行自动化管理，定期自动清除过期的数据，保证存储空间使用，对于有多个硬盘的服务器，系统能自动寻找空闲的磁盘空间存放视频文件。

6、云存储环境快速检索技术：合理设计文件的存储结构，对整个网络中的视频文件存储建立有效的索引，实现文件的高速查询检索。

7、重要媒体文件自动识别专利技术：随着后期执法仪数量、使用频率的增多，必然会产生大量的视频媒体文件，在海量的视频文件中，大约只有不到10%的视频文件是需要重点关注的，而其他的85%都是一些价值不大的日常执勤视频，如何标识这些需要关注的视频文件是一个重要的问题，按常规的方式是人工打开一个个标记，这样将耗费大量的人工、时间去识别和判断是否有保留价值，而我们采用专利的智能算法，配合拍摄过程中产生的标识，能实现重要文件自动识别，大大减少人工的工作量，提高识别效率和准确率。

8、高度集成控制技术：电子证据管理平台涉及多个软件、还包括执法仪、采集站、服务器等数量总多的不同类型硬件设备，需要采用软件技术和接口技术把不同类型的设备集成一起稳定工作，同时能够实现对设备进行有效的监测控制。

 2.5 安全策略

1、客户端程序：客户端可以对传输的数据进行加密处理，客户端在与服务器端交互过程中，实现端对端的对数据加密和解密处理，保障被传输数据的安全。

2、终端设备连接到服务器端，必须首先进行内部验证，只有在通过登入验证的帐户，才可以进一步访问终端程序使用提供的服务功能。

3、采用WebService服务实现与已有业务系统的集成。通过利用WebService模型核心具备的高度可扩展性，以及SOAP、WSDL、XML数字签名（XML Digital Signature）、XML加密法（XML Encryption）和SSL/TLS这些基础技术，确保应用程序安全性。

4、防木马：WEB浏览器登录播放系统时，系统会随机产生验证码进行功能验证。确保程序不被一些木马程序攻击。

5、分级授权：系统采用分级授权的方式实现对数据进行有效管控，默认情况下，警员只能看到自身上传的数据，同级单位或者下级单位的数据必须通过授权才能访问。

6、安全审计：系统提供详尽的日志审计等功能，记录用户的操作记录。

7、数据库安全：采用数据库只在内网中和应用服务器实现安全连接，通过防火墙、IP路由、数据库登录鉴权保证外网的用户无法直接访问内网数据库服务器，保障数据库服务器的数据安全。

 3.0.1 采集系统介绍

数据采集站采用一体化的设计技术，把执法仪的充电服务和数据上传服务、执法仪的空间管理服务、时间同步服务都集成到采集站中，每当警员把执法仪插入到采集站的USB口时候，系统能自动检测到执法仪，并检查执法仪中的数据文件，如果发现有新的文件则自动上传这些新文件，上传完成后把上传过的文件清空，把空间腾出来为下次使用，在上传文件的同时采集站通过USB实现对执法仪充电和时间同步服务。

采集站系统界面

3.0.2 主要功能特点

4.0.1 文件管理

使用该模块功能，用户可以很方便对视频、图像、音频文件实现多种查询条件的快速查询检索，并能在线播放视频、音频文件，打开并浏览图像。

 用户也可以对上传的执法记录仪数据文件进行浏览和编辑，对视频文件形成标签，从而对视频进行语义检索。编辑的内容包括视频的切分、合并、视频的描述、分类、地点说明、事件类型、事件等级、过程描述、执勤执法内容（如酒驾、超员、超载、涉牌涉证、疲劳驾驶、驾驶员姓名、车牌号、车型等）等。

 当然对文件的任何操作必须通过管理者的预先授权，否则系统是不允许您对文件执行播放、下载、删除、锁定操作的。

文件管理功能主界面介绍：

播放视频文件效果图：

4.0.2 单位管理

实施采集站的单位必须先在系统中做登记，这样该单位执法人员上传的数据才能被有效管理，系统对各级单位采用树状结构的方式进行展示和管理。

单位信息是文件索引表的一部分，在系统中是非常必要的，记录了有单位的信息后，上传的文件就可以知道是属于哪个单位警员上传的，同时也可以通过单位信息达到分级控制用户权限的目的，则某一单位警员只能查看本级或者下级单位的数据资料，下级的单位用户不能查看上级单位的文件资料等。

单位管理功能主界面如下：

4.0.3 警员管理

任何实施采集站单位的警员，如果需要使用执法仪，必须在使用执法仪前，先把警员信息登记进系统中，主要信息包括：警员编号、警员姓名和所用执法仪的设备编号等等，有这些记录后，警员通过这些这些执法仪拍摄的视频上传到服务器后，系统将自动实现数据的自动关联，并把警员的信息记录到文件索引表中，从而让播放的用户可以在查看这些视频、图像文件的资料时候，就知道这些视频或者图像是哪个单位，哪个警员谁拍摄的执法数据。

警员管理功能主要界面如下：

4.0.4 信息统计

信息统计功能可以让用户快速完成文件资料的统计，包括：警员在某一段时间周期内上传的视频、图像、音频文件资料的数量、大小、被播放次数等，同时这些统计信息可以导出到EXCEL表格中。

另外，信息统计功能中也可以统计存储服务器的硬盘空间使用情况，主要包括存储的总空间大小，已经使用空间数量，剩余空间的大小，并计算硬盘空间的目前使用率情况。

信息统计功能界面如下：

可以统计某时间周期内执法仪的使用情况，主要的考核指标包括：

视频长度：本部门本时段记录仪的视频长度。

图片个数：本部门本时段记录仪的拍摄的图片数。

标注总数：对拍摄的图片进行分类。

标注率=标注总数÷图片个数

管事率=标注总数÷视频长度

开启数量：本部门本时段有数据导入的记录仪个数

记录仪总数量：本部门登记的记录仪个数

记录仪使用率：视频长度（小时）÷开启数量

启用率=开启数量÷记录仪总数量

4.0.5 日志管理

系统拥有详尽的日志审计功能，对系统的登录、浏览、播放、下载、删除等操作将被记录到系统日志中，并记录下操作人、操作时间和操作的IP地址，可供管理员查看和审计。

日志管理功能界面介绍：

4.0.6 权限管理

系统采用严密的授权机制，不仅仅是对浏览菜单的权限进行控制，管理员可以对视频图像文件的操作进行细粒度的管理，包括：播放视频文件需要被授文件播放权限、删除视频文件需要被授予文件删除权限、下载视频文件到个人电脑中则需要被授予文件下载权限。另外，默认的情况用户只能看到自己上传的视频、图像文件信息，查询同级单位或者下级单位的的图像都必须通过系统管理员的授权。

权限管理界面图如下：

4.0.7 系统设置

系统设置功能主要让用户设置一些基本资料，特别是在填写单位信息或者警员信息的时候，有一些固定的资料可以通过下拉框的方式显示出来，让用户选择。

4.0.8 采集站管理

支持显示各级单位下采集工作站的状态信息，包括：IP/MAC地址、连接状态、所属单位、设备地址、磁盘容量、磁盘已用容量、是否在线、正在采集数据的执法仪数、正在充电的执法仪数等。

可以实时刷新采集站状态信息，刷新时间可达5秒。

界面展示如下：

4.1 云存储管理服务系统

云存储管理服务系统是运行在服务器的服务软件，可以完成对整个云存储网络进行管理和控制。

主要的功能和目的包括：

1. 接受采集站的通信连接，并能接受来自多个采集站的数据传输功能。

2. 制整个网络采集站的时间同步云服务器。

3. 并根据用户的视频点播请求，搜索视频文件的存储节点，并实现媒体的浏览、播放功能。

4. 可以对海量的磁盘空间进行管理，如果空间不足，会根据视频的保留时间，定期清除过期的视频文件。

5. 对整个网络的采集站进行管理，实时监控采集站状态及空间使用情况。

 4.2 平台对接

系统利用面向服务架构SOA技术，提供统一开放的WeService接口，以便其它被授权的业务系统接入到平台中共享数据，也可以根据不同业务需要，对接其它平台，同时能够与公安内部开放接口的平台进行对接，如警综平台、警务通平台、六合一平台等。

 5.1 部署视图

系统逻辑上分为应用数据库（保存文件索引信息）、文件存储服务器（保存视频、图像文件）、文件管理服务、数据访问中间件、数据采集系统、文件管理客户端七部分系统。

51 系统部署图

5.2 服务器参考配置

5.3 采集站参考配置