江西瑞金市人民医院成功案例应用分析

　　深圳市联特微技术有限公司 营销经理 王义学

　　一、 系统简介

　　今年3月份发生在哈尔滨医科大学第一附属医院一名主治医生被患者砍杀事件，引起全国轰动。引发了社会的持续关注，全国各地的媒体都相继报道。伴随着中央和各地方关于加强医疗机构安防工作和“平安医院”建设法规的出台和实施，医院安防工作被提上日程，将更加受到重视。江西瑞金市人民医院始建于1936年，1997年跨入国家二级甲等医院行列，是一所集医疗、预防、科研、教学为一体的综合性医院。建立一套集安全防范系统、远程探视监护系统以及手术示教系统为一体的医院数字化综合业务系统，系统通过高清网络摄像机、高清网络矩阵，接入到医院内部的局域网，做到统一分配和管理。

　　整个系统虽然对三个子系统进行了一个整合，但又通过系统权限的分配把三个系统划分开来，形成各自的独立的系统，实现了统一管理，单独使用，互不影响的使用模式，不但为客户节省了人力和物力，而且易于管理。

　　二、 方案设计说明

　　任何一个设计方案的最根本前提是用户的需求，而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性价比是设计方案的最基本依据。医院监控相比其它的监控存在着特殊性，已经不仅仅是一套安全系统，本次江西瑞金市人民医院考虑到客户的特殊需求，整个监控系统分成安全防范系统、远程探视系统、手术示教系统。如下图：

　　1、安全防范系统

　　(1)前端系统

　　摄像部分是视频监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，摄像机把采集到的内容变为数字信号，通过网络将数字音视频信号传送到控制中心和存储设备。

　　本系统在医院的围墙和大门出入口配置阵列式高清网络红外摄像机和高清网络红外高速球，24小时监视医院外围，可设置移动侦测，接入报警联动，当有异常情况时能实时触动报警。高清网络红外高速球24小时监控大门口，同时可设置多个预置位对重要通道连续监控。而在各楼道出入口和走廊安装高清网络红外摄像机和高清网络红外半球，半球不但美观，而且监视角度广，使监视没有死角。

　　(2)监控中心

　　本系统后端采用分流管理模式，实现功能分离，不但使各功能强大，而且更具有稳定性，整个监控平台包括高清网络矩阵、存储服务器和转发服务器组成。

　　高清网络矩阵

　　高清网络矩阵是该系统的管理中心和控制中心，授权的用户可以在任意一台PC管理终端上完成全网的设备管理、资源调度及业务控制。所有对监控设备的管理和控制都必须经过管理服务器进行，但是业务流媒体的处理并不需要通过管理服务器进行，所有监控视频流由IP网络直接承载及交换。正是该方案采用了业务承载和控制相分离的机制，使得整个系统具备很高的性能和可扩展性。

　　配置高清网络矩阵不仅可对所有前端设备进行集中的管理和控制，还可对所有存储设备进行远程的集中管理。日常监控时，由监控中心集中管理控制监控点到监控中心的图像、声音的切换、接收、存储过程。维护时，管理服务器的超级管理员或授权用户在监控中心远程集中管理各终端，做到整个系统的统一管理和维护。

　　存储服务器

　　存储服务器主要功能是管理储存于IP存储系统中的视频数据，制定每个前端设备的存储计划、检索回放视频数据、备份视频数据、存储资源状态监控等功能。监控解决方案采用专业的存储系统，不同传统监控采用的普通硬盘储存。该存储系统具有分布式部署、集中管理、可扩展性、数据共享等功能。整个网络视频监控的视频信息存储可采用块写入方式操作，既减少了系统资源开销，也提高了稳定性。支持存储资源的整机冗余保护，当系统中的一台存储设备发生故障时，可以手动把数据切换到备用存储设备上等。提供多种自动化的存储管理机制，如可为每个监控接入设备制定存储计划，使之可以根据策略实现自动存储;可制定存储备份计划，实现数据自动备份等。

　　转发服务器

　　转发服务器主要是实时音视频流的转发、分发功能和音视频历史数据的回放功能。转发服务器接收前端网络设备发送的单组播媒体流，以单播或者组播的方式进行转发，发送给解码客户端进行解码播放。转发服务器增强了整个视频监控解决方案的网络适应能力，可根据系统的需求灵活部署。可部署在网络视频监控系统的边缘，作为组播媒体流转单播媒体流的网关设备;可部署在网络视频监控系统内部，进行单播媒体流的分发等等。

　　转发服务器和客户端之间基于标准协议进行播放过程控制，支持播放、暂停、快进等VCR操作。支持对媒体数据的权限管理，可有效过滤非法的用户请求，保证数据的安全性。接收到客户端发起的请求时，对用户数据进行权限认证。只有在确认客户端拥有对数据的访问权限时，才会从存储服务器中读取数据发送给客户端。

　　2、远程探视系统

　　医院有一些特殊的病房，一方面因患者病情严重易受外部感染，另一方面因患者本身的疾病带有极强的传染性，不能与外界直接接触。为了解决这个问题，可以通过医院网络视频监控系统实现远程探视，这样既可以保护患者免遭外部感染或交叉传染，又可以实现患者与家人的“面对面”亲情交流。

　　部署上，在特殊病房内配备高清网络红外半球以及麦克风、音箱、电视机，同时在隔离区外设立远程探视室，配备高清网络红外半球以及PC、耳麦，这些设施通过医院局域网接入监控中心管理平台。家属或朋友在室外的探视点即可实时看到室内的患者的情况，并与患者进行交流沟通，患者也可以看到外面家属的视频。

　　(1)探视系统功能

　　Ø 设立探视室，探视者在探视室与住院病人进行可视交流;

　　Ø 通过探视系统，可以让院长或其他医院领导对重要病人从办公室直接探视;

　　Ø 探视请求由护士站进行管理，由护士站进行转接;

　　Ø 探视双方实现实时视音频沟通;

　　Ø 病房的现实设备支持电视;

　　Ø 远程网络探视，病人家属可通过Internet在家对病人进行探视;

　　(2)探视系统特点

　　Ø 结构简单，所有通讯均通过一个网络完成与监控、示教系统共用资源;

　　Ø 布线容易，一种线缆完成所用信号传送;

　　Ø 维护方便，通过Web界面可完成所有设备的设置操作;

　　Ø 扩充迅速，通过增加网络的覆盖,既可增加新的病房和探视点;

　　Ø 图像清晰，1280×720，720×576分辨率(可升级)，小于200毫秒延时;

　　Ø 共享设备，利用病房中的电视作为显示终端;

　　Ø 操作简单，通过电话操作实现功能;

　　3、手术示教系统

　　临床教学是医院的一项重要任务，担负着培养后备医护人员的重任，以往的教学方式通常是现场观摩。但是，一方面由于现场条件或手术设备的限制，现场观摩的空间狭窄，参加人员有限，另一方面由于手术室等地方是洁净度要求很高的地方，为了减少交叉感染，一般也不允许外部人员及非手术医护人员随便出入，同时众多人员流动也会给病人的正常治疗带来不必要的麻烦。因此，现场教学、交流活动受到很大限制，效果很不理想。

　　而通过高清网络视频监控构建一个可视化的远程示教系统则可以很好的解决这个问题。在手术室配备高清迷你网络高速球以及拾音器和麦克风，接入监控中心管理平台。这样，外部观摩和学习人员位于医院观摩室、示教厅即可通过PC登录监控系统进行手术全过程的远程观摩，看到实时图像、听到实时声音，甚至可以通过语音对讲与手术室人员交流。手术全过程也可通过管理平台进行录像存储，供以后网上点播学习。观摩和学习人员即使身在外地，也可通过Internet远程观摩学习。

　　(1)系统功能

　　Ø 学生通过学习终端观摩任意一个手术或诊室实况，并进行语音交流;

　　Ø 每个学习终端可同时观摩一个手术或诊室的最多6路视频图像;

　　Ø 现场场景通过医院网络实时传送到任何一个学习终端，帧率10~25fps 720P;

　　Ø 任意一个终端对摄像机进行PTZ操作，并根据权限高低自动锁定操作功能;

　　Ø 过程采用标准存储设备存储录像，录像文件按照手术的重要性和学习性来设定保存时间;

　　Ø 学习终端设在观摩室和手术示教厅等网络内的任何一个地方，对手术过程录像进行快速查询和回放;

　　Ø 允许多个学习点同时观摩同一个手术情景，并通过用户帐号和密码进行权限控制;

　　Ø 多设备图像同时处理，系统接入超声、窥镜、显微镜、无影灯等医疗设备图像;

　　Ø 通过远程访问端口，通过网络把多路视频语音信息传送到远地会场进行会议教学或会诊;

　　Ø 利用无线网络，在紧急场合(重大手术)临时设置教学点而不需要重新布线;

　　4、存储设计

　　考虑到整个系统点数多，客户要求录像保存时间长，手术示教系统数据文件具有重要性和保密性，以及为了使整个系统更好对三个子系统实现分层存储。我们采用了UIT分布式存储技术。

　　UIT分布式视频监控存储可以使摄像机分级存储、存储策略按需设定，把前端摄像机分为金、银、铜三种级别，结合不同级别的存储策略，实现数据按需管理，很好的证实了该系统统一管理，单独使用，互不影响的使用模式的概念。而且该存储产品集平台软件和磁盘阵列为一体，支持图像的并发存储和点播;通过网络接收编码器的码流，存储至大容量、高可靠性的后端存储，并支持多人同时对历史图像文件进行检索和点播回放;可实现分布式部署、集中式管理，很好的对数据进行管理，而且解决了该系统包含了三个系统需多人浏览存储文件时存在的存储瓶颈问题。

　　更重要的是，该存储系统支持硬盘热插拔，支持冗余电源，具备环境监控单元，提供工业级的安全稳定性，保证图像数据的安全;产品并发网络录像能力最高可达100路以上，并可同时支持100路以上录像文件的网络点播;特别设计的码流处理缓冲算法和流媒体架构，可保证录像码流在网络传输过程中的稳定和可靠传输，录像数据不会因网络故障等原因出现丢包;UIT分布式视频监控存储产品和客户端软件配合，可完整地实现数字录像和回放功能，支持多种存储方案和录像方式，支持多画面同时回放和多种回放操作，其独特的帧标记功能，支持多条件检索查询。

　　(1)系统特点

　　1、管理软件部分和存储硬件部分有机结合，发挥存储系统自身的技术优势减少用户投资，简化网络布局，降低维护难度;在整个监控系统中，数据流没有经过视频服务器而直接进入存储平台，所以降低了投入成本、提高了系统性能;

　　2、提供RAID保护功能，同时电源、风扇等部件采用冗余设计，保证监控数据的安全性和系统对外服务的连续性;本身具有存储扩容的功能，可以通过SAS线缆在存储设备上增加扩展柜来扩充容量，单系统具有几十TB的容量，这样会给客户节省大量的资金，同时又满足了项目中对容量的需求。

　　3、采用分布式体系结构设计， 坚持的一个理念是：单台产品可以自成一体，而多台又可以联结成一个有机的网络，每个图像节点独立自治，多个图像节点无缝联结在一起形成一个更大的局部自治区域，多个局部自治区域联结成一个大的图像信息网络。

　　4、系统支持断网、重连功能，用户使用键盘或客户端的调阅图像时，如网络出现中断，负责转发图像的一体化设备，会自动保持现场信息，并启动自动重连服务，不断查询网络状态，在一定时间内，如网络恢复正常，一体化设备将自动恢复图像传输，用户只有少许的图像停顿感觉，可进行正常查阅图像并进行PTZ控制。

　　5、采用开放的POSA架构，以其强大的管理功能与兼容能力，兼容的产品几乎涵盖市场上所有主流的矩阵、云台控制协议、硬盘录像机、编解码器和报警主机。能充分保护用户以前的投资和构建复杂的视频管理系统。

　　6、摄像头分级存储、存储策略按需设定，系统可以把前端摄像头分为金、银、铜三种级别，结合不同级别的存储策略，实现数据按需管理;

　　7、视频管理以及录像全部采用中文管理界面，安装维护简单明了;进入设备的数据全部是数字信号，只需要通过IP网络即可接入，部署管理非常方便。

　　8、通过SCM管理软件，可以在一个中心管控所有存储设备，当某个存储节点出现故障时，SCM软件会自动切换到故障节点，通过图形化界面可以很清晰的了解工作状态以及故障信息。

　　通过采用上述的监控产品，使系统真正实现了统一资源、统一编号，构筑出类似于Internet的视频网络，实现不同子系统之间的统一管理，提供对用户透明的分布式监控存储管理系统。

　　三、 系统架构设计

　　四、 结语

　　系统管理方便，采用中心机房统一存储管理，不仅提高了医院现代化、数字化管理水平，又节省了人力、物力，而且为医院管理部门进行安全防范的控制提供了先进的管理手段和依据。系统的组网方式简单，每个视频采集点都能够独立运行，相互影响小，便于维护。 而且系统在医院现有的局域网环境建设，不需另行铺设网络布线。系统后端采用高清网络矩阵解决了全数字上电视墙的问题，省去了解码器和视频分割器等一些设备，降低整个系统的成本，而且使整个系统的操作更简单。

　　联特微的高清视频监控系统良好运行，进一步深化了瑞金市人民医院“平安医院”创建工作，推动落实医疗机构及周边治安综合治理措施，维护医疗机构正常诊疗秩序，保障人民群众健康权益。