集醫(yī)療、教學、科研于一體的醫(yī)院,由于其功能和流程的復雜性,不同于一般的公共建筑。一座現(xiàn)代化智能醫(yī)院里有大量的機電設備及之相應的自動管理設備,涉及大量的不同專業(yè),不可避免會增加管理者可操作的復雜性,缺乏統(tǒng)一管理的功能,使設備運行效率低下,能源及人力的浪費驚人,加之建筑內人流、物流、信息流交錯,各種人員情況非常復雜,只有采取最具有時代特征的網(wǎng)絡化、智能化系統(tǒng),使之與醫(yī)院建筑環(huán)境有機結合統(tǒng)一,才能更好建立以人為本,數(shù)字化醫(yī)療環(huán)境,同時提升醫(yī)院管理水平,提高醫(yī)護人員工作效率和降低能源消耗,節(jié)約醫(yī)院的運行成本。
一、系統(tǒng)功能需求
醫(yī)院建筑在平面結構上可分為三個部分:門診大樓、住院部及其他輔助建筑。由于醫(yī)院占地面積比較大,監(jiān)控不僅要求前端攝像機能提供清晰的圖像,而且通過復雜的路徑及各種干擾在顯示屏上也能產(chǎn)生清晰的圖像。醫(yī)院控制終端用戶比較少,所以要求絕對的穩(wěn)定、可靠、優(yōu)先權分配合理,在操作上,又要使用戶簡單地操作這個復雜的系統(tǒng)。系統(tǒng)采用高質量的數(shù)字化壓縮方式,醫(yī)院內部以太網(wǎng)具有足夠的帶寬,使清晰連貫的圖像得以數(shù)字化的記錄。
本系統(tǒng)應對以下區(qū)域進行監(jiān)控:醫(yī)療場所、醫(yī)技場所、后勤場所、報警場所、門禁場所和行政場所。
醫(yī)療場所指:候診大廳,掛號收費窗口,病區(qū)過道,ICU,手術室,源室,輸液室,急診大廳。
醫(yī)技場所指:科研樓、中心實驗室,藥房,藥庫,CT,直線加速機,檢驗科。
后勤場所指:醫(yī)院大門,主要建筑物出入口,醫(yī)院圍墻,院內道路,停車場,監(jiān)控中
心,信息中心。
報警場所指:掛號收費窗口,財務科,收費處,同位素,藥房,藥庫,食堂倉庫。
門禁場所指:院長辦公室,ICU等重癥監(jiān)護室,手術室,放射源室,監(jiān)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、資料存放處,掛號收費窗口。
行政場所指:樓梯走道,醫(yī)患溝通場所,保衛(wèi)科。
根據(jù)醫(yī)院工作特點,在候診大廳、醫(yī)院大門這兩處布置彩色高速球形攝像機,因為候診大廳、醫(yī)院大門所要監(jiān)測的點位較多,可以利用高速球機的預設位功能達到自動巡航監(jiān)測所需監(jiān)測點位的要求。
在掛號收費處,財務科,收費處,同位素,藥房,藥庫,食堂倉庫等重要場所需要用日夜型網(wǎng)絡半球攝像機,可以實時24小時監(jiān)控,并且可以通過攝像機的報警聯(lián)動功能與報警信號進行聯(lián)動,移動偵測功能可以在夜晚無人時對場所進行防盜監(jiān)控。
在走廊用網(wǎng)絡槍式攝像機,可以滿足走廊長距離要求。此外可以通過在門禁場所:院長辦公室,ICU等重癥監(jiān)護室,手術室,源室,監(jiān)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、資料存放處,掛號收費窗口的攝像機與其門禁系統(tǒng)進行聯(lián)動來防止入侵。
在各病房采用室內半球網(wǎng)絡攝像機,這可以通過攝像機來監(jiān)視病房內的情況,大大減少了醫(yī)護人員的工作量,提高了工作效率。主要建筑物出入口,醫(yī)院圍墻,院內道路,停車場則采用室外日夜型網(wǎng)絡高速球型攝像機來達到對外部環(huán)境進行安全監(jiān)控,提高醫(yī)院整體安全防護水平。[nextpage]
純數(shù)字的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)對樓內各出入口、收費及掛號處、財務及出院結算處、貴重藥品庫、電梯轎廂、各樓層的電梯廳、病房樓的護理單元及人員活動較多的場所進行遠程監(jiān)控,并與防盜報警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動控制。醫(yī)院為公眾地方,須考慮人性化和美觀的要求。
除了通常情況下的攝像監(jiān)視外,通過與消防報警系統(tǒng)和門禁控制子系統(tǒng)的聯(lián)動,對報警區(qū)域進行監(jiān)視和實況記錄。
純數(shù)字化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)不但應該能體現(xiàn)先進的國際水平,而且應該具有高度開放性,能為標準的安全防范系統(tǒng)提供一個高效的、標準的、開放的基礎平臺,支持以后各種系統(tǒng)對監(jiān)控系統(tǒng)應用的需要。
二、系統(tǒng)設計
數(shù)字化網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為網(wǎng)絡攝像機部分、網(wǎng)絡傳輸部分、數(shù)字視頻管理部分、顯示記錄部分。能夠最大程度的適應現(xiàn)代化醫(yī)院復雜應用需求、以及系統(tǒng)的先進性、可靠性、可擴展性及經(jīng)濟性的要求。
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結構框圖(見下圖)。
1、攝像機部分
攝像機內置嵌入式圖像處理和數(shù)據(jù)傳輸芯片,直接傳送已經(jīng)經(jīng)過壓縮后的數(shù)字化視頻信號,通過網(wǎng)絡傳送到Web服務器。網(wǎng)絡上用戶可以直接用瀏覽器(如IE或NetscapeNavigator等)\視頻管理軟件觀看Web服務器上的攝像機圖象,授權用戶還可以控制攝像機鏡頭的動作或對系統(tǒng)配置進行操作。由于把視頻壓縮和Web功能集成到一個體積很小的設備內,可以直接連人以太網(wǎng),達到即插即看,省掉各種復雜的電纜,安裝方便(僅需設置一個IP地址),通過DDN、ISDN、PSTN或ADSL路由器,在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或者國際互聯(lián)網(wǎng)上播放。
醫(yī)院建筑物數(shù)量多且分布面積廣、使用環(huán)境復雜,可使用多種類型攝像機,包括一體化快球攝像機、固定槍形攝像機、固定半球攝像機,P\T\Z攝像機,根據(jù)安裝方式又分為吸頂安裝、吊裝、壁裝等。
門診大廳等部分,由于建筑橫梁距地面距離較高,適合安裝攝像機地點較少,選擇具有光學變焦的一體化快球攝像機,可實現(xiàn)大面積的監(jiān)控,同時5°—400°/秒的轉動速度可迅速跟蹤物體的移動,小巧的體形可減少他人的注意。 [nextpage]
除大廳部分外,在各走道,進出口則安裝固定攝像機,其中在室內/室外的交界部位,使用具有寬動態(tài)功能的攝像機,可同時有效分辨室內/室外的景物情況。
建筑物周邊及周界采用室外一體化快球攝像機,實現(xiàn)大范圍的監(jiān)控。
2、傳輸部分
醫(yī)院建筑數(shù)量多且占地面積大、攝像機點位分散,要求分散管理及集中控制,并且在長距離傳輸后圖像仍能保證很高的信噪比。網(wǎng)絡攝像機對視頻直接進行采樣及壓縮,采用硬件壓縮編碼和數(shù)據(jù)交換方式,保證圖像端到端延時小于130ms,整個控制延時小于250ms,控制信號采用雙絞線進行傳輸,由于采用數(shù)字網(wǎng)絡分布接入,大大減少了傳統(tǒng)布線模式中各種線纜的數(shù)量,提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用數(shù)字視頻又避免了使用電源同步或內同步等同步方式下,進行攝像機切換時在監(jiān)視器上出現(xiàn)圖像抖動情況,實現(xiàn)無縫的圖像切換。網(wǎng)絡可以使用監(jiān)控專用以太網(wǎng),這樣減少了各應用之間的影響,極大的提高了網(wǎng)絡的可靠性,基本的網(wǎng)絡結構為三層網(wǎng)絡結構接入層、匯聚層及核心層,傳輸鏈路均采用熱備份方式,各弱電設備間與主弱電機房之間通過以太網(wǎng)連接,目前以太網(wǎng)發(fā)展的非常完善,具有非常高的帶寬及網(wǎng)絡可靠性。
3、數(shù)字視頻管理部分
針對系統(tǒng)的先進性、可靠性、可擴展性及經(jīng)濟性的要求,采用先進的網(wǎng)絡大型數(shù)字管理控制系統(tǒng)。更方便的是,授權用戶僅通過鍵盤,鼠標就可對所有攝像機的菜單進行設置,對前端攝像機進行操作控制,具有易操作型及穩(wěn)定性高的特點,同時可根據(jù)環(huán)境的變化隨時進行調整。根據(jù)醫(yī)院運營管理的要求,醫(yī)院內不同的部門可以控制相應的攝像機,對攝像機的控制又可分為圖像觀看和完全控制。該系統(tǒng)具有多重優(yōu)先級和權限設置,充分滿足用戶的需求。系統(tǒng)中央控制單元具有多種接口,通過控制協(xié)議可方便地門禁/報警等其他系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動。
4、顯示記錄部分
使用專用存儲硬盤達到圖像長期高質量的存儲的需要。需海量存儲的情況下,還可采用磁盤陣列的模式。網(wǎng)絡硬盤存儲直接接入網(wǎng)絡通過多媒體控制終端進行錄像查詢及控制更加方便快捷。顯示部分采用高質量的工業(yè)級高清液晶屏,使前端攝像機的畫面在控制室得到真實的還原。
三、網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)與其它監(jiān)控系統(tǒng)的比較具有以下優(yōu)勢:
1、是基于局域網(wǎng)/城域網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)(Internet)的新一代遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
2、系統(tǒng)由“前端設備”、“服務器”、“客戶端”三個部份組成。
前端主要設備由“網(wǎng)絡攝像機(IPCam/NetCam)”、“網(wǎng)絡球機(WebDome)”等。服務器就是web服務器,安裝了“服務器端軟件”的服務器及相應的存儲設備(磁盤陣列)等組成網(wǎng)絡視頻的監(jiān)控中心”。連接在網(wǎng)絡中的任何一臺電腦,只需安裝了客戶端軟件,并授予合法身份和權限就可成為監(jiān)控系統(tǒng)的終端。從監(jiān)控點、監(jiān)控中心(服務器)、監(jiān)控終端(客戶端)實現(xiàn)真正全程數(shù)字化,與業(yè)務系統(tǒng)、管理系統(tǒng)實現(xiàn)無縫聯(lián)接、共享資源。
3、布控區(qū)域廣闊
嵌入式網(wǎng)絡監(jiān)控攝像機直接連入網(wǎng)絡,沒有線纜長度和信號衰減的限制.同時網(wǎng)絡是沒有距離概念的,徹底拋棄了地域的概念,擴展布控區(qū)域。
4、系統(tǒng)具有幾乎無限的無縫擴展能力
所有設備都以IP地址進行標識,增加設備只是意味著IP地址的擴充。[nextpage]
5、可組成非常復雜的監(jiān)控網(wǎng)絡
采用基于嵌入式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng),在組網(wǎng)方式上,與傳統(tǒng)的模擬監(jiān)控和基于PC平臺的數(shù)字監(jiān)控方式有極大的不同,由于網(wǎng)絡攝像機輸出已完成模擬到數(shù)字的轉換并壓縮,采用統(tǒng)一的協(xié)議在網(wǎng)絡上傳輸,支持跨網(wǎng)關、跨路由器的遠程視頻傳輸。只要有網(wǎng)絡連接的地方就可實現(xiàn)異地監(jiān)控,不受任何環(huán)境、地理等條件的限制。多個人可同時觀看一個鏡頭的圖像,一個人也可同時觀看多個鏡頭。
6、性能穩(wěn)定可靠,無需專人管理
嵌入式網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)實際上基于嵌入式電腦技術,采用嵌入式實時多任務操作系統(tǒng),又由于視頻壓縮和Web功能集中到一個體積很小的攝像機內,直接連入局域網(wǎng)或廣域網(wǎng),即插即看,系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性、可靠性大大提高,也無需專人管理,非常適合于無人值守的環(huán)境。
7、擴充簡易
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設備主要采用網(wǎng)絡攝像機,它們擴充非常方便,只需一個電源和一個網(wǎng)絡接口就能接入系統(tǒng),擴展監(jiān)控范圍。監(jiān)控點可隨時增加,不再需要為增加一個監(jiān)控點重新施工布線。