监控指挥中心视、音频系统一体化解决方案(蓝字部份为改动).doc

监控、指挥中心视、音频系统一体化解决方案目 录第一部分 系统介绍3引言3一、系统总体介绍4二、系统构成5三、系统技术特点及优势63.1、采用C/S、B/S整合架构63.2、采用分布式结构体系73.3、集监控、指挥调度、远程视频会议、远程培训为一体83.4、执行一体化解决方案83.5、强大的中心管理机制103.6、先进的视频编码方式10四、系统规划144.1、系统设计原则144.2、系统总体规划154.4、子系统规划184.4.2、监控中心子系统规划204.4.3、传输及管理平台子系统规划21五、系统主要技术指标22第二部分 功能介绍23一、编码器功能231.1、编码功能231.2、交互信号输入231.3、交互控制输出23二、控制平台功能242.1、监控平台242.2、报警台252.3、管理平台26三、中心管理服务器功能343.1、管理服务器343.2、存贮服务器36四、报警联动功能36第三部分 典型组网方式介绍38一、局域网监控系统38二、广域网监控系统39三、混合网监控系统41四、远程混合网大型监控系统42五、基于VPN的大型监控网络43六、远程混合网大型监控系统44七、基于VPN的大型监控网络45第一部分 系统介绍引言计算机的普及应用历经二十多年的发展，各行各业信息化建设已经非常普及，监控行业的产品也一样历经了随着技术的升级而变迁的过程。时值如今，传统的监控技术和产品已经比较成熟，而网络的触角已经伸到几乎每一个角落，如何建立一个基于互联网络的监控系统，将监控业务拓展成一个多业务运营的平台，成为目前监控需求的主要方向。厦门康拓科技有限公司积多年从事网络视频开发和分布式网络应用的经验和技术积累，针对监控行业的特殊性质，搭建了一个先进完善的基于分级网络监控系统平台，既减少了监控系统重复建设的投资浪费，不仅满足了监控信息集中化管理，而且因为融入了会议、指挥的功能，大大扩展了监控系统的应用范围。顺应计算机技术发展的潮流，监控行业中传统的模拟设备已经开始向数字设备转换，比如影像资料的数字化存储和传输，控制信号的数字化转换。由于数字资料便于传送和管理；借助网络可以扩大应用范围，远程传送的需求也越来越大。当前，各行各业的办公、商务、宾馆等等建筑物内不仅具备局域网，而且具备宽带接入Internet的条件，也许多建筑物已经具备局域网和广域网，这些互联条件的具备，使得各行业的决策部门不仅仅满足于局部的监控需求，更有一种纵览全局的监控欲望，而且不仅仅是需要从最高层直接、直观地了解一线的实时情况，更希望能借助这样的系统实现各种会议、应急指挥的功能。总之，软硬件及网络基础设施的发展为网络视频监控指挥系统的发展创造了条件，市场的迫切需求为网络视频监控指挥系统成长的动力，视频监控的应用向网络化、智能化应用迈进已经成定局。还有一个不得不引起大家重视的事实：基于本地的小规模监控系统在各行各业已经得到普遍的应用，面对蓬勃发展的网络化监控时代的到来，如何充分利用好已有的设备，保护用户已有的投资，是从事网络化监控系统提供商不得不面对的问题；同样，经历几十年的发展的检测报警系统也是监控系统中不可或缺的部分，如何将这些报警系统平滑地集成到新一代网络监控指挥系统上来，也是从事监控系统提供商们必须解决的问题。公司凭借灵活掌控的视音频编码技术、网络传输技术、数据会议技术、网络存储技术、数字视频显示技术融合到监控系统中来，将视频会议和视频监控结合起来，不仅支持自主知识产权的硬件编码器产品，还留出对第三方视频编码器、检测报警系统、用户认证、账户计费等的接口，提出“网络视频监控指挥平台”的概念并付诸实现。一、 系统总体介绍监控指挥系统是我公司经过大量的市场需求、产品现状、技术水平等调查后，结合数字化监控系统的发展方向所开发的新一代监控产品，本套产品结合了数字网络、多媒体、信息传播、数字化编码、数据库、大容量存贮、分布结构及其管理、远程互动控制、数字视频显示技术等专业技术，采用基于最为广泛的IP网络的分布式整体解决方案，具有广阔的应用前景，是一种高性能价格比的新产品。实时图像功能：控制中心支持前端视频信号转换及监控画面轮切，可设置多种轮切策略；报警信息联动控制功能：当其中一个报警器出现警情时，系统可根据事先设置好的规则触发相应动作，包括启动图像录制、启动报警输入、声光提示管理员、发送短信、自动电话呼叫、弹出现场视频、弹出电子地图；电子地图功能：可在各级的控制端屏幕上显示电子地图及报警点位置和详细资料，提供监控点、报警点的快速定位；应急指挥功能：应急总指挥可利用各种监控端可向现场实时双向语音对讲，也可将现场图像转发到指定的分控点，从容指挥应急情况；视频会议功能及远程培训：总控中心、分控中心、前端控制可随时召开工作、讨论会议，实现可视化交流。各类语音信号接入：固定电话、移动电话、无线对讲、远程会议系统及移动应急指挥车的语音接入、呼叫、双向交流、统一管理。转发功能：实现了视频流数据接收及复制分发及客户端控制命令的统一调度转发。软件基于多线程、多任务工作模式，有效地解决了视频流传输系统中出现热点连接时的局部带宽不足问题。有效地实现了视频流数据接收及复制分发，转发软件应可转发各级指挥中心音视频编码器产生的网络视频流数据。远程控制功能：操作员通过监控终端在监控中心即可对前端进行云台控制、设置各种报警、查阅历史录像等；本地录像和远程录像功能：可在设定保存期内24小时不间断录像，报警触发录像及按预定计划录像等录像模式，实现录像数据的分布式存储；录像资料查询功能：提供按时间、摄像点、事件、报警等的查询手段，方便所需各种资料的调用；多级管理功能：按级别、管理范围和管理级别设置用户，并分配权限；用户进入系统必须经过安全认证，且只能对管辖范围内的对象进行操作，而且所有操作通过系统日志记载；设备管理功能：对编码器、摄像机、探测器、转发服务器等关键设备注册、检测的管理，使这些设备具有自检、故障报告、快速恢复的能力；数字视频显示功能：显示设备已是现代化的监控系统中最重要的组成部分。显示设备系统所承担的任务已由原先简单的显示视频信号转换为佳需要为各种操作人员提供可靠的各种数据信息、信号的综合分析，同时操作人员又可以通过控制大屏幕的显示内容来及时获得及时重要的信息，为现代化的多信息、多部门协同工作提供可靠的支持。随着数字DLP背投影显示器制造技术的日趋成熟，显示的视频画面具有高分辨率、高亮度、高清晰度，对比度范围宽，色彩还原真实，图象失真小，均匀一致，实时流畅，无黑屏，无马赛克，延迟刷新等现象，显示的视频信息量大。可实现高清晰度、高亮度、多画面、多功能的显示能力，并且有编辑、存储画面等功能，为决策提供直观、形象的交互式工具。二、系统构成采用分布式结构体系统，整个系统采用基于数字IP网络的C/S、B/S混合架构，将数字化编码前移，从而将多种控制、信息传输等线缆减少到最短，转化为通过网络进行统一管理、控制、传输，大降低了布线工程量及成本，整个网络中主要包括以下部分：l 图像采集及交互控制端：数字编码器+带云台镜头的摄像机+信号传感器+远程控制设备+联动设备+声音输入、输出设备。l 存贮、管理服务器端：本地监控中心存贮服务器+管理服务器+存贮、管理机制+数据库+前端设备管理机制+系统运行策略等。l 跨路由信息转发端：转发服务器转发多路媒体流l 管理中心：监控中心监控主机+监控大屏+报警监控主机+报警主机+联动控制设备+对讲设备l 显示系统：DLP背投拼接显示屏+集成式数字视频图像控制器以上设备配合行业专用信息传感器、专用联动设备、控制矩阵等，组成功能强大而稳定的监控体系。三、系统技术特点及优势3.1、采用C/S、B/S整合架构监控指挥系统在设计中充分考虑监控系统在实际应用中的主要带宽瓶颈及稳定性，在整体系统中采用C/S、B/S整合架构。监控指挥系统在视、音频信号至视频监控服务器端采用C/S架构，视频监控终端作为一个客户端通过专用内嵌式系统运行，并和视频监控服务器端通过专用协议进行通讯，大大增加了系统的稳定性，同时，在信号传输中采用单播方式，将实时数据传输到视频监控服务器，再由视频监控服务器进行以后的工作，每一客户端在与视频监控服务器的通讯中仅占用一路带宽，大大节省网络资源，与市场上其它采用B/S架构产品相比，有非常明显的优势。有一些同类的产品也采用B/S架构，但在远程用户访问传统的前端编码器时造成了大量的带宽重复占用，对于远程监控造成很大的瓶颈，并且对一般对访问用户数有所限制，而本套系统却完全解决这一问题，同时增加了系统的稳定性及易扩展性。监控指挥系统在系统管理、控制方面，采用方便而快捷的B/S架构，用户可以很方便的通过浏览器对系统所管理的每一个监控端进行相应操作及观看，同时相应权限人员可以在远程对系统进行管理、配置等，界面友好、操作方便，控制平台所有用户直接通过访问视频监控服务器来访问每一个监控点内容，而不用直接访问每一台视频监控终端，大大节省了视频监控终端至视频监控服务器之间的网络资源，对于远程监控系统建设省去很多麻烦，这与其它产品相比有明显的优势。市场上同类的远程监控产品并非完整的解决方案，并没有管理及存贮、转发服务器，用户只能单独访问每一个编码器，在造成大量网络资源浪费同时，很难形成良好的管理，对于资料存贮也带来很大问题。不利于构造大型复杂的监控网络。3.2、采用分布式结构体系监控指挥系统采用智能流媒体分发交互传输技术，涵盖流媒体技术的各个方面。利用“多种业务提供、多种接入方式、多种宽带选择”，完成从网络视频、音频、数据信息的采集到压缩直至发布的全自动控制过程，为新一代智能数字监控系统，采用国际先进的视、音频压缩和传输技术，是对现有数字监控系统的丰富和扩展。3.2.1、数字化前移数字化前移技术是构成分布式体系统的根本所在，正是由于数字化前移技术的有效使用，使整个监控系统的体系结构发生了根本性转变，从编码器开始-服务器-控制平台，已经从传统的一个复杂而庞大的信号传输、控制、矩阵、存贮等系统转化为标准的计算机网络，稳定且具有易管理特性的计算机网络使得整个监控网络模块式，充分体现了即插即用的优良特性。数字化前移就是将视、音频及控制等信号的数字化过程推向最前端，一般与摄像头等设备同在防区，这样将大大降低了线缆的布设难度、工程费用、施工时间等，更大大提高了系统运行的稳定性。数字化前移技术使整个监控系统实质上变为一个特定功能的计算机网络，运行于计算机网络的数字监控系统将具有网络的所有特性，在地域、距离、时间同步、远程管理、传输物理层等方面都没有任何具限。3.2.2、具备更加广泛的扩展特性监控指挥系统特有的分布式体系，将复杂的监控系统转型为标准的计算机网络，使得整个监控体系在物理结构上不受限制，在逻辑结构上允许的情况下实现轻松的任意扩展，只需在综合布线或宽带网络所允许的范围内，在监控小区域作简单的线路布设后就可以实现联网，可以根据发展需求适时的调整布控区域的结构。完全意义上实现了整个监控体系中的方便、简单控制。运行于计算机网络的整个系统决定整个系统中的功能模块不受限制。3.2.3、模块化特性分布式体系使监控指挥系统中的所有功能设备具备模块化的特性，也正是这一特性，促进了分布式体系的著多优点，整个监控体现中的各功能设备都以独立模块的形式存在，其具备自己特有的功能，自成功能体系，可以任意的添加、拆除、移动等，而每一模块又是整个系统的一部分，由管理服务器统一管理，共同服务于整个监控系统，模块化特性决定了每一部分可以独立工作，具有更换方便、易替换、损坏情况下不影响整个系统、添加方便等特点。3.2.4、功能扩充简单分布式体系对于整个系统的功能扩充带来很大方便，与传统监控系统相比，分布式体系具有非常明显且是其它结构系统不可替代的优势，分布式体系统可以方便的集成第三方功能设备或软件，而其特有的中心管理方式，也为第三方功能设备的介入提供方便的程序等接口，对于整个系统的功能升级及完善提供完备的软件支持。传统的监控系统所采用体系结构决定系统一旦完成，将不可更改，如果要进行功能升级将非常麻烦，几乎要将整个系统重新架设。3.3、集监控、指挥调度、远程视频会议、数字视频（大屏幕）显示为一体支持传送多路图像，能够同时传送监控现场图像、分析报告、照片、等等事件相关信息，更加直观，提供更为详细的决策依据。支持监控系统、视频会议系统、远程接入、现场指挥等多方互通，多种接入手段，多种信息来源。实现专业视频会议功能，支持多种会议模式（即时召开、预订式会议、加密会议），轻松满足远程指挥、调度需要。采用国际标准H.264协议，能够与其他视频厂家标准设备兼容，以方便连入原有视讯会议系统，保护用户原有投资。支持大屏幕拼接显示，支持视频监控、指挥中心将所有视频图像输出到大屏幕电视墙显示，具备视频矩阵功能，支持大容量的系统扩容；系统支持网络输入、VGA输入、视频输入等多种图像信号输入功能，并能在大屏幕上同时显示这些图像。支持多屏图像拼接，画面可整屏显示，也可分屏显示，全屏范围内显示无非线性失真效果，整个屏幕亮度均匀，无暗角或亮角等现象，画面稳定无闪烁，画面能够自由缩放、移动、漫游，不受物理拼缝的限制。3.4、执行一体化解决方案3.4.1、中心管理方案监控指挥系统采用分布式中心方案，配备专用的管理服务器，管理内容包括：摄像头、编码器、传感器、报警台、控制平台、用户、权限分配、联动设备、监控策略等，管理员可以在服务器中对整个监控网络包括远程设备进行管理、配置。管理数据统过强大的服务器端专用软件进行分类控制。中心管理方案可以使用户对整个监控系统中的设备、监控策略等的运行情况了如执掌，可以非常方便的作也调整。而传统的结构方式大多采用硬盘录像机联网方式，每一台设备自行管理，管理人员需对每一台设备进行设备管理，如果有新规则修改，则需每一台进行调整，大大增加上工作量、工作难度、出错率。自成体系的管理方式无法使管理人员实时的掌握整个监控体系的运行状态。3.4.2、中心存贮备份方案监控指挥系统配备专用超大容量的NV-SS系列专用数据存贮服务器及数字磁带备份体系，配合专用操作系统及存贮软件，系统可以根据管理服务器所采用执行策略对系统中所有或部分数字资料进行存贮，并自动生成数据库信息，配合软件所具有的智能检索、查询、回放功能，形成完整的存贮管理，用户可以以多种方式查询或回放历史资料，检索非常方便，完全实现了VOD级回放，并且在回放过程进行拖动、快进、快退等操作，与其它方式相比有明显的优势，通用方式采用硬盘录像机各自录像的方式，历史资料存贮在分布在各处的很多台主机上，查询和管理非常不方便，同时硬盘录像机特有的特点决定了其录像质量很差，为了实现多路录制，一般要采用减祯的方式，大大降低了数字监控所具有的特性。监控指挥系统中配备智能备份系统，根据策略，系统可能自动将设定的资料备份在智能数字磁带中，并建立索引，同时系统具有的自动恢复功能可以在用户需要的时候自动将数据恢复到硬盘。为了保障数据安全，监控指挥系统在存贮服务器中采用分级认证体系及多种加密策略，对于操作系统及数据采用RAID1/RAID5规范。充分的保证了用户利益，作到万无一失。3.4.3、第三方支持监控指挥系统在设计阶段充分考虑第三方产品的集成问题，对于安防市场上的主要相关产品如：云台控制、各种报警传感器、报警主机、矩阵及其它联动设备的驱动程序进行了集成，使用户在选择配套产品时有更大的自主性，其使用配置非常简单，用户只需要通过浏览器访问服务器中的第三方控制设置，就可以自由的对相关设备进行驱动，并与整套系统关联为一体，系统可以从各种第三方产品得到传感信息，自动或手动根据策略进行有效的联动控制，一般情况下无需二次开发。如果第三方产品改变或升级，只需替换本系统中管理服务器中的驱动程序库中的相关部即可。3.4.4、行业扩展支持监控指挥系统从硬件到程序软件都有独立自主的知识产权，从产品的最低层开发作起，在开发过程中预留了大量的扩展接口，可以根据监控用户行业不同应用做功能扩展，也可以为特定用户提供二次开发，由于是自行开发产品，功能扩充非常方便，无须向任何第三方请求开发程序接口及协议。自主知识产权的专业产品，在开发过程中充分提高硬件设备的性能，保证了系统产品的功能完全优于其它同类产品。3.4.5、良好的网络支持方案监控指挥系统是基于IP网络新型数字监控系统，在设计开发时就已经充分考虑到应用中的具体问题，在具体的应用中可以分三种情况：1）以局域网为主的大型监控网络;2）以广域网络为主的远程监控网络;3）以专网为主的混合监控网络。根据使用网络特征的不同，其所采用的传输方式也不相同，对于局域网体系，采用目前最为流行的组播技术;对于以广域网主为的系统采用单播技术，对于混合网系统采用组播+单播的结构方式，从而大大节约网络资源，提高系统的稳定性。该套系统提供专用CCU服务器设备以构建大型、超大型而且复杂的监控系统。3.5、强大的中心管理机制3.5.1、中心管理服务器互为备份、互为负载均衡在监控中心配备多台同级别的主中心管理服务器，其作用有二，一是当一台主中心管理服务器发生由于某种原因不能正常工作，另一台中心管理服务器可以在用户不察觉的状态下接管主中心管理服务器的工作，二是当某个主中心管理服务器工作负载过重时，其他的中心管理服务器可以接管这台中心管理服务器的部份工作，从而保证整个系统安全可靠的运行。3.5.2、多中心管理服务器交叉互连，满足大容量监控需求在监控中心配置的高性能主中心管理服务器，其容量单台支持1000路视频监控信号同时接入，通过中心管理服务器间的交叉互连，可实现同时对1万个视频监控点远程监看需求，满足全区域的监控的大容量要求。网络视频监控指挥系统的主中心管理服务器交叉互连技术使得网络传输得到优化，并具备容错能力，为会议提供安全保障。同时事实证明网络视频监控指挥系统可以胜任大型监控系统同时进行实时监控的任务，为用户的扩展提供空间。3.6、先进的视频编码方式基于远距离的网络视频监控一个重要的难题就是视频码流的大小，长期以来网络监控系统之所以不能广泛地投入实用，实现远距离监控，就是因为视频传输的编码没有很好的算法，造成的结果是视频虽然可以在网络上传输，但视频码流较大，在局域网等网络带宽有保障的情况下使用尚可，但要应用到广域网上，受接入的带宽限制，监控图像的质量必然差。解决的唯一办法是用户投入大量的金钱用于网络的升级、改造，这样在经济上客观限制了网络视频监控的实用、推广和发展。我公司采用的最先进的视频编码技术，以很低的码流实现视频图像的实时压缩，使视频实时传输的码流大大降低，这样很好地解决了低宽下传输图像的问题，该项技术也被广泛应用。视频监控指挥系统对视频的存储及传输压缩方式采用先进的H263+、H264的网络视频压缩技术。压缩比和帧率可调，图像压缩比率400-700:1，传输质量非常理想（最高可达30帧/秒，分辨率704*576），每通道只占据256K带宽，还可以通过降低帧数来减小网络带宽当每秒传输为5帧时，带宽只占用50K。这种很高的图像压缩比可以适应于在窄带上的传送。无论是与同族的视频压缩算法MPEG1和MPEG4相比，或是与ITU的H.263算法相比，H.264算法对视频数据的压缩率都占有明显优势，这对于有效节省视频监控中宝贵的IP带宽资源具有巨大的优势。ITU（国际电信联盟）最近刚刚推出了H.264的图像编解码标准。在同样图像质量的情况下，H.264编码数据量仅为H.263的50%左右，而且对网络传输具有更好的支持功能，H.264能适应于不同网络中的视频传输，支持不同网络资源下的分级编码传输，从而获得平稳的图像质量。H.264不仅可以应用在窄带上（带宽小于64Kbps），还可以灵活的扩展到高质量、高清晰度的宽带上。这就保证可以满足了不同用户的需求。随着网络技术的不断发展，H.264的应用已经越来越普遍，成为了视频编码了最新标准。本系统选择H.264编码作为首选方式。视频监控指挥系统的视频编码采用H.264方式，保证较小带宽下非常好的动态视频效果，并攻克了网络不稳定下画面的流畅播发这一业界公认的技术难题。3.7、数据传输技术TCP/IP网络协议是目前最流行也是最稳定的网络协议。监控系统在TCP/IP网络协议之上开发了专用通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。同时设计了专用文件传输协议，用于录像文件的传输。该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、组播等。 3.8、WEB浏览技术WEB浏览技术是目前在广域网（Internet）上最流行的客户端访问技术。我公司充分借鉴并吸收其精华，通过增强监控主机的客户端管理功能，在局域网上实现了客户端的WEB浏览。这样，客户机不需要安装任何其它客户端软件，只要安装了IE浏览器软件，通过输入视频服务器的IP地址，就可实现对远程图像的实时监控。3.9、流媒体管理技术图像监控中心主站系统采用强大的流媒体软件技术专门设计图像监控系统所使用的视频服务器软件。它的主要作用是根据网络带宽、流量和用户的请求合理地分配各个视频流数据的传输，并可以依据用户网络的实际情况采取网络组播（Multicast）技术以降低多个用户请求同一视频流数据时的网络流量。从而保证了图像质量，有效降低了在多用户并发操作下的图像延迟和带宽占用。同时也保证了高级别用户可以及时有效地获取所需信息，而且图像监控系统的使用不会影响在同一网络上其他系统的正常运行。3.10、网络数字视频显示技术数字视频流处理(StreamVideo)是显示系统中非常有特色的部份，通过此技术能非常容易的实现远程视频信号的处理与显示。在传统的监控应用中,从监控摄像头来的视频信号,最常用的方法是使用视频电缆传输，经过视频分配与切换器，将视频信号送到不同的显示设备之中。这是一种模拟的视频传输与应用方式。现在随着远程监控的发展，视频信号更多的采用网络压缩传输方式，如下图所示，从摄像出来的视频信号经过编码与压缩，成为数据包，然后再经由网络传输。在使用端再经过解码还原成标准的视频信号，送到视频显示设备。这是一个模似数字模拟的传输过程。现在，随着IP摄像机的发展，已经能完全通过网络全数字视频方式显示。前先，从IP摄像机（传统摄像机要加码编设备）直接得到数字视频流（以H.264、MPEG-4或MJEPG方式），经过网络传输并借助于网络组播技术（MULTICASTING），直接送到显示设备中。如下图所示:网络视频图像、网络RGB信号、模拟视频、RGB信号可以开窗方式显示，窗口可任意缩放、漫游、拖拽、切换显示具备图像漫游、缩放等显示功能，画面的移动且不以屏为界；支持多种信号的同时显示：能适应全制式标准VIDEO（如DVD、录像机、摄像机等）视频信号；支持不同分辨率（640480-20002000）的VGA、SVGA、XGA的计算机图形；对于整个系统，输入的视频、计算机信号的显示均完全实时显示，图像或图形可单屏显示，也可跨屏拼接，或整屏显示，画面无延时，无抖动；可以选择任何一路视频画面在任一屏上显示。支持各种制式的视频图像和不同分辨率（从640480-20002000）的非网络计算机信号（如计算机信号、影碟机、录像机、摄像机、实物投影等）在大屏幕上任意缩放、输入显示；支持多路自适应以太网以及TCP/IP协议，可显示各种数据信息，实现对网络信息的监控。311、VOIP技术VoIP是 Voice over Internet Protocol的缩写，指的是将模拟的声音讯号经过压缩与封包之后，以数据封包的形式在IP 网络的环境进行语音讯号的传输，通俗来说也就是IP电话、网络电话。其基本原理是：通过语音压缩算法对语音数据进行压缩编码处理，然后把这些语音数据按等相关协议进行打包，经过网络把数据包传输到接收地，再把这些语音数据包串起来，经过解码解压处理后，恢复成原来的语音信号，从而达到由网络传送语音的目的。电话系统把普通电话的模拟信号转换成计算机可联入因特网传送的数据包，同时也将收到的数据包转换成声音的模拟电信号。四、系统规划4.1、系统设计原则根据整个系统的目标定位和行业需求的特点，我们按照如下原则设计、建设行业远程网络视频监控指挥系统：1）系统平台化这个原则是首要的，系统软件的设计采用平台化，提供开放、灵活、易用的软件与数据接口，可以实现系统软件的二次开发或多次开发。2）标准化网络视频监控指挥系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。3）可扩展性由于行业以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件，不用添加其他附加设备，以保证投资。为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。灵活的组网方式，方便被监控点的增加。4）实用性充分利用先进的技术和手段，建成一套先进实用的视频监控指挥系统，是我们这次设计的根本目的。因此，从行业角度出发，特别注重系统的实用、方便和直观，强调系统的综合能力和总体性能。5）易用性系统的界面和功能设计都因遵循简洁易用和直观易记的原则，具有一致、友好的人性化界面，易于使用和推广，并具有可操作性。软件在经过简单的培训后，就可以在相当短的时间内就投入实际应用。对于系统的管理和维护人员，系统具有可管理和易于维护的特点。力求以最少的人力资源和技术要求，就能够实现该系统的维护，提供日常有效的运行支持。6）可靠性由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响整个系统。传统的DVR系统实际上还是一个集中控制系统。所有的摄像机信号必须连接到DVR主机。一旦DVR主机失效，整个系统就会崩溃。所以我们说分布式网络化数字视频系统的这些特点是传统的DVR（数字录像机系统）所无法达到的。7）安全性在系统出现故障的时候，能够保证已经录入系统的视频数据不会丢失，数据的完整性不被破坏，在系统恢复正常的情况后，停顿的业务能够继续进行。对关键视频监控点对非正常情况地可采取灵活处理，保持连续不间断运作。8）规范性系统设计必须按照软件工程规范进行，提供需求分析说明书、维护手册、用户使用手册等文档。4.2、系统总体规划本系统设计中将本着真诚合作的态度，采用先进、可靠的系统平台架构，成熟、稳定的软硬件产品。并且随着应用的增长，做到逐步扩展，保护原有的投资，既要满足现在的应用需求又能适应未来一定时间内的业务和技术发展，系统具有很好的灵活性和可扩展性。系统的总体结构如下图所示：4.2.1系统逻辑架构根据行业远程视频监控系统的要求，我们提出了 “分布式结构体系统”的系统结构，采用分布式网络视频接入、集中权限控制、集中资源管理。与行业的分级结构相配合，整个系统分为：监控指挥主中心、分级监控中心、监控点系统针对监控点进行实时监控，监控点是系统中的最基础单位，只负责本地安全区的安全防范管理，同时负责与上级监控管理中心进行联网，上传视音频和报警信息等，接受监控中心的远程监控、远程控制、远程指挥调度和异地协同工作,并可进通过该远程视频监控系统，实现点对点、一点对多点、多点对多点的实时远程视频会议、实时通信。监控点不设立中心服务器系统，只配备监控终端设备和分控工作站等设备。监控中心负责对整个辖区内的监控点进行统一管理，负责对辖区监控点进行报警的应急处理、规范系统工作流程和对重大安全事件进行远程指挥调度，以及对日常工作进行安全检查，负责用户授权访问等管理工作，组织相应级别的视频会议，和原有的视频会议系统无缝连接等工作。同时我们将中心服务器等系统核心设备也配置在监控中心，以实现统一的设备管理，并负责系统数据的集中存储、安全信息管理和视音频流的数据转发。4.2.2系统软件架构行业远程视频监控指挥系统从系统软件可分为传输及管理平台子系统，监控中心子系统和监控点子系统三个部分。监控点子系统进行音视频和报警等数据的前端采集处理并发布上传到传输及管理平台子系统，接收传输及管理平台子系统转发的音视频数据流。传输及管理平台子系统提供用户认证、视音频数据流传输转发的底层联网技术平台，监控中心子系统进整个系统的控制管理和数据存储。传输及管理平台子系统由管理中心主机和多台中心管理服务器构成。管理中心主机在可靠的容错集群技术基础上，通过网络端口实现与监控网点、监控中心间的透明连接，实现系统信息的准确安全、及时畅通的传输和共享，实现及时必要的交互操作，提供设备注册过程服务。多台中心管理服务器通过高效的分布式架构和负载均衡技术为监控中心子系统和）监控点子系统提供统一的视音频数据流传输、转发服务：提供控制信令传输信道服务，提供具有优先级、双向和单向、可靠和不可靠、实时和非实时等不同类型的数据传输通道，为紧急报警信息和其它特殊信息等提供不同的数据传输通道。监控点子系统由音视频采集编码、报警接入/输出、视频会议和前端管理组成，并由视频监控终端设备协调统一起来组合构成。子系统具有实时采集音视频、报警并准确记录和现实突发情况，报警信息上传，远程视音频通信等功能。为监控中心子系统提供本地视音频和处理后的安全报警信息，对安全决策和应急行动提供原始数据资料。接收监控中心子系统的决策命令，对外接的各种设备进行控制，并且接收监控中心子系统的视音频或转发视音频。监控中心子系统是在中心控制计算机运行环境和管理软件的控制下，实现用户管理、操作管理、视频监控和远程指挥调度的综合应用系统。子系统主要用于管理用户的人机交互过程，一方面为管理员等用户显示各监控点状况和实时报警信息并进行远程设备控制，另一方面提供用户不同地域、不同区域的各监控点）之间高效率的召开日常会议、学习培训、异地指挥调度及异地协同工作等活动的需求。实现点对点、一点对多点、多点对多点的实时远程视频会议、实时通信和远程指挥调度。通过容错管理服务器和分布式中心管理服务器的管理架构，可以将系统对网络带宽的需求降到最底，每个监控点和监控中心并不是直接到前端的视频终端设备获取视音频，而是直接从中心管理服务器所分配的监控服务器（中心管理服务器）上去获取，这样就避免了当发生多个监控点或监控管理主机同时获取一个前端的视频终端设所采集的信号时，对此监控点的上行网络带宽要求非常高的局面，只需在每台视频监控服务器的上行带宽进行一定保障即可。4.3系统功能介绍视频监控指挥系统包括下述主要功能：4.3.1、电子地图系统支持电子地图访问，以空间数据库为基础，将应用数据与地图有机结合，提供强大的空间分析和查询功能，丰富的表达方式直观地显示结果。 电子地图系统根据系统结构分为二个级别显示，最高级为显示整个系统范围所辖的监控点点的地图，最低一级为各监控点的内的视频监控节点、探测监控节点的信息，下辖监控节点产生报警时，在子图上通过闪亮图标等方式通知监控中心的值班人员。2、分层结构管理针对联网后的安全防范，本系统采用多级用户管理和分级授权访问的机制。用户分成两类，一类是系统管理员，拥有系统级权限，可以添加、删除和修改用户，进行用户的分配和管理，可以对系统进行安装、配置和检查，保障整个系统的正常运行；另一类是操作用户，在操作用户中设置权限，用户根据权限执行相应的监控范围。3、现场的实时监控对关键区域和通道进行24小时全天候监控，现场画面实时显示在本地监控中心的屏幕上。发生报警后，联动前端镜头对报警区域进行实时监视。对监控点出入口等通道进行实时监视。监视区域内图像的动态变化，检测监视区域内的物体运动。4、监控信息的存储和备份前端摄像的音视频信号经过模数转换，编码压缩，录制成文件方式保存在本地硬盘中，支持长时间连续不间断的录制和存储。在监控中心可以远程监视下级变监控点监控区的音视频，同时可以实时或网络空闲时地将数据保存到监控中心的海量存储系统中。本地保存的历史资料可以实时或在网络空闲时，远程传输到上级监控中心，备份到中心的海量存储系统中。中心对关键数据可以通过刻录或转存等方式进行归档处理。5、报警信息的采集和联动管理视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点。声光报警器通过连接红外线摄像机等入侵检测设备。当前端有报警发生时，监控点本地不但有声音提示，同时能显示发出报警点的实时图像。这样，通过报警管理功能，会自动记录现场情况，调用相应的摄像机，以声、光方式通知值班人员。具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。支持温度、火警、烟感、红外等多种报警信号的采集和记录，对报警进行手工/定时/自动设防和撤防。采集报警传感器的开断信号，经过报警解码器或报警主机处理，通过各自的结线路传输到测控器，再由测控器传输给编码器，在本地显示和记录报警信号、发生时间和地点，同时将重要报警信号及时上报给上级监控中心。监控主机和监控中心接收到报警信号后，在数据库中查找对应的联动规则，产生对应的报警输出（声音警报、灯闪、门禁动作等）。报警联动规则可以设定为自动产生报警输出，也可以通过人工确认方式产生。6、全方位云台及周边设备的控制远程监控系统可对摄像机镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制操作，不仅对云台可做全方位控制，而且可以对模拟量、开关量进行实时准确的探测，并做出相应的反应 。7、现场应急指挥和视迅办公会议紧急状态时总指挥可以利用监控终端通过固定电话、移动电话、无线对讲、远程会议系统及移动应急指挥车与现场进行实时双向语音对讲， 将现场图像转发到指定的分控点，以实现共同分析、决策的实战需求。监控指挥中心、各监控点间可随时召开各种视频会议，实现可视化交流，提高工作效率。8、设备在线管理对编码器、转发服务器等关键设备提供注册、检测的管理能力，凭借系统强大的网络管理能力，系统能直观、方便地检测设备和线路的工作状态。9、录像及历史资料点播通过系统提供中心管理/分布存贮方案，将各监控点内存储的录像及历史资料和监控中心的海量存储系统中存贮的录像，整合作为一个VOD点播空间，通过后台强大的数据库及存贮、检索策略，可以对整个系统内存贮的资料进行有效管理、以方便用户查询、观看。各监控点的录像策略一般在系统初始化时设定，高级用户可以在监控平台实时控制其录像， 录像后的历史资料存贮在专用的存贮服务器，存贮同时服务器会自动生成相关信息及索引资料，监控网络内的任何同户可以通过自身终端，访问相应权限的历史资料，系统具有强大智能的检索功能，不同用户可以同时或不同时打开同一或不同资料进行观看，在历史资料点播时不受访问数量限制，用户可以方便的对播放进行快进、快退、拖动等操作，和传统监控系统的相比具有查找方便、快速。用户只需输入几个简单的参数，就可以观看指定的录像贮存，局域网内响应速度不多于3秒，非常方便。10、日志管理系统具有完善的日志管理功能，对各种事件如用户登录和退出、修改系统参数、报警的布防和撤防、调阅和删除历史资料、控制前端设备、接警处理、设备状态变化、系统启动和停止等进行准确记录，为系统维护和诊断提供历史数据。 11、多种语音信号接入 VOIP技术的核心与关键设备是语音网关。其一般设置于PSTN 和IP网络之间，或直接接普通电话单机，它对来自PSTN的时分话音或传真信息进行分组和压缩，并将分组转化为IP数据包传送到IP网络， 再通过路由器到达目的地及逆处理过程。通过架设的IP语音网关，将系统和固定电话、移动电话、无线对讲等语音设备进行互联。通过IP语音网关将多种语音信号接入，并将语音信号进行分组和压缩成IP数据包，并利用语音网关所具有路由管理功能，映射成相应的网关地址并加入数据包中，同时选择最佳路由传入到系统的MCU服务器并转发到指挥中心。4.4、子系统规划4.4.1监控点规划监控点监控子系统由音视频采集编码、报警接入/输出、视频会议和前端管理组成，并由视频监控终端设备协调统一起来组合构成。子系统具有实时采集音视频、报警并准确记录和现实突发情况，报警信息上传，远程视音频通信等功能。为监控中心子系统提供本地视音频和处理后的安全报警信息，对安全决策和应急行动提供原始数据资料。接收监控中心子系统的决策命令，对外接的各种设备进行控制，并且接收监控中心子系统的视音频或转发的视音频。 系统拓朴图：l 可对监控点提供整个工作区范围的视频监控;l 可通过网络视频监控指挥系统，实现点对点、一点对多点、多点对多点的实时远程视频会议、实时通信和远程指挥调度；l 所有的摄像枪/头和报警装置采用星型拓扑连接到监控点的视频监控终端设备上，可以直接通过IP网络进行任意的镜头控制，实现对整个监控点情况的监控;l 支持各种网络接入方式，网络速率从56K2Mbps。保证在监控点在2M线路时1632路监控视频、在2MSDH光纤线路时1632路监控视频可被远程实时查阅，并且在网络质量极差时也保证监控画面不花屏、不破碎。同时提供应用带宽限定的功能;l 监控在正常光照条件或夜间光照条件差甚至是0照度的情况下仍能进行高质量的视频采集。l 视频监控终端设备具备本地音视频、数据等内容的综合录制；录制内容需要以标准格式（MPEG4、H.264）进行保存，保存时间长达1.5个月（16路视音频图像），并可在网络空闲时或用户需要时上传录制内容到监控中心；l 提供关键场合提供动态检测、侵入报警的功能，采用连动处理机制，可以实现现场录像、事件记录、远程报警功能，不仅在现场提供声光报警，以威慑入侵者、保存证据，而且向远程监控端提供实时报警信息；l 警报追踪，通过外部传感器跟踪全部事件，保持跟踪结果，被选择的事件会在图像窗口即刻弹出。4.4.2、监控指挥中心子系统规划监控中心子系统是在中心控制计算机运行环境和管理软件的控制下，实现用户管理、操作管理、视频监控和远程指挥调度的综合应用系统。子系统主要用于管理用户的人机交互过程，一方面为管理员等用户显示各监控点状况和实时报警信息并进行远程设备控制，另一方面提供用户不同地域、不同区域的各监控点之间高效率的召开日常会议、学习培训、异地指挥调度及异地协同工作等活动的需求。实现点对点、一点对多点、多点对多点的实时远程视频会议、实时通信和远程指挥调度。系统功能：建立完整的系统日志管理，对各个事件如用户登录/退出，入侵报警布防/撤防，重要参数配置变化，重要运行操作（包括查询、改写等）准确记录，设计必要的远程诊断和维护功能，如硬件诊断、软件升级、在线维护指导等。监控中心整个系统的是管理核心，通过配置的总控主机对监控点监控子网中各个视频编码器所采集到的视音频信号进行调整，包括视频质量、音频质量、云台的控制以及录像的设置等操作。另外根据用户的需求，监控到的视频画面可以通过大屏幕或电视墙方式显示出平，可应用于日常监控室工作以及突发情况下紧急现场会议的召开及现场指挥工作的开展。同时还可配置存储服务器用于保存所有监控点的视音频信号，这项工作可以在网络空闲时自动进行，也可使用手工的方式从监控点上传到监控中心的存储服务器中，这些资料还可以通过刻录等手段进行定期备份。并且可以为领导远程管理和指挥配置分布于网络内的台式PC或笔记本电脑作为日常移动监控点，用于领导的日常审查和调度指挥。需要说明的是，这个监控中心是个逻辑子系统，物理上可以分布在不同在办公室。l 通过监控系统平台，可实时监控到各监控点现场的图像，也可以对分布在各个监控点的视频监控终端设备提取其存储的影像数据，进行多种方式的查询和回放。l 监控中心具备支持同时显示多路远端视频，可以实时监看多路现场视像，也可以通过非实时方式调出多路监控视频录像;监控者可以灵活选择、任意切换。视频大小和布局可由系统自适应调整或用户手工调整，实现各种焦点突出、全屏放大、多路分屏等生动实用的显示布局l 监控系统的后端管理功能由WEB页面方式实现;l 系统支持电视墙功能，支持多个监控点前端的视频信号直接上大屏幕，增强显示效果;l 具备电子地图功能，在监控中心，可以定位任何一个监控点，显示报警状态，当任意变监控点出现报警信号时，中心的监控系统将弹出该站点的实现图像和电子地图; l 无缝接入原有视频会议系统，可以方便的在原有视频会议终端系统调用任意监控点点的图像、声音，形成统一的会议、监控指挥管理平台。l 各监控点之间、监控点与总部之间可以随时利用本网络视频监控指挥系统召开各种视频工作会议，实现视频、音频的实时交流。l 系统具有权限、级别的管理功能，上级单位的用户可以监控下级单位，各监控点间不能相互查看。上级单位控制摄像机动作时能对该摄像机进行锁定，在解锁前下级单位无法对该摄像机进行控制；l 整合部分已经安装了监控系统监控点进入本系统，实现无缝联接和统一管理。l 接受监控点报警信息，监控中心收到报警信号时可以启动录像机制、开启声光警示、弹出报警现场图像。l 完整的系统日志管理，对各个事件如用户登录/退出，入侵报警布防/撤防，重要参数配置变化，重要运行操作（包括查询、改写等）准确记录，设计必要的远程诊断和维护功能，如硬件诊断、软件升级、在线维护指导等l 可自动在网络空闲时将各监控点视频监控终端上保存的视音频信号上传到监控中心的存储服务器中，也可手工在需要时从各监控点的视频监控终端获取数据。4.4.3、传输及管理平台子系统规划传输及管理平台子系统由管理中心主机和多台中心管理服务器构成。管理中心主机在可靠的容错集群技术基础上，通过网络端口实现与各变电站(所)监控网点、监控中心间的透明连接，实现系统信息的准确安全、及时畅通的传输和共享，实现及时必要的交互操作，提供设备注册过程服务。多台中心管理服务器通过高效的分布式架构和负载均衡技术为监控中心子系统和监控点监控子系统提供统一的视音频数据流传输、转发服务：提供控制信令传输信道服务，提供具有优先级、双向和单向、可靠和不可靠、实时和非实时等不同类型的数据传输通道，为紧急报警信息和其它特殊信息等提供不同的数据传输通道。传输及管理平台子系统采用采用标准的IET