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化工厂防爆监控方案讲义-作者：-日期：某某化工企业 综合安防系统解决方案 编制单位：南京玺雷智能技术有限公司 第一章 背景及需求81.1 应用背景81.2 设计概述81.3 发展趋势91.3.1 统筹规划、合理布点91.3.2 清晰成像、全面高清91.3.3 资源共享、深化应用91.4 总体目标10第 二 章 系统总体思路102.1 指导思想（设计思想）112.2 设计原则112.3 设计依据122.4 技术路线13第 三 章 系统总体设计163.1 总体构架173.1.1 系统拓扑173.1.2 系统组成183.2 系统组网193.2.1 视频传输带宽要求193.2.2 平台联网带宽要求193.2.3 网络质量要求203.3 系统功能特点203.3.1 智能：多智能技术、整合应用203.3.2 高效：各技防系统深度融合203.3.3 安全：有效的数据安全策略213.3.4 可靠：完善的运维管理机制21第 四 章 前端系统设计214.1 视频监控子系统224.1.1 原有视频监控系统的整合224.1.1.1 已建监控设备接入224.1.1.2 原有编码设备的接入224.1.1.3 整合接入方式234.1.2 新建安防监控系统244.1.2.1 安防监控系统244.1.2.1.1 监控点分布244.1.2.1.2 摄像机选型254.1.2.1.2.1 应用环境254.1.2.2 高空瞭望监控系统264.1.2.2.1 系统功能264.1.3 监控前端其他辅助设施建设284.1.3.1 监控杆件284.1.3.2 标识牌284.1.3.3 前端供电29第 五 章 承载网络设计305.1 组网方式315.1.1 监控传输网络设计315.1.1.1 网络结构设计315.1.1.2 网络传输带宽要求32第 六 章 监控中心设计336.1 监控中心组成346.1.1 系统结构设计346.1.2 存储子系统356.1.3 解码拼控子系统366.1.3.1 视频综合平台设计366.1.3.2 视频综合平台主要功能376.1.3.3 视频综合平台亮点386.1.3.4 设备选型说明416.2 系统主要功能426.2.1 系统特点42第 七 章 平台软件介绍437.1 平台架构447.1.1 智能安防集成管理平台平台总体架构447.1.2 海康业务集成平台架构457.1.3 视频应用子系统架构467.1.4 视频网管子系统架构487.1.5 平台级联架构487.2 平台功能507.2.1 海康业务集成平台507.2.1.1 模块构成507.2.1.2 业务功能517.2.1.2.1 登录认证517.2.1.2.2 组织管理517.2.1.2.3 用户管理527.2.1.2.4 权限管理527.2.2 视频应用子系统537.2.2.1 模块构成537.2.2.2 视频应用业务功能537.2.2.2.1 资源导航537.2.2.2.2 实时监控547.2.2.2.3 云镜控制557.2.2.2.4 录像回放557.2.2.2.5 告警应用567.2.2.2.6 电视墙控制567.2.2.2.7 网络对讲577.2.2.2.8 智能应用577.2.2.2.9 视频文件应用587.2.2.2.10 报警主机控制617.2.2.2.11 操作日志617.2.2.2.12 信息公告617.2.2.2.13 帮助系统617.3 平台特点617.3.1 平台技术特点627.3.1.1 兼容性好627.3.1.1.1 标准化627.3.1.1.2 技术兼容627.3.1.2 扩展性佳637.3.1.2.1 服务化637.3.1.2.2 插件化637.3.1.2.3 可配置637.3.1.2.4 开放性647.3.1.2.5 开发框架化647.3.1.2.6 横向可扩展性647.3.1.3 安全性好647.3.1.4 系统稳定657.3.1.5 性能优秀657.3.1.6 易于维护657.3.1.6.1 可视化、自动化667.3.1.6.2 松耦合的设计与实现667.3.2 功能特点667.3.2.1 配置管理667.3.2.1.1 支持大规模项目的设备接入管理667.3.2.1.2 支持信息同步677.3.2.1.3 支持高效配置677.3.2.1.4 支持快速检索信息677.3.2.2 综合应用677.3.2.3 平台部署677.4 平台设计性能规格68第八章 施工组织措施688.1 质量保证体系698.1.1 工程质量目标698.1.4工程材料质量管理698.1.7 施工工艺、技术质量管理718.1.8关键工序及关键质量控制点718.1.9 现场质量保证三级检查718.1.10 质量检查程序728.1.10.1工程质量保证措施728.1.10.2 安全生产、文明施工保证措施738.1.11 做好环境保护，防止扰民措施748.1.12成品保护措施758.1.13 投资控制计划758.2.1线缆的敷设768.1.2专用防爆工具778.1.3设备的安装788.1.4接地防雷788.1.5 线路设计79第 八 章 工程维保及人员技术培训计划809.1质量保证服务体系819.1.1客户服务部门819.1.2技术服务部门819.1.4提供原厂商服务829.1.5稳定的维护保障机制829.1.6售后服务机构829.1.7咨询服务839.1.8投诉服务839.1.9售后服务流程839.2质保期内售后服务承诺859.2.1保修承诺859.2.2服务承诺859.2.3质保期后的售后服务869.3培训计划879.3.1培训目的879.3.3培训方式88第一章 背景及需求1.1 应用背景随着经济的发展、信息化进程不断推进，导致化工厂安全生产、储藏、运输的管理信息量急剧增加，使管理者遇到突发事件的判定、决策、处置管理中的各种矛盾日益凸显。某某某化工企业是一家生产偶联剂的化工厂，危化品种类繁多，生产线分布广泛、生产现场环境复杂。为规范化工厂安全生产管理，保障化工装置区域安全，有序控制化工厂安全生产，快速的进行安全突发事件的应急处置；建立一套有效的“某某某化工企业综合安防系统”是非常有必要的。同时对于化工厂安全生产综合管理者来讲，提高化工厂应急管理水平，维护区域安全、和谐和稳定，提升化工企业对安全突发事件的快速反应能力，具有十分重要的战略意义。1.2 设计概述厂区化工生产、加工、运输和贮存的各过程中，有可能泄漏和溢散出各种各样的易燃、易爆气体、液体和各种粉尘及纤维，这类物质与空气混合后，将变成易发生爆炸危险的混合物，它周围的场所也成了程度不同的爆炸危险场所。当易爆物的浓度达到爆炸的临界点，一旦出现引爆源便会产生爆炸、火灾等严重事故，造成人员伤亡和财产损失。根据厂区的这一情况我们对厂区部分工业生产点位要求配套使用工业防爆摄像机。在各防爆区域内正确安装、使用防爆应用监控设备是必要的，可有效降低各种安全隐患。使用防爆摄像机产品时严格按照操作规程也是防爆安全落实之处。利用成熟的视频技术对厂区重要生产设备和场景进行宏观监控，并显示和记录现场图像的系统。工业视频监控系统（CCTV）重点是对厂区内510车间、520车间、300车间等场所进行视频监视和录像。工业视频系统应具备以太网通讯接口和网络功能。可自动控制该区域的摄像机图像切换并实现一个月长延时存储。使值班人员不仅能通过实时图像迅速地掌握现场动态情况，还能通过查阅录像数据对已发生事件进行检索取证。该系统由66台摄像机、其中18个为普通监控点位、48个为防爆监控点位。18个普通监控点位18台为网络数字高清摄像机；48个防爆点位为防爆定焦摄像机。中心控制室配已配备128路NVR数字硬盘录像机、1台网络矩阵、10个监控器(每台显示控制不同区域，与高清电视同步)、交换机等设备组成，其控制通过硬盘录像机操作。中央控制室：66路摄像机视频信号引进数字硬盘录像机，通过数字硬盘录像机网络接口输出信号局域网，再由网络矩阵控制所有输出信号到10个电视监控器，实现对工业生产的监控。数字硬盘录像机间信号数字化、并接入厂区主网，实现相关管理部门网络化现场管理。1.3 发展趋势1.3.1 统筹规划、合理布点充分考虑某某某化工企业的生产、安全、消防、环保等部门应用需求及安全管理总体布局的需要，统筹规划视频图像监控系统的建设、应用、管理和维护。采取科学的监控点布建原则，对区内视频监控系统实现精细化全面布局，对关键部位、治安死角盲区，要加大监控点部署密度，做到不留死角，实现对重点区域和部位的全覆盖。1.3.2 清晰成像、全面高清全面采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、高清编码、高清传输、高清存储、高清显示，达到真正意义上的“高品质、全高清”，同时提供基于高清视频的智能分析应用功能，满足某某某化工企业的生产、安全、环保管理部门对高清视频应用日益迫切的需求。1.3.3 资源共享、深化应用建立一套统一的视频信息管理平台，为某某某化工企业的各管理部门提供视频信息共享和调用服务。并结合图像智能分析、研判等手段，根据化工生产指挥、安全、环保等业务管理需要，开展视频辅助化工生产指挥决策，化工危险品的生产、运输、储藏的管控，化工生产厂区人员安全、交通的防控及服务社会管理等方面的深度应用，不断增强系统的智能化、自动化程度，提高系统的管、控、用水平。1.4 总体目标1) 通过综合安防与扩充应用提高快速反应能力建成后的防爆监控系统不仅能成为化工厂内部保障的一道屏障，又是一个有易于扩充、升级和管理使用的远程网络综合信息管理平台。该系统实现视频信号采集、各监控点实时控制、视频信号数字存储、存储资料智能检索、信号远程传输和控制等功能相结合的安全生产监测和分级管理系统，充分满足了化工公司现代化大生产的需要。系统控制采用主控中心集中式管理模式，整个监控系统的设计原则。系统采用模块化、可扩展的设计思路，可根据公司实际需要不断扩充、升级。既有效的保护了项目的投资，又使系统不会落后。本期监控系统的具体建设目标为： 1、通过在化工厂的重点区域安装固定防爆摄像机，保证对现场图像的实时监测和控制，同时满足监控的无盲区、采集图像清晰、控制灵敏、视频信号网络上传速度快等要求。 2、在化工厂内部建设防爆监控系统主控室，通过数字硬盘录像主机的主控软件实现对各个监控点摄像头的监看和控制，并可以将任一路摄像机拍摄到的图像进行数字录像存储。然后将数字视频输入信号利用软件分组输出到客户端及显示器上进行显示，实现自动切换或手动切换。另外，主控中心可通过宽带或ADSL等网络将本公司的各路视频信号传给企业管理。第 二 章 系统总体思路2.1 指导思想（设计思想）根据国务院安全生产委员会关于深入开展危险化学品和易燃易爆物品安全专项整治的紧急通知，其中对安防相关的要求为：加快重大危险源自动化监控系统改造工作，提高装置的自动化控制水平，减少现场操作人员，提高本质安全水平，从源头上消除安全隐患。加快整合危险化学品物流企业GPS监控平台、高速公路交通运行监控系统、公安交警交通安全管理系统等信息系统资源。2.2 设计原则 为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次远程监控系统工程设计中，我们坚持长远规划分布实施的原则，将系统建设成为一种具有高起点，易于扩充、升级和管理，易于使用的监控系统。 化工厂综合安防解决方案的设计与实施，应以“先进性、开放性、可靠性、安全性、易操作性、经济性”为基本原则：1) 先进性原则以智能化需求为牵引，采用先进、成熟、主流的技术构建可升级、可扩展的系统应用平台，构建数字化、网络化和智能化的综合安防系统。2) 开放性原则系统的建设在符合国家和行业相关标准要求的基础上，采用业界主流的硬件平台、操作系统平台、数据库平台以及标准的协议，保证系统的开放性。3) 可靠性原则系统应采用成熟的技术和可靠的设备，应支持对关键设备、关键数据、传输线路、关键程序模块具有备份或冗余措施，充分确保系统的高可靠性和稳定性。4) 安全性原则系统具有防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等综合安全防护措施。并从实体安全、网络安全、主机和系统安全、应用和数据安全等方面防止系统被非法操作、非法攻击、病毒感染。5) 易操作性原则系统管理和应用软件能提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，操控简便、灵活、易学易用，便于管理和维护。6) 经济性原则在确保先进性、开放性、可靠性、安全性、易操作性、标准化、可维护性和可管理性的前提下，注重系统建设的成本和投入的阶段性，既能满足实际需要，又可尽量降低费用，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。2.3 设计依据1) 通用标准与规范l GB50314-2015智能建筑设计标准l GB/T50786-2012建筑电气制图标准l JGJ16-2008民用建筑电气设计规范2) 安全防范系统l GB50198-2011民用闭路监视电视系统工程技术规范 l GB50348-2004安全防范工程技术规范l GB50394-2007入侵报警系统工程设计规范 l GB50395-2007视频安防监控系统工程设计规范 l GB50396-2007出入口控制系统工程设计规范 l GB50115-2009工业电视系统工程设计规范l GA/T76-96保安电视监控工程技术规范l GA/T74-94安全防范系统通用图形符号 3) 综合布线系统l GB50311-2007建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 4) 电子计算机房及防雷接地装置l GB50174-2008电子信息系统机房设计规范l GB50343-2012建筑物电子信息系统防雷技术规范5) 防爆标准：l 爆炸性环境用防爆电气设备 第1部分-通用要求（GB3836.1-2010）l 爆炸性环境用防爆电气设备 第2部分-隔爆型“d”（GB3836.2-2010）l 爆炸性环境用防爆电气设备 第4部分-由本质安全型“i”保护的设备（GB3836.4-2010）l 爆炸性环境用防爆电气设备 第13部分-爆炸性气体环境用电气设备的检修（GB3836.13-1997）l 爆炸性环境用防爆电气设备 第14部分-危险场所分类（GB3836.14-2000）l 爆炸性环境用防爆电气设备 第15部分-危险场所电气安装（煤矿除外）（GB3836.15-2000）l 可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：用外壳和限制表面温度保护的电气设备 第1节：电气设备的技术要求（GB12476.1-2000）2.4 技术路线本方案的设计规划立足化工厂实际应用，突出化工厂的自身特点，以经济实用、适当超前为基本定位，最大限度地发挥系统运行给用户带来的现实价值。从总体上看，本方案的设计思路如下：1) 一体化集成应用本系统采用基于SOA面向服务的体系架构和适用于跨系统、跨平台互连通用的Web services协议及SIP信令开发的软件平台，可非常方便地将原本独立运行、信息屏蔽的诸多应用子系统进行横向协同，实现高清视频监控、门禁管理、入侵报警、车辆管理、考勤、消费、巡查等多个系统业务的综合管理。同时，采用的软件平台基于J2EE平台架构设计，可通过简单调整服务器的部署实现平滑扩展。基于海康威视化工厂综合安防管理平台的一体化集成应用，具备以下技术特点：v 灵活的模块化设计系统平台基于SOA模式设计，对系统功能体系进行模块化组合，面向服务的开发方式，使系统具备随需应变的特性。根据项目规模和应用场景，平台可进行伸缩配置，平台设计时考虑了各服务的扩展能力，尤其是中心服务、设备接入、流分发、流存储等核心服务，各分项服务可分别根据规模进行集群扩展。SOA是一种面向服务的分布式组件模型，基于SOA的应用程序被设计为一组相互交互的服务，在该模型中，任何业务功能被作为一个服务使用。应用程序的不同功能(服务)通过定义良好的接口和契约联系起来，使得系统中的服务可以以一种统一和通用的方法进行调用。当某个服务内部结构和功能实现需求发生改变时，只需对相应服务进行更新，通过接口提供新的数据调用而不影响其它服务的执行。v SOA架构具有以下优势:基于SOA架构的应用系统功能扩展投资少、周期短、灵活性高；与传统的封闭式软件架构相比，SOA架构更能适应业务流程和系统需求的快速变化；SOA架构能够充分利用原有信息资源，保护数据及减少投资；SOA架构可降低软件系统对硬件资源的依赖程度；v 用户数据统一所有用户数据进行归总并统一维护，经综合管理平台一次性录入用户数据，各安防子系统调用时可保持用户数据一致。避免传统模式各子系统分别录入用户数据，或者无法调用一卡通平台用户资料的情况下，造成用户信息不对称、数据冗余或错误。v 统一操作界面系统管理人员初步面对多种不同界面和控制逻辑的管理软件时，容易造成操控失误，或时常出现操作遗漏等。统一界面即简化操作流程，统一界面风格与操控逻辑，让用户在尽可能短的时间内熟悉业务流程，在提高业务管理效率的同时，减少人员培训与物业管理的时间成本。v 丰富的设备接入平台提供各类设备接入网关，如视频接入网关、门禁接入网关，负责各类设备的接入和控制。平台可接入各类第三方设备，由于各厂家设备的稳定性、可靠性不尽一致，此举防止平台因设备缺陷出现致命错误；同时设备接入网关屏蔽了各类硬件设备的差异，提供统一的控制和数据交互接口，极大简化了平台定制开发。v 良好的扩展和兼容特性系统除了支持海康全系建筑安防产品外，针对现实应用中大量存在利旧的需求，可适应各种品牌的硬件接入，兼容若干国内主流厂商的标准化设备，支持标准GB/T 28181、ONVIF、PSIA设备的接入，兼容若干主流报警主机的接入等，并提供协议接入，SDK接入，主动注册设备接入等多种接入方式接入更多第三方厂商设备。考虑到第三方SDK的实现质量会成为系统的不可控因素，需要进行一定的隔离，iVMS-9800平台在处理非标准流接入时，引入转码、转封装等优化技术，实现对码流的隔离。v 集群和热备系统的安全和设备的稳定运行均有高标准要求，平台为此提供了多种保障。支持各类服务的双机热备，支持设备接入网关、存储系统、系统集群，最大限度的减少各类严酷环境对平台造成的影响，支持存储系统的N+M热备。1）业务智能优化由于对多个系统资源进行整合，对所有设备状态进行在线实时监控，设备状态在平台内部共享并可随时调用与控制，通过预先设定不同的联动策略，可方便的实现各项系统联动功能。基于系统数据的整合，通过后期软件编制可实现如预案处理、协同合作、远程监管等方便有效的业务管理方式。2) 智能网管与维护网管服务器对系统内的网络运行状况，设备运行状况、服务器运行状况进行监视和管理，并能以各种图表的形式进行实时显示。主要提供资源清单管理、远程维护管理、性能管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进行查询、统计，并生成相关报表。3) 智能化分析应用本综合安防系统融合先进的生物识别、车辆抓拍、视频分析等前瞻性应用技术，基于背景建模技术的行为分析：查找监视对象的动态目标，并根据设置的报警规则进行报警。主要的检测事件有：警戒区域入侵、跨越警戒面（虚拟围墙）、警戒区域徘徊等，可按规则联动电子地图、实时画面弹窗显示、语音报警、智能球机控制等，使化工厂信息化建设的智能化程度大幅度提升，有效降低了值班人员的日常工作量，大大增强了化工厂的整体安保能力。4) 安全性系统提供统一的认证、授权管理机制，信令协议支持SSL加密传输，音视频流传输支持AES加密，全方位保护信息安全。视频流内嵌水印支持，防篡改，为系统提供全方位的信息安全保护。通过深入分析本化工厂项目工程对综合安防系统的实际需求及项目的特殊性，在参照相应规模应用的系统配置和造价水平等要素后，根据“投资合理、规划统一、应用超前”的设计思想，及我司多年来在类似项目实践中的丰富经验，为客户方规划出一套完整的系统设计建议方案。该方案不仅可满足客户目前的使用要求，而且可适应化工厂在今后信息技术的发展和长远规划中的应用需求，以最大程度来满足项目未来需求量的变化和扩充。第 三 章 系统总体设计3.1 总体构架随着防爆领域不断扩大，功能要求不断提高，就产生了由防爆设备组合构成系统，该系统在防爆区域使用标准防爆设备，在安全区域使用现代化监控设备，此系统可以随时观察和记录到车间、各厂区及其仓库等防爆区域的整个现场动态情况，从而保证整个单位管理的正常、顺利进行，以及设备的安全运行。对于某某某化工企业综合安防系统的建设，绝不应该是对各个子系统进行简单堆砌，而是在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统之间、与外部其它智能化系统之间的完美结合。系统主要依托于化工企业综合管理平台，来实现对众多安防子系统的统一管理和控制，通过企业综合管理平台建设，实现统一数据库、统一管理界面、统一授权、统一权限卡、统一安防管理业务流程等，同时考虑将各安防系统资源作为信息化基础数据，满足部分生产运营管理的业务需求，辅助业务流程优化。基于iVMS-9800平台，前端子系统可接入子系统包括（不限于）以下系统：1) 视频监控子系统； 2) 厂区出入口车辆管理系统；3) 一卡通管理系统；4) 热成像测温系统；5) 火炬放散监测系统；6) 可视化车载监控系统；除此之外，平台支持通过标准接口（如OPC等）或通过SDK接入第三方设备进行联动。基于海康威视能源综合管理平台的整体解决方案支持系统的灵活部署，根据实际项目的设备接入规模、包含子系统类型及各模块功能需求，可按需配置多种模块化服务，按需部署相应的服务器。在统一平台管理的基础上，系统提供精细化的分级权限管理以及总部到分支的远程联网管理。3.1.1 系统拓扑图1. 监控系统总体结构图3.1.2 系统组成 监控系统由摄像机、数字硬盘录像机、监视器、传输线缆等组成，采用数字存储方式。中控室内值班人员通过控制台切换操作监控图像。录像部分采用数字硬盘录像方式，数字硬盘录像选用D1格式的128路全实时硬盘录像机。 由摄像头组成的监视体系，将单位各处的情况汇总到监控中心。同时通过联网，硬盘录像机可以进行远程图像管理，也可以在楼内其它地方实现对中心的图像管理。为保证图像清晰、实时传输的带宽需要以及网络安全的要求，需构建起某某某化工企业总控中心管理平台；各生产调度室管理分平台；前端监控点三层结构的视频专网，作为图像信息的传输通道，为图像信息的采集传输和应用提供强有力的支撑。通过视频专网可实现化工厂生产调度、指挥及各管理部门之间资源的互联互通。1) 监控中心对前端设备的视频监控、周界防范、出入口车里管理、一卡通管理、热成像测温、火炬放散监测等系统进行了整合，主要负责对危化品企业视音频、报警信息进行采集、编码、存储及上传，并通过站端平台预置的的规则进行自动化联动。2) 化工厂总控中心系统总控中心系统可管理危化品企业内部的所有设备，接收由各区域上报的信息，满足中心系统用户视频、环境报警信息查看的需求。3.2 系统组网3.2.1 视频传输带宽要求结合项目实际需求，视频传输专网网络带宽要求如下：公司级总控中心主干网络带宽应达到万兆以上，分厂汇聚层交换机要千兆以上，分厂监控点位汇聚中心机房至所属单位用户终端带宽应达到百兆以上，原有带宽未达到要求的，应增加带宽；3.2.2 平台联网带宽要求平台互联所需的网络带宽并发联接的视频路数单路视频码流。在考虑余量的情况下，网络带宽应满足如下要求：1) 中心平台与下级分厂单位联网平台间20路并发。 2) 分厂平台与下辖生产区联网平台间10路并发。各级联网平台应根据视频图像编码码率设置情况和跨级平台间并发路数的要求，合理估算平台互联的网络带宽需求。采用 H.265编码标准的视频带宽可按如下方式估算：单路标清视频图像 ，4CIF/D1格式，25帧/秒，传输码率一般为 800kbps。单路高清视频图像， 720P 格式，25 帧/秒，传输码率一般为 1000kbps。单路全高清视频图像， 1080P 格式，25 帧/秒，传输码率一般为 2000kbps。3.2.3 网络质量要求平台内部及各级平台之间互联的服务质量（QoS）等级要求如下：1) 网络时延上限值为150ms；2) 时延抖动上限值为50ms；3) 丢包率上限值为110-3。4) 包误差率上限值110-4。3.3 系统功能特点3.3.1 智能：多智能技术、整合应用系统运用多种智能分析技术，包括视频行为分析技术、自动跟踪技术、人脸抓拍识别技术、车牌抓拍识别技术、智能透雾技术、视频质量诊断技术、智能后检索技术等，对实时视频流和录像回放视频流进行逐帧分析，自动过滤无用的视频图像，让安保人员专注于有“价值”的视频。智能技术的应用，相当于给危化品企业配置了“永不疲劳”的保安，并变被动监控为主动监控，达到危化品企业安防事件的“事前防范、事中处理、事后分析”的目的。3.3.2 高效：各技防系统深度融合平台提供各类编解码设备管理、存储管理、网络管理、报警管理等基础设备管控功能。同时对各子系统进行统一的监测、控制和管理，可以兼容视频监控、周界防范、出入口车辆管理、环境监测、火灾报警、智能控制等多个辅助业务应用子系统。通过优化系统架构，提高系统的整体效能，使平台的管理更灵活、更人性化，为用户提供一站式的解决方案。平台还支持智能预案，使危化品企业在不依赖于人甚至独立于人的情况下实现不同系统间的智能联动。3.3.3 安全：有效的数据安全策略系统具有有效的数据安全策略，通过身份认证和权限管理，确保用户认证后才可以进入系统，进入系统后还需严格执行访问权限和管理权限。权限设置采用多层次、高加密技术，以确保系统各单元运行的安全，同时系统用户登录、操作、配置等功能都采用严格的传输加密机制。对于数据存储，采用危化品企业分布式存储+总部网络存储，并通过硬盘保护机制、RAID5技术，保证录像数据不会丢失。前端海康设备可采用AES加密，只有使用海康威视专用AES解密播放器才能解码播放录像。3.3.4 可靠：完善的运维管理机制平台能够提供完善的综合监控与运维管理功能，可实现对视频设备、报警设备、门禁设备、对讲设备、环境设备、网络设备、存储设备、服务器、中间件系统、数据库系统等各种资源的全面监控和管理，达到监控系统的可视化、可控化和自动化管理目的。平台帮助各级运维部门快速定位故障，迅速恢复监控系统运行环境，并通过规范的流程化运维管理，将管理数据电子化、管理过程规范化，从而为全网运行环境构建统一、完善、主动的流程化运维、规范化服务和集中化管理，全面提升运维管理能力。第 四 章 前端系统设计4.1 视频监控子系统4.1.1 原有视频监控系统的整合4.1.1.1 已建监控设备接入对于新建支持标准协议网络监控设备，可采用设备直接接入平台的方式，由中心平台/联网平台直接接入前端编码设备、卡口设备、矩阵设备、车载单兵设备等各类监控设备，实现各类视频资源的整合联网。4.1.1.2 原有编码设备的接入已建的各类视频编码设备，包括原有IPC，由于数量多，建设时标准不统一，设备版本及型号各异，如果直接对此类设备进行国标化升级，一方面升级工作量巨大，另一方面设备升级会对原有定制功能产生影响，基于上述原因，我们设计采用视频接入网关方式进行接入。视频接入网关可满足不同厂商设备、不同接入协议设备的整合需要，同时可满足后期国标28181设备通过SIP协议主动注册的接入方案。图2. 视频编码设备兼容接入图3. 监控大屏显示图4.1.1.3 整合接入方式1) 视频综合平台作为主要切换控制输出设备，可同时实现数字高清、IP高清、IP标清和模拟标清视频图像的切换输出，通过HDMI或DVI接口输出到大屏幕；2) 只需将模拟矩阵若干路输出接入到视频综合平台输入板中，原有模拟矩阵和视频综合平台之间的互联由矩阵接入网关管理，如果系统需要使用键盘控制，键盘只需要连接到平台软件，平台软件将命令解析转发即可；3) 平台软件发送级联命令到矩阵接入网关，矩阵接入网关将命令转换为模拟矩阵切换命令，将模拟矩阵输入切换到视频干线中；4) 平台软件从视频综合平台干线输入端的编码通道中取编码视频流到平台客户端显示，如果需要上墙，平台软件可将视频流推送到本级或上级的视频综合平台中进行统一解码上墙。4.1.2 新建安防监控系统4.1.2.1 安防监控系统安防监控系统主要负责对化工企业重要区域进行全天候的常规视频监控，海康威视在利用了公司高清视频技术方面的研发优势，将低码率、低照度、智能分析等视频技术与防爆技术紧密结合，打造出符合危险品场所应用的高清防爆产品。同时它与子系统进行报警联动，满足对安全管理的要求。除了常规视频监控外，本方案还采用智能视频监控，以此提高系统的实用价值。4.1.2.1.1 监控点分布前端摄像机的作用是进行视频采集，利用光学成像原理，把连续的现实环境瞬间状态模拟成连续的二维静态图像，在显示设备顺序播放，在人的视觉感应下，就像是在现场观看一样。视频监控的点位布置包括，但不仅限于下列场所，设置视频采集设备，监控作业行为、劳动纪律、物资交换情况、出入口车辆及人员情况、各种应急事件的处理等： 1) 510和520车间的配置520车间一楼罐区多，环境相当复杂，应设置12个防爆监控点，二楼设置6个报防爆监控点，三楼设置6个防爆监控点，510车间一楼设置12个防爆监控点，二楼设置6个报防爆监控点，三楼设置6个防爆监控点，每个监控点为数字网络高清防爆一体机，以供化工企业控制中心监控罐区设备运作及人员操作流程情况。2) 300车间的配置300车间一楼隔间多，本着企业全覆盖的原则，应加装10个监控点，二楼设置4个监控点，三楼设置4个监控点，每个监控点为数字高清网络枪机，对设备运行及人员操作情况进行监控。4.1.2.1.2 摄像机选型4.1.2.1.2.1 应用环境1) 防爆性在危化品企业罐区域内，尽量不要安装普通型监控设备，若需要，必须安装防爆设备。化工企业具有易燃易爆的特性，包括在正常温度下，会挥发出大量易燃易爆蒸气，场区空气中的气体达到一定浓度遇明火都会引起爆炸。所以这一领域与其他领域的监控系统最大的区别就是前端系统和传输过程的防爆要求。国家规定天然气、石油、柴油、火药、炸药等100米 范围内不能有明火，而普通监控摄像机非防爆，且摄像机电路易短路，致使明火，因此不允许此环境使用。并且根据摄像机防爆级别不同，应严格依据等级配备，禁止低级别应用于高端场合。化工企业部分生产部门在生产、加工、运输和贮存的各个过程中，经常可能泄露或溢散出易燃易爆气体。这类物质与空气混合后，可能成为具有爆炸危险的混合物，当混合物的浓度达到爆炸浓度范围时，一旦出现火源即会引起爆炸和发生火灾等严重事故。在这类危险环境中使用的电气设备都必须时经过专业机构认证的具有防爆性能的产品。目前海康威视提供的防爆产品满足所有防爆等级中最高等级Ex d IIC T6 Gb/DIP A 20 TA，T6。 防爆摄像机系列（枪机、球机、红外一体机）2) 防水防尘、日夜监控由于防爆摄像机实行24小时监控，并用在室外，所以适合采用高清晰度、低照度、防水防尘的防爆枪机。3) 高性能和高清晰度工业级监控对摄像机的性能要求较高，以高度集成化完成24小时监控，部分产品要求图像自动侦测，自动报警。而且有些监控摄像机用于数据的读取，因此要求产品的清晰度高，具有高画质录像功能。4) 监控范围大安装于出入口及危化品企业内的摄像机，要求视野宽广、无障碍、监控范围大。另外，由于摄像机实行24小时监控，所以适合采用高清晰度、低照度的一体机。4.1.2.2 高空瞭望监控系统化工企业占地面积大、范围广、生产作业环境复杂，普通摄像机数量有限只能满足近距离的监控需求，却无法满足大范围、超视距、全天候的精确监控。在化工企业可在较高位置设置高倍率云台摄像机实现大范围的图像精确监控，既兼顾大场面，又可实现具体目标特写拍摄。同时化工企业管理者可以利用完善的高空瞭望监控系统来了解、判断化工厂安全生产区域，以及厂区道路安全等相应突发事件。 4.1.2.2.1 系统功能1) 实时监控采用海康威视的高品质摄像机，具有防尘、防水等功能特性。实时获得监控区域内清晰的监控图像，各种型号系统的摄像机可以满足不同区域监控点的监控需求，实现24小时不间断监控。并且可以对带云台设备进行云台操作，对视角、方位、焦距的调整，实现全方位、多视角、无盲区、全天候式监控。2) 录像存储本系统支持前端存储和中心存储两种模式，前端的视音频信号接入视频处理单元存储数据，达到前端存储的需要，以供事后调查取证；也可部署存储服务器和存储设备，适合大容量多通道并发的中心存储需求。3) 处置预案通过视频监控系统和其他辅助系统的关联，能够提供丰富的视频预案：客户端联动、电视墙联动、报警录像等。有助于相关部门第一时间发现事故点，迅速做出反应，把事故损失控制到最小范围。4) 远程维护通过平台软件能够对前端设备进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。设备提供远程访问功能，运维人员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，提高的设备维护效率。5) 系统管理通过平台软件能够进行全方位管理，提供中心管理、Web服务、认证授权、日志管理、资产管理、地图管理、流媒体服务、云台代理、存储管理、文件备份、设备代理、移动服务、报警管理、电视墙代理、网管服务等系统服务，提高整套系统的工作效率。6) 业务互动通过与第三方环境监测数据采集系统对接后，可对第三方系统中的环境监测数据和监控区域的画面做一一对应，并可以实现第三方环境监测数据和视频画面的叠加，通过叠加之后，能够更加直观的查看视频和环境监测数据。7) 移动服务通过手持终端（手机、平板等）能够随时随地远程监控，实现预览、云台控制，为应急指挥、巡视检修提供便捷的技术保障。4.1.3 监控前端其他辅助设施建设4.1.3.1 监控杆件监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。监控立杆设计需要考虑整体杆件的设计、立杆材质、杆型、焊接工艺、表面处理以及杆体颜色等。主杆型分为四方型杆和八棱锥型杆。同一条道路或者同一个区域应安装同一类型杆体。在十字路口、车辆密集区等监控范围较大的场所宜采用6m或8m高的杆。横臂的长度不小于80cm，以减少死角范围。人行道宜采用3.5m或4m高的杆。采用立杆固定时，杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，地基应是硬质，同时根据小区现场安装点的地质的实际情况，调整相应的尺寸。立杆的安装应牢固，不得歪斜，需用水平仪来测定；制作要美观，其顶部应做防水帽。立杆应有较高强度，抗台风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐。立杆基础规格按不同的杆体进行分别设计。为了满足全厂区视频图像系统整体联网的需求，方便快速定位，特制订八位立杆编码规则。包括2位的一级单位+2位二级单位编码+4位的立杆编码，从而构成8位立杆编码。4.1.3.2 标识牌视频监控区域标志的制作材料应选用环保、安全、耐用、阻燃、防腐蚀、易于维护的材料，使用期间标志材料应不变形、不褪色。对需要夜间识别的视频监控场所，应确保标志有足够的照明。可通过照明、反光或自发光等方式确保标志清晰可辨。监控标识牌图案可根据厂区元素进行设计：图4. 监控标识牌图案4.1.3.3 前端供电系统前端设备视工程实际情况，可采用集中供电或分散式供电，重要点位应配备相应的备用电源装置。 集中式供电：适用于前端监控点在一个区域内相对比较集中的情况。从附近的供用电低压台区设搭火点，引到路径最近或施工最便捷的前端监控点，此监控点的电源提供给附近其他监控点以挂葫芦的方式取电。采用集中供电具有电源质量相对稳定，产权分界明晰和易于维护的优点，也是前端感知系统主要采用的供电方式。图5. 监控点集中式供电接线图 分散式供电：在前端设备的安装位置附近接取电源。适用于较分散的前端监控点供电，以及无法提供集中供电条件的现场安装环境。在这种供电方式下，电源供应的质量较差，维护比较困难，在无法集中供电的情况下可采取此供电方式。图6. 监控点分散式供电接线图第 五 章 承载网络设计5.1 组网方式5.1.1 监控传输网络设计5.1.1.1 网络结构设计监控传输网络系统主要作用是接入各类监控资源，为中心管理平台的各项应用提供基础保障，能够更好的服务于各类用户。网络结构如下图所示：网络拓扑示意图1) 核心层 数据中心核心网核心层主要设备是核心交换机，作为整个网络的大脑，核心交换机的配置性能较高。目前核心交换机一般都具备双电源、双引擎，故核心交换机一般不采用双核心交换机部署方式，但是对与核心交换机的背板带宽及处理能力要求较高。2) 接入层 前端视频资源接入前端网络采用独立的IP地址网段，完成对前端多只监控设备的互联。前端视频资源通过IP传输网络接入监控中心或者数据机房进行汇聚。前端网络接入目前采用两种常用方式，通常为点对点光纤接入的方式和点对多点的PON接入方式。接入层需对NVR存储设备的网络接入提供支撑，确保NVR存储设备网络环境安全可靠。 用户接入对于用户端接入交换机部分，需要增加相应的用户接入交换机，提供用户上网服务。监控中心部署接入交换机，通过万兆/千兆光纤链路接入到传输网络中。保证监控中心解码器及客户端的正常适用。对于网络设计中存在两级架构如下图所示，具体的设计这里不做详细介绍。5.1.1.2 网络传输带宽要求 考虑到网络传输过程及其它应用的开销，链路的可用带宽理论值为链路带宽的80%左右，为保障视频图像的高质量传输，带宽使用时建议采用轻载设计，轻载带宽上限控制在链路带宽的50%以内。1) 核心层交换机到接入交换机的网络采用光模块来传输，带宽需达到千兆以上，原有带宽未达到要求的，增加带宽；2) 传输设备如光纤收发器到接入交换机之间的带宽建议达到百兆；3) 传输设备如光纤收发器之间的传输带宽建议达到百兆；结合项目实际需求，网络带宽规划可做相应调整。第 六 章 监控中心设计6.1 监控中心组成化工企业总控中心建设内容具体包括视频存储子系统、视频解码拼控子系统、大屏显示子系统、平台管理软件等，本章主要介绍存储子系统、解码拼控子系统和大屏显示子系统。6.1.1 系统结构设计监控中心包含控制部分、解码及显示部分、存储部分和平台承载服务器。总监控中心由中心管理服务器、流媒体管理服务器、中间数据库服务器、管理客户端、存储、视频综合平台（可选）和电视墙（可选）等组成。监控中心是整个视频监控系统的核心，实现视频图像资源的汇聚，并对视频图像资源进行统一管理和调度。视频综合平台完成视频解码上墙和图像的拼接控制，同时其在硬件层面支撑管理平台，并通过网络键盘进行视频切换和控制，通过高清大屏对高清视频进行精彩展现。6.1.2 存储子系统存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务的系统，是为用户提供录像检索与点播的系统。1) 存储架构本方案存储采用基于磁盘阵列的CVR模式，这种存储模式省去了网络存储服务器，因此存储不再受网络存储服务器性能的影响，存储更加高效稳定，并节省了一定的成本。2) 视频存储的技术要求录像数据存储在磁盘阵列高速设备上，存储的图像数据采用标清或高清格式，录像数据应保存30天以上。存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索，允许多用户同时检索、调用录像。实际系统建设可按照不同区域设定存储格式和存储时间。但今后增加设备空间要预留。3) 存储系统的空间要求4CIF格式存储：监控资料存储系统的空间需求和监控系统的实际和使用有着直接的关系，需求的存储空间大小可以通过计算公式直接计算出来，如果录像以4CIF格式进行存储，平均码流1.5Mps，平均每通道一天 24 小时容量约为15.5GB，总的存储容量可按实际监控通道数及存储时间计算得出。720P图像存储：根据存储容量计算公式可以计算出，如果以720P图像格式存储，平均码流4.5Mps，每路摄像机一天 24 小时容量约为46.5GB。4) 监控资料后期检索方式监控资料的后期检索也是监控系统中的一个非常重要的环节。在监控中的实时监控图像固然重要，录制下来的监控资料也会在关键时候发挥更大的作用。在监控中，录制下来的监控资料可以作为不法分子的犯罪证据；在综合体监控中，录制下来的监控资料可以作为意外事件中的分析资料等等。完善的监控系统会提供多种监控资料的后期检索方式以供选择，一般会分为简单检索功能和复杂的检索功能。需要注意的是，用户的查询检索同样会消耗存储系统的 I/O，并且是与监控录制系统同时工作，尤其检索查询的用户同时大量并发时，对存储系统将会是一个严重的考验。6.1.3 解码拼控子系统解码拼控子系统主要是采用海康威视系统级的以解码、控制、拼控等功能集于一体的视频综合平台来进行设计，满足解码拼控等功能。视频综合平台参考ATCA ( Advanced Telecommunications Computin