新乡XX生活小区联网视频监控系统方案设计书.doc

目 录第一部分 视频安防监控系统规划建设设计方案4第一章 前言41.1定义41.2系统设计依据41.3系统设计原则51.4系统设计要素61.5系统特点71.5.1可靠性高71.5.2高解析度71.5.3流控分离71.5.4维护便捷81.5.5兼容完美8第二章 系统总体设计92.1总体架构92.2系统传输部分设计102.2.1监控点至分控室部分设计102.2.2分控室至总控室网络系统设计102.2.3总控室网络系统设计112.3监控点部署112.4分控室及前段接入122.5医院总监控指挥中心142.6数据存储部分设计152.6.1前端分控室硬盘录像机本地存储15第三章 系统详细设计163.1图像采集163.2编码压缩163.3录像存储183.4网络传输193.5管理控制203.5.1总体结构203.5.2管理中心223.5.3控制中心23第四章 系统功能描述254.1功能概述254.2系统管理254.2.1系统管理概述254.2.2接入与状态管理264.2.3监控中心信息查询274.2.4巡检及事故通知274.2.5报警布防及报警通知284.3电视墙功能294.3.1电视墙功能概述294.3.2启动解码器304.3.3显示实时图像324.3.4视频编码器故障处理334.3.5回放历史图像344.4录像功能354.4.1录像功能概述354.4.2计划录像374.4.3电视墙图像录像394.4.4报警联动录像404.4.5硬盘录像机故障时的热备份录像404.4.6回放历史图像404.5报警联动414.6流媒体服务434.7智能视频监控434.7.1传统监控系统的局限性444.7.2智能监控产品的功能44第五章 产品选型475.1摄像机475.1.1海康威视DS-2AF1-6XY系列网络室外球型摄像机47(一)主要特性47(二)技术参数48(三)外形尺寸505.1.2海康威视DS-2CC512P50(一)主要特性51(二)应用场景51(三)技术参数51(四)外形尺寸525.1.3DS-2CC512P-FD1/ FD252(一)主要特性52(二)技术参数53(三)外形尺寸545.2网络硬盘录像机555.2.1海康威视S-8100HC-S系列数字硬盘录像机55(一)产品简介55(二)订货型号55(三)特别说明55(四)物理接口55(五)技术参数565.3三维控制键盘575.3.1 海康威视DS-1002K/1003K控制键盘57(一)产品概述57(二)订货型号575.4网络交换机585.4.1华为Quidway S2000-EA系列运营级接入交换机585.4.2华为Quidway S5600系列全千兆智能弹性交换机605.4.3华为Quidway S6500系列高端多业务路由交换机63第六章 不间断供电系统设计666.1系统总功耗的计算666.2系统UPS不间断供电设备的选型676.3山特A 系列UPS(424KVA)主要技术参数及功能描述67第七章 系统防雷与接地系统设计717.1 前言717.2 主要依据717.3 闭路监视系统的组成及雷害成因727.3.1 闭路监视系统的组成: KTD-127解码器（有吗？）727.3.2 CCTV系统雷害成因:727.4 CCTV系统的综合防雷727.4.1 前端设备的防雷727.4.2 传输线路的防雷737.4.3 终端设备的防雷73 80 / 80第一部分 智能小区安全防范建设系统规划设计方案第一章 前言1.1定义本系统是新乡XX小区建设安全防范系统中的一个子系统，即视频安防监控系统（VSCS）。本系统的设计以现有已颁布的安全防范国家标准、行业标准等规范性文件为主要依据，同时兼顾甲方的具体要求和特点。中心控制室指用于对视频安防监控系统进行集中管理与监控的室内空间。分控室指用于对视频安防监控系统进行区域性监控的室内空间。管理中心指用于对视频安防监控系统实施管理的软件系统。监控中心指用于实现视频安防监控系统服务器功能的软件系统。控制中心指用于实现视频安防监控系统客户端功能的软件系统。1.2系统设计依据系统规划设计建设应依据并达到下列（或超过）中华人民共和国或行业现行的工程建设标准、规范的要求。安全防范工程技术规范GB 50348-2004视频安防监控系统技术要求GA/T 367-2001信息技术设备包括电子设备的安全GB4943-95安全防范工程程序与要求GA/T75-94安全防范系统验收规则GA/308-2001视频安防监控系统技术要求GA/T367-2001入侵报警系统技术要求GA/T368-2001出入口控制系统技术要求GA/T394-2002建筑智能化系统设计技术规程GBJ01-615-2003安全防范系统通用图形符号GA/T74-2000智能建筑设计标准GB/50314-2000建筑物防雷设计规范GB50057-94建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范GB/T50312-2000民用闭路电视系统工程技术规范GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范GB/02198-94有线电视系统工程技术规范GB50200-94有线电视系统工程技术规范GY/T106-92防盗报警控制器通用技术条例GB12663-90以太网10BASE-T标准EEE802.3以太网100BASE-T标准EEE802.3U其他相关建筑设计文档和系统需求说明文档。1.3系统设计原则小区安全防范智能监控系统建设的总体目标：对小区出入口、小区周界、单元出入口、电梯轿箱、车库出入口、车库内部等进行监看、监控图像储存等区域实施实时视频监控，利用智能视频分析设备对监控点的视频信号进行实时分析理解，通过该系统，各监控站点的监控内容以实时采集的视频数据文件方式传输给监控中心，智能分析结果呈现在中心的显示终端上，通过智能报警信号及时发现问题并在第一时间加以妥善处理，为管理决策提供信息依据，有效地增强系统的预警能力，提高系统的防范能力，提高管理效率和水平。根据创建全国一流小区的总体目标，按照小区管理规范化、现代化、科学化的要求，安防系统设计体现以人为本的精神，坚持安全可靠性、技术先进性、经济实用性等原则，建成一个集视频图像技术、计算机网络技术、现代通信技术于一体的具有监控、报警、调度指挥等多种功能的综合管理系统。1、安全可靠性：系统规划设计应符合国家、行业和公安部门有关安全技术防范要求，统筹物理安全、网络安全、边界安全、系统安全、应用安全等安全技术平台，确保系统长期安全稳定运行。2、技术先进性：充分考虑安防领域技术的发展和系统的生命周期，参考目前安防设备的发展水平，选用符合国际规范和服务标准要求的最新技术和成熟成果，系统设备具有技术先进性和扩容性，以满足学校长远发展的需要，为后期建设扩展预留空间。 3、经济实用性：在确保系统性能有效、稳定可靠的基础上，考虑系统技术先进性的同时，充分考虑使用要求，使系统的功能尽可能的完善并充分加以利用。并根据实际需要选择最优性能价格比和具有扩充能力的主流产品，系统之间考虑资源的共享性，最大限度地降低系统造价和运行费用。4、标准开放性：系统设计与设备选择应遵循标准化与开放性原则，应考虑与已有其它系统之间的兼容，做到统一标准，统一接口，统一平台，统一管理，实行互通互联，资源共享。1.4系统设计要素本系统规划设计的规模为个监00控点。具体摄像机类型、数量和分布位置经实地勘查后确定。视频安防监控系统分现场监控点、弱电间设备、通讯线缆、网络设备间设备与中心控制室等几个部分。现场监控点主要包括摄像机、镜头、防护罩、安装支架、云台和解码器等设备，分布在室内及室外各监控区域。弱电间设备主要为视频监控系统电源箱，负责为现场监控点的设备提供电源，靠近中心控制室。网络设备间在各分控室，内配置复合式网络硬盘录像机、网络交换机等设备。所有设备均统一安装在十九英寸机柜中，用于视频信号的编码、录像存储和网络交换传输。通讯线缆包括到现场摄像机电缆和光纤两部分，到现场摄像机电缆由现场摄像机敷设到分控室的网络硬盘录像机，视频采用的是SYV75-5电缆，控制信号采用RVVP2x1.0电缆。摄像机电源采用RVV2x1.5电缆，由摄像机敷设到中心控制室电源箱。此外交换机的光纤连接沿用学校已建网络。中心控制室包括视频解码服务器、网络交换机、流媒体服务器、管理中心服务器、控制中心服务器、集中存储服务器、磁盘阵列、电视墙等设施。是视频监控管理系统管理监控中心。系统设计作为一个独立的视频安防系统来设计，同时与安防集成管理系统预留接口。1.5系统特点1.5.1可靠性高采用嵌入式DVR作为编码存储设备，是该系统的核心设备，其优秀性能既可帮助用户改造旧有模拟监控系统，又可建造全新的网络监控系统。DVR压缩录像，录像码流不受网络通、断、波动的影响，确保录像文件完整性。DVR 平均无故障时间超过2万小时，内置大容量高速高可靠性的SATA硬盘作为存储介质。中心控制室部署IPSAN对重要监控点进行备份录像。技术成熟可靠，经大量工程项目验证为目前稳定性最优秀的解决方案。1.5.2高解析度海康威视的摄像机采用高性能CCD感光芯片，具备极高地解析度、色彩还原度、饱和度，最高可选择540线超高解析度。海康威视第三代网络DVR采用 DSP高性能压缩芯片和CPU控制芯片，以先进的H.264压缩算法确保网传和录像的画面有较高的画质。后端海康威视解码器（或解码服务器）支持输出最高Full D1画质。从画面采集、压缩编码（网传、存储）、解码上墙整个系统而言，各部分均保证了画质，做到了真正地高画质采集记录和还原。1.5.3流控分离业界首创的双码流技术（预览流与存储流分离技术），主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调。借此在用户网络质量下降时，选用子码流进行网传，主码流进行录像，既满足录像文件的优秀画质，又确保远程预览得以进行。同时，根据多年来对监控行业的深度认知，超过80%的录像为无用数据，我们提供事件录像机制：7*24小时常规录像设置为低码率、低帧率、CIF画质进行录像，而移动侦测、报警量触发的录像采用高码率、全帧率、高画质进行录像。这种方式既保证重要录像的高清性，又大大减小了录像文件的容量，能很好地契合用户的使用需求。视频流与控制流分离技术。因视频流数据量较大，并发访问数量增加将增大DVR CPU处理负荷以及出口带宽压力，利用流媒体快速复制分发的特点，解除DVR并发访问路数限制，稳定网口处理速度。而因控制流数据量小，实时性要求高，不穿越流媒体服务器，在传输线路上减小延迟（小于300ms）。1.5.4维护便捷管理中心智能检测前端设备，自动判断设备运行状态是否正常，异常情况将以图示和文字提示的形式显示在管理界面上。指示维护人员快速定位异常设备，并进行针对性处理，提高系统故障修复响应速度。设备自身具备异常报警机制，包括视频错误、视频恶意遮挡、网络掉线、硬盘出错等现象，均会主动上传中心控制室提醒安保人员，维护人员至设备间可利用设备蜂鸣器的声音快速找到出错设备。1.5.5兼容完美海康威视的所有设备均基于同一套SDK开发包，保持纵向和横向兼容。即同一型号不同软件版本的设备均可无缝接入监控平台，此外无论是DVR还是解码器均可接入同一平台。向友商提供全套SDK（API函数）用于集成开发。第二章 系统总体设计2.1总体架构系统采用三级网络架构，分为前端各监控接入点-各区域分控中心-小区总监控指挥中心三部分，前端各监控接入点建议使用模拟球型摄像机或模拟枪型摄像机。硬盘录像机将本区域内的数字视音频信号在中心通过监控专网向小区总监控指挥中心传送。小区监控指挥中心主要部署管理服务器和流媒体服务器，电视墙服务器，电视墙等设备实现对系统内所有软硬件资源的调配和鉴权管理，电视墙集中视频监看等功能。系统总体拓扑如下：2.2系统传输部分设计2.2.1监控点至分控室部分设计视频及控制信号传输设计：前段监控点至各分控中心硬盘录像机处，有冗余光纤资源的，建议通过视频线汇总至光纤接入点，用视频光端机通过冗余光纤将视频信号及控制信号传输至分控中心，接入硬盘录像机，距离分控室距离近且方便布线的监控点建议直接布设视频线缆及控制线缆将视频信号及控制信号传输至硬盘录像机。前段设备电源供应设计：前端监控点电源供应建议从分控中心UPS不间断电源直接供应，从分控中心至各光纤接入点或监控接入点各布设一条220V电源总线，在光纤接入点或监控接入点安放相应的电源适配器对前端设备供电，同时在光纤接入点或监控接入点安放电源设备箱用来盛放光端机，摄像机电源适配器等设备。2.2.2分控室至总控室网络系统设计各区域分控室至中心布放的嵌入式网络硬盘录像机除了进行本地编码存储和本地实时监控之外，还负责将区域内的数字视音频信号通过小区网络（已有或新建）传输至总控中心进行实时监看或中心备份存储。对于分控室至总控中心已有网络连接的，建议使用原有网络链路分控中心至总控中心传输。对于分控室至总控室没有网络连接的，建议利用医院冗余光纤资源，配置100M网络光端机进行分控中心至总控中心的数据传输。2.2.3总控室网络系统设计总控室是整个系统的数据中心及控制中心，为了保证系统的持续可靠运行，网络交换系统部分的可靠性及冗余设计是不能忽视的，网络接入部分建议采用双交换机双链路设计，为了保证总控室内部各功能服务器及监控终端之间的高速数据交换，建议全千兆交换机进行中心控制室内部的高速数据传输，在满足总控中心实际服务器及终端数量当前端口需求的基础上，还应保证一定的端口冗余，以备以后系统扩展其他分控或其他各小区联网监控系统图像资源接入及集中管理时相应的网络接入需求。2.3监控点部署监控范围覆盖整个小区，包括：大门口、主干道、广场活动区及其周边辐射范围。重点监视人员活动、车辆运行及物资流动情况。并根据需要选择合适的摄像机、球型摄像机等图像采集设备。各区域摄像机的部署情况见摄像机布设表，摄像机具体安装位置见监控系统布防点位图。监控区域摄像机类型数量设备选型备注主干道、生活广场与大门口6寸18倍网络智能中速球型摄像机0海康威视DS-2DM1-612H/CY（1）对进出小区的人员、车辆物资出入情况、主干道人员情况、生活广场活动人员等情况进行监控； （2）对进出小区的车牌及司乘人员等情况进行监控。车牌抓拍540线车牌识别强光抑制摄像机1海康威视DS-2CC178P-A /CY（1）对进出车库、地下室车辆等情况进行监控；（2）对进出大门口车辆进行实时监控。周界环境540线红外防水彩色枪型摄像机海康威视DS-2CD892P-IR3/CY（1） 对小区周界人员活动情况进行实时监控；（2） 对周界墙边的物资安全堆放情况进行实时监控；电梯内环境480线电梯专用彩色摄像机1海康威视DS-2CC512P-FD1/CYl 对进出电梯人员活动情况进行监控；l 对进出电梯内货物活动情况进行监控。合计0个监控点（0个球形摄像机，0个电梯专用摄像机，0个红外防水彩色枪型摄像机）2.4分控室及前段接入分控室及前段接入部分主要负责前端摄像机视音频信号接入及区域监控管理，同时也把本区域内的数字视音频资源向小区总监控指挥中心传送，分控室及前段接入部分拓扑如下：分控室主要设备构成功能描述如下：模拟半型摄像机：负责前端视频信号采集及云台镜头控制，传输到硬盘录像机上进行编码存储与网络传输。网络硬盘录像机：负责对前端模拟摄像机传送过来的视音频信号进行压缩存储及回放，同时通过网络将数字视音频信号传送到学院总监控指挥中心。接入网络交换机及光端机： 负责将网络视音频信号进行光电电光转换同时向监控专网传送。根据现场勘查，监控点图像汇聚到就近的光端机或者网络交换机上。将附近所有的视频、控制线缆汇集后，送入本地硬盘录像机（DS-8116HC-S系列）进行数字化压缩编码后本地存储，录像文件存储在硬盘录像机内置的硬盘上，同时通过内部光纤局域网络与中心控制室互联互通。因监控点数多，实时监控任务分派到分控室完成。分控室部署PC机用于本地监控，系统使用权限由总控室集中分配，使用前需登陆验证，确保视频监控系统的信息安全。安保人员利用PC机完成本地监控，可实现实时监控、录像回放等基本功能。担负着管辖区域内的安保工作，监控设备看护、事故发生优先响应、报警信号及时处理等常规工作。同时，分控室的图像上传至中心控制室，用于内部管理。在后期部署过程中，可以添加智能视频分析主机实现智能视频监控。2.5小区总监控指挥中心小区总监控指挥中心部分主要负责系统内的数字视音频资源的调配管理，集中备份存储，及电视墙图像集中显示功能。学院总监控指挥中心部分拓扑如下：图4 中心控制室硬件结构示意图小区总监控指挥中心主要设备功能描述如下：管理服务器：安装网络视频监控管理平台管理服务器软件用以实现对系统内的软硬件资源进行集中管理和用户权限的集中管理分配。（为保证可靠性，建议采用双机热备份）流媒体服务器： 安装网络视频监控管理平台流媒体服务器组件用以在多个用户对同一个视频通道进行并发访问时进行数据分发，保持与前端DVR/DVS/IPC单路视频连接，减轻前端DVR/DVS/IPC到监控中心的带宽压力。电视墙服务器：安装矩阵解码卡及网络视频监控管理平台电视墙服务器软件用以把从网络上传送过来的数字视音频信号解码还原成模拟视音频信向电视墙输出。控制终端：安装网络视频监控管理平台客户端软件用以对系统内的前端视音频及报警信号进行切换显示及对前端云镜设备进行PTZ控制。电视墙或DLP显示系统：负责图像的集中显示和切换。中心控制室由监控中心和管理中心两部分组成，其中监控中心由功能服务器、控制中心主机（客户端）和复合式解码器组成，功能服务器包括视频解码服务器、集中存储服务器、流媒体服务器与WEB服务器。控制中心主机由PC主机与控制中心软件构成。控制中心主机的数据交换所需网络带宽具有不确定性，为确保其正常工作，通过千兆网卡与网络交换机相连。视频解码服务器由工控主机系统、多路视音频解码起与视频解码服务软件构成，视频解码服务器的输出通道与电视墙相连。每台视频解码服务器的视频输出通道数为8路。现场部署1台视频解码服务器，交换的网络带宽上限需48Mbit/s，为确保其正常工作，通过千兆网卡与网络交换机相连。视频解码器为单路复合式视频解码设备，视频输出接口通过模拟视频线缆与电视墙连接。将通过网络传来的数字视频流还原为模拟视频信号输出到电视墙。视频解码器利用一个10M/100M以太网接口与网络交换机相连。流媒体服务器由服务器与流媒体软件构成。其数据交换所需网络带宽具有不确定性，为确保其正常工作，通过千兆网卡与网络交换机相连。管理中心包括一台管理中心服务器，它由服务器与管理中心软件构成，其数据交换所需网络带宽具有不确定性，为确保其正常工作，通过千兆网卡与网络交换机相连。2.6数据存储部分设计2.6.1前端分控室硬盘录像机本地存储根据前端的硬盘录像机的选择配置，每台DS-816HC-S配置5块1000G的监控专用硬盘，假如每路按照1024Kbps的码流进行视频录像的话，每路每小时产生的录像文件所占的硬盘空间为500MB左右。则每台硬盘录像机本机录像文件的保存时间可以保证在（210001000）(2416500)= 27.78天以上.如果每台硬盘录像机要保留30天的录像资料，每台硬盘录像机需要配置5块1000G的硬盘才可以满足录像文件数据存储要求。第三章 系统详细设计本部分将就监控系统各组成部件进行详细描述，并根据过去的经验提出我们的建议，以提高监控系统的水平。3.1图像采集监控画质总体要求，建议采用至少480线的摄像机，重要监控点至少应该选择540线的摄像机。摄像机外观选择上取决于现场环境，室外建议选择枪式摄像机配置云台、护罩等或者选用一体化球机，室内建议选择半球摄像机。照度均匀，无需24小时监控的环境可采用普通摄像机、定焦手动光圈镜头。室外需要24小时不间断监控的环境要求采用低照度摄像机、自动光圈镜头，因低照度环境下摄像机信噪比降低，若噪点影响到监控质量，需要安装补光灯或者选用红外摄像机。需要全景监控或者变焦以捕获近距离人脸面部时，建议选择球型摄像机。室外摄像机的安装请注意防雷和接地，具体方法请参照相关施工细则。除了摄像机自身的选择以外，视频线缆的选择也将在很大程度影响到监控画质，建议选择知名品牌的SYV75-5同轴线缆，因为阻抗75欧姆的线材较难实现，杂牌线缆往往容易出现视频信号过弱、易受干扰等现象。同时，在视频线缆布线过程中，也应符合相关法规细则。为了降低布线难度，在视频传输路径的选择上，可以将视频信号通过视频线缆汇总到就近的光纤接入点，通过光端机集中向区域分控中心传送。在后期系统扩展过程中，可以利用医院内已有以太网系统部署网络摄像机，实现系统便捷扩展。3.2编码压缩编码压缩工作由DVR完成，其连线图如下所示：海康威视DVR具有丰富的接口，完全支持作为一台独立设备运行。球机、摄像机、拾音器以SYV75-5线缆接入DVR的Vin、Ain，球机、门禁控制器的控制信号借助RVVP-2*0.5线缆接入DVR，报警I/O（开关量形式）以RVVP-2*1.0接入DVR凤凰箝位口，完成视音频信号采集、报警输入与本地联动输出及PTZ控制。采用先进的H.264算法作为压缩编码算法，以极低的码流（1.5Mbps）实现全实时D1画质。编码参数可针对每个通道独立设置，包括分辨率、码率、图像质量、帧率，并且支持动态改变编码参数。业界首创的双码流技术，对同一通道实现两次同步编码，主码流（高品质编码）用于本地录像，子码流（高传输性能）用于网络传输，既保证了录像文件的清晰性，又保证了网络传输的流畅性。采用优秀的OggVorbis语音编码算法，保证监听效果清晰、真实。支持语音对讲方式，中心控制室可与分控室进行直接对话，指示工作。单台设备最高支持16路报警输入（开关量形式），既支持报警设备直接接入DVR，也支持与报警主机之间进行通信，以满足用户对报警信号与视频信号之间的联动要求。独特的透明通道传输技术，支持与其它控制设备之间进行交互，以实现多个子系统之间的联合。无论是视频信号、音频信号、控制信号、报警信号均通过网络与中心控制室进行交互。DVR向中心控制室传送视频信号、音频信号、报警信号，接收来自中心控制室的控制信号。具有优秀的容错机制，网络一旦瘫痪，将DVR的VGA接口直接连接至显示器，可组成一个个小的监控系统，以防止长时间的监控盲点。3.3录像存储录像存储工作主要由DVR完成，中心控制室部署IPSAN用于备份录像。为了确保录像数据的安全性，禁止删除录像文件。建议用户选用DVR专用硬盘，以提高录像的效率和磁盘的寿命。l DVR作为主要存储多种录像方式充分满足用户的使用需求，可根据需要设置定时录像、移动侦测录像、报警录像等等，并且支持为每个通道独立设置，互不影响。海康威视的DVR支持磁盘预分配技术。独特的预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理，覆盖录像操作不涉及文件的删除和重建，让磁头只在数据区划动，而不进入核心FAT表区，即使突然断电等意外现象发生，磁头伤及盘片，也不会导致整块硬盘损坏，大大增强了磁盘的可靠性。不存在频繁地删除、新建操作，保障硬盘长期运行不产生磁盘碎片，大大提升文件的写入、读取速度。录像数据按照15天为一个周期进行存储，DVR将自动覆盖起始空间，以实现无人干预的情况下持续录像。业界首家引入S.M.A.R.T信息报警机制，利用磁盘自身的S.M.A.R.T信息判断磁盘的运行状况。能在发生故障以前，了解磁盘的异常信息，最大限度地保证数据的完整性、安全性。错误盘自动跳过，不影响不终止录像，更新盘自动加入录像过程，无需人为调整。业界首推的非工作盘休眠技术，既能节约大量电力资源，又能大大减少机内热量，提升整机的稳定性。支持先进的事件压缩机制。由于监控数据80%属于无用数据，通过降低分辨率、码率、帧率等措施降低对磁盘空间的消耗。而在任意报警信号触发录像时，自动提升分辨率、码率、帧率，以提高重要录像的清晰度。录像文件支持本地回放和网络点播两种方式，中心控制室还可上墙回放。均支持同步回放，便于用户从多个角度同时追溯事发现场。特有的智能数据搜索技术能帮助用户在极短时间内找到有用的信息，设备会自动快速搜索画面中有变化的图像呈现出来，直接跳过无人、无车的静态画面。l IP SAN作为中心备份存储中心控制室的IPSAN对重要监控点实行备份录像，由存储服务器和磁盘阵列组成。利用先进的iSCSI协议，以IP包封装SCSI存储协议，借助甲方已有的IP网络承载网络存储数据流。存储服务器基于易操作的Windows系统，降低用户使用难度。数据流存储过程对用户而言是透明的。由于文件系统在存储服务器一侧，IP SAN仅提供裸数据的磁盘介质，多个存储服务器共用一套IP SAN系统既能提高磁盘利用率，又具有极高的数据写入效率。由存储服务器对外提供VOD点播服务，将用户与IP SAN隔离开，有效地阻止了IP SAN遭攻击的行为，确保了数据的安全性。IP SAN自身具有很高的可靠性，关键部件采取冗余设计，内建RAID系统，具备磁盘损坏自恢复功能。3.4网络传输由于该项目基于已有医院网络建设，秉承技术规范中尽量减小系统投资的原则，在不改变用户网络条件的情况，我们给出以下建议：l 本地存储的优势大规模视频监控的数据流是稳定而庞大的，而在目前难以做到很高程度的事前预警时，录像数据是最有利的资料。因此，我们建议用户不要将如此重要的咨询完全寄托在网络上，也没必要给网络无端增加压力而影响到其它业务数据的正常传输。网络的抖动、延时均属于正常现象，但是丢包、宕机都会导致录像数据永久丢失，录像数据的缺失是任何用户无法忍受的。因此，我们强烈建议用户采用以DVR为主的存储系统。佐证便是视频监控行业用户银行和公安均全面采用DVR设备。l 实时预览相对于庞大的存储流而言，实时预览流显得微小。但是我们依然希望网络能保证每一台DVR设备都有至少1000Mbps全双工的交换接口。若用户希望实时预览时能达到较高画质，建议为每个通道预留1Mbps带宽。l 组播组播技术能让传输码流所占用的网络资源最优化，但是它的前提条件是网内涉及的交换设备因该支持组播技术。往往两层交换设备是无法很好地支持组播技术。基于此原因，我们建议用户慎用组播技术。如果用户确保网络能很好的支持组播，DVR也将全面支持组播方式。l VLAN作为局域网内目前最好的逻辑隔离技术，我们强烈建议用户为视频监控系统设计独立的VLAN。基于端口的VLAN划分相对简单，但是请注意在交换设备上注明端口贴纸，以防止网口脱落而回插错端口。VLAN能有效地阻隔来自其它业务系统的广播包和恶意攻击，尤其是目前高校网与Internet互通，病毒和攻击较频繁，应该保证视频监控网络的私密性。3.5管理控制3.5.1总体结构视频安防监控系统软件基于C/S架构设计，对系统的功能模块进行抽象处理，图5是总体结构示意图。图5 视频安防监控系统软件总体结构示意图视频安防监控系统软件分管理中心（Server Control）、监控中心（Control Center）与控制中心三部分。监控中心提供视频安放监控系统的功能服务，包含集中存储服务、电视墙服务、流媒体服务等。控制中心是一个用户进行监控交互的客户端软件。管理中心包含一个服务程序和一个数据库，对各监控中心服务模块、控制中心用户、前端设备（硬盘录像机、视频编码器）实施有效管理，管理数据记录在数据库中。视频安防监控系统软件支持分布式组网，可组建多个监控中心，监控中心之间可形成一个树形结构，最高级别的监控中心可以管理各个分监控中心，上级监控中心可以按权限实时监看下级监控中心管理的监控点。 图6是视频安防监控系统软件应用框架示意图。图6 视频安防监控系统软件应用框架示意图根据体育场监控的具体情况，本系统在中心控制室配置一个管理中心、一个监控中心和一个控制中心，表3是本系统的软件配置清单。表3：软件配置清单软件模块名称数量备注管理中心服务1电视墙服务2集中存储服务1控制中心1流媒体服务13.5.2管理中心 图7是管理中心模块示意图。图7 管理中心功能模块示意图用户管理：对每个控制中心的操作用户做添加、删除和配置等管理，用户管理分管理员、超级用户、普通用户等3个级别。控制中心管理：对所有控制中心的添加、删除和配置。服务器管理：对电视墙服务器、集中存储服务器、流媒体服务器等各类功能服务器的添加、删除和配置。设备管理：对所有前端设备（硬盘录像机、视频编码器等编码设备）的添加、删除和配置。日志管理：记录用户对管理中心的操作日志等。网络传输：接收控制中心发送过来的验证请求、网络报文以及通过这个模块于各个控制中心保持心跳。数据库：读写用户以及控制中心等数据。3.5.3控制中心Control Center 主要是于前端的设置做直接的操作交互包括预览、录像、回放、远程配置等操作，以及配置控制区域、预览通道、日志管理以及电子地图，同时与Server Control保持心跳。图8是控制中心软件结构示意图。图8 控制中心软件框架图中间件客户端抽象层：是中间件抽象出来的与视频编码设备交互的接口，应用层通过这一层控制设备。获取码流：主要有两种模式，一种直连一种是通过流媒体。录像：应用实现管理的所有通道的录像计划，调用集中存储中间件提供的接口给存储服务器发命令控制集中存储服务器以及硬盘录像机的录像。解码：包括预览模块的软解码和硬解码两种模式，其中硬解码上电视墙调用电视墙抽象层封装的接口控制前端的电视墙服务器。参数控制：设置预览的视频参数（亮度、对比度等）以及控制预览画面前端的云台（包括聚焦等）。远程配置：调用客户端抽象层接口配置设备的所有参数（包括网络、通道、串口、报警、用户等）。报警：在control center 启动监听被动接收前端服务器上传的所有报警信息，并且在这个模块中将所有的报警信息做脉冲过滤处理。消息联动：对过滤过的报警信息建立联动关系并且触发所有相关的联动动作启动。设备管理：编码设备通道的添加、删除及配置的管理，包括各种组合的配置（组的画面分割、组中通道的添加等等）。日志管理：记录、查询control center所有的操作和报警日志。网络传输：向上级Control Center 或 Server 发送报警、操作信息，并且上传该control center的运行情况。第四章 系统功能描述4.1功能概述系统功能主要由功能服务模块来实现，主要功能包括：l 系统管理l 电视墙功能l 录像功能l 报警联动l 流媒体服务l 智能视频监控（扩展功能）4.2系统管理4.2.1系统管理概述系统管理由管理中心实现。管理中心是整个系统的核心，各监控中心必须得到管理中心的授权才可以接入系统，同时，管理中心还对监控中心的各类服务器（电视墙服务器，存储服务器，流媒体服务器）、接入的前端编码设备（硬盘录像机、视频编码器）、控制中心的操作用户进行管理。图9是管理中心主界面。图9 管理中心主界面 管理中心负责对设备的工作状态进行监控，在出现设备掉线/死机的情况下会发出报警并通知相关的监控中心进行处理；管理中心负责接收前端设备的各种报警信号（移动报警/遮蔽报警/IO报警/系统报警等），对这些报警进行过滤后，发送给相关的监控中心进行处理。4.2.2接入与状态管理图10是监控中心各类服务器接入系统（系统登录）及保活（工作状态管理）流程图。图10 监控中心登录及保活流程图4.2.3监控中心信息查询 图11是监控中心信息查询流程图。图11 监控中心信息查询流程图 查询的信息主要包括操作、报警等日志信息，编码设备、摄像机等状态信息。4.2.4巡检及事故通知对前端编码设备（硬盘录像机、视频编码器）进行巡检，若发现设备故障，管理中心进行事故通知，由监控中心对事故进行处理。图12是巡检及事故通知流程图。图12 巡检及事故通知流程图当监控中心收到事故通知时，如硬盘录像机故障，那么，监控中心启动存储备份任务，及时将故障硬盘录像机的监控点图像，热切换到视频编码器进行传输，集中存储服务器启动这些监控点的录像。如故障硬盘录像机修复，当管理中心获取其状态改变，即通知监控中心停止备份录像。4.2.5报警布防及报警通知图13是报警布防及报警通知流程图。图13 报警布防及报警通知流程图报警源来自前端编码设备（视频编码器），管理中心负责对报警信息进行过滤处理，以减少操作人员的工作量，同时避免报警信息占用网络带宽资源、管理中心服务器系统资源。管理中心只负责接警，处警由监控中心完成。4.3电视墙功能4.3.1电视墙功能概述电视墙功能由管理中心、视频解码器、控制中心共同完成，PTZ控制可以由控制中心完成，也可以选择控制键盘完成。本系统电视墙规模为12个21inch 监视器，鉴于电视墙规模较大，为便于值班人员进行有效监视，监视器选择单画面显示方式。12个监视器通过自动轮巡的方式分别显示60个图像，5次为一个周期。轮巡周期可以设置，如果设为30秒，则每个图像2.5分钟可巡到一次。本系统设有一个25通道输入的多功能大屏，多功能大屏幕可做如下用途：显示手动切换的重要图像；显示自动切换的报警画面；显示回放画面； 电视墙显示的图像来源于复合式视频解码器和解码服务器。其中，预览图像来源于单路的复合式视频解码器，回放图像来源于1台8路的PC架构的解码服务器。所以，要进行正常工作，首先要启动相关解码器。管理中心添加解码器，控制中心从管理中心获取服务器列表。确认解码器启动后，控制中心就可通过网络对解码器发送配置、控制等命令。在预览模式（显示实时图像）下，控制中心通过网络向解码器发送命令，控制某个解码通道到设备获取图像数据，并且显示指定的监控点实时图像；在回放模式（回放历史图像）下，控制中心将指定监控点的视频图像数据发送至解码器并显示图像。控制中心可发送命令，控制电视墙在视频图像上显示关联解码通道的序号，方便使用者灵活地进行手动切换控制。当视频编码器发生故障，监控中心将相关监控点图像软切换到硬盘录像机对应图像通道，直到故障排除。4.3.2启动解码器控制中心将显示已添加的解码器及当前选中解码器的解码通道数。图14是启动解码器的工作流程图。图14 启动解码器的工作流程图 图15是解码器主界面。图15 解码器主界面4.3.3显示实时图像由控制中心进行实时图像的显示控制，图16是控制中心的主界面。图16 控制中心的主界面在主界面上弹出解码服务器配置窗口，显示当前选中解码服务器的解码路数，如图17所示。通过拖动主界面树上的监控点、组、序列、组序列至电视墙界面的窗口来指定电视墙对应窗口显示的监控点实时图像及切换模式。图17 解码输出通道切换模式包括：l 拖动通道到电视墙的详细配置界面的通道中显示该通道图像。l 拖动组，播放组中配置的所有通道图像。l 拖动序列，实现序列中配置的通道单画面轮循。l 拖动组列表，实现列表按照轮巡时间循环显示列表下的组。通过控制中心或控制键盘可控制当前选中通道（图17中的37号通道）的前端云台。 图18是电视墙显示实时图像的工作流程图。图18 电视墙显示实时图像的工作流程图4.3.4视频编码器故障处理当管理中心巡检到视频编码器故障，通知监控中心，监控中心将通过相应的DVR（硬盘录像机）视频通道代替故障视频编码器的相应通道，从而不影响电视墙显示图像。图19是视频编码器故障处理流程。图19是视频编码器故障处理流程4.3.5回放历史图像回放是控制中心模块去存储服务器或硬盘录像机上获取符合查询条件的视频数据进行播放，可以在电脑屏幕播放，也可以上电视墙。在控制中心主界面中拖动历史图像至电视墙界面的某个窗口（如图20所示），若该窗口正在预览将停止预览，但不影响其它窗口的图像显示及切换。图21是回放历史图像的工作流程图。图20 电视墙回放历史图像控制界面图21 回放历史图像的工作流程图4.4录像功能4.4.1录像功能概述采用各弱电间分散存储和中心控制室集中存储同时进行的备份录像模式。前端弱电间所有硬盘录像机采用724小时定时录像，录像资料保存周期为一个月（按30天计）；中心控制室的集中存储服务器进行报警联动录像、电视墙显示图像的录像（按57路计）、前端硬盘录像机故障时的备份录像。所有录像采用循环覆盖方式。硬盘录像机的分散存储主要记录所有监控点的录像，中心控制室的集中存储主要记录报警等事件的录像，实际上是通过网络实现了录像的备份，并且通过网络实现存储数据的回放功能。在软件中有一个存储服务器模块，所有的数据都是通过网络发命令给存储服务器，服务器接收到命令，通过解析后由网络去视频编码器或者硬盘录像机上获取视频数据并进行存储。在存储的同时存储服务器会建立相关的索引文件以及在数据库中保存相关的录像记录。图22是存储服务器模块的基本软件框架示意图。图22是存储服务器模块的基本软件框架示意图存储服务器的基本功能包括：l 支持对磁盘分区进行分组，采用磁盘预分配技术对录像数据进行管理。l 支持对服务器的基本运行参数进行调整。l 支持以半小时为单位设置录像计划。l 提供完整录像计划管理界面。l 内建VOD服务器，支持录像数据的远程查询和点播功能。l 支持远程设置录像计划、启动服务器、停止服务器、实时启停录像等。图23是存储服务器的主界面。图23 存储服务器的主界面整个软件主要的存储功能包括：l 计划录像l 电视墙图像录像l 报警联动录像l 硬盘录像机故障时的热备份录像l 回放历史图像4.4.2计划录像在控制中心上可以设置对前端的任一通道做存储服务器上的计划录像，并且可以配置其录像计划。图24是录像计划配置界面。图24 录像计划配置界面启动了存储服务器后，服务器就会根据设置好的计划去前端的视频编码器（DVS）获取实时码流，将码流存储到当前存储服务器上。图25是计划录像的工作流程。图25 计划录像的工作流程4.4.3电视墙图像录像在控制中心切换图像时给配置好的存储服务器也发相应的开始对该监控点进行远程网络存储的命令，存储服务器则会去远程的视频编码器上获取实时码流做存储。图26是电视墙图像录像的工作流程。图26 电视墙图像录像的工作流程4.4.4报警联动录像 控制中心一旦收到来自管理中心通知的报警，那么控制中心从前端视频编码器获取联动通道的实时码流，发送命令给存储服务器启动该通道的录像。报警联动录像的工作流程参见本部分第五章的图31所示。4.4.5硬盘录像机故障时的热备份录像控制中心一旦收到硬盘录像机故障等类似报警后，控制中心就开始查找其对应的视频编码器信息，并且立即发送命令给存储服务器要求存储服务器对相应视频编码器的通道图像做远程网络存储。图27是具体的工作流程。图27硬盘录像机故障时的热备份录像工作流程4.4.6回放历史图像控制中心可以根据时间检索条件自动去存储服务器或前端硬盘录像机上获取历史图像进行回放，并且可以将图像数据推给解码器控制回放上电视墙。通过拖动主界面树上（图20）的监控点至回放界面（图28所示）的窗口来显示该监控点在指定时间内有录像文件的时间段，并可通过回放状态条来定位回放录像的时间，图29是具体的工作流程。图28 回放控制界面图29 回放工作流程4.5报警联动在本系统的软件中，由管理中心接收前端所有的报警，管理中心在接收到报警后发送给相应的控制中心，在控制中心可以设置相应的报警需要做的报警联动的动作（图30 所示），控制中心收到报警后对报警做相应的联动处理。图30 报警联动列表可以联动的动作主要有：l 弹出相关视频窗口，电脑屏幕或/与电视墙显示l 发出不同类型的报警声音l 电子地图相关热点闪烁l 控制前端DVS的报警输出状态l 触发录像图31 是具体的工作流程，图32是报警联动界面。图31 报警联动工作流程4.6流媒体服务流媒体服务器配备高性能网卡、处理器、大容量存储设备，为上级部门和远程远程监控客户端提供远程流媒体调用服务，同时连接前端视频服务器，将远程传来的实时音视频流集中存储在流媒体服务器配备的大容量存储设备上。支持多个远程用户调用流媒体服务器中的实时音视频流和录像文件资料。使用流媒体服务器对于多用户同时访问前端视频服务器图像的情况，可以大大缓解网络压力，具体实现功能如下：当多个客户端需要同时看某远程的相同画面时，势必会造成在一条网络线路上的同时点播，从而会占用多个相同带宽，严重浪费网络资源。