包头公安城市报警与监控系统建设技术方案.doc

包头市城市报警与监控系统技术建议书 包头市公安局城市报警与监控系统技术建议书杭州华三通信技术有限公司2007年 9月21日目录1需求分析及建设目标11.1包头市城市报警与监控系统需求分析11.2 包头市报警与监控系统建设目标22系统设计依据33系统体系架构设计概述43.1 基于NGN的监控系统架构43.2系统架构层次53.3系统功能特点53.4 包头市报警与监控系统方案73.4.1 传输网络平台73.4.2 市总控中心部署83.4.3 分局/派出所管理中心部署113.4.3 机房建设123.5系统原理简述134系统各分项设计144.1系统管理平台业务流程144.1.1实况业务144.1.2轮切业务144.1.3存储业务154.1.4回放业务154.1.5 VC多画面业务164.1.6其他业务164.1.7辅助业务：终端注册、告警、保活、配置轮询164.1.8时间同步174.2前端视频接入设计174.2.1摄像头174.2.2立杆和室外机箱184.2.3视频编码器（EC）184.2.4防雷设备194.3存储系统设计194.3.1存储子系统数据管理方案194.3.2存储数据的可靠性保护204.3.3存储容量的计算215包头市报警与监控系统功能实现225.1 旗县分局、区分局、派出所监控中心实现功能225.2市局监控中心实现功能225.3与环境监控的结合236系统特点246.1先进的体系架构246.2高清晰的图像质量246.3专业可靠的IP-SAN存储246.4灵活方便的管理模式256.5对新技术的包容256.6与传统数字监控方案的对比257相关产品介绍267.1 VM8000 IP视频监控管理服务器267.2 DM8000 IP视频数据管理服务器297.3 MS8000媒体管理服务器317.4 VC2.0视频管理客户端337.5 EC1001系列监控媒体终端35 1 需求分析及建设目标1.1包头市城市报警与监控系统需求分析根据公安部“三基”建设总体要求，为了加大重要治安复杂场所的监控力度、加强重点治安单位合公安部机关内部单位的管理力度、提高公安机关发现、控制、制止、打击各类违法犯罪行为的能力，提升全市社会治安整体防范水平，真正做到主动治安，逐步建立以信息主导警务的现代公安勤务运作模式。本着科学、实用、高效、可靠的原则按照公安部下发的开展城市报警与监控技术系统建设工作的意见和城市报警与监控系统建设技术指南的规定实施包头市城市报警与监控系统。“包头市城市报警与监控系统” 将建设成一套以打击、预防违法犯罪为目的，在各级政府所在地、治安复杂场所、重点单位、主要街道和社区、宗教场所、娱乐场所、案件多发地段、重要路口、车站、卡口等地点设立视频监控点，将监控图像实时传输到各级公安机关、社区和其它相关部门，通过对图像的浏览、记录等方式，使各级公安机关、社区和其它相关职能部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态，有效提高社会治安管理水平的视频监控系统。包头市城市报警与监控系统需求分析：市局指挥中心需求： 要实现对全市所有接入监控资源的实时观看、云台控制、调用历史图像和下载； 对全部256个监控点进行集中存储，存储时间30天； 为各分局、派出所提供历史图像访问；分局指挥中心需求： 要实现对本辖区范围内接入监控资源的控制，访问、调用、历史图像回放和管理功能； 在许可范围内对辖区外接入监控资源进行实时观看、云台控制、调用历史图像和下载；派出所监控室需求： 要实现对本辖区范围内接入监控资源的控制，访问、调用、历史图像回放和管理功能； 在许可范围内对辖区外接入监控资源进行实时观看、云台控制、调用历史图像和下载； 建成后的“包头市城市报警与监控系统”作为治安信息化管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高全区治安管理的统一指挥、快速反应、协同作战水平。1.2包头市报警与监控系统建设目标包头市报警与监控系统的建设应以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想。（一）实用：监控覆盖面必须满足建设目标要求，图像质量必须满足监控使用要求，提供清晰、可分辨的图象；图像联网须满足与控制中心、分控中心之间互联互通的需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便，满足不同部门的使用需求。（二）可靠：系统采用的主要安防设备质量达标，性能稳定，能持续有效运行，对于各级联网用到的模拟矩阵和数字矩阵必须选择市场主流产品，必须统一接口标准，采用标准的编解码和传输协议，以降低成本。（三）先进：采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。（四）经济：在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。（五）开放：系统应遵循开放系统的原则。系统应符合国家标准和行业规划，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。（六）安全：由于本系统涉及到区对于重点设施的日常实时监控、图象数据量大，安全性和保密性就显得十分突出和重要。在考虑系统安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。2 系统设计依据系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：1 安全防范工程技术规范 （GB 50348-2004）；2 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94）；3 安全防范系统验收规则 （GA308-2001）；4 安全防范系统通用图形符号 （GA/T74-2000）；5 安全防范系统（湖北省地方标准）（DB33/T334-2001）；6 民用闭路电视监控系统工程技术规范 （GB50198-94）；7 工业电视系统工程设计规范 （GBJ115-87）；8 音频、视频及类似电子设备安全要求 （GB8898-2001）；9 测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 (GB4793-2001)；10 信息技术设备的安全 （GB4943-2001）；11 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范。12 EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准13 ISO/ICE/IS11801结构化布线标准14 ISO TCP/IP协议标准15 ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准16 ISO IGMP/CGMP协议标准17 10BASE-T，100BASE-TX 标准 IEEE802.3，IEEE802.3U18 中华人民共和国通信行业标准（YD/T926）3 系统体系架构设计概述3.1 基于NGN的监控系统架构华为3Com IVS 包头市城市报警与监控监控系统完全是基于IP应用开发的，并将控制信令的IP通信概念引入了监控应用，将传统监控的简单连接应用提升到IP通信应用。IVS网络视频监控系统借鉴了NGeN架构，将信令控制与码流交换分离，信令接续与码流承载分离。若核心服务器出现故障，并不会影响目前整个监控业务的正常运行。系统中各个部件（视频管理服务器VM、数据管理服务器DM、客户端VC、前端监控媒体终端EC/DC、视频存储设备IP-SAN）如果IP可达，都可以分布化部署，正常运行。华为3Com IVS网络视频监控系统按照控制管理分为监控接入层、承载交换层、控制管理层和视频应用层四个层次。3.2系统架构层次1 监控接入层前端监控媒体终端（EC1001）负责把视频源传送过来的模拟图像转换并编码压缩成IP数据流通过IP网络传送，支持UDP组播流和存储iSCSI单播流。2 承载交换层采用开放式的TCP/IP协议的IP承载网，并利用组播/单播协议把不同的数据码流传送到实际目的地址。同时通过视频/控制网关把原有的监控系统（包括矩阵、光端机、DVR、网络监控系统）的控制信号和码流转换成标准的IP信号并由控制管理层进行处理。3 控制管理层华为3Com IVS网络视频监控系统采用信令控制与码流交换分离的体系，控制管理层主要负责整个系统的信令控制。控制管理层是IVS网络视频监控系统的核心部件，系统中所有的设备都是通过控制管理层来实现相互的通信和管理。主要控制管理设备是视频管理服务器VM8000和数据管理服务器DM8000，单台VM服务器可管理多达1000个视频源。4 视频应用层视频应用层主要由视频客户端VC负责把监控图像进行实时查看，并把历史数据进行回放。同时系统可以提供相应的API接口，提供第三方做深层次的应用开发。3.3系统功能特点1 图像质量清晰华为3Com iVS网络视频监控系统采用一次编码，避免了传统监控系统因为多级级联而造成的图像质量急剧下降的现象，最大限度地还原图像的真实情况。并可提供FULL D1高清晰图像分辨率，最高可以提供8M带宽，为用户提供DVD画质的高清晰图像。2 系统高可靠性系统中音视频流并不在数字监控网管服务器上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于视频交换服务器的处理性能而造成的瓶颈问题。监控媒体终端采用嵌入式Linux操作系统，保证了设备的可靠性。核心管理服务器采用了高处理性能服务器，保证整个系统的可靠性。系统采用了华为3Com EX1000 IP-SAN作为监控数据存储设备，EX1000支持RAID 0，1，5，10，50，支持RAID容量在线动态扩展功能；EX1000支持硬盘在线热插拔，支持硬盘电源短路保护(5V，12V)，支持系统启动时硬盘顺序加电，提供更全面的硬件保护手段；EX1000可选冗余热插拔电源，支持电源自动故障切换，并支持外接UPS，避免电源故障带来的系统异常。EX1000的多种可靠性技术的设计保证了监控数据最大的可靠性。3 集中化管理系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同的用户可以根据指定的权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合铁路系统的管理模式。系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过视频管理服务器VM和数据管理服务器DM不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作。4 良好的系统开放性整个系统采用国际标准IP传输协议，提供业界标准设备接口，用户选择设备的灵活性大，升级扩容方便；图像编码和传输协议均采用国际标准，前端设备扩容简单方便，可灵活增减；整个系统可通过第三方开放接口提供业务应用开发，也可以参与矩阵、光端机、DVR等其他厂家的系统控制。5 灵活廉价的光纤布线成本通过内置在网络交换机和监控媒体终端的插板提供EPON布线，EPON非常符合城市道路光纤布置的特点，通过一根光纤可以解决大量的监控媒体终端的接入，大大节省了用户的光纤布线成本。7 全系统时钟同步不但所有管理服务器之间时间自动同步，监控媒体终端上还有OSD叠加视频时钟，也和系统管理服务器同步，这个功能在视频监控管理和事件发生后查找证据上有很重要的实际意义。3.4 包头市报警与监控系统方案整个系统应用平台由派出所、分局和市局三级应用管理平台构成，其中派出所为三级应用管理平台，可管理、查看、调阅辖区内所有监控资源；区分局、旗县分局为二级应用管理平台，可管理、查看、调阅区县内全部监控资源；市局管理中心为整个系统的最高应用管理平台，负责整个系统的各项应用和管理，所有的图像存储都保存是市局。3.4.1 传输网络平台如图所示，各级管理平台和所有监控点，均直接接入运营商城域网，由运营商城域网提供传输带宽、QoS保证。为了达到良好的操作感受，要求图像从监控资源到监控中心电视墙，全网延时小于300ms，其中要求运营商网络延时低于50ms。由于所有256图像存储汇聚到市局总控中心，按照每路图像2M计算，需要512M带宽，同时市总控中心还承担了所有监控点实时图像流媒体转发和VOD点播的工作，因此要求总控中心到运营商城域网带宽至少1个1000M，最好做双链路负载分担。各区县分控中心、派出所分控中心和监控资源，均通过100M以太网电接口接入运营商城域网。3.4.2 市总控中心部署市总控中心是系统的核心，需要部署VM视频管理服务器，完成全网的注册认证、系统管理控制、协议翻译等工作；部署DM数据服务器，完成存储计划制订、历史信息检索、关键数据备份等工作；部署MS媒体交换机，实现VOD点播、实时图像转发等工作；部署VC软件客户端和DC解码器，实现图像显示、轮切和云台控制、系统管理等工程。监控中心是区域内监控系统的管理中心，监控中心具有最高管理权限，可以管理区域内所有监控点，在云台控制时具有最高控制权限。视频管理服务器VM完成整个监控系统的管理，如监控设备的注册、认证等信令控制。视频管理服务器VM业务功能：功能分类功能项说明设备管理功能DC管理增加、删除、修改、查询、保活、注册等EC管理增加、删除、修改、查询、保活、注册，相应的摄像机管理（增加/删除/查询）等DM管理添加、修改、信息查询、故障信息上报等对VC管理登录、状态管理等组播管理组播地址和组播源管理监控控制功能EC控制实时流组播发送、参数下发等DC控制从组播获取数据并解码播放VC控制从组播或IP SAN获取数据、离线探测、媒体播放等摄像头（云台）控制透传远摇控制指令、控制协议转换、球机预制位轮巡、操作冲突解决等DM控制DM查询、故障上报、通知等监控策略对轮切策略等监控业务策略进行配置和管理业务应用NTP服务管理服务器之间时间自动同步的功能，还可以在编码器上叠加OSD视频时钟GIS服务获取地图信息、电子地图基本操作、可视化状态监视、定位搜索、关联动作启动等用户及权限管理用户配置增加、删除、修改用户帐户权限管理帐户属性、分域、权限限制等跨域控制权限管理跨域控制摄像头和调阅视频权限管理VM登录管理用户登录管理客户端退出要求输入密码系统功能信息管理对包括用户、行政区域、设备归属、云台协议列表等信息进行管理配置管理对各种设备属性、参数及界面信息进行配置日志管理对操作类、报警类等各类日志、存储日志进行管理告警台设置告警级别、告警方式、告警策略等统计/显示功能对设备、用户、组播资源、系统资源等进行进行统计和显示视频数据管理服务器DM制定存储计划，包括为每个摄像头设定存储到什么地方、存储多长时间等。视频数据管理服务器DM设备功能：属性说明存储资源管理对整个系统中的IP-SAN设备进行统一注册管理。注册信息包括iSCSI Portal信息、可用资源容量、资源策略等。协助EC建立与存储资源的iSCSI连接。协助VC建立与存储资源的iSCSI连接。监控IP存储资源的状态，状态发生变化时，并及时上报。存储计划管理为每台EC制定存储计划，设定EC在哪些时段可以存储数据，哪些时段不可以存储数据。根据存储计划和EC通道码率为每个EC通道分配存储资源。当存储计划发生变更时，会及时通过VM通知EC改变存储行为。动态查询各EC的存储资源，检查EC的存储计划执行情况。发现EC未遵循存储计划时，并及时上报。视频数据检索回放在确认用户检索的数据之后，把检索结果（指定时间段内是否有相应的数据）返回给用户。用户可以选择某一时段的数据进行回放。视频数据备份提供数据备份功能，允许用户把一些重要的数据备份到备份的存储资源中，并提供点播回放功能。时钟同步支持NTP协议，与NTP服务器时钟同步管理及维护提供了基于Web的用户界面，直观、简单、易操作。支持日志管理，包括日志分级、检索、导出等。视频监控客户端VC通过软件提供SDK数据包集成公安GIS平台高端监控系统。客户端观看区域内各监控点的实时图象，或调用分控中心存储的历史图象。图象的传输全部为端到端方式，即实时图象直接从监控点的编码器直接传输到客户端软件，历史图象直接从存储设备传输到客户端软件，中间不通过除IP网络设备外的其他设备转发。通过VC软件客户端，可以对监控点云台进行控制，控制界面如下：软件功能介绍业务分类描述媒体播放业务1.实时监控2.点播回放3.录像的存储与播放4.屏幕抓拍5.本地下载远程控制业务1.远程控制锁定功能2.远程控制解锁功能3.抢占远程控制关系4.释放远程控制关系轮切配置业务用户可以通过轮切方案的配置，对有操作权限的摄像机配置轮切方案，实现按设定时间、设定次序在一个屏幕（Screen）内切换显示每个摄像机正在拍摄的场景。GIS地图业务用户在GIS地图功能下可以进行GIS地图的各种操作，如导航图功能，支持显示鼠标焦点在地图上的位置的经纬度功能等。除此之外还支持在本系统单元区域内GIS地图上，点击摄像头并实时、动态播放该摄像头所监控的视频信息的功能。存储设备（IP SAN）IP SAN根据监控中心存储管理服务器（DM）中的存储计划，存储本地各监控点的图象信息。3.4.3 分局/派出所管理中心部署分局/派出所是系统的分控中心，每个分控中心需要1台接入交换机，12个解码器和至少1个VC软件客户端。系统中提供了标准19英寸机框，所有解码器可作为模块插入机框中，每个机框最多可容纳9个模块，因此最少需要2个机框。区分局、旗县分局监控中心只管理本地各监控点，拥有本地监控点的全部控制权。在分控中心不再部署管理服务器，只部署客户端。监控中心为各分控中心分配相应的管理权限，分控中心根据权限，通过客户端对本地监控点进行管理、参看。视频监控客户端VC通过软件客户端观看区域内各监控点的实时图象，或调用分控中心存储的历史图象。图象的传输全部为端到端方式，即实时图象直接从监控点的编码器直接传输到客户端软件，历史图象直接从存储设备传输到客户端软件，中间不通过除IP网络设备外的其他设备转发。3.4.3 机房建设市局是全网图像汇聚中心，是监控系统的核心，相关设备必须置于机房中。如图所示，按照系统配置情况，市局机房需要2个机柜即可：分局、派出所监控中心为分控中心，没有关键的服务器，因此机房建设叫简单，采用壁挂式机柜即可，如图所示：3.5系统原理简述其主要工作原理为：安装在前端的摄像机把图像信号摄入后，视频信号经视频编码器转换为IP网络信号，通过铺设到位的IP网络传输至各处分控中心。编码器支持双流，经编码后一路视频流传输到由数字解码器组成带有矩阵切换控制功能的数字视频矩阵，控制前端的摄像机，控制矩阵图像上电视墙，实时图像格式可达到D1（分辨率为720576）或4CIF（分辨率为704576），经授权的用户可通过MS媒体交换机接收实时监控图像。另一路是iSCSI存储流直接送入存储设备，存储设备挂在市总控中心，授权软件客户端可通过IP网络远程查看录像资料，并可以截取或备份，录像资料保存的时间决定SAN存储设备硬盘容量。 通过视频监控管理软件和报警接口软件，系统可以响应区域联网报警系统，区域联网报警系统的用户报警后，区域联网报警主机通过报警接口软件自动调用相关图像到大屏或主监视器显示。总控中心监控系统的大屏幕可以显示监控图像、计算机网络信息、GIS系统等各种信息，作为各种信息的综合显示平台。系统工作流程逻辑示意图如下：4 系统各分项设计4.1系统管理平台业务流程4.1.1实况业务高清晰度全数字监控系统采用了高质量的音视频压缩算法，视频编码流从128K到8M可调。系统可实现了高质量的DVD画质（720*576 D1格式）和立体声效果。音视频采用混合编码，声音和图像的传送完全同步。采用了专用的硬件编解码芯片，音视频的传送时延小于300ms。实况业务实现过程：EC、DC、MS、VC加电启动完成后，将马上进行向VM注册；注册成功后，进行周期性的保活消息上报；如果注册失败，则重新发送注册消息，直到注册成功为止。摄像头采集图像后，由EC编码器进行A/D转换，编码压缩为高带宽(2Mpbs或以上)、高分辨率(D1格式)的视频媒体流数据。接收端的DC(解码器)向VM发起查看请求，检查权限符合后，VM向EC编码器和MS媒体交换机发出图像传输和转发指令，EC编码器将图像传送到媒体交换机，媒体交换机将图像送到DC，就可以接收到特定摄像头的视频流，经过解码器的解码，然后进行D/A转换，就可以将现场图像实时的还原到监视器上。如果不使用DC，也可以通过VC（软终端），接收组播媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。4.1.2轮切业务轮切业务基于实况业务，是对多路实况进行轮询查看的业务。轮切业务实现过程：在VM上，针对DC进行轮切配置，指定DC轮切的多路摄像头，以及每个摄像头需要逗留的播放时间（一般在3-10s左右）。轮切计划可以设置为计划执行，或者是立即执行。VM根据事先配置好的轮切计划，将轮切命令周期性的下发到指定的MS、EC和DC上，由DC根据接收到的切换指令，决定当前需要接收的摄像头场景实况，从而在监视器上循环显示多路摄像头的实况场景。4.1.3存储业务存储的目的，是为了将来在任何需要的时候，都可以清晰的调阅历史录像。存储业务、回放业务示意图如下存储业务实现过程：在DM上，按照实际情况，配置存储设备IP-SAN，然后根据各EC的存储计划，配置存储资源。EC启动后，向VM注册，VM向DM获取该EC的存储计划，连同注册成功信息，一起返回给EC。摄像头采集图像后，由EC编码器进行A/D转换，编码压缩为高带宽(4Mpbs以上)、高分辨率(D1格式)的视频媒体流数据，使用单播报文，以iSCSI流的形式发送到视频监控专网，目的地址为DM分配给该EC的IP-SAN地址。EC将媒体流信息写入IP-SAN，同时，每隔一定时间，建立媒体流检索信息，DM定期检查各IP-SAN上的检索信息，记录到DM服务器上的数据库中，以备回放查询。4.1.4回放业务回放业务实现过程：VC启动后，向VM注册，VM返回注册成功。在VC的监控地图上选择要作回放操作的摄像头，并设置好要求回放的时间段。VC通过VM向DM请求该摄像头上述时间段的检索信息，DM查询自己的数据库，根据数据库的记录，DM通过VM返回给VC：当前时间段的媒体流记录情况。VC根据检索到的媒体流时间段记录信息，对有媒体流存储的时间段，向VM请求播放。VM接收请求后，将请求转发到DM，DM为VC分配initiator name，VC通过此initiator name即可读取IP SAN中存储的历史数据，显示到VC的显示器上，实现回放功能。根据回放情况，用户可以在回放的时候进行快进（按照2x、4x、8x）、单帧播放、后退、进度条前后拉动等常见操作。4.1.5 VC多画面业务VC客户端上，可以实现多画面的显示，多个画面之间的操作相互独立，比如：可以显示多路实况，可以显示多路回放，也可以部分画面显示实况、部分画面显示回放。VC根据所配置的计算机性能的不同，可以支持4画面、6画面、9画面等显示方式。4.1.6其他业务EC码率更新、DM存储资源更新EC码率更新，由VM向EC发送Set命令，修改EC的码率参数。EC回应OK成功后，VM向DM发送Notify消息，通知DM，EC的码率已被更新。DM存储资源更新（或者存储计划更新），在DM上修改了存储资源/存储计划，上报给VM，即可。4.1.7辅助业务：终端注册、告警、保活、配置轮询终端(EC、DC、VC)等，启动后，必须向VM发起注册，注册成功后，才能接入到视频监控专网，进行工作。在设备正常运行的过程中，如果出现任何异常，终端将异常信息保存到本地，也可以将异常向上汇总到VM，或者由VM主动向终端发起查询。当VM管理的域内设备出现故障时，VM需要及时的向VC（告警台）上报故障信息。故障可能来源于VM自身，也可能来源于域内的设备。终端注册成功后，需要周期性的向VM发送保活。保活是为了保证终端与VM服务器之间的通讯正常，类似设备之间的心跳检测，默认10s进行一次保活确认。VM主动发起的配置轮询，是为了保证VM上记录的配置与EC/DC上实际的配置一致。配置轮询的时候，如果出现配置不一致，将以VM记录的配置为准，由VM记录轮询前的终端配置，然后将VM上记录的终端配置，下发到不一致的终端上，强制终端修改当前的配置。如果有重大的配置差异，VM将记录日志，并启动相关的告警提示。通过VC的监控键盘，控制当前摄像头的云台动作。VC的计算机上外接RS232的串口监控专用键盘后，可以通过专用键盘直接控制当前的摄像头的云台动作。实现过程为：键盘发出串口控制指令，VC接收指令后，将控制动作指令封装成IP报文，通过IP网络，发送到摄像头对应的EC编码器，EC编码器收到控制报文后，将报文信息翻译成当前的云台动作，通过EC编码器的RS485串口，发送到对应的云台，由云台执行当前的动作。DC也可以接键盘的，工作原理与VC类似。4.1.8时间同步系统支持域内全部设备均使用NTP服务器作为时间同步来源的配置，也支持域内设备根据VM的系统时间进行域内设备进行时间同步的机制。VC与VM之间的时间同步通过保活消息完成；VC与设备间的时间同步，可以通过保活消息完成，也可以通过INFO消息进行指示。4.2前端视频接入设计系统每个前端均由摄像机（云台摄像机或固定枪机）、立杆、室外机箱、视频编码器（EC）、专用电源和防雷接地等设备组成。4.2.1摄像头摄像头能够把活动景物的光信号转变为图像的电信号，它是电视监控系统中最主要的信号源。摄像机的分类方式有多种，按所摄取的图像种类来分：(1)黑白电视摄像机；(2)彩色电视摄像机；按适用照度来分。(1)普通摄像机：在白天和较强灯光下才能摄取到满意的图像，最低照度均大于10勒克斯(Lux)以上。(2)低照度摄像机：可以工作在照度较低的环境中(如黎明、黄昏、暗光下)，最低照度为0.10.5Lux。(3)微光摄像机：可以工作在月光、星光甚至伸手不见五指的阴天、漆黑的夜间。一般摄像头支持BNC视频输出接口。n 摄像机云台及支架 云台不仅起到支撑和安装摄像机的作用，更重要的是扩大了摄像机的视野范围。云台可以使摄像机在水平和垂直方向任意转动和俯仰，因而在某种意义上它起到了变一台摄像机为多台摄像机的作用。云台可分为手动式和电动式两种。在监视系统中，电动式云台获得了广泛的应用。电动云台多是由中心控制室通过摄像机遥控单元来进行控制的。电动云台是种以微电机为动力，通过传动机构，带动摄像机在水平方向做0350转动和在垂直方向做090俯仰的一种机械装置。n 摄像机防护罩 用于监控系统的摄像机，特别是置于室外的摄像机，一年四季全天候进行工作，环境条件变化无常，有时需要在相当恶劣的条件下工作。例如，风沙、雨、雪、冰雹、烟雾、高温等。为了保证摄像机工作的可靠性，延长其使用寿命，给摄像机配装具有多种特殊性保护措施的外罩，称为防护罩。一般防护罩的功能是防尘、防雨雪风霜、自动调节温度等，根据需要，还可以附加防爆、防砸、防腐蚀、防冲击、防烟雾、防辐射等一些特殊的功能。另外为了防止阳光直射摄像机，还应加装防阳光直射的遮光罩。4.2.2立杆和室外机箱立杆和室外机箱是前端监控点的物理支柱，室外环境的恶劣加上各种不可预测的天气情况，这都要求室外立杆一定要具有良好的牢固度；室外机箱内需安装光端机和专用UPS监控电源等设备，并留有空间余量，所以室外机箱在保证防雨耐高温的同时，要具有很强的防撬性能。4.2.3视频编码器（EC）视频编码器采用MPEG2/MPEG4编码算法，支持D1分辨率；编码芯片采用支持高码流的ASIC或DSP芯片，视频编码器控制单元支持ISCSI协议，设备可以设置目标地址，支持时钟同步及远程管理等功能。设备规格：视频编码器设备功能：属性说明业务功能传送方式单播、组播配置模式支持HTTP WEB配置和服务器自动配置两种模式静态配置参数设备信息（名称、IP地址、子网掩码、网关）图像信息（制式、分辨率、帧率、亮度/对比度/饱和度等，流模式） 开机信息（是否自动播放、播放地址、端口号） 串口设置（数据格式、速率）OSD信息设置（前端场景名称，时间叠加显示）告警设置（视频丢失、运动侦测、环境温度以及外部告警输入等）动态配置参数查询日志、状态、开播的地址与端口，停播，设备访问密码，重启等串口配置参数可配置1200115200bps等各种波特率维护管理Telnet，提供用户和管理员级权限支持本地升级和远程升级支持WEB维护管理支持事件日志记录嵌入式Linux操作系统，稳定可靠4.2.4防雷设备在室外安装时，对于雷雨多发地区必须设计安装防雷与接地系统。前端设备防雷与接地由以下几部分组成：电源线入口处安装电源避雷器；视频信号线入口安装信号避雷器；通信控制线入口安装信号避雷器；室外的前端设备的良好接地，接地电阻小于4，高土壤电阻率地区可放宽至 10。4.3存储系统设计4.3.1存储子系统数据管理方案本次监控系统的设计方案中，采用基于iSCSI编解码器直接写入IP存储系统的分布部署、集中管理模式。在该模式下，监控录像数据从iSCSI编解码器，经由IP网络，直接写入本地IP存储系统中，IP存储设备受到监控中心的统一管理。1. 采用多控制器的IP存储系统搭建开放的海量数据中心，满足数据读写的性能、容量等需求。2. 由于多路摄像头的监控数据采用直接写入存储方式，而监控录像是按照时间自动切割为若干文件的，存储系统需提供专用的数据写入管理软件，配合监控软件进行检索、查询。否则，大量监控文件的管理难度相当高，检索速度也相当缓慢。基于ISCSI编解码器直接写入IP存储系统的集中监控模式下，除了搭建海量数据中心外，还需提供专门的视频监控数据管理DM软件，实现监控录像数据的集中管理、检索与调阅。此种集中监控的方式区别于DVR/DVS+流媒体服务器的存储的方式。下图为这两种主流存储管理的系统结构图：4.3.2存储数据的可靠性保护RAID0：RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写到阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。且磁盘空间的存储效率最大（100）RAID0有一个明显的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。RAID1： RAID1成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID1提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。RAID5：RAID5用一个盘的容量做为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。但是要用一个硬盘的容量做数据校验使用，一个硬盘的容量做热备，所以要损失两块硬盘容量来提高数据可靠性。RAID10：RAID10是RAID1和RAID0的结合，也称为RAID（0+1），先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了数据冗余保护，RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50。RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的领域，比如金融，证券等。需要一半的容量来保证数据可靠性。根据以上不同可靠性保证的方法，我们推荐用户采用RAID5来做实时数据的存储，其中一块硬盘做热备，一块硬盘做数据校验用。采用RAID10来做为重要备份数据的存储。4.3.3存储容量的计算 根据实际需求：1. 重点要害部门采用D1（704576）2M码流，一路图像每天产生21.6G历史图像数据。2、256个摄像头、30天可产生21.625630=163T历史图像数据。3、后续可根据需要，可对图像进行抽帧备份，或对关键图像手动备份。1 包头市报警与监控系统功能实现5.1 旗县分局、区分局、派出所监控中心实现功能1 可通过网络获取实时图像资源和历史图像数据。2 可用办公管理计算机通过客户端应用软件可实时播放本辖区实时图象（有用户权限管理）。3 可用办公管理计算机通过客户端应用软件可点播播放存储图像，下载图像数据文件。4 在用户权限许可的情况下可以实时监控其他分控中心辖区图像实况。5 在用户权限许可的情况下可以可点播播放其他分控中心存储图像，下载图像数据文件。6 在用户权限许可的情况下可以控制云台摄像机，高速快球摄像机等5.2市局监控中心实现功能1. 管理所有网络上视频设备（图像编码器、图像解码器、集中式IP-SAN所有客户端软件登录计算机用户）2. 管理系统内的视频管理服务器VM服务器和存储管理服务器DM，完成VM服务器和存储管理服务器DM上数据同步。系统中心时钟。3. 可选通过配置QuidView网管软件对全网网络设备和网络存储设备进行实时监控管理。4. 实时监控所有前端监控点声音图像。5. 可通过客户端软件控制解码器，解码前端编码器图像，只要权限允许可以所有编码器图像。实现网络矩阵功能。可轮切换，序切换，不限制解码器数量6. 负责向其他职能部门提供图像监控接入服务。7. 对所有前端所有监控点的储存监控信息进行回放，实现查询、下载、复制，抓拍等功能。8. 与监控点前端报警单元联动，监控部位发生报警，中心管理平台显示器自动弹出相关地点实时视频监控画面功能；9. 可与“110”等三台合一报警服务台联动，实现固定电话报警启动中心视频图像自动切换功能；（需开发）10. 有矢量电子地图（GIS）和报警视频联动功能；11. 关联辅助指挥软件，同步在电子地图上显示监控点基本信息和相关处警预案；12. 关联相关民爆物品管理、网吧管理和宾馆、旅店住宿人员信息管理等公安业务管理信息系统数据库当前动态信息。13. 有系统自动检测，系统安全保护，系统信息控制和系统接口管理等功能。5.3与环境监控的结合解决方案提供了开放的API接口，可以与三台合一报警服务台联动。并可提供应急指挥系统、GIS地理信息系统等各种应用的结合。在前端编码器上，系统提供了开关告警接口，可以与红外报警等其他周界保护系统结合。当出现告警时可自动提醒管理员，并进行声光告警。2 系统特点华为3com 包头市城市报警与监控系统Ivs IP智能监控解决方案充分整合了华为3Com在在IP网络、视频及IP SAN存储等领域的技术优势，同时借鉴了NGN中控制与交换分离的先进理念，方案具备以下特点：6.1先进的体系架构iVS方案充分整合了IP网络、视频、存储、信令等领域的技术，采用开放的NGN架构，标准的技术实现。系统将信令控制与媒体流交换分离的先进理念引入视频监控系统。系统中音视频流并不在VM上集中处理，而是通过网络的处理交换以分布式的形式分发出去，避免了由于媒体流处理的性能压力而造成的瓶颈问题，从而可以实现监控规模的无限制扩展。采用这种开放性的架构，具备较好的开放性，允许不同子模块的技术独立演进发展。同时，原有的监控系统，不论是采用模拟矩阵方式还是DVR方式，可以通过视频/控制网关接入到该系统，从而保护已有的投资。6.2高清晰的图像质量华为3Com iVS采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1高清晰图像分辨率，支持MPEG2/MPEG4/H.264编码格式，编码带宽最高可达8M，尤其是在高动态图像监控场合，iVS可以为用户提供最高质量的高清晰图像。同时通过组播优化等网络技术，使得iVS具备良好的实时性，满足专业监控的要求。尤其是iVS采用一次编码、全网交换的方式，避免了传统监控系统因为矩阵多级级联而造成的图像质量下降和时延增加的现象，在多级扩展后仍可以保持最佳的高清晰图像质量和低时延。6.3专业可靠的IP-SAN存储iVS采用了IP-SAN作为监控数据存储设备，可以在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等，此外，在可靠性方面也有很多独特的优势，如支持RAID、支持硬盘在线热插拔、支持硬盘电源短路保护、支持可选冗余热插拔电源、支持电源自动故障切换等。从而确保了可靠海量视频信息的可靠存储。同时由于端到端的IP-SAN存储是基于数据块的存储模式，克服了传统监控模式中文件存储容易损坏文件和无法查询最近图像的弊端，提高系统可靠性同时大大缩短了系统的图像回放响应时间，为紧急情况处置争取了时间。6.4灵活方便的管理模式系统针对不同的用户可以采用域管理、用户管理和云台控制冲突管理等多种权限管理模式。不同的用户可以根据指定的权限对系统进行操作。这种分级分域的多种管理模式非常适合铁路系统应用。系统根据用户业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过视频管理服务器VM和数据管理服务器DM不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。用户只需要在一台客户端上就可以对整网设备进行批量配置下发、远程升级、远程操作、业务实现等操作。6.5对新技术的包容同时，我们看到，监控所涉及的每个子领域的技术都处在快速的发展中，如监控接入层中的各种无线技术，包括WLAN、GPRS、3G等；网络承载层中的IPv6、高性能以太网等；控制层的模块化软件技术、中间件技术等；业务应用层的IP SAN、图像识别、人工智能等。iVS方案采用这种标准、开放的架构，有利于每个层次技术的独立发展及平滑演进，保护用户的技术投资。正是由于iVS在体系结构上的优势和对各种新技术的综合利用，将监控中的视频设备、IP网络、IP-SAN存储及监控管理软件有机的融合为一个整体，充分发挥了IP网络、IP SAN、模块化软件等各种最新技术的优势，使之在监、控、存、管、用等各方面获得最佳的综合表现。尤其是iVS很好的解决了目前大规模监控所面临的高密度广范围接入问题、海量集中存储问题、低运营成本和全网统一管理的控制管理问题，并成功降低了大规模监控建设的综合投资，iVS非常适合于大规模的城域监控应用。iVS方案一经推出，就在“平安工程”等专业监控领域获得高度的认可。6.6与传统数字监控方案的对比与传统监控方案相比，华为3com IP智能监控解决方案有一下优势：1、 裸数据存储更加安全可靠，且查询快捷；2、 组播方式占用带宽小，可靠性强；3、 工业级元件，适合恶劣环境；4、 标准图象压缩协议以及动态图象编码专利，保证图象清晰度；5、 全IP化统一管理、环节少，方便易用；6、 可与其他系统兼容，保护投资，提高效率，适合今后发展趋势；7、 电子地图，故障告警、系统审计等人性化功能优势明显；8、 灵活的光纤接入，采用EPON无源光网络，大幅减少光纤数量；降低工程费用；9、 智能化管理控制应用需求，实现对大量前端设备的集中控制和批量管理多级权限管理；智能告警、系统日志提供等；10、 实现图像信息的智能综合应用。3 相关产品介绍7.1 VM8000 IP视频监控管理服务器VM8000视频监控管理服务器是华为3Com公司推出的新一代基于IP网络的视频监控管理服务器，是华为3Com iVS（IP Video Surveillance）IP智能监控解决方案的核心组件。VM8000采用“监控管理服务器+Linux”架构的系统平台，满足专业监控对高性能、高可靠性的要求，如下图所示： 图1 VM8000 产品照片VM8000可以与华为3Com的其他监控产品，包括EC系列视频监控媒体终端、视频数据管理服务器 DM Server、DC系列监控解码终端、及IP SAN存储系统等配合组网，形成强大的IP智能监控解决方案。VM是iVS方案的管理中心和控制中心，VM的授权用户可以在任意一台PC管理终端（VC，Video Client）上完成全网的设备管理、资源调度及业务控制。整个系统的逻辑关系如图2所示： 产品功能特点：先进的体系架构：采用先进的模块化软件设计技术，支持分级分域的管理方式，系统具备良好的可扩展性和开放性，可根据监控范围的扩大实现系统的平滑扩容；同时可提供开放的编程接口，为行业化业务功能开发提供接口。高可靠的系统平台：采用“监控管理服务器+Linux”的系统平台