大学平安校园数字高清监控系统设计方案.doc

目录目录 第 1 章 概述 3 第 2 章 需求分析 4 2 1 项目概况 4 2 2 实现功能 4 第 3 章 设计原则与依据 6 3 1 设计原则 6 3 2 设计依据 6 第 4 章 系统总体设计 8 4 1 系统技术指标 8 4 2 工程的培训及售后服务 9 4 3 系统架构说明 9 4 4 体系架构设计 存储空间计算 10 4 5 前端采集 10 4 6 传输与交换 13 4 7 存储 14 4 8 管理 14 第 5 章 高清前端设计 15 5 1 监控点位清单 15 5 2 线缆敷设 16 5 3 灯光的布置 17 5 4 基础配套设施 17 5 5 接地及供电设计 17 5 6 技术特点 18 第 6 章 安防控制中心 20 6 1 存储设计 20 6 2 电视墙设计 23 6 3 平台软件及地图设计 23 第 7 章 网络传输设计 24 7 1 传输设计原则 24 7 2 传输介质选择 24 7 3 网络层次设计 25 第 8 章 系统主要设备及参数 28 一 系统交换机设备 28 RG S7805E 云架构万兆网络核心交换机 28 二 视频监控系统设备 41 DS 2CD8224XG SH 日夜型 200 万像素网络枪式摄像机 41 DS 2CD7212Z SH 网络 140 万像素半球摄像机 44 DS ZF822 A 网络 140 万像素枪式摄像机 47 DS A81016S CVS 云存储专用服务器 51 IS VSE2326C BBA 流媒体服务器 54 IS VSE2326E NFA 平台软件管理服务器 56 IS VSE2326X NDA 平台软件管理服务器 58 IS VSE2326X QFA 云存储管理节点服务器 60 第 9 章章 设计方案总结设计方案总结 63 第 10 章 安全文明施工组织设计 64 第 11 章 质量安全 培训计划 售后服务 73 11 1 质量记录 73 11 2 安全保证技术措施 74 11 3 文明施工措施 76 11 4 工程的培训及售后服务 77 第 1 章 概述概述 上海交通大学医学院由中华人民共和国教育部 中华人民共和国卫生部和 上海市人民政府共建 位于 211 工程 985 工程 是中国首批 卓越医 生教育培养计划 是国家级临床技能实验示范中心学科组长单位 学院拥有 重庆南路 闵行 南汇三个校区 本期项目为重庆南路 280 号东西两院内 本期数字高清视频安防监控系统建设在重庆南路校区 老的迷你监控系统 监视图像不清晰 系统架构落后等因素使得本校区数字高清安防监控系统在 2013 年进行改建 已建成监控中心集中式管理平台 GIS 地图 解码器显示系 统等设施设备 为进一步增强我校视频监控清晰度暨监视盲区部位 依据招标 文件要求 在原有模拟监控点位上升级为数字高清设备 配置 180 套 1080P 720P 高清摄像机安装在东西两院的科教楼 一号楼 四号楼 7 号女生 公寓楼 八号楼 食堂 老红楼 三 四 五 六号楼以及图书馆和小白楼内 进 行全天候 24 小时监视 本期监控系统的架构采用集中式云存储的方式对前端摄像机和机房设备进 行统一管理和存储 本期增加的存储设备初步拟定放置在信息中心机房内进行 管理维护 监控机房内可任意调阅预览与回放及下载监控数据 自 2013 年 1 月 1 日上海市公安局安防报警协会发布普及数字高清监控系统 作为监控行业的新兴技术领域以来 数字高清监控系统成为监控行业目前的技 术发展热点 凭借其相对于传统模拟标清监控能更清晰地呈现细节的绝对技术 优势 高清数字视频监控这个概念已经被越来越多的用户和厂商认可 高清所 带来的超高画质 超宽场景给人以极大的视觉震撼 高清与标清最大的区别从 清晰度来说 标清摄像机已经接近极限 在短时间内也没有提升的空间 而高 清网络摄像机在清晰度方面可以说正处于快速提升的阶段 从百万像素 到 200 万 再到 300 万 500 万及 1200 万等都已经有相应的产品在市场上出现 因此 上海交通大学医学院也紧跟市场发展步伐 建设高质量系统架构 高科 技含量的数字视频监控系统 进一步保障校园师生的人身财务安全 第第 2 2 章章 需求分析需求分析 2 12 1 项目概况项目概况 本项目采用网络型数字视频监控系统 本次建设的主要目标是完成对学校 东院 西院 180 个原有模拟监控点位的高清数字化改造 主要在一些公共或重 要区域进行视频监控覆盖 实现上述场合内的各种活动及固定目标的实时监控 室内场景监控视频分辨率需达到高清 720P 室外重要场景的监控视频分辨率需 达到 1080P 同时对上述场所的监控视频 以不同的格式进行录像 存储 存 储时长达到 30 天 以备后期查询 一旦发生案情 能为公安侦察破案 学校查 证提供有效线索 建成后的视频监控系统将在维护人员 财产安全 预防和打击各种违法行 为中发挥应有的作用 2 22 2 实现功能实现功能 1 本项目根据监控环境选择安装 720P 1080P 高清网络摄像机 满足现场 对监控功能 安装环境 光线条件等特定条件的要求 2 网络传输是监控系统中一个独立的视频承载物理子网 是整个安防系统 重要的基础通讯保障系统 它主要负责安防系统数字视频信号 控制 信号和数据的实时传输 承载大量的视频流及数据流 考虑到今后全 面高清数字化改造的网络需求 本次改造部分需建设一套单独的监控 网络用于视音频 报警和控制信号等数据的传输 3 本次改造部分系统设计采用视频云存储的模式 方便管理 便于后续扩 容 对前端摄像机图像录像保存 30 天以上 并可根据不同监控点的需 求进行个性化的设置 如设置移动侦测录像 事件录像 报警录像等 功能 4 系统建设一套视频集中管理软件平台 用于实现对整个视频监控系统内 设备的集中控制 录像存储 视频转发 解码上墙等功能 5 视频回放功能 可以支持录像文件的快速检索和回放 支持慢放 快放 单帧回放和倒放等功能 还支持回放上墙和录像文件远程下载备份的 功能 第第 3 3 章章 设计原则与依据设计原则与依据 3 13 1 设计原则设计原则 视频监控系统建设的总体设计和实施 应以 前瞻性 可靠性 系统性 开放性 应用性 安全性 为基本原则 1 前瞻性前瞻性 选用先进 成熟 可靠的前端设备 引入先进安保技术 搭 建可升级 可扩展 可兼容的系统和应用平台 构建数字化 网络化和 智能化的视频监控系统 2 可靠性 可靠性 系统软硬件应具备极高的可靠性 硬件采用电信级的服务器 及专业存储设备 应支持对关键设备 关键数据 关键程序模块采取备 份 冗余措施 3 系统性 系统性 以社会化建设发展思路 按照内控的区分标准 作为一个整 体统筹推进 视频监控系统的建设应满足各部门 各应用系统对监控图 像共享的需求 为监控资源数字化整合共享提供接口支持 4 开放性开放性 系统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 5 应用性 应用性 视频监控系统的建设必须突出应用 在建设中应以现实需求 为导向 以有效应用为核心 以技术建设与工作机制的同步协调为保障 确保系统能有效服务于政府工作的需要 6 安全性 安全性 制定严密的安全管理机制 确保信息安全 系统安全 数据 库安全和设备安全 前端监控设备如前端摄像机 机箱等应具有良好的 安全性 系统的数据录入 数据传输和数据保存各个阶段都应制定相应 的数据安全措施 3 23 2 设计依据设计依据 视频监控系统的建设依据国家相关法律规章 国家和行业相关标准 相关 研究成果等资料进行规划设计 具体如下 安防视频监控系统设计方面 安防视频监控系统设计方面 中华人民共和国公安部行业标准 GA70 94 视频安防监控系统技术要求 GA T367 2001 本市数字视频安防监控系统基本技术要求本市数字视频安防监控系统基本技术要求 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198 94 工业电视系统工程设计规范 GBJ115 87 安全防范系统通用图形符号 GA T75 2000 建筑及建筑群综合布线工程设计规范 GB T50311 2000 上海重点单位重要部位安全技术防范系统要求上海重点单位重要部位安全技术防范系统要求 上海重点单位重要部位安全技术防范系统要求 第 6 部分 学校 幼 儿园 视频监控图像质量方面 视频监控图像质量方面 电视视频通道测试方法 GB3659 83 彩色电视图像质量主观评价方法 GB7401 1987 视频系统网络设计方面 视频系统网络设计方面 信息技术开放系统互连网络层安全协议 GB T 17963 计算机信息系统安全 GA 216 1 1999 计算机软件开发规范 GB8566 88 视频系统工程建设方面视频系统工程建设方面 安全防范工程程序与要求 GA T75 94 安全防范工程技术规范 GB 50348 2004 电子计算机机房设计规范 GB50174 93 建筑物防雷设计规范 GB50057 94 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GB50343 2004 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求 GA T670 2006 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 第第 4 4 章章 系统总体设计系统总体设计 4 14 1 系统技术指标 系统技术指标 a 图像质量可按五级损伤制评定 图像质量不应低于 4 分 b 峰值信噪比 PSNR 不应低于 32dB c 数字视频安防监控系统清晰度达到如下 2 B 级 系统水平分辨力应 600 TVL 3 C 级 系统水平分辨力应 800 TVL d 图像画面的灰度应 8 级 e 视音频记录失步应 1s 图像时延时间图像时延时间 网络型数字视频安防监控系统相邻两个交换层之间互联的 IP 有线网络指标 时延应 400ms 时延抖动应 50ms 丢包率应 1 10 3 信息延迟时间信息延迟时间 前端设备与监控中心控制设备间端到端的信息延迟时间 2s 前端设备与用户终端设备间端到端的信息延迟时间 4s 视频报警联动响应时间 4s 4 24 2 本方案系统架构 本方案系统架构 本项目根据上海交通大学医学院的招标需求 安全防范的有关规定 以及 上海技防办对安防监控的要求 以本行业先进典型的实例 设计了此高清网络 视频监控系统 电视墙 原有 接入层网络交换机 DVI 视频综合平台 原有 流媒体 2 本 次更新 地图服务器 1 原有 出入口服务器 1 原有 云存储服务器 2 本次新增 中心管理 1 本次更新 网络摄像机 网线 网线 光缆 编码器 硬 盘录像机 视频线 控制线 视频线 视频线 光缆 接入层交换机 视频线 控制线 视频线 视频线 光缆 网线 网络摄像机 网络摄像机 模拟摄像机 模拟摄像机 模拟摄像机 模拟摄像机 模拟摄像机 模拟摄像机 本本次次改改造造 未未改改模模拟拟 已已改改高高清清 16盘位存储阵列 4 本次新增 操作电脑 原有 4 34 3 系统架构说明 系统架构说明 1 前端高清网络摄像机通过接入层 核心层交换机 将高清视频信号传输 至总控中心进行数据交换 并由后端集中监控管理平台对前端摄像机进行统一 接入 集中管理 权限分配 视频存储管理 视频转发 解码上墙等功能 2 留用原有模拟摄像机通过同轴电缆 光端机将模拟信号接入后端嵌入式 DVR DVS 并通过网络接入监控管理平台进行统一管理 3 本项目将建设一套单独的监控网络 以保证整个网络带宽以及网络的稳 定性 4 本次改造的 180 个高清监控点采用视频云存储进行存储时间 30 天 以 保证监控数据的稳定及后续的扩展性 5 监控管理中心流媒体服务器实现将前端视频图像进行转发 可转发至解 码设备 工作站 客户端等设备 流媒体服务器可接入转发 200 路 2M 的图像 可根据图像调用路数的要求增加流媒体服务器数量 以满足需要 6 监控中心采用 2014 年改造的视频综合屏平台进行高清图像解码上墙 7 电视墙利用原有 15 块显示大屏 可通过客户端实现单路切换 轮巡 拼接 漫游 开窗等显示功能 4 44 4 体系架构设计 体系架构设计 目前数字高清道路监控系统架构存在分非压缩和压缩两大类 压缩架构由前端 IP 高清数字摄像机 IP 网络交换机 高清 NVR 解码器等 设备组成 依托于通用 IP 网络 结构简单 通用性强 通过部分试点项目的综合比较 非压缩架构在性能功能上仅在延时上略胜 一筹 但存在造价昂贵 所需设备众多 高清光端机 高清矩阵 通用性差 等大问题 IP 压缩架构正成为目前高清监控系统建设的主流 相应的产品如 IP 高清摄像机 高清镜头 集中云存储服务器 高清解码器也将成为高清监控市 场的产品主流 下文就监控系统 IP 云服务架构的各相关设备选型做详细分析阐 述 4 54 5 前端采集 前端采集 4 5 14 5 1 IPIP 高清摄像机高清摄像机 高清 IP 摄像机的优劣与档次主要由感光器件尺寸 有效像素 处理器性能 灵敏度 制作工艺 色彩还原性等硬指标决定 摄像机内部处理器自带数字压 缩及后期应用 因此压缩算法 码流 帧率 本地存储等特性指标也成为高清 IP 摄像机技术指标的重要部分 下表就目前市场众多高清摄像机的测试 分析各项指标和实际效果 指标项分析结果 感光器件 存在 CCD 和 CMOS 两种 国内以 CCD 为主 国外以 CMOS 居 多 主流尺寸有 1 3 1 2 8 1 1 8 1 2 2 3 等 分辨率 国内用户对图像流畅度要求较高 200 万像素摄像机均已 达到 25 帧 秒 因此国内主流为 720p 和 1080p 逐行扫 描 画面宽高比为 16 9 压缩格式 常规有 H 264 MPEG4 M JPEG 三种 国内 H 264 以其高压缩 比 低码流 高性能的绝对优势成为高清监控的主流压缩 格式 灵敏度 普遍不如传统模拟摄像机 建议夜间光照严重不足区域配 置补光灯补充光照强度 色彩还原 性 高清色彩普遍有不同程度的失真 而色彩还原性是衡量高 清摄像机图像质量和档次的重要指标 须对比观察实物与 图像显示效果 流畅度 720p 和 1080p 两档均能达到 25 帧或 30 帧的流畅度 但 要验证其稳定性 须测试观察在画面信息变化较大时是否 有马赛克 卡住 丢包等现象 图像处理 具有背光补偿 宽动态 强光抑制等多种处理方式 码流 单路视频平均码流一般在 10Mbps 以下 瞬时码流高峰值 有时可达 50Mbps 本地存储 是数字摄像机的衍生产物 每路 10Mbps 以下的平均码流 使本地存储成为了可能 4 5 24 5 2 镜头 镜头 高清镜头作为高清摄像机的配件 其 MTF 值 焦距 光圈范围等关键指标影响 高清图像的最终呈现 1 MTF 是不同于传统标清镜头的新指标 用来反映镜头的透光性 反差对 比度 分辨率以及边缘及中心的一致性 MTF 曲线图是衡量镜头品质和工艺的 重要依据 MTF 值一般在 F 光圈值 8 时测得最好 由 4 条曲线组成 分别 反映镜头的透光性 反差对比度 分辨率 相散和一致性 图 1 MTF 曲线示意图 2 焦距 决定视场中哪一部分最清晰 用 f 表示 高清镜头以焦距分类可分 为定焦镜头 手动变焦镜头 电动变焦镜头 手动变焦镜头目前广泛用于室外 道路监控固定高清摄像机中 可适用于不同的目标和场景 室外道路监控摄像 部件安装于室外立杆挑臂上 摄像部件容易晃动 因此在镜头选型时我们还注 意相应的焦距固定措施 齿轮固定 螺钉固定等 防止镜头脱焦 3 光圈 决定镜头的通光量 用 F 值表示 F 焦距 光圈孔径 F 值影响夜 间图像效果 道路监控固定摄像机一般选用自动光圈镜头 由于焦距固定 场 景变化不大 光圈驱动方式选择 DC 驱动即可 电动变焦镜头选用视频驱动效果 较好 用于可控高清摄像机 4 与摄像机的匹配 1 2 的镜头可以用于 1 3 的摄像机 但分辨率必须 大于摄像机分辨率 300 万像素的镜头才能与 200 万像素的摄像机匹配 主要 原因体现在两方面 一是摄像机与镜头的像素密度应相等 即镜头的分辨率 镜 头的感光器件尺寸 摄像机的分辨率 摄像机的感光器件尺寸 以此倒推 得出 适应摄像机的镜头分辨率需求 二是镜头由多组凹 凸的镜片组成 边缘与中心 的一致性较好的镜头在 80 左右 边缘分辨率多少会下降 因此镜头分辨率大 于摄像机分辨率为宜 因此 本期我公司建议贵校在室外配置安装 1080P 像素 的摄像机可选用 800 万像素的手动变焦镜头 4 64 6 传输与交换 传输与交换 数字高清监控系统的每个环节都依托 IP 网络传输 包括前端外场摄像机 集中式云存储服务器 管理服务器 客户端 PC 等设备 1 1 接入层 接入层 前端摄像机至千兆汇聚交换机的传输为接入层 传输媒介同轴电缆 距离 不超过 75 米 接入层交换机到中心机房核心交换机之间传输为光纤 传输设备 分为光纤收发模块 工业以太网交换机等设备 1 光纤收发模块 工业以太网交换机 适用于光纤资源充足的光纤收发器 为网络透传设备 不具有交换功能 光纤收发器仅传输网络信号 以太网光端 机为传统模拟监控体系的衍生物 可传输模拟标清视频信号 工业以太网交换 机一般为 8 口以上 至少具备二层交换和简单网络管理功能 适用于高清摄像 机布设较为密集的点位 2 2 汇聚层 汇聚层 汇聚层采用 16 口全千兆交换机连接前端摄像机信号 机房万兆核心交换机 和集中式云存储服务器以及其他管理服务器 根据前端接入 180 路信号的规模 带宽 设备类型 应用情况选择万兆核心的以太网交换机配置方案 摄像机接 入端口根据前端接入的带宽情况配置对应的 1000M 10G 端口 存储服务器和摄像 机接入端口尽量接在一台交换机上或划分在同一个 VLAN 中 以最小化故障影响 对于本系统即将发展成为大型监控系统 建议网络交换机采用三层交换机 以 支持 VLAN 和路由交换应用 网络安全包括接入安全 验证授权和数据加密 3 3 核心层 核心层 本期考虑的两台万兆核心交换机用于传输重庆南路东西两院之间的数据 两院 之间设置有一根光缆 是本系统数据的主要传输通道 4 74 7 存储 存储 本系统架构考虑的比较高端 云存储管理服务器通过网络接入前端摄像机信 号可达到 2000 路 后期增补的前端摄像机只要增加 16 盘位存储服务器即可 还考虑操作系统盘和 RAID 冗余备份盘 4 84 8 管理 管理 在 2014 年建立的平台管理软件及服务器设备的基础设施上 本期增加两台 云存数服务器用于系统数据的相互备份机制 打造一个稳定安全的运行方案 第第 5 5 章章 高清前端设计高清前端设计 5 15 1 监控点位清单监控点位清单 综上所述 本项目前端高清摄像机共配置 180 台 其中 720P 摄像机 123 台 分为 91 台半球摄像机和 32 台枪式摄像机 1080P 枪式摄像机 57 台 主要设备分布如下 主要设备分布如下 序号序号摄像机位置摄像机位置 室内室内 720P720P 枪机枪机 室内室内 720P720P 半半 球球 电梯电梯 720P720P 半球半球 室外室外 1080P1080P 枪机枪机 备注备注 交换交换 机机 1 东院科教楼 630322 2 东院一号楼 101 3 东院四号楼 8202 4 东院七号楼 女生公寓 46263 5 东院八号楼 2 摄像机 进保健 楼原有 交换机 6 东院食堂 1421 7 西院老红楼 2 网线进 楼 1 8 西院三号楼 3 1 对光纤 收发器 1 9 西院四号楼 11 10 西院五号楼 11 11 西院六号楼 31 12 西院图书馆 11 3 对光纤 收发器 1 13 西院小白楼 61 14 其他 2 15 监控中心 0000 中心设 备连核 心交换 机 0 16 信息中心机 房 万兆核 心交换 机 2 合计合计 323284847 757570 01818 5 25 2 线缆敷设线缆敷设 除了选择充分满足标准的线缆之外 施工必须符合 GB 50217 1994 电力 工程电缆设计规范 的要求 我们建议以下基本要求 线缆长度应满足 75 米的距离要求时将信号连接至接入交换机 避免电缆的 破裂接续 电源电缆和信号电缆应分开铺设 所有电缆应避开恶劣环境 如高温热源和化学腐蚀区等 所有电缆应远离高压线或大电流电缆 不易避开时应各自穿配金属管 并 尽可能地埋入地下 当在建筑内铺设时 应按建筑设计规范选用管线材料及铺设方式 埋于建 筑物体内 电缆穿管前应清理管内杂物 穿线时宜涂抹黄油或滑石粉 进入管口的电 缆应保持平直 管内线缆不能有接头和扭结 穿好后应作防潮 防腐等处理 电缆应从所接设备下部穿出 并留出一定余量 在电缆端做好标志和编号 便于事后排查 5 35 3 灯光的布置灯光的布置 为提高夜间监控图像的质量 通过协调建设方 尽量提高出入口区域的环 境照度 光线的设置和方向应顺着摄像机捕捉图像的方向 避免逆光 光线强度应 满足摄像机对光照度的要求 5 45 4 基础配套设施基础配套设施 1 安装支架 室内摄像机的安装固定 根据摄像机型号和现场情况可采用壁装 吊装及 角装等多种形式的安装支架 安装高度不低于 2 5m 安装在室外的摄像机 当可借助建筑物附着安装时 选用相应的安装支架 安装 若无合适的建筑物供附着安装 则需要选用视频监控专用立杆 安装高 度应不低于 3 5m 2 室外端接箱 室外摄像机的供电 信号等需要在室外进行汇集 需用专用的防水箱进行 端接 端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置 同时具有防雨 防 尘 防高温 防盗等功能 不便于在立杆上部安装设备箱的 在地面设置设备 机柜 其设计按照相关的规范标准执行 同时应具有防尘 防雨 防破坏等功 能 5 55 5 接地及供电设计接地及供电设计 对前端供电和控制部分 需要采取有效的避雷接地措施 充分保障前端的 稳定性和可靠性 前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行 1 直击雷防护 在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针 安装于监控点 立杆顶部 提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲 特性 提前一定的时间引导雷电放电 不至于使局部雷云电荷积累形成过大的 雷击强度 降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度 提高了室 外监控点的保护裕度 2 供电设施的雷击电磁脉冲防护 电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害 为避免高 电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏 后续设备 以及防止线缆遭受二次感应 本系统对前端室外防水箱 220V 电源进 线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地 220V 电源进线避雷 标称放电电流不小于 10KV 接地线缆建议不小于 6mm2 3 均压等电位连接技术 等电位连接是将正常不带电 或不带信息 的 未接地或未良好接地的设 备金属外壳 电缆的金属外皮 金属构架 金属管线与接地系统作电气连接 防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成 对设备内部绝缘 电缆芯线的反击 监控点设备 含电源避雷器 控制信号避 雷器 宜采用单点接地方式实现等电位连接 独立接地电阻小于 10 4 系统供电 系统设备建议采用集中供电 电源质量建议满足下列要求 稳态电压偏移不大于 2 稳态频率偏移不大于 0 2Hz 电压波形畸变率不大于 5 5 65 6 技术特点技术特点 本方案品牌选用海康威视网络高清摄像机选用业界高端传感器和 TI 嵌入式 DSP 方案 成像质量高 性能强大 优势特点如下 5 6 1 1 越界侦测 越界侦测一般用于出入口 周界设防等 可设置单方向进入报警或者两侧 越界报警 可配合客户端抓图 录像 弹图 报警等 5 6 1 2 区域入侵侦测 区域入侵侦测可在固定的监控场景下划定一个范围 对于进入该区域的目 标可产生报警 录像等动作 对于重要的区域 如档案室 资料室 机房 金 库等不能让人随意进入的房间 区域可以设定警戒区域 一旦发现有入侵即可 触发报警和录像 能极大地提高监控效率 减少监控人员精力消耗 第第 6 6 章章 安防控制中心安防控制中心 6 16 1 存储设计存储设计 本项目设计采用视频云存储进行存储 以满足本次 180 路高清视频存储 30 天的需要 6 1 1 存储空间计算 本项目选用海康威视磁盘阵列 DS A81016S CVS 存储空间计算如下 系统需满足按照高清图像 7 24 小时录像录制 30 天的要求 按照每路 720P 2Mbps 1080P 4Mbps 计算 计算公式如下 2Mbps 123 路 4Mbps 57 3600 秒 24 小时 30 天 1024 1024 8 146 46T 存储空间共需要占用 41 块 4TB 硬盘 考虑到格式化损耗 RAID 机制 因此 实际共需 4 台 16 盘位磁盘阵列和 61 块 4TB 硬盘 本项目配置 64 块 4TB 硬盘 6 1 2 机柜空间及耗电量 本项目共需磁盘阵列 4 台 云存储管理服务器 2 台 接入服务器 1 台 每 台磁盘阵列占用标准机柜 3U 每台管理服务器占用标准机柜 2U 每台设备之间 需间隔 1U 用作散热 因此需机柜空间为 4 3U 4 1U 3 2U 3 1U 25U 本次需要更换原有流媒体服务器 2 台 原有平台软件管理服务器 1 台 每 台管理服务器占用标准机柜 2U 每台设备之间需间隔 1U 用作散热 因此需机 柜空间为 3 2U 3 1U 9U 监控中心原有 2 台服务器 每台管理服务器占用标准机柜 2U 每台设备之 间需间隔 1U 用作散热 因此需机柜空间为 2 2U 2 1U 6U 综上 本次改造涉及的中心机房设备实际需要占用 40U 的机柜空间 每台磁盘阵列含硬盘的额定耗电量最大为 460W 每台服务器的额定耗电量 为 700W 总额定耗电量为 460W 4 700W 8 7440W 6 1 3 设备主要功能 视频存储功能 支持手动录像 计划录像 报警录像 对这三种方式触发的录像方式如下 手动录像 当用户在客户端上选择手动录像后 将要录像的摄像机信息存 储到数据库对应的表中 并通知视频存储服务系统执行该条记录 计划录像 用户可以在客户端软件上制定录像方案 并对录像方案进行保 存 当选择执行某个录像方案时 就会通知视频存储服务系统按照该方案进行 计划录像 报警录像 当发生视频报警时 视频存储服务系统会收到触发视频报警录 像的信息 视频存储服务系统便根据包含的摄像机信息进行录像存储 支持节假日设定 录像文件最大长度设定 存储容量设置和状态显示等功 能 智能补录功能 网络异常时 前端设备启动录像并保存在本地 网络恢复后 录像自动回 传到磁盘阵列存储 保证数据的完整性 支持回传策略设定 选择在业务空闲时 例如下班时间 进行回传 解决 业务繁忙时录像数据与业务数据的带宽竞争问题 视频存储管理功能 支持对存储的视频数据进行管理和设置 可设置当磁盘空间不足时处理方式 提前预警 覆盖 录像状态 计划 手动 报警 运动检测 显示 可检测存储设备的工作状态 对异常情况报警 视频资料检索功能 支持客户端的历史视频检索功能 系统支持客户端按日期 时间 类型 服 务器 通道检索客户端本地或远程服务器端的录像文件 系统以文件信息列表 形式将检索结果返回给客户端 视频资料回放功能 支持同时回放多个服务器或本地的多个存储通道的同一时间的录像文件 最 多可达 16 画面同时同步回放 支持 1 4 6 9 16 画面显示 回放时能够支持暂停 播放 停止 快放 慢放 单帧步进 循环播放 精 确定位到某帧 备份 调节音量 调节亮度 色度 对比度 色调等操作 支持录像剪辑 录像文件下载等功能 6 1 4 技术特点 海康存储系统针对监控应用的特点对存储系统进行了优化 监控应用实际 上是一种以大码流多并发写为主的一种存储应用 在写性能 写的高并发和写 的高稳定度方面 海康监控存储产品采用了独特的算法 达到最佳的效果 能 充分满足监控系统性能的要求 并能够满足以后性能扩展的需要 6 1 4 1 数据备份 提供录像数据的多种备份模式 本地备份 异地备份 加强视频数据的安 全性 6 1 4 2 录像锁定与归档 被锁定的录像数据在锁定时间内不会被循环覆盖 归档的录像可以长期保存 不被循环覆盖 有利于关键视频的保存 便于 事后取证 6 1 4 3 秒级定位 即时回放 基于底层流存储数据结构和快速数据定位技术 可以实现任意时间段 时间 段可以无限小或无限接近当前时间 的即时回放和任意时间点 时间段的快速精 确检索定位 支持分段并行回放和分段批量下载 6 1 4 4 PB 级录像卷管理 系统提出了录像卷概念 以录像卷为单元对外提供空间 突破了传统文件 系统下单卷 2TB 8TB 的限制 单录像卷容量可以高达数千 PB 6 26 2 电视墙电视墙设计设计 监控中心是视频监控 门禁 报警 对讲 消防等系统集中展示的核心部 位 日常安防 应急指挥 领导参观 系统维护等工作都在监控中心开展 需 要建设一套能完整展现各个安防业务子系统的电视墙系统 本次项目对原有电视墙 解码设备进行留用 不再改造 6 36 3 平台软件及地图设计平台软件及地图设计 2014 年高清化改造时已对原有平台软件及地图进行改造 本次改造不再涉 及地图及软件的改造仅需在设备选型上支持原有软件 地图的接入 同时需要 对原有平台软件 地图进行重新配置 第第 7 7 章章 网络传输设计网络传输设计 7 17 1 传输设计原则传输设计原则 1 数字视频安防监控系统的传输应根据相关标准的规定 系统应用及管理 的方式 系统的规模 建筑的形态 前端摄像机的选型及分布情况 存储及传 输设备的存放模式 集中存储 分散存储 等综合因素进行设计 2 网络型数字视频安防监控系统网络交换层不应超过三级 不应采用桌面 型网络交换设备 3 系统应采用独立的专用网络 允许采用 VLAN 的独立网段 以保证网络 系统的带宽 提高系统可靠性 4 一级交换机每个接入端口带宽 100M 不超过 24 个接入端口 且具有 2 个 1000M 以太网端口 监控中心二级交换机每个接入端口带宽应 1000M 支 持网络管理功能 5 由于网线存在其最大传输距离 单一网线的传输距离应不超过 80 米 设备与设备之间的传输距离超过这一距离可能造成信号的误差 应使用光缆进 行传输 6 网络型数字视频安防监控系统的带宽设计应能满足前端设备接入监控中 心 用户终端接入监控中心的带宽要求并留有余量 所有传输节点实用带宽应 传输带宽的 45 7 27 2 传输介质选择传输介质选择 1 视频监控同轴电缆传输 信号传输带宽为 50Hz 4MHz 传输距离在 200m 以内时 可选用 SYV75 3 同轴电缆 传输距离在 500m 以内时 可选用 SYV75 5 同轴电缆 电梯摄像机部 分 由于楼层叠加器和随行电缆必须走模拟方式传输 因此电梯摄像机采用同 轴电缆传输 2 网络双绞线传输 网络双绞线基带传输是用 5 类以上的双绞线 利用平衡传输和差分放大原 理 这种传输方式的优点是线缆和设备价格便宜 但传输距离相对同轴电缆较 近 不能超过 100m 3 光缆传输 常用的光缆传输是 视频对射频调幅 射频对光信号调幅 的调制解调传 输系统 光缆传输技术是远距离传输最有效的方式 传输效果也都公认的好 适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输 对于室外周界等距离较远的高 清网络监控点 无法采用网络双绞线传输 必须采用光纤方式 通过光纤收发 器将电信号转成光纤信号进行传输 本项目中 对于前端监控点 信号线传输建议如下 监控点位距离接入层交换机 75 米内时 建议采用超 5 类非屏蔽双绞线 进行传输 若采用 POE 供电 传输距离同样不能超过 75m 若传输有干 扰 可采用超 5 类屏蔽双绞线 当一级交换机距离核心层交换机较远时 建议采用光纤进行传输 当必须穿越复杂电磁环境时 如附件有大功率电动机 时 建议采用超 5 类屏蔽双绞线 光纤进行传输 7 37 3 网络层次设计网络层次设计 7 3 1 接入层设计 接入层为用户提供在局部网段访问和互连网络的能力 直接与 DVR IP 摄 像机接入 实现 VLAN 划分与安全控制 在监控网络中 接入层交换机向上继承 核心交换的通讯策略 向下完成监控终端高速连接 是监控系统实现端到端通 讯的基础 本项目各监控区域内的网络摄像机直接通过超 5 类双绞线接入前端接入层 交换机 各前端接入层交换机通过千兆上行端口汇聚到核心层交换机进行数据 交换 为确保今后全面高清改造的扩展性 本次改造对于 180 个点位的接入层交 换机拟采用全千兆交换机作为接入层 每台 24 口接入交换机最多使用 20 个端 口 前端 720P 高清摄像机平均码流为 2Mbps 1080P 高清摄像机平均码流为 4Mbps 因每台交换机接入摄像机类型各异 我们按照每台交换机接入 20 个 1080P 的 4Mbps 平均码流进行网络计算 每台摄像机与中心视频云存储设备之间需要实时占用 2Mbps 720P 4Mbps 1080P 的平均带宽 在中心需要预览前端摄像机时需要按需占用 2Mbps 720P 4Mbps 1080P 的平均带宽 我们假设 24 口接入层交换机上连接的 20 台摄像机全部为 1080P 分辨率 在中心进行存储的同时需要调取该交换机上全部 20 台摄像机的视频信号进行预 览 则此时接入层交换机上联口需要产生 20 4Mbps 存储 20 4Mbps 预览 160Mbps 的平均带宽 因此前端接入层交换机采用千兆光口与核心交换机相连 可以满足带宽需求 本项目涉及采用 24 口全千兆接入层交换机 16 台 接入层千兆交换机通过 千兆光口与核心交换机互联 7 3 2 核心层设计 传输网络的核心层是整个网络的中心 是整个网络设计的关键 它担负网 内大量数据的通信 各个部门间的连接 提供办公自动化 数据信息服务 为 数据中心服务器提供高性能的连接以及与因特网之间的连接 要实现高性能的 交换和传输 必须为许多先进的网络应用提供支持 因而核心层设备必须是高性能的路由交换机设备 可实现高速的交换传输 及连接服务器等设备 并且要求非常可靠 实现 24 365 小时不间断工作 本项目根据学校前端摄像机数量 接入层交换机数量 后端各类网络设备 服务器 工作站数量选用核心万兆交换机 本次改造设备规模 本次改造设备规模 1 本次改造涉及前端 180 个高清点位 其中 57 台 1080P 123 台 720P 摄 像机 2 本次改造涉及接入层交换机共 16 台 3 本次改造在中心机房需要增加 4 台 16 盘位视频云存储阵列 2 台云存 储管理服务器 4 本次改造在监控中心机房需要更换流媒体服务器 2 台 管理服务器 1 台 5 监控中心机房原有视频综合平台 1 台 操作电脑 5 台 在中心机房 2 台云存储管理服务器 1 台接入服务器主要用于对 16 盘 位磁盘阵列进行管理 不进行视频流的转发工作 因此设计采用 2 个千兆电口 与核心交换机连接 在中心机房 4 台 16 盘位云存储磁盘阵列主要用于对本次改造的前端 180 个高清点位进行实施视频录像存储 设备会根据前端点位数量自动进行负 载均衡 本次前端点位的实时存储平均带宽为 57 4Mbps 123 2Mbps 474Mbps 通过设备负载均衡每台阵列的平均接入存储带宽为 118 5Mbps 我们设计每台 16 盘位阵列采用 2 个千兆电口与核心交换机连接 监控中心原有视频综合平台主要完成视频解码上墙的工作 原有解码设 备在对 15 块屏进行单画面 四画面分割显示时 可以根据前端摄像机分辨率情 况采用全部主码流显示 在进行九画面 十六画面分割显示时系统可以自动选 择前端设备子码流进行显示 我们假设 15 块屏全部采用四画面分割显示 则最 多可以显示 15 4 60 副全 1080P 主码流画面 此时解码设备需要的平均带宽为 60 4Mbps 240Mbps 我们假设 15 块屏全部采用十六画面分割显示 则最多可 以显示 15 16 240 副全子码流画面 根据子码流带宽 1Mbps 进行计算 此时解 码设备需要的平均带宽为 240 1Mbps 240Mbps 我们设计采用 1 个千兆电口与 核心交换机连接 每台流媒体服务器可以完成 200 路 2Mbps 码流的视频接入与转发 在本 项目中实时视频存储设计不过流媒体 解码上墙及客户端预览设计过流媒体 根据解码设备需要的带宽我们得知本项目中解码设备需要通过流媒体服务器转 发 240Mbps 的视频流 因此也最多需要同时产生 240Mbps 的接入视频流 结合 每台流媒体服务器的接入 转发性能 我们设计配置 2 台流媒体服务器用于解 码上墙 客户端的预览 每台服务器最多承载 400Mbps 的接入及转发带宽 原有平台软件服务器为利旧设备 考虑到本次高清改造及今后全面高清 化改造后的系统稳定性 本次拟对原有管理服务器 进行更新 管理服务器设计采用 2 个千兆电口与核心交换机连接 第第 8 8 章章 系统主要设备及参数系统主要设备及参数 一 系统交换设备一 系统交换设备 产品概述产品概述 锐捷网络 S7805E 交换机是锐捷网络面向云架构网络设计的核心交换机 是业界支持云园区网特性 实现云架构网络融合 虚拟化 灵活部署的新一代 云架构网络核心交换机 根据云计算 强云端轻终端 的特点 锐捷网络创新性的提出 网络云模 式 设计强核心 统一网关 认证 多业务 轻接入的理念 让网络灵活扩展 锐捷网络 RG S7805E 系列可以根据业务需要部署在数据中心 城域网 园 区网的场景 2 简网络 云体验 归并到统一云架构网络操作系统平台 支持全面的虚拟化能力和丰富的数 据中心和园区网特性 在多进程模块化 进程备份 热补丁等关键可用性指标 上达到业界领先水平 本设备组网架构类型本设备组网架构类型 一类 大型网络核心一类 大型网络核心 二类 中小型网络核心二类 中小型网络核心 产品特性产品特性 云架构网络核心 全球顶级配置 最高性能满足未来十年网络发展 RG S7805E 系列支持业界最高性能的小包线速转发能力 包括最高密度板 卡在内的所有板卡均可实现 64 字节小包线速转发 从容应对未来网络对高速转 发不丢包的苛刻需求 虚拟化虚拟化 虚拟交换单元 VSU3 0 支持业界领先的 VSU3 0 Virtual Switch Unit 虚拟交换单元 虚拟化技术 最大将 4 台物理设备虚拟化为一台逻辑设备 统一运行管理 大幅减少网络节 点 降低网络运维管理人员工作量 增加网络可靠性 实现 50 200ms 链路故 障快速切换 保障关键业务不中断传输 支持跨设备链路聚合 方便接入服务 器 交换机实现双活链路上联 网络有效连接带宽成本增长 虚拟交换设备虚拟交换设备 VSD RG S7800E 系列产品通过 VSD Virtual Switch Device 虚拟交换设备 技 术可将一台设备 虚拟化为多台虚拟设备 每台虚拟设备具有独立的配置管理界面 独立硬 件资源分配 比如内存 TCAM 硬件转发表 可以独立重启而不影响其它的虚 拟交换机 最大程度上为您实现网络资源的按需分配 可让核心交换机资源同 时共享给多个区域或用户使用 另外 通过同时开启 VSU 3 0 和 VSD 技术 可 以实现网络资源的彻底池化 电信级的高可靠性设计 RG S7805E 系列产品各关键部件均为冗余设计 主控引擎 1 1 冗余 风扇 N M 冗余 电源模块 1 1 冗余 同时各冗余组件均支持热插拔 最大程度上提 高整机的可靠性和可用性 支持热补丁和 ISSU 技术 可实现设备在线进行补丁升级 支持 GR for OSPF IS IS BGP 等 支持 BFD forVRRP OSPF BGP4 ISIS ISISv6 MPLS 静态路 由等 实现各协议的快速故障检测机制 故障检测时间小于 50ms 多进程模块化操作系统 从 1998 年起 锐捷网络就开始了模块化操作系统的研发投入 RG S7805E 系列软件平台基于新一代的 RGOS 11 X 多进程模块化操作系统 将松耦合的防 火墙 无线 IPFIX 认证等业务特性 高效的绿色节能高效的绿色节能 RG S7805E 系列采用 40nm 芯片工艺 相比传统 90nm 和 65nm 工艺更节能 内部系统低压供电设计 高效率模块化电源 供电系统效率更高 多核 CPU 支持动态功耗管理 全部光口采用无 PHY 设计 降低光口功耗 全部以太网电口支持 EEE 高效节能标准 低负载时可节约功耗 智能风扇支持 256 级调速 精密温控 节能降噪 高温下可长期工作 适 应恶劣环境 为您大幅度节省空调能耗 全兼容 模块化系列产品全兼容 模块化系列产品 RG S7805 系列交换机目前可以满足不同规模企业不同网络层次的应用需求 同 时这些模块化机架式交换机采用统一的硬件和软件平台 完全兼容的线卡 可 以适应不断发展的企业网络 充分保护用户的投资 IPv6IPv6 的全面支持的全面支持 全面支持 IPv6 协议族及编址结构 支持 ND 邻居发现 ICMPv6 Path MTU Discovery DNSv6 DHCPv6 等 IPv6 特性 全面支持 IPv6 静态路由 RIPng OSPFv3 BGP4 等 IPV6 单播路由协议 支持 MLD v1 v2 MLD Snooping PIM SMv6 PIM SSMv6 等 IPv6 组播特性 为用户 提供完善的 IPv4 IPv6 解决方案 支持丰富的 IPv4 向 IPv6 过渡技术 包括 IPv6 手工隧道 6to4 隧道 ISATAP 隧道等隧道技术 保证 IPv4 网络向 IPv6 网络的平滑过渡 支持丰富的 IPv6 管理特性 支持 SNMP v6 Ping Traceroute v6 IPv6 TACACS RADIUS Telnet SSH v6 NTP v6 满足纯 IPv6 网络设备管理的需要 电信级的高可靠性设计电信级的高可靠性设计 1 无单点故障设计 RG S7805 系列采用无源背板避免机箱出现单点故障 所有关键器件 如引擎 电源 风扇和 Crossbar 等均采用冗余设计 双引擎切换时实现万兆数据业务不 中断转发 有效保证网络稳定 所有单板和电源模块支持热插拔功能 并且对 其它单板上运行的业务无影响 2 路由协议的高可靠保障 RG S7805E 系列支持 OSPF BGP 的优雅重启技术 Graceful Restart 提供 毫秒级的切换时间 支持 ECMP WCMP 可帮助用户使用多条链路 不仅增加了 传输带宽 并且可以无时延无丢包地备份失效链路的数据传输 实现流量的负 载均衡及冗余备份 支持动态路由协议 跨板端口聚合 虚拟路由冗余协议 VRRP 等保护机制 有效保证全网高速可靠运行 设备级安全体系设备级安全体系 CSS CSS 安全体系安全体系 CSS 安全体系 全面融合网络安全特性 智能保护核心设备和网络 1 安全监控 NFPP Network Foundation Protection Policy 基础安全保护策略 采用基 于网络威胁的安全处理模式 联动网络攻击检