视频监控解决方案-视频监控管理软件

某煤矿厂区电视监控系统某煤矿厂区电视监控系统 （视频监控解决方案）（视频监控解决方案） 目目 录录 第一章第一章 系统设计综述系统设计综述 第二章第二章 系统软件设计系统软件设计 第三章第三章 系统组成及解决方案系统组成及解决方案 第四章第四章 系统设置及选型系统设置及选型 第一章 系统设计综述 1.1 引言 随着煤矿安全生产监督管理的需要，视频监控技术已广泛应用于煤矿生产 的各个重要环节。目前，大部分煤矿使用的视频监控系统基本都是早期的模拟 （CCTV）和数字（DVR）系统，性能和稳定性不高。模拟监控系统具有很大的局 限性：传输受距离限制，并且易受干扰，影响图象质量；无法实现联网，只能 以点对点的方式监视现场；数据存储需要大量介质，不易于检索查询。另外， 基于 PC+多媒体卡的（DVR）系统，由于可靠性和性能差，灵活性和扩充性差， 难于维护，不能实现多监控中心和多级管理，不适合当前有关部门对煤矿安全 生产监督、管理的要求。 现在，随着网络技术、计算机技术和多媒体技术的飞速发展，基于 TCP/IP 网络的视频监控技术，由于其具有分布式接入、便于共享访问和控制、视频信 号占用带宽资源少、图像质量好、易于存储和管理等诸多优点，已经广泛应用 于各个行业。因此，在煤矿安全监控系统中采用网络视频监控技术是发展的大 趋势。 1.2 系统建设规模 一个总监控中心：设在厂区调度中心。包括系统管理服务器、大屏幕显示 系统系统。 分控端：厂区内各领导采用 PC 式客户端实时浏览图像。 监控点：包括厂区内部的监控点和厂区以外的监控点,均通过光纤接入。主 要设备包括光纤及接入设备、监控摄像机、硬盘录像机等。 1.3 设计标准 在系统的设计过程中，我们遵循了国家与行业有关的设计规范和标准，具 体如下： 通信网技术标准汇编 （GB 84） 工业安装工程质量检验评定统一标准 （GB 50252-94） 低压配电设计规范 （GB 50054-95） 电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范 （GB -92） 安全防范工程程序与要求 （GA/T75-94） 民用建筑电气设计规范 （JGJ/T16-92） 工业电视系统工程设计规范 （GBJII5-87） 电子计算机机房设计规范 （GB 50174-93） 电子设计雷击保护导则 （GB 1450） 计算机接地技术要求 （GB 2887） 计算机软件开发质量及配置管理计划规范GB125041250990 计算机软件开发规范GB856793 IEEE 802.3 网络技术标准等 1.4 设计原则 根据项目的技术要求，系统遵循以下原则设计，确保研制系统的完整性、 先进性、实用性、可靠性、开放性和可扩性。 1规范化规范化 系统设计依据最新的国际标准、国家标准和行业标准，遵守开放的原 则。系统设计有外部接口，很容易与其他应用系统共享数据，实现无缝衔 接。 2安全可靠性安全可靠性 建立完善的网络与信息安全保障体系，确保系统运行有高度的可靠性 和安全性。使用消息队列、数据冗余等技术保证数据的完整性，即使在网 络暂时中断时也不会丢失数据。 3控制优先级控制优先级 使用全局统一的逻辑授权机制，保证全局同步更新授权，避免造成控 制混乱。 4实用性实用性 采用成熟的技术，并结合煤矿安全监控的实际需要，建设一套最适合 于各级煤管部门实际需求的监控系统。集遥测、遥视、遥控功能三位一体， 功能强大，性能优良、界面醒目、友好，系统各种操作简单、易学易用。 5先进性先进性 采用成熟的先进技术，保证具有较好的先进性、实用性和较长的生命 周期。要充分考虑到现代信息技术的飞速发展，使系统具有较强的开放性， 为技术更新、功能升级留有余地。 6可扩展性可扩展性 系统采用模块化设计，具有较强的扩展性，可以方便的实现规模的扩 充和业务的延伸。软件支持在线升级、扩充，可实现平稳过渡。 7可维护性可维护性 系统设计时充分考虑到系统的可维护性，可实现远程维护，具有维护 操作简单、维护工作量小的特点。 8经济性经济性 系统开发运行平台均采用当今最为通用的各种操作系统和开发工具， 充分利用了我们在其他监控领域中成功应用的中间件和模块，大大减少在 系统平台方面的投入，具有极高的性能价格比。 1.5 系统建设目标 系统的总体建设目标是：系统利用先进的计算机网络技术、通信技术、 多媒体技术、微电子技术等，借鉴当今先进的管理技术和手段，建设一个 具有一定实用性、先进性、可靠性、开放性的“煤矿安全远程视频监控系 统” 。系统依托于煤矿视频光纤专网，以调度监控中心为核心，连接井上和 井下的视频监控点，通过授权可以在各级分控端实现对近四十个关键生产 环节和部位的全方位远程监视和控制。为煤管部门提供现代化的监控手段。 1.7 系统组织结构 系统的组织结构如图 1.1 所示。 图 1.1 系统组织结构图 1.8 系统功能需求 根据“系统需求规范”系统以调度监控中心为核心，通过煤矿视频光纤专 网，连接各监控点，实施对煤矿安全生产过程中各个重点部位和环节进行全方 位的视频监控。各级领导根据授权，皆可对现场视频进行远程共享访问控制。 其视频共享访问功能如下： 视频监视视频监视 视频监视就是在各级领导分控端，利用专网，能够实现监视各个重点监控 部位图象。系统具有单路或多路图像同时监视功能。在计算机屏幕上可同时显 示一个、四个、九个、十六个摄像机的图像，画面格式可选，并可对其进行图 像冻结、放大、缩小等操作。 视频控制视频控制 可实现对监控点摄像机的云台、镜头、雨刷和照明灯等的远程控制，达到 最好的监视效果。控制动作包括： 摄像机的左、右、上、下转动 光圈调节 焦距调节 雨刷控制 调度监控中心 监控点 1监控点 2监控点 10 照明灯控制 视频录像和画面捕捉功能视频录像和画面捕捉功能 视频录像是把要监控的视频信号保存为视频文件，以便查询；视频捕捉是 指在远程视频监视时，根据需要随时能够进行现场重要图像的画面捕捉，以便 仔细观察、记录保存和打印存档。 从触发机制上分，录像分为三种：连续录像、动态录像、手动录像、报警 联动录像。 连续定时录像是系统在某个规定的时间区间对指定监控点视频进行自动录 像； 动态录像是系统在某个设定的时间区间内，在某个设定的监视区域内，对 有移动事件发生的画面自动录像； 手动录像是操作人员根据工作需要对监视现场进行的随机录像； 报警联动录像是指系统可与其它系统进行联动控制录像。当发生特殊事件 时，系统会自动触发录像功能，对该时刻的现场进行录像。 系统管理维护功能系统管理维护功能 系统管理维护功能是指系统各级管理员，根据授权通过管理终端可对其所 辖范围内的系统进行管理和维护操作，包括：站点和设备管理和维护、用户管 理与维护、系统维护等。 系统安全管理系统安全管理 监控系统有安全密码，没有权限的人员将不能对监控系统进行查询、设置 系统、删除文件等操作。 系统报警联动功能系统报警联动功能 系统预留有报警接口，可以连接主动探测器和被动式紧急按钮，增加对突 发事件的报警录像功能。紧急情况（如瓦斯超限） ，只要有开关量接入系统，即 可实现报警联动画面自动切换打开，声光报警，并有醒目直观的消息窗口提示。 第二章 系统软件设计 2.1 系统视频流分析 根据远程视频监控系统的结构和功能需求，整个系统视频信息流和视频控 制流程如图 2.1 所示。 图 2.1 系统视频信息流和视频控制流程 煤矿网络视频接入终端采集监 控图像，并压缩成数字视频接 入网络 RNSS管理服务器分配的权限 管理下属各煤矿视频，并管 理本级用户 RNSS 管理服务器分配的权限 管理本级用户 RNSS 管理服务器管理、分配 管辖区域内所有视频 各级操作员 监控 各级领导监控 中心监控 共享访问 视频流视控流 视频流视控流 视控流视频流 视控流 视频流 共享访问 共享访问 共享访问 2.2 视频的控制策略 根据网络监控系统的特点及视频监控业务方面的要求，我们采用网络化分 布式视频接入、多级分布式客户机/服务器架构、控制权限集中管理、集中存储 的策略来实现。 网络化视频接入网络化视频接入，是指采用专用的视频接入设备就近将监控视频接入网络。 控制权限集中管理控制权限集中管理，是指网络中各级用户统一接受权限管理，引入多用户 优先级管理机制，避免控制冲突，保证各监控点控制的唯一性。 集中存储与共享集中存储与共享，基于 IP 网络的分布式监控系统使得海量存储成为可能， 并能够满足多用户的共享需求。 视频的控制采取统一的多优先级管理机制，系统设置全局统一的优先级别， 各级视频服务器自动判断当前用户的优先级别，从而保证某个摄像机在特定时 刻只有一个用户能够拥有控制权。优先级的判断与控制权的转换均为自动方式， 即当有更高级别用户申请时，会自动获得摄像机的控制权(如图 2.2)；当前有控 制权的用户退出时，系统自动选择下一个用户，并发生控制权的转移（如图 2.3） 。 新用户U申请摄像机C 摄像机C的控制权用户为V 判断优先级 用户U的优先级大于用户V用户U的优先级小于用户V 控制权转交给用户U通知用户U没有控制权 图 2.2 控制权获得流程 用户U有摄像机C控制权 用户U停止摄像机C的监视 选择当前监视摄像机C的 最高优先级用户 用户U转交控制权给当前 最高优先级用户 图 2.3 控制权转移流程 第三章 系统组成及解决方案 3.1 系统组成 根据标书技术要求，在系统总体架构上，我们建议主要采用 C/S 体系结构， 在某市煤炭局设置 RNSS 管理服务器，实现对整个系统视频的统一调度管理； 监控点通过网络视频接入设备，实现视频的接入。系统可分为两个管理层次 （监控中心、监控点） ，用户可分布在网络的任何部位。整个系统由监控总中心、 各级领导和操作员分控端和煤矿监控点组成，如图 2.1 所示。 RNSS管管理理服服务务器器 电电视视墙墙服服务务器器 调调度度中中心心监监控控室室 井井上上监监控控点点1井井上上监监控控点点N井井下下监监控控点点1井井下下监监控控点点N 领领导导一一 领领导导二二 领领导导三三 超超级级客客户户端端 图 2.1 系统组网结构图 3.2 监控中心 监控中心设置在中心调度室，主要由 RNSS 管理服务器电视墙服务器（兼 作超级客户端） 、大屏幕显示系统等组成。 321 RNSS 管理服务器管理服务器 监控总中心 RNSS 管理服务器，是整个系统视频调配和管理的中枢，负责 整个监控系统所有硬件设备配置信息及所有用户注册信息的管理、智能虚拟巡 检员、网络优化等以下几项功能。用户可以通过 RNSS 系统配置程序来配置各种 功能 硬件设备配置信息的管理硬件设备配置信息的管理：由服务器对报警设备和音视频处理设备等 各项硬件进行注册，分类管理。音视频终端（DVR）注册信息如：IP 通信地址、网卡 MAC 地址、音视频终端板卡的类型、通道数等信息。 可对各项硬件设备的状态值可进行编辑并进记录。音视频终端设备的 重起，不影响服务器端硬件配置信息的设置，硬件设备重新启动后即 恢复到启动前硬件功能设置状态； 系统用户的管理系统用户的管理：监控系统的所有用户由服务器端统一注册并进行管 理，用户的注册包括用户名和密码的分配；用户的管理包括用户的登 陆系统验证，用户权限的分配，用户的注销，系统并根据用户权限的 不同等级设立优先权。系统并为每个用户建立日志，记录每个登陆用 户的各项行为，以时间、触发信息类别建档。对于用户访问权限的管 理，可定向于指定设备如：某一台电脑，确保信息的安全，防止泄密 事件； 智能虚拟巡检员智能虚拟巡检员：系统自动对所有硬件系统运行状态建立时间、类型 分档日志，系统通过对硬件日志进行自检，分析硬件设备的运行状态， 及时向管理员提示系统维护要点； 系统网络优化系统网络优化：在网络传输满负荷的情况下，自动处理信息的优先级 的问题(报警信息图像质量图像大小-帧数语音)，从而使报警信 息能够根据网络的状况，自动调整各种信息传输的优先级，保证重要 信息传输的表现方式，从而在现实的网络传输的质量约束下，尽可能 地将现场的细节传输至接警点，以便于安防部门对现场状况做出准确 判断； 服务器端其他服务功能服务器端其他服务功能：如服务器端自动监测用户是否安装所需软件， 并提示用户下载或升级；辅助存储功能，如制订服务器端指定类别信 息的存储，确保重要安全防范信息的备份；对于重要文件的创建以及 删除也可进行纪录；电子地图由服务器端统一进行管理； 预案功能预案功能：用户可以预先设置多种遇警处理预案，在必要时，例如： 有报警信息触发时，就可以直接调用预案及时对事件做出反应，采取 必要的手段和措施，切实发挥出监控系统的实用效果。 预览组功能预览组功能：预览组是用来将一些属于同一主机或属于不同主机上的 若干个通道组合成一个或若干个组，便于用户对这些常用组、或重点 组统一调度。方便用户使用。 系统日志管理系统日志管理：系统日志分为操作日志和维护日志。管理服务器接收 各个控制终端和采集终端传来的日志文件，并分别存档在数据库中。 授权用户可以在网络内利用 IE 浏览器察看日志文件； 统计信息统计信息：软件可根据记录在系统日志中有关操作员操作日志、违规 操作日志、报警日志等信息形成统计报告。 为了确保系统的稳定性，我们双机热备份一台数据库服务器，当一台数据 库服务器出现问题时，可以迅速恢复系统以确保系统的正常运行。 322 数据库管理程序数据库管理程序 系统信息以目录树的形式体现在该配置程序中，简洁明了。 RNSS 管理数据库配置程序实现硬件设备信息的配置和管理，硬件设备包 括数字硬盘录像机、云台解码器、报警控制器、矩阵、画面合成器等。主要操 作包括硬件设备的添加、删除、设备详细参数的选择等。 RNSS 管理数据库配置程序也对用户进行集中管理，主要包括用户添加、 注册、验证；用户权限的查看与修改。 另外也包括电子地图的详细配置、预案的设置、预览组的配置等。 323 电视墙服务器电视墙服务器 在监控中心架设一台电视墙服务器，利用视频解码器，将前端传来的数字 音视频信号还原成模拟信号，输出到电视墙上。 客户端 解码卡 数字信号 模拟信号 电视墙 324 客户端分控程序客户端分控程序 终端程序主要包括 pc 架构采集终端、主控客户端、分控客户端、电视 前客户端等，因具体权限和功能而有所不同，基本功能如下： 1.多层多画面视频检索阅览方式，用户可以便捷地对视频画面进行分类组 合，并保存成菜单形式进行调阅。 2.便捷的信息检索阅览方式（目录电子地图信息阅览） 。 3.多路画面实时显示。具有多种显示方式：1 路显示、4 路、或 9 路、16 路同屏显示；手动/自动轮巡。 4.种录像工作模式：随机监视录像、预约录像、动态侦测和报警录像。 5.远程录像查询、回放。可按时间、事件、摄像设备迅速检索；在录像回 放时，能够实现快进、快退、单帧进、单帧图像存储及打印功能； 6.多路回放功能：可以同时任意通道四、九、十六路回放， 7.字符、时钟叠加。每路视频都可迭加日期、时间、摄像机标题字幕。 8.云台、镜头、矩阵控制。直观了解前端各个方向的景象 9.频参数设置。可对每路视频的亮度、对比度、饱和度和色调进行设置。 10. 报警手动设防、撤防、报警解除功能，操作简单、准确。 11. 报警联动。报警事件发生，自动联动电子布防地图和相关图像。 12. 报警上传。报警触发后系统自动向预设的受警点转发报警、视频信息， 并开启警灯、警号等报警联动设备。 13. 双向语音对讲功能。实现和任一终端的全双工语音对讲。 第四章 系统设置及选型 4.1 嵌入式网络硬盘录像机嵌入式网络硬盘录像机 我公司推出的海视 HS-8000HC 系列网络硬盘录像机是结合 IT 领域各项最 新技术，如视音频压缩/解压缩、大容硬盘记录、TCP/IP 网络等，为安防领域而 设计的一款优秀的数字监控产品。它同时具备数字视音频录像机（DVR）和数 字视音频服务器(DVS)的特性，既可本地独立工作，也可连网组成一个强大的 安全监控网。广泛用于银行、电信、电力、司法、交通、小区、工厂、仓库、 资源、水利设施等各领域、各部门的安全防范。 主要功能特点主要功能特点 物理接口：物理接口： 多至十六路视频输入； 多至十六路音频输入； 一路视频输出； 一路音频输出； 一路线路音频输入（用于双向语音对讲） ； 一个 10 兆/100 兆自适应以太网口； 九路或十七路报警信号输入； 四路联动报警信号输出； 一个 RS485 键盘接口； 一个设备级联口； 一个 RS232 口； 一个 RS485PTZ 控制口； 一个 USB 接口（支持 U 盘、USB 硬盘、 USB CDRW） ； 一个 VGA 接口； 四个 IDE 控制器最多支持八个硬盘，单盘容量支持 2000GB； 采用 19 英寸标准机箱，安装方便，可以上机架。 软件功能：软件功能： HS-8000HC 系列网络硬盘录像机采用高性能嵌入式实时多任务操作系统 （RTOS）和嵌入式处理器，完美实现构建监控系统所需要的各种功能。代码固 化在 FLASH 中，系统更加稳定可靠。 压缩功能：压缩功能： 支持多达 16 路 PAL/NTSC 制式视频信号，每路皆可实时每秒 25 帧 CIF 分 辨率的独立硬件压缩，视频压缩采用 H.264 压缩技术，不仅支持变码率，而且 支持变帧率。可设定视频图像质量，也可设定视频图像的压缩码流； 支持多达 16 路音频信号，每路音频信号独立实时压缩，音频压缩标准采用 OggVorbis，压缩码率为 16kbps； 视频和音频信号压缩后生成复合的 H.264 码流，码流回放时视频和音频保 持同步。也可设置不用音频； 支持双码流技术； 支持参数动态设置； 支持分辨率: PAL: 4CIF (704*576), 2CIF(704*288),DCIF(528*384), CIF（352*288）, QCIF（176*144） ； NTSC: 4CIF (704*480), 2CIF(704*240),DCIF(528*320),CIF（352*240）, QCIF（176*120） ； 支持多区域移动侦测； 支持 OSD，日期和时间的位置、灰度可以设置，日期和时间自动增加； 支持透明 LOGO 或非透明 LOGO，支持透明通道传输，特别适合于集中监 控； 支持水印(WATERMARK)技术。 网络功能：网络功能： 支持 TCP/IP 协议（支持 ARP、RARP、IP、TCP、PPP、PPPOE、DHCP、SNMP 等等） ； 支持宽带拨号上网（PPPOE） ； 支持窄带传输：支持主动与被动模式，用于宽带备份。QCIF：每秒 5-7 帧、 CIF：每秒 1 帧； 网络实时预览：支持 TCP、UDP、RTP、组播传输，局域网延时约为 0.5 秒； 完备的网络端控制命令（即通过网络控制 NET DVR，可用于实现网络检索， 监视器回放功能） ； 可以使用应用软件或浏览器通过网络设置参数、实时浏览任何一路或多达 十六路的视频和音频信号、查看； 视频设备状态； 网络报经联动（报警信号上传） 。 可以通过网络控制云台和镜头； 管理主机可通过网络实时纪录压缩码流； 管理主机可通过网络剪辑下载硬盘上的文件，也可通过网络远程回放网络 硬盘录像机上记录的文件； 可通过网络远程升级，实现远程维护； RS-232C 串口和 RS-485 接口皆支持网络透明通道连接，PC 管理主机可通 过网络硬盘录像机的透明通道控制串行设备； 支持管理主机（监控中心）和网络硬盘录像机（前端）的双向语音对讲 （或单向语音广播） ； 具备 WEB SERVER 功能，可以通过浏览器访问和设置网络硬盘录像机； 日志（操作日志、报警日志、错误日志）查询； 用户名、口令及码流传输时用密码加密，防止泄露。 本地功能：本地功能： 录录 像：像： 文件记录有六种模式：定时录像、手动录像、移动检测录像、报警录像、 移动侦测录像&报警录像、 移动侦测录像|报警录像； 文件切换时不丢帧； 可以支持八个 IDE 硬盘，每个 IDE 硬盘的容量可达 2000GB； 同时工作硬 盘个数最多不超过 2 个； 可通过 NFS 协议支持网络盘库； 硬盘文件系统为 FAT32； 本地硬盘 SMART 技术支持； 硬盘上文件可以选择循环记录和非循环记录； 本地码流剪辑，U 盘、USB 硬盘、USB CDRW 备份； 预览及回放：预览及回放： 本地监视器支持； 本地 VGA 支持； 显示模式（1 路/4 路/9 路/16 路）切换迅速； 支持图像局部遮挡； 本地监视器多路回放：支持快放、慢放、倒放、暂停、单帧等回放模式；按时 间回放时定位准确； 支持回放、预览同时进行； 支持 OSD 叠加；年月日星期时分秒； 支持通道名叠加：长度 16 字节； 支持动态字符叠加；支持动态字符叠加； 亮度自动调节； 本地监视器录像状态显示； 云台控制云台控制: : 支持变速、斜向运动；支持预置点； 报报 警警: : 本地报警（包括异常、移动侦测）联动；报警时间表（布防、撤防） 、报警 联动类型、报警时所要达到的预置点、报警声音提示） 安安 全全: : 支持三级权限：管理员（1） 、高级操作员（100） 、操作员