高速公路网络视频监控系统技术方案[1].doc

河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 1 河北省沿海高速公路河北省沿海高速公路 20122012 年养护专项工程年养护专项工程 沿海高速全程道路视频监控系统 沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程 监控工程 技技 术术 方方 案案 甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司甘肃紫光智能交通与控制技术有限公司 20122012 年年 5 5 月月 1111 日日 目目 录录 一 概述一 概述 4 4 二 设计原则二 设计原则 5 5 1 基本情况介绍 5 2 方案设计原则 6 2 1 标准化 7 2 2 可扩展性 7 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 2 2 3 易用性 8 2 4 可靠性 8 2 5 完善性 8 2 6 良好的硬件平台 9 2 7 良好的软件平台 9 三 系统设计三 系统设计 1010 1 设计思路 10 1 1 需求分析 10 1 2 技术分析 11 1 2 1 黄河 IP 网络监控系统解决方案 11 1 2 1 1 黄河 IP 网络监控系统的稳定性 11 1 2 1 2 黄河 IP 网络监控系统的强大组网功能 12 1 2 1 3 黄河 IP 网络监控系统的结构灵活性 12 1 2 2 区域分布式网络视频集中监控系统的延伸应用 13 1 2 2 1 音视频监控指挥系统 13 1 2 2 2 数据会议 14 1 2 2 3 移动电话用户加入会议 14 2 系统全结构拓扑图 14 2 1 总示意图和系统总体架构拓扑图 16 2 1 1 分布式结构 系统更加安全 16 2 1 2 MCU 交叉互连 满足大容量监控需求 17 2 2 监控点结构示意图 17 2 3 分中心结构示意图 18 2 4 总监控中心结构示意图 20 3 黄河数字监控系统安全策略 21 3 1 系统安全的保障 21 3 2 系统分等级权限设置 22 3 3 系统账号管理 22 3 4 独立扩展模块控制协议 22 3 5 支持加密传输 22 四 系统的功能介绍四 系统的功能介绍 2424 1 系统概述 24 2 系统特点 25 2 1 双向通讯功能 25 2 2 采用先进网络视频压缩技术 25 2 3 分布式结构 26 2 4 实时高质量音频传输 26 2 5 网络监控服务器交叉互连功能 26 2 6 高稳定 高效率 26 2 7 高适应 高兼容 27 2 8 低要求 低维护 27 2 9 实用 安全 27 3 系统主要功能 28 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 3 3 1 实时图像监看 28 3 2 报警联动机制 28 3 3 电子地图定位 29 3 4 远程控制功能 30 3 5 设备在线管理 30 3 6 现场应急指挥 30 3 7 通过先进的压缩方式降低对带宽需求 31 3 8 视频影像存储 31 3 9 图像回放 32 3 10 图像监视 32 3 11 虚拟矩阵 32 3 12 图像输出 32 3 13 图像远程传输 32 3 14 多级权限管理 33 五 技术及设备选型五 技术及设备选型 3333 1 技术选型 33 1 1 编码技术 33 1 2 硬件选型 34 MCU 多点控制单元 错误 未定义书签 错误 未定义书签 网络视频服务器 AVC NVS 1000 34 六 培训服务六 培训服务 3636 七 技术保障服务七 技术保障服务 3636 一 概述一 概述 随着社会主义市场经济的发展 社会各行业在实际应用中对安全防范行业 提出了更高的要求 而数字网络监控技术作为一种行之有效的安防和自动化管 理 已被各个行业安防监控系统所广泛采用 它一方面使单位管理部门能获取各 个重要场所内的情况 安全防范 产生的大量实时信息 更有利于加强对单位 的安全的管理 另一方面又可提高工作效率 达到现代化网络的管理水平 安装数字网络监控系统 能大大减少不必要的人力 物力 实时高度监控 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 4 可视区域 做到控制现场人员的实际运作现状 实时快速的反映所发生的一切 事物 便于及时应付处理突发变故事件等 达到安全防范和安全管理的宏观动 态监控 微观取证的目的 根据楚天高速公路 数字式网络视频监控 系统项目和公安部门的设计规 范要求 结合我公司从事保安监控系统工程设计经验 遵循技术的先进性 系 统的扩展性 整体设计的实效性和高性能价格比 在系统的设计中 强调设计 的综合管理及操作性能 力求系统操作简便 实用和直观性 系统设计强调中心监控的综合管理和操作性能 力求系统操作简便直观 一方面激活内部配置管理 利用现代计算机技术和网络技术加强过程控制 实 现部队统一调度的管理模式 以提高管理的水平 另一方面需要使有关部门在 事后获取相关录像记录 提供有效现场证据和线索 在事前 事中 事后进行全 面防范 实现远程监听监控 可做简单的视频会仪 二 设计原则二 设计原则 1 基本情况介绍 基本情况介绍 楚天高速公路的网络视频监控系统组建包括对收费亭 车道和广场的监控 卡管室安全等重要场所的监控 监控点设置在收费亭或监控室内 一共有 183 个监控点 组建这样大型的系统 根据我们对监控行业的了解和丰富的工程经 验 认为其需求主要体现在以下几个方面 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 5 1 视频监控覆盖到收费亭和车道的监控需求的地方 对其进行24小时实时视 频监控 特殊区域还可以进行实时音视频监控 2 在监控中心可以远程控制各个监控点的摄像机云台 实现变焦 变光圈 聚焦的控制 达到更大范围 更佳效果的监控 3 在监控中心能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息 4 在网络计算机上可以远程控制各个监控点的摄像机云台 实现变焦 变光 圈 聚焦的控制 达到更大范围 更佳效果的监控 5 在网络计算机上能够实时接收前端传统报警装置传送的报警信息 实时反 应出报警点即时的音视频情况 6 能够对以上所有视频信号进行长时间的音视频录像 网络上的计算机能够 随时调看录像资料 7 具备完善的安全级别控制 实现完善的安全策略管理 8 收费亭跟监控中心实现双向对讲 9 能够进入原有的安防监控系统等系统 实现更加灵活应用 10 支持在视频监控中心将所有视频图像输出到电视墙显示 具备视频矩阵功 能 支持大容量的系统扩容 2 方案设计原则 方案设计原则 根据项目的要求和国家有关法规的要求 我们经过认真研究 分析设计本 系统方案 该系统具有性能先进 质量可靠 经济实用等特点 而且该系统具 有方便扩展 与其它信息系统实现无缝连接的能力 为实现安防系统的可视化 管理奠定了基础 依据 参考的相关规范包括 工业电视系统工程设计规范 GBJll5 87 远动设备终端通用技术条件 GB T16435 1996 中华人民共和国安全行业管理规范 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 6 软件工程国家标准 中国电气安装工程施工及验收规范 安全防范工程程序与要求 GA T75 94 安全检查防范系统通用图形符号 GA T74 94 社会公共场所安全防范工种设计规范 民用建筑电气设计规范 JGJ T16 92 公安部 公安厅技防办有关文件规定 中华人民共和国公共行业标准 GA T70 94 安全防范工程程序与要求 GA T75 94 电气装置安装工程施工及验收规范 BGJ232 90 92 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198 94 民用工业建筑电气设计规范 GJT16 92 电视系统视频指标 CCTR RECOMMENDATION 472 3 2 1 标准化 标准化 网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享 本系统采 用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求 2 2 可扩展性 可扩展性 由于用户以后的需求会不断发展 监控数量将随之扩大 只要增加前端设 备和升级软件不用添加其他附加设备 以保证用户的投资 为了适宜未来系统扩展的要求 系统在满足现有功能的基础上预留足 够的设备容纳性以便系统扩充之用 系统中控制部件 软 硬件 采 用集中式结构 嵌入式等技术措施 可以方便灵活的进行扩充 充分 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 7 保证系统在将来的适应性 灵活的组网方式 方便被监控点的增加 几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统 可按多 级组网的方式 形成大规模的监控网络 高一级监控中心能管理和监 控低一级监控中心的运行 2 3 易用性 易用性 软件使用界面良好 用户安装相应软件 客户端控件 后就可进行实现监 控 完全智能控制 不用单独设置 系统可以很方便进行在线升级 保证用户投资 系统采用的程序 包 括 服务器程序和客户端程序 均为客户提供升级服务 可调节图像质量与带宽占用 系统采用 H263 X264 硬件编解码 可以根据用户需求调节帧数 分辨率 图像质量等 带宽和码流 支 持 64K 2048Kbps 的传输码率 多种图像浏览方式 包括单画面 四画面 九画面 十六画面多种浏 览方式 系统建立基于 B S 架构 即 WEB 的组网技术 可以方便灵活的使用 2 4 可靠性 可靠性 具有设计独到的视频流量管理功能 保证网络通畅 实行操作权限管理 保证统一 规范管理 系统具有自诊断功能 系统设备的平均无故障工作时间 MTBF 10000 小时 分布式由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端 即使 单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备 而不至于影响整个系 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 8 统 2 5 完善性 完善性 具有强大的视频 音频和数据告警功能 当某台摄像机发生移动侦测报警时 系统可实时启动录像 或驱动 云台前往预置位实时监视 当发生报警时 能把联动报警的信号进行接入 识别报警 功能完善的录像管理体系 系统可选用手动 移动侦测 报警 定时录像四种录像方式 提 供指定周期的滚动删除功能 有效防止存储空间耗尽 同时可提供分 布式网络存储功能 系统具备完善的控制功能 系统设权限管理 对不同级别的用户给予不同的权限 有效防止 越权操作 2 6 良好的硬件平台 良好的硬件平台 系统硬件平台为嵌入式设计 高实现高度一体化 高度工程化 便于施 工 安装 调试 2 7 良好的软件平台 良好的软件平台 系统的软件操作简便 模块化结构 能应用于 Windows2000 NT XP Windows2003 等操作系统 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 9 三 系统设计三 系统设计 1 设计思路 设计思路 1 1 需求分析 需求分析 楚天高速公路 网络视频监控 系统项目统一规划 统一管理 分布存储 的基础上 以内部网络和光纤专线为传输介质 采用模拟摄像机 视频编码服 务器等模式来实现 要求达到统一的监控 对收费亭进行实施 24 小时实时音视 频监控 要求作到集中监控 集中存储 可以在内部网络铺盖的任何地点查看 控制任何一个监控点 随意调用监控画面 要求画面清晰连贯 在了解了用户 实际的需求 结合我们对部队安全监控发展趋势的把握的分析 我们认为部队 大楼安防视频监控工程的需求主要体现在以下方面 1 实现对重点区域的视频监控 以各监控点为基本单元 各级基于数字 化网络视频技术实现多级联网监控 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 10 2 所有的视频监控点必须考虑全天候监控的效果 3 能够对所有监控的视频进行长达 7 24 小时的视频录像 在需要的时 候 能够作为证据进行分析 调用 4 组建视频监控中心 采用数字化视频还原技术组建电视墙 形成传统 的类矩阵集中集中系统 实现对所辖区域视频监控的集中管理 5 以各管理处为单位组建视频分监控中心 采用磁盘阵列存储录像资料 及转发视频 6 在监控指挥中心组建系统调度指挥中心 统筹安排和调度整个系统 对统一系统进行现场调度和管理 1 2 技术分析 1 2 11 2 1 黄河黄河 IPIP 网络监控系统解决方案网络监控系统解决方案 黄河数字视频监控系统是一种以 LAN WAN 等多种网络组成方式 构成具 有高质量的 动态图像实时的监控系统 它是大型的 分散的地理区域监控网 络系统的技术基础 黄河 IP 网络监控系统是基于传统模拟监控系统 采用矩 阵 画面分割器 长延时录像机等很多种设备构成的 记录和检索均为模拟信号的 第一代监控系统 和数字硬盘录像监控系统 记录和检索的是数字信号 仅具 有简单的点对点联网功能的第二代监控系统 后最新发展的第三代监控系统 它正以无可比拟的绝对优势取代着早期的监控系统 黄河数字视频监控系统是完全基于计算机 以其为核心 结合安防监控的 实际要求以及多年来不断完善的安防理论和经验 运用最新的数字视频技术 现场总线技术 网络通信技术建立的一套软硬件相结合 崭新的 完整的安防 系统 优化了内部结构 减少了不必要的环节 提高整体性能和反应速度 满 足新技术不断发展的需要 并能向用户提供全面的增值服务 黄河 IP 网络监控系统相比传统的模拟监控系统具有以下几个方面的技术 优势 1 2 1 11 2 1 1 黄河 黄河 IPIP 网络监控系统的稳定性网络监控系统的稳定性 黄河 IP 网络监控系统是建立在计算机和网络基础上的监控系统 工业标 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 11 准的计算机是大工业生产的产物 经过了全方位的质量检测 符合国际标准 同时也通过了国际安全及质量论证 随着新技术的发展 视频监控向以计算机 为核心的数字化 网络化发展已经成为不争的事实 而计算机的国际标准化设 计又给第三代网络监控系统的维护和使用带来了极大的方便 一旦出现问题 用户只需对局部进行更换或者维修 能保证用户的长期不间断使用 不像早期 监控系统 生产厂家的规模相对较小 没有一个统一的国际标准 产品样式繁 多 不具备大规模的监测和应用条件 产品稳定很难保证 而且一旦某个部件 发生损坏 就需要整机进行更换 1 2 1 21 2 1 2 黄河 黄河 IPIP 网络监控系统的强大组网功能网络监控系统的强大组网功能 黄河数字视频监控系统以网络为平台 采用全新的设计理念 集成当今最 先进的网络技术 计算机技术以及数字处理技术 全黄河 IP 网络监控系统以 IP 地址来识别所有的监控设备 采用统一的 TCP IP 协议来进行图像 声音和 数据采集传输能够实现 更广阔地理区域的布局 网络数字视频监控采用了网络数字传输信 号 没有线缆长度和信号衰减的限制 而网络自身又不受地理区域的 限制 因此 可以实现更广阔区域的监控布局 这种广阔性几乎不存 在距离的限制 唯一的限制是网络带宽和应用者的想象力 无限的可扩展能力 在一个网络视频监控系统中 只要在技术上采用 统一的标准 对于应用的扩展而言 只是增加相同的设备和增加管理 上的 IP 地址而已 对管理而言 增加设备站点只是意味着 IP 地址的 扩充 庞大的网络监控 将型号从模拟转换到数字 在采用统一的协议在网 络上传输 对网络解决方案上的用户而言 监看视频画面 录制视频 资料 控制传统云台镜头 仅仅是网络在线连接这么简单 因此 一 个庞大的网络系统 完全可以通过网管的形式 使网络监控的随时随 地性得到淋漓尽致的应用 1 2 1 31 2 1 3 黄河 黄河 IPIP 网络监控系统的结构灵活性网络监控系统的结构灵活性 黄河数字视频监控系统的基础理论建立在传统的模拟监控理论基础之上 结合网络的无地域及不受空间限制的特性和现今先进的视频数字化处理技术的 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 12 理论总结 以 IP 地址为单元组建 IP 地址组合的大型监控系统 其在系统结构 上具有得天独厚的灵活性 1 2 21 2 2 区域分布式网络视频集中监控系统的延伸应用 区域分布式网络视频集中监控系统的延伸应用 任何系统的组建都是建立在应用的目的上的 区域分布式视频集中监控系 统的组建 不仅可以满足实时图像集中监控的目的 实际上 嫁接在这个先进 的系统结构上 完全可以在实际的应用中体现出增值 我们称之为系统的延伸 应用 1 2 2 11 2 2 1 音视频监控指挥音视频监控指挥系统系统 音视频通讯指挥系统可支持点对点 桌面到桌面 一对多及多点会议功能 用户启动会议系统 异地的会议画面 声音等通过专用大屏幕或投影设备及会 议音响系统输出 供多人同时参与会议 会议现场的图像和声音通过摄像头和 桌面麦克风输入免维护会议终端设备 通过网络传输给异地的与会桌面或视频 会议室用户 并且可以调用监控系统中的任意监控图像 进行现场的监控指挥并且可以调用监控系统中的任意监控图像 进行现场的监控指挥 和讲解说明 和讲解说明 危防演习实测画面 桌面效果 系统后台提供良好的带宽适应性和视频压缩率 适应从 56Kbps 拨号上网 到宽带的网络环境 采用先进的码流控制机制和带宽自适应机制 保证在网络 状况较差时系统仍能提供较理想的视频效果 视频图像的采集帧率随着视频图 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 13 像采集码率的增加而增加 用户也可根据网络带宽条件和实际会议需求 自行 设定会议的视频模式和最大终端应用带宽 实现从桌面级别到会议室级别的不 同会议需求 系统支持从 176 144 直至 704 576 等多种视频分辨率选择 并支 持会议过程中的视频参数动态调整 最大程度上满足了多码率接入的应用需求 1 2 2 21 2 2 2 数据会议数据会议 数据会议可以提高工作效率 实现多媒体沟通 培训 信息技术实际应用 在日常工作的独特功能包括 电子白板 视频会议中的文档 文件共享 应用程 序共享 即协同办公 会议材料分发 实时文字交流等供 1 2 2 31 2 2 3 移动电话用户加入会议移动电话用户加入会议 对于正在进行的监控指挥会议 移动用户可以通过手机或固定电话 拨打 视频会议专用电话号码 根据语音提示输入会议密码加入到会议中来 移动用 户可以旁听或发言 对于实现监控和现场的联动性有着非常重要的对于实现监控和现场的联动性有着非常重要的 意义 意义 移动电话用户加入会议示意图 2 系统全结构拓扑图系统全结构拓扑图 按照湖北楚天高速公路网络状况及实际操作的可行性 黄河 数字监控系统 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 14 主要组成模式为三层分布式系统架构 即 B 楼各个监控点 B 楼分监控中心 A 楼监控点 A 楼总监控中心 从下而上分级传输 监控点监控点 在这一层仅仅架设若干个黄河视频编码器 用于采集红外线高清 晰摄像机等视音频捕捉设备所采集的视音频信号 与监控中心网 络相连 将所采集的视音频信号传送到分中心监控中心以及总监 控中心相应的 MCU 设备 分监控中心分监控中心 分监控中心由于处于整个分布体系的中枢位置 处于整个网络结 构的汇聚层 所以在分监控中心安装一台 MCU 存储服务器 控 制主机以及领导查询主机 存储服务器用于 B 楼分监控中心对所监控的信号进行实时无损的 高质量 24 小时连续录像 并可以通过刻录等手段进行定期备份 总控主机用于对监控子网中各个视频编码器所采集到的视音频信 号进行调整 包括视频质量 音频质量 云台的控制以及录像的 设置等操作 领导查询主机为一固定视频监控系统视频监控点 用于领导的日 常审查 另可用分布于 IP 网络内的台式 PC 或笔记本电脑作为日 常移动监控点 分中心监控中心通过若干路由与总监控中心网络 互连 总监控中心总监控中心 是整个分布式监控系统中的核心 处于整个网络结构的核心层 总监控中心与分监控中心相比 增加了中心管理服务器 中心管 理服务器负责所有监控服务器和监控点的分配 通过三层分布式的管理架构 对网络带宽的需求降到最底 即每个监控点 并不是直接到视频编码器获取视音频 而是直接从 mcu 所分配的监控服务器上 去获取 这样就避免了当发生多个监控点同时获取一个视频编码器所采集的信 号时 对此视频编码器的上行网络带宽要求非常高的局面 只需在每层视频监 控服务器的上行带宽进行一定保障即可 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 15 2 1 总示意图和系统总体架构拓扑图 总示意图和系统总体架构拓扑图 系统总体架构拓扑图如下 全数字化技术是构成分布式系统的根本所在 正是由于全数字化的技术的 全面使用 使整个监控系统的体系结构发生了根本性变化 从编码器开始 MCU 系统控制平台 已经从传统的一个复杂而庞大的信号传输 控制 矩 阵 存储等系统转变为标准的 IP 网络 稳定且具有管理特性的计算机网络使得 整个监控网络模块化 2 1 12 1 1 分布式结构分布式结构 系统更加安全系统更加安全 系统由中心服务器软件平台 各级 MCU 和视频编解码器组成 通过网络 连接构成整个监控网 视频编码器独立完成某一区域的控制或实现某一控制功 能 当系统要扩大规模时 只需在某一分中心的视频监控服务器增加管理一个 监控点即可 所以监控点的多少几乎没有限制且不增加系统的复杂性 系统配 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 16 置十分灵活 扩展性好 极易实现对较大区域的控制 真个系统采用并行连接 的模式 某一视频编码器本身的设备故障不影响其他视频编码器的正常工作 体现系统整体的可靠性 2 1 22 1 2 MCUMCU 交叉互连 满足大容量监控需求交叉互连 满足大容量监控需求 在 B 楼将配置分中心的 MCU 其容量为单台支持支持 128 路视频监控信 号同时接入 满足 B 楼区域监控要求 自行召开工作会议的需要 并通过中心 MCU 与 B 楼的 MCU 的连接 实现同时 480 个视频点同时需求 黄河数字监控系统的交叉 MCU 互连技术使得网络传输得到优化 并具备 容错能力 为会议提供安全保障 同时事实证明黄河可以胜任上千个终端通道 同时工作 为用户的扩展提供空间 2 2 监控点结构示意图 监控点结构示意图 监控站 是系统中最基层的部分 所有的前端设备都工作于此 监控站包 括三类硬件设备 前端视频设备 网络设备以及视频编解码器 对于监控站的 硬件配置来说 以可靠 稳定为主 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 17 前端视频硬件 支持接入 1 16 最大 路传统的固定摄像机或者云台摄像机 内建大容量高速硬盘 共同提供本地存储的功能 所有的监控点可以 保存 1 周的录像资料 以 H 264 的编码方式进行视频信息的压缩 支持用户 用户组管理 支持电子地图管理 支持警报系统管理 警报联动管理 支持摄像机管理 支持网络化视频硬件管理 提供录像管理 查询功能 提供警报查询 打印功能 提供单画面监看 多画面分割 轮跳功能 提供云台的 PTZ 以及镜头的控制 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 18 2 3 分中心结构示意图 分中心结构示意图 分监控中心 作为连接总监控中心监控中心和各个监控点的中间枢纽 其 作用不可小觑 其基本配置与总监控中心类似 分监控及会议中心还有一个特 殊的作用 即在总监控中心发生完全故障时 主 MCU 以及冗余 MCU 均不能正常 工作 可以以手动的方式 将若干个片区 MCU 中的任意一个提升为临时主 MCU 不会影响用户的使用 因此 对于分监控及会议中心的硬件配置来说 以稳定 高效为主 二级 MCU 采用 64 路视频监控及会议数据流支持 确保对管辖区域内 所有监控站及视频会议培训系统的有效管理 主服务器通过 GSM 模块 发生系统告警时 以短信息方式通知管理人 员 增值业务 存储系统 在分监控中心 存储系统并不是十分重要 一般来说 只对部分 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 19 重要的监控点进行录像 由于存储容量相对较小 因此存储系统采用磁盘阵列 提供 200GB 以上的存储空间 保证系统内需要录像的监控点 7 天的录 像存储容量 存储服务器可以直接采集前段视频硬件的视频信息进行资料保存 或者与监控点的存储系统进行定时的资料备份 2 4 总监控中心结构示意图 总监控中心结构示意图 总监控中心作为整个系统的核心 担负着整个系统的协调 监管职责 只 有保证总监控中心内所有的设备 7 24 小时不间断运行 才可以保证 黄河数字 监控系统 项目的服务质量 也同时可以用户建立网络化视频监控及会议系统 的需要 因此 对于监控中心的硬件配置来说 以稳定 冗余为主 主 MCU 单台支持 240 路视频监控数据流接入 确保对所有监控分中心 的有效管理 中心 MCU 采用两台大容量 MCU 设备 一是当主 MCU 发生由于某种原因 不能正常工作 备份 MCU 可以在用户不察觉的状态下接管主 MCU 的工 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 20 作 二是当某个片区 MCU 不能正常工作 备份 MCU 可以接管这台片区 MCU 的工作 从而保证全网 MCU 安全可靠的运行 主 MCU 以及冗余 MCU 通过 GSM 模块 实现系统告警时 以短信息方式 通知管理人员 存储系统 虽然监控站的部分前端硬件具有本地存储的功能 但为了系统的 安全可靠 建议采用本地存储和中心备份存储的异地备援方案 中心的存储系统采用工控磁盘存贮系统 提供 2TB 以上的存储空 间 保证系统内所有的监控点 15 30 天的录像存储容量 存储服务器可以直接采集前段视频硬件的视频信息进行资料保存 或 者与分中心的存储系统进行定时的资料备份 存储服务器配置同主服 务器 带宽要求 每路视频占用约 128Kbp 带宽 总监控中心的上行带宽取决于中心内外所有监控终端的数量 以 及每个监控终端同时监看的画面数量 若总监控中心为平行带宽 则 2M 带宽可以满足 15 个监控终端同时监看 监控终端获取来自主服务器的视频分发信息 并能控制前端监控站的 视频云台等 系统提供各种分割画面方式 最大为 25 画面分割 每 个画面为 QCIF 格式 因此最大占用带宽为 25 64Kbps 2Mbps 3 黄河数字监控系统安全策略黄河数字监控系统安全策略 在数字视频监控中 所有的数据内容都是通过网络发送的 当这些数据通 过公网发送时 有可能会因为网络监听而造成数据包被截取 从而对传输的数 据保密和安全性产生威胁 因此 一个好的安全机制对于监控来说是非常必要 的 黄河数字监控系统的安全性分为两部分 一部分是系统的安全性 即非法 用户是否能够对系统进行攻击 是否可以非法获得管理员身份等 另一部分是 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 21 视频会议的数据安全性 即监控的内容是否可能被窃听 3 1 系统安全的保障 系统安全的保障 系统安全策略主要针对操作系统及产品运行平台的最大安全化配置 系统 对数据库的访问是在服务器后端进行的 因此断开了用户直接和数据库连接的 途径 有效保障数据库数据的安全 同时 系统可以有选择地进行数据库备份 从系统的安全性来说 黄河数字监控系统的管理平台使用的是 JSP LINUX MySQL 的标准架构 这种架构已经在大量的网站和电子商务平台中获 得验证 被证明是安全的 3 2 系统分等级权限设置 系统分等级权限设置 监控系统使用统一 完备的访问权限控制体系 机构 部门及用户信息的 读取是由系统平台提供的 用户安全认证是一套多级审核系统 系统为了保证管理的统一性 采用三 级管理机制 也避免集中管理所带来的复杂性 系统将管理员细分为城域网管 理员 机构管理员 应用系统管理员 黄河数字监控系统提供一个完整的数据接口 便于系统的集成和扩展 3 3 系统账号管理 系统账号管理 黄河监控服务器的用户密码按要求设为 8 位数以上 加英文字母 每一个 用户在城域网中身份是唯一的 且用户信息不保存在用户工作机上 因此 在 公用和共享计算机上使用个人信息是安全的 另外 用户在登录管理平台时 所有账号的密码都是通过 128 位的加密算 法进行加密后传输的 这就保证了即使有人窃听了网上的数据 也无法获知确 切的密码 包括在管理系统的数据库中 所有的密码也仍然是以加密后的形式 存储的 换句话说 除了用户本人 其它任何人 即使是系统管理员 都 无法知道该用户的密码 这样的设计在极大程度上保证了系统以及各用户密码 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 22 的安全性 3 4 独立扩展模块控制协议 独立扩展模块控制协议 自主研发的控制协议 保证数据在传输过程中的安全 快速 有序和高可 靠性 该控制协议以网络传输控制协议和数据包控制协议为基础 定义了应用 层会话初始协议 扩展模块控制协议专门为网络视频会议的数据交互而设计 通过数据传输可靠性验证 UDP 协议保证数据的稳定和高速传输 3 5 支持加密传输 支持加密传输 从数据的安全性来说 在传统的 H 320 或 H 323 系统中 由于所有的音视 频数据包都是通过标准的协议进行压缩并打包经过网络发送 所以任何人只要 能通过网络截取到数据包 就可以根据协议对资料进行解析并从中获得真实的 会议内容 应当说是不够安全的 所以 使用传统的基于 H 320 或 H 323 协议 时 只能依赖于底层的网络来保证会议的安全性 比如说 使用 VPN 虚拟专网 或者干脆使用私网或内部网开展视频会议 在黄河数字监控系统中 虽然我们的音视频数据也是经过标准的协议 H 264 进行压缩 但是在网络传输中的数据包格式是不公开的 系统在设计 时为所有的数据进行加密 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 23 四 系统的功能介绍四 系统的功能介绍 1 系统概述 系统概述 远程视频监控市场的不断扩大 嵌入式实时操作系统的应用推广 浏览器 服务器开发架构的应用深入 基于这三大因素 上海华平公司以其在视频会议 领域先进技术提供商的背景 结合多个软硬件合作伙伴研制开发了黄河数字监 控系统 黄河数字视频监控系统平台以网络通用标准为基础 采用了 XML Com 等 多种先进的开发技术 全面管理前端的嵌入式实时操作系统的硬件平台 并发 挥它们最为全面的功效 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 24 用户管理规范工作流程报表系统日志管理 系统配置 诊断和维护 保卫信息管理 子系统 安全防范监控 子系统 前端数据采集 和处理模块 中心服务器 模块 总控和分控中 心模块 内联网 网络注册模块数据传输模块 工程网络通信 子系统 黄河黄河 IP 全数字视频监控系统平台结构图全数字视频监控系统平台结构图 黄河 IP 网络视频监控系统是一个高度智能化的 IA Information application 产品和 DSS Digital Surveillance System 系统 是一个以 TCP IP 宽带网络为基础 具备高度开放性和集成化的综合管理平台 该平台集 视频 警报 语音等系统管理功能于一身 具有强大的软件功能及友好的人机 界面 满足用户多层次 多方面的需求 与以往的单一设备与单一系统不同 黄河数字视频监控系统着眼全安防系 统的应用和管理 采用开放式结构设计 不仅兼容多品牌的网络设备 还可以 对传统模拟设备进行控制管理 因而将成全安防系统的信息管理平台 从更为 长远的角度出发 要成为控制范围更广 规模更大的综合信息管理平台 2 系统特点 系统特点 利用在中文平台上的专用系统软件 实现对用户与监控系统的对话窗口 通过 它了解本监控系统所完成的多项功能及相应措施 黄河 IP 网络视频监控系统在 软件上完成了系统模块间总级联和总管理功能 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 25 2 1 双向通讯功能 双向通讯功能 编码 解码器具有双向通讯功能 编解码器具有独立的地址编码 采用数字 化信号进行寻址 语音 图像全矩阵开关 对于音频和视频可以全矩阵切换和 同步进行切换 2 2 采用先进网络视频压缩技术 采用先进网络视频压缩技术 视频流的存储及传输压缩方式采用先进的 H 264 的网络视频压缩技术 压 缩比和帧率可调 图像压缩比率 400 700 1 传输质量非常理想 最高可达 30 帧 秒 分辨率 704 576 每通道只占据 300K 带宽 还可以通过降低帧数来减 小网络带宽 当每秒传输为 5 帧时 带宽只占用 60K 这种很高的图象压缩 比可以适应于在窄带上的传送 2 3 分布式结构 分布式结构 分布式计算机控制 系统由中心服务器软件平台 视频监控服务器和各级 视频编码器组成 通过网络连接构成整个监控网 视频编码器独立完成某一区 域的控制或实现某一控制功能 当系统要扩大规模时 只需在某一分中心的视 频监控服务器增加管理一个监控点即可 所以监控点的多少几乎没有限制且不 增加系统的复杂性 系统配置十分灵活 扩展性好 极易实现对较大区域的控 制 真个系统采用并行连接的模式 某一视频编码器本身的设备故障不影响其 他视频编码器的正常工作 体现系统整体的可靠性 2 4 实时高质量音频传输实时高质量音频传输 传统的 G 系列语音算法声音不清楚 含糊 而且由于开放式音响发出的极 大的声音不可避免的传到 MIC 里 导致回音的产生 黄河花费近千万元人民币 购买了世界最著名的音频算法专利 包括高保真的语音 音乐实时编码算法 和 超宽频的自适应回声消除软件算法 使得用户可以利用普通的笔记本或 PC 的 MIC 和喇叭直接交流 黄河提供了 32 路混音引擎 使得用户再也不要抢话筒 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 26 高达 33 的误码纠正能力使得用户在网络里有其他应用占用带宽时仍旧流畅交 流 2 2 5 5 网络监控服务器交叉互连功能 网络监控服务器交叉互连功能 黄河 IP 网络视频监控系统的交叉网络监控服务器互连技术使得网络传输 得到优化 并具备容错能力 为会议提供安全保障 同时事实证明黄河可以胜 任上千个监控通道同时进行实时监控的任务 为用户的扩展提供空间 2 62 6 高稳定 高效率 高稳定 高效率 系统具备提供 7 24 连续稳定运行的能力 适用于各行业高要求的监控 需求 报警响应快 图像延时小 极优的算法和硬件构架 减少系统对 CPU 内存 网络等资源的占用 高效率的视频图像存储 查询 播放功能 2 72 7 高适应 高兼容 高适应 高兼容 支持各种复杂的网络环境 对无线和卫星线路具有较好支持 支持 Windows Linux 等多种操作系统 国际化设计 多语种支持 支持多种大型数据库 支持 C S 和 B S 应用模式 内置多厂家 多品种云台和矩阵等控制协议 内嵌本公司和市场主流编码器产品的支持 方便地接入其它公司硬件编码器产品 2 82 8 低要求 低维护 低要求 低维护 使用现有的 ip 网络 避免繁杂的布线工程与软 硬件环境 使用集成度高 内嵌式的视频终端 省却了大量的计算机维护工作 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 27 具有自动 定时 触发等录像功能 减少了手动干预的烦杂工作 通过网络浏览器即可随时随地上网取得监控信息 提供没有空间限制 的安全监控系统 2 92 9 实用 安全 实用 安全 完备的用户管理机制 阻止非法用户入侵 提供用户 设备 功能相关的权限设置功能 授权用户在限定的范围 内工作 防范措施保证重要数据的安全 防止资料被篡改和被伪造 操作直观 简单 用户上手容易 维护方便 3 系统主要功能 系统主要功能 3 13 1 实时图像监看 实时图像监看 黄河 数字监控系统能进行高质量的视频采集以及音频的实时采集 在部队系统内部网 任意一个授权用户都可以通过浏览器均可以观看 来自现场摄像机的实时彩色图像 每一个授权用户可以观看的图像在 数量理论上没有限制 对关键区域和出入口通道进行 24 小时全天候监控 现场画面实时显示 在本地监控中心的屏幕上 工作时间内对工作区进行实时监视 发生报警后 联动前端镜头对报警区域进行实时监视 出入口控制等设备联动前端镜头对通道进行实时监视 监视区域内图像的动态变化 检测监视区域内的物体运动 3 23 2 报警联动机制 报警联动机制 黄河 数字视频监控系统可以管理声光报警器的输入节点 声光报警器 通过连接红外线摄像机等入侵检测设备 当前端有报警发生时 远程 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 28 监控端不但有声音提示 同时能显示发出报警点的实时图像 这样 通过报警管理功能 用户不必再额外安装专门的报警管理系统 在发 生入侵时 会自动记录现场情况 调用相应的摄像机 以声 光方式 通知值班人员 黄河 数字视频监控系统具有同时处理多任务能力 对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理 支持温度 火警 烟感 红外等多种报警信号的采集和记录 对报警 进行手工 定时 自动设防和撤防 采集报警传感器的开断信号 经过 报警解码器或报警主机处理 通过串行总线 RS232 RS485 传输给 本地的监控主机 在本地显示和记录报警信号 发生时间和地点 同 时将重要报警信号及时上报给上级监控中心 监控主机和监控中心接收到报警信号后 在数据库中查找对应的联动 规则 产生对应的报警输出 声音警报 灯闪 门禁动作等 通过 应急广播系统可以产生相应的应急广播输出 报警联动规则可以设定 为自动产生报警输出 也可以通过人工确认方式产生 根据防护目标的重要性和侵害事件的危险性 报警信号分为两类五级 不包括人工紧急报警 系统针对每一级报警信号进行分别报告和 处理 1 紧急事件类报警信号 危机报警信号 最高级报警信号 重要报警信号 次高级报警信号 一般报警信号 2 设备故障类报警信号 紧急设备故障信号 一般设备故障信号 发生紧急事件时 总控中心弹出事先设定的紧急处理预案流程 规范 对安全紧急时间的处理过程 同时将重要时间逐级上报 自动呼叫值 班领导 保卫领导和主管行长 传输报警给当地 110 等报警处理中心 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 29 产生设备故障时 根据事先设定的故障处理预案 分配具体人员进行 故障处理 并记录故障处理过程和状况 3 33 3 电子地图定位 电子地图定位 系统支持电子地图访问 以空间数据库为基础 将应用数据与地图有机结 合 提供强大的空间分析和查询功能 丰富的表达方式直观地显示结果 电子地图系统根据系统结构分为多个级别显示 最高级为总行的全国范围 地图 中间各级分别是省级分行或营业管理部 地市级分行等地图 最低一级 为县级监控室的发行库区地图 每一级地图上在对应地理位置放置控制图标显 示下辖单位或监控节点信息 通过点击图标可以显示对应子图 报警节点信息 视频监控节点图像等 下辖单位或监控节点产生报警时 在子图上通过闪亮图 标等方式通知监控中心的值班人员 3 43 4 远程控制功能 远程控制功能 远程监控系统可对摄像机镜头进行光圈 焦距 景深距离的控制操作 对 云台可做全方位控制 3 53 5 设备在线管理 设备在线管理 对编码器 转发服务器等关键设备提供注册 检测的管理能力 凭借系统 强大的网络管理能力 系统能直观 方便地检测设备和线路的工作状态 3 63 6 现场应急指挥 现场应急指挥 通过黄河 IP 网络视频监控系统可以实现视频编码器音频与视频的同时采 集传输 黄河 IP 网络视频监控系统自带的 GIPS 音频算法甚至可以提供专业视 频会议级的音频交流模式 高保真的语音 音乐实时编码算法 和超宽频的自适 应回声消除软件算法 使得用户可以利用普通的笔记本或 PC 的 MIC 和喇叭直 接交流 黄河提供了 32 路混音引擎 使得用户再也不要抢话筒 高达 33 的误 码纠正能力使得用户在网络里有其他应用占用带宽时仍旧流畅交流 用户在进 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 30 行视频信号监控的同时可以进行高质量的音频交流 音视频通讯指挥系统可支持点对点 桌面到桌面 一对多及多点的指挥功 能 用户启动监控指挥之后 异地的画面 声音等通过专用大屏幕或投影设备 及会议音响系统输出 供多人同时参与会议 会议现场的图像和声音通过摄像 头和桌面麦克风输入免维护会议终端设备 通过网络传输给异地的与会桌面或 视频会议室用户 并且可以调用监控系统中的任意监控图像 进行现场的监控 指挥和讲解说明 对于建立公安系统联动协调制度 整合各方面资源 形成统 一指挥 反应灵敏 功能齐全 协调有序 运行高效的应急管理机制具有重要 意义 3 73 7 通过先进的压缩方式降低对带宽需求 通过先进的压缩方式降低对带宽需求 黄河 IP 网络视频监控系统对视频的存储及传输压缩方式采用先进的 H 264 的网络视频压缩技术 压缩比和帧率可调 图像压缩比率 400 700 1 传 输质量非常理想 最高可达 30 帧 秒 分辨率 704 576 每通道只占据 300K 带宽 还可以通过降低帧数来减小网络带宽 当每秒传输为 5 帧时 带宽只 占用 60K 这种很高的图象压缩比可以适应于在窄带上的传送 黄河常用视频压缩模式的带宽占用指标 167 144 1 30fps 约 20Kbps 60Kbps 240 180 1 30fps 约 50Kbps 100Kbps 320 240 1 30fps 约 80Kbps 200Kbps 352 288 1 25fps 约 80Kbps 250Kbps 640 480 1 25fps 约 100Kbps 1000Kbps 720 576 1 25fps 约 100Kbps 1500Kbps 3 83 8 视频影像存储 视频影像存储 图像的品质 记录的保存 系统的安全性是黄河 数字监控系统三大要素 河北省沿海高速全程道路视频监控系统河北省沿海高速全程道路视频监控系统 监控工程监控工程 31 在记录保存方面 使用了硬盘录像技术 达到以下特点 多路实时性多路实时性 系统用实时并行处理技术 每路信号均可独立操作互不 干扰 长时间录像存储 长时间录像存储 在保证图像清晰度和实时性的前提出下 提高了录 像效率 支持长时录像 智能录像管理 智能录像管理 可按时间等设置参数对录像进行管理 精细查询 回放功能 精细查询 回放功能 用户可根据摄像枪编号