监控及存储系统改扩建项目工程系统总体方案设计

监控及存储系统改扩建项目工程系统总体方案设计方案概述根据对某某城市的实际现场勘察，考虑到前端摄像机安装点相对比较分散，单个监控点摄像机安装数量大部分在2-3支，出于成本的考虑，整个系统将采用网络组网方式，即：摄像机至各派出所采用电信宽带或公安专用网络进行联接。各派出所管辖区域内的摄像机将直接由派出所控制，经公安专网连接至上一级监控中心。系统结构本方案按功能共分三个子系统：前端信号收集子系统、信号传输子系统、远程监控子系统。其中前端信号收集子系统包括：视频信号采集设备视频信号压缩设备数字报警信息采集设备数字/模拟环境量采集设备前端系统控制设备

前端通讯设备

信号传输子系统包括：传输控制设备专用视频、电源、控制线缆驱动设备通讯接口

远程监控子系统包括：远程监控软件系统图像显示设备通讯设备控制设备系统设计1、前端信号收集子系统在前端第一期设计安装XX个监控点，用于监看各个道路口的交通情况；其中有XX个监控点，采用动点安装，人民路管理局的监控点，采用固定安装；动点监控点的摄像机都采用高速球，其有快速的转动速度，23倍的光学变焦，能够实现全方位的监控，并且能够在短时间捕捉到某个监控位置。通过网络编码器与后端管理系统连接，可实现根据远程管理人员的命令改变摄像机镜头的方位、角度、焦距等；系统应用原理图如下：固定摄像机，采用低照度、超宽动态、强光屏蔽功能摄像机（BL-838ECB），即使在光线非常差及强光照射的情况下也能看得清现场环境；同时，由于每一个监控点各自之间都是独立的，因此，需给前端每一个监控点配备一台美电贝尔视频编码服务器（BL-701F），美电贝尔系列视频编码服务器支持TCP/IP，UDP等网络协议，在视频编码服务器中设置静态IP地址，使用RJ45接口与网络相连。提供RS232、RS485接口，可供解码器和变量采集模块使用，提供开关量输入输出接口，可接入各种探头；视频信号传送到网络视频服务器进行信号编码、压缩。网络视频服务器采用先进的H.264压缩方式，除具有图像清晰流畅的特点外，还具有空间小，实时性好等优势。①监控点分布及设备配置表：序号地址数量安装位置/备注设备选型1公安局前街（公法院）（公安大门）高速球2文化广场（春晖苑）影剧院华侨展览馆高速球3万川路与工农路交口(中国邮政)妇幼保健院高速球4虎山路与文化路(新华书店)高速球5万川路与文明路交汇口(光发商场门口)、建银大厦高速球6黄金花苑（虎中路与文明路交汇点）中国农业银行侧高速球7人民路管理局（大埔农业局）固定枪机(BL-838ECB)8汽车站园盘（人民路与虎山路）商旅宾馆（四通大厦）高速球9新城路与新中路立杆高速球10沿河路与新中路立杆高速球11田家炳大桥大埔食品公司高速球12环城路与鱼苗场（保安大桥）没灯高速球13新城路与青梅路新城路高速球14城北路口林业工作站高速球15西环路与义招路烟草前高速球16义招路与电信大楼高速球17城北路与中心大街高速球18去茶阳路口立杆、没灯高速球19去梅州高速球20中心大街与进城大道高速球21同仁路（虎山中学）高速球22卡拉OK(金沙、与红太阳)高速球②高速球摄像机的主要功能（BL-523PCB）智能化球形摄像机是集高清晰度彩色摄像机、万向变速云台和多功能解码器、万能字符发生器、CPU处理器、存储芯片于一体的高科技监控产品。最大限度地减少了系统部件之间的连接、安装过程，提高了系统的可靠性。同时也便于安装和维护，具有外形美观、轻巧灵便、操作简单等优点。集成多协议解码器内置解码器，集成多种协议，最多可集成16种通讯协议，通讯波特率可调，通过球机内部的简单拨码，即可与多种常用系统兼容，通用性极强。RS485串行控制；球机地址1～1023。集成全方位云台水平360º无限位连续旋转，其转动速度从0.2～300rad/s连续调整；垂直方向转动范围0～82º，转速达60rad/s。低速运行平稳、超低噪声、画面无抖动。180º自动翻转，实现全方位无盲点监视，定位精度达±0.1°。智能化程度高可存储多达128个预置位。数据断电记忆。支持球机在两点间进行水平扫描。扫描速度可以修改，线扫方位可自由选择。通过设置，球机可以在任意两点间做大于或小于180度扫描，扫描速度连续可调。六组可编程巡视轨迹。每组巡视轨迹包括16个预置位，每个预置位的运行速度和滞留时间分别可调。轨迹自学习功能。球机能模拟出您在40秒内操作的PTZ路线，数据断电记忆。字符叠加功能。人性化的菜单结构设计，使球机的各项设置、编程等变得更加便捷和容易。长焦限速功能。球机能根据摄像机当的焦距长短自动调整其手动控制速度。摄像机的放大倍数越大，其手动控制速度越慢，以保证能够快速准确搜索目标。集成多协议。球机内部集成多种通信协议，波特率从2400bps到19200bps可选。③视频服务器的功能介绍BL-701F视频服务器采用嵌入式实时多任务操作系统（RTOS）和嵌入式处理器，完全脱离PC平台，系统调度效率高，代码固化在FLASH中，系统运行更加稳定可靠。BL-701F列视频服务器具有视频信号和音频信号的H.264硬件同步压缩功能，压缩码流通过网络进行传输，通过网络可进行实时视频和声音预览，支持流协议（RTP/RTCP、RTSP）、支持IE浏览、支持双向语音对讲、多种语言支持等功能。基本功能采用H.264硬件压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；多级用户权限管理，保证系统安全；支持一个RS-485接口，可以控制云台，也可透明通道输入；压缩处理功能支持1/4路视频信号，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压缩标准，不仅支持变码率，而且支持变帧率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图像的压缩码流；支持FULLD1（704*768）、CIF（352*288）、QCIF（176*144）分辨率；支持OSD，日期和时间可以设置，并自动增加；支持LOGO；支持水印（WATERMARK）技术；网络功能支持一个10M/100M兼容的以太网端口；支持TCP/IP协议，可以通过应用软件或浏览器设置参数、实时浏览视频和音频信号、查看视频服务器状态，可以通过网络报警，可以通过网络存储压缩码流；网络控制云台的旋转和控制摄像头的相关参数，如光圈大小、焦距远近等；可以通过网络远程升级，实现远程维护；RS-485接口皆支持网络透明通道连接，客户端可以通过视频服务器的透明通道控制串行设备；信号传输子系统前端摄像机同视频编码服务器间采用图像控制系统专用的75-5视频线及2*1.0电源线，用于摄像机视频信号的传输和供电，再加上用2*0.75数据控制线连接到视频编码服务器的485接口上，用于控制云台及镜头。各监控点一般可提供2M的E1接口（ADSL），通过E1to10BaseT的转换器连接到网络视频服务器的RJ45接口，或连接到机房内相应的交换机上(有条件的监控点，可通过公安专网传输到指挥中心)。该通道可实现数字图像、数字信号的实时上传，并可接受监控中心下发的各种控制信号。原理图如下：远程监控子系统各监控点摄像机信号经过视频服务器转换为网络数字信号，通过2M的E1接口网络把各监控点的视频信号集中到监控中心，进行集中管理、控制和集中存储；采用美电贝尔NVMS中小型网络音视频管理软件，基于网络的互联，实现对前端所有监控点视频服务器统一管理。NVMS专业版网络视频监控管理软件，支持管理多种DVR/DVS、IP摄象机、解码卡，包括身份认证和权限管理模块、嵌入式数据库、报警转发模块、集中存储服务模块、WEB客户端模块和流媒体服务模块以及矩阵模块，最大管理存储512路视频；可实现不同厂家设备的统一管理，为了城市实现建设统一管理（对原有系统和新建系统）提供了一个很好的平台；同时，针对第二期的建设，实现了很好的扩展功能，从64路到512路之间的扩展空间；集中存储模块可实现对前端所有监控点进行集中录像资料存储，提供灵活的检索处理功能；通过矩阵模块配合视频解码卡使用，可实现对前端监控点音视频解码输出至电视墙；流媒体服务模块，专门针对带宽在2M以下的VPN、WAN等广域网环境下的音视频传输而开发的网络视频管理软件。目的在于缓解网络带宽紧张的区域，对该区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体转发服务器软件来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。别的相关单位，经授权后，可访问流媒体服务器，通过我流媒体服务器的转发，进而实现对前端某个监控点的访问。1、各派出所设备配置表：序号名称品牌型号/产地单位总数量软件部分1流媒体转发服务器软件AEBELL套2集中存储服务器软件AEBELL套3网络矩阵软件AEBELL套4报警转发服务器软件AEBELL套5监控中心分控软件AEBELL套硬件部分6电视墙（监视器）BL-CM21AA台7存储服务器知名品牌台8控制服务器知名品牌台9操控台台2、县监控中心设备配置表：序号名称品牌型号/产地单位总数量软件部分1控制管理服务器软件AEBELL套2流媒体转发服务器软件AEBELL套3集中存储服务器软件AEBELL套4网络矩阵软件AEBELL套5报警转发服务器软件AEBELL套6监控中心分控软件AEBELL套硬件部分7电视墙（监视器）BL-CM21AA台8存储服务器台9控制管理服务器台10操控台台3、系统连接图图4-24、系统实现原理描述现代化的数字监控系统已不仅仅是对音、视频图像进行存储，我们设计了一套基于现代化计算机技术的多媒体全新概念的监控系统。视频传输：通过网络视频服务器，基于网络的传输；首先前端监控点的视频信号经摄像机的采集，通过视频线与网络视频服务器连接，将视频信号转换为网络数字信号，网络视频服务器接入2M的E1接口网络中（公安专网），通过2M的E1接口网络，将前端所有监控点的视频信号集中传输到总控制中心；总控制中心的系统管理服务器也接入到网络之中（高速网络），通过网络，访问各监控电网络视频服务器，实现集中管理、视频图像集中存储和集中控制输出至电视墙；通过系统管理服务器的授权，任何一台接入网络的计算机都可作为客户机。可通专门的客户端软件利用便利的网络资源浏览到任何一台网络视频服务器的视频图像，也可以采用IE浏览器进行浏览，无需安装任何软件。NVMS管理软件的介绍NVMS监控管理平台，是一种分布式系统软件。该管理软件集用户管理、电子地图、设备管理为一体，分为服务器端和客户端。系统的主要功能是实现多台联网监控设备集中控制管理，达到多个前端同时监看、各前端报警的自动上传及中心与前端的语音对讲等功能。适用于采用多台监控设备进行集中管理的系统。1、系统功能结构说明整个系统包括服务器和客户端程序。服务器包括控制服务器、存储服务器两部分，当计算机启动后，服务器将自动运行，无需用户进行干涉。控制服务器：是整个系统的控制中心，包括了一个配套的管理程序，以提供用户进行设备配置和管理的操作界面。存储服务器：管理整个系统的（视频数据、设备连接）资源。实时获取外部DVR设备的信息，并可以转发给其它系统（客户端程序），同时还支持数据查询，实现录像回放。为客户端提供云台控制，视频切换。客户端程序：通过控制服务器及存储服务器对设备进行控制，同时还可以进行实时监视或者录像回放。主要包括通用客户端，和网络解码器配套软件。系统的外部设备/系统主要是由DVR设备作为编码器接入由矩阵控制的视频输入，并由485连接矩阵实现透明串口控制，和经由解码器输出到矩阵和电视墙。矩阵主要担任向服务器发出切换、云台控制命令以及接收解码器的视频输入。2、系统安装结构3、产品功能特性3.1智能视频传输协议使用智能视频传输协议，最大限度地利用网络带宽，特别对于前端网点网络带宽有限的情况下，系统在保证图像质量的基础上，在很低的网络带宽下，也能保证系统正常运行。3.2专业文件系统为实时监控系统专门设计了文件系统，采用预分配技术和写缓冲技术，支持多磁盘阵列，确保系统长时间运行稳定、高效。3.3可扩展的分布式网络结构支持多个服务器协调运行，在保证整体性的同时，可灵活增添服务器，有效提升系统处理能力。同时多个《集中联网监控系统》可以进一步集成，在更大范围内实现联网监控。3.4完善的监视功能在支持实时监视的同时，系统支持报警录像、自动监测录像、录像回放等，能精确控制各个通道的录像情况。3.5集中式管理整个系统的数据集中管理，数据转发功能提供了完美的多用户实时监视方案。远程用户可以通过网络随时随地进行实时监视或录像回放。3.6良好的易操作性在权限控制下，用户可以通过系统客户端对每个监控点方便地进行控制和设置，系统还集成了电子地图功能。3.7集成度高系统集成了其它相关信息，如报警信息、语音信息等。3.8可靠性高系统设计了专门的容错措施，确保数据完整，系统运行可靠。3.9扩展性好系统面向服务设计，有良好的可扩展性和适应性，可以最大限度的保护用户投资。3.10针对BL-DVR优化使用美电贝尔专业的硬盘录像机，可以有更优越的性能。3.11支持公网访问3.12报警联动支持跨设备联动控制及存储服务器功能功能类别功能名称功能描述控制服务器功能客户端管理及认证对客户端进行管理，并对客户端信息进行认证客户端请求转发将客户端请求转发给设备或者存储服务器。存储服务器功能流媒体转发接受客户端的请求，对DVR等前端设备的流媒体进行转发负载均衡多台存储服务器共同担负负载，使得系统扩展性大大增强集中存储根据所设置的参数，对前端的数据进行存储。系统集中管理功能功能类别功能名称功能描述组织结构管理创建组织结构添加组织结构以及对应的描述修改组织结构添加、删除部门节点删除组织结构删除组织结构以及下属的部门节点角色管理创建角色新增系统中的用户角色，并选择此角色对应的系统权限、设备权限、摄像机权限等修改角色修改角色名和对此角色的描述，此角色对应的系统权限、设备权限、摄像机权限等删除角色删除系统中存在的角色用户管理添加用户添加用户以及选择该用户对应的设备权限修改用户修改用户属性以及对应角色、权限删除用户删除系统中存在的用户设备管理矩阵设备管理添加、修改、删除矩阵设备前置机管理添加、修改、删除前置机（DVR、DVS）等设备报警设备管理添加、修改、删除报警输入设备灯光管理在前置机设备上添加、修改、删除灯光设备继电器管理在前置机设备上添加、修改、删除继电器设备摄像机管理摄像机类别设置以及维护功能布防配置布防对设备进行布防并增加相关布防策略。撤防对设备进行撤防。系统参数设置参数设置设置备份下限空间，录像存储路径、覆盖期限、透明串口连接参数等电子地图管理地图管理添加、删除、修改电子地图设备管理允许在地图上添加、删除设备。图片管理允许在添加、编辑图片。系统状态监测设备状态查看前端设备连接状态、连接时间、断开时间。客户端状态查看客户端地址、类型、登陆用户、连接状态、起始时间等信息。报警日志查看系统日志。操作日志查看系统操作日志。C/S客户端功能功能类别功能名称功能描述视频监控电子地图显示列表显示中心端设置所需监控的地图，并显示登陆用户有权限查看的接入通道视频监控按权限实时监控所需的通道，可以按1/4/9/16窗口监控，在一个窗口允许选择不同的比例100%、80%、60%、40%查看监控图像。云镜控制对监控通道控制其云台及镜头图像查看抓图控制包括抓图、停止等控制录像报警录像报警提示提示录像报警信息日志操作日志查看客户端及DVR操作日志查看网络流量统计统计显示统计网络流量并显示其信息客户端设置解码画质设置用户可以选择不同解码画质，分为普通、好、较好、最好四档。重启设备允许对设备进行重启。多画面预览允许对设备进行多画面预览录像回放控制在录像或报警查询时结合使用，也可通过该回放控制条进行图像保存对话用户允许与其他客户端或中心管理服务器端进行对话前端设备配置普通设置设置硬盘满时录像文件的保存方式，包括覆盖录像文件或是停止录像。设置控制一栏中选择通道及所用云台解码器协议，填写对应的地址，选择波特率大小，实现对镜头及云台的控制。设置轮巡一栏中选择通道及间隔时间，实现对通道的轮巡监视。报警设置有报警输入信号时可根据用户实际需要选择报警端口、录像通道和输出端口。图像设置按通道选择画质及协议等，允许选择固定码流和可变码流进行实时监控，提示设置视频丢失报警。定时设置可选择不同的通道和日期进行不同时间段的录像，定时分为普通录像定时、动态检测定时、外部报警定时。定时分五个时间段供用户设置。动态检测可选择区域是否设置动态检测，也可根据需要设置区域的灵敏度等视频设置设置监控录像画面的视频参数如图像的色调、对比度、亮度、饱和度等录像查询及下载查询提示输入录像时间、通道及查询类型（录像查询和报警查询），查询结果会出现在对话框中，该查询录像可以下载。辅助设置包括报警设置、日志信息、升级程序、系统信息、报警布防、监控窗口、修改密码、轮巡操作、帮助、关于等功能。Web客户端功能功能类别功能名称功能描述视频监控电子地图显示列表显示中心端设置所需监控的地图，并显示登陆用户有权限查看的接入通道视频监控按权限实时监控所需的通道，可以按1/4/9/16窗口监控，在一个窗口允许选择不同的比例100%、80%、60%、40%查看监控图像。云镜控制对监控通道控制其云台及镜头图像查看抓图控制包括抓图、停止等控制录像查询录像查询及下载查询提示输入录像时间、通道及查询类型（录像查询和报警查询），查询结果会出现在对话框中。系统供电中心机房的供电：机房所有设备都采用220V交流电源供电，由UPS电源提供；本系统中前端的所有设备的供电，由于道路走线比较复杂，所以将采用就地取电。同时，考虑给前端每一个摄像机配于后备电池。UPS电源可供摄像机和光端机在停电后继续工作8小时，并要具有过压、过流自恢复保护和自检、远程巡检功能。系统的安全设计设备安全本安防系统使用电气设备和主机的电气安全和防雷安全指标符合国家和行业的相关标准，为确保使用人员和设备的安全可选用先进的防雷设备（可选），整体防雷设施采用三级防雷方式，即：前端设备防雷、大楼电源防雷、机房电源与设备防雷。避雷器的种类基本上分三大类型：

1、电源避雷器：按电压的不同，分220V的单相电源避雷器和380V的三相电源避雷器（安装时主要是并联方式，也串联方式）。“电源防雷器”并接在电力线路上，可遏制瞬态过电压和泄放浪涌电流。从总进线到用电设备端通常配置分为三级，经过逐级限压和放电，逐步消除雷电能量，保证用电设备的安全。根据不同的需要可选用“可插拔模块型”、“端子接线式”和“移动插座式”等品种。

2、信号型避雷器：多数用于计算机网络、通信系统上，安装的方式是串联。“信号防雷器”接入信号接口后，一方面能切断雷电进入设备的通路，另一方面能迅速对大地放电，确保信号设备的正常工作。信号防雷器具有多种规格，分别可用于电话、网络、模拟通信、数字通讯、有线电视及卫星天线等设备的防雷，各种设备的输入口特别是室外引入端，均应安装信号防雷器。3、天馈线避雷器：它适用于有发射机天线系统和接收无线电信号设备系统，连接方式也是串联。防雷的基本设计思路：1、外部建筑物防雷根据GB50057-94<<建筑物防雷设计规范>>中关于外部防雷设计思路,要求整个建筑物必须有避雷针,避雷带,引下线等外部防雷措施。2、接地系统的检测根据电子计算机机房设计规范GB50174-93，针对接地可以采用独立接地或者采取联合接地。3、电源系统防雷根据IEC1312防雷及过电压规范中有关防雷分区的划分，针对重要系统的防雷应分为三个区，分别加以考虑。只做单级防雷可能会带来，因雷电流过大而导致的泄流后残压过大破坏设备或者保护能力不足引起的设备损坏。电源系统多级保护，可防范从直击雷到工业浪涌的各级过电压的侵袭。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）附录六规定，其首次雷击电流幅值为100KA，波头10us；二次雷击电流幅值为25KA，波头0.25us；全部雷电流i的50%按流入建筑物防雷装置的接地装置计，另外50%按1/3分配于线缆计；首次雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为100*50%/3/3=5.55KA；后续雷击：总配电间每根供电线缆雷电流分流值为25*50%/3/3=1.39KA；而在电涌保护器承受10/350us的雷电波能量相当于8/20us的雷电波能量的5~8倍，所以选择能承受8/20us波形电涌保护器的最大放电电流为5.55*8=44.4KA；即设计应选用电涌保护器SPD的最大放电电流为5.55KA(10/350波形)、或40KA（8/20波形）。根据国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）第6.4.7条规定，该级电涌保护器应在总配电间处安装，即在LPZOA，LPZOB与LPZ1区的交界处安装。第一级防雷系统并联安装在所保护设备电源室电源的进线端,其目的是保护机房所在楼层楼的前级供电系统安全，它可将上万伏的过电压限制到三千伏。具体措施：在供电的总配处并联安装一套一级防雷器（三相电源）,作为机房电源第一级防雷。第二级防雷系统：第二级防雷器，作为次级防雷器，可将几千伏的过电压进一步限制到1点几千伏，雷电多发地带需要具有40KA的通流容量，将第一级防雷泄放后出现的雷电残压以及电源线路中感应的雷电流给予再次泄放，防雷器可并联安装在机房的电源进入端。具体措施：在监控机房的电源进线处，安装一套二级电源防雷器，作为设备的二级防雷防护。第三级防雷系统：这也是系统防雷中最容易被忽视的地方，单相的用电设备，可以选用插座式防雷器作为第三级电源防雷器，其串联在设备前端，内部产生的操作过电压（如感性或容性负载设备的启动或关机等）和高压静电有极好的防范效果。具体措施：在重要设备前端使用一套电源防雷插座，作为设备的精细保护。信号系统防雷信号系统和电源系统类似，遭受雷击的主要原因除直接遭受雷击外还有建筑物外通过传输线路引入和1公里范围内发生雷击时的感应雷。当雷击发生时，通讯线路和网络线路仍然会流入大约10%的雷击能量，因此这部分的防雷也是非常关键的。具体措施：A、在前端串联安装一套SV-3/024AC电源24伏、BNC防护、控制线三合一防雷器，作为高速球摄像机的防雷；用一套SV-2/024AC电源24伏、BNC防护、二合一防雷器，作为固定摄像机的防雷；B、由于本系统主要传输方式为网络传输，因此后端视频、控制线和电源线将不考虑防雷本系统防雷设备清单：序号设备名称型号数量配套设备/备注前端防雷1视频、电源、控制线防雷SV-3/024AC高速球摄像机前端视频、电源、控制线防雷2视频、电源防雷SV-2/024AC固定摄像机前端视频、电源、控制线防雷后端防雷1标称放电电流40KA四模块电源防雷器AM1-40/4后端电源防雷2失效指示\MOV模块\密封式，最大放电电流40KA，单相电源PPS-II/1-40后端电源防雷3滤波型防雷插座（中档）LTA6-420NS后端电源防雷数据安全建立完善的数据备份与恢复机制。保证数据不因物理介质的损坏丢失。数据采取有效的加密保护措施，确保数据的安全。系统安全监控系统软件和存放监控系统信息的所有主机和系统应的严格的身分认证机制，防止对系统的非法侵入。监控主机的操作系统和软件系统建立完善的备份和灾难恢复机制，确保系统被损坏后的快速恢复。网络安全本系统主要是基于公安专网来进行联网，同时也辅于运营商网络，为了保重公安网络不受外网的攻击，在公安专网和业务网之间的连接必须通过网闸来完成转发。网闸是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质连接两个独立主机系统的信息安全设备。由于物理隔离网闸所连接的两个独立主机系统之间，不存在通信的物理连接、逻辑连接、信