监控系统技术方案不含产品Word文档格式.doc
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5.6.2权限管理 15
5.6.3预览回放 17
5.6.4存储管理 23
5.6.5远程控制 24
5.6.6电视墙 25
5.6.7报警联动 26
5.6.8电子地图 27
5.6.8智能分析(扩展) 28
六产品介绍 32
6.1海康威视简介 32
6.2成熟应用 1
一、项目背景
早期说起视频监控,一般指的是行业监控,例如银行,公安这类部门。
而事业单位、学校、商铺、家庭等社会面使用率很少,但是随着信息技术的发展,人们居住工作环境的改善,经济发展带来的需求,人们对自身,财产的安全防范意识大大增强了,因此监控等需求日益增强。
学校作为培养人才的地方,应为学生创造一个安全的学习生活环境。
学校内的监控系统,不但可以应用到安全保卫等方面,也可以扩展到考场监控、教学示范等方面,大大地提高学校教学以及管理的效率。
随着今年来监控技术的不断发展,再加上网络的普及,从软硬件环境都为监控降低了门槛;
随着网络摄像机以及视频服务器技术的完善,网络环境的改善,视频监控门槛将降低,中小企业、家庭用户、学校园区、私人店铺、连锁企业、厂矿、社区等逐渐跨入监控消费领域。
同时,监控的目的由单一的安防监控延伸,具有了多重性比如企事业单位的人事管理等等。
这类监控的特点是:
1.监控点数量和客户端数量都比较庞大;
2.监控点数量和客户端数量相当;
3.每个客户端监管的监控点较少;
4.用户需求简单:
前端设备通过ADSL拨号直接联入Internet或者通过E1联入专网,用户在任何能够联入Internet的地点都能通过浏览器访问前端设备,进行视频浏览和历史视频调阅。
二、建设内容
本期工程建设任务主要包括:
Ø
监控平台
依据XX视频监控的结构休系,我们在系统设计中采用二级网络管理模式,即XX网络中心作为整个系统的网络中枢。
各个区分别管理前端DVR、DVS,用户为一级网络结点,领导查询系统为二级网络结点。
通过网络,每监控终端接入网络,建立一个整体性的远程网络监控体系,实现统一的监控管理。
三、建设原则
在满足短、中、长期需求的基础上,工程建设原则如下:
l统一领导,统一规划,统一标准,统一组织,分步实施
整体规划、设计和实施阶段,充分利用现有资源,运用成熟的技术,统一规划、统一协调、分步实施,又要突出重点。
l目标明确、重点突出
XX学校视频监控系统,基础网络的建设利用科技手段实现对生产、治安安全综合管理的有效方法。
因此在建设过程中突出重点。
l统一模式,共同建设、分级负责
设计和实施过程中要统一管理、业务、存储和传输模式,实现标准统一、接口统一;
在统一规划和统一标准的基础上,通过一级监管一级的组织管理方式,共同建设和维护。
l互联、互通和互控
整合和利用已有资源,通过应用层的通信协议、接入转码等手段,保证各异构网之间互联、互通和互控。
l安全、保密、稳定可靠、高效运行
系统设计和实施过程中,将安全、保密放在首位,确保网络和系统稳定性和可靠性、高效性和信息的保密。
l整体性、实用性、先进性、经济性
系统设计和实施过程中,从系统的整体性出发,选择先进且成熟的技术,满足当前的实用性,并适应未来的技术发展,节约有限的投资。
四、方案介绍
4.1、视频监控
4.1.1系统概述
XX视频安防监控是基于高速的传输网络系统,采用先进的网络化视频监控技术,实现对整个XX下属区的远程视频监控和指挥调度。
4.1.2系统结构拓扑
本系统整个联网,划为各个区监控中心为一级监控中心、总区系统为二级网络,二个核心层次。
本次工程计划建设完成90个前端监控点。
1、XX视频安防监控计划在90个视频监控点的基础上,采用数字智能监控方案,应用硬盘录像机整合方案。
2、一期完成监控平台的建设,平台应满足未来扩容至90个以上点的需求;
3、采用前端+中心存储、集中管理的方案设计,中心可实现随时调用前端DVR的实时预览图像,报警信息以及于前端发起对讲等功能;
系统拓扑图如下:
系统采用高性能一体化球型摄像机采集前端视频信号,通过嵌入式视频服务器DSP进行高性能编码,数字信号进入XX系统网络,网络中心设置流媒体服务器,提高网络利用率;
视频资料通过前端硬盘录像机机型存储,存储周期可根据需求安装合适大小硬盘来满足,XX监控中心设置管理服务器及控制中统一管理前端视频与后端用户管理。
4.2、系统总体设计
综述
本系统设计方案的技术要点、功能和产品选型均满足《视频监控系统建设项目技术规范书》,并依照系统建设的相关标准进行设计。
4.2.2硬件部分
本系统由一体化球型摄像机、嵌入式硬盘录像机、流媒体服务器、管理服务器、客户端组成。
n摄像机
前端视频采集设备都采用远来已有的摄像机。
n嵌入式视频服务器
搭载TIDSP高性能压缩芯片,以先进的H.264压缩算法确保实时监控画面、录像回放画面均可达D1画质。
后端通过客户端可预览、回放前端视频资料。
因此,在画面采集、压缩编码(网传、存储)、解码显示整个过程中,既保障了部件高清性,又保证了系统高清性。
n流媒体服务器
视频流与控制流分离技术。
因视频流数据量较大,并发访问数量增加将增大IP前端CPU处理负荷以及出口带宽压力,利用流媒体快速复制分发的特点,解除IP前端并发访问路数限制。
相反,由于控制流数据量小,实时性要求高,直接采用TCP传输方式,不穿越流媒体服务器,在传输线路上减小延迟(小于300ms),于厂区网络中心部署1台流媒体服务器。
考虑流媒体服务器自身处理能力,单台最大处理路数(240路)以及物理布局确定服务器数量。
n管理服务器
作为视频监控平台的大脑,所有设备信息均注册保存在管理服务器内。
设备访问权限、用户使用权限均由管理服务器分配。
它维系整个监控系统的数据库。
n客户端
用于对监控系统的日常操作端,登陆管理服务器,获取相关设备信息,完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。
4.2.3软件部分
由于监控系统组网结构日渐复杂,覆盖范围也变广,需要软件平台进行统一管理。
平台的物理载体是管理服务器、流媒体服务器、解码服务器、控制端(客户端软件)。
建设项目共计6台网络硬盘录像机、1个控制中心、1台流媒体服务器均统一添加至管理服务器,经过科学估算扩容容量,管理服务器的接入数量已经采用余量设计,符合用户后期扩展需要,可直接将未来扩展的设备添加至管理服务器即可,无缝衔接。
软件平台能实现设备管理、图像预览、云镜控制、录像及回放、用户及权限管理、接警处警等功能。
4.2.4平台布属
站区监控中心配置1台控制中心服务器作为显示单元。
通过监控软件将数字图像进行模拟还原,在显示器上显示。
操作人员通过视频管理系统对图像资源进行业务处理。
信息中心为媒体交换层责负整个网络数据转发。
领导查询PC,可根据监控中心管理服务器授权,浏览相关权限通道。
五、系统详细设计
5.1前端接入部分
视频源可按模拟、数字(IP)两类汇接,数字(IP)汇接同时支持UTP有线接入。
(海康威视)模拟摄像机以SYV75-5线缆接入嵌入式视频服务器,借助编码器RJ45口接入电力系统专网。
视频源相对偏远,重新布线昂贵,可采用IP网络汇接,而那些布网都困难的地方,或可采用无线IP网络汇接。
全方位地满足企业用户的需求。
5.2传输系统
目前电力系统组网多为典型二级架构。
既符合“汇聚层—接入层”网络架构模型,又符合“总—分”企业管理机制。
整个监控系统部署在私有光纤网络之上,为隔离视频监控系统与其它业务,分别设计VLAN,并通过QoS、MPLS等限制各业务带宽。
5.2.1模拟传输系统
模拟传输系统一般包括:
模拟视频传输、模拟音频传输、控制信号传输、报警信号传输等。
首先值得用户注意的是线缆的选取和购买,从做工上考究,建议尽量选择知名厂商的产品,因为线缆自身优劣将严重影响到图像质量、控制信号等等。
视频线缆和音频线缆主要采用实心聚乙烯绝缘射频同轴电缆,型号为SYV-75-5,特性阻抗为75欧姆±
3欧姆。
控制线缆主要采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆,型号为RVVP-2*0.5,两芯绞合成缆。
报警线缆也采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆,但横截面积为1mm2,型号为RVVP-2*1.0,两芯绞合成缆。
除了选择充分满足标准的线缆之外,施工必须符合GB50217-1994《电力工程电缆设计规范》的要求。
我们建议以下基本要求:
1)线缆长度应满足距离要求,避免电缆的破裂接续,若必须接续时,采用焊接方式或者专用连接器。
2)电源电缆和信号电缆应分开铺设。
3)所有电缆应避开恶劣环境,如高温热源和化学腐蚀区等。
4)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。
5)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。
6)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。
7)电缆应从所接设备下部穿出,并留出一定余量。
8)在电缆端做好标志和编号,便于事后排查。
综上所述,我们希望用户关注模拟传输部分,往往信号受干扰都来源于此。
更为详细的布线技术请参见工程商的布线文档。
5.2.2数字传输网络
随着联网监控需求的兴起,模拟系统联网的局限性凸显出来,基于IP网的联网监控成为主流趋势。
与模拟传输系统相比,IP网络受干扰的可能性较小,因此IP网综合布线在此不再累述,请参见工程商的综合布线文档。
下文将描述网络视频监控系统对网络提出的要求,以及部分与用户息息相关的网络技术对网络视频监控的影响。
●EPON的优点主要表现在
相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。
EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;
EPON系统对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;
EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。
提供非常高的带宽。
EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gbps的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gbps。
服务范围大,EPON作为一种点到多点网络,可以利用局端单个光模块及光纤资源,服务大量终端用户。
带宽分配灵活,服务有保证。
对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。
EPON可以通过DBA(动态带宽算法)、DiffServ、PQ/WFQ、WRED等来实现对每个用户进行带宽分配,并保证每个用户的QoS。
●EPON的传输原理
EPON从OLT到多个ONU下行传输数据和从多个ONU到OLT上行数据传输是十分不同的。
所采取的不同的上行/下行技术分别如图所示:
光纤
(FeedFiber)
局端设备(OLT)
(OpticalLinkTerminal)
终端设备(ONU)
(OpticalNetworkUnit)
无源分光器(Splitter)
当OLT启动后,它会周期性的在本端口上广播允许接入的时隙等信息。
ONU上电后,根据OLT广播的允许接入信息,主动发起注册请求,OLT通过对ONU的认证(本过程可选),允许ONU接入,并给请求注册的ONU分配一个本OLT端口唯一的一个逻辑链路标识(LLID)。
●网络设计及规划
一个良好的网络设计和长期规划将对持续的视频监控系统产生深远影响。
网络至下而上建设应该是具备层次化的,能清晰明了地辨别接入层设备、会聚层设备、核心层设备。
网络平面应该是折叠式的,分支与分支之间的建设是相同的,以便维护人员到任何一个点都能迅速开展配置维护工作。
网络核心层部分应该是具备冗余的,以防止断链后服务器停止响应。
出于安全考虑,网络设计是应该没有后门的,以防止恶意侵袭。
网络规模是可扩展的,核心设备是无需变更的。
接入层考虑监控接入点的分散布属,建意采用EPON光纤接入方式。
●流媒体技术
相比大规模重建网络,购买昂贵的网络设备,我们更推荐用户购买一台或几台性价比高的服务器,搭建流媒体传输网络。
这是一个高弹性的网络架构,它已经广泛应用于网络视频点播、IPTV等民用系统,经过成千上万的用户实验,是一个更加可靠的传输方式。
流媒体传输方式典型示意图如下所示:
将数据源从繁重的访问压力中解脱出来,把数据流复制分发的工作交给流媒体服务器完成,同时降低了数据源端高带宽的要求。
通常用户网络的核心层与会聚层之间的带宽、吞吐量是足有而富裕的,因此流媒体服务器配置千兆或双千兆网卡是能满足并发访问需求的。
关键是它并不需要大规模改建现有网络,节约成本。
关于流媒体位置的部署,建议它更多地靠近用户群。
5.3存储系统
既然DVR是目前监控录像主要存储方式,我们针对DVR录像存储做了很多创新和努力,旨在提高录像数据的安全性、可靠性,延长磁盘使用寿命。
●磁盘预分配技术
在传统的磁盘读写操作中,创建/删除文件不仅需要修改分区表,还会产生磁盘碎片。
海康威视独特的磁盘预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理,覆盖录像操作不涉及文件的删除和创建,让磁头只在数据区划动,而不进入核心FAT表区,即使突然断电等意外现象发生,磁头伤及盘片,也不会导致整块硬盘损坏,大大增强了数据的可靠性。
不存在频繁地删除、新建操作,保障硬盘长期运行不产生磁盘碎片,大大提升文件的写入、读取速度。
DVS存满后可自动覆盖起始空间,以实现无人干预的情况下持续录像。
●S.M.A.R.T技术
业界首家引入S.M.A.R.T信息报警机制,利用磁盘自身的S.M.A.R.T信息判断磁盘的运行状况。
能在发生故障以前,了解磁盘的异常信息,最大限度地保护数据,使数据可能丢失的几率降到最低。
错误盘自动跳过,不影响不终止录像,更新盘自动加入录像过程,无需人工调整。
●非工作盘自动休眠
业界首家引入非工作盘休眠技术,既能节约大量电力资源,又能大大减少机内热量,提升整机的稳定性,延长硬盘的使用寿命。
●监控中心的存储系统,使用IPSAN/NAS存储设备。
5.4显示部分
本系统显示部分采用电视墙模式显示。
5.6软件平台
5.6.1平台概述
海康威视长期关注企业级监控系统,并致力于企业级监控平台的开发,和众多合作伙伴一同深入挖掘企业监控的核心内容,全新推出专用于企业监控的软件平台—HKS-5000。
在满足用户普通监控要求的基础上,HKS—5000平台充分考虑用户的使用习惯、细心设计用户的常用功能。
单一的视频监控系统(CCTV)早就不能满足用户日益增长的使用需求,面对日益复杂的社会环境,必须将视频监控系统与报警系统、门禁系统、巡更系统紧密结合,根据不同企业用户的个性化需求,HKS—5000平台扩展层接口便可实现大安防系统融合,同时,海康威视一直致力于智能监控系统的研发,HKS—5000平台也为智能视觉分析系统预留接口。
HKS—5000视频监控平台能很好的完成以下功能:
n全网设备集中配置,具备巡检、心跳保活、自修复;
n视频、音频分级实时预览、回放(本地和远程);
n海量数据分散存储、集中管理、容灾备份;
n前端设备(云台、球机、DVS/DVS)远程访问与控制;
n广泛报警接入,报警信息主动上传,联动报警输出;
n硬解码上电视墙,数字矩阵切换、多分屏、轮巡;
n用户权限统一分配,细化至通道级别,具备登陆、验证;
n电子地图热点、热区联动效应;
同时,具备以下优秀的性能:
n实用性
――以客户需求为宗旨,摒弃华而不实的功能,
n适应性
――对行业用户的特有功能进行定制,以适应用户的特殊需求
n可靠性
――选用的硬件、软件均具备数万甚至十万平均无故障时间,并为关键设备、关键部件设计冗余备份
n安全性
――鉴于监控系统特殊性,安全保密工作尤为重要,从网络建设、平台验证、设备加密等立体化保障系统安全
n先进性
――严格遵循系统工程的设计准则,科学合理地设计,最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术,使系统在未来数年内不落后,保护用户投资
n开放性、易扩展性
――严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互联互通;
在系统设计时,合理预测未来扩容需求,科学设计余量
n易管理性、易维护性
――支持Windows操作系统,支持数种国际通用语言,支持全中文管理界面,具有完善的使用手册和帮助文档,自动检测网内设备运行状态,以图文结合方式列出设备异常情况,辅助管理人员排查处理
5.6.2权限管理
企业级监控系统往往覆盖范围广、区域跨度大、设备类型多,如果监控平台能集中管理配置管理所有设备,一方面能综合管理,及时有效地了解设备状态,另一方面可简化操作,易于维护。
HKS—5000监控平台内部署一台管理服务器,以高效的数据库形式保存:
n设备配置信息,可添加、更改、删除各种设备;
n监控中心分级配置;
n授权用户信息;
n服务信息(流存储服务、流媒体服务、电视墙服务、解码盒服务等);
n各种访问信息最大显示2000行;
n同时可管理前端设备200台;
如下图所示:
各种注册信息对于监控系统至关重要,为管理服务器部署冗余热备成为必要。
主服务器处于Active状态,辅服务器处于加电Standby状态,它们之间保持双向心跳,一旦辅Server发现主Server异常,立刻接管主Server的业务,以保障系统运行正常,并通知管理人员检修主Server。
主Server修复后,监视辅Server状态,或者手动将业务从辅Server切回主Server。
利用双机热备方式为管理服务器加双保险,可保证监控服务常年运行不离线。
若两台Server均出现宕机,监控系统信息将暂存于总控中心服务器上,当某台管理服务器恢复正常后,会将系统变更信息返回管理服务器,具有极强的自恢复能力。
将现实管理范畴抽象出逻辑管理模型,于全网部署总控中心和各级分控中心,以树状方式清晰示出。
每个监控中心需以“登陆-验证”方式登陆管理服务器,获取设备列表,登陆的用户名和密码由管理服务器统一管理,用户权限由管理服务器分配,权限可细化至通道。
根据用户布局情况添加相应设备和服务,上级监控中心可调看下级任何一路画面,并具有完整的远程控制权。
管理服务器对设备进行巡检。
通过调用设备SDK函数,可远程检查设备是否在线、设备硬件是否正常、设备运行是否异常等等,以图文并茂的形式反应于管理界面。
标示出异常设备的IP地址、物理位置、异常状态、可能原因等等,以便管理人员做出快速反应,及时修复异常设备,保障监控系统完整性、有效性。
用户登陆权限包括:
登陆平台的权限(包括IE登陆)、面板本地控制DVS的权限。
所有权限均由管理服务器统一分配。
为每级监控中心配置多个管理员帐户、高级操作员帐户、普通操作员帐户。
可满足各行业用户具体管理范畴进行统一调配,淡化设备管理概念,突出通道管理概念。
任何方式进入监控系统均需接受权限验证,严格保证系统的安全性。
对于需要通过Internet又不建设VPN的用户而言,可关闭IE访问方式,防止黑客侵入。
5.6.3预览回放
预览、回放功能分为两类:
本地与远程。
n本地预览、回放(变电站)
本地方式多指通过DVS的Vout或VGA口输出模拟视频流,预览实时流为未压缩原始视频流,本地回放视频流为本地硬盘存储的压缩视频数据经本地DVS解码输出。
多用于单台设备调试、网络断裂无法访问的时候,实现监控无空白,预览和回放图像质量最高均可达4CIF,并且支持两路同步回放功能。
考虑系统的安全性,防止恶意访问、修改,DVS操作实行访问权限验证制。
只有具备本地操作权限的用户才可实现预览、回放,其访问权限细化至通道,即有的用户只能查看其中某几路通道。
所有类似的权限分配均可通过远程配置实现。
n远程预览、回放
远程方式又分为本级远程访问、跨单级远程访问和跨多级远程访问。
1)本级远程访问
本级访问可采取直连模式和流媒体转发模式。
是否部署流媒体服务器由管理中心决定,是否启用流媒体服务器由本级控制中心决定。
直连模式,拓扑图如下所示:
客户端通过网络访问其直属DVS。
按图示,预览时,模拟摄像机视频经DVS编码后传至客户端解码。
回放时,客户端至DVS搜索录像文件,并从DVS取数据流进行解码显示(Ⅰ类),若DVS外接NAS扩展存储,搜索结果若存在NAS内,数据流从NAS直接传至客户端解码显示(Ⅱ类),该方式可大大减轻DVSCPU的处理压力。
流媒体转发模式,拓扑图如下所示:
为解除单台设备访问路数限制,以及减轻单通道被多路数同时访问给设备带来的压力,部署流媒体服务器。
同一路视频,前端设备只上传一路,由流媒体服务器复制为多路,分发给多个客户端。
大大减轻前端设备的访问压力,保证前端设备的稳定性。
如上图所示,DVS预览流、DVS回放流Ⅰ类、DVS回放流Ⅱ类均传送至流媒体服务器,再快速复制分发给多个客户端。
2)跨单级远程访问
跨级访问,多采用流媒体转发方式。
拓扑图如下所示:
采用流媒体服务器转发是实现多级访问的主要方法。
上级监控端至下级流媒体服务器取视频数据。
流媒体服务器处理能力强,流复制、分发过程快,能满足大访问量的需求。
同时,外部攻击,无法找到内部监控设备,有效地保护DVS。
3)跨多级远程访问
面对跨多级访问,若底级流媒体转发出口带宽太少,承载能力不够,可部署多级流媒体转发服务。
在二级监控中心再部署一台转发服务器,其数据源来自下端的流媒体服务器。
如下图所示,
4)功能特色
HKS—5000在预览时提供完善的画面切换机制,包括多分屏、轮巡等。
多分屏支持4、5+1、7+1、9、8+2、12+1、16+1等等,支持5*5范围内任意设置。
丰富的轮巡方式支持单画面轮巡、多画面自动轮巡,轮巡间隔、画面分割方式均可定义,涵盖用户在预览时的所有常用功能。
考虑现场环境光线明暗、色温、色差对画面的影响,除了利用摄像机自身的处理电路还原较为真实的画面以外,HKS—5000监控端还提供亮度、对比度、饱和度、色度的调节,使显示画面色彩明快,符合人眼的感官需求。
监控人员发现其关心的事件,还能快速启动平台录像,或者抓图。
将文件保存在监控端电脑上,便于及时查阅。
HKS—5000在回放时提供基于通道名和设备名两种搜索方式,存放点选取(DVS或者存储服务器),时间段选取(某天),便于快速定位。
回放时可通过观察录像缎带颜色来做初次过滤,节约时间。
时间间隔可细化至5分钟,通过点选时间条某处,可快速跳至该录像点。
配置快进、快退、至开头、至结尾、播放/停止等常用按钮以外,针对监控系统特殊性,还提供关注录像剪辑保存,远程录像下载等功能按钮。
5.6.4存储管
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