连云港电视台墟沟发射站网络视频监控系统方案.doc

连云港电视台墟沟发射站网络视频监控系统方案1 工程概述随着科技信息化不价段的发展和现代管理的迫切需要。许多企业都安装了一套完善网络监控系统。大大提高了工作人员的工作效率、降低消耗成本、实现远程查看的有力措施。在当今市场经济大潮中，社会经济效益已成为首要奋斗目标，达到“减员增效”的目的。采用高科技远程监控，实现实时长时间不间断的远程观察，从而减少日常维护量，增强对出现意外的快速反应能力，提高管理水平和社会声誉已经成为现代化管理的重要方法。拥有一套高科技先进的网络集中监控管理系统，能很方便的实现远程集中监控管理，将距离和时间不再是障碍。以高科技的网络监看实现了日常巡回检查和业务管理，有效解除各监察点人力不足及因工作形式单调乏味而易麻痹疏忽等因素造成的隐患。因此，网络监控系统是现代管理体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、高效的综合系统。它可以通过遥控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等）直接观看被监视场所的一切情况；可以把被监视场所的图像、声音内容同时传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。同时，网络监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行，使防范能力加强。特别是近几年来，多媒体技术的发展以及计算机图像文件处理技术的发展，使网络控系统在实现影像传输、自动跟踪、实时处理等方面更有了长足发展，从而使网络监控系统在整个远程控制体系中具有举足轻重的地位。网络监控系统的另一特点是它可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。2工程设计原则在网络监控管理系统项目的建设过程中，必须结合各行业经营管理的实际特点，依据国家、行业的相关技术标准，充分利用最新信息技术、监控技术，保证系统能够满足日常工作的需要，实现建设目标，并遵循以下原则：Ø   先进性原则远程图像集中监控管理系统的设计应以结构化、规范化、模块化、集成化的方式实现，应能适应系统维护和技术发展的需要。集成化设计应符合GB50348-2004安全防范工程技术规范 中的有关规定。技术上应具有适度超前性和设备的互换性，为系统的增容或改造留有余地。Ø   规范性原则远程图像集中监控管理系统的设计应符合有关风险等级和防护级别的要求。在系统的设计和建设过程中，必须严格遵循各行业有关规范、规则、规定和标准，同时遵循有关国标和行业标准。Ø   实用性原则远程图像集中监控管理系统的建设应当根据各部门、各级单位的实际特点和工作需要，根据环境条件、监视对象、投资规模、维护保养以及监控方式等因素统筹考虑。满足我行经营管理对监控工作的要求，切实解决实际工作中存在的问题，对相关的功能要整合，要易于使用，操作简单，用户经过简单的培训即可使用。Ø   经济性原则远程图像集中监控管理系统要充分利用已有的软硬件资源，设备更新改造时，要充分考虑所选设备功能是否能同时满足网络监控、门禁系统管理、报警信息管理等需求，避免重复投资，以最小的投入获得最大的经济效益。Ø   准确性原则远程图像集中监控管理系统应能在现场环境条件和所选设备条件下，对防护目标进行准确、实时的监控，应能根据设计要求，清晰显示和记录防护目标的可用图像。应能在延迟时间内(（T探测+T反应）T延迟) 将报警图像信号传到监控中心。Ø   完整性原则系统应保持图像信息和声音信息的原始完整性和实时性，即无论中间过程如何处理，应使最后显示记录回放的图像和声音与原始场景保持一致，即在色彩还原性、图像轮廓的还原性(灰度级)、事件后继性、声音特征等方面均与现场场景保持最大相似性(主观评价)，并且后端图像和声音的实时显示与现场事件发生之间的延迟时间应在合理范围之内。应对现场视频探测范围有一个合理的分配，以便获得现场的完整的图像信息，减少目标区域的盲区。应能音频探测及双向音频传输。Ø   安全性和管理性原则远程图像集中监控管理系统应实现分级授权管理的功能，使用日志功能，能够防止监控信息非法使用，确保系统安全稳定运行，并有效的预防外来侵害。还应具备日志分析体系，对系统的运行实现随时监控。网络监控管理系统的管理和维护应当简单、方便、实用。3 工程设计依据中华人民共和国安全行业管理规范中国电气安装工程施工及验收规范社会公共场所安全防范工种设计规范软件工程国家标准公安部监控设备安装规范中华人民共和国公共行业标准GA/T70-94工业电视系统工程设计规范GBJll587民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92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民用闭路监视电视系统工程技术规范GB50198-94建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50311-2000建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范GB/T50312-2000安全防范系统通用图形符号GA/T74-2000安全防范工程费用概预算编制办法GA/70-94安全检查防范系统通用图形符号GA/T74-94安全防范系统验收规则GA308-2001智能建筑设计标准GB/T50314-2000视频安防监控系统技术要求GA/T367-2001视频入侵报警器GB15207-94报警图像信号有线传输装置GB/T16677-1996彩色电视图像质量主观评价方法GB7401-87视频安防监控系统技术要求GA367-2001入侵报警工程设计规范GA/77-94信息技术设备包括电气设备的安全GB4943-95以太网标准（802.3ab/802.3u/802.3z等）IEEE-802.3介质存取控制桥标准IEEE-802.1d虚拟网标准IEEE-802.1q优先级IEEEIEEE-802.1p中国电信网络视频监控业务技术规范（V2.0）4 工程分析4.1应用需求分析：本项目要求墟沟广电两个发射基站进行安装，全面应用现代化信息采集、传输、处理技术对发射基站的设备仪表进行动态的、实时的、远程的监控和管理。确保及时查看发射基站的仪表信息。运用网络视频监控系统，使原本的工作方式由过去传统的现场监督逐步转变为现场监控与网络远程监控相结合的方式；通过Internet，可以十分便捷地实现远程管理工作，提高了对基站监管的科学性、有效性和工作效率。并能够使管理人员及时掌握基站设备存在的问题和隐患。4.2系统功能需求分析：根据贵单位集中管理基本特征决定了对视频监控业务的需求，本地化的监控系统及简单的网络视频监控系统已不能够满足监控系统对视频监控业务的应用需求，数字化、网络化、智能化、统一调度、集中管理、资源共享的视频监控系统成为目前企业管理应用的最佳选择。IP网络监控系统是集图像、语音数字压缩处理技术和网络通信传输技术相结合的视听网络监控一体化解决方案。是将远端现场的视频、音频信号数字化，并进行相应的压缩处理，同时具有IP网络传输和控制功能，它允许网上用户通过网络对远端的摄像机图像进行浏览、播放和控制。系统控制和管理支持多用户通过网络对现场图像实时浏览、播放，并能够进行设备管理、资源调度、云台控制，支持对镜头、云台或其他外部设备的控制协议；要求系统平台具有统一调度及视频三码流转发功能，对于突发事件等能够支持热点点播功能；支持安全认证机制，远程连接时自动进行密码校验，以增强网络安全访问措施；具有操作日志管理功能，可查询系统操作记录；具有完善的用户集中式分级权限管理功能，满足用户按职务或者级别赋予权限。各分控点受权限等级设置限制，根据等级的高低及角色来决定所能观看的图像和允许控制的设备范围。监控数据采集通过专用视频编码器，完成监控信号的视音频转换，把模拟的视频、音频信号进行数字化和压缩编码，形成IP 数据包，利用网络传送到指定的目的地址，再进行数据存储或者能够通过解码器直接连接电视墙以供实时监控。监控数据存储能够提供多种录像方式，如前端设备录像、服务器集中录像、客户端录像等；并可通过前端名称、时间、视频通道（摄像机）名称等对历史视频录像进行事后的检索查询。网络视频监控系统由前端，客户端，中心服务器三部分组成。如下图所示：视频服务器将压缩编码后的视频码流或由网络视频摄像机的视频码流，通过IP网络发送到中心服务器，并由中心服务器将视频码流分发给PC客户端。系统管理人员及其他管理部门，通过在PC机上安装客户端软件，作为监控工作站，实现对现场图像浏览及系统管理。值班人员或领导利用分配的用户帐号可登陆系统，浏览及控制图像，可通过前端点、时间等查询并点播相应历史录像资料。4.2.1前端组成如下图所示：前端（视频采集现场）主要由摄像机、云台、视频编码设备、及设备间的连接线缆组成。系统前端的作用是根据要求实时采集现场的视音频信号、告警信号，并将模拟视音频信号及告警信号编码成数字信号，将压缩编码后的视频码流，通过IP网络发送到中心服务平台，将视频码流分发给PC客户端，同时由前端保存历史录像资料或可通过中心平台的存储系统保存前方图像。通过IP数据网络，监控中心值班人员及部门领导即可实时观看监控图像或点播回放历史图像。对前端设备要求：1、 视频服务器支持RS-232串口，并提供透明串口通道功能，支持环境采集设备。2、 在线缆选择上，采用RVV75-5型专用视频传输电缆将摄像机的监视信号传至视频服务器。摄像机电源线采用RVV2X1.0型铜芯软电缆。控制信号线采用RVVP2×屏蔽双绞线。3.2.2中心服务器中心服务器是整个平台的服务提供单元，可实现前端单元、客户端的接入、信令转发处理、系统及其信息管理。 前端及用户的接入和管理：中心服务器实现前端设备及用户接入验证，提供前端设备的IP地址自动更新服务。完成对前端编码器设备的管理、系统维护等功能。对专业版客户端进行认证、授权及管理。设备的参数设置、查询服务，支持客户对云镜的控制处理。同时支持录像命令的请求。视频数据转发与分发：中心服务器采用流媒体技术，提供视频数据的转发与分发，解决了“热点”访问给前端视频服务器带来的负载压力。视频数据集中存储：视频数据除可存储在前端DVR上，也可存储在中心服务器上，中心服务器提供可挂接磁盘阵列，为用户提供更为安全可靠的中心存储。3.2.3客户端软件支持不同网络下的连接，可构成网络化的大规模监控系统 支持动态、虚拟IP，客户端最高支持64路连接16/32路回放，远程下载资料，云台管制，调整传输质量和速度 .4.3系统设计前端单元采用国际先进的 H.264 压缩技术和运动检测技术，压缩比更高，图像质量更好，占用硬盘更小，具有 QCIF、CIF、HALFD1、D1 等多种录像格式，满足不同用户的需求。集成了多画面处理显示、视频运动侦测、数字录像/及时回放、影像资料管理、资料备份/还原、云台/镜头控制、高速球型摄像机控制等多种功能。智能搜索功能可以按时间和镜头搜索，执行方便，节省时间。压缩的码流可通过网络传输，进行实时视频和音频预览，也可发送报警信号和接收控制信号，支持流协议（RTP/RTCP、RTSP）、支持IE浏览、支持双向语音对讲等功能。该产品具有良好的稳定性、可靠性和易维护性，可以有效防止病毒。网络视频服务器可内置硬盘，方便用户做前端存储。平台对于前端接入没有限制，支持多台视频服务器或硬盘录像机的接入。专业版客户端所有客户端软件均采用全中文图形化界面，简单实用，易于操作，运行稳定，vc+开发。平台对用于接入没有限制，支持大规模的用户接入。中心服务器是网络视频监控系统的核心组件之一，它运行于稳定可靠的Windows操作系统，子系统包括中心管理平台软件、Web服务器软件和数据库服务器软件。主要完成用户管理、权限管理、视频流转发、集中存储、资料查询等工作。4.4 方案设计1、系统拓扑图：2、系统连接：本方案设计两台视频服务器负责转发、分发各个前端监控点的视频码流，并完成系统的管理控制功能。该系统不仅具有对网络上各路图像的切换和控制功能，同时还具有图像处理、以及图像解压缩；本系统中心服务器一方面要把视频信息进行服务器录像，为以后的调看、点播而存储图像。另一方面接收网内具有权限的用户的点播，把未经过解码的音视频信息送到该用户的计算机上，由用户的计算机解码，实现监控图像、声音到桌面，领导以及相关工作人员的计算机登录后观看监控图像、进行远端摄像机的操作等功能。中心服务器上的中心平台管理软件还可实现对客户端接入、前端接入、用户的权限分级、日志查询等。网络选择：前端编码设备（数字硬盘录像机）支持IP网络接入，可以通过多种线路接入，如光纤、LAN、ADSL等。本次项目建设采用宽带LAN线路连接，运用运营商网络将远端库区接入互联网，一方面线路的部署及时方便，另一方面目前的线路带宽能够满足视频带宽需求。 4.5系统功能4.5.1视频监视Ø    视音频采集：在保证实时性和图像质量的前提下，由于采用成熟的MPEG4/H.264图像解码技术能够传输高清晰的图像，图像可达到4/8/12/16/32路同步视音频采集、压缩、存储、网络传输、播放,标准分辨率352×288最高清晰度可达704×576实时，传输速率可以在125帧/秒间根据网络情况自适应变化；每路每小时只需60180M硬盘空间（包括视音频），网络传输所需带宽64K2M可调。Ø    多画面显示：客户端监控视频窗口可进行自由切换选择1、4、6、8、9、16、32、64画面同屏幕显示；某路视频放大到单画面显示；将视频显示区域进行全屏显示；排列各个画面的显示位置等操作。Ø    云镜控制：云镜控制可实现云台左、右、上、下方向转动，自动巡视；控制镜头变焦、聚焦、光圈调节；控制灯光、雨刷等辅助设备等功能。Ø    画质调节：可以调节当前视频窗口图像的亮度、色彩、对比度、饱和度；Ø    画面轮巡：系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全部前端监控点进行图像巡查，参与巡查对象可以任意选定，并可设置切换间隔时间。Ø    预置位：系统可控制高速球机预置位定义、存储和调用，并可按预置位序列进行巡视，快捷的实现多地点远程控制。Ø    字幕叠加：可在每路图像上，叠加地点名称和时间。Ø    同时支持B/S和C/S方式访问。4.5.3录像回放Ø    录像存储：系统提供定时录像、报警录像、手动录像和移动侦测录像四种录像策略；可设定录像的压缩率、帧速和保存时间；支持前端存储、本地存储和服务器集中存储等。Ø    图片抓拍：可实现手动抓拍、报警触发抓拍图片功能。Ø    录像检索：录像记录可在所有监控终端上以具检索权限的用户名登录后进行检索，录像检索可根据不同查询条件如日期、监控地点和报警类型检索录像记录。Ø    录像回放：检索到的图像记录可以实际尺寸或全屏方式回放，播放速度速度可以按照正常、快速、慢速回放。Ø    可根据系统最大容量设定存储时间，超过存储时间资料按时间顺序自动循环覆盖。4.5.7系统管理Ø    用户管理：可进行多用户帐号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作；Ø    权限管理：可设定管理员和普通用户等多个等级管理权限，非授权用户不能登陆系统。Ø    设备管理：可对前端设备参数进行远程修改、设置、系统重启等维护操作。Ø    系统锁定：可锁定系统，系统处于无法操作状态，解锁系统时需要输入当前登陆用户的密码。4.5.8电子地图Ø    电子地图服务：方便察看各监控现场，直观显示前端点部署位置，用户可以在示意图上直接点击摄像机图标，观看该摄像机的图像。4.5.9 WEB浏览Ø    WEB服务：提供WWW服务，使授权用户在网络的任何地方都可以通过WWW方式实时察看监控点情况；服务器可以进行单播或多播数据转发。4.6 系统网管子功能设计系统中所有设备加电后自动向中心平台注册，报告自己的运行参数，负载情况、故障及报警信息。同时通过“心跳”信息不间断地向中心平台重复报告新的运行参数。中心平台保持全系统唯一完整的一份设备数据从而使系统可以动态感知各个设备的工作状态。保证系统中所有设备能够被实时远程进行控制维护和状态显示。提高了系统设备的可维护性，降低故障检测环节和时间。通过客户端可以显示系统各节点设备、前端、存储的组织结构图，点击具体的设备可以显示其运行状态和当前配置。并可实时显示其存储空间的占用情况以及网络的连接状况。可以远程对各前端设备和存储设备进行各项配置操作，如：修改其配置，重新启动等。在各前端设备和存储设备出现故障时能自动告警，并对出现故障的原因进行检测，自动判断出其故障类型，如：设备故障或者网络故障。4.7系统特点4.7.1组网简单组网简单，设备投入成本少。系统架构简单，组网只需购置有限的硬件设备。所有服务器软件模块集中部署在一台服务器上。4.7.2运行稳定为适应用户对系统连续运行的高稳定性要求，网络视频监控系统的监控服务器采用更为安全的WINDOWS操作系统，从软件结构上采用C/S的系统架构。客户端基于WINDOWS 系统开发。系统对各模块的运行状态提供实时监测功能，可以自动诊断自动维护，系统稳定性更高。4.7.3管理方便采用设备向导的方式，对设备管理的操作进行引导性的提示，增加了设备管理的条理性。4.7.4前端兼容性强支持全部模拟摄像机、一体化摄像机、快球等。4.7.5节省带宽优化网络传输，节省带宽。在保证实时性和图像质量的前提下，由于采用成熟的MPEG4/H.264图像解码技术能够传输高清晰的图像，图像可达到1、4、6、8、9、16、32路同步视音频采集、压缩、存储、网络传输、播放,标准分辨率352×288最高清晰度可达704×576实时，传输速率可以在125帧/秒间根据网络情况自适应变化；每路每小时只需60180M硬盘空间（包括视音频），网络传输所需带宽10K2M可调。4.7.6安全性设计视频监控系统系统的安全性除了基本的防攻击、防非法侵入、防病毒等要求之外，还需要保证只有合法用户可以访问和使用网络视频监控系统提供的服务，保证用户只能管理自己的前端设备，查看有权限使用的监控点的视频监控图像；保证用户保存在系统中的视频文件的安全，不会被其它用户甚至是系统管理员私自查看。为实现上述要求，网络视频监控业务运营管理系统中设计完善的安全性机制，从多方面保证系统的安全性。1、认证机制用户访问网络视频监控业务运营系统时都将进行身份认证，用户输入用户名和密码后，中心服务器中的认证子系统对其进行验证，以判断用户是否有权使用此系统。认证系统对用户进行安全认证，身份验证的资料来源服务器的数据库，服务器的数据库管理着网络视频监控系统中所有用户的身份资料。用户使用用户名和密码正确登录门户系统后，门户系统将会维护该用户的会话信息，用户由此使用系统提供的网络视频监控服务。高效的认证机制使非法用户无权使用网络视频监控系统。2、数据安全网络视频监控系统数据的安全性包括用户视音频信息的安全性和监控用户信息的安全性。对于视频流的加密过于耗费芯片资源，加密费用过高，目前不建议大规模使用（对于一些特殊的监控应用可以考虑使用）。因此，目前可行的做法是在网络视频监控承载层面进行一定程度的隔离措施，如应用专线、划分VLAN、VPN或者其他手段保证用户业务流的安全。对于网络视频监控的客户或认证信息，采取加密的办法来保证信息的安全性。3、网络安全对于监控实时要求较高的应用，可以在承载网络上，采用传输层的机制保证网络传输的安全性，例如利用VPN、VLAN等机制隔离网络视频监控流量和其他流量。在网络连接上，每一个监控采集的出口网络连接应有两个不同方向，以建立两条路由进行备份。4、系统安全当网络内其它用户访问DVR主机时，是透过服务器进行连结，这样就相当于将DVR主机隐藏在服务器之后，使前DVR主机不容易被攻击，增加了数据的安全性。4.8 系统存储解决方案根据用户视频监控系统实际情况可分别提供三种不同类型的视频存储方案：集中存储方案、本地存储方案、前端存储。4.8.1集中存储方案（服务器存储）将数据集中保存在监控中心机房，由监控中心机房进行统一备份，此方案易于扩充存储空间，数据存储的安全性和可靠性高。如果大容量的存储空间扩充，可以外接磁盘存储系统，但对系统能力有较高要求，系统造价较高。4.8.2前端存储方案前端存储方案将数据保存在前端视频编码设备上，由前端进行录像资料备份；同时结合前集中存储方式，可将录像数据上传至中心平台。前端存储具有对传输网络的无依赖性，可有效降低网络状况对视频录像的影响。本次项目建议采用前端存储。4.8.3客户端存储方案可以在客户端对实时监控图像进行保存，主要便于对突发性事件及时存储备份。可以作为以上两种存储方式的辅助存储。4.8.4存储容量计算根据前方接入点的多少和监控时间的要求，来配置相应的系统存储容量。存储容量对应表如下（仅供参考）：每路的码率为1024K bit/s1个小时的录像量1天的录像量7天的录像量1路录像450M10.8G75.6G