高清数字化城市监控系统设计方案.doc
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1、高清数字化城市监控系统设计方案书2013年10月15日目 录1.前 言32.现状分析33.建设目标34.设计依据35.设计原则46.系统总体设计56.1.系统建设内容56.2.系统拓扑图56.3.高清数字化监控系统设计56.3.1.系统原理66.3.2.系统互连、资源共享66.3.3.系统性能66.4.系统构成76.5.存储系统设计96.6.显示系统建设107.平台软件系统设计127.1.平台介绍127.2.设计思想127.3.平台架构设计137.3.1.用户界面层147.3.2.业务应用层157.3.3.系统服务层157.3.4.设备接入层157.3.5.平台服务器系统构成157.4.平台特
2、点167.5.平台功能187.5.1.基础功能188.建设意义239.售后服务231. 前 言随着XXX经济的发展和改革开放的不断深入,影响社会安全稳定的因素也明显增多,广大人民群众对创建和谐社会环境提出了新的要求。建议进一步加强技防、人防、物防网络建设,在“十二五”期间大力推进技防为主导、人防基础、物防为保障的治安防控系统建设,把技防建设置于优先发展的战略地位,纳入社会发展规划,给予财力和政策上的重点倾斜。做到城区主要路段、要害部位、公共复杂场所以及农村重要集镇视频监控全覆盖,尤其是把城管、小区物业等关键行业的视频监控系统进行联网应用,加快推进县区、乡镇(街道)、村级(社区)的治安防控体系。
3、XXX城市视频监控系统,是一个数字化、网络化、智能化视频监控系统,利用中国移动城域网内的SDH网络,将分散、独立的图像采集点进行联网,实现跨地域、全范围内的统一监控、统一存储、统一管理、资源共享,是城市管理信息中心了解全区城市市政、环卫、交通、治安状况的重要窗口,建立视频监控系统的目的是及时准确地掌握所监视路口、路段周围的市政、环卫、交通、治安情况等,为公安管理决策者提供一种全新、直观的管理工具,提高工作效率。2. 现状分析前期数字城管已建300个固定点位的摄像头,实现了城区的主要路口、重点场所全域覆盖。3. 建设目标以创建“平安XX”为目标,以整合现有视频监控资源为基础,密织视频监控覆盖网络
4、,提升视频应用技术标准,融合智能应用手段,丰富视频侦察应用功能,采用“统一规划、统一标准、充分利旧、分步实施”的建设思想,构建以公安业务应用为主导的XXX数字化治安防控系统建设工程。4. 设计依据XXX城市监控系统总体建设以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据,依据和要求如下:城市监控报警联网系统技术标准(GA/T669-2008)全国公安机关视频图像信息整合与共享工作任务书(公科信201211号)全国公安机关图像信息联网总体技术方案四川省城市报警与监控系统技术规范四川省出台的其他联网平台技术规范中华人民共和国公安部行业标准(GA70-94)视频安防监控系统技术要求(GA/T367-200
5、1)民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-94)工业电视系统工程设计规范(GBJ115-87)信息安全技术终端计算机系统安全等级技术要求 GA/T671-2006信息安全技术信息系统安全管理要求 GB/T20269-2006信息安全技术信息系统安全工程管理要求 GB/T20282-2006涉及国家秘密的信息系统分级保护技术要求 BMB 17-2006安全防范工程技术规范(GB 50348-2004)电子计算机机房设计规范(GB50174-93)等等5. 设计原则根据XXX公安局的设计要求,本项目我们提出了以下设计原则:1、整体性原则:本项目需要整合现有的视频资源,应充分考虑各警种对
6、视频应用系统的建设及整合需求,提出业务系统整体建设方案。2、实用性原则:本项目要求整合现有视频资源,达到资源应用最大化,并要求各系统在建设标准和要求上相对独立,在实战应用上相互关联、相辅相成。3、拓展性原则:本项目设计已充分考虑视频新增数据和规模,重点优化后台存储、图像传输等;考虑与上级视频共享平台的互联互通,。5、共享性原则:本项目将建立一套覆盖全县的集成式、多功能、综合性应用管理平台,业务范围涵盖治安、交管、刑侦等多个公安警种。资源整合和数据共享对项目成效发挥起到关键作用。6、安全性原则:本项目所产生的数据(如:视频图像数据等)涉及大量公安业务工作,项目中涉及的硬件设备涉及系统正常运行,为
7、此数据安全和设备安全对公安工作至关重要,直接影响公安机关维护社会治安的能力。因此我方充分考虑项目在建设、实施、应用过中的数据安全和设备安全,根据上级公安机关的要求,制定完整、合理的数据安全保护策略,以及合理的硬件安全防护措施,确定项目顺利运行。6. 系统总体设计6.1. 系统建设内容本期项目主要建设内容包括如下:1. 新建50个点位的高清摄像头。(130万像素)2. 新建智能视频监控平台及存储,接入数字城管已建设的300路摄像头。3. 新建监控中心显示系统。4. 建设视频传输专网:为满足大量高清视频监控前端设备的接入以及后续大规模视频监控资源的部署,本期应建设视频传输专网。5. 在视频传输专网
8、上搭建视频应用平台。6.2. 系统拓扑图6.3. 高清数字化监控系统设计6.3.1. 系统原理采用网络型高清红外摄像机,在摄像机内部即将音视频信号进行了编码,避免了通过各种外置式的编码、传输设备导致的信号损失。摄像机通过RJ45端口,将编码后的高清数据通过运营商提供的网络,传输到数据存储中心进行集中存储。另外,再新建一套智能视频监控平台,实现对前期数字城管所建设的300个视频监控摄像头的接入。6.3.2. 系统互连、资源共享互联接口和通信协议:为了在跨区域的社会治安动态视频监控系统中,实现不同设备及平台之间的互联、互通、互控,实现视频资源的共享和各中心之间的协同作战,本次中心监控平台按照跨区域
9、视频监控联网共享技术规范(DB33/T629-2007)规定的视音频传输要求、联网接口技术要求和设备用户地址编码要求进行系统建设。6.3.3. 系统性能网络性能网络带宽:系统监控中心网络带宽考虑允许前端设备并发接入的视频路数、监控中心之间并发级联的视频路数、用户终端并发调用的视频路数、单路视频码率、预留的网络带宽等因素。对于采用网络集中录像方式时,还应考虑录像视频路数。实际网络带宽要求与使用的网络交换设备、设备连接方式、视频分辨率、视频编码算法、视频编码设备等有关。一般情况下,帧率采用25帧/秒,1080P分辨率的视频码率可采用8Mbps估算。网络传输性能:实时传输时,IP承载网络的QoS等级
10、要达到1级(交互式)或1级以上;端到端通信的网络时延应小于400ms;端到端通信的时延抖动应小于50ms;端到端通信的丢包率应小于110-3。根据XXX公安局业务需求,为保证视频图像质量及系统运行正常,前端监控点接入主干网络带宽:130万像素需要带宽至少4M。图像质量监控中心实时监视彩色图像分辨率700线,黑白分辨率800线,灰度等级不小于8级;实时监视数字解压图像应达到25帧/秒的帧率,数字图像本地调用分辨率应能达到720P格式。视频录像系统集中式存储,视频信号自摄像机进行H.264编码后,通过运营商网络,存储到监控中心的磁盘阵列上。存储的图像数据采用720P格式,录像数据保存15天。存储的
11、图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索,允许多用户同时检索、调用录像。视频传输数字传输通道采用IP以太网协议,支持图像组播、网络流量平衡控制等功能。6.4. 系统构成系统主要由以下几个部分组成: 前端系统; 光纤传输网络系统; 指挥中心及平台; 显示系统。前端监控点:根据XXX城市街道实际情况,本系统视频监控点位设计为:50个球型摄像机。每个前端监控点都由以下部分组成: 前端摄像机 设备箱 立杆1. 监控立杆和基础同一个道路或者同一个区域安装同一类型杆体。特殊情况下按监视的范围及避免摄像机被遮挡的原则选用合适杆体。在广场、十字路口、人口密集区等监控范围较大的场所宜采用6m高的杆。横臂
12、的长度不小于80cm,以减少死角范围。人行道采用4m高的杆。重要路口的立杆在离地3米的距离需要预留电源接口。横杆每40cm设置一个预留接口。立杆采用镀锌钢管制成,在杆的顶部设有避雷针,能够引导直击雷 入地;在杆的上部设有摄像机安装横杆,可吊装快球摄像机;杆的中下部有电源变压器、光端机及防雷设备箱,为加强散热效果;立杆底部用螺栓与基础固定,电源线和光缆从立杆底部进入,基础下面装有接地电极以及由扁钢和角钢组成的接地网,接地电阻10;利用原有灯杆(包括其它可利用的的杆)安装前端设备应符合下列要求:金属灯杆基础牢固度、承重、防风以及抗震等各方面能达到相同规格的指标要求时,经合理改造,可用来安装摄像机和
13、设备箱等前端监控设备。杆体基础必须无松动,杆体本身必须无锈蚀,灯杆底部管径必须不小于250mm,壁厚必须不小于4mm。施工前必须选择有代表性的杆体进行检测计算。应少伸横臂或尽量采用短臂,设备箱宜就低放置或置于地面;如需要在灯杆上开孔引线,口径应小于50mm,并应作好后续焊接工作。挂墙安装横杆时,横杆长度宜为0.6m,0.9m,1.2m及1.5m。2. 监控点机箱和基础监控点前端采用方形机箱,采取底部进线设计,设计为离地300 mm高度落地安装。箱体防护等级为IP54,防雨防尘,加高加厚底座,加强防腐能力,室外安装,内部用隔板分成上下两层空间,上部主要安放主控制器,下部安装辅助控制器和其它配电及
14、辅助设备。为了保证设备的安全,机箱大门采用天地锁,密封性能卓越,具有很强的防橇性能,机箱门上安装门磁开关和报警喇叭,防盗锁,丝印公安标志和字样,这样就进一步保证了相对贵重的主控制器的安全。在监控机箱中应设计电源保护装置,即过流过压保护装置,里面放置光端机、UPS电源设备、防雷模块、接线端子、光纤终端盒、维修开关和插座。机箱外观图设备机箱布置图6.5. 存储系统设计存储系统是城市报警与监控系统的重要组成部分。科学的存储策略和存储模式有利于系统的优化及投资效益的提高。XXX城市报警与监控系统采用共享平台集中存储相结合的形式存储视音频和报警信息,即利用挂接磁盘阵列的方式存储前端各类监控及报警点视音频
15、信息。存储策略选择XXX监控系统的存储策略为集中式存储存储方式。机房集中式存储机房集中式存储,具有如下优点:1)机房环境良好;2)便于设备的统一管理、维护;3)可实施部署冗余模式,数据安全性有保障。存储容量设计所选用存储设备或存储系统的容量和带宽应在保证事后监控、取证效果的前提下,经过科学计算、合理规划确定,应能确保当前和今后一段时期的视音频存储、以及满足与监控业务相关信息存储的需求。各级共享平台图像存储中心应能保证未来3年的存储容量和带宽需求,采用流媒体转发与视频存储服务器建立图像存储中心。720P格式视频的存储容量计算:码流大小(单位:kb/s;即:比特率8)3600(单位:秒;1小时的秒
16、数)24(单位:小时;一天的时间长)30(保存的天数)T(监控点要保存摄像机录像的总数)0.9(磁盘格式化的损失10%空间) = 所需存储空间的大小。注:存储单位换算1TB=1024GB、1GB=1024MB、1MB=1024KB根据本案要求,57路存储30天的720P视频格式录像信息所需的存储空间为:(2563600243057)0.9 = 40078.125 GB 40TB根据数字城管前期建设的300个点的摄像头存储,所以本项目共需存储:120TB存储服务器建议采用监控专用存储系统,高清监控系统的存储系统需适应大码流并发写操作,而且是以写为主、以读为辅的应用,应优化资源分配,保障高清监控存
17、储系统能长时间运行在大并发量、大码流的工作环境下。6.6. 显示系统建设根据此次需求,在公安监控中心建设拼接大屏做为显示系统。主要采用46寸液晶拼接屏,共18块。液晶原理简析液晶是利用液状晶体在电压的作用下发生偏转的原理。由于组成屏幕的液状晶体在同一点上可以显示红、绿、蓝三基色,或者说液晶的一个点是由三个点叠加起来的,它们按照一定的顺序排列,通过电压来刺激这些液状晶体,就可以呈现出不同的颜色,不同比例的搭配可以呈现出千变万化的色彩。液晶本身是不发光的,它靠背光管来发光,因此液晶屏的亮度取决于背光管。由于液晶采用点成像的原理,因此屏幕里面构成的点越多,成像效果越精细,纵横的点数就构成了液晶电视的
18、分辨率,分辨率越高,效果越好。优点:高分辨率、厚度薄、重量轻、低能耗、长寿命、无辐射。根据XXX公安局的实际情况,本项目采用26英寸或32英寸液晶监视器作为过渡显示系统:1) 液晶拼接单元尺寸:46英寸背光模组:LED屏幕比例:16:9 屏幕亮度:450cd/ 对比度:3500:1分辨率:1920*1080响应速度:8ms拼缝:6.7 可视角度:178度水平/垂直视角 7. 平台软件系统设计7.1. 平台介绍本系统采取两级平台架构,一级平台是原数字城管系统中的视频监控平台,以公局现有平台为二级平台,通专网传输汇聚将一级平台的视频图像接入二级平台。一级平台功能:实现数字城管300监控点的视频联网
19、监控、图像存储、联网查询等功能。二级平台以公安局为单位,建设公安局的视频监控共享平台。二级平台既为公局局提供原数字城管中视频监控录像,同时接入新建设的50个监控点。两级平台的架构既实现了集中管理、资源共享,同时也节省了网络资源和存储资源,也为政府节约了新建设大量的监控点,实现资源利用最大化。7.2. 设计思想 开放性作为平台软件产品,体现的是对其他品牌、类型的设备、系统、数据库等的有效兼容性。我公司采用的综合监控管理平台软件针开放性,设计了协议、接口、控件、数据结构等多种兼容方式。对于第三方平台的对接,提供SDK类产品,直接支持合作伙伴二次开发工作。对流媒体转发、设备管理、报警管理等监控常用功
20、能进行服务封装,有效降低其他有平台开发意向的合作厂家的开发复杂程度和提高开发有效性。对于设备类的对接,提供网络协议,非我公司产品也能跟我公司的产品一样顺利、无障碍地接入到整个系统平台中;也接受SDK封装接入,系统提供设备接入服务器,将其他品牌设备的SDK按照一定标准再次封装,消除产品质量差异性,稳定、高效地接入到本系统平台中;对于数据库层面的接入,既在产品中提供数据直接按要求分类导入、导出的功能,方便数据共享。也接纳按照一定的数据格式要求满足不同数据视图的呈现需要。 融合性融合,不同于综合,强调不同类型或体系的产品中合作的无隙性,内部信息共同性,主要针对当前各“孤岛系统”二次集成建设,或者对多
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