公安高清监控方案数字与模拟结合PELCO文档格式.docx
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闭路，不能进行远程访问。
易用性
使用任一台PC上的标准Web浏览器，您就能够远程管理和查看图像。
网络摄像机可将图像记录在硬盘上，易于搜寻、易于存储，并且不会出现图像退化或磨损。
为安全起见，存储硬盘可安装在远程位置。
不能够进行远程管理或监控。
图像必须存储在录像磁带机上，所以需要不断更换以保持足够存储空间。
录制图像质量会随着存放时间的增长而下降。
录像机必须放置在摄像机附近，这可能会使未授权的人获取录像带。
图像质量
数字图像采用MJPEG、MPEG-4或H.264压缩格式，不会影响传输质量和存储质量，图像在创建后不会发生质量降低的情况。
当使用长电缆时，图像有可能会丢失，磁带的分辨率通常很低，录像的画面质量也会随时间推移而降低。
系统要求
通过网络传输实时视频所需的所有部件都已经集成在网络摄像机中，可以方便地将网络摄像机连接到网络，并能够从网络中的任一PC（处于任一地点）查看、录制和管理。
需要使用同轴电缆、多用复用器、视频或慢速拍摄录像机、专用音频线路、专用PTZ控制线路，以及本地放置的CRT（阴极射线管）监控器等众多复杂设备。
安装
只需方便地将网络摄像机连接到最近的网络，并分配一个IP地址。
将同轴电缆连接到每一台摄像机，并连接到多路复用器。
传输线
一条标准的UTP网线可同时从几百个网络传输图像。
一根电缆一次只能为一台摄像机传输视频信号，如果您有两台摄像机，就必须使用两根电缆，这往往意味着您需要把那些塞满厚重而危险的电缆的中继设备连接到位于本地的控制室当中。
可扩展性
您可轻松地将更多的网络摄像机添加到系统当中。
扩展工作非常困难，每个模拟摄像机都需要有专用的电缆，当使用长电缆时会影响到图像质量。
成本
用于高质量的网络电缆的花费通常比标准的同轴电缆要少30%到40%。
一根网络电缆能够同时支持上百台网络摄像机和其它设备。
基于IP的网络基础设施往往处于适当的位置，也就意味着您用于构建系统的成本可以降低到仅仅包括网络摄像机的成本。
同轴电缆非常昂贵，常用的RG5975欧姆的标准同轴电缆要比高质量网线贵30%到40%。
每个模拟摄像机都需要一根电缆，如果您有很多台摄像机，您就必须购买很多的电缆，并专门为这些电缆的安装和部署花钱。
人力和维护成本较高，此外系统建设成本还将包含模拟摄像机、录像机和录像带的费用。
1.1.2网络化视频监控
在第三代网络视频监控系统中有两个代表性的产品，一个网络摄像机，一个是视频编码器。
其中视频编码器是一个能够将模拟视频信号转化为数字视频信号的产品，它的主要用途是实现对模拟视频监控系统进行数字化、智能化改造。
原有的模拟摄像机通过模拟视频电缆接入视频编码器，其图像经视频编码器进行数字化后，直接通过网线接入网络并传输给后端的监控系统。
网络摄像机通常也被称为IP摄像机，它们是一种高度集成化的产品，可以看作一台摄像机和一台微型服务器的结合体，是完全数字化的产品。
视频图像由其摄像机部分进行采集，即将组成图像的各种光信号转化为电信号，同时还进行曝光控制、快门控制、白平衡调整、亮度色度调整以及背光补偿等常见的图像调整工作；
采集来的视频图像通过嵌入在网络摄像机内部的视频压缩/处理芯片进行压缩、编码并通过网络进行传输，同时芯片也可以实现相应的智能分析、报警事件管理安全防务和加密等数字化功能，以及提供HTTP、TCP、SNMP等多种网络服务。
由于视频图像在网络摄像机直接完成了数字化处理，并通过标准的网络协议进行传输，因此无需再进行其他的模数转换，从而能够充分保持图像的清晰度。
用户只需通过电脑连接到网络就可以观看视频图像，而录像设备也只需要直接获取相应的数字化视频信息并进行存储即可，从而大大方便了视频数据的共享、存储和与其他系统的集成。
2需求分析
2.1前端监控点位建设
本次项目建设主要包括前端设备道路高清监控和高楼监控两部分。
系统采用全数字化视频监控系统，前端选用高清网络智能球型摄像机和200万高清网络摄像机，并构建视频监控的专有化网络系统。
监控点位分布为：
摄象机
点位
高清网络智能球型摄像机
200万高清网络摄像机
道路高清监控
300
高楼监控
20
2.2系统功能需求
为了便于使用和系统扩展，系统中采用的监控软件应具备采用如下一些主要的功能特色：
支持模块化分布式的网络视频监控系统
系统中采用的视频监控系统需要具备节点化、模块化部署的能力，支持构建多级别的网络视频监控系统；
系统支持基于网络化的分布式存储能力，也优化网络设计和流量控制。
高分辨率实时图像
图像分辨率采用高于1920*1080，要求清晰度高，色彩逼真，图像压缩格式完全符合国际标准，最高帧速能够达到25fps或更高。
在有效积累基础业务数据的基础上，选择部分重点监控场所实施智能视频分析，包括摄像机遮挡、移动侦测、I/O联动等等，实现基于报警事件的视频管理模式。
完善的用户管理和权限管理功能
系统应当提供高度安全可靠的集中身份认证、权限管理和审计管理。
用户的帐号密码必须经过加密传输，不同的用户拥有与其角色相关连的不同权限等级，系统中的所有操作都要由系统唯一管理中心许可，并由管理系统记录和管理。
只有经过授权，拥有帐号密码的用户才能浏览或控制摄像机，访问位于不同区域的摄像机需要具备不同权限，用户仅能够访问或控制其权限范围内被允许访问或控制的摄像机。
完善的控制优先权机制
系统应当具备完善的控制优先权机制，网络上的用户可以被管理员分为多个控制权限等级，当多个用户同时想控制某个摄像机时，系统规定优先级高的人可以控制，优先级低的人不能控制，但可以浏览图像。
只有优先级高的用户放弃控制权后，优先级低的用户才能控制。
相反，低优先级用户正在控制某摄像机时，高优先级用户可以接过控制权来控制。
相同优先级的用户谁先取得控制权系统就默认由谁控制。
最低优先级用户仅能看摄像机画面，任何时候都不能控制摄像机。
支持多路图像同时处理和显示
能在客户端上进行多画面模式实时显示，可以随时自由选择单画面、四画面、九画面、十六画面模式同时观看1~16个摄像机的实时画面。
全部摄像机可以分成若干工作组，通过视频监控软件用户可以分别控制、切换、浏览所有摄像机的画面。
在多画面模式浏览时，可对任意一路图象放大到全屏显示。
根据网络带宽条件的不同以及显示画面的数量，实时显示的画面分辨率、帧速应能自动调整，如多画面显示时分辨率、帧速自动降低，单画面时再以最高分辨率最高帧速显示，以满足任何工作条件下对实时监控设备的要求。
系统软件支持一个用户同时浏览多个摄像机的画面，也支持多个用户同时观看一个摄像机的画面。
同时画面上可以显示摄像机的类型、编号、位置，以及工作时间、备注等文本信息。
方便的设备管理配置和实时设备状态监视
对于系统内的任何一种设备，都可以在管理中心进行配置。
系统实施的时候，实施人员可以现在管理中心离线配置好所有的设备参数，一次性地对符合条件的所有设备进行设置。
系统设置的过程应在后台运行的，不影响用户目前的工作。
系统应当能够按照用户定义的计划对系统中的所有设备进行巡检，任何设备的当前状况都可以随时展示出来。
任何设备发生的任何历史事件、日志、设备运作所产生的各种对象和它们所有的检索信息都应被发送到管理中心.
方便的摄像机控制功能
用户可以根据个人习惯选择用鼠标在监控画面中进行点击、拖放等操作直接控制摄像机上下、左右、变焦、聚焦等动作，也可以通过点击控制面板来对摄像机进行控制。
摄像机控制面板界面应简单直观，使用方便。
此外，用户应能够实现正常控制功能及一些特殊功能，例如：
预置位调用、自动巡航等等。
强大的录像、录像检索和回放功能
提供计划录像、手动录像和报警录像等多种录像机制，用户可根据实际需要制订不同的录像策略。
系统可对多路镜头同时录像，系统自动定时更新录像存储资料，超过一定容量的资料存储能提供额外数据备份机制。
录像记录可以随时调用，并按用户需要进行快进、慢放或者正常的速度播放，可以拖动进度条选择播放。
对于录像记录用户可以根据需要进行编辑、存储、删除。
检索的条件可以自行定义，可以满足各种组合查询条件下（日期、时间、通道、区域等）的录像同步回放。
可以通过视频文件附带的标记信息（如摄像机编号、监控场所名称、日期时间等）进行查询。
支持监控图像的抓拍。
完善的事件日志功能
能在线提供用户信息，支持用户在线管理、查询系统信息、录像信息、报警信息。
同时，系统对报警记录和录像事件等动作，自动记录到数据库中，管理员能够在管理工具中查询、打印用户登录信息、报警信息和录像资料信息；
长期对发生的时间进行检索、查询、回放。
2.3录像存储需求
录像采用24小时连续录像方式，录像保存时间不少于15天。
所有录像资料由监控中心统一进行管理维护。
无论用户在何时登录，都可自由访问其权限范围内被允许访问的录像资料。
录像存储可靠性冗余机制应支持RAID-6的可靠性机制，至少允许2块磁盘的损坏而不丢失录像数据。
为了节省录像存储空间，系统应能实现自动减帧存储技术，用户可设定是否启用历史录像自动减帧以及设定启用自动减帧技术的时间阀值。
2.4网络现状与规划
本项目视频监控系统将建立独立化视频监控网络构建，整个网络视频监控系统设计为星型结构三层网络模型，即由接入层网络交换机、汇聚层交换机和核心层网络交换机组成的三层网络拓扑结构。
由于本系统为一个全数字化的系统，所有视频数据和管理数据都将通过网络进行承载，为了确保视频图像能够达到高清晰度、高流畅度和低延时，以及优化对于网络视频流量的管理和控制，系统采用分布式存储管理模式，即在各个汇聚层交换机部署存储设备，负责该汇聚区域的视频存储，而核心交换机则负责必要时的跨区域数据交换和统一数据管理。
在选择网络设备时，应当选用高端知名品牌的产品，以确保网络质量。
2.5原有模拟球机改造需求
原有PELCO一体化球机129台，高清监控系统做好后，原来的129台模拟球机需移装到别的地方安装继续使用，但需要转换成网络传输进入已经建设好的高清监控数字系统进行统一存储和控制。
所以需要增加以下设备：
名称
数量
单位
备注
单路视频编码器
129
台
用于129台模拟球机编码
24T网络存储器
5
用于129台模拟球机网络存储
网络交换机
数量根据工程实际需要确定
光端机
对
光缆和线缆及其他辅材
1
批
3设计依据
JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
GB50399-2003智能建筑工程质量验收规范
DGJ32/D01-2003建筑智能化系统工程设计规范
DB32/365-1999建筑智能化系统工程检测规程
GBJ115-87工业电视系统工程设计规范
GB50198-94民用闭路监视电视系统工程技术规范
GB12663-90防盗报警控制器通用技术条件
ISO/IECM-JPEG和MPEG-4，H.264编解码标准
IEEE802.3/U10/100/1000BASE-T以太网接口标准
EDB-03095智能建筑设计标准
GA/T75安全防范工程程序与要求
GBJ566-88计算机软件开发规范
国际电磁标准：
CISPR22ClassBEN55022、ClassBEN55082-1、IEC801-2、IEC801-3、IEC801-4、ENG1000-3-2
国际安全标准：
CSA认证:
EN60950标准、TUV认证ULListed标准
甲方提供的系统结构图及系统设计任务书
4设计原则
系统设计和建设应遵循“统一规划、统一规范、分步实施、创新实效、安全可靠”的方针，并在建设中合理改进、逐渐完善。
同时，为了达到系统建设的体目标，整个系统的设计和建设应该坚持以下原则：
●采用先进的数字化、网络化、智能化视频监控理念、技术
采用当前视频监控领域内最新的数字化、网络化、智能化理念，配合国际领先的网络视频技术，采用国际一流的网络摄像机和视频服务器硬件设备，配合功能强大的应用软件，通过真正全面的数字化方案彻底整合系统图像采集、数字压缩、远程传输、管理、控制及其应用。
●构建一个具有分布式部署、集中化管理的模块化系统
利用嵌入式网络视频监控设备灵活可靠的巨大优势，配以应用软件分布式的模块化运行模式，在后台系统管理器的集中管理下，系统在相应的汇聚域部署分布式存储设备，以分散视频存储的压力，同时，基于网络化结构，在任意终端下根据相应的权限，便可实现对远程所有分布镜头的监控、管理、控制，并指定任意终端实现系统的所有服务功能。
●注重效益与投资
IP网络视频监控方案的前端采用标准化、可扩展、可升级的硬件设备，可一次投入，反复利用。
由于采用了通用的TCP/IP协议进行传输，前端设备除了用于视频监控系统应用外，还可以为其它的应用系统提供标准的网络视频信息，实现一物多用，从而使体系统具有很高的性能价格比。
●可靠性与安全性原则
充分考虑选用可靠、成熟的技术和产品，系统的可靠性是系统成功建设的重要前提。
系统应具有长期稳定运行的能力，安全可靠性高，有足够的抗干扰能力。
应充分考虑对关键设备、关键数据和逻辑链路的冗余备份,以及系统自动故障检测、发现、报警和恢复功能，提高系统可靠性。
在系统的设计中，多层安全保护机制和措施，确保各种数据的完整性、准确性和安全性。
●开放性与标准化原则
系统设计应采用开放式架构，选用标准化接口和协议，具有良好的可扩展性，系统建设遵守国家及行业标准与规范，应考虑到系统在未来时间里可能的扩展、升级，主要设备和系统均具有良好的互联与互操作性。
●先进性与实用性原则
系统应采用国际先进的技术和理念进行设计，采用来自国际知名厂商的硬件设备，系统的技术方案应当能够长期保持先进地位，并能够适应将来的科技发展。
系统设计应充分考虑到机场海关的业务特点，结合相关业务部门的实际工作需求，注重系统的实用性。
●扩展性与灵活性原则
系统采用结构化设计，支持无限扩容，无缝集成。
系统构成方式简单，功能配置灵活，充分利用现有设备资源，能满足不同业务部门的需要。
5系统设计方案要求
5.1系统示意简图
整个网络视频监控系统采用分布式设计，在本项目中，根据前端的分布和前端摄像机的数量，前端摄像机通过光端机传输到控制中心后，统一进数字专网，在监控中心配置可靠的双核心交换机，负责整个网络视频监控系统的统一系统管理以及不同区域之间的视频数据交换与调用，并配置主备的系统管理器进行整个系统的统一管理。
整个网络视频监控系统的视频管理平台采用企业级网络视频管理平台。
系列管理平台是高可靠性、高性能的网络化视频管理平台，也是集成了视频录像、视频显示、操作与管理、智能视频分析以及认证授权在内的完整视频解决方案。
在本项目中，采用分布式存储设计，分别配置了由多台24T网络存储管理器组成的录像存储池，实现对于本监控汇聚区域的本地化视频存储，同时配置相应的视频解码器、视频显示控制台等连接视频显示设备，如电视墙或显示器等，并配置视频操作键盘等管理设备负责本区域的视频管理和操作；
在监控中心则配置两台连接于核心交换机的主备设计的系统管理器，对整个监控系统进行统一的系统管理和数据库管理，并作为管理设备进行相应的认证服务、时间同步以及授权等工作；
同时，监控中心也配置相应的视频解码器、视频显示控制台等连接视频显示设备，如电视墙或显示器等，并配置视频操作键盘等管理设备负责整个的视频管理和操作以及录像的调看、回放等。
在监控网络中，各个区域有权限的本地用户也可配置相应的客户端，即可访问和使用该系统中的视频数据和业务数据，也可实时浏览监控画面或回放录像文件。
5.2视频采集
系统前端的数字设备全部采用新一代高性能、智能化130万像素一体化球型网络摄像机。
5.2.1网络摄像机要求
压缩格式
支持MJPEG,H.264两种种高效的压缩标准，其中H.264还包括high,mainorbase3种profiles，Baseprofile可以有效的节省带宽和CPU解码占用资源，Highprofile可以在数字放大后表现更精细的画质。
✓更强大的容错能力，能够纠正各种网络的传输错误
✓低时延功能，并能够在更高时延的情况下提供更高质量的图像
✓通过简单的句法规范简化实施
✓精确匹配解码，严格规定了编码器和解码器如何进行数值计算，以避免错误累积
双码流
网络视频摄像机或编码器具备1个单播流和2个组播流，并且根据用户录像和监看的不同需求，系统可自动分配或手动设置2个不同分辨率和帧数的视频流，可以实现在录制一个高清流程的视频的同时显示多个低码流低帧率的实时画面，可以充分节省带宽和后端显示设备的CPU或GPU的解码资源。
PoE
以太网供电（PoE，PoweroverEthernet）技术是IP监控系统所具备的另外一个能够有效节省建设成本的优势，符合IEEE802.3af标准。
该技术使网络摄像机可以通过同一根网线同时接收工作电力和数据，从而使用户可以节省下专门用于设备供电所需的布线成本，并可以与不间断电源（UPS）配合使用，进一步提高系统的可靠性。
高清快球可选择HighPoE交换机提供30W供电输出。
以实现视频、音频、配置、电源等多类数据基于一根网线的复合传输。
自动背焦聚焦技术（ABF）
AutoBackFocus自动背焦聚焦技术是新一代网络摄像机中集成的一种由精密机械组件控制的自动聚焦技术，用以调整传感器前后位置，利用摄像机内置的温度传感器进行周期性的自动聚焦，尤其在炎热的夏天当温度每变化5度ABF都可以自动重新聚焦，以有效地解决由于环境温度升高导致材料膨胀和折射率变化所引起的聚焦不准问题（模拟摄像机由于像素较低因此影响不大）。
AutoBackFocus自动背焦调节技术还可以有效地解决摄像机从彩色切换到黑白时所引起的聚焦偏移问题。
低照度
网络摄像机采用优化的低照度处理性能，有效的进行数字降噪，并在光线较暗的环境中任然能够表现出众的黑白画质。
5.2.2前端摄像机选型
根据该项目需求选择摄像机配置，
高清网络智能球型摄像机要求：
•开放式IP标准
•高达1.3百万录像分辨率（1280x960），18倍光学变焦，宽动态功能
•在960P分辨率下每秒多达20帧图像（ips），在720P分辨率下每秒多达30帧图像（ips）
•自动后聚焦
•H.264和MJPEG压缩能力
•彩色及昼/夜转换型
•灵敏度精确至彩色0.07勒克斯（lux），黑白0.02勒克斯（lux）
•以太网供电电源（IEEE802.3af）或24VAC
•最多2路同步视频流
•255个预置位
•±
0.1°
预置位精度
•400°
/秒水平预置速度和200°
/秒垂直预置速度
•窗口屏蔽：
最多8个用户定义的四边区域
200万高清网络摄像机要求：
•开放式IP标准
•高达2.1百万录像分辨率（1920x1080）
•在1280x720分辨率下每秒多达30帧图像（ips）
•自动后聚焦•H.264和MJPEG压缩能力
•彩色及昼/夜转换型号
•视频安装插孔
•敏感度精确至0.03勒克斯（Lux）
•以太网供电电源（IEEE802.3af）或24VAC
•多达2路同步视频流
•内置分析功能
•本地存储器（迷你SD卡）用于报警捕获
5.3网络传输
5.3.1CVBR带宽管理策略
基于计算机网络传输的产品，其所占用的带宽与所使用的图像压缩格式、图像分辨率、图像帧率以及图像内容密切相关。
对于网络化视频监控系统来说，视频流的控制和管理策略十分重要。
完善的视频流控制策略和管理机制不仅关系到整个网络化监控系统的可用性、易用性，也是衡量网络化视频监控系统整体性能表现的关键因素之一。
要求网络视频监控产品采用独特的具有阈值的可变码流技术（CVBR），即当设定了相应的视频分辨率、帧速以及压缩编码格式以后，摄像机会自动计算并生成一个码流阈值，而摄像机所产生实际视频码流将保持在此阈值的基础上，上下的带宽波动在10%以内。
用户也可以根据实际的网络环境或画质要求，手动设定此阈值。
这样做的优点在于一旦阈值确定之后，网络中视频流所占用的带宽便是可预测并且稳定的，以防止突发的视频流增长造成的网络阻塞甚至崩溃，同时，相应的视频存储也可以准确合理的进行计算和配置，以确保配置合理并且足够视频录像存储空间。
同时，要求网络视频产品采用双码流技术，即主码流为高分辨率高帧速的码流，辅码流为低分辨率低帧速的码流。
130万像素高清球机要求带宽不超过存储码流带宽不超过3M，200像素枪机存储码流带宽不超过6M。
5.3.2组播技术
高清网络摄像机的主码流有单播和组播两种方式，单播的主码流用于提供给网络视频存储管理器进行录像，以确保视频录像的高画质；
组播的主码流可以用于高画质的视频显示或客户端查看使用；
辅码流为组播方式，用于低画质的的视频显示或客户端查看。
组播是主机和客户端之间是“一对多”的通讯模式，主机将1份数据传给网络设备，重复数据由网络复制完成。
目前绝大多数延迟敏感应用
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