排水集团泵站视频监控系统设计方案Word格式.docx
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●经济性原则
在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。
采用经济实用的技术和设备，并充分利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用，不盲目投入。
●易维护性
系统可管理视频前端设备、系统软硬件设备运行情况等。
采用分控管理大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员的工作量。
当系统出现故障时可自动调节处理策略，从而保证系统正常运行。
以提高实际效能为导向，侧重人防、技防的有机结合，建立符合城市排水集团对77座泵站视频管理要求。
1.3建设依据及标准
“城市排水集团有限责任公司泵站视频监控系统项目”建设应符合相关国家标准、行业标准、地方标准的要求，工程设计、施工应主要参照以下标准：
1.4.1国家标准
GB50348-2004《安全防工程技术规》
GB50057-94《建筑物防雷设计规》
GB50343-2004《建筑物电子信息系统防雷技术规》
GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规》
GB8566-88《计算机软件开发规》
GB50174-93《电子计算机机房设计规》
GB16796-1997《安全防报警设备安全要求和实验方法》
GB/T17963《信息技术开放系统互连网络层安全协议》
GB50169-92《电气装置安装工程接地装置施工及验收规》
GB50314-2000《智能建筑设计标准》
GB/T50311-2000《建筑及建筑群综合布线系统工程设计规》
GBJ42-81《工业企业通信设计规》
GBJ232-90，92《电气安装工程施工及验收规》
1.4.2行业标准
GA/T70-2004《安全防工程费用预算编制办法》
GA/T75-94《安全防工程开工程序与要求》
GA/T74-2000《安全防系统通用图形符号》
GA38-92《中华人民国公共安全行业标准》
GA/T367-2001《视频安防监控系统技术要求》
GA308-2001《安全防系统验收规》
YD/T1171《IP网络技术要求-网络性能参数与指标》
1.4.3法律法规及其它规性文件
市人民政府令第47号《市安全技术防管理规定》
国务院令147号《中华人民国计算机信息系统安全保护条例》
国务院令195号《中华人民国计算机信息网络国际联网管理暂行规定》
中华人民国公安部令32号《计算机信息系统安全专用产品检测和销售许可证管理办法》
国家局文件国保发[1998]1号《计算机信息系统管理暂行规定》
市人民政府令第132号《市住宅区和住宅安全防设施建设和使用管理办法》2003年10月1日实施。
第2章需求分析
2.1总体需求
排水集团运营监控中心建立一整套的视频监控系统，构建统一的视频监视管理平台，包括77座雨水泵站监视泵房格栅、泵站桥区的本地监控系统和排水集团调度中心的视频监视系统，实现对集团下属雨污水泵站视频图像的采集、存贮、查看、回放，有效帮助管理人员和相关生产人员实时掌握各个桥区积水状况和泵站运行情况，为集团实现可视化的防汛指挥、应急处置、联合调度提供强大的辅助工具，为首都安全度汛提供有效技术手段。
具体任务包括：
在集团中心机房部署接入服务器、数据库服务器、流媒体服务器、和中心存储服务器等，实现对泵站上传视频图像进行统一管理，分级操控。
中心可浏览所有泵站的视频图像信息，并可对所有视频点进行图像监控、切换、浏览、存储。
接入服务器：
前端设备和用户注册到该服务器上，用户与设备的交互通过接入服务器中转完成；
支持信令：
设备注册、心跳保活、用户实时视频浏览、用户历史视频点播；
流媒体服务器：
终端用户通过流媒体服务器浏览前端设备实时视频；
用户要求中心存储服务时，视频流也通过流媒体服务器中转；
根据业务情况可以扩展多台；
数据库服务器：
管理信息、配置信息保存在数据库中；
中心存储服务器：
可以架设中心存储服务器进行中心存储。
1）在各泵站建设完整的视频监控系统，包括桥区摄像机、格栅间摄像机、硬盘录像机、监视器、3G无线路由器，实现本地视频监视图像实时展现、存储等功能，泵站设置硬盘录像机对本地的视频图像进行存储，存储周期为3个月，并实现本地视频监控图像通过3G无线网络上传至集团数据中心。
2）按照甲方提供的SDK开发包，集成甲方部分现状视频。
中心设主控计算机，通过软件授权设置，可以使局域网的任意计算机都可以察看和控制所有摄像机的图像。
运行操作人员在调度中心的主控计算机上，可实时监控所辖整个区域的情况，并通过操作键盘和鼠标就可以实现云台控制、镜头推拉、录像、回放等功能。
集团下属机构人员通过授权，也可实时的在局域网一端的分控计算机上监控整个区域各个泵站监控点的情况，并能对监控现场的云台、镜头进行控制，以便于更好地掌握整个区域的运作情况。
同时，通过视频解码器将数字信号转换为模拟视频信号，在调度中心的电视墙上进行图像显示。
泵站视频监控系统构架图
2.2招标文件总则要求的响应
1）本次投标监控系统设备选用国知名品牌——海康的设备，软件平台选用市场占有率高、技术先进的——捷诺RSNN的监控系统平台，所选的海康、捷诺的产品均为独立知识产权，技术先进、成熟的产品，符合国家技术标准要求。
2）所选的海康、捷诺的产品都具有信誉可靠，海康的产品使用先进的生产工艺、新进的生产线，捷诺的平台采用现今主流的编程技术，上述产品均符合国家标准
3）我方承诺供货物技术规格、标准应符合招标文件要求，技术参数须提供原厂技术参数文件为凭证，并提供所有货物出厂合格证及出厂检验等质量证明文件；
4）我方承诺提供完整的技术解决方案，提供成熟且满足用户使用的产品（详细介绍参见设备参数）。
5）本次投标所选用的设备均为工业级产品，可连续运行，易于接近、替换、维护、处理、检查和修理并确保正常运行。
6）现场选用采用IP66的密封标准，满足恶劣天气和其它条件下正常运行，满足工业化应用要求。
7）现场选用采用IP66的密封标准可避免动物、鸟、蚂蚁和害虫造成的短路。
8）所选设备均为工业级产品，选用先进的处理工艺，可抵抗移动、摩擦和磨损表面。
9）所选设备均为工业级产品，设备使用稳定近于免维护，维护工作少、维护成本低。
10）所选设备均为工业级产品，所有的设备应适合于在正常的电源下工作，电源波动为10％，在电源和负载变化时应满足工作条件。
11）系统设计遵守国家标准，设备经过国家安全检测可以确保操作、维护人员的安全。
12）所提供参数均为国家、国际单位。
13）为了满足招标文件要求，本次投标前端设备选用国名牌海康德摄像机，中心平台选用行业知名品牌捷诺的中心平台，该平台市场占有率高，技术先进、售后服务到位，为海康战略合作伙伴，此平台提供二次开发协议，平台扩展性好，可根据需要扩展，可兼容多种品牌的系统设备，为排水集团整合已有系统打下坚实的基础。
2.3平台软件建设
系统可以分为三层架构：
设备接入层、数据交换层和应用层:
设备接入层主要指前端信号采集设备，包括音视频信号和报警信号采集；
数据交换层主要是指架设在中心机房的服务器集群，包括接入服务器、数据库服务器、WEB服务器、流媒体服务器、报警服务器和中心存储服务器。
应用层主要指各类系统用户。
2.2.1平台软件各基本模块可实现
1）中心管理服务：
统一管理视频监控设备，包括：
IP前端、DVR、DVS、NVR、HybridDVR及上述各应用服务器。
平台部交互数据存储、验证，平台部信令转发。
2）存储服务：
网络存储服务的提供者，它依托于磁盘阵列等存储介质为其提供存储容量。
多台存储服务器通过逻辑堆叠的方式构成存储子系统，为大规模视频监控系统提供海量、可靠的存储服务。
3）设备接入网关：
前端设备接入认证，查询、获取、配置设备参数，前端设备录像查询、管理。
4）流媒体服务：
把实时数据流转发给多个用户观看，起到缓解前端设备压力、节省网络接入层带宽和隔离外网设备的作用。
负责转分发实时音视频码流，负责回放设备存储录像，负责统计客户端、设备流量。
5）电视墙服务：
实现数字矩阵功能的组成部件，兼具解码、显示输出、轮巡切换等功能。
软件界面呈现上与真实电视墙一一对应，对它的操作结果将直接反应在电视墙上。
6）手机客户端：
支持多操作系统，塞班，安卓，ios，wm等手机操作系统。
7）电子地图管理：
可配置多级显示方式；
支持鼠标控制地图上下左右移动、缩放；
电子地图支持显示监控点详细信息，包括：
监控点名称、球机类型、安装时间、所归属机构等信息；
点击相应的监控点，弹出图像，可对图像作云镜控制。
支持报警联动电子地图，快速地图确定报警求助点，联动周边视频资源信息。
8）移动视频监督集成：
车载移动视频监督系统实现GPS卫星定位、车辆稽查、无线视频图像传输等功能，满足各种行车状况下全天候监督工作的需求。
单兵移动执法系统通过提高稽查人员的技术装备，实时记录稽查人员的一线执法情况，利用无线传输网络（3G/WIFI等），将音视频图像实时传输到监控中心，结合GIS/GPS系统，实现统一管理和指挥。
9）系统提供开发包，便于其他系统调用系统视频，进行二次开发。
2.2.2平台部署
本系统所用平台软件需要安装在有公网IP的PC服务器上，在集团总部建立一级集中管理中心平台，主要负责系统网络所有前端设备的接入及各级用户的管理。
（1）中心管理服务器
中心管理服务器是整个系统的核心模块，为整个系统提供管理服务，对CPU、存的要求比较高,单台服务器可以支持3000路在线，监控中心配备两台管理服务器实现双机热备，对整个系统的所有设备进行集中管理，并保证未来扩容的平滑过渡。
除流媒体服务外,其他服务模块均可安装在中心管理服务器中，如网管服务器、报警服务器、存储服务器、设备接入服务器、用户接入服务器等。
（2）流媒体服务器
流媒体服务器包括流媒体转发和视频代理，为所有网络用户和存储服务器提供视频流的获取和转发，是平台的关键设备，由于视频的访问数据量很大，因此网络接口的要求很高，对CPU、存的要求也很高。
在1000M网络环境下一台流媒体转发服务器可以并发处理路200路4CIF格式（512Kbps）的视频流。
配备两台流媒体服务器实现负载均衡功能。
2.4泵站端建设
市排水集团负责管理市城区围的77座雨污水泵站，将在每个泵站部署两个摄像机，室外立交桥区部署摄像机（配置防雷组件），室格栅间部署摄像机，摄像机通过模拟线缆连接到硬盘录像机当中，对模拟信号进行编码和存储，并可进行本地实时图像的调用与控制，通过3G路由器将数据传输到集团数据中心。
由于防汛的需要，3G视频监控网络流量较大，本项目要求视频传输不能因此受到限制，必须保证视频传输网络通讯不因流量中断。
泵站端视频监控系统具有对泵站视频图像的采集、存贮、查看、回放等功能，主要功能有：
本地和远程云台镜头控制，多画面显示，所有摄像机的图像都能被存储于数字硬盘录像机中（连续存储时间为3个月），并可在记录监控状态的同时随时调用观看，两者互不影响｡
指挥中心视频服务器可以通过以3G网络接收77座泵站所有视频信号并显示；
视频服务器还提供给有权限的用户进行访问，做到在各指挥部均可察看到各泵站视频画面。
提供SDK接口供泵站在线监测平台、指挥调度平台等系统调用，实现业务应用系统对泵站视频图像信息的集成。
第3章系统设计
3.1视频监控系统设计规划
3.1.1系统现状分析
首先，地域瓶颈限制了监控的围；
其次，排水集团公司总由于人员及环境的限制导致了对所辖雨污水泵站不能进行实时现场监管；
第三，各个泵站建设时期不一样，导致视频监控系统所采用的厂商设备、编码协议及传输方式也不尽相同，无法视频实现统一集中监控管理。
3.1.2系统拓扑结构设计
系统采用星型的网络拓扑结构将所辖各个泵站连接起来，在排水集团总建立一级集中管理中心平台，通过RNSS网络视频监控系统将前端各个泵站的视频监控图像资料调取到监控管理中心。
首先集团总监控中心配置：
数据库管理服务、流媒体服务、WEB服务、集中存储服务、电视墙服务、超级客户端、普通客户端等；
视频监控联网系统架构图如下：
系统拓扑结构图
3.1.3网络拓扑结构设计
由于受监控环境及现场环境的限制，各个泵站监控需要采用3G无线传输网络，考虑到此系统点位较多覆盖区域广，为了保证系统的稳定性所以采用搭建联网3GVPN局域网络。
考虑到系统所采用的网络传输方式，对网络的带宽需求有严格的设计，数据流量分配和转发策略根据实际情况调整，初步设计如下：
在总监控中心配流媒体转发服务器，转发从下面网点上传的数据，用于集团总监控中心工作人员及领导调看：
各个站点到总监控中心带宽计算公式：
带宽=同一时间被总监控中心调看的网点图像数*512Kbps/1024，假设总对某站点监控网点的10路不同的图像同时进行监看，则需要10*512Kbps/1024=5M带宽。
总监控中心采用使用100/1000M自适应的交换机。
3.1.4集中存储设计
数据集中是监控行业的大势所趋。
集中有效地实现了对全局的统一调度、监视和管理，非常有利于各种事后的查阅和分析。
同时避免了分散监控存在的设备维护管理困难和监守自盗的风险。
采用IP-SAN存储设备让每台视频服务器直接接入SAN存储网络中，使用集中存储设备。
IP-SAN上的分区操作由IP-SAN设备自己的管理软件完成，而文件系统的使用由存储服务器上的操作系统确定。
存储服务器上除运行监控系统存储服务器管理软件以外，只需使用开源的iSCSI客户端软件，即可将刀片服务器上的磁盘空间作为本地磁盘使用。
这种方式一次性采购成本较好，便于扩展，长期维护成本低。
海量存储服务不仅可以提供网络录像资料实时集中存储，同时可以提供远程检索、下载服务。
采用IP-SAN实现海量集中存储的解决方案。
拓扑图如下所示：
存储容量的计算：
以CIF的分辨率计算：
225MB/小时/路
1周=7天=7*24小时；
1月=30天=720小时
根据以上列表，以最多200路最少50路摄像头为例，保存225MB/小时/路，保存周期为6个月（最多按180天计算），我们很容易计算出存储容量配置为：
（单位：
T）
30天
60天
90天
150天
180天
50路
8．1
16．2
24．3
40．5
48．6
100路
32．4
81．0
97．2
150路
121．5
145．8
200路
64．8
162．0
194．4
（以上如果按D1的视频分辨率计算，则需在以上数据基础上剩4）
考虑到采用网络流量的限制及视频路数较多，存储时限较长，全部采用集中存储所需磁盘阵列容量及3G数据量较大，加上现有3G网络稳定性不好，数据安全性的风险与设备投资随之增加，故建议采用本地存储与网络集中存储相结合的存储方案。
即对于大部分通道主要采用嵌入式硬盘录像机本地存储的方式，对于重要通道做本地存储的同时兼做网络集中存储。
3.2监控管理中心设计
总监控管理中心作为一级管理中心，是视频专网的一个核心节点。
要求具有完善的机房基础保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源。
以充分保障全区下属各泵站网点整合的运营品质。
总监控中心负责系统间的数据交换服务。
对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理。
总监控管理中心通过视频专网与所辖各泵点的DVR资源连接，负责图像信息的接收、监控。
整体网络环境星形结构，总监控中心管理各个泵站监控网点。
总监控中心由网络视频管理平台搭建，主要由服务器系统、控制台系统电视墙系统、监控席位组成。
总监控中心系统示意图如下：
监控中心拓扑图
3.2.1硬件设备组成及功能
●硬件设备主要包括：
数据库管理服务器、电视墙服务器、超级客户端、集中存储服务器、流媒体服务器、手机网关服务器；
网络设备；
大屏幕显示设备；
供电设备等。
各类服务器及设备依据实际情况及应用性能而定。
●主要硬件设备功能
总监控管理中心作为一级监控中心，作为整个联网监控中的管理中枢，指挥中心配备了完整的管理系统，且系统中各个应用服务器软件相互独立，任意模块发生故障，都不会相互影响其它系统或模块。
①管理中心服务器设在指挥中心，考虑到核心系统管理服务器的复杂性与重要性，建议采用基于windows2000/windowsXP核心的服务器版操作系统，以提高系统运行的稳定性与可靠性，防止病毒侵扰；
②电视墙服务器可将站点视频信息及时切换显示到监控中心大屏幕电视墙上；
未来结合GIS系统可对突发事件位置进行精确定位；
③总控客户端站用于系统信息的管理配置和系统巡检；
④集中存储服务器RNSS集中下载存储管理模块，可以实现下载远程图像的录像资料至监控中心集中备份和事后检索与回放等作用。
⑤流媒体服务器可以一起分担同样的应用与视频传输功能，改善大型综合安防应用数据的响应时间，减轻前端硬件连接压力，以及节约数据流量。
⑥手机网关服务器，提供手机预览的接入服务。
3.2.2软件设备组成及功能
●软件设备主要包括：
系统管理服务器软件；
监控中心数据库服务模块、电视墙控制服务模块、超级客户端、普通客户端、流媒体服务模块、集中存储服务模块、手机网关接入服务。
●软件功能主要包括：
监控系统是采用统一的监控管理平台软件，通过一个统一的管理平台，实现各种设备的联网，保证联网的视频传输的质量（清晰度、流畅程度），提供一个统一的认证管理、监控检索系统。
实时监控视频信息的传输、管理、分发。
支持分散与集中存储相结合的模式，保证重要监控录像的检索、比对、管理、备份。
实现统一的身份认证和权限管理、保证信息安全和数据的安全。
实现实时视频监控、巡视、视频信息与数据上传和下调（检索），并能与其它业务系统集成。
主要实现以下分类功能：
1.远程管理：
可直接对下属各泵站网点监控主机进行远程参数设置如对录像方式、录像时间、用户设置等的调整；
可对泵站各网点监控主机上图像等设置进行调节；
可对远程监控主机进行统一校时、整理硬盘、关机重起、软件远程升级等系统维护功能。
2.远程监控：
可直接对各泵站网点的监控主机进行操作，控制前端云台;
可对各主机监控图像进行多画面分组切换功能：
可对各泵站网点的监控主机上的录像资料进行下载备份、回放；
可对远程图像按时间列表、手动或报警联动等方式进行本地录像。
3.电子地图：
通过多极分层的电子地图导航、点播、树形机构等方式直接监看、回访所辖各个网点的图像。
4.大屏显示：
可将各站点网点的图像信号转换位模拟信号，输出到监控中心电视墙上，实现大屏幕显示、画面分割、图像切换功能，做到单画面、多画面手动、自动切换、并可分组、按预定计划自动切换。
5.手机预览：
可以通过手机监控软件调取前端各点监控录像，控制云台等操作。
6.设备巡检：
可对各泵站网点监控主机的设备运行状态、网络情况、设备故障情况进行巡检，发现故障以文字、声音等方式提示监控管理人员，并记录故障情况。
7.日志管理：
对系统运行、人员操作、前端故障、报警等情况进行详细的记录，记录各种情况的发生时间、地点、管理人员处置时间、人员等信息，并实行分类管理。
各类日志均可按需要进行条件检索、统计、对比、打印，并可导出表格。
8.兼容功能：
能够兼容多家嵌入式数字硬盘录像机、视频服务器和工控插卡式硬盘录像机。
3.3系统平台二次开发
视频监控系统基于.Net平台应用，捷诺公司将提二次开发接口，我公司具有软件开发团队，曾多次与捷诺公司共同配合完成二次软件开发任务。
3.4DVR存储计算
本系统采用前端存储与平台存储相结合的模式。
其前端存储采用海康威视DVR存储，其存储空间计算公式：
每个前端存储总容量（GB）＝【视频码流大小（Mb）×
60秒×
60分×
24小时×
存储天数/8】/1024，根据计算可得，前端视频存储所需要存储空间要求。
本系统配置2块2T硬盘，保证连续存储时间为3个月。
3.5防雷接地
所有图像采集点的室外设备都是精密的电子设备，又是雷电多方地区，因此必须考虑防止图像采集点室外防雷系统。
前端图像采集点的设计必须符合以下标准中强制执行条款的要求：
1）国家标准《建筑物防雷设计规》GB50057-94（2000年版）
2）国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规》GB50343-2004（2004年版）
3）国家标准《低压配电设计规》GB50054-95
4）《低压配电系统的电涌保护
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