建筑工地无线网络视频监控解决方案.docx
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建筑工地无线网络视频监控解决方案
西安市建筑行业
工地扬尘、视频监控系统方案
陕西视博电子科技有限公司
2017年11月20日
第一章前言
1.1概述
建筑工地是一个安全事故多发的场所。
目前，随着国家政策的引导，城市的发展，各种建设工程规模不断扩大，工艺流程纷繁复杂，如何搞好现场施工现场管理，扬尘污染监控，降低事故发生频率，杜绝各种违规操作和不文明施工欣慰一直是施工企业、政府管理部门关注的焦点。
利用现代科技，优化监控手段，实现实时的、全过程的、不间断的安全监管也成了建筑行业安全施工管理待考虑的问题，为此，各地方建设局（建委）都明文规定：
辖区内的建筑工地必装扬尘监测设备及音视频监控系统以供远程监视，并录像取证。
随着科技高速发展，视频信号经过数字压缩，通过互联网宽带或者移动3G网络传递，可实现远程视频监控功能。
将这一功能运用于施工现场安全管理，势必会大大提高管理效率，提升监管层次。
该监控系统的运行，将使施工企业跃上新的管理平台，政府监管力度得到加强，及时有效地掌握现场施工动态情况。
视频监控综合管理平台可以全过程、多方位地对施工现场进展进行实时监控，对于作业人员而言，也无形之中增加了制约力度，规范了行为，提高了安全意识。
总体来说，成效显著。
目前国际上计算机技术、控制技术、通信技术、图形显示技术等高新技术日新月异，可供选择的系统整合方案、设备以及应用软件种类繁多，建设方往往很难对整个系统的配置、体系结构、集成方式和对产品的选型作出决断和得出优化的实施方案。
因此，如何运用系统工程的环境与制约条件来一体化综合集成弱电各子系统，集国内外各厂家产品之长，将各种先进技术与设备进行合理地配置，有机地运用，使整个监控系统在总体上发挥最大的优势，得到最佳的效果，对于建设方来讲的确是非常重要和现实的。
总之，系统集成商与产品的生产厂家相比，系统集成商对整个系统管理系统技术的发展和产品市场有更多的了解和比较。
同时也具备多项类似工程项目的实践经验和专业技术支持力量，因此系统集成商可以更有效的起到建设方与产品之间的纽带作用，能够更好地在系统中集成各厂家优秀的软、硬件设备，完成相互兼容的功能；能够更有经验解决各子系统之间的设备硬件接口界面，软件通信协议界面和安装施工界面。
作为系统集成商，就是要提供给用户整个系统有针对性的咨询服务、方案设计、论证，产品厂家选择，系统集成，工程安装、调试、开通以及今后整个系统的维修、功能升级等综合一体化的服务。
采用这种方式将有利于工程的建设，有助于提高工程质量，保证工程进度，减少相互推诿，降低成本，提高效益/费用比，提高责任心，并可为建设方和用户免除很多麻烦。
我们为用户服务的宗旨是：
最先进合理的集成系统设计；全面规划完善系统功能，并可进行模块化分步实施；系统投资合理，以实际应用为出发点。
1.2项目概况
贵单位管理辖区内上百个建筑工地。
因此配套建设一套完整、经济、实用而又先进的智能化扬尘、监控系统，对方便管理、节约资源源、提高管理水平、树立管理处整体形象都起着极其重要的作用。
1.3方案内容
根据我们对市建筑行业管理处项目的理解以及用户的需求，本次设计为方案设计阶段，具体包括文字说明、示意图和投资估算。
我们在本方案中详细介绍控系统平台工地、监控中心功能：
1.4设计依据
（一）国家和地方设计规范和标准：
1.《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94
2.《闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94
3.《入侵报警、电视监控工程设计施工手册》979131001
4.《建筑智能化系统工程设计标准》DB32181-1998
5.《安全防范系统通用图新符号》GA/T74-94
6.《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000
7.《有线电视系统工程技术规范》GB50200-94
8.《工业企业通信接地设计规范》
9.《商业建筑物综合布线系统国际标准》（ISO/IEC11801）
10.《商业建筑物综合布线系统美国标准》（EIA/TIA568A）
11.《通信布线管道和空间设计施工标准》（EIA/TIA569）
12.《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50312-2000）
13.《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82
14.《IEEE电气及电子工程师学会-民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》
15.《电气指标标准》EIA-422EIA-485
（二）建设方初步设想
以上相关标准和规范中如有内容不一致之处，则按如下优先级顺序使用：
✧国家标准、规范
✧国际标准、规范
✧部颁标准、规范
✧行业标准、规范
✧地方标准、规范
✧制造商使用的标准、规范
第二章系统设计性能目标
2.1、设计目标:
建立远程监控系统后要实现以下目标：
1.通过远端红外摄像机随时随地监控建筑工地现场的状况。
2.设备拆装方便，可随时布置于新工地。
3.对各工地扬尘污染视频监视。
4.可在任何一台能够连接公网的电脑上监控多个监控点的信息，实现全方位监视。
5.通过镜头，对现场的部分细节进行检视。
6.录制现场监视情况，随时检索回放，杜绝危险事故及非法盗窃等行为，减少工地物资损失。
7.系统配备红外灯,能够在夜间、强光等恶劣状况下正常工作。
2.2系统性能：
1、远程音视频监控
现场施工动态信息即时掌握，可以观察到：
A. 门卫管理：
如工地扬尘污染情况、工程设备、设施、材料进场管理、工作人员进出施工现场、安全通道设置、安全“七牌二图”宣传告示等情况。
B. 场地管理包括材料堆放、材料加工场、大型机械使用、基坑开挖放坡、围护及坑边堆载、扬尘治理等情况。
C. 施工操作管理：
如作业人员安全装置、脚手架、临边围档及危险作业安全防范措施，以及根据所戴安全帽颜色区分现场施工、管理、监理人员到位情况等。
全天候监控掌握动态即时信息，发现问题及时整改。
2、工地本地/集中录像功能
工程监控人员可以设置指定录像时间。
例如工程实施时间为早晨八点到晚上8点，可以指定系统在这个时间段进行录像。
管理员也可以通过回放器查询录像文件，进行回放。
3、远程管理功能
工地负责人可以借助网络实现在线管理：
可以通过网络远程查看所辖所有的现场施工情况、物资安全、扬尘处理情况；
4、远程指导功能
施工技术专家通过远程指导系统，及时了解现场环境、远程掌握工程进度
2.3优越性：
A. 降低管理成本，提高企业管理效率
采用远程监控系统可以适当减少现场安全管理人员数量，或使管理人员制订针对性管理措施，及时发现违规现象，使整改信息传达落实，有的放矢，提高掌握现场情况的效率和准确性。
同时通过宏观监控，优化施工场地布局，合理规划，综合调配人力物力。
随着无线宽带技术的推广与应用，更可使高层管理者们出差途中随时了解工地进展情况，提高采取对策的实效性。
B. 落实岗位职责，便于调查和明确责任
现场施工人员文化层次参差不齐，远程监控的设置，在很大程度上督促了施工人员的责任心和工作积极性，促进规范操作意识，便于施工统一管理。
施工过程被录像存储备份，可随时查看监控信息，即使发生了一些不可预测的事件，也便于事故发生后第一时间内查明事故发生原因，明确事故责任。
C. 管理辅助工具，获取长远效益
远程视频监控用于施工现场安全、质量的监控，是计算机技术在工程建设领域应用的提升，极有效地辅佐企业管理水平的提高，使企业及时了解和掌握施工过程信息，做出高效决策。
第三章系统设计
3.1集中监控系统示意图
如图所示，前端二级监控中心采用嵌入式3GDVS设备，完成对本地网点的监视、控制和录像，同时将DVS接入3G网络（租用网络运营商线路），通过3G网络将本地网点的图像、报警等信息实时上传到上一级联网监控中心，联网监控中心通过网络综合管理平台即可实现对前端所有网点的3GDVS管理和控制。
3.2监控中心示意图
如图所示，监控中心（一级监控中心）是控制、枢纽中心，统一、集中、管理、控制所有前端系统，硬件部分主要是通过多台监控终端将前端上传的数字信号切换、控制显示在屏幕上；软件部分主要是对所有数字图像的集中管理，以及数字图像在专网内的多用户共享、控制等。
该软件系统专为大型联网监控设计，适合于监控点数和用户数较
多，系统分级管理，权限划分细致的应用。
该软件系统包含：
B/S部分，C/S部分，数据库部分。
其中B/S部分包含视频浏览模块、集中录像模块、代理转发模块、电子地图模块、视频点播模块。
C/S部分包含视频浏览模块、集中录像模块、代理转发模块。
所有模块均可独立安装使用，共享同一数据库。
3.3监控终端实现功能
●远程浏览：
操作员可直接对目录树进行操作即可调出远端图像，并可根据权限设置调整前端的云台镜头、手动录像、检索录像资料；
●操作员日志记录：
监控终端自动记录操作员每次登陆、退出、切换通道、记录违规等操作，并自动发送到管理服务器数据库中保存，作为操作员日常工作绩效考核依据；
●电子地图：
采用电子地图方式，分权限点击显示多级监控图像，能显示监控点摄像机、报警器的位置，使报警监控界面更加直观。
用户可以在电子地图上通过点击摄像机图标的方式方便地调用前端视频图像。
●远程配置：
监控终端利用远程配置软件，对前端各个监控点进行远程配置，并可连接管理服务器数据库，对监控系统内用户进行配置操作；
●远程控制：
监控终端可直接控制前端云台镜头，并可对前端设备进行远程设置操作；
●设备巡检：
监控终端利用客户端软件轮流连接前端视频服务器设备，实时获取设备的各种参数，对设备进行定期巡检。
当前端设备发生异常时，能够迅速发现问题，并通知相关部门进行现场问题。
巡检内容包括：
硬盘容量、系统网络连接状态、操作系统运行状态、连接客户端数目、视频连接状态、视频异常状态（视频丢失、视频遮挡、视频移动侦测）、非法访问报警等。
3.4视频管理服务器实现功能
管理服务器负责整个报警监控系统所有硬件设备配置信息及所有用户注册信息的管理、智能虚拟巡检员、网络优化等以下几项功能。
●硬件设备配置信息的管理：
由服务器对报警设备和音视频处理设备等各项硬件进行注册，分类管理。
●系统用户的管理：
监控系统的所有用户由服务器端统一注册并进行管理，用户的注册包括用户名和密码的分配；用户的管理包括用户的登陆系统验证，用户权限的分配，用户的注销，系统并根据用户权限的不同等级设立优先权。
●云镜分级控制：
用户控制远程云台镜头命令通过管理服务器进行认证，每个用户都有相应的云镜控制级别，当高级别用户控制远程云台镜头时，将对低级别用户锁定云镜控制功能，只有到高级别用户控制完成后，才对低级别用户开放云镜控制权限，这样有效的避免了多用户同时控制云台时发生的抢占资源的问题；
●各个二级平台有各自的管理服务器，管理服务器上只设置自己所辖监控系统的硬件信息和用户信息，避免了二级平台用户之间的非法访问。
3.5流媒体转发服务器功能
在监控中心设置流媒体转发服务器，为本地内网和上级用户提供流媒体转发服务。
使用流媒体服务器对于多用户同时访问前端DVS图像的情况，可以大大缓解网络压力。
由于前端监控点传输时使用的网络带宽一般都比较窄，当多个客户端需要同时看某远程的相同画面时，在一条网络线路上的同时点播，会占用多个相同带宽，严重浪费网络资源。
流媒体服务器支持音视频流的多级转发，支持局域网内多用户对一个音视频流的访问，当有多个局域网客户端需要同时访问同一远程画面时，可以通过流媒体服务器进行转发，从而在广域网上只占用一个通道的资源，大大减轻了由于远程视频监控而造成的网络带宽压力。
3.6数据库服务器功能
数据库服务器功能数据库服务器统一集中记录着全区监控设备注册信息、各级用户注册信息、各级用户权限信息、设备分组信息、用户分组信息以及设备组和用户组对应关系等数据信息。
3.7WEB服务器功能
通过将WEB服务器接入监控系统专网，网内多个授权用户不需要安装任何客户端软件，通过IE浏览器直接访问监控中心的数字图像资料库。
第四章监控管理平台软件介绍
4.1系统概述
综合监控联网管理平台软件是专门针对大型网络环境下分散监控场所不同种类数字图象设备、安防报警设备集中监控管理的专用平台软件,是一种面向业务应用服务的、全数字化、基于网络和高度集中管理的安防管理平台软件，以满足行业客户高可靠性、复杂性和灵活性的视频与安防监控业务管理需求为主要目的，适用于大型网络视频监控环境下对不限路数的DVS、IP摄像机和报警设备的设备配置、报警关联策略、自定义任务、电子地图、流媒体转发、集中存储、网络数字矩阵等的集中监控与安防管理。
采用了WebSERVICE、WEB2.0、O/RMAPPING、AOP、LDAP、SSO等先进技术和架构，软件更加稳定、安全、开放，能够满足当前工程建设、银行、社会治安、交通、通信、电力、校园、铁路等多个行业的跨区域大中型网络视频与安防监控领域的各种需求和未来集成到行业大信息管理系统中的需求。
该平台软件不同于其它数字监控管理软件,只具备简单的网络分控管理,且各安防管理系统相互独立；也不同于集中管理软件,虽然实现多系统集成联网管理,但系统架构不稳定,结合行业业务需求的应用能力差。
之所以在国内提出视频与安防管理平台软件,是因为该平台软件除了具备中心管理所有基本安防管理功能外,更是大量采用了诸如WebSERVICE、WEB2.0、O/RMAPPING、AOP、LDAP、SSO等大量在IT领域已经被证明成熟可靠的先进技术和架构，和已往的安防软件相比,系统更加稳定、安全、健壮、开放，最主要的是在当前网络监控客户需求快速变化的市场环境中,可以快速的结合行业客户业务需求定制扩展系统功能.是IT软件开发先进技术和传统安防管理软件的有机结合。
4.2平台体系结构
软件平台体系结构分为三个层次，最低下一层是硬件抽象层，目的是给不同的DVS和其他设备提供相应设备类的统一接口，为系统整体管理、配置、检索所有的设备提供统一的标准；上面一层是平台，平台部分包括两部分，一部分是基本的服务，另一部分是基于这些服务的设计工具。
最上面一层是构架在平台之上的应用，这些应用使用平台的基本服务一致、可靠、高效、灵活地完成功能，而平台提供的工具可以让用户自定义、自创建、自组合很多和用户特定业务相关的业务功能和流程。
层次的划分可以说任何一个复杂的、经过良好设计的软件系统最基本的体系结构模型，诸如操作系统和网络层次模型、目前市场上主流的中间件和应用服务器莫不如此。
这些体系结构在国内一些优秀的大型IT软件中有所采用，但在国内的绝大多数监控领域的软件并没有这样去做，究其原因首先传统监控软件开发单位不能站在一个结合业务的全局角度来看待产品设计，另外是一般这些单位都不具备大型IT软件系统抽象总结的能力，最后还有涉及到各种网络、视频、集群、分析模式、人工智能以及语言解析等方面技术的掌握和融合问题，拓普锐鹰通过自身的努力，已经掌握了构架这样一个系统架构的相关技术。
另外需要说明的是，平台和系统提供的所有功能都通过WebService的国际标准提供对外接口，这可以在异种操作系统、异种语言之间进行交互，也是和其他IT和业务应用程序集成的最好方法。
并且系统的任何行为都需要经过管理中心的认证，系统提供基于角色的存取控制模型提供了强大而灵活的安全保证。
一旦管理中心修改了某些存取权限，这些改变将即时反映到任何用户的任何一次操作中。
系统中所有组成部分的行为规范、策略也是在管理中心定义的，这就意味着你可以在一个地方改变整个系统的任何行为。
4.3系统组成
综合管理平台包括应用服务类软件、C/S客户端和现场DVS软件、嵌入式主机以及网络视频编码设备，每个规格软件基本描述如下：
1）应用服务类软件：
系统管理服务器软件：
基于WebSERVICE标准，实现统一身份认证和权限控制、组织与角色管理维护、设备集中配置与维护管理、结合任务计划执行和调度、报警处理规则管理、报警获取与分发管理、电子地图集中配置管理、设备巡检和日志管理等功能。
Web服务器软件:
基于WebSERVICE标准,为前端监控设备提供统一远程监视查询B/S访问界面。
流媒体服务器软件:
用于监控中心多客户端复用相同现场图像的流媒体转发管理和现场流媒体带宽限制管理,限制管理的策略包括路数、用户优先级和事件优先级等.
网络存储管理服务器软件:
用于分散加集中存储的环境下按照管理中心软件设定的计划、策略执行高可靠性的图像集中存储、备份、检索和回放管理.
报警转发软件：
在中心监控管理软件设置下，统一快速接收现场设备报警信息并转发给指定的中心监控管理软件客户端，可以接入为后台运行的应用服务软件。
为所有系统管理的监控设备提供报警接收转发服务和短消息报警、邮件报警等远程报警服务，可以接入短消息报警模块。
2）专用C/S客户端软件：
监控中心主控软件:
主要用于接警,监控中心主控工作站内置程序,可以在系统管理服务器认证下访问监控所有现场设备，可以实现轮循预览、报警接警和报警处理、电子地图双屏等功能。
监控中心分控软件:
功能同主控软件一样，管理权限不同，也可以在系统管理服务器认证下访问监控所有现场设备，可以实现轮循预览、报警接警和报警处理、电子地图等功能，支持软解码功能。
网络数字矩阵软件:
主要用于实现控制数字矩阵控制主机内置解码卡的任意分组轮循输出、手动切换输出和报警联动输出等功能，支持对其它标准客户端软解码VGA输出的协同控制。
3）现场接入服务器软件：
网络直连客户端软件：
基于PC架构的、功能齐全的数字视频录像与监控应用软件；
网络视频编码设备，基于嵌入式架构、RTOS操作系统网络编码设备。
4.4软件功能
4.4.1综合管理系统服务器软件
系统核心管理软件，支持WebSERVICE标准、LDAP协议与SSO单点登陆等先进技术，安装环境支持所有操作系统与数据库。
可以基于WEB实现对该软件的远程访问管理。
基本规格可以实现对视频服务器DVS、IP摄像机等数字图象设备的机构、人员、设备、电子地图的集中配置和实时访问权限控制。
支持对系统接入的防盗、防灾、求助报警信号和门禁信号的复杂报警联动策略设置。
统一身份认证和权限控制：
系统采用了单点登陆技术和集中权限管理服务。
当一个用户需要对监控网络中的资源（或者和监控网络中集成的系统）进行操作时，它首先到认证中心进行登陆获得一个Token，认证中心可以根据不同的情况对用户进行认证：
如果用户的身份是在监控网络自己管理的，那么它就会读取本系统的数据库信息.如果用户的身份是在行业客户集中的LDAP服务器中保存的，它通过LDAP协议认证用户的身份.如果用户的身份是在其他身份中心验证的，那么它就会把验证请求分派到指定的身份验证中心认证中心根据不同的验证方法获得一个该用户某段时间有效的Token，这个Token完全是一个随机树，但是认证中心内部记录了Token和用户、以及用户发起的IP地址相关信息。
这个Token和任何用户本身的信息无关。
这个Token只能在某一台发起这个登陆的IP上使用。
集中权限管理：
当用户对系统中任何监控资源进行存取，例如当用户需要对视频服务器进行存取时，它都需要提供这个Token，视频服务器持该Token和资源及对该资源的操作到集中权限管理中心去认证这个操作的可行性，权限管理中心根据该Token到身份认证中心确认身份，然后根据该身份返回是否有权操作的状态。
采用这种方式，一个用户在整个系统中只需要进行一次登陆，并得到令牌。
一旦登陆以后，他就可以持该令牌进行任何有权进行的操作。
而权限的控制和客户端完全没有关系，当服务端发现该令牌无权操作时，它发送无权操作命令给客户端，然后立刻切断连接。
集中权限管理可以让系统的维护人员在一个地方批量、方便、集中管理系统内部的所有资源、人员、角色，由于系统中的所有操作都要由权限管理中心许可，因此任何用户的权限改变能够即时反映到任何一个用户对任何系统的操作。
用户信息和用户角色关联：
一个组织中可以增加用户，用户包括用户姓名，登陆名，密码，级别【隶属与某一个级别的组织，可以角色的配置，这将决定了在多人同时控制或占用有限系统资源时（如云台控制和网络带宽资源获取）的优先级判断原则】。
冲突原则解决：
高级别的用户正在操作时，低级别的用户不能控制，等高级别的用户操作好后，低级别的才有权操作；当低级别的用户正在操作时，系统可以中断低级别用户，把控制权限交给高级用户；同级别的用户竞争操作同一设备时，系统响应优先取得控制权的用户，其他用户需要等待对方操作完毕之后才可以获得操作权限。
用户具备的权限是是由它的角色决定的。
角色管理：
监控系统的角色包括系统角色，用户角色两个类型。
系统角色是针对功能的角色，它针对的对象就是某一用户所属组织的所有对象，一般系统的权限都可以通过系统角色简单地完成配置；对某些用户，他可能需要越级进行处理，那么需要用户角色，用户角色是针对某一个或多个具体对象的具体功能的角色；
设备管理和监控
设备管理和监控：
设备类型存储服务器，流媒体服务器,控制中心，数字矩阵等等。
随时监控和掌握任何设备的当前运行状况：
系统中的所有设备所有进行中的工作都报告到管理中心，因此，任何时候都可以知道某一个用户对那些设备在进行什么操作，也可以知道一个设备被那些用户在使用什么资源，以及这个设备的负载情况。
系统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。
随时知道任何设备的运行历史：
设备发生的任何事件，它的日志都会以某种形式发送到管理中心，设备运作所产生的各种对象，例如DVS设备的录像，它们所有的检索信息都会发送到管理中心.
对于嵌入式设备而言，由于我们无法修改设备内部的软件，因此我们通过一个嵌入式代理通过Pull的方式来实现某些管理中心必需的功能。
对于我们自己编写软件的设备，所有发生的事情都以某种方式把消息发送给管理中心，这是Push模型。
不管这些设备和管理中心的网络是否断线，我们采用的持久消息队列服务可以保证，只要哪一天设备和管理中心连接正常，这些消息最终都会发送到管理中心。
即时改变任何设备当前和以后的运作方式：
对任何一种设备，都可以在管理中心进行配置，管理中心可以对指定范围内的任何设备进行批量的配置，批量的读取和批量的对比。
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。
系统设置的过程是在后台运行的，不影响用户目前的工作。
可以按照业务的需求周期性地改变任何设备的运作方式：
系统也支持对所有设备的校时、重启、布撤防等功能。
这些功能都通过系统的计划和任务引擎执行，可以定义复杂的计划。
4.4.2监控管理中心主控/解码/分控软件
C/S架构下的监控中心客户端软件，包括中心控制软件＆分控软件，软件完全一样，只是根据中心设置的权限不同。
可以在中心管理服务器认证下采用电子地图、分组＆轮训等多种方式访问监控所有现场嵌入式DVS和IP摄像机等设备的图像，支持本机解码器输出（最大9路），可以监控管理来自现场设备接入的防盗、防灾、求助报警信号和门禁控制信号，可以进行预览中录像，可以采用多种方式查询本地和远程录像文件，可以实现对讲，采用软件许可证方式加密，不限管理路数，一个许可证安装1台主控客户端工作站。
具体功能罗列如下：
1）根据管理中心统一设置的组织架构目录，按照组织中的设备通道进行视频预览操作。
支持多种画面风格方式浏览，支持自定义画面分割方式。
2）根据管理中心统一设置的分组目录，进行分组预览。
支持拖动组和组内摄像机到显示窗口即时显示的功能。
3）在本机设置多个组间轮视计划，计划包含的内容有组名称、组轮视间隔时间和画面分割方式，在主界面上启动轮视计划。
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