视频监控系统改造项目技术设计方案.docx
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视频监控系统改造项目技术设计方案
马鞍山市市政公园（行政中心）
安全防范系统
项
目
建
设
方
案
二○一三年十一月
一、项目概述
（一）项目背景
随着视频图像监控系统建设使用实践的不断深入，安全技术防范已成为治安防范的重要手段和社会治安防控体系建设的重要组成部分，在预防、发现、控制等方面，发挥着人防、物防所不可替代的重要作用。
安全技术防范体系建设，在构建防、控、管一体化公共安全防控体系中，具有举足轻重的地位，在构建“和谐社会”中具有重要意义。
平安是改革和发展的保障，是和谐的前提。
根据以上情况，结合马鞍山市市政公园（行政中心）高清视频监控项目改造的实际需求，决定建设高清安防视频监控系统，进一步加强行政中心防控，高效，快速处置突发事件，提升现代化管理水平。
（二）现状分析
马鞍山市市政公园（行政中心）视频监控系统在5年前建设完毕，共196个监控点位，使用SYV-75-5同轴电缆传输信号，该套系统在当时实属先进，但随着视频监控系统的快速发展以及部分设备的老化，马鞍山市市政公园（行政中心）原先建设的标清监控系统已逐渐满足不了用户的实际使用需求，为此马鞍山市市政公园（行政中心）监控系统迫切面临改造。
（三）需求分析
针对马鞍山市市政公园（行政中心）原先建设的模拟监控系统，主要存在如下三点问题：
1.视频清晰度不高，前端摄像机使用的为480TVL的模拟摄像机，后端采用硬盘录像机存储，录像分辨率最高为704*576，回放录像时经常会遇到看得见，但看不清的问题。
2.整套系统建设已达5年之久，部分点位设备老化严重，出现偏色、串扰、模糊甚至无图像的问题。
3.系统点位覆盖不足，部分区域存在监控盲区问题，出现突发情况时，经常会遇到无对应录像可调的问题。
针对以上存在的三点问题，应采取以下方式解决：
1.将整套视频监控系统从模拟标清系统改造成数字高清系统，因一整套数字高清视频监控系统存在“木桶效应”，因此需将系统中涉及到的前端摄像机、存储设备、显示设备等全部更换成高清设备，才能实现高清图像效果。
2.针对部分点位存在的监控盲区问题，增加监控点位，实现视频监控系统的无死角、无盲区的覆盖。
（四）建设依据
整套数字化高清视频监控系统以国家、行业相关规范和标准为设计标准及依据，依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行本设计，具体如下：
Ø《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—2000
Ø《民用闭路电视系统工程技术规范》GB/50198---98
Ø《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
Ø《电气装置安装工程工程电气设备交接试验标准》GB50150-90
Ø《电气装置安装工程电缆线路施工验收规范》GB50168-92
Ø《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
Ø《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
Ø《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
Ø《安全防范工程行业标准》GA/T70-94
Ø《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002
Ø《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
Ø《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
Ø《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82
（五）建设原则
本系统的总体设计根据国家、地方相关法规、技术标准规范的要求，结合马鞍山市市政公园（行政中心）办公地点的实际情况，秉着积极消化吸收国内外先进经验和技术，立足国内、安全可靠、节俭实用、便于扩展和管理维护的原则进行。
本次项目建设遵循的原则：
1、设备兼容:
系统基于层次化设计，建立开放的应用调用接口体系，提供完整的软硬件开发、连接SDK工具和示例代码，保障第三方产品的接入。
2、技术先进：
各种设备均需采用技术成熟、稳定且具备先进设计理念的产品，系统在建成后能通过平滑升级保持其先进性，延长生命周期。
3、经济实用性：
按照实用性的原则，整个系统以实用、操作方便、简洁、性能高效为原则，既满足快速反应的特点，又满足决策层、管理层及时了解各项信息，进行业务处理和综合管理的实用要求。
4、高可靠性：
由于本次项目系统涉及面广，使用环境的特殊性，必须保证系统工作稳定可靠。
各子系统能稳定独立运行，操作系统及数据库构架采用成熟可靠的体系，重要数据要备份，系统考虑冗余设计。
系统还必须适应高温、潮湿、酸雨、多尘等环境和具备防雷击、鼠害和人为破坏的功能。
5、先进性：
由于计算机技术和信息技术发展迅速，在兼顾系统的实用性和高可靠性的同时，系统的设计和建设中必须具有一定的前瞻性，尽可能的采用先进的技术和开发工具，以保证系统和产品的先进性；但也要避免采用不成熟的技术以保证系统稳定性。
6、安全性与保密性：
本系统运行的数据多为敏感、涉密信息，专业数据采用分布存放。
网络及重要数据要安全管理措施。
7、开放性与标准性：
系统涉及的部门众多，应是一个开放的、易扩展的、分布式的系统。
系统设计所涉及的技术和选用的产品应是行业入围的主流产品，符合业界最新的标准，并具有良好的开放性，能够与相关系统进行相连和数据共享。
8、易操作性与易维护性：
系统操作简便、应用软件操作界面友好，信息处理工作简单、方便、快捷。
系统数据备份及数据恢复快速简单。
系统维护、系统配置、应用软件安装等应简单，高效。
在满足技术参数的要求和价格同等的条件下，优先考虑使用本地产品。
9、共享性：
资源共享及信息交换，实现与政府相关部门的信息资源共享和交换；提高信息发布水平，提高公共服务水平和信息发布能力。
同时为监控资源数字化整合共享提供接口。
（六）设计指导思想
系统的具体设计应以“实用、可靠、先进、经济”为指导思想。
1、以实用为主，在工程设计和实现的过程中，始终要把使用单位的实际需求放在首位，做到灵活、好用。
选择实用性强的系列产品，模块化结构设计，既可满足当前的需要又可为今后系统发展扩展留有余地。
监控覆盖面和图像质量须满足一线实战需求；图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便。
2、可靠是指系统采用的软、硬件须经过具有相应资格的软件评测中心、产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。
可靠同时要兼顾到未来的发展，采用成熟而先进的技术和设备，力争使系统有良好的开放性、可扩展性和较长的生命期。
系统全部采用国际标准的软硬件接口，为与其它系统的联结奠定了良好的基础。
3、先进是在系统总体方案设计时，必须要有超前思路，总体规划，采用先进技术。
先进性是指关键设备必须采用国外及国内的先进设备，以确保3—5年内不落后。
如前端摄像设备采用先进的摄像机。
采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。
4、经济性原则指系统尽量采用性能、价格比好的产品，既能满足实际需要，又可尽量降低费用，同时在系统化的设计过程中，进行优化设计，便于今后维护，大大降低系统费用。
在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。
二、系统总体设计
（一）概述
鉴于此次马鞍山市市政公园（行政中心）模拟视频监控系统需要向数字化高清视频监控系统改造，现针对改造中需要涉及的内容予以阐述。
一整套数字化高清视频监控系统主要由前端图像采集调制、高清传输、高清存储、高清解码显示、综合管理平台等模块组成，其中任何一个模块都必须达到数字化高清要求。
●前端采集
前端采集工作主要由高清摄像机加同轴电缆传输转换设备构成。
1.网络高清摄像机。
采用网线或者光纤传输视频数据，清晰度一般达到720P、1080P甚至是300万像素，这是以后数字化高清视频监控系统发展的主流方向。
同时因为点位夜晚光线不好，需使用红外网络高清摄像机
2.同轴电缆传输器。
采用同轴电缆传输，清晰度一般为720P、1080P、1280P，传输器能够利用原先的同轴电缆线路传输高清视频信号，可内置或外置使用。
可以扩展接交换机、路由器等网络设备，实现同一根同轴电线传输多路百万高清网络摄像机的应用。
可以兼容所有品牌的网络摄像机，传输器大量应用于标清监控系统改造项目中。
●高清传输
传输是数字化高清视频监控重要的一环，犹如实际生活中的道路。
本次系统改造传输分为两部分：
1.改造系统：
系统原先已经建设了以同轴电缆为主、光缆为辅的视频传输链路。
因马鞍山市市政公园（行政中心）整体装修已经完毕，再重新去改造原先传输链路，会耗费大量人力、物力，并且会严重影响公职人员正常的办公工作。
为此室内、电梯、2-4号楼以及6号楼共计147个视频监控点位，利用既有传输链路配合同轴电缆传输器+百万高清网络摄像机进行数字化高清视频传输，不再另行改造传输线路。
其余位置（包括室外广场和地下车库共计49个点位）传输链路全部进行改造，使用光纤传输网络高清视频数据。
2.新建系统：
鉴于以后的传输链路趋势向光缆迈进，为保证传输的稳定性和先进性，此次新建点位（地下车库21个点位）传输链路全部采用光纤，配合网络摄像机进行视频数据传输。
●高清存储
录像存储是高清监控的重中之中，视频监控90%以上的应用在录像回放。
因此存储设计是此次方案的重点，传统的DVR硬盘录像机因盘位少，单盘读写，数据读写效率差，数据不具备冗余功能，会因为单块硬盘的损坏造成录像丢失的可能性。
鉴于以上因素，此次方案使用高清网络硬盘录像机，具备多硬盘同时读写和硬盘数据冗余功能，单盘损坏不影响数据安全性，同时设备其它关键模块也全部采用冗余设计，从硬件上保证了存储设备长时间7*24小时无故障工作。
同时单台设备故障不影响整体系统运行，充分保证系统运行的稳定性。
●高清显示
鉴于原先使用的显示设备如CRT监视器，整体清晰度已经达不到要求，且部分设备老化严重，出现偏色等问题。
整套显示设备也需改造，此次高清解码显示改造，采用高清数字视频矩阵配合液晶拼接屏+专业液晶监视器的组成形式。
●平台综合管理
通过平台软件将所有前端摄像机、存储设备、数字矩阵等设备进行集中管理，同时实现集中实时视频预览、录像回放等功能，并且采用分级共享管理，让系统各级负责人都能监视所辖区域的视频资料。
（二）方案要求
方案要求总结如下：
●使用同轴电缆传输百万像素高清视频，利用既有传输链路，只将前端摄像机和存储设备更换，不改造传输链路，安装调试简便，不影响马鞍山市市政公园（行政中心）公职人员正常办公工作。
●新增点位、室外改造点位以及地下车库点位采用网络200万高清摄像机，视频清晰度高，高清录像视频的可利用率高，后期可扩展性强。
●存储设备可靠性高，存储设备硬件上采用多重冗余技术，软件上采用直存直取的模式，充分保证了整体系统的稳定性。
●监控中心显示设备全部采用高清液晶拼接屏和高清液晶监视器，整体清晰度高，便于工作人员及时掌握突发情况。
●将改造和新建点位的高清视频纳入统一管理平台，用户使用方便，便于各级人员调阅。
●整套系统采用数字化高清视频系统建设，便于系统后期扩展应用，如智能分析等。
三、前端图像采集系统设计
图像采集系统主要负责完成前端的音视频信息的采集、缓存、编码及发送等功能，并可接受来自中心端的控制指令。
此次改造系统图像采集系统主要分为高清网络百万像素摄像机和高清网络200万像素高清摄像机。
其中百万像素摄像机使用在已有的室内等位置共计147改造点位之中，网络200万摄像机应用在室外以及地下车库的改造和新建的70个点位之中。
（一）前端点位设计
前端点位主要分为改造点位和新建点位，具体如下所示：
马鞍山市市政公园（行政中心）安全防范系统现有前端摄像机点位数量统计表
地址类别
电梯
摄像机
彩色半球
摄像机
高速球机
枪式
摄像机
合计
电梯
16
室内
113
9
室外广场
9
4
地下车库
9
27
2-4号楼
1
六号楼
1
7
总计
16
115
27
38
196
马鞍山市市政公园（行政中心）安全防范系统改造后前端摄像机点位数量统计表
地址类别
百万像
素电梯
摄像机
百万像素
红外半球
摄像机
200万像
素红外半
球摄像机
200万红
外枪机
百万红外
高速球
200万红外高速球
百万红外枪机
宽动态枪机
合计
电梯
16
室内
113
9
室外广场
9
4
地下车库
4
27+21
5
2-4号楼
1
六号楼
1
7
总计
16
114
4
48
10
14
7
4
217
（二）同轴电缆传输器
采用同轴电缆传输视频数据，主要应用在147个室内、电梯、2-4号楼以及6号楼改造点位中。
市面上使用同轴电缆传输的视频，普遍的最高清晰度为700线（约44万像素级别），远达不到百万像素级别，而使用百万像素网络摄像机，又遇到了传输链路的问题，同轴电缆不能传输网络视频数据。
为此，采用同轴电缆传输器对前端高清数字视频信号进行调制，能够实现长距离传输，支持同时传输多路720P的高清信号。
（三）网络高清摄像机
所配置网络高清摄像机的摄像机需满足以下要求：
●先进性
利用现有的综合布线网络传输图像，进行实时监控系统所需的前端设备少，连线简洁，后端仅需一套软件系统。
●可靠性
主要设备网络摄像机采用嵌入式实时操作系统，所需设备简单，图像的传输通过综合布线网络实现，系统具备高可靠性。
●安全性
系统设置不同等级的使用者权限，仅有最高级权限的用户才可对整个系统进行设置或更改，没有权限的用户是接收不到图像的。
●使用及维护性
系统安装简单，软件系统的安装及使用易懂。
在维护性方面，系统的接线简洁，而主要设备具备高可靠性，维护性能好，而且可实现远程维护。
●扩展及延伸性
不需对现有布线系统做什么改动，即可完成增加监控点和监控主机。
●兼容性
高清传输器不限定前端百万高清网络摄像机的品牌与厂家，可以兼容市场上主流的IP产品。
●美观性
同轴电缆传输器体积小，可嵌入到网络摄像机内部或放置在附近易隐蔽的区域，不影响原有网络摄像机的外观及室外的外观布局。
四、传输设计
（一）改造点位传输
改造摄像机点位利用既有同轴电缆和光纤进行视频传输,因马鞍山市市政公园（行政中心）办公大楼整体装修已经完毕，再重新去改造原先传输链路，会耗费大量人力、物力，并且可能会影响公职人员正常的办公和休息。
为此室内、电梯、2-4号楼以及6号楼147个监控点位，利用既有传输链路配合同轴电缆传输器+百万高清网络摄像机进行高清视频传输，不再另行改造。
其余摄像机点位传输链路进行改造，使用光纤进行高清视频数据传输。
（二）新建点位传输
鉴于以后的传输链路趋势向光缆迈进，为保证传输的稳定性和先进性，此次新建传输链路全部采用光纤，配合网络摄像机进行视频数据传输。
本次设计的200万百万高清网络摄像机带宽要求不小于4M。
五、存储方案设计
系统视频图像的存储采用集中存储的模式，在监控中心完成上传视频图像、备份存储相结合，所有监控点位按照35天录像存储设计，其中室内改造点位采用1280*720@25fps存储，室外改造和新建点位采用1920*1080@25fps存储并预留重要视频及报警信息的备份存储空间。
（一）存储设备选型要求
监控画质清晰
采用标准、专业海量存储设备存储监控录像，可根据实际业务需要任意设定图像存储格式，提高画质质量，实现高清晰的监控。
可选1080P、720P等多种不同清晰度监控画质，音频上可扩展支持必要的扩展G.711/G..723/G.729标准，确保实时监控画质、音质。
还原历史监控影像完全相同，并可支持高清，达到清清楚楚监控、事后取证准确、精准支撑决策的监控效果，真正实现监控系统部署的意义。
存储系统的性能
存储设备的控制性能、持续读写带宽必须需随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。
事后取证的保障
采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。
存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储集中管理设计，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。
存储系统采用企业级SATA硬盘，其安全性远高于普通监控硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。
硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。
录像影像资料的检索速度－业务效率和快捷
快速精准的检索
能够实现历史影像资料的基于指针数据库的检索，检索速度达到秒级，同时指针数据库考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源。
成熟标准的技术，开放兼容互通性
存储系统采用标准化协议，保证系统兼容性。
可管理性
采用统一监控模式，可统一监控整个监控系统中的数十台，乃至数百台的存储设备的运行状态，能够实现集中管理。
经济性和投资保护
方案设计应具有前瞻性，在可预见的未来的设备改造中，要保证现有系统能最大程度的被继续使用，使目前的投资未来也能发挥较大的作用；
方案设计能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运行，提供高效能和高效益。
尽可能保留并延长已有系统的投资，减少以往在资本与技术投入方面的浪费。
数据管理性
系统设备必须采用智能化、可管理的设备，最终能够实现监控、监测整个备份系统的运行状况。
通过先进的管理策略、管理工具提高设备的运行性能、可靠性，从而简化维护工作。
易用性
系统能够方便地进行系统检测、监控、日常维护等方面的管理,具有良好的客户界面。
设备采用直存直取的技术，无需存储服务器等设备控制录像存储，存储视频、回放录像不受平台软件控制，可单独使用，在综合监控管理平台出现故障时，也能方便调取录像
可靠性
整套系统采用多重冗余技术，硬盘数据支持RAID0、1、5,单盘故障不影响整体数据安全性，充分保证了用户对存储设备高可靠性的要求。
（二）存储系统方案设计
马鞍山市市政公园（行政中心）视频监控改造项目存储分为两部分。
第一部分为百万高清网络摄像机：
图像分辨率为1280×720（720P）
按保存35天设计，以174路计算：
每路摄像头以1280×720格式4Mbps的单路视频图像码流，视频图像分辨率为1280×720PAL25幀,共需存储空间为
4Mbps*3600S*24h*35d*174/8b=250T
第二部分为200万像素网络高清摄像机：
图像分辨率为1920X1080（1080P）
按保存35天设计，以19路计算：
每路摄像头以1920×1080格式6Mbps的单路视频图像码流，视频图像分辨率为1920×1080PAL25幀,共需存储空间为
6Mbps*3600S*24h*35d*19/8b=41T
综上所述此次视频监控改造项目共需存储空间为250+41T=291T
另考虑报警联动图像抓拍，联动录像等，并有足够的备用空间，因此配置108块4T企业级硬盘。
9台网络硬盘录像机采用平台软件进行集中管理，满足统一调度使用的需求。
六、显示方案设计
（一）设计概述
根据此次高清改造项目需求，鉴于现场实际情况，将显示设备全部更换成高清液晶显示设备，其中原先使用的4台液晶电视机器更换成2*2的46寸专业超窄边液晶拼接屏，两边的25寸CRT监视器更换成32寸工业级高清液晶监视器，并且电视墙框架等部分也需改造。
（二）设计思想
●经济性：
总体拥有成本低、长寿命、低维护成本
●稳定性：
嵌入式架构，不受外部因素影响
●显示效果：
高解析度、层次丰富、色彩艳丽
●认知度：
大屏幕拼接广泛应用于各个领域，认知程度高，更易于操作使用
●节能环保：
功耗低，设备寿命长，所有器件均不含铅汞等有害物，全金属外壳，完全无辐射
●可靠性：
各项专业认证及严格的厂内测试保证了设备的稳定可靠，系统设计充分考虑了兼容性及冗余功能
本
（四）系统拓扑图
本大屏幕显示墙由一套2（行）×2（列）46″（LED）专业超窄边液晶拼接屏（LED）和左右各6块液晶监视器组成。
系统拓扑示意图
（五）功能要求
（1）实现模拟视频、计算机信号、高清数字信号、网络流媒体信号的单屏、漫游、局部全屏、整屏拼接功能。
（2）施工中只需连接一根网线，即可在大屏幕上显示高清网络视频流信号，解决复杂布线和重复解码导致信号质量衰减的问题。
（3）控制核心采用嵌入式设备，稳定安全，有效规避大屏幕操作过程中常见的Windows操作系统中毒以及系统崩溃引起的不可控问题。
（4）联网情况下，可以多人同时操作大屏幕。
（5）协议开放，大屏幕控制软件可以集成到安防平台软件，配合安防摇杆键盘更加方便。
（6）可以对矩阵、音频，窗帘、灯光等外部设备进行控制。
（7）支持PAD等平板电脑无线控制功能。
（六）控制软件功能要求
软件需具备多区块控制功能、信号组屏功能、云台控制功能、串口服务器扩展功能、报警功能、定时开关机功能、多用户协作功能、背光调节功能、用户权限管理功能、支持无线手持设备，并且用户无需安装客户端程序，可直接WEB访问。
七、综合监控平台设计
此次改造项目使用百万同轴电缆传输器+百万高清网络摄像机、200万百万高清网络摄像机、网络硬盘录像机、数字矩阵、液晶拼接屏等监控设备，为保证系统整体使用的便利性，需要一套监控平台软件将所有监控设备进行统一管理。
平台实现以下功能：
用户管理、设备管理、组织管理、录像管理、报警设置、系统设置、日志管理、实时监视、云台控制、录像回放、报警通知、视频上墙、语音对讲、电子地图。
八、马鞍山市市政公园（行政中心）安全防范系统设备预算清单
马鞍山市市政公园安防监控系统设备清单
注：
网络摄像机、视频综合平台与NVR必需通过公安部GB/T28181-2011标准检测，中标后需承诺免费深度开放系统接口，以方便系统后期扩容和与其它平台做对接。
序号
名称
技术指标及参数
数量
单位
安装位置
a:
前端摄像设备
a1
电梯摄像机
100万，1/3"sonyCCD.图像尺寸:
1280×720.调焦镜头3.6mm.信噪比:
48db.IP66.支持PoE供电.
16
台
a2
红外高清枪式摄像机
100万，1/3"逐行扫描CMOS/60Hz:
30fps图像尺寸:
1280×720.调焦镜头2.8-12mm.数字宽动态.3D数字降噪.IP66防水.红外照射50米.支持PoE供电.含安装支架
7
台
a3
百万像素高清红外半球摄像机
100万，1/3"逐行扫描CMOS/60Hz:
30fps图像尺寸:
1280×720.调焦镜头2.8-12mm.动态范围:
120dB.背光补偿.强光抑制.红外照射20米.支持PoE供电.
114
台
a4
红外智能高清高速球
1/3"CMOS100万.图像尺寸1280×720.照度黑白：
0.005Lux.3D降噪.信噪比:
50dB.焦距4.7-94mm,20倍光学.水平范围360°连续旋转速度：
0.1°-160°/s,
升级会员 