视频及大屏幕方案.docx
《视频及大屏幕方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《视频及大屏幕方案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
视频及大屏幕方案
前言
随着我国煤矿企业制度的普及和深化发展，煤矿企业的安全化建设不断深入，各煤矿企业特别是大中型煤矿企业都加快了安全生产信息网络平台的建设；煤矿企业正逐步转向利用防爆摄像机和计算机集中处理井下开采、安全性操作。
加速煤矿企业信息化建设，提高生产和管理效率，是每一个煤矿企业面临的问题。
开发煤矿综合信息管理系统，使煤矿企业的信息化进程实质性的跨上一个新台阶。
我公司在安防行业方面有着非常丰富的设计、施工和服务经验，是省内具有壹级安防资质的知名企业之一，而且在全省各地也有许多成功的工程案例，许多系统多年来一直都运行良好，受到客户一致好评。
我公司根据苍上煤矿的要求，做出针对性的方案设计，从设备选型到安装施工、售后服务都能保证达到系统功能的技术要求和用户的使用要求。
第一章工业电视监控系统
一、系统概述
（一）系统设计背景
随着国民经济的快速增长，对煤炭的需求量也不断攀升，煤矿企业的生产负荷比较重，同时煤矿井下作业过程比较复杂，环境恶劣；易造成事故多发，严重影响员工的人身安全和企业生产，并产生极其恶劣的社会影响。
煤矿地面、井下视频监控系统的实施，对安全生产、调度指挥、科学决策提供了直观、可靠的监测和预警手段。
当前一些煤矿使用的视频监控系统都是早期的模拟监控，性能和稳定性不高。
现在随着网络技术和计算机技术的发展，基于TCP/IP协议的IP网的应用得到广泛普及。
高速宽带主干网的建成和各地区高速接入系统的迅速发展，促进了基于IP技术的各种视频通信应用和网络远程视频监控系统的发展。
在煤矿安全监控系统中引入现代远程网络视频监控系统也就成为必然。
视频监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。
它可以通过遥控摄象机及其辅助设备直接观看作业现场的一切情况；可以把作业场所的图像内容、声音内容实时传送到监控中心，使中心调度人员对现场情况一目了然，监测整个作业过程是否规范，及时避免安全隐患的发生。
多媒体技术以及计算机图像文件处理压缩技术的发展，使监控的范围无限化，即有网络的地方就可以实现远程监控，用户无论在控制室，办公室、或出差国内外都可以通过网络浏览、控制图像。
视频监控系统的信号传输有三种方式：
电缆传输、光纤传输和网络传输。
由于井下条件有所限制，图像数据信息利用电缆传输时，在传输距离、信息容量、抗电磁干扰及可靠性方面都存在许多不足。
特别在远距离传输视频信号时，由于频带宽，电磁干扰严重，用普通的电缆不可能无畸变地远距离传输，影响视频信号质量，造成图象的模糊不清。
根据苍上煤矿实际情况，井下采用防爆网络摄像仪传输数字图像信号。
井下地面监控点和井上地面部分均接入到监控中心。
在监控中心设置视频监控操作站，对整个系统进行管理和控制。
其他用户和领导可以在办公室，可以直接调用所需镜头的图像。
（二）数字监控系统的优越性
Ø效率高：
系统可以长时间连续运转，更充分的利用现代网络技术，实现信息共享，提高管理水平和工作效率，节省了大量的人力物力。
Ø可靠性高：
信息采集和处理,以及数据的传输,设备的控制,全部由系统实现,减少了过去人为造成的过失。
Ø便于记录：
系统可以把摄像机摄得的图像信号用专用存储设备进行长时间连续记录，以供日后查对。
集成化管理：
系统可以通过软件或硬件方式与智能化管理的其它部分集成在一起，实现遥测遥控等智能化的功能。
（三）煤矿数字视频监控系统特点：
1）、建立适合于煤矿安全生产的数字图像技术、数据传输信道，解决了电缆传输所带来的电磁干扰严重、误码率高等问题。
2）、地域和范围限制较少，网络可以覆盖的地方，就可以随时扩展监控点。
3）、光缆在井下重量轻、损耗低、耐水火、抗拉强度好，特别适合煤矿比较复杂的地质环境条件。
4）、井下设备有防爆产品合格证和MA安全标志证书。
5）、光纤网络传输井下视频信号，图像清晰效果好，扩展性强、易维护。
7）、实现了视频监控系统的网络传输，达到了图像资源共享。
8）、接口兼容、界面友好、易于使用和扩展。
9）、切换控制灵活，操作方便可靠
10）、录像存储容量大，查找方便。
二、用户需求分析
1、总体需求
1）通过网络实现远程视频图像实时浏览；
2）通过图像监控结合远程和本地人员操作经验的优势，避免误操作。
3）通过图像监控报警联动功能，起到对突发事件及时预警和及时处理的作用。
4）配合其他系统的工作。
2、主要需求规范
系统配置：
系统采用工业级监控设备和专业应用软件组成，可实现无许可限制、多通道同时实时录像；可进行远程设置及维护；
监控中心可对其授权范围内的所有监控点实施远程监视和远程控制；
图像要求
图像分辨率FULLD1；
单路图像25帧/秒；
每个浏览终端可同时显示多路不同视频图像；
图像可缩放；
对单路、多路图像清晰度、色调饱和度、对比度、分辨率等设置连续可调，每一路图像单独调整清晰度、灰度等级、色彩饱和度、分辨率等。
交互功能：
实现监控现场图像任意调控；对云台任意控制；可选择语音双向通话；
电子地图多级嵌套功能：
实现不同的区域进行多幅地图的配置，达到分群清晰化；
接口兼容性：
提供了闭路电视报警系统所需的各种控制接口；
系统功能设置简便，易于操作，建立图形化界面；
视音频监控信号存储：
系统能够对全部监控点视（音）频监控信号实施全程实时视（音）频存储；
可实现录像历史资料任意搜索、随时调看，方式灵活，可连续录象、动态录象、手动录象、报警录象；
监控画面可自由切换或轮训浏览；
具有视频布防、移动侦测、报警功能；
多媒体（视、音频、文字信息）联动告警，并实时纪录；
报警联动、手动视（音）频实时录像，并进行图像打印；
监控权限设置，可分配优先级；
监视画面字符叠加，以便搜索；
监控系统采用模块化结构，具有系统扩容、系统升级和自诊断功能；
三、设计规范及原则
1、设计规范
根据项目建设的要求、国家有关法规的要求，提出了我们的综合解决方案。
本设计方案具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。
为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。
系统设计主要依据
1）、《煤矿安全规程》和《煤矿设计规范》
2）、《智能调度室装备规范》
3）、GBJ115-87《工业电视系统工程设计规范》
4）、MT《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》
5）、《爆炸性环境用防爆电气通用设备要求》
6）、《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》GB3836.4-83
7）、《工业标准及国家商务建筑布线标准》
8）、XT005—95（暂行规定）中有关集中监控的内容；
9）、《通信电源、机房空调集中监控管理（系统暂行）》；
10）、《电气装置安装施工及验收规范GBJ232—82》；
11）、《30MHz～1GHz声音和电视信号的电缆分配系统BG6510—85》；
12）、《通信网技术标准汇编GB84》[1989.10]；
13）、《工业安装工程质量检验评定统一标准GB50252—94》[1994.12]。
14）、《工业企业通信设计规范》；
15）、《安全防范工程程序与要求》GA/T75—1994；
16）、《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—1994；
17）、《安全防范施工费用概预算编制办法》GA/T70—94；
18）、《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16—1992；
19）、《民用闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198—1994；
20）、《有线电视广播系统技术规范》GY/T106—1999；
21）、《有线电视系统工程技术规范》GB50200—1994；
22）、《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）
2、设计原则
标准化
网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。
本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。
先进性
采用国际先进的MPEG-2、MPEG-4图象压缩处理技术，图象清晰，画面质量高，实时性强。
灵活性
系统采用的软件包括：
服务器端软件和客户端软件。
多种图象浏览方式，包括单画面、四画面、九画面等多种浏览方式；
可以根据用户每个监控点的需求调节图象质量、帧数、分辨率等；
可扩展性
由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备和升级软件，不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。
可用性和可靠性
我们的方案在充分考虑用户实际情况的基础上，选用防爆网络摄像仪作为井下视频传输设备，采用了嵌入式的操作系统，减少了其他因素造成故障的可能性。
系统距离远，抗干扰能力强；
易用性
软件使用界面良好，所有软件模块均采用统一操作界面，方便用户，用户安装相应软件（UE2.0）后就可进行实现监控，完全智能控制，不用单独设置。
开放式结构
软件可以与第三方系统相融合，可以读取第三方系统的相关数据，也可以为第三方系统提供其需要的相关数据，提供SDK（二次开发包），具有开放式结构。
四、数字化网络视频监控系统特性：
1、网络化结构-“一线多能”
网络化的好处是视频、音频、数据可以在一条网络线缆内同时传输，解决了传统布线一种线电缆仅仅能够传输一种信号的问题。
防爆摄像仪使用了先进视频压缩技术将模拟视频信号直接转换为标准的IP包，通过TCP/IP网络传输数字视频，不再需要经过传统的布线，如光纤、同轴电缆等等。
这个结构可以利用系统已经具备的LAN布线系统极其方便的传输视频信号。
打破了传统布线的点对点方式，有效地节省用户的前期投资以及后期的线路维护工作投资。
即使是需要新敷设线路，其链路所需要的线缆量以及线缆敷设、维护的工作量也较模拟系统小得多。
2、网络化结构-方便日后扩展
网络化结构使得日后系统的扩展工作变得极其容易。
我们仅仅需要找到一个信息点（网络接入点）就可以，不必再敷设任何的电缆。
3、嵌入式操作系统-免维护
使用嵌入式操作系统，系统的稳定性能、安全性能极高。
通过网络，用户可以方便的进行远程的管理以及固件的更新和配置。
4、分布式结构-系统更加安全
由于每一个设备均以分散的方式安装于远端的摄像机端，即使单个设备发生了故障也仅仅是影响到这个设备，而不至于影响到整个系统。
传统的DVR系统实际上还是一个集中控制系统。
所有的摄像机信号必须连接到DVR主机。
一旦DVR主机失效，整个系统就会崩溃。
见下图。
所以我们说分布式网络化数字视频系统的这些特点是传统的DVR（数字录像机系统）所无法达到的。
5、分布式存储-系统更加灵活
UE2.0基于C/S（浏览器/服务器）结构，这种结构提供多服务器服务，允许客户根据实际需要灵活的配置存储和管理服务器。
存储服务器可以在管理服务器的管理下任意的分配和切换需要存储的摄像机图像。
我们可以理解为存储服务器与摄像机的关系是“软性”关系。
这一点与DVR完全不同。
DVR所能够存储的摄像机图像仅仅是通过物理方式连接过来的图像，不能够试图连接其它摄像机。
所以，UE2.0可以为系统提供更多的灵活性。
6、分布式存储、分布式观看-更加方便使用
UE2.0的客户端可以分散在监控中心LAN的任何地点，数量没有限制。
假如不对客户端的权限进行限制的话，那么每一个客户端都可以观看所有网络上的图像。
这一点是DVR系统目前的技术所不能够达到的。
目前的DVR系统同时可登陆的用户数量不会超过5个，在多于这个数量级时，系统的速度会明显下降，表现的现象为：
图像刷新速度下降、丢帧。
但UE2.0的C/S结构以及多服务器结构却能有效的解决这个问题。
7、系统独特的兼容性
本系统接口兼容性好,界面友好,能够很好的配合其他子系统进行工作,易于使用和扩展；
五、系统结构
1、系统构成
闭路电视监控系统依结构可分为：
摄像、传输、控制和显示记录四部分。
各部分之间关系如下图所示。
摄像部分：
是安装在现场的，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。
它的任务是对被摄体进行摄像，并把摄得的光信号转换成电信号。
传输部分：
把现场摄像机发出的电信号传送到控制室，它一般包括线缆、线路驱动设备等。
显示与记录部分：
把现场传来的电信号转换成图像在监视设备上显示，并且可以把图像用录像机保存下来；所以，它主要包括监视器、硬盘录像机等设备。
控制部分：
负责所有设备的控制与图像信号的处理。
在输入与输出之间加上视频切换设备（视频矩阵），负责视频信号的切换。
设备组成：
（1）前端设备主要有：
摄像机、镜头、防护罩、解码器等。
（2）传输设备有：
视频传输电缆、控制传输线、接线箱等。
（3）显示记录设备有：
监视器、硬盘录像机和打印机等。
（4）控制设备主要有：
视频矩阵控制器、主控计算机、控制软件包等
2、系统构成原理
闭路电视监控系统分别由前端系统、传输系统、控制系统、显示系统四个部分构成,还具有对图像信号的分配切换、存储、处理、还原等功能。
其原理如以下系统图：
（1）模拟闭路电视监控系统原理图
（2）数字闭路电视监控系统原理图
3、调度中心
所有的网络视频信号经网络视频解码器后接入现有的大屏和调度指挥显示使用。
在总控中心设置2台工控机，负责管理所有网络视频服务器，磁盘阵列则负责存储所有的视频图象数据，网络上授权的的用户可以通过网络远程调用所需要的图像，并可以观看录像资料。
关键用户配置客户端软件,一般用户可直接通过web方式进行图像操作，客户端计算机可同时显示1/4/9／16个画面，如果需要在其它办公室调看图像，用户可任意增加，这样的配置能很好地提高监视的效率并有利于管理人员的操作，如图所示：
六、摄像机点位分布
根据苍上煤矿的点位分布图及表，结合实际情况，由具体情况如下表：
地面、井下监控点配置表
序号
设置地点
防护罩
备注
1
主、副斜井井口各一个
防尘防护罩
2
矿主、副斜井井底车场各两个灯房
防爆防护罩
3
澡堂四个
防尘防护罩
4
家属区三个
防尘防护罩
5
大门口到调度室三个
防尘防护罩
6
煤场两个
防尘防护罩
7
大门口到火药库路上三个
防尘防护罩
8
磅房四个
防尘防护罩
七、系统功能
1、网络化图像传输
在煤矿的内部专网，任意一个授权用户都可以通过WEB端浏览器的方式观看来自现场摄像机采集到的实时图像。
每一个授权用户可以观看的图像在数量理论上没有限制。
只需通过WEB端用户登录，即可看到想要看到的前端任一一路摄像机所采集到的图象；
系统具备完善的用户管理、设备管理、操作使用权限等管理功能，管理员可以通过系统管理软件对服务器进行远程设置;
2、多存储服务器图像记录
图像记录在Archiver（存储服务器）端，采用SCSI接口硬盘记录图像，分散在网络内。
图像的存储是灵活的、分布式结构。
这一点对于要求长时间、大容量记录场所至关重要，录像方式灵活，可连续录像、动态录像、手动录像、报警录像；
3、电子地图多级嵌套
客户端软件具有电子地图显示功能，可根据不同区域进行多幅地图的配置，达到分群清晰，使在不同区域的用户操作起来更为简单、快捷；
4、图像回放
网络内的任意授权用户可以通过Archiver（存储服务器）回放其授权范围内的图像。
图像回放使用专用浏览器进行回放。
5、图象监视
网络内部的操作员通过显示器以及模拟监视器可以观察所有摄像机的图像。
系统服务器自动进行管理，包括设备在线检测、连接管理、自我诊断、网络诊断等；
6、虚拟矩阵
系统支持软件方式完成的“虚拟矩阵”（VirtualMatrix）功能。
矩阵控制功能，提供了矩阵切换、云台、报警、轮询等，支持通过HLSOR系统解码器将来自远端的网络视频信号或录像资料还原为模拟视频信号，利用模拟监视器（大屏幕电视墙）来显示所有的远端摄像机的画面或需要回放的重要录像资料。
支持使用软件代替模拟硬件矩阵，完成图像的矩阵切换功能。
7、图像输出
支持各种格式的图像、图片输出。
图像可以制作为光盘，使用标准的播放软件播放。
8、图像远程传输
如网络已经连接到公网（局管理网），那么公网内部任意授权合法用户均可以登录到UE2.0服务器，通过服务器远程观看现场图像（授权范围内）、历史记录图像。
9、多种显示方式
多种显示方式
1\4\7\9\10\13\16等多种显示方式及友好的人机界面。
16画面显示
客户端显示界面
七、软件描述
UE2.0系统平台管理软件
整套管理系统采用驱动和对象组件模型的方式，结合SQLServer数据库，集传统模拟与现代数字视频技术为一体，建起最新一代视频网络管理平台，是数/模混和的综合视频监控平台。
视频网络管理系统具有传统模拟视频监控系统的所有管理和控制功能，并融合了最新的数字化、网络化等先进技术，采用集中式的管理模式将传统的模拟视频监控系统和最新的数字视频技术通过网络完美的结合，支持多种产品互联互通，具有良好的兼容性。
基于TCP/IP网络的数字化和网络化的视频监控管理系统。
它具有传统模拟视频监控系统的所有管理和控制功能，并融合了最新的数字化、网络化、嵌入式等先进技术，将传统的模拟视频监控系统和数字化、网络化视频技术通过网络技术的完美结合，开创了视频监控系统数字化、网络化的新时代。
不同于简单的视频网络传输系统，严格地遵循闭路电视监控系统的行业规范和特点进行设计和研发，继承模拟视频监控系统分布式集中管理的控制模式，为网络时代的视频监控系统提供实现网络化和数字化的通用解决方案，可以满足各种复杂应用需求。
1．多级管理服务器机制，更加适合综合视频监控管理系统的需要。
2．方便地进行系统联网扩展，不存在系统联网规模的限制。
可以很方便地将模拟视频监控系统与网络视频监控系统充分融合，从而使模拟系统具备了网络连接和扩展能力，有效地保护用户整体投资。
3．采用了与设备无关的设计思想，可以支持不同厂家的模拟设备。
可以将传统的模拟视频监控系统通过TCP/IP网络连接组网，将目前各个相对独立的（甚至是不同品牌）模拟闭路电视监控系统联网构建成网络视频监控系统，实现互联互通互控。
4．将模拟视频和数字视频集成在一个统一的平台上进行管理和控制，提供闭路电视监控系统的数字化、网络化系统解决方案。
5．有效地管理并控制数字视频编解码设备；在网络间构成多点对多点的数字视频网络切换系统，为不同带宽的用户提供切实可行的数字视频解决方案。
6．将MEPG2、MEPG4等多种编、解码压缩方式同时存在于系统中，并且由统一的管理平台进行管理，满足系统用户对不同图像质量的要求，即：
系统可根据网络带宽条件选择MPEG2或者MPEG4压缩算法，也可根据用户对图像质量的要求选择MEPG2或者MPEG4压缩算法，以获取最优性价比。
7．系统可以根据每个节点的网络情况选择不同的网络通讯协议：
UDP、RTP、HTTP、RTSP，系统可选择单播、多播、组播等方式，使得系统的网络资源和效率得到充分利用。
8．可以按照不同区域进行多幅地图的配置，即地图多级嵌套模式，达到分群清晰，便于管理。
9．同一个设备在不同用户上具有不同的权限，强调并体现了分群分管的重要性
10．配置方便，具有专门的编辑配置软件，系统具有用户分组、设备分群等功能，方便用户进行系统配置
11．可采用多方式（例如：
telnet、web、网管软件、串口等）对视频编解码器进行管理、配置。
功能概述
1．系统具备完善的用户管理、设备管理、操作使用权限等管理功能，系统管理员可以通过系统管理软件通过网络对服务器进行远程设置，一般的操作用户仅可以在视频终端上按照设定的权限进行操作
2．所有软件模块都采用WINDOWS操作界面，方便用户使用和操作
3．客户端软件具有电子地图显示，视频图象显示，报警显示，报警操作等功能，支持设备查询
4．客户端之间以及与网络管理终端之间能够有QQ功能，进行文字交流
5．可以按照不同区域进行多幅地图的配置，达到分群清晰，便于管理
6．系统服务器自动进行管理，包括设备在线检测、连接管理、自我诊断、网络诊断等
7．提供了闭路电视报警系统所需的各种控制接口
8．矩阵控制功能，提供了矩阵切换、云台、报警、轮询等，可以管理和控制目前市场上主流的前端设备：
模拟视频矩阵如MAXPRO、PHILIPS、AD等
前端云台如PELCO、SAMSUNG、PHILIPS等
9．多画面功能，一个客户端可以多画面观看
10.录像、抓拍功能，能够进行回放及显示
11.用户可通过IE浏览器直接防问网络视频监控系统，通过用户名、密码登录即可观看实时的图象；
系统构成
数字化网络视频系统是以网络视频编码器为核心，以四大软件功能模块为依托的数字化系统。
这五大功能模块为：
网络视频服务器、视频服务器网关、录象服务器、网络视频管理器和视频监控软件。
1.服务器端软件：
（包括网络视频服务器、视频服务器网关、网络视频管理器和录象服务器）
（1）网络视频服务器
该软件是负责对用户、地图等信息进行存储、管理，并向监控客户端软件实时发布用户及设备使用状态信息。
每台调度服务器应支持200用户同时使用，通过增设服务器数量增加支持用户数。
（2）视频服务器网关
该软件是负责对各台设备的信息进行存储、管理并向监控客户端软件实时发布用户及设备使用状态信息。
（3）录象服务器
该软件是负责对录象的存储空间、录象备份资料等进行存储、管理。
可以查看镜头的录象状态和回放状态，并实现录象文件资料的检索，对于检索到的录象文件可以实现备份功能。
可以调节录象文件间隔时长，当保存录象文件的磁盘空间不足时发出警报，当磁盘空间满后会自动覆盖早期的录象文件。
（4）网络视频管理器
该软件是系统管理人员对调度服务器进行管理的工具，负责用户、地图及其他设备信息的添加、修改、删除，同时具有对在线用户进行管理，响应用户请求等功能。
系统管理员可以在网络任意地方远程管理对设备配置和用户及权限进行设置和管理，可根据用户需求对用户权限进行临时提升（具有时间限制）、代切换（需客户与管理员对话）以及封用户、IP等功能。
日志管理：
调度服务器应对系统运行的情况及用户情况进行详细记录，并可通过管理控制软件调阅。
电子地图管理：
负责完成电子地图添加、修改、删除，并负责配置电子地图镜头位置及其他信息的配置工作，镜头的添加方式应简便易于操作。
用户管理：
用户的添加、修改、删除均由管理员完成，用户级别可分为1-99级，最高级为1级（系统管理员）。
设备使用级别应分为可看可控、可看不可控、不可看不可控三种。
系统管理员可根据用户需求分配不同的地图、编码器、解码器、镜头以不同的级别和权限。
设备管理：
负责完成视频矩阵、编码器、解码器、镜头等设备配置信息的添加、修改和删除。
设备配置信息中应设置多个关键字，可以让管理者方便的了解该设备所属单位、与那张地图关联及其他设备间的关联关系，能够方便的进行排序和检索。
报警管理：
当镜头移动或丢失时可以产生对应的事件联动（如DO事件的触发、录象、弹出窗口、跳到预置位、跳到辅助位、解码器），同时支持DI报警，支持任何报警服务器。
录象计划管理：
可以计划定时录象。
可以调节录象开始和结束的时间、录象的日期、录象文件保留的天数、保存的录象的图象质量。
矩阵管理：
可以添加LC矩阵、Pelco矩阵、DSN3000、Max1000矩阵、AD矩阵、GE矩阵。
2.客户端软件：
（视频监控系统）
（1）视频监控软件
该软件是用户通过计算机进行视频监控时使用的客户端软件，软件具有以下基本功能：
用户登录功能：
用户使用系统前必须进行用户登录，调度服务器将根据用户的权限分配给其可以调看的电子地图、编码器等状态信息。
同一用户名不能在系统中重复登录。
用户登
升级会员 