东方中学网络监控系统解决方案.docx

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东方中学网络监控系统解决方案

兰州交通大学东方中学

网络视频监控系统

解

决

方

案

中国移动通信集团甘肃有限公司兰州分公司

二○一一年十月

第一章技术文件-1-

一、概述-2-

二、网络视频监控技术特点-2-

三、项目概况与需求分析-4-

1.项目概况-4-

2.需求分析-4-

四、系统解决方案设计-5-

1.系统设计依据-5-

2.系统设计原则-5-

3.组网拓扑图及组网说明-7-

4.具体点位分布及数量-9-

5.传输系统-13-

五、建设模式-16-

1.在原有系统上进行改造-16-

2.利用甘肃移动统一视频监控平台（千里眼平台）-16-

六、系统供电、防雷、接地及布线方案-17-

1.供电-17-

2.接地-17-

3.布线-17-

第一章技术文件

1、

概述

随着我国教育事业的发展，学校的规模不断扩大，学生高密度集中，校区开放程度和后勤服务社会化程度越来越高。

加上学生自我保护意识差，存在极大安全隐患。

如何处理各校区安全保卫工作和突发性、群体性事件，减少校园暴力,对学校进行有效的安全防护成为百姓关注的重点。

一直以来，学校不断在人防和物防方面加大投入，如增加保安，加高围墙，在学生宿舍的窗户上安装钢筋护栏等。

这些措施产生了一定的效果，但也存在一些弊端，如保安带来持续的支出，宿舍安装钢筋护栏不符合消防要求。

其实在技术上，建立技术防范报警监控系统，在校区的重点部位、人群集中聚集场所安装监控点，实行人防、技防、物防结合的防控体系，可以增强安全系数，减少日常投入，把治安案件控制在最低限度。

随着近年来校园暴力事件和突发事故的增加，传统的人力巡查已不能满足校园安全管理的需求，越来越多的学校开始考虑通过校园网络视频监控系统的实施来建设平安校园。

根据校方要求，兰州交通大学东方中学校园由移动公司投资建设一套校园网络视频监控系统，利用现有的校园网络，以最简单的方式提供高速图像传送，在监控室完成对行政楼、教学楼、综合楼及周边环境等实时监控，提高校园安保工作效率。

2、网络视频监控技术特点

网络视频监控技术为当前最新的监控技术，它基于TCP/IP通信网，集中了多媒体技术、数字图像处理及远程网络传输等最新技术，可以提供清晰流畅的视频监控图像效果。

相对传统的模拟监控和DVR方式的监控，网络视频监控具备无可比拟的优势，主要体现在以下几个方面：

1、网络化监控：

通过IP网络真正做到任何时间、从任何地点、对任何现场进行实时监控；可充分利于IP网络的优势，实现大规模、大范围、全方位监控；

2、网络化存储：

系统可以实现本地、远程的录像存储及录像查询和回放；

3、高可靠性、安全性：

系统采用的视频编码器、网络摄像机、视频解码器、监控平台均嵌入式系统设计，具备极高的稳定性、可靠性，无需专人管理，利用构建无人值守的监控系统；

3、优异的图像质量：

系统采用先进的MPEG-4/H.264等视频编码算法，可实现清晰流畅的图像效果，实时性好；

4、操作管理简单：

系统具备良好的用户界面，采用C/S或B/S架构，操作使用非常简单；

5、业务功能强大：

系统为用户提供了灵活的监控画面选择,电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；

6、系统信息安全性高：

充分利用防火墙/VPN、加密、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；

7、有效利用带宽：

监控视频流可随时调整，具备带宽自适应能力，可充分利用通信网络，根据网络带宽视频流可自动调节，系统可以在现有的任何网络中完成各种监控功能；

8、设备的分级、分组管理：

强大的分级、分组功能可将摄像机、视频编码器、报警设备等前端设备根据监控地点和管理需要编成不同区域和工作组，区域可以分级（分层）。

每个工作组可分配数个前端设备，同一个前端设备可同时分配在不同的工作组中；

9、用户的分级、分组管理：

根据管理需要可将用户划分成不同级别，最上层是超级管理员。

不同级别的管理员被赋予不同的权限。

管理员可以创建用户，分配初始密码，也可以将用户划分为用户组进行管理。

系统将控制权限分为多个等级，可根据需要灵活地分配给相应的用户和用户组；

10、可扩展性：

增加网络摄像机、视频编码器和分监控中心非常简单，能够持续平滑升级和扩展，降低对系统的整体投资成本，和其他管理控制兼容。

3、项目概况与需求分析

1.项目概况

兰州交通大学东方中学校园内及行政楼、教学楼、综合楼、学生活动区域内需要安装视频监控摄像机，对各个监控点实施二十四小时不间断监控，同时对监控图像进行存储，以备日后调用。

整套系统要求基于现有局域网络建设。

要求系统建成后能够实现网络可达即可观看、能够方便地进行摄像机控制、简单的管理。

要求能够对监控图像进行最少一个月的存储，录像文件能够方便的调用、播放、导出。

2.需求分析

我们经过现场勘查和深入分析，得出兰州交通大学东方中学校园监控具体需求如下：

校园内各个学生活动场所比较密集的区域内新建一套网络视频监控系统，对主要通道等进行全天候24小时实时监控；

行政楼、教学楼、综合楼等内部新建一套网络视频监控系统，对主要出入口及走廊内进行全天候实时监控；

系统建成后校园内利用校园网络应能够同时实现清晰流畅的监控各路图像，能够方便地调用任意的监控图像；

系统提供良好的操作管理界面，能够方便地管理和操作；

系统应能够长期稳定可靠地运行，故障率低、安装维护方便；

系统设备应具备良好的性价比；

针对以上需求，结合我公司网络监控系统产品特色，我们设计了网络视频监控系统解决方案。

4、

系统解决方案设计

1.系统设计依据

GA/T75-94安全防范工程程序与要求

GBJ303-88建筑电气安装工程质量检验评定标准

GA/T514-2004交通电视监控系统工程验收规范

GA/T70-2004安全防范工程费用概预算编制办法

GB50348－2004安全防范工程技术规范

GB14050-93系统接地的形式及安全技术要求

GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范

GB50198-94彩色电视图像质量主观评价方法

GB50198-94民用闭路监控电视系统工程技术规范

GA308-2001安全防范系统验收规则

2.系统设计原则

本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。

并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。

本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。

其具有以下原则：

2.1先进性与适用性

采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。

设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。

系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。

该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。

2.2经济性与实用性

在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。

采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。

充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。

2.3可靠性与安全性

系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。

在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

2.4开放性

以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。

2.5可扩充性

系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。

同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

3.

组网拓扑图及组网说明

组网说明

监控中心

监控中心放置在原有监控中心综合楼6楼。

监控前端

在监控点配置监控摄像机等设备。

监控摄像机可实现监控现场24小时不间断图像采集，可把前端及周边图像实时送到分控点（每栋楼内管理值班室）。

视频编码器可实现图像采集、D1格式图像编码、本地录像等功能，编码器具备报警信号输入、输出接口，提供音频输入和音频输出接口，可实现双向音频功能。

窗口调用客户端

浏览

客户端为一套软件，安装在普通PC上即可浏览监控图像，并进行操作。

领导和授权用户可随时通过浏览客户端浏览监控图像，真正做到随时、随地监控。

Ø基于C/S架构，提供全中文的操作管理界面；

Ø支持多级用户权限和密码认证；

Ø具备监控画面浏览功能，能够实现1、4、9、16、25、36画面方式浏览，同时支持N+1方式画面浏览；

Ø具备CPU资源监测功能，当浏览图像路数超出CPU负荷时能够给出个性化提示；

Ø支持单画画或多画面轮询显示，支持轮询方案的预定义，方便调用；

Ø支持图像抓拍，提供图像抓拍个性设置；

Ø支持录像功能，能够设置录像方式；支持录像查询和录像回放，支持录像批量下载和批量删除；

Ø具备模拟电视墙功能，能够方便的对电视墙进行控制，支持定义电视墙方案，方便调用。

Ø具备双向音频对讲的控制界面，能够方便地与前端监控点进行对话，支持回声抵消；

Ø具备PTZ控制界面、能够方便的进行摄像机控制；

Ø支持摄像机预置位设置和预职位回调，可支持256个预置位设置；

Ø支持自动巡航设置；

Ø具备自定义按钮，CU界面增加摄像机的自定义透明数据控制按钮，并且预先集成Pelco-D,Pelco-P协议，用户可以灵活自定义协议；

Ø支持对前端编码器或解码器进行参数设置；

Ø支持矩阵接入设置，能够方便地设置矩阵接入，并对矩阵切换进行控制；

Ø能够方便地进行报警联动设置、发生报警时能够发出图像、文字、声音报警等报警信号；

Ø支持电子地图功能，支持在电子地图上定位监控点位，前端报警时，能够在地图上明显显示，点击报警点能够查看报警现场图像并进行PTZ控制；

Ø支持定义不用的用户权限，能够为不同的用户分配不同的管理权限；

Ø树型显示设备列表，支持设备分组显示；

Ø支持NAT穿越和Socks5代理接入；

Ø支持报警联动设置，能够方便地设置移动侦测或开关量报警的布防或撤防；

Ø支持拖动设备图标实现实时监控或双击设备实现监控；

1.具体点位分布及数量

行政楼地下车库共计6个固定摄像点位；

行政楼、教学楼、综合楼一楼共计7个固定摄像点位；

行政楼、教学楼、综合楼二楼共计8个固定摄像点位，4个快球点位；

行政楼、教学楼、综合楼三楼共计7个固定摄像点位，2个快球点位；

行政楼、教学楼、综合楼四楼共计4个固定摄像点位，1个快球点位；

行政楼、教学楼、综合楼五楼共计7个固定摄像点位，1个快球点位；

行政楼、教学楼、综合楼六楼共计4个固定摄像点位，1个快球点位；

行政楼地下车库摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼一层摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼二层摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼三层摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼四层摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼五层摄像机安装平面布局图

行政楼、教学楼、综合楼六层摄像机安装平面布局图

全部共计9个快球型摄像点位，43个固定摄像点位，共52个摄像点。

2.传输系统

传输系统包括模拟传输系统和数字传输网络。

前者指各监控点的摄像机与网络硬盘录像机之间的互联，由于IP监控的兴起，这部分的问题往往容易被忽视；后者指“网络硬盘录像机——路由交换设备——监控中心”途径IP网络的传输过程。

本着提升监控系统水平的原则，以客观的角度阐述监控系统对传输系统的要求，以帮助用户充分利用现有设备、节约投资。

2.1模拟传输系统

模拟传输系统一般包括：

模拟视频传输、模拟音频传输、控制信号传输、报警信号传输等。

首先值得用户注意的是线缆的选取和购买，从做工上考究，建议尽量选择知名厂商的产品，因为线缆自身优劣将严重影响到图像质量、控制信号等等。

视频线缆和音频线缆主要采用实心聚乙烯绝缘射频同轴电缆，型号为SYV-75-5,特性阻抗为75欧姆±3欧姆。

控制线缆主要采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆，型号为RVVP-2*0.5，两芯绞合成缆。

电源线缆也采用铜芯聚氯乙烯绝缘屏蔽聚氯乙烯护套软电缆，但横截面积为1mm2,型号为RVVP-2*1.0，两芯绞合成缆。

除了选择充分满足标准的线缆之外，施工必须符合GB50217-1994《电力工程电缆设计规范》的要求。

我们建议以下基本要求：

Ø线缆长度应满足距离要求，避免电缆的破裂接续，若必须接续时，采用焊接方式或者专用连接器。

Ø电源电缆和信号电缆应分开铺设。

Ø所有电缆应避开恶劣环境，如高温热源和化学腐蚀区等。

Ø所有电缆应远离高压线或大电流电缆，不易避开时应各自穿配金属管，并尽可能地埋入地下。

Ø当在建筑内铺设时，应按建筑设计规范选用管线材料及铺设方式，埋于建筑物体内。

Ø电缆穿管前应清理管内杂物，穿线时宜涂抹黄油或滑石粉，进入管口的电缆应保持平直，管内线缆不能有接头和扭结，穿好后应作防潮、防腐等处理。

Ø电缆应从所接设备下部穿出，并留出一定余量。

Ø在电缆端做好标志和编号，便于事后排查。

Ø综上所述，我们希望用户关注模拟传输部分，往往信号受干扰都来源于此。

2.2数字传输网络

随着联网监控需求的兴起，模拟系统联网的局限性凸显出来，基于IP网的联网监控成为主流趋势。

与模拟传输系统相比，IP网络受干扰的可能性较小，因此IP网综合布线在此不再累述，请参见工程商的综合布线文档。

下文将描述网络视频监控系统对网络提出的要求，以及部分与用户息息相关的网络技术对网络视频监控的影响。

带宽和吞吐量

对网络视频监控而言，带宽是最基本的要求，带宽表示运输数据的电路容量，通常以比特/秒来表示。

考虑IP包涉及包头包尾开销，按25%计算，单路CIF画质按512Kbps÷0.75=683Kbps预留带宽，单路D1画质按1.5Mbps÷0.75=2Mbps预留带宽，若用户采用非对称传输方式（如ADSL），带宽指上行带宽。

除带宽量化要求以外，IP网采用包交换的固有缺陷是逻辑链路、带宽争用，网络下载等业务占据大量网络带宽，网络流量突然增大导致关键数据无法及时传输，交换机的交换能力不能保障正常通讯，视频监控数据包大量丢失，视频图像出现马赛克、画面停顿。

我们建议用户将监控系统与业务系统物理隔离或者逻辑隔离，交换设备应具备带宽管理等QoS策略，确保为监控系统提供可靠的网络链路和带宽。

可避免突发流量导致的监控画面失真、设备掉线、马赛克画面、响应迟缓、帧丢失等等。

但是用户似乎忽视了一个问题，在带宽保证的前提下，传输质量不一定就高，根源就是交换设备的吞吐量，指单位时间内无错误传送的数据量，单位是分组/秒（pps）。

典型模型如下：

实际测试环境下，当负载超过容量（带宽）时，吞吐量下降，TCP包重传次数加大，网络节点出现拥塞，丢包率上升，恶性循环，因此在选择交换设备时，吞吐量依旧是一个需要注意的参数。

2、建设模式

1.在原有系统上进行改造

我公司在原有系统基础上，在需要监控的区域增加摄像头，经过学校已建的校园网，实现系统的整合管理。

此方案需要在原有监控平台基础上增加磁盘阵列、主机等设备，以满足存储和监控调度，根据对原有系统的考察确定新增设备的型号及品牌，以便对其进行兼并。

2.利用甘肃移动统一视频监控平台（千里眼平台）

甘肃移动统一监控平台（千里眼平台）是通过移动IP城域网，在甘肃移动机房建设统一监控的平台，用户只需要接入甘肃移动IP城域网，甘肃移动给用户分配账户和密码，在可以上网的地方随时访问调用监控图像，方便管理。

此方案不能兼并原有系统，无需新增其他设备（如果想要在电视墙上显示，需新增解码器），就可以调用访问监控图像。

3、 系统供电、防雷、接地及布线方案

1.供电

电源的供给对于保证整个闭路监控报警系统的正常运转起到至关重要的作用，一旦电源受破坏及会导致整个系统处于瘫痪状态，在此我们整个系统的电源供给提出如下要求：

采用分布式供电，电源就近取电原则向前端传送。

这样电流中杂波少比较平稳，可以基本消除各处参考电位不等的情况，有利于的前端设备的保护，而且还能防止线路被人恶意破坏，增强了系统可靠性。

2.接地

整个系统采用采用综合接地系统，接地电阻不得大于1欧姆。

信号共地集中在中央控制室。

接地措施的科学合理，有力地保证了系统的抗干扰性能。

3.布线

视频传输光纤、电源线不与电力线共管及平行安装，若无法避免平行安装时，两条线管应接地且保持8CM左右的间距（具体间距由电力线传送的功率、平行长度决定）；光纤尽可能采用整根完整的，减少人工连接加长；线路走路、主干线及大部分支线采用金属桥架敷设，无法架槽的采用金属软管敷设；穿放光纤时宜涂滑石粉；管口与电缆间衬垫铝皮，铝皮应包在管口上；进入管口的电缆保持平直，并采取防潮、防腐、防鼠等处理措施；