0814卓展监控系统技术方案.docx
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0814卓展监控系统技术方案
卓展购物中心
闭路监控系统工程
黑龙江国裕天晟科技有限公司
2014年8月14日
目录
技术方案1
一前言1
二项目概述2
三工程特点2
四技术建议依据3
五技术建议原则4
六系统整体规划4
1.1系统概述4
1.2需求分析5
1.3设计原则5
1.4系统设计7
1.4.1实施目标7
1.4.2系统组成8
1.5系统总体架构8
1.6视频监控方式选择9
1.7前端设备选型10
1.8传输网络12
1.9图像显示与控制13
1.10图像解码控制系统14
1.11录像存储14
1.12系统安装调试18
技术方案
一前言
首先，非常感谢卓展购物中心监控智能化工程的各位领导对黑龙江国裕天晟科技有限公司的信任，给予我公司参与本工程智能化系统规划方案设计的机会。
对于这次难得的机会，我公司非常的珍惜和重视，不仅为本工程专门成立了由相关专业的资深设计人员组成的方案编制小组，确保本次和后续设计工作的顺利进行。
我们公司专注于智能化系统的集成业务，承揽过诸多的文化建筑、酒店、办公楼、政府、高校、金融、医疗、商场、大型社区的智能化系统工程的设计和施工业务。
公司多年积累的丰富工程设计，实施经验，形成了强大的系统集成和项目管理能力，可从物理集成走向逻辑集成，针对客户的需求进行服务内容扩展，针对能耗大的建筑进行节能分析和诊断,通过我们的数据监测数据和分析手段,提供能源结构优化方案。
因此，本次规划设计方案是根据业主意见，结合我公司多年从事智能建筑建设，尤其是在多功能文化类智能建筑方面的实际设计、实施经验，对卓展购物中心智能化系统建设提出的规划性构思方案。
我们在方案中，对本工程进行了总体规划，描述和阐明了一个切实可行的，具有崭新二十一世纪特点，具有真正实际应用价值的信息化弱电系统建设的美好蓝图，供贵方参考。
由于属于前期规划设计，所以本次设计内容主要从需求分析，设计思路及设计理念，系统架构，功能实现等角度进行了着重描述。
多年来，我公司在弱电系统集成行业中与客户建立了良好的信誉及合作关系，我们十分愿意倾尽全力为卓展购物中心建设提供最佳服务！
“给国裕一个机会，还业主一份满意”！
二项目概述
哈尔滨卓展购物中心位于道里区爱建新城。
规模宏大的12万平方米建筑，由日本著名设计师团队担纲设计，全面引入国际超前商业设计理念，将商业设计与经营服务做到最大限度的完美结合。
无论从建筑风格到商业布局、功能规划到配套设施，均与世界时尚同步，充分体现了现代百货公司人本主义精神的追求。
哈尔滨卓展购物中心地处哈尔滨市通往全省各地的交通要塞，南主干道为建国街，北主干道为友谊路，西主干道为哈药路，东主干道为经纬街。
百货公司内部配有26部自动扶梯、10部客用升降梯、6部大型货梯及各种现代化智能管理系统。
地下建有1.1万平方米的现代化停车场，可同时容纳800余台车辆停放。
目前本项目各弱电系统部分已投入使用，其中闭路监控系统现需增加100路前端摄像机，将摄像机拍摄的画面录像并输出到电视墙上。
三工程特点
卓展购物中心智能化系统主要具有以下特点：
●此工程为多种功能结合的商用建筑，涵盖办公、购物等功能，系统管理上结合建筑特点、使用功能进行优化设计；
●建设系统多，如综合布线、楼宇自控、计算机网络、安全防范、等，具有行业的特殊功能要求；
●设备较多，设计中体现能源控制；
●新增设备与已完工并投入使用的系统有效配合；
●要考虑系统的整体性和延续性，以及技术的可利用性；
四技术建议依据
●GB/T50314-2012《智能建筑设计标准》
●GB50352-2005《民用建筑设计通则》
●JGJ/T16-2008《民用建筑电气设计规范》
●GB50054-2011《低压配电设计规范》
●GB50303—2011《建筑电气工程施工质量验收规范》
●GB50057-2010《建筑物防雷设计规范》
●GB50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》
●GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》
●GB/T50311-2007《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》
●GB/T50312-2007《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》
●GB50174-2008《电子计算机机房设计规范》
●GB50348-2004《安全防范工程技术规范》
●GB50395-2007《视频安防监控系统工程设计规范》
●GB50198-2011《民用闭路监控电视系统工程技术规范》
●GBl2663-2001《防盗报警控制器通用技术条件》
●GB50394-2007《入侵报警系统工程设计规范》
●GB50396-2007《出入口控制系统工程设计规范》
●GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》
●GB16806-2006《消防联动控制设备通用技术条件》
●GB/T12364-2007《国内卫星通信系统进网技术要求》
●GY50575-2005《城市有线广播电视网络设计规范》
●GB50200-94《有线电视系统工程技术规范》
●GB50371-2006《厅堂扩声系统设计规范》
●卓展购物中心平面布局
五技术建议原则
根据卓展购物中心的具体情况，闭路监控系统的设计规划与系统实施，应遵循如下几条基本要求：
1、适应性要求：
即系统的设计与建设必须能适应卓展购物中心作为综合性建筑工程对员工办公、营业等服务需要。
必须坚持高起点、高水平、环保、优化的设计思想。
2、先进性与实用性相结合的要求：
即必须科学地、合理地协调系统的先进性和实用性，一方面要尽可能地采用已经达到商业化水平的新技术，另一方面，要细致考察新技术的成熟性以及新技术的使用环境是否具备，新技术的设备可靠性和可维护性等一系列技术细节问题。
3、系统的可扩展性要求：
即在系统的设计上应采用模块化结构，并保证良好的开放性和可扩展性，设备选型上应选择具有发展潜力的硬、软件环境，以便于系统的维护和扩展，从而确保系统获得较长的使用寿命。
4、高层次系统集成的要求：
即选择具有丰富系统集成经验的、稳定的技术队伍进行高层次高水平的系统集成，最大限度地发挥各子系统的作用，达到“1+1>2”的效果，从而使业主的投资取得良好的效益。
5、开放性要求：
各设备必须采用开放的接口和通信协议、成熟通用的软件开发平台，使系统具有良好的兼容性，并有利于第三方的应用开发。
6、规范性要求：
即必须根据我国现行的标准和规范，参照设计图纸及业主的功能要求，进行设计、施工和调试。
六系统整体规划
1.1系统概述
闭路监控系统是以维护社会公共安全为目的，运用监控系统产品和其他相关产品所构成的技防手段。
闭路监控系统以其实时性，真观性，可操作性等特点。
在技防系统中起到了很大的作用。
卓展购物中心弱电智能化工程是公共项目的重点项目，闭路监控系统的规划设计尤为重要。
系统特点是，突出重点部位的防范，全面监控、操作灵活、维护量少等。
1.2需求分析
在整个系统技术防范设计中我们采用重点部位防控防护：
在卓展购物中心弱电智能化工程的主要出入口设置全球型摄像机、保证所有进入中心内部的人员都在监控范围之内。
在卓展购物中心弱电智能化工程室内主要通道、大厅等部位安装摄像机，保证内部人员流动时，人员都是监控范围之内。
在楼梯口、电梯口、电梯轿箱内及前室等部位安装摄像机，保证一旦有人滞留进行不轨行为，系统能及时的、准确的将发生事件的地点及相关视频上报到监控中心，保证人员及重要设备的安全。
整个系统设计使安防系统达到技术先进、功能齐全，安全可靠，科学的全天候的有效地达到预防、控制和打击犯罪的目的。
1.3设计原则
本项目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：
1、先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和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。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。
2、经济性与实用性
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。
3、可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，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。
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，可以消防、防盗、聚光系统实现联动。
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。
并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
6、追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
7、保留足够的扩展容量
该项目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。
8、提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。
闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。
1.4系统设计
卓展购物中心弱电智能化工程的安防设计主要考虑以下方面：
1.4.1实施目标
对卓展购物中心前期的勘察及系统调研表明：
1、卓展购物中心的要害部位应安装视频安防监控装置，尽可能不要出现盲区，并且能与相应的入侵报警设施及声音复核等设备联动。
回放图像应能清晰分辨人员的脸部及体貌特征。
2、卓展购物中心与外界相通的主要出入口应安装视频安防监控装置，应能够监视出入卓展购物中心的人员情况。
回放图像应能清晰分辨出入人员的脸部及体貌特征。
3、卓展购物中心内外重要通道及部位应安装视频安防监控装置，应能监视、记录重要事件的全过程。
视频安防监控装置还应能够监视卓展购物中心内人员的活动情况，回放图像应能清晰显示重要事件的全过程。
4、卓展购物中心重要的设施，进行监控，以防止有人进行破坏。
5、闭路监控系统记录资料的保存期不少于15天，有关闭路监控系统的重要记录资料适当延长保存期。
6、采用视频安防监控数字录像设备。
7、系统主要技术指标及要求还可参照GB50198《民用闭路监视电视系统工程技术规范》及GA/T367《视频安防监控系统技术要求》的有关条款。
符合国内现行相关规范：
《工业企业通讯设计规范》（GBJ42）、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198）、《工业企业通信接地设计规范》（GBJ97）、《民用建筑电气设计规范》（JGJ16）。
保安监控系统的安全防护深化设计，符合现行国标《30MHz~1GHz声音和电视信号的电缆分配系统中》“安全要求”的相关条款规定。
1.4.2系统组成
经过对目前监控系统组网技术和未来监控系统组网发展的趋势和投资成本及利用率分析，本监控系统架构采用“数字前端+数字传输+硬盘录像+电视墙显视”的方式，录像资料存储分本地全部存储和，这样及保证了系统的稳定性和安全性，也大大提高了系统的利用率和系统高效稳定性，也有效的降低的系统的投资成本，具体的系统架构如下所述：
Ø本系统在原有设备基础上增加摄像机及相配套的后端设备，考虑技术发展及日后系统扩展系统采用数字结构。
Ø把前端摄像机拍摄的监控画面通过TCP/IP网络传回中心机房，统一对卓展购物中心的监控点实行统一管理和控制。
Ø前端图像信号通过网络传输存储至硬盘录像机，通过解码器把图像解码上墙显示。
Ø主控中心建议配置下列设备，数字硬盘录像机、控制键盘、数字解码器等。
Ø为保证本系统的稳定和高效建议所选的设备为海康威视品牌。
1.5系统总体架构
本系统的建设充分的利用了现阶段高速发展的网络技术，将各子系统分别搭建在同一个网域上，充分利用局域网高效率数据传输的优势，实现各子系统之间的信流交换。
同时，该方案的优势在于，各系统在物理层级上实现了互通的条件，使各子系统之间的联动机制被创建起来，让各单独的安全防范子系统组合成为一个有机的整体，实现技术联防、统筹管理的大系统运行模式。
系统硬件组成架构如下图如示：
如上图所示，在智能建筑大安防系统的建设中，本案延续了以往各子系统独立搭建的思路，将各子系统分别网络化，不但满足了执行层分别管理、控制、监管的功能需求，也将各子系统在通讯的物理层上联系起来，实现了真正意义的统一管理、分别执行的大系统运行模式，同时也为各子系统之间的联动创建了先天条件，为整套系统的二次功能开发留下了充分的空间。
1.6视频监控方式选择
本案的视频监控子系统采用全网络架构。
基于现今高速的网络通讯技术，将前端的视频监控信号传送到后端，进行存储、显示。
由于网络具有灵活的扩展性，因此该套系统建成后也可以根据日后监管情况，方便、高效的扩充部署，安装、维护方便，也可以利用城域网遍布全国各地的优势，扩展异地业务或进行远程技术支持工作。
本案视频监控子系统硬件架构如下图所示：
在整套系统建设中均为网络化的设备接入，为方便前端摄像机的集中式接入，本案中采用了二层网络架构，前端网络摄像机通过接入层网络交换机联入项目安防局域网。
在实际的项目实施中，可以将就近的网络摄像机进行集中接入，方便现场安装和故障排查，同时前端设备检修时不会波及其它区域监控摄像机的正常运行，将系统的故障影响降至最低。
1.7前端设备选型
根据国家、行业及各地方标准（如《智能建筑设计标准》、浙江省《安全技防系统建设技术规范》等）对前端摄像机设置的描述，为满足项目中不同环境的使用需求，获取更优质的监控画面，海康威视研发团队根据摄像机的使用环境将多种图像处理技术嵌入到摄像机中，分别有：
红外技术、低照度技术、宽动态技术及强光抑制技术等，并已将其应用在特定的产品当中。
项目实施过程中，我们可以结合实际的应用场景选用相应技术的摄像机：
在夜晚或较封闭的场所，由于光线几乎为零，如夜晚的星空环境，建议采用红外摄像机，通过摄像机本身发射的红外光进行补光，达到监控的目的；在光线较为微弱，还有一丝光线，如地下车库，一般采用低照度摄像机，利用它的高度感光特性，捕捉低照度环境的图像；在明暗反差较大的环境，为了避免摄像机图像出现过曝或过暗的情况，建议采用宽动态摄像机，减少环境光对监控图像效果的影响；在机动车的出入口、通道，为看清出入车辆的车牌，建议采用强光抑制摄像机以避免车灯的眩光，可将车灯对摄像机的影响降到最低。
为兼顾重点区域的监控，在本方案中设计重点区域采用高清网络摄像机进行监控，普通区域采用标清网络摄像机进行监控，主要从技术成熟度及系统建设成本进行考虑：
现阶段网络化的技术发展已足够支撑大数据量的传输，并且网络的数据传输效率在飞速向前发展，网络的带宽已不再是海量数据传输的瓶颈；同时，海量存储技术已走向成熟，海康威视存储系统已完全能轻松完成海量存储的艰巨任务，让数据存储更高效、更安全。
因此，如今的配套技术已经完全能够支撑高清视频监控方案。
高清视频技术要求高，存储量大，相对而言投入成本就高；标清视频技术成熟，已市场化，对网络带宽要求低，存储量不高，从而降低的整个系统建设的投入成本。
从市场的客观需求考虑，高清化的需求在如今越来越迫切。
根据我司对以往案发事件的调查，许多案件在侦破过程中，调取案发录像时出现了无法清晰识别当事人的尴尬局面，只是客观的将事件经过记录下来，无法通过案发录像提供当事人信息，给案件的侦破工作加大了难度。
高清视频监控技术可以从根本上解决这一问题，下图是在高清网络摄像机的帮助下截取的视频单帧图像，在高分辨率的图像中，我们可以轻松看清目标物在距摄像机较远位置的图像细节。
综合上述的技术成熟度及现今的业务发展需求，高清网络监控技术是未来视频监控行业的必然趋势，而标清网络监控是目前的行业主流。
本方案也正是迎合现今的实际需求，在上述背景下提出，同时海康威视也是想通过公司的研发成果，将视频监控技术带向新高度。
1.8传输网络
该部分是视频监控子系统的重要组成部分，也是保障前端网络摄像机图像能够安全、高效、准确传输到后端的重要环节。
本案中采用树型网络架构，可视工程的规模大小构建二层网络架构或三层网络架构。
建意在中小规模的视频监控系统建设中，优先采用二层网络架构，以减小数据的转发、中继环节，优化网络，使数据传输更安全、高效。
该架构更适合在智能建筑行业的应用，其原因在于，视频监控子系统95%以上的数据流是单向传输，方便数据的汇聚收集和管理；其次，该网络架构更有助于将故障点影响最小化，在系统故障排查、检修时不会波及其它区域监控设备上传输，可将系统检修模块化、区块化；另外，在施工及系统扩充时也会给项目带来极大好处，即该架构有较好的扩展性，可将就近的网络摄像机通过同一网络设备间内接入系统，安装调试的工作量大大降低，也为工程建设节省了大量的管线成本。
网络中链路带宽利用率最高约80%，其中20%作为包头数据的开销。
如：
100M端口作为视频（数据）传输最大速率为80Mbps，且网络端口带宽使用率一般在60-70%左右。
为使数据传输安全、高效，接入层设备需求百兆带宽，上联带宽不低于千兆带宽；核心交换机交换容量建议大于等于所有数据流量总和的4倍，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。
同时，为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用稳定、高质量的网络产品。
1.9图像显示与控制
所有的图像最终都是通过显示系统呈现出来，因此显示系统的成像效果直接影响整个视频监控系统的最终效果。
本次视频监控系统采用高清结合标清的网络系统架构，高清的图像采集与传输固然重要，如果没有一套高清的显示系统和高效的控制系统，则该系统仍然不算是高质量的视频监控系统。
因此，要想在整套系统中应用高清技术，必须要有相应的高清的图像显示与强大的控制系统做支撑，让用户驾驭于整套视频监控系统，使高清技术得以充分的发挥。
图像显示与控制部分如下图所示：
1.10图像解码控制系统
图像解码控制采用海康威视支持高清解码的视音频解码器，是专为高清监控系统的部署与管理而设计的网络解码器，基于TINetra处理器，采用Linux操作系统，运行稳定可靠。
支持高清1080P网络视频的解码输出；支持VGA、HDMI、BNC接口解码输出；支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式，为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。
支持对网络音视频数据直连设备解码及通过流媒体转发解码；支持大屏拼接功能，能实现2*2、2*3、3*2、2*4、4*2等多种方式的大屏拼接。
1.11录像存储
存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务，本方案采用嵌入式NVR存储的存储架构，为用户提供录像检索与点播。
嵌入式NVR直接从前端设备或者通过流媒体服务器取流进行存储，存储架构及数据流通方式如下：
1、NVR视频存储的特点
建造成本低：
采用嵌入式NVR存储，具有多写少读的特性，使用监控硬盘就已经可以满足需求；嵌入式NVR采用专用的软硬件系统，根据监控应用“量身订做”，降低了功耗，提高了运行寿命和稳定性；嵌入式NVR对运维人员的技术要求相对不高，大大降低了后期运维成本。
存储可靠性高：
采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启，确保系统高可靠性；采用就近存储、快速存储、分散存储的策略，保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最低。
数据安全性高：
采用磁盘预分配技术，保证在硬盘循环记录过程中，杜绝文件碎片的产生；采用独有的文件保护技术，支持目录区冻结保护，可彻底解决由于断电断网引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题；基于特有的文件系统，将多路并发随机访问变为顺序访问，优化写策略，同时减少由硬盘磁头工作时频繁长距离寻道带来的性能下降和寿命下降的问题；支持非工作硬盘休眠技术，一方面延长硬盘寿命，另一方面也可降低整机功耗；支持硬盘smart预警技术，在硬盘彻底损坏之前提前预警，同时录像切换到下一块硬盘录像；支持硬盘分组管理、通道配额设置，冗余录像、重要录像文件保护等机制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。
2、视频存储的技术要求
录像数据存储在上述磁盘的高速设备上，存储的图像数据采用高清、标清混合模式，录像数据保存15天。
实际系统建设可按照不同区域的要求设定储格式和存储时间，但需考虑后期系统扩容或升级的预留空间。
存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索，允许多用户同时检索、调用录像。
3、视频存储的压缩码率
图像压缩格式：
H.264
图像分辨率：
高清、标清
图像帧速度：
25fps
存储系统的空间要求
在实际监控项目部署时可根据摄像机的画质得出该摄像机的图像码率，下述为帧率25fps的码率速率表：
码率速查表（帧率为25fps）
分辨率
码率
2560×1920
12Mbps-20Mbps
QXGA（2048×1536）
6Mbps-13Mbps
1080P（1920×1080）
3Mbps-9Mbps
UXGA（1600×1200）
3Mbps-8Mbps
1600×912
3Mbps-7Mbps
1280×960
2Mbps-6Mbps
720P（1280×720）
2Mbps-6Mbps
VGA（640×480）
1280Kbps-1536Kbps
4CIF（704×576）
1536Kbps-2048Kbps
2CIF（704×288）
768Kbps-1024Kbps
CIF（352×288）
512Kbps-768Kbps
QCIF（176×144）
160Kbps-224Kbps
存储空间的计算
以6144Kbps单路视频图像码流进行存储为例，视频图像分辨率可达1280×960PAL的效果，25幀变化运动率保持在视频图像70％左右。
图像存储容量计算如下：
单路高清摄像机视频图像码流为：
6144Kbps
单路高清摄像机视频图像码流单位换算：
6144Kbps÷8（8bit=1B）＝768KB/秒
每路摄像机每小时容量＝3600秒×768KB/秒＝2764800KB/小时
每路摄像机每小时容量单位换算后：
2764800KB/小时÷1024＝2700MB/小时
每路摄像机一天24小时容量＝24H×2700MB/小时＝64800MB/天
每路摄像机一天24小时容量单位换算后：
64800MB/天÷1024＝63.28GB/天
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