UTC监控方案.doc

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2016年08月

2009年22009

数字高清视频监控系统

解决方案

目录

第1章系统概述 3

1.1.1应用技术发展现状 3

1.1.2行业发展趋势分析 3

1.1设计目标 4

1.2设计原则 5

第2章系统总体设计 7

2.1总体设计思路 7

2.2系统拓扑结构 7

2.3系统设计优势 8

2.3.1数字网络化建设 8

2.3.2高清化建设 9

第3章系统详细设计 11

3.1前端子系统设计 11

3.1.1前端概述 11

3.1.2前端摄像机选型 11

3.2传输子系统设计 28

3.2.1系统组网设计 28

3.2.2系统传输网络设计 29

3.3磁盘阵列存储设计 29

3.3.1存储容量计算 29

3.3.2磁盘阵列设备选型 30

3.4其他设备选型 32

第1章系统概述

1.1.1应用技术发展现状

以视频监控应用为核心的安防监控系统是安全防范系统工程的主要组成部分，是提高监管场所、技防水平的重要工具，它对于维护社会治安、防范监控场所内突发事件的发生都起到了不可替代的作用。

系统的建设将直接关系到监控场所的安全管理的效率和效果。

随着监控场所系统网络化的建设，信息共享、多级管理、远程控制也成为管理部门迫切需要解决的问题。

建设网络视频监控系统就是为了采用最新的视频监控技术，对监控图像进行实时传送，以达到信息共享、过程监控和管理的目的。

随着多媒体通信技术发展迅速，视频监控领域正处于数控模拟视频监控与数字视频监控共存阶段，模拟视频监控技术已经相对成熟，应用也较广泛，稍具规模的监控系统基本上都是以数字矩阵为核心来构建。

而数字网络监控应用越来越广泛，数字化、网络化与智能化代表了视频监控的发展趋势。

数字网络监控系统是20世纪90年代兴起的一种现代化的监视手段，该系统充分利用了现代计算机多媒体技术、视频处理技术、IP通信技术以及网络传输技术等先进数字技术，实现对高质量图像信号的实时网络传送，达到多级、立体、互动监视的目标。

随着计算机和通信手段的不断发展进步，视频监控工作的智能化、科学化、现代化也成为可能。

立足于“高起点、高效率”的原则，我们对监控系统进行实用性的设计，采用先进和成熟的计算机监控技术，建立综合防范系统，使其具备科学化和现代化的管理手段和严格的保安防范措施；直观地掌握现场情况和记录事件事实，及时发现事故、事件苗头并避免事态扩大，保障监管场所的安全环境，同时为监管场所的安全与管理提供事实依据及事件后处理的可靠证据。

1.1.2行业发展趋势分析

南京大屠杀纪念馆的总目标是建成以先进的网络技术、计算机技术、软件技术和多媒体技术为一体，把监控区域内的各种语言、文字、图像等信息通过计算机信息处理技术、通讯技术、生物识别技术等其它学科的科学技术进行传输和处理，为社会公共安全信息系统提供重要数据和信息资源。

它的基本框架是以计算机网络系统为基础平台，把构成数字监控系统的各个主要系统如办公自动化系统、业务管理应用系统、安全防范系统、通讯系统、多媒体教育系统、电视电话会议系统等最终实现信息集成，有机地组合成一个既相互关联又协调统一的整体，从而使得更高效、更完整、更安全、更公正地履行其各项社会职能，真正实现信息资源数字化、信息传输网络化、信息管理智能化和信息技术普及化。

1.1设计目标

根据高清视频监控系统的特点和应用需求，本方案的目标是建设一个采用高清视频采集技术、高清视频解码技术、联网控制技术、存储和显示等应用技术，并进行精确监控的视频监控平台。

结合当前与今后一定时期内图像监控系统与图像应用系统的发展需要，建立高清图像管理平台，为后台应用提供及时、可靠的监控图像信息。

主要内容如下：

1）建设前端高清监控点

本次南京大屠杀纪念馆全部采用高清网络摄像机。

结合监控布点原则及规范，围绕监所内重点关注场所，本着资源优化配置及利用的原则，充分利用其立杆、供电、光纤等资源，实现高清视频监控前端布点建设，可采用动静结合策略，部署高清固定监控点。

2）高清视频信号接入与输出

搭建一个监控安防专网，将前端采集到的高清裸数据通过交换机传输入核心交换机，再传入监控中心，完成视频接入及切换输出显示，同时满足与其他视频系统的联网和共享。

3）高清视频信号存储

前端视频信号存储在磁盘阵列，实现视频信号直接存储，以便日后调用视频图像、查证取证之用。

4）高清视频显示与应用

监控中心采用解码器加拼接大屏的方式，采用拼接大屏显示，实现高清视频图像显示。

5）联网控制管理

采用联网控制系统，不仅完成视频干线联网控制，同时可以实现远程切换，故障告警，远端升级、远程排障等功能。

配置中心管理服务器，实现系统中心管理模块、流媒体模块等多模块多功能的集成。

1.2设计原则

1. 先进性

本系统采用先进的、具有前瞻性的视频监控技术，借鉴海量多媒体资料管理系统的经验和技术，不仅实现对高清、标清视频的统一管理，还应实现整个系统设备的运维管理，以及各类视频综合智能化应用。

2. 可靠性

系统设计、设备选型、调试、安装等环节都严格执行国家、行业的有关标准及公安部门有关安全技术防范的要求，贯彻质量条例，采用稳定、可靠的技术设备，确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足7×24小时、全年365天的全天候长期稳定运行。

系统中核心的存储设备、重要的服务器及后台服务软件等，支持掉电恢复后设备及软件自动恢复正常连接、断网或网络风暴恢复后设备及软件自动恢复正常连接，启动过程无需过多人工干预。

3、安全性

系统传输采用专网，充分利用光纤资源，保证视频信息、控制信息网络传输的安全和畅通，避免采用互联网和VPN进行传输。

同时设备接入、传输采用加密技术，提供网络非法入侵保护和避免信息非法被窃取。

4. 开放性

高清数字摄像机、高清编解码器、网络设备、存储设备及软件平台等均应采用开放式的产品或架构，能够提供完整的SDK、API等二次开发环境，并须提供SDK、API等的源代码及数据结构、开发文档，并交由独立第三方进行验证，满足构建统一的视频管理及应用平台的需要。

5. 易管理性、易维护性

前端设备支持远程升级和远程故障排除功能，维护便捷，降低系统运维管理成本。

同时可自动检测系统中任何一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。

采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。

第2章系统总体设计

2.1总体设计思路

高清视频监控系统建设监控点图像全部接入视频监控专网，由监控中心进行24小时实时监控，并完成录像记录，保证在突发事件发生时，监控中心能够调用现场实时图像信息进行指挥和调度。

系统建设的思路如下：

1）前端采用高清网络摄像机采集高清视频图像，最大分辨率可达到3072×2048；

2）切换、控制和输出，采用高交换能力的视频交换处理设备，保证切换、控制的实时性；

3）录像资料采用磁盘阵列，设置客户端，对管辖区域内的高清摄像机施行实时监控和远程控制；

4）监控中心部署管理服务器，对监控专网内的高清摄像机、存储设备、解码设备、流媒体转发服务器实行集中管理，监测设备的运行状态；对客户端进行帐户、密码、使用权限的集中分配和管理，对客户端登陆监控系统进行验证；

5）监控中心采用支持高清输出，通过LCD液晶大屏显示图像。

6）对前端设备接入、网络传输、资源访问等采用有效的安全管理措施，包括信息加密、网络接入控制、访问认证管理等措施，防止监控系统被非法入侵、监控信息被非法窃取和擅改等；

2.2系统拓扑结构

如图所示，前端高清摄像机采集到的裸数据通过交换机到核心交换机，用于存储的视频流传输入磁盘阵列进行集中存储，用于预览的视频上墙实时监控和切换显示。

中心利用DSNS平台，实现前端视频信号的实时预览。

系统拓扑结构图

2.3系统设计优势

2.3.1数字网络化建设

数字化视频监控建设是当前发展的趋势，充分利用当前成熟的网络技术，能够进行远距离传输（数字信号抗干扰能力强，甚至可以加密传输等安全传输手段）；易于维护管理，具有高清、无延时、高效率、智能化等特点，提高图像质量和监控效率。

高清监控使安防监控从“看得见”的时代进入“看得清”的时代，实现全行业的产业升级。

智能监控使得安防行业从“被动防御”时代进入“主动防御”时代，实现安防行业质的升级。

数字化设备接入灵活，维护方便，利于系统升级更新。

网络数字化监控让远程视频监控成得以实现，可以通过访问设备IP就可轻松实时监控录像。

数字化设备集成度更高，支持双向音频以及报警输入以及输出，便于实现各种个性化需求，便于实现智能化。

数字通信与模拟通信相比具有明显的优点：

1）首先是抗干扰能力强。

模拟信号在传输过程中和叠加的噪声很难分离，噪声会随着信号被传输、放大、严重影响通信质量。

数字通信中的信息是包含在脉冲的有无之中的，只要噪声绝对值不超过某一门限值，接收端便可判别脉冲的有无，以保证通信的可靠性。

2）其次是远距离传输仍能保证质量。

因为数字通信是采用再生中继方式，能够消除噪音，再生的数字信号和原来的数字信号一样，可继续传输下去，这样通信质量便不受距离的影响，可高质量地进行远距离通信。

3）此外，它还具有适应各种通信业务要求（如电话、电报、图像、数据等），便于实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现加密处理，便于实现通信网的计算机管理等优点。

2.3.2高清化建设

由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。

而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。

高清摄像机和高清视频编解码器也逐步得到应用和推广，高清视频监控系统提供的高质量视频图像，将为城市社会治安监控效果带来显著的提升。

1）图像清晰度更高、细节更加清楚

传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。

而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。

在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。

2）监控目标覆盖范围更广、提高监控效能

在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大，从几百路向成千上万路甚至数十万路的规模发展。

如此规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。

而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。

这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。

在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。

3）高清摄像机能实现数字PTZ功能

高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。

而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。

同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。

4）有利于图像识别和智能视频分析的应用

图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。

高清摄像机图像信息高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰、更