大型建筑工地智能化监控系统方案教学内容.docx
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大型建筑工地智能化监控系统方案教学内容
大型建筑工地智能化监控
系
统
方
案
科技有限公司
前言
随着我国现代化建筑企业制度的普及和深化发展，建筑企业的信息化建设不断深入，各建筑企业特别是大中型建筑企业都加快了信息网络平台的建设；建筑企业正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、生产、销售、物流、售后服务等重要环节的大量数据。
数字视频、音频以其直观性及易于存储、检索和共享的特性，成为建筑企业可视信息管理系统的重要组成部分。
建筑企业可视信息管理系统是基于网络平台的有关建筑企业安防、生产管理的音视频数据的管理系统，它是传统视频监控系统在功能上的延伸和扩展，在通讯手段上的升级和进步，是未来工业电视、闭路电视系统的发展方向。
根据项目需求，本次方案设计由网络摄像机和中心控制平台组成的远程监控系统。
网络摄像机具有体积小、维护成本低、方便架设等优点。
其和中心控制平台的网络交互技术，使得分散的网点可以在中心统一监看、数据采集、控制、管理，提高了建筑企业整体保卫和监护能力。
网络摄像机为了满足用户把高清晰的声音、视频数字化远程传输而专门设计的音视频编、解码产品。
网络摄像机充分考虑远程监控需求的特点，结合了我公司在视频技术方面的优势和最新IT技术，旨在为用户提供一个专业的、高性价比的远程视频解决方案。
应用网络摄像机产品可以在无需任何动土工程的情况下非常简单的实现模拟CCTV向网络视频系统升级。
先进的IT技术保证所有硬件24小时无间断工作，异常自动恢复功能保证即使出现任何人为、意外、技术中断也能立即重新工作或者自动连接，可通过远程网络进行控制管理、升级、实现了远程管理维护，极大的方便了工程商和用户的调试和使用。
采用网络摄像机构成的远程监控系统，为管理部门提供了一套有效的建筑工地监管工具。
对促进和规范生产部门场所经营活动，加强对厂房及周边场所管理，改善建筑企业安防起到了积极作用。
第一部份网络监控解决方案
1、需求分析
根据大型建筑工地的特点，及整个系统的实际情况。
我们对整个系统进行了详细的分析，总结出了大型建筑工地监控管理系统应具有如下的功能要求：
1.系统技术水平先进、运用现代监控技术,通过远端红外摄像机随时随地监控建筑工地现场的状况.
2.系统具有可升级性和可扩容性,设备拆装方便，可随时布置于新工地。
3.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。
4.可实现24小时不间断监视,对各种工程车辆及项目进度进行视频监看.系统配备红外灯,能够在夜间、强光等恶劣状况下正常工作。
5.系统基于B/S体系构成。
6.视频码率连续可调，帧率连续可调，音频码率可调。
7.系统支持多种协议（XCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPOE，DNS，组播）。
8.中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制,通过镜头及云台，对现场的部分细节进行缩放检视.
9.视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响建筑工地正常业务使用带宽。
10.当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。
11.N间建筑工地每间建筑工地重点监控Y个点，并在中心实时显示。
在总中心能够同时监看全省市M个监控点的视频图像。
12.录像存储时间为X天。
2、设计依据：
《工业电视系统工程设计规范》GBJll5—87
《远动设备终端通用技术条件》GB/T16435-1996
《中华人民共和国安全行业管理规范》
《软件工程国家标准》
《中国电气安装工程施工及验收规范》
《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
《安全检查防范系统通用图形符号》GA/T74-94
《社会公共场所安全防范工种设计规范》
《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
公安部、公安厅技防办有关文件规定。
《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232.90.92）
《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
《民用工业建筑电气设计规范》（GJT16-92）
《电视系统视频指标》（CCTRRECOMMENDATION472-3）
3、系统设计
3.1系统整体结构：
集中远程监控管理系统可按行政区域划分，组网结构如图所示：
根据以上对用户需求的分析，由于建筑工地分布地域比较广，分布在个地区，因此，各地区通过电信专线与市总部连接。
系统采用集中管理机制，运用C/S架构，对系统内所有设备和用户端进行集中管理、远程设置、远程升级、远程维护。
将整个系统的管理、维护工作集中到一台服务器。
对于网络中各项远程报警、视音频终端设备的维护，管理员不必到达设备现场，在远程就可监测设备运行状态，修改设备的各项参数，既提高了设备维护效率，又节省了人力与时间，也便于整个系统的管理，使整个监控系统的可靠性得到有力保障。
3.2建筑工地拓扑示意图
由于建筑工地分布地域比较分散，分布在地区多个山头，而且最远有数公里的距离，因此，各监控点通过无线网桥连接到工地机房内。
在由电信的专线将个监控的的图像数据传输到总监控中心。
4、设计详细说明
设备清单：
网络摄像机、无线网桥、交换机、网线
4.1网络摄像机：
监控设备使用目前技术先进的网络监控，网络摄像机机将网络数字信号由无线网桥将监控信号传到指定的监控中心，后输出到网络上，在局域网或专网上传输。
远程电脑可以客户端管理软件通过局域网或专网上进行监视和录像。
本次针对客户需求设计，在每个项目工地现场的塔吊安装网络高清200万红外球型摄像机，车辆及人员出门口大门等重点监控场所安装300万网络高清红外枪机，来监看现场施工动态信息，可以观察到：
A.门卫管理：
如工程设备、设施、材料进场管理、工作人员进出施工现场、安全通道设置、安全“七牌二图”宣传告示等情况。
B.场地管理包括材料堆放、材料加工场、大型机械使用、基坑开挖放坡、围护及坑边堆载等情况。
C.施工操作管理：
如作业人员安全装置、脚手架、临边围档及危险作业安全防范措施，以及根据所戴安全帽颜色区分现场施工、管理、监理人员到位情况等。
全天候监控掌握动态即时信息，发现问题及时整改。
通过下图可以看到CIF、4CIF、720P、UXGA的分辨率比较，可以清楚看到高清摄像机（720P、UXGA）的分辨率远大于标清摄像机（4CIF），分辨率的不同带来了清晰度的差异。
4.2无线网桥
根据客户要求，现在要做无线监控，进行图像传输。
监控中心周围4-5公里处，分别有3个监控点A点、B点、C点，从监控中心到监控点之间相隔大约4—5公里，之间没有太多或太高的阻挡物体。
根据客户要求，每路视频要有2Mbps以上带宽。
在本次方案中，监控中心点设置一台外加一个全向天线（或者两台2611CB3和两个天线），在A点、B点、C点，分别用**网桥，各路网桥可提供高于2Mbps的带宽。
在监控点前端，在监控点前端加网络摄像机，把网络摄像机采集的图像信息转化为数字信号，然后通过无线网桥传输到监控中心
4.3录像存储
高清网络摄像机，能够轻松的分辨场景的细节，包括人脸，车牌等关键信息。
NVR设备能够支持百万高像素的摄像机的接入，很好的满足了高清监控的需求。
稳定的嵌入式系统，保证高清图像7×24小时本地视频存储，当有重大事故发生时可直接从NVR调取当时录像。
在每个项目工地现场，可同时对网络摄像机进行实时录像和监控，可根据客户不同需要配置硬盘的大小,一般情况一路1080P全天24个小时录像,占用的硬盘大小是48G,客户可以根据路数和保存的天数,计算出硬盘的大小,录像资料可用软件调用和回放。
可根据系统最大容量设定存储时间，超过存储时间资料按时间顺序自动循环覆盖；提供服务器定时录制、服务器手工录制、本地录制等模式；用户手动录像可将正在观看的图像存储下来；用户自动录像可按时间、摄像机设定将指定的图像存储下来；所存储图像可转储到其他介质，包括本地PC、其它存储服务器，可刻写光盘等；用户可远程以流媒体方式点播服务器上查询出来的视频文件，也可以把视频文件下载到本地；
整个系统中包含的所有视音频数据、报警数据和其它用户数据在服务器的数据库均记录有它们的索引信息，用户可以按时间，地点，摄像机编号等信息查询到所有对他授权的数据信息，并且服务器会自动将用户的请求重定向到物理存放数据文件设备进行流方式点播。
全方位满足各级管理人员对监控信息的观看需求；
4.4连接方式：
1）前端租用电信运营商的接入，设计采用光纤（多路视频及高清晰画质需求）
2）网络摄像机通过网线连接到无线网桥；
3）无线网桥点对点传到指定的项目当地分控监控中心，接收器的一端与网络中的交换机或路由器相连；
4）录像存储NVR及分控中心的其它监看设备连接到对外交换机。
5）总控中心的信号通过电信光纤网络接入到交换机，接收项目工地的监控视频信号，要求其汇聚层交换机支持组播管理
6）网络架构、存储设备、远程监看设备要充分考虑到系统的可扩展性。
前端设备连接结构图：
4.5总控中心设计
监控中心是该地区所有前端监控站的汇聚点，负责配置管理所在地区监控点的设备，能够调阅区域内所有监控点的图像信息，并接收由所辖区域上报的告警等信息。
根据实际需求，可在监控中心部署集中存储，作为对部分重要录像的备份。
监控中心对系统的视频、数据等进行转发，满足用户的观看需求。
监控中心配置有级联服务器，能够和上下级平台实现对接。
安防系统的结构如下：
监控中心通过监控网络与前端设备资源连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理，负责图像信息和报警信息的接收、监控。
监控中心主要由应用服务器、客户端、存储设备、解码设备、网络交换机、防火墙、大屏显示设备等组成。
为保障前端系统的监控质量，中心需具备完善的机房基础保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源；为保障系统的稳定运行，监控中心的网络采取双网配置，所有设备都冗余配置在两个不同的网络中；为保障中心系统的网络安全，需在中心系统与前端系统和上级平台之间配置防火墙，通过定义安全策略来实现网络安全。
监控中心系统的服务器可以分布式部署、独立运行，各服务器都可以支持应用集群的方式冗余进行配置和在线扩充，具备彼此的应用服务器接管能力。
服务器统一采用PC服务器；服务器应具备多CPU系统、高带宽系统总线、I/O总线，具有高速运算和联机事务处理（OLTP）能力，具备集群技术和系统容错能力；服务器应支持双路独立电源输入，采用机架式安装。
监控中心系统主要有以下服务器：
中心管理服务器、流媒体服务器、存储管理服务器、级联服务器等。
其他软件模块可安装在这些服务器实现功能。
4.5.1.管理服务器
管理服务器是监控中心的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的
信令转发控制处理，报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要
提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。
4.5.2流媒体服务器
流媒体服务器是监控中心的媒体处理单元，实现客户端对音视频的请求、接受、
分发，流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖，在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。
流媒体服务器可实现集群部署，可实现分布式部署，既可向前端或其他流媒体服务器发起会话请求，也可以接受客户端设备或其他流媒体服务器的会话请求。
流媒体服务器能接受并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。
4.5.3存储服务器
存储服务器是网络存储的管理者，集中配置以海量存储方式实现录像计划，并按计划执行录像任务。
存储管理服务器通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN各种存储设备；支持集中存储管理模式，也支持前端分布式存储方式；支持PB级海量音视频数据存储、快速检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术（数据补录），支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。
4.5.4综合安防管理系统
综合安防管理系统是一套具备集中管理、分散控制、优化运行及高效管理的综合平台，它具备项目各安防系统的中央管理、监控及各子系统间的联动能力，并以一个简单易操作的用户界面提供优质服务。
综合安防管理系统的设计完全基于项目内部的Intranet之上，通过Web服务器和浏览器技术来实现整个项目网络上的信息交互、综合和共享，实现统一的人机界面和跨平台的数据库访问。
与一般解码子系统相比，本次设计解码子系统不仅是个单纯的视频解码子系统，而是一个集视频解码、数字输入、拼接、控制、漫游等功能于一体的视频综合管理平台，它将原有的解码设备、拼接控制设备集成到一体化的设备中，通过视频监控管理系统的管理平台软件即可实现视频解码输出、切换控制、大屏拼接、画面开窗、漫游等原来需要多套软件才能够实现的功能。
它可支持多种数据源同时接入，如：
网络编码接入，光纤数字接入，SDI信号接入，DVI信号接入，VGA信号接入，BNC模拟信号接入。
也可以支持多种输出接口输出，如：
HDMI，DVI，VGA或者BNC。
视频综合平台有如下一些特点：
Ø拼接灵活性,操作便捷
支持多种拼接方式，用户可以根据需求任意切换任意组合，可以实现开窗，漫游，拼接等功能，操作简单，在客户端软件中通过拖动实现轻松配置。
图像显示是通过客户端软件控制视频综合平台进行输出给显示单元进行显示。
客户端软件根据监控中心图像监控的需要设置显示策略，并控制视频综合平台实现图像的解码输出。
除此之外，还可以实现报警联动输出，报警弹图像，图像轮巡，回放录像上墙等功能。
Ø支持高清图像拼接上墙
传统的监控分辨率4CIF为704x576，随着监视器分辨率的提高，以及拼接屏的使用，4CIF分辨率的效果逐步降低，而视频综合平台支持接入1080P或者UXGA（1600x1200）分辨率的图像，很好的解决了图像质量的瓶颈，并且配合DVI或者HDMI等输出高清接口，让拼接屏的图像显示质量有了一个质的提高。
Ø集成度高，性能好
可以对BNC，VGA，SDI，光纤等输入源进行编码压缩，采用海康威视自主研发的针对高清视频监控有特别优化的编码算法，并搭配TI高性能芯片，实现高压缩，低延迟。
编码压缩的数据可以配合网络存储设备进行存储备份。
可以解码1080P和UXGA及以下分辨率的编码图像数据，并使用BNC、VGA、DVI、HDMI等输出接口进行输出。
支持BNC，VGA，光纤输入的原始数据直接上墙，减少编码和解码的延迟以及降低图像质量的损耗。
具有强大的网络传输功能，接入视频综合平台的图像数据经过编码压缩以后，利用IP传输交换技术完成视频图像的分发，在保证信息安全的基础上，各业务部门的桌面终端（PC）均可访问权限范围内的视频资源，支持调看实时视频图像、PTZ控制和回放录像资料。
具备报警输入和输出功能，可以实现红外对射等开关量报警输入设备的接入，还可以实现485和232信号量报警输入。
可以实现指定规则下联动报警输出，还可以提供直流电压为报警设备供电。
具备云台控制功能。
Ø扩展性、兼容性强
对老系统改建可以在不改变原有监控系统的基础上进行扩展，保护用户投资。
不同视频综合平台之间使用光纤或者网络方式进行级联，并且可以对各级的平台进行统一的管理。
前端摄像机
前端摄像机
前端摄像机
视频综合平台
视频综合平台
Ø降低施工难度
视频综合平台是可插拔板卡结构，针对不同的大屏要求可灵活增减板卡，机架式结构易安装，便于施工，集成度高省去了很多周边设备，更易布线及调试。
Ø稳定性高，维护方便
系统可以按照需求全天24小时、一年365天全天连续工作，所以视频综合平台必须具有高可靠性、高稳定性等特点，以保证连续正常运行。
传统的大屏幕系统一般由编码器、矩阵、大屏控制器构成，组成比较复杂，每个环节都有可能存在不稳定因素，而且环节越多导致了排查错误约困难，而我司的视频综合平台将编码、矩阵以及大屏控制器整合在一起，在满足功能需求的基础上操作简便、维护简单、管理简捷。
4.5.5大屏显示部份
总的视频监控显示子系统大屏拼接推荐使用海康威视液晶屏，该屏是采用三星原装DID（DigitalInformationDisplay）液晶面板为核心技术的一体化单元。
DID面板的革命性突破在于超高亮度、超高对比度、超耐用性以及超窄边应用，解决了液晶显示应用于大屏幕公共显示的技术障碍。
一般来说，电视或电脑所用液晶屏的亮度只有250~300cd/m2，采用DID面板的液晶屏幕亮度则高达700~1000cd/m2，对比度高达3000:
1~10000:
1，比传统电脑或电视液晶屏要高出一倍。
采用DID面板的专业液晶监视器即使是在强光照射下也清晰可见。
稳定运行寿命超长，维护成本低：
液晶显示技术是目前最优异的平板显示技术之一，尤其是DID液晶屏，整机有50000小时的使用寿命且长时间工作后图像稳定没任何变化。
液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备，所以维护、维修成本极低。
全自动温控系统：
DID液晶拼接单元配备有自动温度控制电路设计，可根据屏幕实际工作温度自动调节散热风扇的散热能力，在保证屏幕工作安静的同时，使DID液晶屏幕始终在最佳工作温度，提高了整机可靠性，有效延长屏幕的使用寿命。
环保健康：
与传统的背投式（包括CRT背投、LCD背投和DLP等）拼接系统相比，LCD液晶拼接系统发热量小、无辐射、无闪烁、不伤眼、不含有害物质（如铅、汞、镉、铬等），有利于观看者的身体健康，是新一代的环保健康拼接系统，在欧美一些发达国家，LCD拼接系统已取代传统的背投式拼接系统成为主流。
拼接方式任意选择，单元尺寸灵活，使用场所适应性强：
DID-LCD液晶屏可以选择任意拼接（M*N），屏的大小亦有多种选择，40寸、46寸等多种规格，可以满足不同场所的需要。
此外，海康威视液晶大屏幕具有高亮度、高对比度、快速响应时间、宽视角、超窄边等特点。
Ø高亮度
普通液晶亮度海康威视液晶亮度
常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250~300cd/m2之间，海康威视液晶拼接屏的亮度值介于600~1500cd/m2之间。
高亮度保证了画面显示质量，可以更加真实反映出信号源的本身的画面质量。
Ø高对比度
普通液晶对比度海康威视液晶对比度
海康威视液晶拼接屏的对比度高达2000：
1~3000：
1。
高对比度可以更有效的凸显画面的本身的层次感，画面过渡更显细腻，有助于观看者有效捕捉到画面中的每一个细节。
Ø快速响应时间
普通液晶响应时间海康威视液晶响应时间
真正8ms响应时间，有效消除画面的拖尾现象，画面更加流畅，更佳的适应高速动态画面显示。
Ø超宽视角
普通液晶视角海康威视液晶视角
水平、垂直178°的超宽视角，站在任意角度观看视觉效果均保持良好。
卓越的显示性能在组成超大拼接大屏幕墙时显示效果尤佳，有利于用户处于各个角度观看时看到一致的图像效果。
Ø超窄边结构
双边综合拼缝仅为6.7mm（46寸）
海康威视液晶拼接屏双边综合拼缝仅为6.7mm。
此外，公司也可以提供双边拼缝为22mm和20mm的液晶屏。
多种可选尺寸可以满足不同客户的需求。
下图为海康威视液晶拼接显示墙的实际拍摄图片。
海康威视液晶拼接墙实际效果图
4.6硬件设备介绍
4.6.1网络红外高速球
4.7视频监控系统配置清单
详见附件
第二部份网络安全设计
视频监控信息最终都需要接入到**建设局内内网的监控平台中进行统一的监控，但由于中建三局内网是安全等级要求较高的网络，不能直接录入视频数据，因此如何实时把视频数据安全传送到**建设局内内网就成了一个亟待解决的问题。
根据视频视频监控的应用需求，在中建三局内外网的监控区和中建三局内内网监控平台之间部署天融信网闸系统可以把实时视频监控数据传送到中建三局内内网监控平台上，供其调度使用。
通过网闸的视频处理模块实时摆渡视频数据，网闸只允许视频数据通过，其它数据一律禁止通行；另外，还可以根据实际应用情况进行单向的数据传输，外网监控的视频流能通过网闸传送到内网监控平台上，而内网则不能通过网闸访问到外网。
天融信网闸可以实现下列功能。
1.实时可信信息交互。
通过天融信网闸可以保障在安全的前提下把实时视频监控数据传送到中建三局内内网监控平台上。
2.防止敏感信息泄漏。
通过天融信网闸的应用层信息过滤功能，可以过滤敏感信息，防范中建三局内内网的敏感信息泄漏到外网或互联网上。
3.防止非授权访问。
天融信网闸采用白名单的工作机制，视频监控数据流应用能通过网闸，而在这之外的应用一律禁止似乎，杜绝非授权访问事件的发生。
4.防范网络攻击。
天融信网闸在内核中嵌入了专用的入侵检测引擎，能够对进出网络的原始数据进行攻击检测和过滤。
有了这种机制，可以最大程度上降低网络攻击事件的发生。
5.访问控制。
基于用户、IP地址、IP/MAC绑定、时间段对用户进行访问控制，确保只有合法的用户才能通过网闸系统访问应用系统，而其它非授权的用户则不能通过。
综上所述，天融信视频网闸解决方案有效解决了在安全的前提下，把外部实时视频数据传到中建三局内内网的问题。
设备名称
型号
参数
单位
数量
单价
网闸
天融信TopRules7000
2U机架式；内端机6个10/100/1000Base-T接口，含1个MAN口；外端机6个10/100/1000Base-T接口，含1个HA口；吞吐量：
400Mbps；并发连接数：
35000；标准配置包含web访问模块、邮件访问模块、FTP访问模块、数据库访问模块、视频监控模块、OPC工业控制模块、自定义应用模块。
标准三年硬件保修
台
1
70000
升级会员 