智慧景区智能视频监控系统建设方案.docx

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智慧景区智能视频监控系统建设方案

版本：

1.0.1

智慧景区智能视频监控系统

建设方案

编写：

（签名）

复查：

（签名）

批准：

（签名）

1项目概述

景区怡人景色是人们旅游、观光、休闲和娱乐的好场所。

但随着景区人流的不断加大，尤其是节假日期间，维护景区正常旅游秩序面临越来越严峻的挑战，特别是景区险峻奇幽处游客的安全问题更是景区日常管理工作的一大隐患。

本案建议建设一套基于智能视频监控技术的实时全景区集中监控系统，以对景区，特别是要害部位，实施全天候、全方位视频集中监控，以便给游客提供一个美好的旅游、观光、休闲和娱乐环境，防止意外事故的发生，或发生意外时能第一时间响应，为营造良好的景区旅游秩序保驾护航。

1.1监控需求

景区根据各不同地点的监控需求的不同，分为以下6类监控布控区：

（1）景观监控

要求清晰的监控到重要景观。

根据现场的光线照度情况以及场地面积选用摄像机。

摄像机应具有高清晰的画面和宽阔的动态范围，能全方位无盲区的监看景点情况。

（2）景区交通危险路段监控

要求能实时、清楚地监控布控点现场情况。

对危险路段的步道情况和山体情况进行实时监控，及时排除交通事故和山体塌方、滑坡的危险情况。

（3）进出口要道监控

要求对各车场，寺庙等重要出入口的车辆，人员出入情况实行监控。

随时掌握各点情况，为相关部门管理提供有效支持。

（4）门禁监控

门禁监控应主要对进出的游客、车辆以及售票情况进行监控。

要求画面清晰，稳定。

（5）游人集散地监控

要求清楚、及时的将画面返回监控中心。

实时掌握游客情况，防止意外事件的发生。

监控要求全方位，无盲区。

（6）重要景区建筑监控

要求能将清楚的监控画面返回监控中心。

1.2监控中心及监控分中心的设置

设立两级监控中心，即在游人中心的指挥中心设立监控总中心，同时根据需要设立分控中心。

所有监控图像均可通过大屏进行监控显示，所有监控分中心均可实现授权图像的实时监控和回放。

1.3建设高分辨率、高帧率实时监控系统

根据需要采用高分辨率、高帧率数字摄像机实现高质量的大屏监控显示，并采用视频存储服务器+磁盘阵列的方式实现各景点集中存储管理；采用流媒体视频服务器实现视频共享访问。

本案将通过高清解码器向指挥中心大屏实时提供6路高清和18路D1监控画面。

至于解码后的监控画面如何通过矩阵及图像拼接器在大屏上显示出来，本案也不作介绍。

1.4建设野外高可用、高可靠监控系统

采用满足长时间恶劣条件下野外使用的摄像设备和传输设备，同时采用对应施工工艺以确保系统的高可用性和高可靠性。

1.5本案不考虑监控用传输网络的建设内容

系统全部采用数字摄像机，为此，需建设数字视频传输的基于TCP/IP的监控网络。

至于监控网络，我公司建议在数字景区的“基础网络平台”项目中进行统一规划建设，故本案不予涉及。

2系统建设难点及对应技术解决方案

2.1大屏幕显示用摄像机

本案建设的智能视频监控系统采集的各路监控视频将根据需要显示在指挥中心的DLP拼墙上，这对系统数字视频信号要求非常高，具体来说，

（1）它要求上墙视频分辨率高：

常用普通监控视频分辨率为D1，即704*576；或DVD，即720*576，前述两者均完全无法满足DLP拼墙的大幅面显示要求。

结合我公司多年的大屏监控显示经验，以及目前成熟可用及高性价比高分辨率数字摄像机情况，本案建议采用130万以上像素的数字摄像机作为上DLP屏监控显示的摄像机。

目前市面上高分辨率数字摄像机厂商林立，但真正可用于DLP大屏监控显示的却较少，原因是这类摄像机虽然实现了较好的显示分辨率，但帧率却很低，其大多低于实时性显示要求的25帧，导致上DLP大屏后抖动严重，且噪声较大，令整个DLP显示质量较差。

对应解决方案：

采用我公司25帧/秒的130万像素万事特数字摄像机。

2.2大量野外监控前端

景区室外温差大，常年潮湿多雨，也易遭雷击，相对于普通摄像机而言，气候恶劣。

对应解决方案：

针对实际应用，选用真正高品质室外专业摄像机，并采用对应的施工工艺确保其3-5年无大的质量问题，这一点我公司已在条件更加恶劣的黄龙景区实现。

2.3智能视频分析

为实现全景区实时监控，系统将在景区内相关部位大量布设监控摄像机，监控点位达200个之多。

这虽然实现了在指挥中心的统一集中监控，但如此巨大的监控图像数量，全靠人工目视监控的难度可向而知，要想发挥系统的真正的监控效用，难度巨大。

对应解决方案：

对关键点位的数字视频进行智能分析，实现发生意外时实时告警，监控人员在根据告警情况实现有价值的实时监控。

2.4大数据量数字视频数据管理

如前所述，为实现景区的有效监控，系统将在景区布设200个左右的监控摄像机，其将产生海量的数字视频数据，而且对应应用种类繁多：

有普通视频监控数据，有DLP大屏监控用高分辨率、高帧率数字视频监控数据，也有智能视频监控用数字视频监控数据，以及各监控分中心和客户端通过网络共享的实时和历史数据等等。

对应解决方案：

采用统一标准采集、存储和网络共享各种数字视频数据，通过统一数字视频应用平台，借助统一的视频流媒体服务器实现对海量数字视频数据的应用管理。

3设计依据的标准及原则

3.1系统设计依据的相关标准

结构体系满足EIA/TIA568、IEEE802、EIA-569、EIA-606、ISO/IEC11801等标准。

计算机软件工程术语GB/T11457-1995

计算机软件产品开发文件编制指南GB/T8567-1988

计算机软件需求说明编制指南GB/T9385-1988

计算机软件配置管理计划规范GB/T12505-1990

软件维护指南GB/T14079-1993

软件文档管理指南GB/T16680-1996

计算机软件质量保证计划规范GB/T12504-1990

信息处理：

数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图和系统资源图的文件编制符号及约定GB/T1526-1989

旅游区（点）质量等级的划分与评定（GB/T17775—2003）、

旅游饭店星级的划分与评定（GB/T14308—2003）

旅游基本信息资源规范

旅行社管理条例实施细则

旅游信息化建设总体规划

ISO/IEC14496-10/MPEG4AVC－ITU-TH.264H.264标准

ISO/IEC14496MPEG-4标准

GB50200—94有线电视系统工程技术规范

GB7401-87彩色图像质量主观评价方法

GB50168-92电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范

摄像机产品具备国际通用标准（EMC，CE）。

3.2系统设计原则要求

（1）实用性要求

系统的各子系统，包括数据、语音、视频、控制等都满足国际标准，具备友好的用户界面，管理功能完善，方便实用。

前端网络摄像机要求图像至少达到D1效果，传输图像能达到每秒25帧以上的高质量图像，在DLP大屏上不会出现明显的“马赛克”或图像延迟的现象，图像切换延时小于0.3秒。

（2）系统可管理性要求

全中文操作界面，操作简便。

监控中心操作人员经简单说明后即可熟练操作整个监控系统。

监控系统为全数字化网络传输，全中文界面，控制方便，简单明了。

设备具有自动恢复功能，当发生掉电或连接中断后，可自动启动或恢复连接，无需人工维护。

（3）灵活性要求

系统中的任何一部分的联接都是灵活的，即从物理布线，到数据通讯，语音通讯，视频通讯、监控设备的联接都不受物理位置和这些设备类型的限制。

（4）兼容性要求

与数字景区其它业务系统（如DLP大屏幕输出系统,LED大屏幕输出系统,GIS地理信息系统,咨询系统等）形成互联互通，设备生产商无条件提供硬件与软件方面与其它系统的接口。

（5）模块化要求

所有用于连接这些设备的适配件都是标准件，并且形成一定的功能模块，如各个采集终端作为一个独立的运作单元，其自身可以实现音视频的采集、压缩、传输等功能。

（6）安全性、可靠性要求

在系统设计中除选用符合国际通用标准的、技术上成熟的产品以确保其可靠性外。

还在设计中根据其功能、重要性等分别采用冗余、容接等技术，确保系统的长期稳定运行。

设备安全可靠、稳定性高，系统中各设备配置合理，且符合标准化、规范化要求，兼容性好。

设备安全可靠、稳定性高，具有国际权威机构的评测证明。

系统中各设备配置合理，且符合标准化、规范化要求，兼容性好。

（7）性能/价格

系统设计应根据景区的实际情况，从长远考虑，一切按实际需要出发，既要符合设计任务书和相关规范要求，保证工程的高质量、高可靠性。

又要做到优化设计、避免大材小用、优材劣用，保证系统较优的性能价格。

（8）系统可扩展性

信息网络化的建成使用，管理体制日趋合理，使得智能化系统演绎成综合性的信息服务系统。

系统具有良好的开放性，能紧密地与其他系统连接，融合成一个整体，更好地为用户服务。

系统能适合多种规模和不同的复杂的环境，有较强的可扩性，能随时适应对系统的扩容要求。

同时要求系统具有很强的兼容性和灵活性，能适应升级换代，保持旺盛的生命力。

为便于以后系统扩展，也为节约财力，在线路的设计、线材的先型、接口处理上，均应考虑扩容因素。

保证以后的扩容工程可顺利扩充成一个区域网，并接受弱电集成管理系统的总控制。

视频压缩设备，采用标准的TCP/IP，ISCSI协议，提供2个RJ-45以太网接口，提供SFP，EPON，USB等接口，能架构在局域网和广域网网络之上。

4详细方案设计

4.1系统拓扑结构图

我公司建议的智能视频监控系统由数字视频监控前端、网络传输和监控后台3部分组成，具体系统拓扑结构图如下：

图4.1-1系统拓扑结构图

4.2系统布局结构图

本案建设的智能视频监控系统总体布局结构图如下:

图4.2-1系统总体布局架构图

4.3数字视频监控前端

数字视频监控前端由监控摄像机、护罩、立杆或支架、接口箱和防雷接地等设备设施构成。

4.3.1摄像机

前端全部采用目前技术领先成熟的嵌入式数字摄像机，它的重要优点是：

分辨率高：

可以超过130万像素；

全数字化，数字摄像机摄取的图像直接到以太网上，并且体积小巧紧凑，功能强大，便于安装和和远程集中式管理和设置。

性能优异，图像清晰，画质优秀。

摄像机内置高性能的WEB服务器，实现真正的远程监控，异地可以通过INTETNET、拨号等方式进行浏览、设置和图像保存。

（5）操作系统为实时多任务工业级产品，可靠性、稳定性大大高于目前以DVR为平台的图像系统。

根据需要，我们推荐使用以下种类的数字摄像机：

4.3.2网络型普通球机：

一般景点的环境监控

功能要求

基于以太网控制；

采用较新的视频压缩算法，性能可靠稳定；

一体化集成设计，结构紧凑，内部设置数据断电不丢失；

水平360°连续旋转无监视盲区；

完全实现对Pelco-P/D协议和安防行业协议的自动识别；

自动光圈、自动聚焦、自动白平衡；

屏幕中文菜单功能及屏幕操作提示功能；

支持预置点/巡航扫描/花样扫描/自动扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等自动模式，可设定手动限位；

具有防雷、防浪涌保护功能

机件密封设计，室外罩通过IP66检测

4.3.3网络型普通枪机：

一般景点部位监控

功能要求

采用先进的视频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；

支持双码流。

技术参数要求

摄像机

像数

P:

500（水平）×582（垂直）N:

510（水平）×492（垂直）

视频制式

PAL/NTSC

快门

1/50（1/60）秒至1/100,000秒

最低照度

0.1Lux@F1.2

自动光圈

DC/VIDEO

镜头是否可选

是

信噪比

大于48dB

模拟输出

420TVL（75ΩBNC）

压缩标准

视频压缩标准

H.264或其他

压缩输出码率

32K～2M，也可以自定义（上限8M，单位：

bps）

图像

图像尺寸

P:

704x576,528x384,704x288,352x288,176x144

N:

704x480,528x320,704x240,352x240,176x120

帧率

25帧（704x576），30帧（704x480）

功能

双码流

支持

支持协议

    TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE（FTP,SMTP,NTP,SNMP可添加）

接口

通讯接口

1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS－485接口端子

一般规范

工作温度

－10℃-60℃

4.3.4网络型高清球机：

重要环境的DLP监控

功能要求

采用1/3”130万像素逐行扫描CCD，最大可到1280x960输出左右；

基于以太网控制；

采用H.264视频压缩算法或其他算法，性能可靠稳定；

一体化集成设计，结构紧凑，内部设置数据断电不丢失；

精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，在任何速度下操作平滑无抖动；

水平360°连续旋转无监视盲区，可设定手动限位；

完全实现对HIKVISION、Pelco-P/D协议、安防行业协议的自动识别；

旋转速度根据镜头变倍倍数自动调整；

自动光圈、自动聚焦、自动白平衡；

具有背光补偿和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能；

支持预置点/巡航扫描/花样扫描/自动扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等自动模式，可设定手动限位；

自动归位和空闲动作功能，以及上电动作功能；

具有防雷、防浪涌保护功能；

机件密封设计，室外罩通过IP66检测；

技术参数要求

摄像机

有效像素

1280（H）×960（V）

最低照度

0.1Lux/F1.6

白平衡

自动/手动/自动跟踪白平衡/室内/室外

增益控制

自动/手动

背光补偿

ON/OFF

电子快门

1/25~1/100,000s

日夜模式

滤光片彩转黑

聚焦模式

自动/半自动/手动

镜头

焦距

4.95-49.5mm，18倍光学

变倍速度

2秒（光学，广角-望远）

水平视角

51.7-5.55度（广角-望远）

近摄距

10-1500mm（广角-望远）

光圈数

F1.6-F2.0

功能

水平范围

360°连续旋转

水平速度

水平键控速度：

0.2°/s~400°/s

垂直范围

-5°~90°

垂直速度

垂直键控速度：

0.2°~50°/s

比例变倍

支持

自动模式

关闭/巡航扫描/花样扫描/自动扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

断电记忆

记录下断电前的状态，包括水平、垂直位置和镜头变倍倍数，重启后自动恢复到断电前状态。

守望功能（空闲运行）

球机在设定的时间内没有接收到控制信号自动执行如下动作：

巡航扫描/花样扫描/自动扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

方位角显示

开/关

网络接口

10Base-T/100Base-TX，RJ45头

最大图像尺寸

1280×960

帧率

12.5帧（1280×960）、25帧（1280×720）、25帧（640×480）

图像压缩

H.264或其他

网络协议

TCP/IP、HTTP、DHCP、DNS、RTP/RTCP、PPPoE（FTP、SMTP、NTP、SNMP可添加）

同时访问用户数

2~6个

摄像机控制

水平/垂直、变倍、聚焦、鼠标点击跟踪和鼠标拖放、光圈和自动模式

巡航信息回读

配合客户端软件使用把每条巡航路径包括的预置点信息回读、显示出来

云台控制协议

HIKVISION，PELCO-P和PELCO-D（可添加），协议自适应

工作温度和湿度

-30℃~65℃（室外球）/-10℃~50℃（室内球）湿度小于90%

防护等级

IP66（室外球）防雷、防浪涌、防突波

安装方式

可根据应用环境进行选择

4.3.5网络型高清枪机：

重要部位的DLP监控

功能要求

采用先进的视频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；

要求是130万像素或以上的逐行扫描CCD，捕捉运动图像无锯齿；

支持双码流；

支持自动光圈，自动电子快门功能，适应不同监控环境；

技术参数要求

摄像机

有效像素

1280（水平）×960（垂直），1.3MCCD

镜头接口

C/CSmount

快门

1/4秒至1/100,000秒

最低照度

彩色：

0.1Lux@F1.2黑白：

0.01Lux@F1.2

自动光圈

DC驱动

日夜转换模式

ICR红外滤片式

信噪比

大于50dB

压缩标准

视频压缩标准

H.264/MPEG-4或其他

压缩输出码率

32K～2M，也可以自定义（上限8M，单位：

bps）

图像

最大图像尺寸

1280×960

帧率

12.5帧（1280×960），25帧（1280×720）,25帧（640×480）

功能

支持协议

TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE等常用协议

接口

通讯接口

1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS－485接口端子

一般规范

工作温度

-10℃~60℃

4.3.6网络型红外枪机：

用于24小时全天候监控

功能要求

采用先进的视频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活；

双码流；

照射距离可达30-40M；

可防尘、防水，防护等级达IP66

技术参数要求

摄像机

有效像素

802：

PAL:

500（水平）×582（垂直）NTSC:

510（水平）×492（垂直）

812/892：

PAL:

752（水平）×582（垂直）NTSC:

768（水平）×494（垂直）

信号系统

PAL/NTSC

快门

1/50（1/60）秒至1/100,000秒

最低照度

0.1Lux@F1.2（0LuxwithIR）

镜头接口

M12x0.5

镜头可选

IR1:

6mmIR3:

12mmIR5:

16mm

信噪比

大于48dB

压缩标准

视频压缩标准

H.264或其他

压缩输出码率

32K～2M，也可以自定义（上限8M，单位：

bps）

图像

图像尺寸

PAL：

704x576,528x384,704x288,352x288,176x144

NTSC:

704x480,528x320,704x240,352x240,176x120

帧率

25帧（704x576），30帧（704x480）

功能

支持协议

TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,RTP/RTCP,PPPoE（FTP,SMTP,NTP,SNMP可添加）

红外线照射距离

30-40米左右

接口

通讯接口

1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS－485接口端子

一般规范

防护等级

IP66

重量

1400g

4.4网络传输设计

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“网络硬盘录像机或IP摄像机—→路由交换设备—→监控中心”途径IP网络的传输过程。

本系统全部采用数字网络传输系统。

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

4.4.1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。

考虑系统监控视频将达到200路，每路支持D1画质（2Mbps码流）,采用网络集中存储，则核心需采用千兆交换机。

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。

系统还需考虑另外一个问题，那就是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。

4.4.2网络延迟和时间抖动

数据包延迟不一致，将导致图像与声音不同步。

而数据流的包丢失和包失序将导致图像与声音抖动。

当丢包率为1%时，图像可能出现“发虚”现象，声音开始出现停顿；当达到2%~3%丢包率时或200ms的时间抖动将导致视频信号无法传输。

上述问题是用户在使用过程经常受困的，造成“延迟”的因素有：

设备延迟：

前端摄像机的编码延迟、交换设备的交换延迟、解码设备的解码延迟。

发送延迟：

编码设备将数字数据放到传输线上的所需时间。

传播延迟：

信号在电缆或光纤中传输延迟，其传输速度约为真空中传播速度的2/3。

4.4.3网络设计及规划

一个良好的网络设计和长期规划将对持续的视频监控系统产生深远影响。

网络至下而上建设应该是具备层次化的，能清晰明了地辨别接入层设备、会聚层设备、核心层设备。

网络平面应该是折叠式的，分支与分支之间的建设是相同的，以便维护人员到任何一个点都能迅速开展配置维护工作。

网络核心层部分应该是具备冗余的，以防止断链后服务器停止响应。

出于安全考虑，网络设计是应该没有后门的，以防止恶意侵袭。

网络规模是可扩展的，新入设备只影响与其挂接的交换设备，规模扩展至2~3倍，核心设备是无需变更的。

4.5监控后台设计

整个监控后台是系统的中枢系统，主要设备根据需要设置在数据中心和各景区分中心。

其拓扑结构图如下：

4.5.1智能分析概述

秉承持续创新的理念，率先将智能分析技术运用于监控领域，经过多年的辛勤耕耘，推出了具有智能视频监控技术的监控产品。

（1）传统监控系统的局限性

传统监控系统通常拥有多个摄像前端，采用监视器实现画面轮巡，轮巡周期称为监控空白区，即这段时间里，监控人员无法观察到画面的时间长达数十分钟，监控有效性大大降低。

其次，人在长时间监控多个视频画面时，事件错失几率高达90%。

基于以上原因，传统的人为视频监控系统具有众多局限性：

人无法长时间集中注意力，造成传统监控技术的可靠性不高

人无法同时监控许多路视频，使大量视频虚置，传统监控系统的效率不高

人为监控的成本很高

人为监控往往无法对事件进行快速响应

（2）智能监控系统的优势

智能视频监控技术（Intelligentvideosurveillance）起源于计算机视觉技术（ComputerVision），它对视频进行一系列分析，从视频中提取运动目标信息，发现感兴趣