淀山湖水利站站闸监控及数据专线联网.docx

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淀山湖水利站站闸监控及数据专线联网

淀山湖水利站站闸监控及数据专线联网

设

计

方

案

淀山湖水利站

二〇一七年七月

第一章方案概述

1建设背景

淀山湖镇隶属于江苏省昆山市，位于昆山市东南端，距昆山市区30千米。

东临上海市青浦区（香花桥街道），东南接青浦区朱家角镇，西南临淀山湖，西北与大市镇为邻，北与千灯、石浦镇接壤。

随着水利工程的不断发展建设，国家对各种水利设施自身，以及水利设施的自动化运行和设备设施的安全提出了新的要求，加之现代通信技术和视频技术的迅速发展，为水利建设的数字化提供了技术上的有力保证。

因此，改造优化水利设施的安全监控，通过多种通信技术的远程视频监控系统和控制，建设水利行业机房，实现“无人值守（少人值班）”是水利水电行业发展的整体趋势。

淀山湖水利站位于淀山湖镇振淀路194号，本次项目内容为，建设站闸高清网络监控点，实现数据联网。

2设计原则

先进性：

系统的架构和技术均要符合高新技术的发展趋势，在满足功能的前提下，能够在今后三年时间内保持一定的先进性。

可靠性：

采用优化的、成熟的硬件结构，配备冗余网络I/O接口；在软件应用上，保证稳定性，在关键应用出现服务异常时，自动进行功能恢复。

安全性：

系统具有防计算机病毒的能力，有较强的抗干扰能力，具有密码、角色控制级别，避免出现遭到恶意攻击和数据被非法提取使用的现象，保障系统网络的安全。

可扩展性：

由于技术和需求在不断地发展，对系统功能和建设规模、建设质量的要求也将不断增多。

在设计上，采用具备良好扩展性的系统接口和模块化设计，当设备需要升级时，系统能实现平滑过渡，方便兼容旧系统。

标准性：

系统的标准化程度越高、开放性越好，则系统的生命周期越长。

控制协议、传输协议、接口协议、视音频编解码、视音频文件格式等均符合相应国家标准或行业标准的规定。

易维护性：

系统在设计时充分考虑其易维护性，以确保系统在使用过程中出现故障时能在最短时间内恢复运行。

系统具备设备日志记录、远程维护与管理、故障及时告警等功能，以方便日常维护。

创新性：

根据业务需求，融入多年安防系统建设经验，在系统整合上提出了更具稳定性和性价比的一体化方案设计，无论从系统设计还是产品定义上，都走出了坚实的一步。

3设计依据

《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）

《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）

《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）

《视频安防监控系统技术要求》GA/T367

《计算机软件开发规范》GB8566

《电器装置安装工程电缆线路施工及验收规范》（GB50168-92）

《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859）

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198）

《跨区域视频监控联网共享技术规范》（DB33/T629-2007）

《安全防频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》GBT28181

4需求分析

1.下属联圩排涝站、水闸新增39处视频监控点位。

系统总体结构示意图：

第二章高清监控

1站闸高清监控

方案将采取前端IPC监控，后端NVR存储的系统架构。

在水闸附近选择合适的位置进行监控立杆，安装低照、星光级的高清网络摄像机，监控图像通过光纤链路专网连入运营商机房进行存储，并能在张浦水利站实现远程调阅、录像查询。

监控详细点位表如下：

序号

单位

站名

监控

备注

室外球机

室内枪机

1

排涝站

金家港站闸

1

1

2

神童泾站闸

1

1

3

三永站闸

1

1

4

官西江站闸

1

1

5

四港口站闸

1

1

6

横娄站闸

1

1

7

白米站闸

1

1

8

热电厂站闸

已安装两个球机一个枪机，未连入网络

9

石墩潭站闸

1

1

10

复利站闸

1

1

1

水闸

念思圩闸

1

2

庄安泾闸

1

3

三家村闸

1

4

新民中心河闸

1

5

朝南江南闸

1

6

朝南江西闸

1

7

金家娄闸

1

8

北石荡闸

1

9

小千灯浦南闸

1

10

石墩新开河闸

1

11

高家桥东闸

1

12

高家桥西闸

1

13

六如墩闸

1

14

庄里闸

1

15

彭安泾闸

1

16

马家港北闸

1

17

歧见江闸

1

18

王文角闸

1

19

橡胶坝

1

20

梅介泾闸

1

21

坟塘江闸

1

22

庙泾江闸

已安装一个球机，未连入网络

合计

30

9

站闸的高清监控在设备选型时需要考虑其兼容性，满足水利局的接入技术标准，待建设完成后，由施工方负责接入其水利局管理平台。

2系统原理及组成

全数字监控系统，是基于计算机技术、多媒体技术、数字压缩技术及计算机网络技术，将现场的影像通过前端数字采集设备（IP摄像机）采集并进行数字压缩，生成数字信号，再通过网络将这些图像数据包传送至后端的存储设备（NVR，在硬盘中生成按一定规则约定的图像文件。

原理示意如下所示：

高清监控系统主要由：

前端图像采集编码、网络传输、高清存储等组成。

前端采集

前端采用高清网络星光级摄像机。

根据水利站的要求，通过现场的勘查，选择合适的监控点位进行立杆。

网络传输

光纤网络传输，根据原有的有线电视网络基础设计。

高清存储

支持提供高清图像，视频数据的存储，可采用网络存储录像机设备实现。

在张浦的有线电视机房布置存储及传输设备，如NVR、交换机等，负责实现前端摄像机的接入，将视频图像资源进行本地存储。

录像存放在NVR的硬盘中，有效时间长达30天。

存储说明

监控图像要求实时存储，周期为不少于30天，视频图像信息在保存30天后，如没有继续保存的需要，则被新的视频图像信息自动覆盖；

各站闸/工作站监控图像可选择分布存储在就近机房，后期录像也可供“智慧水利”大平台调用。

存储系统采用NVR模式，NVR直接获取IPC的视频图像直接存在本机上，实现视频直存。

分布式存储方案，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。

视频存储系统结构设计及视频流向如下图所示：

在计算存储空间时需先计算出所有路数存储一定的时间所需的存储总空间，用总路数乘以每路码流大小，再乘以总的存储时间即可算出总的存储空间，在计算过程中保持单位的一致性。

下表为分别按照1路每天存储24小时、摄像机按照720P、1080P的分辨率存储不同天数所需的存储空间表，如下表：

序号

分辨率

码流大小

1天存储空间（TB）

7天存储空间（TB）

15天存储空间（TB）

30天存储空间（TB）

1

720P

2Mbps

0.0206

0.1442

0.3090

0.6180

2

1080P

4Mbps

0.0412

0.2884

0.6180

1.2360

本项目中共计有39路监控，共需要两台32路网络硬盘录像机，按照720P的分辨率进行存储，满足一个月存储需求，共需24.18TB，考虑到硬盘格式化消耗和存储冗余，至少配置8块4T硬盘。

3设备参数

3.1红外网络高速智能球

Smart功能：

•Smart侦测：

区域入侵侦测、越界侦测、音频异常侦测、移动侦测、视频遮挡侦测功能

•Smart录像：

支持断网续传功能保证录像不丢失，配合SmartNVR实现事件录像的二次智能检索、分析和浓缩播放

•Smart图像增强：

支持透雾、强光抑制、SmartIR防红外过曝技术

•Smart编码：

支持低码率、ROI感兴趣区域增强编码技术

•Smart报警：

支持网线断、IP地址冲突、存储器满、存储器错、非法访问异常检测并联动报警的功能

红外功能:

•采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达150m

•红外灯与倍率距离匹配算法

•内置热处理及除雾系统

•恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时

系统功能：

•支持H.265高效压缩算法，极大降低码率，最大支持1920*1080@30fps实时画面输出 

•精密电机驱动，反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在任何速度下图像无抖动

•支持标准的API开发接口，支持海康SDK、ONVIF、CGI、PSIA、GB/T28181、E家协议和萤石云接入

•支持三维智能定位功能，配合NVR/客户端软件/IE可实现点击跟踪和放大

•支持系统双备份功能，确保数据断电不丢失

•支持断电状态记忆功能，上电后自动回到断电前的云台和镜头状态

•防雷、防浪涌、防突波，IP66防护等级

机芯功能：

•20倍光学变倍，16倍数字变倍

•支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿

•支持超低照度，0.05Lux/F1.6（彩色）,0.01Lux/F1.6（黑白）,0LuxwithIR

•支持3D数字降噪、宽动态功能

网络功能：

•支持以太网控制

•支持128G的MicroSD/SDHC/SDXC卡存储

•支持双码流技术，支持H.265/H.264/MJPEG视频压缩算法，支持多级别视频质量配置

•支持NAS存储录像，录像可断网续传

•支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持HTTPS加密和IEEE802.1x网络访问控制

•支持多种网络协议，IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTCP,RTP,TCP/IP,DHCP,PPPoE,Bonjour

•支持1路音频输入和1路音频输出

云台功能：

•水平方向360°连续旋转，垂直方向-15°-90°,无监视盲区

•水平预置点速度最高可达400°/s,垂直预置点速度最高可达200°/s

•水平键控速度为0.1°-400°/s,垂直键控速度为0.1°-200°/s

•支持300个预置位

•支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点

•支持4条花样扫描,每条路径记录时间大于10分钟

•支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整

•支持守望功能，预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用（包括上电后进入的空闲状态）

•支持报警功能，内置2路报警输入和1路报警输出，支持报警联动，可在报警后触发调用预置点/巡航扫描/花样扫描/SD卡录像/触发开关量输出/上传中心/上传FTP/邮件联动

机芯

图像传感器

1/2.8"Progressive Scan CMOS

水平解析度

≥1000TVL

最低照度

彩色：

0.05Lux @ （F1.6，AGC ON）

黑白：

0.01Lux @（F1.6，AGC ON） 

0 Lux with IR

白平衡

自动 / 手动 / 自动跟踪白平衡 /室外/室内/日光灯白平衡/钠灯白平衡

增益控制

自动 / 手动

降噪

支持

信噪比

大于 52dB

背光补偿

支持

宽动态

支持

电子快门

1-1/10,000s

日夜模式

自动ICR 彩转黑

数字变倍

16倍

隐私遮蔽

最多8块区域

聚焦模式

自动 / 半自动 / 手动

镜头

变倍速度

大约2.7秒（光学, 广角-望远）

水平视角

58.3-3.2度（广角-望远）

近摄距

10-1500mm（广角-望远）

光圈数

F1.6-F3.5

Smart功能

Smart侦测

区域入侵侦测、越界侦测、音频异常侦测、移动侦测、视频遮挡侦测

Smart录像

断网续传、智能后检索

Smart图像增强

透雾、强光抑制、Smart IR

Smart编码

低码率、ROI

Smart报警

网线断、IP地址冲突、存储器满、存储器错、非法访问

功能

水平范围

360°连续旋转

垂直范围

-15°-90° （自动翻转）

比例变倍

支持

预置点个数

300个

巡航扫描

8条, 每条可添加32个预置点

花样扫描

4条, 每条路径记录时间大于10分钟

断电记忆

支持

守望功能

预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

方位角信息显示

开 / 关

定时任务

预置点/花样扫描/巡航扫描/自动扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描/球机重启/球机校验

红外功能

红外照射距离

150米

红外控制

根据焦距可变

网络

最大图像尺寸

1920×1080

主码流分辨率及帧率

50Hz:

25fps（1920×1080）、25fps（1280×720）

60Hz:

30fps（1920×1080）、30fps（1280×720）

子码流分辨率及帧率

50Hz:

25fps（704×576）、25fps（352×288）、25fps（320×240）

60Hz:

30fps（704×480）、30fps（352×240）、30fps（320×240）

视频压缩

H.265/H.264/MJPEG

音频压缩

G.711alaw/G.711ulaw/G.722/G.726/MP2L2/AAC/PCM

网络协议

IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,

DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTCP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE,Bonjour

同时预览视频数

最多20路

用户权限

最多32 个用户，分3 级:

管理员、操作员和只能浏览

安全模式

授权的用户名和密码，以及MAC地址绑定；HTTPS加密；IEEE 802.1x网络访问控制、IP地址过滤

系统集成

报警输入

2路开关量输入（0-5vDC）

报警输出

1路，支持报警联动

报警联动

预置点/巡航扫描/花样扫描/SD卡录像/触发开关量输出/上传中心/上传FTP/邮件联动

音频输入

音频输入（LINE输入、MIC输入），音频峰值:

2-2.4V[p-p]，输入阻抗:

1KΩ±10%

音频输出

线性电平，阻抗:

600Ω

网络接口

内置RJ45 网口，支持10M/100M 网络数据

SD卡接口

内置Micro SD卡插槽，支持Micro SD/SDHC/SDXC卡（最大支持64G），可支持手动录像/报警录像

视频输出

1.0V[p-p] / 75Ω，PAL或NTSC，BNC头

RS485控制接口

采用半双工模式，支持自适应HIKVISION，PELCO-P和PELCO-D（可添加）协议 

应用编程接口

支持软件集成的开放式API，支持标准协议（ONVIF、PSIA、CGI）、支持海康SDK和第三方管理平台接入、支持GB/T28181协议、支持E家协议、支持萤石云接入

客户端

支持iVMS-4200 客户端

浏览器

支持IE7+,Chrome18+,Firefox5.0+,Safari5.02+浏览器

一般规范

工作温度和湿度

-30℃-65℃；湿度小于90%

防护等级

IP66；TVS 4000V 防雷、防浪涌、防突波，符合GB/T17626.5 四级标准

安装方式

多种安装方式可选根据应用环境进行选择

尺寸

Φ185（mm）×330（mm）

重量

4kg

3.2红外高清网络枪机

主要特性

Smart功能

·  Smart侦测：

10项行为分析,4项异常侦测,2项识别检测,1项统计功能

·  Smart录像：

支持断网续传功能保证录像不丢失，配合SmartNVR/SD卡实现事件录像的智能后检索、分析和浓缩播放

·  Smart编码：

支持低码率、低延时、ROI感兴趣区域增强编码、SVC自适应编码技术

·  Smart控制：

ABF（-A可选）、P-Iris（-P可选）

图像相关

·  支持HD1080p@60fps高帧率，图像更流畅

·  支持走廊模式，增加纵向狭长环境下监控区域

·  支持区域裁剪，小带宽看清大细节

·  码流平滑设置，适应不同场景下对图像质量、流畅性的不同要求

·  支持H.264/MJPEG/MPEG4视频压缩算法，支持多级别视频质量配置、H.264编码复杂度Baseline/Main/HighProfile

·  支持GBK字库，支持更多汉字及生僻字叠加，支持OSD颜色自选

·  支持宽动态范围达120dB,适合逆光环境监控

·  支持透雾、电子防抖

系统功能

·  支持ONVIF（profileS/profileG）、CGI、PSIA、ISAPI、GB/T28181和EHOME协议接入

·  支持三码流技术，双路高清，支持同时20路取流

·  支持防雷、防浪涌、防静电

·  支持宽压输入

接口功能

·  支持标准的128GMicroSD/SDHC/SDXC卡存储

·  支持10M/100M自适应网口

·  支持1对音频输入/输出，支持双声道立体声音频

·  支持1对报警输入/输出

·  支持BNC模拟输出

安全服务

·  支持三级用户权限管理，支持授权的用户和密码，支持IP地址过滤，支持匿名访问

·  支持HTTPS,SSH等安全认证，支持创建证书

·   支持用户登录锁定机制

名称

200万 1/1.8' CMOS 星光级超低照度枪型网络摄像机

摄像机

传感器类型

1/1.8" Progressive Scan CMOS 

最小照度

彩色:

0.002 Lux @（F1.2,AGC ON）黑白:

0.0002Lux @（F1.2,AGC ON）

快门

1秒至1/100,000秒

镜头接口类型

C/CS接口

自动光圈

DC 驱动（-P:

支持P-Iris）

日夜转换模式

ICR红外滤片式

宽动态范围

120dB

背光补偿

支持，可选择区域

数字降噪

3D 数字降噪

慢快门

支持

压缩标准

视频压缩标准

H.264 / MPEG4 / MJPEG

H.264编码类型

BaseLine Profile / Main Profile / High Profile

压缩输出码率

32 Kbps~16Mbps

音频压缩标准

G.711/G.726/MP2L2

音频压缩码率

64Kbps（G.711） / 16Kbps（G.726） / 32-128Kbps（MP2L2）

图像

最大图像尺寸

1920 × 1080

帧率

50Hz:

 50fps（1920 × 1080） 50fps （1280 × 960）, 50fps （1280 × 720）

60Hz:

 60fps（1920 × 1080） 60fps （1280 × 960）, 60fps （1280 × 720）

第三码流分辨率与帧率

独立于主码流设置，最高支持：

50Hz:

 25fps （1920 × 1080）

60Hz:

 30fps （1920 × 1080）

图像设置

走廊模式,饱和度,亮度,对比度,锐度通过客户端或者浏览器可调

背光补偿

支持,可选择区域

电子防抖

支持

透雾

支持

图片叠加

支持BMP 24位图像叠加,可选择区域

日夜转换方式

自动,定时,报警触发

感兴趣区域

ROI支持三码流分别设置4个固定区域或动态跟踪

后调焦

-A:

 支持ABF辅助聚焦

SMART功能

Smart侦测

越界侦测,区域入侵侦测,进入/离开区域侦测,徘徊侦测,人员聚集侦测,快速运动侦测,停车侦测,物品遗留/拿取侦测,场景变更侦测,,音频陡升/陡降侦测,音频有无侦测，虚焦侦测,人脸侦测,支持过线计数功能。

车辆检测：

支持车牌识别，车型/车标/车身颜色/车牌颜色识别

混行检测：

检测正向或逆向行驶的车辆以及行人和非机动车，自动对车辆牌照进行识别，可以抓怕无车牌的车辆图片。

Smart录像

支持断网续传功能保证录像不丢失，配合Smart NVR实现事件录像的二次智能检索、分析和浓缩播放

Smart图像增强

支持透雾

Smart编码

支持低码率、低延时、ROI感兴趣区域增强编码、SVC自适应编码技术

Smart报警

支持网线断、IP地址冲突、存储器满、存储器错、非法访问异常检测并联动报警的功能

智能功能

智能报警

移动侦测,动态分析,遮挡报警,网线断,IP地址冲突,存储器满,存储器错

网络功能

存储功能

支持Micro SD/SDHC/SDXC卡（128G）断网本地存储,NAS（NFS,SMB/CIFS均支持）  

接口协议

ONVIF,PSIA,CGI,ISAPI,GB28181

智能报警

移动侦测,人脸侦测,动态分析,遮挡报警,网线断,IP地址冲突,存储器满,存储器错

智能报警

越界侦测,场景变更侦测,区域入侵侦测,音频异常侦测,虚焦侦测,移动侦测,人脸侦测,动态分析,遮挡报警,网线断,IP地址冲突,存储器满,存储器错

支持协议

TCP/IP,ICMP,HTTP,HTTPS,FTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,RTCP,

PPPoE,NTP,UPnP,SMTP,SNMP,IGMP,802.1X,QoS,IPv6,Bonjour

通用功能

一键恢复,防闪烁,三码流,心跳,镜像,密码保护,视频遮盖,水印技术,

匿名访问,IP地址过滤

存储功能

支持Micro SD/SDHC /SDXC卡（128G）断网本地存储,NAS

接口

音频接口

1对3.5mm音频输入（Mic in/Line in）/输出外部接口，1个内置麦克风

通讯接口

1个RJ45 10M/100M自适应以太网口，1个RS-485接口，1个RS-232接口

报警输入

1路

报警输出

1路

接口

视频输出：

1Vp-p Composite Output（75Ω/BNC）

音频

环境噪声过滤

支持

音频输入输出

支持双声道、立体声

音频采样率

16kHz / 32kHz / 44.1kHz / 48kHz

一般规范

工作温度和湿度

-30℃~60℃,湿度小于95%（无凝结）

电源供应

AC24V±10% / DC12V±10% / PoE

功耗

12W MAX 

尺寸（mm）

69.8×58×145

重量

830g

3.3网络硬盘录像机

功能特性

∙可接驳符合ONVIF、PSIA、RTSP标准及众多主流厂商的网络摄像机；

∙支持国标28181协议；

∙支持4K高清网络视频的预览、存储与回放；

∙支持H.265、H.264编码前端自适应接入；

∙支持IPC集中管理，包括IPC参数配置、信息的导入/导出、语音对讲和升级等功能；

∙支持2个HDMI和2个VGA同时输出，支持4K高清分辨率输出；

∙全新的UI操作界面，支持一键开启录像功能；

∙支持面板触摸按键；

∙支持海康SMARTIPC