机房视频监控系统方案.docx
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机房视频监控系统方案
联通
机房集中视频监控系统
设
计
方
案
第一章系统概述
一.1需求分析
通信机房内视频监控系统是联通通信机房安全管控、远程监视、事故追溯的重要手段。
联通网络安全整改工作布置会议要求切实加强机房安全管理，完善机房视频监控手段，对于重要设备、重点区域，应参照银行管理模式，纳入视频监控范围。
因此，根据联通通信机房视频监控现状及会议要求，经过综合分析研究，启动了核心机房视频监控系统改造工程建设。
本期工程按照满足联通全省55个机房内的视频监控系统进行扩容改造建设，本次建设1套集中监控平台，新增1650个视频监控点，实现机房7*24小时监控，15天监控数据存储。
一.2设计思想
任何一个设计方案的最根本前提就是用户的需求。
而先进、成熟的技术，可靠、灵活的应用，技术发展的趋势和良好的性能/价格比是设计方案的最基本依据。
应该在不失先进性、成熟性、可靠性、可扩展性的基础上，充分考虑用户的需求，照顾长远利益，最大限度地保护用户投资。
数字视频监控系统正日益受到各行各业的广泛重视和应用，其产品的种类和档次也越来越多。
根据联通机房集中视频监控的要求，我们在设计方案中本着高水准、高质量、高性能价格比，同时也会注重用户在今后的使用、维护、保养的方便性。
在信息化进程中，计算机网络已经广泛应用于社会各行各业的各项管理和业务活动，所以，对于视频监控方案的设计，首先必须选择能进行大型网络连接的监控设备。
其次，由于机房数字化监控系统的搭建，往往不能一蹴而就。
因此，要选择可扩展性强的监控设备。
将来需要扩容时，原有的设备可继续使用，只需增加新设备。
而不是原有设备废弃，重新购置设备。
第三，设备升级换代时，尽量不破坏原有的系统结构。
第四，设备维护、保养方面，操作简单、用户界面友好，不过多耗费人力、物力。
第五，基于现有网络基础，节省费用，即插即看，便于升级扩容。
一.3设计规范
根据国家的有关法规，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。
该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力。
依据的相关规范包括：
《中华人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94
《安全防范工程程序或要求》GA/T75-94
《民用建筑闭路监控电视系统工程技术规范》GB50198/94
《工业企业通用设计规范》GBT42-81
《建筑电气设计规范》JGJ16-83
《电器安装工程施工及验收规范》GBJ232-90，92
《中国电器装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90-92
《电视系统视频指标》CCTVRECOMMENDATION472-3
《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94
《智能建筑设计标准》DBJ08-47-95
第二章系统设计
二.1系统设计目标
1．对机房内外进行全方位、24小时的高质量视频监控，起到科学管理、安全防范的双重作用，图象质量不受地理环境、气候条件、白天黑夜的影响。
2．视频监控系统采用分屏显示，在控制中心能对任意一路图像实时监控。
3．监控系统具有报警联动功能以及监控中心告警提示功能。
4．监控中心能够保存所有监控基站监测点视频文件15天，通过视频图像资料及时发现各基站或传输站点的异常情况，提示工作人员按预案进行及时处理并将资料存档。
5．系统前端设备尽量精简，操作维护方便，能长期正常稳定运行。
6．监控中心系统能长时间稳定运行、操作维护方便。
7．实行严格的多级用户权限管理策略，确保系统运行的安全可靠。
二.2
系统体系结构
二.2.1系统组网图
图1.机房集中视频监控系统组网图
联通机房集中视频监控系统由以下四个基本部分组成：
1.前端监控摄像部分
2.前端数据处理与执行部分
3.传输部分
4.监控中心部分
系统各部分功能如下：
1.前端监控摄像部分：
通过我们安放在移动机房内部的摄像机来拍摄事发现场的图像画面，把数据传给前端的图像处理部分。
2.前端数据处理与执行部分：
由摄像部分送来的视频信号并通过传输部分将所有的视频信号24小时不间断地传送到监控中心处理。
3.传输部分：
移动机房提供光纤专网或者10M专网，实现前端监控设备和监控中心的网络互联，保证了视频信号和控制指令信息的可靠和高质量传输。
4.监控中心部分：
提供WEB服务功能，授权用户可以通过IE远程访问系统，浏览机房监控视频信息。
传输部分送来的视频信号将被中心监控终端发送到大屏幕背投电视墙上显示。
同时，监控中心将通过专门的大型存储设备保存近15天的所有机房视频监控点视频信号，以备日后查询。
二.2.2机房监控介绍
1.室外摄像机：
室外摄像机采用定点安装，为扩大视野，采用广角镜头。
在机房外部四面墙体顶端安装摄像机可以实现全方位的监控。
摄像机为日夜转换摄像机，配备红外灯，可以在夜间监控，实现24小时不间断监控。
2.室内摄像机：
考虑到室内摄像机可以用于辅助对机房设备的遥控，实现“遥视”，室内摄像机安装在云台上，可以上下左右转动，焦距也可以调节。
云台具备预置位功能，可以实现在报警触发时摄像机联动。
为了实现24小时监控，室内也安装了红外灯；为了保护摄像机不被损坏，安装了防护罩。
3.网络硬盘录像机：
实现视频监控的重要设备，安装在机房，摄像机具有视频分析功能，硬盘录像机本身也可以探测警情，包括视频丢失告警和移动侦测告警，前者在摄像机被破坏而无视频信号时告警，后者在指定的区域中发现物体活动（如有人闯入）时报警，同时上报监控中心。
硬盘录像机还提供网络视频服务器功能，因此在监控中心可以访问机房监控视频并在监控中心保留视频录像。
二.2.3监控中心系统设计
二.2.3.1监控中心职能描述
监控中心是监控体系的核心部分，具有最高的管辖范围和管理权限，接入下属所有监控系统。
监控中心利用视频监控专用网络，汇接下属各部门监控系统，将所需的视频、音频、数据、报警信息进行传输、共享、切换；利用工作站根据授权进行远程调阅、查询、控制；实现互联、互通、互控，为领导决策、指挥调度、取证和处置公共突发事件提供及时、可靠的监控图像信息。
监控中心拼接大屏由3*8共计18块DID液晶拼接屏组成，通过轮巡技术可显示全部新建高清视频监控点。
通过与高清解码器连接，获取视频信号。
监控中心监控系统主要由综合管理平台一体机、视频综合平台、网络视频存储服务器、高清网络键盘、大屏显示设备、网络设备等组成。
主要实现以下功能：
Ø具有监视、互联互控、录像调用等功能。
Ø监控终端通过专网接入，经管理服务器进行权限认证和鉴权后可对各监控点进行监视和控制。
Ø高清网络控制键盘接入到专网中，实时调阅前端摄像机视频图像并且可以通过操控感直接控制前端高清球机。
Ø监控中心可将各部门上传的图像中任意调用图像切换至指挥中心显示系统进行显示。
Ø管控中心用户经权限服务器权限认证后可通过PC上的IE浏览器调看其权限范围内的实时图像及录像资料。
有控制权的用户还可对前端摄像机进行控制。
指挥中心网内的用户获取图像的流程为向转发服务器发送请求，由指挥中心的转发服务器企业索取图像并把所得到图像发送给用户。
Ø可通过管理服务器对系统内的所有网络存储系统进行统一管理、查询和资料下载、回放等操作。
Ø手机用户可通过主动注册服务器实时接收相关视频图像、数据等信息，并可以进行视频切换、云台及镜头控制等操作。
Ø完成报警信息收集及处理，并对报警信息发送到大屏显示及通过报警主机，实时进行声光报警。
Ø监控系统的控制，由多媒体工作站完成图像的切换及控制，并可显示报警信息和位置。
二.2.3.2平台软件总体架构
平台软件系统采用C/S和B/S模式设计，支持Windows和Linux操作系统。
平台采用先进的APP应用框架，应用了组件化、模块化、动态加载等技术，模块显示直观，业务划分明晰，操作便捷，一步到位。
同时，界面整体风格采用蓝色基调，与公安的主流基调符合。
采用全图形化界面、操作简单，符合用户常用的操作习惯。
平台软件系统符合GB/T28181标准，网管平台采用SNMP协议。
架构设计上，通过分离、分层、分级、分域、热备、负载均衡、云存储技术，从架构上保障了系统的稳定性、易扩展、易维护、易融合。
Ø分离：
媒体流和控制管理分离，根据数据量不同的特点定制开发，控制和数据处理独立，支持超大规模应用和灵活扩展；
Ø分层：
分为接入层、流媒体层、管理控制层、业务应用层，层与层之前通过标准协议通信，每层实现技术可独立演进，方便系统升级、扩展和新业务引入；
Ø负载均衡：
通过智能动态负载均衡算法，可在故障时快速有效承接。
总体框架应该包括设备接入层、转发存储层、中间件层、业务应用层、用户界面层五个层次，如下所示：
设备接入层：
主要负责与外场设备、中心系统进行数据交互；完成采集图片/数据的入库存储、数据协议转换、数据预处理及控制信息发送功能；
转发存储层：
主要负责业务数据以及录像文件的存储和管理，负责实时视频图像的转发和历史图像的存储，数据库软件采用ORACLE,采用磁盘阵列作为存储介质，采用负载均衡的策略将转发、存储、比对、查询任务分配到多台服务器上。
中间件层：
是支撑业务应用中间件服务层，主要负责数据检索引擎、数据共享服务和GIS访问等功能；
业务应用层：
是基于中间件层之上进行的各种业务处理、运算和管理服务层，包括实时监控、录像追踪、报警、信息导入、GIS应用、查询统计、报警联动、系统对时等业务处理功能，同时提供丰富的系统配置管理功能；
用户界面层：
提供友好、易用的人机交互界面。
大华视频监控中心管理系统是一个融合传统的图像监控业务和新兴的报警管理业务的集成管理平台，在整个平台的设计开发过程中，我们尽可能追踪了目前业界主流的技术框架和技术方法：
首先，我们采用了基于面向服务的体系架构（SOA）技术进行主体架构设计，以SOA（ServiceOrientedArchitecture）面向服务的特性，通过定义良好的服务接口实现各子系统之间的松耦合，使平台既可以包容现有的应用又能满足未来新的应用需求，实现信息的高度集成。
其次采用了基于WebService的面向服务集成框架，实现了各个子系统平台之间的应用、服务的集成，为用户提供了一个统一的面向服务的应用集成管理界面。
）
二.2.3.3平台组成
可视化综合管理平台满足监控管理、报警管理、存储管理、GIS/电子地图管理、集成业务管理、网络与设备管理、用户管理、日志管理、人机交互、移动/无线监控业务，并针对项目建设需要部署解码上墙和图片管理相关服务，有效提升平台整体功能应用。
⏹管理服务
实时监测、获取下属各注册单元状态，当前端设备发起注册请求时，根据当前各注册单元状态动态分配注册单元给前端设备，均衡完成前端设备注册工作，保证各注册单元高效、有序工作.
管理服务负责管理流媒体服务器或集群，实时监测、获取下属各流转发单元状态，当视频资源管理及应用平台客户端发起视频连接请求时，根据当前各流转发单元状态动态分配流转发单元来转发所需视频，均衡完成视频转发工作，保证各流转发单元高效、有序工作。
在获取了所有前端注册上来设备的实时状态后，根据项目需求可以在管理单元中增加应用层管理功能，实现用户对设备访问的权限控制等。
设备管理服务负责设备管理，向设备执行查询配置命令，向设备发送操作命令，收集设备网管信息，收集报警信息并执行报警联动策略。
⏹流媒体服务
流媒体服务实现多级流媒体之间的转发，分散访问压力，提高系统稳定性。
在多用户并发访问同一个图像资源时，能提供视频分发服务。
设定启动视频分发服务的触发条件（如并发连接数），当满足触发条件时，视频分发模块与视频编码设备建立单路连接，然后视频分发模块将图像分发给请求服务的设备（视频解码设备和客户端）。
支持所有流媒体服务器组成集群在管理单元的统一分配下协同完成对前端设备的视频转发工作，并实时向管理单元反馈自身的工作状况信息。
⏹WEB/应用服务
WEB应用模块是基于B/S模式构建的视频业务系统的应用功能统一化的展示聚合界面的集合，通过动态化的插件技术和基于ActiveX的控件技术的结合，不仅实现了应用功能的动态扩展和部署，还实现了实时预览、录像回放视频基础功能的Web化集成。
⏹安全服务
根据管理平台的安全设计，提供身份认证、密钥管理、证书管理等服务。
⏹SIP服务
完成SIP协议层的通讯和管理。
提供SIP设备的寻址和会话，负责SIP协议层的设备管理。
⏹GIS服务
向用户提供集成平台网络的地图表示服务，提供地图更新服务。
⏹数据库服务
存储用户信息、本地设备信息、历史视频数据目录和报警信息、GIS数据、系统配置信息等，向客户提供数据管理服务；管理平台采用分级设置时，数据库服务器支持分布式数据的同步。
⏹中心代理服务
负责不支持SIP的监控资源和管理平台之间的通讯，主要完成协议的转换和媒体的处理。
⏹报警服务
负责报警信息的处理分发。
⏹接入网关
提供非标网关服务，部署在社会单位接入平台的用于信令协议标准化改造的服务。
社会单位接入平台经非标接入服务器根据国标GB/T28181-2011将信令协议标准转换后推送共享平台实现对接。
基于国家标准GB/T28181-2011的平台整合
信令协议转换应根据公安部《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》的要求，实现非标平台标准化改造的信令协议转换和设备ID转换等功能。
要求系统内设备进行统一编码，具有全局唯一性，设备编码遵循国标GB/T28181-2011附录D.1，为20位十进制数字字符。
媒体数据标准化改造应根据公安部《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》的要求，需要实现非标平台标准化改造的媒体传输协议转换和媒体数据转码等功能。
转码之后的码流是标准码流，要求全省采用基于H.264的编码格式作为标准流的编码格式。
基于开放SDK开发包的平台整合，如需要对接整合的平台不支持标准的SIP协议，可以通过已建监控平台的SDK开发包接入，实现平台间的网络互联互通和互控。
通过SDK开发包，实现对接入平台的互联后，同样可实现对平台之间的信令交互、实时码流和历史码流的调阅以及云台控制等功能。
⏹存储服务
通过流媒体转发服务向设备获取视音频数据，存储在第三方存储介质上，支持标准的NFS、SAMBA、ISCSI等文件协议。
支持中心存储、回放，支持设备端录像的查询、回放、下载等操作。
执行存储计划。
支持标准的流媒体协议。
⏹解码上墙服务
上墙解码，上墙配置。
上墙功能可以单路上墙，也可以设置多路图像上一同墙，并提供视频巡检预案功能。
⏹图片管理服务
负责从前端设备接收来自卡口抓拍图片及信息，同时将接收到的图片存储在第三方存储介质上，支持标准的NFS、SAMBA、ISCSI等文件协议，支持流行的DAS、NAS、IP-SAN、FC-SAN存储方案；图片数据保存在IPSAN系统中，与图片相关的信息保存在数据库服务器上，以供客户端进行实时图片监控和查询使用。
服务名称
功能
端口
CMS（中心管理服务）
管理其他服务的注册，以及信令调度
9000
DMS（设备管理服务）
负责登录前端编码器、接收报警、转发报警、发送校时命令
9200
MTS（流媒体分发服务）
负责从前端设备获取音视频码流分发到SS、客户端、解码设备、
9100
SS（存储回放服务）
负责录像存储以及录像查询和回放
9320
VMS（上墙管理服务）
负责登录解码设备以及发送上墙任务到解码设备
MGW（媒体网关）
负责发送MTS的地址到解码设备
ARS（主动注册服务）
负责主动注册设备的监听、登录以及获取码流转发到MTS
9500
PCPS
负责海康、onvif、28181设备的登录和取流并转发到MTS
ASC（报警预案分发服务）
负责把报警预案分解到ADS和几个APP
9700
ADS（报警分发服务）
负责根据预案给不同对象发送报警信息
9600
ADP（报警级联服务）
负责报警业务的级联
9800
APP_MAIL（报警联动邮件）
APP_SS（报警联动录像）
APP_SMS（报警联动短信）
APP_MATRIX（报警联动上墙）
VQDS（视频质量诊断服务）
进行视频质量诊断，目前集成在7016中的诊断项有：
视频丢失、高亮、低亮、对比度、清晰度、偏色
9900
PES（动力环境监控服务）
负责管理MCD
9400
MCD（接入服务）
负责报警主机、门禁和动环设备的接入和报警信息的接收和转发
二.3系统功能介绍
二.3.1视频实时监控
通过监控中心系统，对各机房内外进行全方位、24小时的高质量视频监控。
每个监控点我们采用星光级网络球机和星光级高清网络半球摄像头进而全面监控，掌握现场情况，加强机房的治安防范管理工作，及时发现可疑人员不法犯罪行为，防患于未然。
二.3.2屏墙多种显示方式
监控室中心机房设置电视屏幕墙可显示来自前端的摄像机画面，通过巡视或编组切换使联通机房监控点的所有摄像机画面循环显示在屏墙上，其中在监控主屏幕可任意切换成多个或显示同一画面。
二.3.3录像存储
使用先进的数字硬盘录像系统对每个监控机房的多路图象进行接入，同时通过专线网络汇聚于监控中心，中心对指定的每路图像保存15天以上的录像资料，监控前端保存最近一周的各路录像文件。
为可能发生意外、治安事故和破坏犯罪案情的调查、取证提供有力的录像证据。
二.3.4录像文件管理
对于监控中心保存的历史录像文件，系统提供按条件分类查找、回放、删除、备份等功能。
二.3.5全功能遥控
监控中心系统可控制前端每个球形摄像机的全方位转动（水平３６０度，垂直９０度），电动变焦镜头可将景物拉近或推远。
二.3.6远程配置管理
系统具有远程配置和维护前端视频监控设备运行参数的功能，系统运行维护人员只需要在监控中心，就能够对远端机房中的设备进行参数配置，既提高了运行维护人员工作效率，又降低了工作强度。
二.3.7报警管理
系统具有多类别报警信息上报、查看管理功能，主要的报警种类包括：
1.视频报警：
视频报警包括视频丢失报警和视频运动报警两种。
一旦摄像机损坏或被盗窃或断线等，引起视频信号丢失，就会引起报警；对于设定的视频报警区域，一旦有运动目标进入或者发生变化，也会引起报警。
2.报警联动：
一旦出现警情，如有非法闯入或者发生火警，则系统立即切换到相应摄像机，对有预置功能的摄像机，还能自动转换到相应的预置点。
报警信号通过监控网络传给监控中心，监控中心给出报警提示（声光等形式），同时按需启动数字录像。
二.3.8设备管理
为了方便在系统中接收前端视频监控设备的视频信号和下发控制指令，必须首先将前端视频监控设备纳入到系统的被管对象中来，在系统设备管理功能中，系统运行维护人员可以通过系统界面灵活地向系统添加、删除、修改被管理前端视频监控设备信息。
二.4系统特色
1.高可扩展性
系统采用分布式架构设计，具有较强的扩展性，能在不破坏原有功能和结构的基础上，灵活地进行系统软件功能扩展与性能提升。
方便后期系统扩容、充分保护用户投资。
2.集中录像存储
除了前端设备可以存储一定时间（通常为1周）之内的录像文件之外，监控中心还可以支持对所有监控点不少于15天的集中录像与存储功能。
能充分保证机房在遇到被盗、恶意破坏的情况下的调查取证。
监控中心的录像存储设备容量也可根据监控点的增加进行平滑扩容。
3.报警与联动
在全天24小时对机房内外视频和环境监控过程中，发生任何异常，系统都能实时地向监控中心发送告警信息，并能通过声光信号通知运行维护人员。
同时，当发生了报警，系统中的相应报警联动处理预案将被启动，系统将按照预案自动控制相应的前端摄像头转向预定的区域，并能启动前端的声光报警输出设备进行威慑警示。
4.系统自恢复
系统拥有专门的自身状态监控模块，能及时发现系统自身的异常，即可以通过告警信息提示运行维护人员，同时能自我诊断异常原因，并进行相应的系统恢复操作。
5.远程设备维护
系统为运行维护人员提供了对前端视频监控设备的远程操作维护功能。
一般情况下，维护人员都无须前往前端设备对设备进行日常维护，只需在监控中心就能方便地配置前端设备运行参数和进行软件远程升级。
第三章设备清单
第四章
升级会员 