治安监控系统技术解决方案.docx

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治安监控系统技术解决方案

高清网络视频监控方案

深圳市宝丽来锐智科技有限公司

2010年8月27日

第一章方案概述

   监控行业概述

　　监控技术从上个世纪80年代进入我国以来，随着安防需求的急剧增加一直在飞速发展，从技术层面上来看，已经经历了多个不同的发展阶段。

随着计算机技术的发展和网络的普及，目前，视频监控已经发展到了网络多媒体监控系统。

　　新一代视频监控管理系统与前几代视频监控系统的根本区别在于，其不再局限于简单地完成对视频信号的处理、传输、控制，其核心乃是对基于IP网络的多媒体信息（视频/音频/数据）提供一个综合、完备的管理控制平台。

网络多媒体监控系统以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，并与报警系统、门禁系统整合到一个使用平台上，引发了视频监控行业的一次技术革命，迅速受到了安防行业和用户的关注。

网络多媒体监控管理系统，可以广泛用于多媒体视讯调度指挥、网络视频监控和会议、多媒体网上直播、网络教学、远程医疗等各个方面。

　　网络多媒体监控系统由网络多媒体监控管理平台和前端信息采集设备组成，其核心是网络多媒体监控管理平台。

网络多媒体监控管理平台集计算机网络、通信、视频处理、流媒体、和自动化技术于一身，是视频、音频、数据和图示一体化的解决方案，兼备网络视频监控、视频会议、视频直播等功能，具有超大规模组网能力，是构建于LAN/Internet网络之上、支持多种传输方式的综合多媒体业务管理平台，其应用已远远超出监控本身所涵盖的内容。

第二章方案设计原则

　　1紧密结合用户的实际需求

　　存储区域网建设是视频监控数据存储系统的基础，它直接地影响到视频监控数据的安全性，可用性，因此只有紧密结合实际需求才能设计出一套切实可行而又行之有效技术的方案，我们对监控行业的需求做了认真的分析研究，并且将用户地具体需求一步一步地细化，然后结合其他地区存储区域网以往网络集成的经验，从而制定了本方案。

　　2保持技术上的先进性

　　存储区域网络建成后的不仅要能够满足目前的应用需求，而且还要能够为将来的存储区域网发展打下良好的基础，这就要求在技术方案必须保持具备相当的先进性，从而保障网络建成后在相当一段时间之内不会落伍，不会被淘汰，因此本方案中采用先进的体系结构、软硬件技术设备，使系统在未来保持尽可能长的生命周期，即达到提高信息化水平、实现先进管理思想的目标，又保护对新系统的投资。

　　3开放式模块化系统

　　模块化的系统结构方便用户的升级管理，开放式的系统有利于和其他系统的互联实现资源的有效共享。

具体针对用户存储系统的特殊性和数据的重要性，以及长时间的数据存储和随时地查询调用等读写数据的要求，整个监控视频数据存储系统必须具备以下特点：

　　1）高可用性

   能应对大量数据传输、交换，长时间的不间断的数据读写，重要数据的存储和妥善保存，确保数据的安全性。

　　2）高性能（负载均衡和并行处理）

   对网络数据读写的实时性和网络调用数据提高响应的速率。

　　3）高灵活性

   必须满足用户系统增减容量的需求，及根据服务器应用的灵活配置，保证存储系统的扩展性。

　　4）高性价比

   必须考虑一次性软硬件成本的投入，及最终用户在系统维护方面技术和资源的投入，同时必须充分考虑到投资的时效性。

　　4采用标准化的技术和产品

　　在方案设计中，所有硬件、软件和网络产品必须坚持标准化原则，遵从国际化组织所制定的各种国际标准及各种工业标准，从而使系统实现具有如下特点：

　　1）可移植性

   系统中所开发的各种应用软件具有良好的可移植性。

　　2）可扩展性

   主机、存储设备、网络、应用系统均要有良好的扩展能力。

　　3）互联性

   构建网络灵活，支持各种网络结构以及多种通信媒体，实现跨平台、跨应用的各种设备和网络的互联。

　　4）兼容性

   随着时间的推移，监控系统还有可能面临升级或增加设备，这就使得在不同时期建立起来的网络信息系统大多都采用的是不同品牌不同技术性能的产品，因此，存储产品的兼容性显得更加的重要，必须要与市面上的主流产品相兼容。

　　5系统的易管理性和稳定性

　　任何一个网络的建设都需要考虑到应当方便用户的管理，另外所建成的网络系统需要是一个稳定性好、可靠性高的系统，监控系统的稳定性更是重中之重，一旦系统或是重要数据产生任何的严重错误，将造成不可估量的损失和后果。

第三章系统方案结构

1.1高清网络摄像机的拓扑结构示意图

图1-1方案一示意图

如图所示，本解决方案的包含以下几个组成部分

⏹前端工厂监控：

包括全景高清网络球、高清网络枪机等设备，完成交通路卡口环境的视频全景图像摄取；摄像机采用深圳宝丽来的高清网络摄像机，高清网络摄像机通过专用100MLAN网络线接入各节点的光钎交换机并入监控区域的主干光纤网络。

⏹光钎传输：

每个路口设置一台光钎交换机，所有数据通过光钎交换机进入主干光钎传输至监控中心。

⏹网络监控管理中心（派出所）：

下属所有交通卡口的全景图像和重点区域的图像、报警信息通过视频专网传输至管理中心集中处理。

包括中心管理服务器、数字矩阵服务器、电视墙、视频存储服务器、流媒体视频转发服务器等设备或系统。

管理中心的监控部分实现视频图像的实时监控、远程快球控制及视频图像的集成存储备份和管理，同时向网内的分控客户提供流媒体视频图像的实时点播管理及数据交换。

⏹分控客户端系统（工业区管理处）：

系统通过流媒体视频转发服务器可以支持任意多个分控客户端。

系统可以通过C/S架构的专用客户端软件实现副控视频浏览，也可以通过B/S架构的IE浏览方式实现副控。

⏹上级管理中心/视频监控网络（市公安局）：

系统可通过互联网（或广域网）与省级视频监控管理系统相连接，实现资料的共享和有效利用。

2.1系统特点及功能需求分析

2.1.1交通卡口监控

治安重点区域监控系统由高清网络快球和高清枪机组成。

监控中心可实时对本地重点区域进行全天候监控和高清晰高效率录像；重点区域附近的报警信息可以同时联动监控主机设备录像。

（1）实时场景图像采集：

通过全景高清网络快球摄像机、广角镜头及长焦摄像机实时监看监控点周边100米内的人员脸部、人员动向、车辆等治安信息。

（2）同步录像记录：

视频信号通过光钎线路进入存储服务器。

开机后存储服务器根据设定的录像计划，并自动进入相应的录像状态。

存储具有本地记录和远程集中存储的双备份功能，保证数据资料的安全不会丢失。

（3）云镜控制：

通过中心管理服务器、管理中心、客户端（局域网或广域网）来实现本地或远程控制云镜。

监控中心及授权工作站可根据实际情况对摄像头和云台进行远程的方位、变焦等控制，以更适合的监控视角采集远/近的监控图像。

管理中心服务器可以设置、调用云台的预置和花式巡航。

（4）字幕功能：

在每一路图像上可叠加地点、街道、时间等中文文字信息

（5）远程传输：

经高清网络摄像机压缩处理过的视频图像数据通过视频专用网将有选择可控制地传送到监控管理中心或其它系统，便于进行集中管理或协同处理。

（6）语音监听功能：

前端与监控中心、分控中心之间可以监听和双向语音对讲通信，能对现场监听，便于现场指挥或指挥中心对现场进行广播（选配）。

（7）报警联动处理高清网络摄像机与网点内的传感设备联动处理报警信号。

高清网络摄像机接到报警信号后可自动弹出电子地图、通过语音输出防区号及类型、并联动相应的外围设备，同时并将报警信号自动上传给网络管理中心。

管理中心主机收到报警信号后，会自动弹出电子地图，并强制上传相应的报警图像。

屏幕墙的主显示器自动切换到相应的一个或一组报警图像。

根据前端设备的报警信号，监控管理中心发出报警和视频联动信号，且可以自动切换前端监控网点快球摄像机自动快速转向预置位。

（8）远程维护管理：

前端高清网络摄像机设备能接受远程的监控管理中心远程维护及管理，并具有自动检测、自动报警的等提示。

（9）接口开放性：

系统高清网络摄像机具有多种硬件及软件接口，与后台管理中心应用软件平台无缝对接。

（10）可靠性：

高清网络摄像机视频处理全由硬件完成，，保证系统在出现故障时自动恢复系统功能，可以稳定可靠的运行在无人值守的场合。

系统运行时有详细的日志记录，可通过日志检查来检查主机的工作情况，人员的情况等。

2.1.2监控管理中心综合应用平台

监控管理中心将分布在各区各监控点的高清网络摄像机通过专网连接起来，实现远程任意图像的调用；远程云镜控制和快球预置点调用；远程录像资料的调用；远程高清网络摄像机的参数设定；远程图像的浏览控制权限设定；报警信息的搜集；电视墙的控制等等功能。

系统可实现大容量、分布式的实时直播，在系统中，既可实现在监控中心的监控大屏幕或监视器24小时实时监视各治安复杂路段、场所的所有图像信息，并通过鼠标方便、快捷的对前端监控点进行云台快速转动、镜头缩放的操作。

同时，还可实现各级领导、相关单位及其它授权客户通过连接在监控视频网内的工作电脑（称为授权客户端）也能查看任意治安监控点的实时图像，并可对前端监控点进行权限内的云镜控制。

监控管理中心和授权客户端可实时监视多路实时图像信息并实现一机同屏同时监视，监控管理中心和多个网络客户端可以同时监控任一前端图像。

可以实现多种画面分割模式中切换显示。

系统可根据需要对前端监控点进行分组显示，如按监控区域、管理范围和实际使用情况等，满足公安系统中重大保卫、领导指挥决策等工作的需要。

在实时直播显示时，系统还具备视频自动轮巡切换功能，在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，轮巡间隔时间可设置。

系统还可实现在监控中心电视墙或大屏上可以实时显示前端任意一个或多个监控点的图像，并可通过鼠标进行切换操作及对前端监控点进行云镜控制。

以深圳宝丽来系列管理中心（BH）为例，管理中心可以管理的高清网络摄像机是没有限制的，但是管理中心可以通过硬件解码输出至电视墙的路数是有限制的。

目前我们可以做到一台管理中心硬件解码输出1/2/4路模拟信号（上电视墙）。

如果是对成本考虑较多，可以使用管理中心配套的软解码实现上VGA墙的方案。

由于管理中心系统采用模块化套件的方式，可以实现多种远程监控方式的任意组合。

系统基于Windows2000/XP专业版平台运行。

软件分已下6个部分

•目录用户管理：

设备配置，权限优先级管理

•管理控制中心：

浏览、控制、对讲、巡检

•报警中心：

报警应答、转发、联动、布撤防

•虚拟网络矩阵解码：

解码控制

•网络视频存储：

同步集中存储、异步分散备份

•流媒体视频转发：

视频转发交换及网络负载均衡

宝丽来BH网络监控管理中心的连接方式是简单可行、成本低廉，而且可靠性和安全性较高，可以在较低的成本下实现网络监控、集中多级管理、报警联动等功能。

●可靠性：

高清网络摄像机与管理中心之间的通讯是点对点的通讯，没有其它的中间设备，所以即使有一台高清网络摄像机瘫痪，最多也只是影响了这一台高清网络摄像机的网络管理功能，而不会出现由于一台高清网络摄像机瘫痪而造成整个管理中心系统的瘫痪情况。

可见这种分布式的管理中心从根本上分散了网络管理的不稳定性的风险，使整个系统显的更加健壮。

●灵活性：

管理中心套件系统支持多种网络组件，可以灵活搭配使用。

多画面视频软解码图像控制器：

软解码图像控制器是管理中心的扩展套件之一。

此套件可以将高清网络摄像机传过来的多路图像软解码并在显示器上分割显示。

但是软有解码的路数会受到计算机系统资源的限制。

一般情况下采用虚拟数字矩阵可以软解码1/2/4/8/16路图像。

管理中心软件可以控制选择任意高清网络摄像机的任意图像软解码至VGA电视墙。

多路流媒体视频转发器：

采用转发服务器，可以将指定的图像发送至指定的副控端；可以发送多任意多个副控及管理中心系统而不影响带宽。

由此我们可以实现跨省、地区的多级网络视频监控系统。

多路录像资料集中存储器：

采用这种方式，前端所有图像同时传回管理中心端录像。

按每秒2000K的数据计算，计算机将是在全负荷工作。

由于所有图像都在存储服务器中存储，所以存储服务器的压力将是非常的大。

为此我们建议选用高性能服务器或磁盘阵列作为存储服务器。

以上套件为可选件，系统基于Windows2000/XP专业版平台运行

●网络接入方式：

高清网络摄像机和管理中心之间支持多种的数据传输方式，如TCP、UDP、多种组播方式和电话线等连接方式，但其连接有很大的灵活性。

这里由于使用光纤视频专网和带宽可控的三层交换机将更有利于视频数据的传输。

●音频信号传输对网络带宽的适应性：

多种的网络音视频传输方式，可以实现在高带宽上全实时的图像传输和在低带宽上时的传输高清晰的关键帧图像。

在管理中心上可以同时调看多台高清网络摄像机上的音视频图像。

系统支持双码流传输，在管理中心或分控端可以调节网络传输的码流和帧率。

●参数设置：

管理中心可以对前端高清网络摄像机进行工作参数的设定、修改、删除。

●报警与电子地图：

管理中心会自动接收高清网络摄像机的报警信息，当高清网络摄像机有报警信号时，管理中心可以发出音效提示，并自动连接相应的图像，弹出相关联的电子地图。

●工作状态监测：

管理中心可以查看到高清网络谁相机的工作状态。

包括：

录像、网络连接状态、报警状态、移动侦测状态、视频信号是否丢失等。

●IP语音对讲：

管理中心、高清网络摄像机和分控客户端之间可以进行IP语音对讲。

●自动校时：

与管理中心相连的高清网络摄像机可以自动向管理中心主机校时，保证全网时间同步。

●工作日志：

在管理中心端有详细的工作日志，以便以后对工作的检查。

中心机房中可以设置一台或多台管理中心和多台客户端程序。

管理中心能够自动的适应不同的带宽来调整不同的网络传输画质。

支持手动、自动连接。

2.1.3高清网络球/高清网络枪机产品介绍：

2.1.3．1

监视、管理和控制：

●系统支持PAL、NTSC制式

●系统集成智能硬件看门狗检测电路，自动检测主机工作状态，杜绝死机状态

●年月日时分秒OSD叠加，时间、位置可调，灰度可设置

●视频信号丢失自动检测，语音和文字同步提示

●多灵敏度、多区域的移动侦测及其联动处理功能

●视频图像局部遮盖处理，遮盖区域的大小及位置可设置

●支持自定义添加编辑电子地图功能（格式为JPG、BMP）

●提供操作日志、报警日志和详细日志查询，全程记录操作细节，日志不可删除

●严密的安全措施，多级多用户管理，权限自定义

●本地、远程开关量传感信号报警联动

●支持远程音视频图像连接、参数设定，支持设备的远程自动巡检

●支持大中型系统的用户集中管理认证，也可支持小型系统的分布独立验证

●RS485支持网络透明通道连接，客户端可以通过视频服务器的透明通道控制云镜设备

●云台与镜头的控制，可以进行预置位、巡航、轨迹的设置与调用，支持众多解码器及球机类型

●通过网络远程升级、重启维护

●提供AdminTool管理工具分组批量配置参数、检测和升级

●独立时钟供电系统，掉电也能保证时钟的准确性

●具备一键恢复出厂设置的功能

压缩处理：

●视频采用H.264硬件压缩方式，智能化检测影像，自动调整录像码流，压缩比高，影像质量好

●视频和音频信号压缩后生成复合的H.264码流，也可设置单一视频流

●压缩代码具有自主知识产权，压缩比高，清晰度好，编码性能稳定可靠

●具有最高达1080P（1920*1080P1280*720）分辨率的独立硬件压缩

●每路视频参数独立可调，动态设置编码参数

●支持多种分辨率图像压缩及传输格式

●DSP功耗低，适合长时间稳定运行

●支持自定义变码率（码率可调）、变帧率（帧率可调）录像，适应多种场合应用需求

●可设定视频图像质量，也可设定视频图像的压缩码流，保证获得满意的图像质量和码流大小

●复合码流回放时视频和音频保持同步

●双向语音对讲，声音的实时编解码

●支持数字水印技术，防止图像被修改，保证录像资料真实有效

录像及报警：

●支持网络客户端手动录像和网络集中存储录像等多种录像方式

●支持移动侦测、传感器联动、视频丢失、网络异常等多种报警联动方式

●支持移动侦测和传感侦测报警录像下的提前预录像功能；提供报警结束后延时录像功能

●支持灵敏度和画质可调的多区域移动侦测，移动侦测报警及录像

●支持在任意区域设置遮挡框或叠加时间、字符水印信息

●支持传感器联动的即时快照抓图功能

网络功能：

●10M/100M网络自动检测适应

●系统提供强大、灵活可选的远程监控配套软件

●支持C/S架构的专用客户端连接，支持B/S架构的IE浏览访问，支持管理中心集中管理组建大中型集中监控系统

●支持断线自动重拔系统的网络连接，无需专线即可永远在线

●支持网络语音对讲、群呼辅助功能，支持单向语音广播

●自动或手动向管理中心校时及自定义时区功能

●支持完整的TCP/IP协议簇，支持视频、音频、报警、语音数据、串行设备数据通过TCP/IP网络进行传输

●内嵌PPPoE宽带拨号程序

●支持专用的DDNS域名解析系统

●系统提供100Kbps～4Mbps的码流选择，适应多种带宽的视频传输网络

●网络报警联动（报警信号上传）

●通过网络设置参数、查看视频设备状态

●通过网络控制云台和镜头

●通过网络实时记录压缩码流

●支持跨网关主动连接客户端功能（可选）

●客户端软件支持1~16路远程实时监视；远程控制云镜；远程回放录像资料；远程手动启动录像；支持多通道轮巡及组切功能

●支持功能强大的远程网络监控管理中心系统，可对多个网点分级分组集中监控管理。

自动向管理中心注册也可由管理中心手动连接；可实时监测远端主机工作状态；可以在线管理远端节点主机参数；报警时主机自动向管理中心传输图像、弹出电子地图、真人语音提示或在中心端联动输出；支持远程手动远程布撤防；支持多级电子地图；提供网络虚拟矩阵硬件（或软件）解码输出至电视墙功能

2.1.2副控客户端部分

系统同时提供C/S结构的专用客户端和基于B/S结构的IE浏览客户端。

副控系统基于Windows2000/XP专业版平台运行，两种客户端都具有密码验证系统，可以灵活选择。

系统可采用基于TCP/IP的多播方式，也可以采用配套视频转发器软件无限转发，可满足多个副控用户的调看需求而不会多占用网络带宽。

2.1.3省级视频监控网络部分及社会监控系统的接入

由于系统中采用开放的接口，我们可以很轻松地将此系统与省级监控网络连接，充分利用共享资源。

社会场所的监控设备如超市、银行、社区等的摄像头也可以很轻松地接入我们的系统中来，从而建成一个高效的统一的集中监控管理中心。

2.1.4存储及网络带宽

由于系统要求采用高清晰录像（DVD个画质），所以录像占用的系统资源是很大的。

我们来看一下D1\D·CIF\HALFD1\CIF录像画质与占用硬盘空间对比

CIF

Half-D1

D·CIF

D1

一般活动

25-200M/小时

60-430M/小时

50-400M/小时

110-800M/小时

复杂/剧烈活动

70-250M/小时

150-680M/小时

150-680M/小时

190-900M/小时

夜间/光线较暗

25-150M/小时

130-380M/小时

90-280M/小时

190-500M/小时

在上述几种图像格式中，D1格式清晰度最高但占用硬盘空间最大，如果是在网络传输中需要带占用512Kbps以上的带宽，如果每个网络接口的带宽是3M，大约可以传输2-4路实时的D1高清图像（根据现场的图像复杂程序等有较大差别）；CIF格式具备较小的数据量，占用硬盘空间较小但清晰度欠佳；HalfD1格式在CIF格式的水平方向多了一倍的像素，清晰度较CIF有一定改善，占用硬盘空间大约是CIF的1-1.5倍左右；D·CIF格式是从水平方向和垂直方向同时提升分辨率，很好地解决了CIF清晰度不高和D1数据量过大的不足，而且成本较低，可以说这种格式的性价比是比较高的！

2.2摄像机及镜头部分

2.2.1高速智能球型网络摄像机

2.概述：

一体化高速智能球机是本公司研制的新一代球型摄像机系统，其独特的全新的外观设计和智能球机所配制的一体化高性能数字信号处理摄像机，集内置云台和数字解码器于一体，代表了新一代高技术监控产品的发展潮流。

它采用全数码控制、编程灵活；传动系统设计精巧简单，可任意迅速定位及连续追踪扫描，实现了真正意义上的全方位、无盲点监视。

3.主要性能特点：

一体化球形摄像机采用 的是日立/SONY机芯，是当今最新的科技成果、最精尖的制造工艺。

其特点如下：

※外形结构设计独特、新颖，无透明罩，减少了透明罩对光线的衰减，增强了图像的画质，使所摄图像更逼真。

※用功能完善的高性能数字DSP设计，性能稳定。

※内部设置数据断电后不丢失。

※一体化集成设计，结构紧凑，可靠性高。

※采用RS-485总线控制。

※精密电机驱动，运转平稳、反应灵敏。

※水平360°连续旋转，无监视盲区。

※旋转速度根据镜头变倍倍数自动调整。

※垂直方向实现180°自动翻转连续监视。

※自动光圈、自动聚焦、自动白平衡。

※变倍倍率限制，可根据用户的要求设定为指定的放大倍数。

※具有独特的无线遥控功能。

4.功能简介：

一体化高速智能球机操作灵活，简便。

智能球机的主要功能概述如下：

屏幕菜单功能

智能球具有屏幕菜单功能，通过菜单可显示球机的各种信息，对球机的各种功能进行设置，并对摄像机的各种参数进行设置。

菜单字符由数字信号产生，字符清晰。

预置点功能

可对监控场所预设128个预置位，在不同的时间段，监控不同的地点，定位准确，真正做到定点、定时无人值守。

比例变速功能

水平和垂直运动速度自动地随着变倍倍率的变化而变化。

当变倍倍率增大时，摄像机移动速度自动变慢；当变倍倍率减小时，摄像机移动速度自动加快，以便获得较好的物体跟踪效果。

此功能可通过菜单设置为关闭和打开。

花样扫描功能

花样扫描是指将球机的一组操作动作记录下来，通过调用可重复以前的操作过程。

可被记录的操作包括云台的水平、垂直运动、变倍操作和调用预置点，在记录时聚焦和光圈默认为自动状态。

其中每个花样扫描的序列大小并不是固定的，而是根据存储器容量来相互调节的。

报警调用功能

通过接插件可连接2个常开或常闭开关量输入。

设定当接收到报警时，球机将执行一个预先设定的预置点，打开一个辅助开关等。

自动扫描功能

自动扫描是指球机在水平方向的一定范围内，以一定的速度来回扫描显示图像的功能。

设定了左右限位后，可水平连续扫描。

手动限位功能

即线扫功能，智能球设定了手动控制左右限位后，手动摄像机水平移动将受到左右限位的限制，用户无法操作和观察到限位以外的场景。

自动翻转功能

允许用户手动跟踪物体，当物体直接经过摄像机下方时，球机会自动水平旋转180度，保证跟踪的连续性。

自动复位功能

当智能球机在进行一列设置后，觉得设置参数太多，太繁杂，想回到出厂状态，则可通过自动复位功能回到出厂状态值。

自动聚焦功能

在自动光圈模式下，摄像机自动调节摄像机聚焦，保持清晰的图像。

此时，手动操作FAR和NEAR聚焦调节按钮照样可以调节聚焦点的远近。

但只要操作水平或垂直移动或控制镜头变倍后，摄像机恢复聚焦自动调节功能。

2.2.2高清网络枪机

产品规格

视频压缩算法：

标准H.264MainProfile@Level4.1

图像压缩格式：

标准H.264，封装容器.MKV

图像传输帧率：

PAL（1～25帧）、NTSC（1～30帧）自定义

图像传输码率：

1Mbps-6Mbps（用户自定义），支持VBR/CBR/ABR

图像分辨率：

CIF、VGA、