民航视频监控系统.docx
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民航视频监控系统
1.概述
1.1.背景分析
视频监控是安全防范系统的重要组成部分，它是一种防范能力较强的综合系统，视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。
视频监控系统一般由摄像终端、网络传输、操作控制、监控显示、视频存储等部分组成。
目前监控系统手段已经从传统的模拟视频监控发展到了高清网络数字视频
监控，禾I」用现有的办公网络、企业专网，光纤专网敷设，甚至互联网和无线网络都能够构建现场的高清网络视频监控系统；与此同时，百万像素网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面；很多公司开发
的基于低码率、高清画质、多功能等特性的720P、1080P高清网络摄像机与网
络视频监控管理平台为不同规模现场提供了多结构，多用途，良好扩展性的新一
代高清视频监控解决方案。
1.2.需求分析
系统主要满足两大部分的需求，一是机场机房现场公共区域安全防范的需
要；二是机场机房区域监控管理的需求。
1.2.1.现场安全防范
区域视频监控系统：
在现场区域部署红外的固定高清网络半球摄像机，满足
全天候24小时监控设备的运行状况。
出入口监控：
在现场出入口以及其他重要区域的出入口安装高清摄像机，记
录人员出入情况。
1.2.2.区域管理
重要设备监控：
在现场一些重要的设备处安装高清摄像机，对设备运行状态（设备指示灯）、防盗、防破坏进行监视。
过程监视：
对于一些人员操作进行重点监控，记录操作设备时间和过程。
1.2.3.建议性需求
整个系统应该采用模块化、数字化、网络化架构，满足结构简单化和系统可扩展的需求
利用平台管理软件来统一管理前后端物理设备和虚拟软件模块，做到模块化
部署、集中化管理的新一代监控功能。
视频监控管理平台应能与红外报警系统、消防系统、门禁系统等实现联动，满足协同管理、统一调度。
1.3.设计思路
1）机房综合监控系统集硬件、软件、网络于一体，采用开放标准的无人值守机房专用平台软件；
2）支持前端机房/区域监控平台的两级结构监控平台的两级以上联网结构，方便扩容；
3）多级平台之间通过级联服务器实现多级互联，上一级平台可以访问所辖下级平台的资源；
4）为了适应用户的需求，系统需从视频的采集、压缩编码、存储到显示各个环节都支持高清，实现了真正的高清；
5）为了便于统一管理，多级平台和机房系统的所有设备均采用统一命名和统一编码；
6）系统通信即可以利用机房联网系统已有综合数据网，也可以利用Internet
互联网进行数据通讯；
7）监控中心可对现场进行监控，并能够随时对资料进行检索和查阅，从而掌握现场运行情况；
8）平台软件按照业务需求对监控资源进行逻辑划分。
1.4.设计目标
我们将建立一套适应机房系统整体需求的现代化综合监控系统，对运行、业
务、设备等进行统一、集中管理，实现以下目标：
1）集中统一管理所辖机房的视频监控系统；
2）集中统一管理所辖机房的环境监测系统；
3）集中统一管理所辖机房的市电监测和UPS监测系统；
4）集中统一管理所辖机房的安全防范、火灾报警系统；
5）通过机房智能视频服务器对重要区域的视频进行智能分析；
6）通过平台可远程监控门禁、照明。
2.系统设计
按照技术领先、结合实际，统一规划、协同部署的指导思想，在实现工厂安全防范的同时，又能通过高清视频监控系统对下级现场进行集中视频监控管理，同时通过视频传输专网将相关视频资源传输到上一级部门实现远程联网监控，充
分利用计算机、视频压缩、网络通信等领域的稳定的、先进的技术，实现对安全、环境、生产、人物等各类信息资源科学有效的管理和应用，进一步提高现场的安
全防范管理工作。
2.1.视频前端设计
民航中心视频监控系统前端图像源主要来自两个方面：
呼和浩特市名航的视
频图像接入和其他计划建设18个可控监视探头。
呼市民航计划建设的18个可控监视探头，拟采用数字式以太网传输模式，通过已有的网络通道或通信运营商提供的传输通道，汇集到监督中心机房，并通
过大屏幕展现出来。
2.2.网络传输系统设计
网络传输系统的组建对于高清网络视频监控系统的组建至关重要，如果传输系统不能满足网络视频流的传输要求，那么网络监控也就无从谈起。
本系统至少有16台高清网络摄像机，分布在多个区域，我们设计每个区域统一接入主干网
进行传输。
每路1080P全高清网络摄像机的传输带宽至少保证为4Mbps,720P高清网络摄像机的推荐传输带宽至少保证为2Mbps，标清D1的传输带宽至少保证为1Mbps；所以在为视频监控系统划分传输通道时应考虑每个区域汇聚后到中心的传输带宽，同时各个现场汇聚交换机和监控中心的核心交换设备也应该具备较强的数据交换能力和承载突发多用户大容量的高峰访问能力，以便网络视频数
据的快速交换，满足数据访问请求的快速响应。
由于前端摄像机主要由720P构
成，因此每个现场各自到监控中心的主干带宽资源完全够用，中心核心交换机建
议采用背板带宽和包转率较高的千兆交换机来承担。
视频监控传输网络可以根据
要求与现场内部局域网规划到一起，或者通过物理设备将两个网络互联起来。
2.3.存储服务器系统设计
监控中心系统由于管理着下属很多的设备，需对机房视频录像和数据进行存储。
数据需通过数据库进行管理，NAS对于读写频繁的数据库系统，不是很适合。
对于数据库存储这种读写要求使用率高的任务来说，IP-SAN比较合适，建
议采用高性能IP-SAN。
IP-SAN，即基于IP以太网络的SAN存储架构，随着以太网技术的发展，使IP-SAN对SAN技术进一步的拓展。
它使用iSCSI协议代替光纤通道（FC）协议来传输数据，直接在IP网络上进行存储，iSCSI协议就是把SCSI命令包在TCP/IP包中传输，即为SCSIoverTCP/IP。
IP-SAN架构不必使用昂贵的光纤网络、FC-HBA卡和光纤通道存储设备，而是使用IP以太网络、以太网卡和iSCSI存储设备。
相比FC-SAN，IP-SAN存储架构要廉价的多，而且实施起来更容易。
与FC-SAN类似，IP-SAN也可以将存储设备分成一个或多个卷，并导出给前端应用客户端，客户端计算机可以对这些导过来的卷进行新建文件系统（格式
化）操作。
客户端计算机对这些卷的访问方式为设备级的块访问，IP-SAN通过
把数据分成多个数据块（Block）并行写入/读出磁盘，块级访问的特性决定了iSCSI数据访问的高I/O性能和传输低延迟。
IP-SAN继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，存储方式灵活，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供
了优良的远程数据复制和容灾特性。
IP-SAN存储主要具有如下特点:
具有高带宽“块”级数据传输的优势。
基于TCP/IP，IP网络技术成熟，具有TCP/IP的所有优点，如可靠传输，可路由等，减少了配置、维护、管理的复杂度。
可以通过以太网来部署iSCSI存储网络，易部署，成本低。
易于扩展，当需要增加存储空间时，只需要增加存储设备即可完全满足，扩展性高。
数据迁移和远程镜像容易，只要网络带宽支持，基本没有距离限制，更好的支持备份和异地容灾。
视频存储容量为30天计算公式：
1080P高清摄像机：
16路*4Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=20TB
720P高清摄像机：
16路*2Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=10TB
D1高清摄像机：
16路*1Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=5TB
视频存储容量为90天计算公式：
1080P高清摄像机：
16路*4Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=60TB
720P高清摄像机：
16路*2Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=30TB
D1高清摄像机：
16路*1Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=15TB
2.4.设备选型建议
我公司根据民航的实际情况、用户要求和现场的实际需求相结合为用户做一个最为合理的设备选型，也为用户提供一个参考性的选择。
2.4.1■前端摄像头
为了能够清楚的监控到设备运行的指示灯情况，本次采用的是红外高清半球
摄像头，最关键是夜间下班关灯还可以正常监控到设备的运行情况。
机房环境和办公区在一个区域内，我们建议用红外高清枪机式的摄像头，因为半球摄像头广角大，会监控到办公人员的办公区域，枪机式摄像头只要对准了设备机柜区域就满足了需求，所以建议根据其他监控现场实际情况而定。
每个现场的视频监控设置1路、两路或多路也要分别进行一个合理的选择如果现场机柜设备摆放一致，而且设备指示灯都在一个方向，且门的位置也正好是监控范围之内，我们就用最节约的原则选择1路监控系统；如果现场设备指示灯有前面的也有后面的，门也不再1路监控范围内，那我们就考虑2路或多路的实现方式，尽可能保证现场区域监控范围。
2.4.2.显示系统
在呼市名航主控中心配置一台电视机，将各现场监控接入电视机，通过键盘
控制、选择图像视频进行实时观看，方便人员随时了解各现场情况和突发事件状况。
一般显示设备可以是监视器、液晶显示器、等离子显示屏、DLP屏、投影
仪等。
而本次监控系统显示设备为一台液晶电视，我们建议选择采用一台42寸到
55寸之间大小的电视，因为本次监控系统的画面至少为18个，如果有特殊分现
场为多路监控的话就不只18个画面，所以选择一个比较大的电视将图像实时输出也很重要。
电视的摆放方式建议挂墙，而且适合操作人员观察的正确范围内，保证能在一个正常的视线下观看。
2.4.3.存储系统
存储服务器是依托于IP网络，连接网络摄像机或视频服务器，可实现集监控图像本地和远程浏览、录像存储与备份，录像回放、与管理等功能于一体的全网络化监控解决方案。
本次需求是将所有监控现场的画面存储到呼市民航主控中心服务器阵列上，而且能够保证存储的数据在一定时间内不被删除或覆盖，在某一监控现场出现问
题时能根据时间的推算第一时间找出所存画面。
我们为用户设定了两种时间的长度，第一种为30天的存储时间，就是所有现场的监控画面能保存30天而不被覆盖，一旦超出30天就会有新数据将最先存入的数据覆盖。
视频存储容量为30天计算公式：
1080P高清摄像机：
18路*4Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=23TB
720P高清摄像机：
18路*2Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=12TB
D1高清摄像机：
18路*1Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=6TB
第二种为90天的存储时间，是在第一种存储的设备上多加硬盘增加存储空间，实现原理是一样的。
视频存储容量为90天计算公式：
1080P高清摄像机：
18路*4Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=67TB
720P高清摄像机：
18路*2Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=34TB
D1高清摄像机：
18路*1Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=17TB
综合两种情况，如果用户需要长时间保存数据也有两种情况，一种是存储设
备的阵列空间加大，另一种就是用户定期在存储上拷贝需要的数据备份到自己觉得合理、保存时间长的设备上。
2.4.3.1.存储特点
IPSAN/NAS—体化解决方案。
高性能，可扩展性，轻松实现数据存储及文件共享。
为视频监控数据提供容错保护机制，切实保护客户的数据安全，支持Raid0，1，5等磁盘数据冗余技术。
支持硬盘热插拔功能，更换硬盘时业务不间断。
高品质冗余风扇，高稳定冗余电源，专利的机箱设计，确保满足各种环境下7x24小时不间断存储需求。
支持SAMBA、NFS、ISCSI、CIFS、FTP、HTTP等业界通用的网络协议。
支持Windows、Linux、Unix等操作系统。
提供基于WEB的配置管理功能，简单易用。
完全标准化设备，兼容各类软件平台。
3.中高端性能监控系统
3.1.
需求与部署
中尚端方案
监控网络部署如上图所示
每个分会场部署一台硬盘录像机，一个摄像头，可以实现：
呼市机场监控其它17个地方机场所有画面，实现日常监控和机房设备指示灯，包括民航办公楼的监控实现；民航办公楼监控其它包括呼市在内的18个机场。
每个机场设硬盘
录像机，上传到呼市机场和民航办公楼，同时也本地存储。
网络传输子系统由接入层、汇聚层和核心层组成；由PONE源光纤接入网络组成前端IP摄像机的接入网；媒体汇聚点与一级核心管理平台之间的汇聚层采用星形组网；一级核心管理平台承载在核心网络上。
项目采用摄像机IP网络接入方式，前端子系统全部采用高清网络数字摄像机，主要以光纤有线方式接入到所属汇聚点。
呼市机场管理平台部署于核心机房，管理员可通过传输网络对所有摄像点、
媒体存储汇聚点、管理平台及监控中心进行管理。
民航办公楼管理平台部署于核心机房，管理员可通过传输网络对所有摄像点、媒体存储汇聚点、管理平台及监控中心进行管理。
32搭建与实现方式
系统搭建条件：
民航办公室、18个机场可连接互联网，2个（上传方式）或多个公网IP（浏览方式）。
系统硬件搭建：
民航办公室及18个机场分别部署VCN300C视频管理服务器、720p高清球机、监控PC（或解码器和大屏）。
系统软件搭建：
安装监控PC监控软件客户端，安装VCN300C服务器应用。
实现方式：
1.本地监控：
本地监控摄像头通过局域网IP将监控信息传输给本地监控PC或大屏，并且备份一份监控信息到VCN300C服务器。
2.远程监控：
远程监控可通过两种方式实现。
浏览方式为民航办公室和呼市机场通过互联网IP访问其它机场或民航办公室的VCN300C服务器，调取实时监控画面或历史监控画面。
浏览方式要求各监控地均有监控专用互联网IP。
上传方式为民航办公室及18个机场VCN300通过互联网IP将本地监控信息上传给民航办公室和呼市机场VCN300C服务器，民航办公室和呼市机场通过访问本地VCN300C服务器实现监控其他单位。
上传方式要求民航办公室和呼市机场有监控专用互联网IP,民航办公室和呼市机场VCN3000需要配置额外硬盘以存储上传信息。
3.3.网络带宽分析
由于采用分级存储，总部与个机场之间只存在浏览带宽，如果进行轮巡上传，总部带宽需要的大小为需要轮巡路数*2M码流
实施监控需各地方与呼市和民航办公楼网络联通，需配置IP，有以下三种
情况：
1、各机场通过运营商获取公网专有IP进行数据传输。
专有IP支持呼市和民航办公楼对其他机场的监控，不会因为本地登录互联
网的链接过多导致数据包传输质量下降，成本适中。
实现各机场公网IP通信，
需要各机场购买公网IP。
可支持两种方式：
呼市机场和民航办公楼分别调取其他机场监控录像；
其它机厂将自己的监控数据上传至呼市机场和民航办公楼，呼市机场和民航办公
楼通过访问本地服务器实现对其它机场的监控。
2、各机场通过内网地址映射到公网地址进行数据传输。
Nat通信无法支持直接通信，本地登录互联网会抢占视链路资源，需要做流量控制策略，成本较低。
支持一种方式：
其它机场将自己的监控数据上传至呼市机场和民航办公楼，呼市机场和民航办公楼通过访问本地服务器实现对其它机场的监控。
3.4.实现功能
各地机场及民航办公楼可调取本地硬盘录像机实时和历史监控信息，民航办
公楼和呼市机场可调取其他机场或单位实时和历史监控信息。
4.中端性能监控系统
屮端方案
4.1.需求与部署
可以实现：
呼市机场监控其它17个地方机场所有画面，实现日常监控，一块大屏显示监控画面。
每个地方一个摄相头。
每个地方机场无硬盘录像机储存录像，直接上传到呼市机场，呼市机场设一个硬盘录像机。
对新的智能视频监控系统的需求如下：
1.采用先进的智能视频监控系统管理平台，各级管理权限明确，各级职能划分清晰，借助智能事件行为分析和智能识别技术提高系统的主动预警能力；
2.采用最新技术的摄像机产品，采用低照度、宽动态、红外产品，保证全天候监控，以及监控图像的高质量；
3.全方位覆盖监控区域，采用高清球机保证无监控死角；
网络传输子系统由接入层、汇聚层和核心层组成；由PONE源光纤接入网络组成前端IP摄像机的接入网；媒体汇聚点与一级核心管理平台之间的汇聚层采用星形组网；一级核心管理平台承载在核心网络上。
项目采用摄像机IP网络接入方式，前端子系统全部采用高清网络数字摄像机，主要以光纤有线方式接入到所属汇聚点。
呼市机场管理平台部署于核心机房，管理员可通过传输网络对所有摄像点、媒体存储汇聚点、管理平台及监控中心进行管理。
4.2.搭建与实现方式
系统搭建条件：
18个机场可连接互联网，1个公网IP。
系统硬件搭建：
呼市机场部署VCN3000视频管理服务器，包括呼市机场在内的18个机场分别部署720p高清球机，监控PC（或解码器和大屏）。
系统软件搭建：
安装监控PC监控软件客户端，安装VCN3000服务器应用。
实现方式：
1.本地监控：
本地监控摄像头通过局域网IP将监控信息传输给本地监控PC或大屏。
2.远程监控：
呼市机场远程监控实现方式为上传方式。
上传方式为除呼市机场外的其他17个机场的监控摄像头通过互联网IP将本地监控信息上传给呼市机场VCN3000服务器，呼市机场通过访问本地VCN3000
服务器实现监控其他单位。
43网络与带宽分析
第一步：
呼市机场浏览带宽
浏览带宽=（720P浏览路数X720P码率）XCBR+浏览转发带宽;
需要带宽为：
17*2M*1.1=37.4M带宽
第二步：
信令带宽
信令带宽=每路监控点7Kbps;
第三步：
核心交换机与汇聚点交换机之间带宽需求
上行带宽=（浏览带宽+信令带宽）X2（考虑网络带宽的可用率和冗余）;实施监控需各地方与呼市和民航办公楼网络联通，需配置IP，有以下三种
情况：
1、各机场通过运营商获取公网专有IP进行通信。
实现各机场公网IP通信，需要各机场购买公网IP。
2、各机场通过内网地址映射到公网地址，和呼市机场进行通信。
Nat映射不需要额外成本，本地登录互联网会抢占视链路资源，需要做流量控制策略，以保证正常数据传输。
4.4.实现功能
呼市机场可调取本地及其他机场实时和历史监控信息；除呼市机场外其他机场只可使用实时监控画面，如需调取历史监控信息，需获得权限后访问呼市机场硬盘录像机调取。
5.方案的特色
本次方案视频监控系统是基于最为广泛使用的TCP/IP协议基础上，具备最
广泛的应用范围。
可通过已建立的网络或Intranet进行远程传输。
该视频监控系统将视频监控的功能与IP网络技术完美地结合，拥有更为强大的技术优势和较高性能价格比。
5.1.系统结构
视频监控系统以用户的IP网络为基础，利用用户的综合布线系统分布监控点，可以采用DLP墙或PC监视器观看监视画面。
系统集成度高，前端设备直接把视频信号、控制信号转换为IP数据包，在IP网络上传输数字视频信号（可通过网桥和路由器完成跨局域网的访问），系统可靠性强，操作简单，应用范围广。
我公司对于全数字监控系统，有着从前端（IP摄像机）到后端（存储、硬
解码及大屏幕显示系统）一系列的产品。
一套全数字视频监控系统由前端IP摄
像机、中间的网络传输环节和后端的存储，管理平台及显示系统组成。
52组成说明
521.前端设备
5.2.2.前端监控系统是由解码控制器和摄像仪等设备构成。
523.视频服务器
由于监控系统是一个纯模拟信号的监控，所以存在传输距离近、远端控制困难、对带宽要求高等因素。
为了将远端的监控图像送到主控中心，我们必需借助视频服务器，服务器的核心部件是视频采集卡，它将AV输入信号进行压缩编码，使之能够在一定带宽下传输，其压缩格式为MPEG-4约占1M的带宽。
使用时只要启动监控终端软件，位于现场调度中心的监控服务器输入IP地
址，就可以接收到各站的图像信号了。
另外服务器端可以配备合适的存储阵列，将各个现场监控画面数据进行一个安全的备份。
5.2.4.网络系统
监控系统的主干采用光纤连接，使用标准的E1接入站内网络系统，通过协议转换器将E1接口转换成RJ—45输出，送入交换机。
视频服务器使用RJ—45接入交换机，从而建立从网络系统到视频服务器的连接。
53可行性建议
本次民航视频监控系统看似是一个方案，其实其中给了很多的建议性的意
见，因为民航涉及18个监控现场，而且分散在不同地理位置，现场环境不完全一样，所以为了更好的结合用户的实际情况进行合理的选择，提及了可行的建议。
监控摄像头我们建议使用半球是红外高清，为了在夜间也能清楚监控到现场画面，另外如果监控现场和人员办公所处同一区域建议用枪机式红外高清，避免
监控到办公人员。
摄像头使用单路、多路要根据各现场监控环境而定，现场设计正好适合单路监控就使用单路监控，现场设计不适合单路监控建议采用多路监控的方式。
网络主干网尽量采用光纤连接，为了保证720P高清网络摄像机的推荐传输带宽至少保证为2Mbps,所以在为视频监控系统划分传输通道时应考虑每个区域汇聚后到中心的传输带宽，如果达不到至少2Mbps得带宽建议降低标清，标清D1的传输带宽至少保证为1Mbps。
一般显示设备可以是监视器、液晶显示器、等离子显示屏、DLP屏、投影
仪等。
而本次监控系统显示设备为液晶电视一台，我们建议选择采用一台42寸
到55寸之间大小的电视，因为本次监控系统的画面至少为18个，如果有特殊分现场为多路监控的话就不只18个画面，所以选择一个比较大的电视将图像实时输出也很重要。
电视的摆放方式建议挂墙，而且适合操作人员观察的正确范围内，保证能在一个正常的视线下观看。
本次需求是将所有监控现场的画面存储到呼市民航主控中心服务器阵列上，
而且能够保证存储的数据在一定时间内不被删除或覆盖，在某一监控现场出现问题时，能根据时间的推算第一时间找出所存画面。
我们为客户做了3种建议需求。
第一种是：
数据存储保留30天。
视频存储容量为30天计算公式：
1080P高清摄像机：
18路*4Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=23TB
720P高清摄像机：
18路*2Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=12TB
D1高清摄像机：
18路*1Mbps*3600s*24H*30天/8/1024/1024=6TB
第二种是：
数据存储保留90天。
视频存储容量为90天计算公式:
1080P高清摄像机：
18路*4Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=67TB720P高清摄像机：
18路*2Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=34TBD1高清摄像机：
18路*1Mbps*3600s*24H*90天/8/1024/1024=17TB
第三种是用户想永久保留画面数据，用户可以增加存储阵列空间，也可以根据自己的需要，将画面数据定时拷贝到用户自己觉得比较安全可
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