Bosch IP监控方案v1.docx

Bosch IP监控方案v1.docx

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BoschIP监控方案v1

BoschIP监控

设计方案

2011年4月

第一章项目概述

1.1项目概况

根据xxxx异地技改项目的管理及保安需求，安防监控系统需达成全方位、全天候的监控，包括生产车间内部监控，园区内所有区域、通道、周界24小时监控，以及所有功能建筑物内部的防盗、周界警戒、重要部门的防盗及安全管理。

管理人员可通过本项目所布建的监控专网即可远程监视厂区内生产运作状态、厂外或周围出入状况之清晰图像，以利管理人员了解厂区环境状况。

1.2设计依据及设计原则

1.2.1设计依据

★《安全防范工程程序与要求》GA／T75－94

★《安全防范系统通用图形符号》GA／T74－2000

★《出入口控制系统技术要求》GA／T394-2002

★《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90，92

★《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

★《智能建筑设计标准》GB／T50314-2000

★《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

★《工业企业通信设计规范》GBJ42-81

★《低压配电装置及线路设计规范》GB50054-95

★《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-94

★《电子仪器安全要求》GB/4793-84

★《工业企业通信接地设计规范》DBJ08-47-95

★《建筑物防雷设计规范》BG50057-94

1.2.2设计原则

1先进性

本系统选用博世整套数字安防硬件设备及软件，设备选型立足于成熟、稳定、先进的技术、产品，使得系统既能在目前处于业内领先，又能满足远期发展需要。

2易用性

采用鼠标键盘或网络键盘操作方式，使工作人员与使用模拟系统的操作上没有区别，更加直观、方便。

3可靠性

系统整体采用全套博世数字安防设备，使得系统可靠性高、配套性好、维护方便。

系统中的关键设备，如网络硬盘存储部分等支持RAID备份功能，确保故障后的数据和任务备份切换操作；系统可以提供各主要设备完整的安全管理机制，根据所投产品的情况，通过密钥、密码等方式，进行操作权限（前端优先、用户优先等）、优先级等权限认证和管理；系统能保证每天正常工作24小时，每年运转365天，所有设备具有高度的可靠性和优良的性能。

在系统的网络方面，根据业务安全性级别的需要，采用相应的安全体系和措施，为用户设置不同的权限等措施，防止非法用户侵入。

4扩展性

系统留有相应的扩展接口，便于扩展和二次开发。

如增加摄像机数量、工作站数量、存储容量等设备，系统均能很好的支持，并在增加过程中，不影响现有系统的运行。

也可与第三方系统对接，实现视频与其他系统或数据的关联应用。

5实用性

在系统设计规划时，针对实际需要，尽可能提高性能价格比。

第二章视频系统设计

2.1需求分析

整个视频监控系统根据各自不同的监控需求，布设于厂区各部分，目前共设计有1022个监控点,所有视频图像通过监控专用光纤网络传送到监控中心，系统采用全数字化视频监控系统方案，以简易与可视化的客户端进行操作，达到提供现场录像管理及远程监看之目的。

监控点分布在17个区域内，可在每个区域设置分控中心，每一个分控中心汇聚和管理此区域内以IP摄像机。

规划设计的数据网络总体要求是千兆主干上连到核心机房，百兆交换到监控点位。

监控点大致分布为：

序号

建筑物名称

室外IP快球摄像机

室内IP快球摄像机

彩色IP半球摄像机

彩色IP枪式摄像机

电梯专用摄像机

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

系统完全基于数字化，代表网络视频监控系统的发展方向。

将硬件视频压缩产品和具有强大控制功能的系统软件结合，用户不仅在同等网络传输带宽下获得最好的视频效果，同时为用户视频监控提供了一个网络共享的操作平台。

系统支持通过网络集中式自动远程升级。

系统中心管理服务器（含数据库系统）采用基于虚拟服务器技术的分布式冗余，视频存储采用磁盘阵列技术，可以确保故障后的数据和任务备份切换操作。

系统支持基于iSCSI技术的存储系统或基于网络视频服务器的SCSI技术的存储系统。

本项目建议使用BOSCH特有的ISCSI直存技术的VRM技术来优化高清摄像机码流,从而使得客户拥有一套更稳定,拥有更高画质的数字监控系统。

视频监控系统的所有硬件编解码器及摄像机完全基于IP，软件和系统平台是基于真正的C/S架构。

支持最新的.NET远程技术，安全同时友好地面向防火墙，所有的命令都被加密，防止命令侦测和对重要功能的恶意访问。

所有用户在操作和访问系统之前都必须进行注册。

每一个用户都会获得一个系统内唯一的标识和一个密码。

用户可以修改自己的密码。

对各操作人员的使用权限完全是可灵活分配的，细密的权限分配可多达100个层级。

系统支持LDAP，可以与企业用户管理系统有效的整合，可提供SDK与其它系统进行集成。

使用业界标准的IT服务器，存储设备，工作站和网络组件。

提供通用标准的接口支持构建统一的安防集成管理平台。

采用当今世界上成熟先进的网络信息和电子技术，如：

IP视频网络技术、数字化视频编解码技术、iSCSI磁盘阵列存储技术、SAN网络存储技术、视频分析技术等。

系统应充分考虑数字式闭路监控系统中网络的冗余和可靠性。

数字压缩标准选择充分考虑图像清晰及压缩比。

应充分考虑设备出现故障时系统能确保良好的存储安全备份方案。

系统应在软件结构、设备选择、技术服务等方面综合考虑，保证系统能够持续无故障运行。

系统必须具备出错处理、容错能力、冗余备份能力，不会因局部故障而引起整个系统瘫痪。

所有的核心设备，必须有冗余方案。

系统应具有开放性，符合业界相应的国际标准和协议，包括采用具有开放的操作系统、数据库、应用程序、开发工具、接口协议等，同时系统也应采用开放的结构，能够灵活地增加、减少外围设备，而无需修改应用软件。

系统应采用模块化设计，满足系统可扩展、容易升级、操作简单、维护方便的要求。

提供监控、调试、诊断必需的软件维护工具包。

提供友好的中文界面，采用规范的行业用语，易于管理和维护。

支持键盘和鼠标操作。

友好、清晰、操作简单、方便，容错性强。

充分满足系统应用功能和性能要求，保证系统运行安全可靠的情况下，应选用性能价格比高的系统和产品。

所选主要CCTV硬件设备均选用先进、成熟、可靠的国际知名品牌产品；尽可能采用同一品牌，提高系统整合度和兼容性。

系统可对各路的音视频进行长时间数字式存储，存储采用iSCSI磁盘阵列直写的方式。

系统可以根据不同区域系统架构和运行模式，管理体制及实际应用情况的需求进行灵活的功能配置和用户使用权限优先级的管理和控制，能够动态调度和更改管理控制机制，最大程度保证系统的安全性和可靠性。

2.2系统结构

整个数字视频监控系统可分为四个部分，包括：

✧前端IP摄像机

✧大容量存储（iSCSI）；

✧视频显示（解码器，监视器或屏幕墙）；

✧系统管理和控制（BVMS+VRM）；

系统架构图如下所示：

2.3系统基本功能

1）博世公司闭路电视监控系统提供了一个完整的集成管理界面，保证在安防网络中任何位置都可以控制、调配和诊断整个系统。

能够结合不同品牌网络系统设计和配置从应用层面实现安防监控业务的数字化、智能化视频流的调度管理及紧急事务处理和应急预案。

2）闭路电视监控系统能够支持安防视频监控管理系统远程升级。

3）安防管理系统支持本地、分散和集中存储几种方式，可以简单迅速地恢复系统正常工作。

4）安防管理系统提供简体中文用户友好图形化界面（GUI），其应用软件可基于中文WINDOWS操作系统。

5）安防管理系统能够灵活根据每个监视现场的状态自动进行控制和管理视频流的传输和每路视频流的带宽，并能控制每路视频流最大值和最小值，保障整个视频流能够恒定在一个统一的范围内使整个网络资源的管理和应用规划有序，有节，而不会因视频图像动态变化造成视频流的波动导致无规律占用网络资源使网络形成拥塞和产生突发性网络风暴。

系统能够针对突发事件或其它系统事件触发联动时所对应区域摄像机视频流能自动调整，不需要更改系统的配置。

6）系统能够对多级用户、单个用户、分组用户进行管理和授权，定义用户的级别，限制用户对于特定摄像机或特定区域特定系统功能的使用权限（包括图像监视，图像显示、历史图像调用、回放或系统配置权限等）。

7）系统可限制单个用户和分组用户对摄像机的控制权，可对每个用户按不同级别限制控制摄像机的权限，不同用户不能对同一摄像机进行控制。

在最先级别未使用时间超过设定时间后，系统自动释放控制权；当有多个不同级别控制者试图控制摄像机时，将按照系统设置的优先级判断决定申请人谁能够控制前端摄像机。

8）系统能够提供SDK，根据相关的应用的需求定制开发适合用户要求的系统管理流程、系统管理界面、特殊应用功能，并可向其他系统提供API接口协议用于与其他系统集成实现安防系统功能的扩展。

9）每一台IP摄像机能够同时输出4路不同带宽、帧率和图像质量的视频流，可分别用于存储、实时观看。

10）在更换故障设备（摄像机、编解码器）时，系统能自动安装恢复。

11）系统能检测iSCSI与网络连接的状态，当视频信号中断时系统能在监视器上显示画面丢失的提示和相应的符号，并将故障事件记录到监控管理系统的日志中。

12）系统支持PTZ摄像机控制,用户可在系统操作界面上和视频图像上直接控制符合前端摄像机。

13）管理系统支持远程访问，操作员通过网络远程访问管理服务器进行操作。

为减少安全事故，工作人员不间断地访问所有数据是非常必要的。

Bosch提供了在不同工作站同时观察所有现场数据和记录数据的能力，所以，无论在什么地方，都可以确保持续访问所有数据。

14）多用户同时观察：

由于IP网络的灵活性，多个用户可以使用多点传送技术观察和记录同一个摄像机。

如果发生了一个重大事故，许多职能部门都要求在同一时间浏览前端的视频图像。

15）工作人员访问录像：

在Bosch系统中，工作人员不但可以观看到现场视频而且还可以看到被记录的视频。

他们可以看到现场视频，也可以看到前几分钟的视频。

例如：

如果工作人员看到了一个事故，但是并不确定，那么他就可以立刻回头去看前一分钟的视频，来确认事故的真实性。

16）系统支持应急预案管理功能。

在事件触发后，系统能将事件区域内的摄像机图像信号自动切换到监视器上进行显示，同时也可触发带PTZ的摄像机立刻转向报警方向的预置位通过编码器动态调整到最高图像质量需求的带宽可同时进行码流带宽并将高质量的数字图像传送到相对应的监控中心进行显示和存储。

17）系统支持实时图像显示、PTZ控制、即时录像回放、历史录像回放、实时录像、及备份录像。

与此同时可对相关的音频进行压缩、控制和管理。

音频在传输时能够与对应的视频图象同步。

18）监控系统可与安全管理集成系统进行集成，将相关的报警触发事件图像（包括门禁系统的事件、传火灾报警系统的事件、防范报警系统事件等）上传给安防集成管理系统触发联动及触发报警录像。

19）系统可与门禁系统的进行联动，在门禁刷卡和报警可通过干节点方式接入前端摄像机。

当刷卡和报警时，安防系统可将该读卡器对应的区域及相邻区域摄像机联动控制到相应的预置位，摄像机图像自动显示到显示器上，启动集中录像。

20）安全系统需要不断升级，在升级的时候，都希望能够继续利用之前的系统。

为达到该目标，Bosch系统的开放结构使它能够兼容其他系统。

博世提供的系统均为模块式的，可易于系统扩展和未来系统升级。

21）监控系统支持NTP协议能够与主时钟系统同步。

2.4存储系统

本方案采用整体网络存储，前端图像经过数字化压缩后通过网线或者光纤方式传送到主控中心，在主控中心设置海量磁盘阵列进行存储。

存储空间的计算方法如下：

下表列出了各种图像质量及存储天数对存储容量的需求：

（下表已设置规则,可根据需要双击后修改并查看预估的存储容量需求）,假设4CIF图像按照1.5M码流,720P图像按照6M码流,各有8%的突发流量计算.

摄像机数量

码流

容量/每路每天（g）

存储天数

录像所需空间

录像冗余

录像冗余计算量

录像冗余所需空间（G）

合计（G）

720PIP摄像机

1022

6Mbps

64

15

981120

128G每台IP设备

1022

130816

1111936

x10

1

1.5Mbps

16.2

15

243

128G每台IP设备

1

128

371

x20

22

1.5Mbps

16.2

15

5346

128G每台IP设备

11

1408

6754

总计

1119061

通过高性能的存储服务器和磁盘阵列来实现大容量视频资料的存储。

一般每台iSCSI阵列考虑RAID冗余的损耗,有效存储容量为裸容量的80%（有效存储容量根据所选择的RAID方式而有不同,请见BOSCH各型号磁盘阵列产品的规格说明）。

我们使用高性能的磁盘阵列系统，使用RAIDDP的构建模式组合海量的磁盘容量。

通过设备管理功能对磁盘的容量、工作状态、温度等进行集中化的管理和监控。

当磁盘阵列出现诸如：

磁盘损坏、容量溢出、异常离线等问题时可以直接向客户端或系统平台进行告警。

可以保证业主和客户在第一时间获得消息。

同时RAIDDP系统可以在突发磁盘问题时，利用热备、热缓存等技术对出现问题的数据进行缓存和保护，等待新盘更换后及时进行数据的自动回存。

本方案中在视频接入机房设置标清720P码流6Mbps共计1022台，4CIF码流@1.5Mbps共计23台，加上VRM冗余磁盘空间总计1100T。

将模拟视频信号转为在以太网络中传输的h.264压缩格式数字图像信号，视频集中录制到由VRM（VideoRecordingManager）管理的ISCSI驱动器。

iSCSI是IETF制定的一种基于互联网TCP/IP的网络存储协议。

ISCSI存储技术则是目前应用最广，最成熟的SCSI和TCP/IP两种技术的结合与发展。

因此，这两种技术让ISCSI存储系统成为一个开放式架构的存储平台，系统组成非常灵活。

解决了传统DVR或NVR存储方式下的存储模式单一,存储容量有限,扩充困难,长时间以高质量方式保存图象受限制,存储安全性不佳,存储数据使用不方便等问题.

2.5系统管理和控制

系统各监控中心或监控室通过视频解码器将数字视频信号还原成模拟信号在显示器、拼接屏上显示或通过软解压方式在图形工作站上显示，并在各视频接入机房内设置网络视频存储系统进行通用存储、报警存储及指定存储。

视频存储系统用于直接记录网络上的数字视频，视频存储分别设置在各个控制中心机房，视频存储系统能提供支持每路视频流以4CIF/25IPS图像及高清图像记录的能力。

在主控中心及各分控室设置解码器、工作站、控制键盘用于观看和控制实时视频和回放记录的图像。

在主控中心机房，安装系统各类管理与应用软件及服务器，配置冗余备份的BVMS中央服务器，负责整个系统的集中管理。

。

系统的配置通过工作站来完成，系统的管理，包括优先级、权限、数据库、系统状态、系统安全、报警等的管理由系统管理主机来完成。

博世视频管理系统（BVMS）是独特的企业级IP视频安全解决方案，它可以无缝管理IP网络上的数字视频、音频和数据。

博世视频管理系统（BVMS）由以下软件单元组成：

∙中央服务器软件，提供管理，监控和系统控制功能。

∙虚拟录像管理和网络视频录像服务，提供了音频、视频及数据的录像和回放。

∙配置客户端软件，提供了系统配置和管理的用户接口。

∙操作员客户端软件，提供了系统监控和操作的用户接口。

整个系统非常灵活。

根据整个系统的大小，可以选择运行在一台PC机上，也可以针对大系统运行在数个服务器上。

1）系统部署

•系统可从中央服务器自动部署OperatorClient和ConfigurationClient更新

•支持所有博世MPEG-4/H.264编码器、解码器、IP摄像机、IPAutoDome摄像机、Allegiant、DiBos、BoschPOS/ATM桥接器以及与DiBos兼容的ATM桥接器

2）系统配置

•自动发现IP设备

•自动为IP设备分配IP地址

•为IP设备执行批固件更新

•故障转移NVR,可用于备份主NVR

•可配置的逻辑树

•预定义摄像轮巡

•通过选择多个选项并将其拖放到图像窗格中，可以创建“自动轮巡”

•配置变化查看器——显示更改的内容、更改人以及更改时间

•四个可配置的用户事件按钮

3）系统用户界面

•可缩放的站点地图，包含链接、设备、序列和命令脚本

•每个工作站支持多达4台监视器

•CCTV键盘支持，连接至工作站或IP解码器

•灵活的图像窗格允许使用任意大小和布局的视频窗口

•实况图像窗格可切换为即时回放

•多个同步显示的即时回放图像窗格

•图像窗口可显示实况视频、即时回放视频、文本文档、地图或网页

•设备状态通过图标显示，其中包括网络连接中断、视频丢失

•可以单独配置每个用户的收藏夹树,收藏夹树可以包含完整视图（其中显示了图像窗格布局和摄像机分配信息）

•可通过双击或从站点地图、逻辑树或收藏夹树进行拖放的方式来选择摄像机

•可以通过拖放的方式控制与解码器相连的模拟监视器

•最多可以同步回放25台摄像机的图像

•先进成熟的多摄像机时间链功能允许以图形方式轻松搜索所存储的视频

•时间链颜色表示录像状态，即常规录像、报警录像、移动录像、受保护录像和录音

•拖动时间链中的细线便可轻松选择短片

•只需轻轻点击几下鼠标，便可将选定的短片导出至DVD、网络、驱动器或USB移动存储器

•可在所有与系统相连的NVR和DVR中灵活地执行搜索

•录像后移动搜索功能使用户可以轻松找到所选图像区域的变化

•两个音频监听选项—仅监听选定通道或同步监听多个通道

•模拟监视器幕墙支持

4）系统录像

•系统可以支持网络录像机（NVR）方式的集中存储方式,也可以支持可管理的iSCSI磁盘分布式存储。

•网络录像机（NVR）可以设计为在故障转移冗余模式中运行，以便接管发生故障的NVR的录像任务。

•支持由VRM管理的iSCSI录像方式.BoschVideoRecordingManager（VRM）提供创新的分布式网络录像机解决方案，使得用户无需安装专用的网络录像机（NVR），这标志着进入了第二代IP网络录像的新时代。

VRM支持基于iSCSI技术的存储系统和博世视频IP设备（IP摄像机和IP视频服务器）。

VRM引入存储虚拟层的概念，实现了存储空间的智能分配。

VRM让用户无需安装网络录像机（NVR），也不必安装相关的服务器硬件、操作系统、防病毒软件以及这些系统要求的永不休止的软件补丁和更新。

5）时间表

•多达10个包含假期和例外日的录像时间表

•众多支持假期、例外日和循环时间表的任务时间表

•按照摄像机分别设置最短和最长录像时间

•按照摄像机和录像时间表分别设置实况录像、常规录像、移动录像和报警录像的帧速率和质量

6）事件处理

•事件列表包含设备事件（例如：

视频丢失）、系统事件（例如：

磁盘已满）、网络事件（例如：

网络通信繁忙）、子系统事件（例如：

Allegiant报警）、用户事件（例如：

登录失败）、时间表事件（例如：

每周二10：

15）等

•复合事件（将事件与布尔逻辑表达式组合）

•事件复制功能允许进行单独处理

•为用户组分配事件

•基于时间表的报警生成

•基于时间表的事件记录

•基于时间表的事件生成命令脚本调用

7）报警处理

•报警可触发任何摄像机的报警模式录像

•100个报警优先级

•发生报警时选择性地自动弹出窗口

•报警可在单独的报警窗口中显示

•每个报警最多可用5个图像窗格显示，并且实况视频或回放视频、站点地图、文档或网页显示在“报警行”中，优先级最高的报警显示在顶部

•每个报警的声音文件

•工作流包含用户说明和用户备注，可选择在清除报警前强制输入

•发生报警时发送电子邮件或短信

•报警显示在模拟监视器幕墙上

8）用户管理

•与LDAP兼容，能与MicrosoftActiveDirectory™等企业级用户管理系统集成

•访问按用户组单独管理的系统资源

•按用户组定制的逻辑树—用户只会看到自己有权访问的设备

•用于保护、删除、导出和打印视频的用户组权限

•用于访问日志的用户组权限

•用户组分配的云台控制优先级和Allegiant摄像机访问优先级

•可按用户组分配各摄像机的权限，以进行实时访问、回放、音频、元数据显示、球型摄像机控制

•双重授权登录–当两个用户一起登录时授予的特殊权限和优先级

9）定制和连接

•自定义命令脚本可以控制所有系统功能

•内置命令脚本编辑器支持C#和VisualBasic.Net

•外部软件可以通过“虚拟输入”触发事件

•任何.Net编程语言（C#、JScript等）或COM编程语言（C++、VisualBasic等）均可用于触发虚拟输入

•可与AdvantechADAM-6000系列数字输入/输出模拟兼容

2.6智能化图像分析

博世智能视频分析功能内置到前端设备中，例如IP摄像机、编码器等。

此功能无需任何额外的硬件（例如，PC或分析服务器）来执行视频内容分析,以保证在任何需要的时候能够通过简单的激活操作智能视频分析功能即可投入使用。

采用了先进的视频内容分析功能，不仅能够可靠地探测移动物体，同时还能防止图像中的虚假源体意外触发报警,能够在某些关键地点提高监控的效率和降低安保人员的工作强度，智能视频分析具备以下功能：

∙可以探测进入、离开或位于区域内的物体。

∙可以设置用于闲置物体探测的全局延迟时间。

∙可以为徘徊探测功能设置空间容限和延迟时间。

∙可以选择静态物体并检测其移除情况。

∙根据轨迹来跟踪对象—跟踪线路可以显示在视频图像上。

∙图像稳定技术能够消除摇动视频源（例如，安装在高杆上的摄像机）的抖动问题。

∙可以支持基于目标条件改变探测的,如目标速度,尺寸,方向.纵横比例等条件改变。

∙可以探测目标物体穿越最多3道界线,并可以进行逻辑组合。

当发生异常状况时,系统将自动提示管理员处置，并进行预案联动响应。

以提升整个系统的智能化水平。

2.7存储冗余功能

录像管理系统配合ISCSI磁盘阵列应该具备以下几种冗余方式或录像模式：

1）