兰州大学平安校园视频监控系统扩容方案.docx

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兰州大学平安校园视频监控系统扩容方案

兰州大学校园视频监控系统高清改造项目一期方案要求

1、项目概述

1.1项目背景安全技术防范已成为我校安全防范的重要手段和安全防控体系建设的重要组成部分，在预防和案件的查处等方面，发挥着人防、物防所不可替代的重要作用，安全技术防范体系建设，在构建人防、物防、技防一体化安全防控体系中，发挥着独特的优势，在构建“平安校园”中具有重要意义。

兰州大学视频监控系统于2011年建成，共1840

个监控点位，主要使用同轴电缆+网络传输的模式传输信号，但随着视频监控系统的快速发展以及部分设备的老化，兰州大学原先建设的标清监控系统已逐渐满足不了用户的实际使用需求，为此兰州大学监控系统迫切面临改造。

1.2需求分析

针对兰州大学原先建设的模拟监控系统，主要存在如下两点问题：

1.2.1视频清晰度不高，前端摄像机使用的为480TVL及以下的模拟摄像机，录像分辨率低，回放录像时经常会遇到看得见，但看不清的问题。

1.2.2整套系统建设已达5年之久，部分点位设备老化严重，出现偏色、串扰、模糊甚至无图像的问题。

根据以上情况，结合兰州大学高清视频监控项目改造的实际需求，决定建设高清安防视频监控系统，本期将对本部教学区一期建设的模拟摄像机以及医学校区重要部位的600个点位进行高清改造，进一步提高监控系统性能，提高我校安全防范和现代化管理水平。

1.3建设内容:

1.3.1本次将对一期建设的560个摄像机更换高清摄像机。

1.3.2对未覆盖的重要部位新增40个高清监控摄像机。

1.3.3对原有摄像机及相关线路进行拆除。

1.3.4根据兰州大学校园视频监控建设实际需求，结合改造前端数量合理对存储系统、传输设备等进行扩容改造。

1.3.5对因交换机迁移变更而需要重新布线的二期高清摄像机进行重新布线接入，确保二期摄像机正常运行。

1.3.6将各楼宇机箱内原有插线板改为PDU，各楼宇机箱内新增电源插座必须为PDU。

1.4建设原则

本系统的设计根据国家、地方相关法规、技术标准规范的要求，结合兰州大学办公地点的实际情况，秉着积极消化吸收国内外先进经验和技术，立足国内、安全可靠、节俭实用、便于扩展和管理维护的原则进行。

本次项目建设遵循的原则：

1.4.1合理性

为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，兰州大学监控系统设计根据兰州大学监控系统的实际状况和建设治安防控系统的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求，保证系统的顺利使用以及与已建成系统集成的顺利进行。

1.4.2先进性由于计算机技术和信息技术发展迅速，在兼顾系统的实用性和高可靠性的同时，系统的设计和建设中必须具有一定的前瞻性，尽可能的采用先进的技术，以保证系统和产品的先进性，确保系统在10年内不落伍。

应融入成熟的录像智能搜索技术（视频浓缩技术和视频分类检索技术）和成熟的智能分析技术（区域入侵、越界入侵、人员聚集、进入区域、离开区域、快速移动、物品移除、物品遗留、区域徘徊等功能、人脸识别、人员追踪等功能），提高效率。

1.4.3兼容性由于本次建设中涉及原有监控设施，因此在建设时，必须保证与原系统良好的兼容性，能对原有监控设备进行统一管理、配置、使用，本项目所提供设备均要满足ONVIF、

GB/T28181等协议，建成后的系统支持ONVIF、GB/T28181等协议，平台要能接入当前主流品牌的监控设备。

1.4.4高清晰度一方面保证实时图像的清晰性（高清），同时要保证高清摄像头回放录像画面同样达到高清。

1.4.5图像的实时性和流畅性兰州大学监控系统扩容后要保证监控图像的实时性和流畅性，并利用先进的流媒体技术及分发机制,保证当发生突发事件时,多个监控中心并发访问某一热点时图像的流畅性。

1.4.6可靠性作为兰州大学监控系统治安管理的关键系统，需要保证治安防控系统安全、正确地完成相应功能。

要从以下几个方面确保系统的可靠性：

前端摄像系统的可靠性信号传输系统的可靠性视频存储系统的可靠性网络系统的可靠性

同时要保证系统的完整性、正确性和可恢复性。

系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。

如有发生也应做到可即时地恢复。

所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。

要保证系统24小时不间断工作。

1.4.7可扩展和易升级原则

可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。

在系统横向扩展方面，智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上，应该非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。

在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发（如图像智能分析等）。

随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。

这要求系统具备良好的可扩展性和易升级性，所以在系统完善的过程中，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5至10年内的发展需求。

系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。

1.4.8网络的安全性

数字图像网络借助于单位数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。

2系统设计

2.1概述

一整套数字化高清视频监控系统主要由前端图像采集调制、高清传输、高清存储、高清解码显示、综合管理显示平台等模块组成，其中任何一个模块都必须达到数字化高清要求。

系统架构设计

兰州大学监控拓扑图

方案说明：

如上图所示，校园管理平台是整系统的视频图像系统的核心控制管理中心，通过该平台完成整个系统内所有图像资源的联网图像的调度、管理、分发和互通功能；通过视频管理服务器完成视频图像的接入、认证、权限分配；通过组播技术完成实时图像分发、实时图像的调阅和分发功能。

2.1前端产品选型设计

主流高清网络摄像机可提供1080P（1920×1080）、4K等多种分辨率视频图像采集。

网络摄像机作为前端视频采集设备，可支持H.265HP级别的视频编码格式，提供高分辨率低带宽的图像采集（1080P、4K等更高级的图像效果）。

采用电信级可靠性设计，满足复杂环境下的部署能力，支持PoE供电、支持光纤接口等，大大简化监控系统的布线成本。

对于学校教学楼、办公楼、宿舍楼等建筑出入口的宽动态场景、狭长的走廊、低照度场所均能提供相应功能的产品。

尤其针对学校建筑中常见的个别监控点位超长（超过100米）情况，优化后的枪机均支持不增加任何附加设备即可传输至150米~250米；

2.1.1一般场环境下摄像机的选型原则

2.1.2室外及周界场所

室外及周界场所夜间照度较低，在没有有效补光的情况下，需要摄像机配备红外灯进行补光，才能实现更佳的监控效果。

因此，在室外及周界场所，推荐选用带红外补光的低照度高清网络摄像机。

在室外环境中，其照度环境更为苛刻，普通的低照度摄像机仍然不能完整的呈现出彩色效果。

此时需要采用星光级超低照度摄像机（0.0002LUX）呈现出鲜明的亮度和色彩效果。

学校周边外围人员聚集的场所，要求摄像机有较大的视野，安装高清快球型网络摄像机或采用高清网络摄像机180°4K全景摄像机方式进行大画面监控，并辅以球机联动，球机自动跟踪进入监控区域的人员或者车辆。

紧急情况下，可切换为手动模式进行PTZ操作

2.1.3校园主干道路

全光谱球型网络摄像机，主要架设在校园主要干路、十字路口车流量较大的区域，适用于需要实时跟踪远端图像的监控场景。

在夜间监控区域50米内采用白光补光，视频呈现清晰的彩色画面。

保证在事后取证工作中，可以提炼出“颜色”这一重要元素信息。

远距离监控时采用红外补光，6%的高透光玻璃视窗，更适合高清监控应用。

2.1.4建筑出入口场景学校内建筑出入口及学生宿舍两端往往光线反差比较大、逆光严重，普通摄像机很难看清进出人员的面部细节。

因此，需要选用支持宽动态、强光抑制的的高清网络摄像机。

2.1.5室内

室内走廊为狭长型监控区域，采用普通16：

9分辨率摄像机监控时的有效监控场景较小。

因此，需要选用支持9：

16分辨率的网络摄像机。

室内场所在夜间通常不会进行补光或只有少量补光，因此选用带红外补光的低照度高清网络摄像机。

2.2前端配套设施

2.2.1支架及立杆

监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。

其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可，因现场条件的应安装延长支架，支架与墙壁之间的固定需要用钢制套管膨胀螺丝安装。

安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架来安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，要求室外立杆一定要具有良好的牢固度；立杆和室外机箱外观必须与学校景观配套，符合学校设施的颜色，采用蓝色和白色或灰色基调。

用于监控停车场区域的摄像机，安装高度为3m-3.5m；用于监控道路的摄像机，安装高度为2.6-3m。

立杆要能调节高，建议参考数字城关监控系统的立杆。

2.2.2户外机箱及稳压电源

2.2.2.1室外机箱室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。

端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。

其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。

2.2.2.2补光设备在摄像监控中，为了使夜间得到正常的监控图像，可选择采用一定的补光措施，补光灯的光源采用LED灯。

2.2.2.3防雷接地对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。

前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：

2.2.2.4直击雷防护在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。

提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。

2.2.2.5供电设施的雷击电磁脉冲防护电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。

为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地。

220V电源进线避雷标称放电电流不小于10KV，接地线缆建议不小于6mm2。

2.2.2.6均压等电位连接技术等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。

监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10?

。

2.2.2.7前端供电

系统设备建议采用集中供电，电源质量建议满足下列要求：

稳态电压偏移不大于±2%；

稳态频率偏移不大于±0.2Hz；电压波形畸变率不大于5%。

2.2.1.9线缆及施工套管

对于近距离传输（100米以内）的摄像机，直接通过网线连接到接入交换机；对于超过100米的远距离传输，通过光纤传输。

当使用防雷设备时，需要先接入防雷设备，再接入传输或交换设备。

（1）网线：

采用国标，六类非屏蔽网线

（2）电源线:

采用国标RVV2*2.5

（3）电缆：

国标单模8芯铠装

（4）室外地埋：

25mm镀锌钢制套管，两端伸出地上2米非地埋：

国标25mmPE套管；

（5）室内：

25mmPVC套管

2.2.2.9其他附设

（1）开关电源：

220v30A集中供电电源

（2）分光器：

2.3传输网络设计

网络的整体设计不仅关系到整个网络系统的性能，还涉及到未来网络系统如何有效地与新技术接轨以及系统的平滑升级等问题。

本系统立足于满足高清视频接入、转发、存储、解码等需求，同时选择适合的有发展前途的网络技术，充分满足未来五年监控系统业务的需求。

2.3.1传输网络总体设计

2.3.1.1设计思路监控系统网络的建网思路需要做一个整体规划，应考虑如下几个方面：

1）采用新一代、主流网络技术来设计监控网络，新一代网络技术往往能提供更高的性能，而且有更长的产品生命周期，便于维护。

2）网络设计尽量扁平化。

3）监控网络需要按照模块化、结构化的原则设计，便于今后扩容和升级。

4）针对网络的安全隐患，系统应通过多种安全措施保障系统的安全，采用专网传输，与外网物理隔离。

2.3.1.2设计要求

5）网络传输协议要求系统网络层应支持IP协议，传输层应支持TCP和UDP协议。

6）媒体传输协议要求

视音频流在基于IP的网络上传输时应支持RTP/RTCP协议；视音频流的数据封装格式应符合标准要求。

7）信息传输延迟时间

信息（包括视音频信息、控制信息及报警信息等）经由IP网络传输时，端到端的信息延迟时间（包括发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历的时间）应满足要求：

前端设备与信号直接接入的监控中心相应设备间端到端的信息延迟时间应不大于2s。

前端设备与用户终端设备间端到端的信息延迟时间应不大于4s。

8）网络传输带宽联网系统网络带宽设计应能满足前端设备接入监控中心、监控中心互联、用户终端接入监控中心的带宽要求，并留有余量。

9）网络传输质量

联网系统IP网络的传输质量（如传输时延、包丢失率、包误差率、虚假包率等）应符合如下要求：

网络时延上限值为400ms；

时延抖动上限值为50ms；

丢包率上限值为1×10-3；

包误差率上限值为1×10-4。

2.3.1.3传输网络结构设计

监控传输网络系统主要作用是接入各类监控资源，为中心管理平台的各项应用提供基础保障，能够更好的服务于各类用户。

网络结构如下图所示：

图1.传输网络拓扑示意图

1）接入层

前端网络采用独立的IP地址网段，完成对前端多种监控设备的互联。

前端视频资源通过IP传输网络接入监控中心或者数据机房进行汇聚。

前端网络接入目前通常采用以下几种方式：

对于距离超过90米的远距离传输，通常为点对点光纤接入的方式；对于近距离接入，可采用直接接入交换机的方式。

2.3.2网络详细设计

2.3.2.1VLAN规划

在网络用户VLAN规划方面，一般可根据视频用户、前端设备、后台设备等所属的部门，以及具体的网络应用权限来划分。

在具体VLAN规划中，应合理规划每一个VLAN中实际用户数量。

一般规划VLAN资源参考如下几个做法：

1）VLAN1在所有设备上不启用三层接口地址，不使用VLAN1承载实际业务或者作为网管VLAN。

2）全网每台设备的网管VLAN可以使用同一个，方便设备预配置与日常管理。

3）我们一般建议按照每个区域进行VLAN资源的划分，所有IPC使用的VLAN均遵从所在区域的VLAN规划。

4）尽管在不同的汇聚设备上使用相同的VLAN并不冲突，但是不允许这样的做法，会对后期的维护和故障的排除造成很大的困难。

5）如果建设网络所使用的设备不能直接在端口上配置互联用的IP地址，需要绑定相应的VLAN的话，还需要单独划分出来一大段VLAN资源用于设备互联，强烈建议全网设备互联用VLAN按照链路去划分，每条链路使用一个互联VLAN。

2.3.2.2网络IP地址规划

IP地址的合理分配是保证网络顺利运行和网络资源有效利用的关键，要充分考虑到地址空间的合理使用，保证实现最佳的网络地址分配及业务流量的均匀分布。

IP地址空间的分配与合理使用与网络拓扑结构、网络组织及路由有非常密切的关系，将对网络的可用性、可靠性与有效性产生显著影响。

因此在对网络IP地址进行规划建设的同时，应充分考虑本地网对IP地址的需求，以满足未来业务发展对IP地址的需求。

IP地址规划原则：

10）唯一性：

一个IP网络中不能有两个主机采用相同的IP地址；这就需要选择一个足够大的IP地址范围，不但能够满足现有的需要，同时能够满足未来网络的扩展。

两个不同网络互联时应避免使用同一网段IP地址，以免造成IP地址冲突。

11）简单性：

地址分配应简单易于管理，降低网络扩展的复杂性，简化路由表项。

12）连续性：

连续地址在层次结构网络中易于进行路径叠合，大大缩减路由表，提高路由算法的效率；IP地址分配既要考虑到扩充，又要能做到连续。

13）可扩展性：

地址分配在每一层次上都要留有余量，在网络规模扩展时能保证地址叠合所需的连续性。

14）灵活性：

地址分配应具有灵活性，以满足多种路由策略的优化，充分利用地址空间。

2.3.2.3网络传输带宽要求考虑到网络传输过程及其它应用的开销，链路的可用带宽理论值为链路带宽的80%左右，为保障视频图像的高质量传输，带宽使用时建议采用轻载设计，轻载带宽上限控制在链路带宽的50%以内。

15）核心层交换机到接入交换机的网络采用光模块来传输，带宽需达到千兆以上，原有带宽未达到要求的，增加带宽；

16）传输设备如光纤收发器到接入交换机之间的带宽建议达到百兆；

17）传输设备如光纤收发器之间的传输带宽建议达到百兆；结合项目实际需求，网络带宽规划可做相应调整。

2.3.2.4.网络可靠性设计网络的可靠性是为了保证视频在传输过程中，重要环节在出现设备损坏或失败时，还能够保证正常传输。

网络可靠性主要可从传输链路可靠性、网络设备可靠性两个方面进行设计。

1）传输链路可靠性

传输链路的可靠性一般通过链路聚合技术来进行保障。

链路聚合设计增加了网络的复杂性，但是提高了网络的可靠性，使关键线路上实现了冗余功能。

除此之外，链路聚合还可以实现负载均衡。

2）网络设备可靠性

网络设备的可靠性主要通过关键部件冗余备份、设备冗余备份、传输告警抑制和快速链路故障检测来进行保障。

关键部件冗余备份是指网络设备提供主控、电源等关键部件的1+1冗余备份；另外系统各单板及电源、风扇模块均具有热插拔功能。

这些设计使得设备或网络出现严重异常时，系统能够快速地恢复和作出反应，从而提高系统的平均无故障运行时间，尽可能地降低不可靠因素对正常业务的影响。

设备冗余备份是指通过双机虚拟化或虚拟路由器冗余协议等方式实现网络设备的冗余备份。

一旦出现设备不可用的情况，可提供动态的故障转移机制，允许网络系统继续正常工作。

传输告警抑制是指对告警进行过滤和抑制，避免网络频繁振荡，因为当接口启动快速检测功能后，告警信息上报速度加快，会引起接口的物理层状态频繁在Up和Down之间切换。

快速链路故障检测是一套全网统一的检测机制，用于快速检测、监控网络中链路或者IP路由的转发连通状况。

2.3.2.5网络安全性设计

网络安全性方面是保护网络系统中的软件、硬件及数据信息资源，使之免受偶然或恶意的破坏、篡改和泄露，保证网络系统的正常运行、网络服务的不中断。

网络安全性设计主要有结构安全、访问控制、安全审计、边界完整性检查、入侵防范和网络设备防护这几方面的内容。

2.4存储

5.1视频监控存储策略为视频图像集中存储在网络中心机房，存储图像特殊指定1080P格式，每天24小时，至少保存30天。

5.2兼容性要确保与原存储及监控系统良好的兼容性，能被现有平台统一管理。

5.3高可靠性

采用企业级4TSATA磁盘，系统稳定可靠，支持硬盘顺序加电，冗余的电源、风扇设计等）。

5.4扩容简单

要考虑系统今后扩容的需要，确保扩容简单。

5.5支持视频数据流直存，消除服务器瓶颈。

IPSAN支持前端设备视频数据流无需通过服务器转发转存直接写入数据，提升系统

可靠性，消除系统瓶颈。

5.6支持录像切片功能、秒级回放功能、视频预览功能

序号

设备名称

主要参数

单位

数量

1

室外1080P高清枪型星光级网络摄像机（镜头、护罩、支架、电源）

1）采用不小于1/1.9inch逐行扫描200万像素CMOS图像传感器，最大分辨率：

1920×1080；提供公安部型式检测报告作为依据；

2）水平解像力不低于1000TVL，提供公安部型式检测报告作为依据；

3）支持H.265编码协议；

4）支持变焦，最小焦距≦3mm，最大焦距≧12mm；

5）最低照度：

彩色≤0.001Lux；提供公安部检测机构产品专业认证测试报告；6）支持宽动态，宽动态范围不小于105dB；

7）支持强光抑制；

8）支持区域入侵、越界入侵、人员聚集、进入区域、离开区域、快速移动、物品移除、物品遗留、区域徘徊等智能行为分析功能。

提供公安部检测机构产品专业认证测试报告。

9）摄像机集成100M以太网自适应电口，支持长距离以太网传输，网口防雷能力达到±6KV；

10）最低工作温度不高于-25℃，最高工作温度不低于60℃；

11）IP66防护等级；

12）确保与原有监控设施以及其它相关设备兼容，能被平台统一管理；13）投标时需提供公安部型式检验报告；GB/T28181-2011国标检测报告。

14）提供原厂授权，及售后服务承诺。

台

84

2

室内1080P高清红外一体化筒型网络摄像机（含配套电源）

1）采用不小于1/2.8inch逐行扫描200万像素CMOS图像传感器，最大分辨率：

1920×1080；

2）水平解像力不低于1000TVL，提供公安部型式检测报告作为依据；

3）支持H.265编码协议；4）支持变焦，最小焦距≦3mm，最大焦距≧12mm；

5）智能红外补光，补光距离不小于50米，最低照度不大于0.002lux（彩色），0lux（红外灯开启，黑白）；

台

500

6）支持宽动态，宽动态范围不小于

100dB；

7）支持强光抑制；

8）支持区域入侵、越界入侵、人员聚集、进入区域、离开区域、快速移动、物品移除、物品遗留、区域徘徊等智能行为分析功能。

提供公安部检测机构产品专业认证测试报告。

9）摄像机集成100M以太网自适应电口，支持长距离以太网传输，网口防雷能力达到±6KV；

10）最低工作温度不高于-25℃，最高工作温度不低于60℃；

11）IP66防护等级；

12）确保与原有监控设施以及其它相关设备兼容，能被平台统一管理；13）投标时需提供公安部型式检验报告；GB/T28181-2011国标检测报告。

14）提供原厂授权，及售后服务承诺。

3

全景摄像机

1）采用800万像素CMOS图像传感器

2）视角达180°

3）星光级超低照度，0.005Lux/F2.2（彩色），