厂区视频监控方案.docx

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厂区视频监控方案

厂区监控系统

技术方案

杭州海康威视数字技术股份有限公司

2011-12-16

第一章项目概述

1.1项目概况

XXX塑料厂为了维护正常的生产秩序，需要建立一套网络视频监控系统来实施对厂区的监控。

海康威视凭借多年的通用行业的方案设计经验，并结合厂区的地理环境和构造，能为用户设计出一套最优化的系统解决方案。

项目建设主要以厂区的视频监控为主，周界还将部署报警探测设备，组建另一套周界报警系统。

在此，我们将以设计视频监控为主体来介绍整个方案。

1.2设计原则

根据厂区现场环境和用户使用要求，在本方案设计时，我们将秉承以下设计原则：

1.实用性

依照用户要求，坚持实用性为主的原则，本系统将完全满足厂区各项安防需求，同时考虑未来发展需求，避免追求系统的超前性，以减少不必要的投资。

2.可靠性、安全性

参照大量已建成的通用园区安防监控系统，借鉴其中的精华部分，为系统高可靠性的总体设计提供现实依据，选用的设备自身将具备高可靠性、高安全性，高达数万小时的平均无故障时间，并为关键设备、关键部件设计冗余备份。

同时，选用安全机制健全、安全级别高的平台辅佐系统搭建。

3.先进性

本系统设计遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，既防止片面追求某一高指标，又充分体现系统的先进性，最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术，使系统能在未来数年内不落后，并通过软件升级即可实现更多新功能，充分保护用户的投资。

4.开放性

本系统设计将采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它监控系统的连接。

在设计和设备选型时，将科学预测未来扩容需求，进行余量设计。

5.易管理性、易维护性

本系统将采用全中文、图形化软件平台实现整个监控系统管理与维护。

可自动检测系统中任何一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。

采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。

1.3总体目标

基于招标文件技术要求和设计原则，“厂区视频监控系统”设计提出以下总体目标：

1.图像监控

2.良好的视频效果

3.海量资料存储及检索

4.支持远程访问

5.全网内设备的远程状态监控及集中管理功能

6.授权与安全认证

7.后期其他厂区扩展接入

1.4设计依据

⏹厂区监控系统的技术要求

⏹《智能建筑设计标准》GB/T50314-2000

⏹《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003

⏹《建筑智能化系统工程实施及验收规范》DB32/366-99

⏹《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

⏹《中国人民共和国公共安全行业标准》GA/T70-94

⏹《中国人民共和国公共安全行业标准》GA/T75-94

⏹《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94

⏹《安全防范系统验收细则》GA308-2001

⏹《安全防范系统通用图形符号》GA/T74-2000

⏹《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

⏹《安全防范工程技术规范》GB50348-2004

⏹《电子计算机机房设计规范》GB50174-93

⏹《电子计算机场地通用规范》GB/T2887-2000

⏹《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

⏹《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87

⏹《电视监控工程程序与要求》GA/T75-94

⏹《电视监控工程费用概预算编制办法》GA/T70-94

⏹《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90

⏹《民用闭路电视监控系统工程技术规范》GB50198-94

⏹《中华人民共和国公安部行业标准》GA27-92

第二章系统总体设计

2.1需求分析

厂区建立这一套视频监控系统，旨在实现对厂区的安全的管理，包括厂区资源和人员的安全。

所以，需要在适当的位置部署监控设备，使设备的功效能得到发挥，有效利用资源。

选定监控区域后，需要根据区域选择合适的监控摄像机，保证监控区域内的全天候全方位的监控，不出现监控误区和盲区，保证图像的清晰效果（红外摄像机，保证日夜监控效果）。

把厂区的值班室定位为监控中心，厂区内所有的视频都将汇聚于此做统一接入管理。

要求系统能实现对现场画面的监看、对视频图像的存储、对历史视频图像的回放（要求录像存储的周期至少为30天）。

厂区内构建简单的网络环境，把系统接入网络，要求能在网内实现对厂区视频的监看管理。

系统需预留接口，以保证后期另有其他厂区系统接入。

2.2需求理解图

2.3产品总体需求

本系统设计方案的技术要点、功能和产品选型均满足厂区监控要求，并依照系统建设的相关标准进行设计。

硬件部分

本系统由前端摄像机和球机、网络硬盘录像机、管理服务器（远程访问的PC）、客户端（远程访问的PC上的监控软件）组成。

⏹摄像机

针对监控场所的不同，选择半球、枪机、球机。

针对现场的光线问题，均选用红外系列。

根据现场环境和方位，共需要11台红外球机、3台红外半球、4台红外枪机。

⏹网络硬盘录像机（EDVR）

根据分散存储、集中管理的设计理念，选择网络硬盘录像机作为编码存储设备。

本项目需部署16路网络硬盘录像机2台，内置监控专用硬盘，保存录像30天。

⏹管理服务器

作为监控系统的大脑，所有DVR设备信息均注册保存在管理服务器内。

设备访问权限、用户使用权限均由管理服务器分配。

它维系整个监控系统的数据库。

⏹客户端

用于对监控系统的日常操作端，登陆管理服务器，获取相关设备信息，完成预览、控制、回放等操作。

于网内访问端部署客户端。

软件部分

由软件平台来实现对厂区内所有视频的管理（图像预览、云镜控制、录像及回放、用户及权限管理）、所有设备（摄像机、硬盘录像机）的管理等功能。

2.4注意事项

（1）针对不同的监控区域，需选择不同的摄像机类别；

（2）针对不同的监控范围和角度，选择不同的摄像机镜头，以免造成较大盲区；

（3）视频传输线路的选择：

XXX米以下选用SYV75-5系列同轴电缆，XXX米以上需选用SYV75-7线缆，保证视频信号传输的效果；

（4）球机控制线串联接法，保证控制信号的正常传输；

（5）根据硬盘录像机上的码流设置和需录像天数，确定挂载的硬盘的数量和容量，以免造成录像周期的缩短；

（6）在硬盘录像机上需进行授权管理，以免造成参数误修改或删除，带来不必要的麻烦。

（7）远程访问的客户端的使用。

第三章系统详细设计

3.1网络拓扑图

3.2系统组成

由上图可知，整个厂区的视频监控系统由厂区视频前端、模拟传输系统、监控中心管理单元（DVR）和远程访问（客户端）四部分组成。

厂区视频前端主要设备为摄像机和球机，用以实施对监控区域的视频的采集，是整个监控系统的最前端。

传输线路主要用于将厂区各监控点的视频信号传输到监控中心，进入DVR做管理；也包括球机的485云台控制线路、所有摄像机的D12V或AC24V的供电线路。

是整个厂区监控系统的信号传输路径。

监控中心管理单元主要设备为DVR，用以实施对前端所有视频的接入管理、录像存储、实时监看和历史回放、云台控制等功能。

远程访问部分主要是用于在网内对视频监控系统的访问，以管理服务器（或PC）为硬件载体，或通过IE直接登录DVR，或通过安装海康威视IVMS-4000客户端软件来实现对DVR和视频的远程访问，能实现远程预览、远程传参数配置、远程回放、远程云台控制等。

3.3视频前端采集

作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。

对摄像机的基本要求是：

图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。

1.图像真实清晰——摄像机种类很多，其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片”，针对不同的行业有完全不同的优化方案。

比如：

广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。

相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应与现场一致，比如：

人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。

其次，图像清晰度主要取决于图像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。

此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。

当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：

超低照度、逆光等等。

2.适应复杂环境——与硬盘录像机、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下，天气变化都会影响摄像机的工作。

耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。

室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置，防水防尘级别应该达到IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗3000V雷击。

3.安装调试简便——摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的，增加维护成本。

比如：

摄像机安装倒像。

摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。

此外，建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。

3.3.1摄像机特点

●高解析度、高色彩还原度

受PAL制扫描方式的限制，实际有效水平像素×垂直方向的水平扫描线＝752×582。

目前我们提供彩色模式下最高解析度为540线，黑白模式下高达570线，已经逼近极限。

色彩还原度分为色调（决定色彩性质）和饱和度（决定色彩浓淡），与景物光照条件和色温密切相关。

我们的摄像机通过“自动电子快门”或者“自动光圈”来自动调节通光量以保证景物照度处于衡稳状态，通过“自动白平衡”来自动调节红、绿、蓝三基色信号电压（即色温）以保证图像不出现偏色现象。

●真正的超低照度

我们的低照度摄像机采用SONYSUPERHADCCD，在过去微小镜片技术上进行改良，优化镜片形状全面提升光利用率，以物理方式提升感光度，信噪比提高。

而普通摄像机采用提高放大器放大倍数来提高感光度，会使噪声也提高，信噪比降低。

我们的超低照度摄像机采用SONYEXVIEWHADCCD，它能利用其它传感器未能有效利用的近红外线光，将感光范围从可见光扩大到近红外光，在黑暗环境下也可得到高亮度的图像，使CCD的灵敏度进一步提高，适应更低的照度环境。

同时在硅晶板深层中做光电变换时，漏电流SMEAR成分也可被收集到传感器内，噪声大幅降低，超低照度下图像的信噪比得以保证。

若用户的照度环境连星光级都达不到，应该采用红外摄像机。

我们提供的红外摄像机最远可达30米，最高搭载48颗红外灯，灯使用寿命长达3年。

●优化的背光补偿、超宽动态技术

开间监控环境中，摄像机的安装应尽量避免逆光装置，但某些情况下很难做到，为此我们提供两种解决逆光环境下解决办法。

普通要求下（比如：

道路监控），开启背光补偿功能。

常规背光补偿技术是对整体画面进行处理，虽然前景图像清晰可见，但是背景因曝光时间过长导致过渡曝光呈白茫茫一片。

防止背景图像出现过度曝光。

但画面整体感官有层次感，显得不够柔和，只能满足普通成像要求。

高要求下，建议使用超宽动态技术。

我们的超宽动态摄像机采用SONY双速CCD，对同一副图像进行两次曝光，采用两组AGC电路分别对长时间曝光和短时间曝光的信号进行处理使其最佳化，再利用数字处理技术对两幅图像中质量较好的部分加以合成，形成一副整体质量更优的图像。

目前该技术可输出动态范围为128倍的清晰图像。

●高可靠性

影响摄像机使用寿命的主要原因是高温。

我们的摄像机采用低功耗设计，机体功耗小于2W，适应的工作温度最高达60摄氏度，而电子器件能工作的最低温度达到-20摄氏度。

防水摄像机其防水等级为国际标准IP66，在恒定湿度测试下达到93%Rh，抗雷击达到3000伏特，能适应绝大多数室外环境。

若用户用在工地、矿区等更恶劣的环境，可选用防暴摄像机，先进的工程设计，外壳采用高强度的工业塑料，抗冲击达到…。

我们整机平均无故障时间达到20000小时。

●便利安装调试

我们的摄像机带有OSD控制菜单，用户可利用485信号对摄像机进行调试。

包括：

自动白平衡、自动电子快门、自动电子增益、自动光圈等功能的开闭及其它相关参数的调整，可调参数达数十个。

除此之外，用户还将采购快球。

对快球的基本要求除应具备摄像机的固有特征外，还应符合：

图像平稳清楚、功能应用多样、安装使用便利。

1.图像平稳清楚——与固定摄像机不同，快球在使用过程中会因转动而产生机械振动，要求快球应该具备防抖功能，使图像不会在转动过程中产生抖动。

快球的监控范围应是360°无盲区，并支持带限位功能提高有效性。

转动速度应该能适应变焦倍数，否则高倍变焦场景下，高速转动将无法捕获目标。

2.功能应用多样——从用户操作中统计，录像回放占据约80%的时间，因此用户实时操控快球的时间并不多。

快球自身应该具备一些辅助全景监控的功能，如设定多个预置点并配置巡航路径，快球沿路径持续巡航。

若用户不需要巡航，但有一个最主要的监控点，快球应在一段不受控时间之后自动恢复到该监控点。

若快球以外断电，在重新上电后应该能恢复到断电前的状态，包括水平/垂直位置和镜头倍数。

3.安装使用便利——由于快球安装位置多样，应该支持常见的安装方式，比如：

墙角装、柱装、吊装等等。

应该具备OSD菜单用于远程调试。

与摄像机类似，整机应该耐高温、抗雷击、防水防尘等。

3.3.2快球特点

●精密电机、一体机芯

整机包含云台系统、摄像机系统、通讯系统和护罩。

采用精密微分步进电机实现快球的准确快速的旋转、定位，受控灵敏、运转平稳、任何速度下图像无抖动。

采用优秀的一体机芯，核心是自动聚焦达到秒级。

主控CPU确保云台受控时能同步送出图像，并实现白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能实现控制。

●多角度操作、比例变倍、自动反转

我们在快球设计时充分考虑如何提高用户的操控手感和人眼捕获图像的易接受性。

除了传统水平方向、垂直方向的运动以外，加入斜向运动，加快捕获目标的速度并将受跟踪目标始终保持在图像中部。

当处于变倍场景下对目标进行跟踪时，快球的运动速度自动与倍数成反比，以防止过快运动丢失目标。

目标从快球下方穿过，由于要实现无盲点监控，快球将以秒内速度作水平翻转，以保证目标在画面中处于正立姿态。

●限位功能、自动巡航、守望功能

考虑到快球多用于全景监控，在非人为控制时可选择自动巡航。

我们的快球支持保存8条巡航路径，每条路径支持32个预置点，用户可根据需要随意调整预置点间的切换速度，每个预置点的停留时间可独立设定。

我们在设计时考虑开发模式路径，即快球记忆用户的一段时间控制操作，此后按该操作进行巡航，因为该路径可能是用户比较重点关注的场景。

此外，鉴于快球安装位置可能在墙角、可能受建筑物遮挡，在360°方位上出现某些方向存在无用图像，比如：

摄像为整面墙体。

因此，我们提供限位功能，快球无论在控制还是在巡航时，仅在两个限定位置之间进行运动，提高监控有效性。

当然，某些场景的非受控监控是关注某个角度的场景，比如：

道路监控。

当快球在非受控达设定时间时，比如30秒，快球会自动归位至设定的预置点，亦可作用于自动巡航。

●定时启动、断电记忆

可对快球的运行进行布防，即设定时间段，快球将在该时间段内自动运行提前设定的操作，比如：

巡航、模式路径等。

每个时间段的监控区域与用户的使用环境相关，根本目的在于最大限度地提高监控有效性。

作为快球的另一个重要功能便是断电记忆。

快球遭遇意外断电，重新上电之后，可恢复到掉电前的位置。

我们支持位置的选定，按停留时间来计算，比如：

快球在掉电前某一位置停留达到30秒，快球就记忆该位置并用于恢复。

停留时间是可设定的。

●动态隐私遮蔽、报警联动

因铺设摄像机而出现的隐私纠纷越来越多，尤其是具有高倍变焦的快球。

我们提供动态隐私遮蔽功能，可在画面中相关位置叠加黑块遮蔽图像，利用坐标反馈的方式确保遮蔽范围不会因为球机的转动而呈现出来。

支持7路报警输入和2路报警输出，快球在接收到报警之后，可启动处理方式，比如：

调预置点、启动巡航、触发报警输出等等。

●安装维护、曼码检测、鼠标操作

支持目前市面上壁装、墙角装、柱装、吊装、吸顶装、嵌入式安装等安装方式。

与摄像机一样，提供OSD功能菜单，供维护人员远程调试使用。

可靠性方面与摄像机基本相似。

在过去的调试检测过程中，调试人员需要分现场和中心两队，以对讲机的形式对快球进行故障排除，需要高架梯、拆卸等等繁琐的操作，而且往往因检测过程中的某些疏忽而导致调试时间激增。

我们的快球提供曼码故障检测功能，调试人员可通过叠加在视频上的故障信息进行判断，比如：

控制线接反、地址设置错误等等，都将以特点的编号提示调试人员，使得整个过程。

在使用过程中，传统控制方式为键盘控制或鼠标点击图形按钮，而海康威视的快球支持鼠标对图像进行直接操作。

例如：

鼠标点击图像某一点，即可将该点移至屏幕中心；除此之外，包括鼠标拖动实现方向控制，场景放大缩小等等。

3.3.3组成及选型原则

视频前端采集部分主要为摄像机，按类型可分为球机、半球和枪机，并且为保证所有摄像机的日夜监控效果，所有的摄像机均具有红外功能。

本项目总共包括18个监控点。

●摄像机选型原则

序号

位置

TVL线数

选型

1

大门口

540线

红外枪机

2

厂区周界

彩色540线

红外中速球机

3

车间

540线

红外中速球机

4

仓库

540线

红外中速球机

5

办公室走道

540线

红外半球

宿舍楼进出口

540线

红外枪机

●点位表

序号

功能区

红外枪机

红外半球

红外中速球

备注

1

大门口

2

两个大门各一台

2

厂区周界

4

3

车间

6

6个车间各一台

4

仓库

1

5

办公楼走道

3

3层每层各一台；定焦，50米距离

6

宿舍楼进出口

2

定焦，30米距离

7

合计

4

3

11

3.3.4摄像机选型及主要参数

（1）红外中速球机----DS-2AM1-714

主要特性

红外功能：

●最低照度0Lux

●采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达60m

●红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节红外灯亮度，使图像达到理想的状态

●内置热处理装置，降低球机内腔温度，防止球机内罩起雾

●恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时

系统功能：

●采用1/4"索尼高性能CCD,图像清晰

●精密电机驱动,反应灵敏,运转平稳,精度偏差少于0.1度,在任何速度下图像无抖动

●支持RS-485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别

●支持三维智能定位功能,配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大

●支持多语言菜单及操作提示功能,用户界面友好

●支持数据断电不丢失

●支持断电状态记忆功能,上电后自动回到断电前的云台和镜头状态

●支持光纤模块接入

●支持内置温度感应器,可显示机内温度

●支持防雷、防浪涌、防突波

●室外球达到IP66防护等级

●支持RS-485线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以文字形式显示在视频画面上

●支持曼码协议及线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以特殊字符形式显示在视频画面上

●支持定时任务预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等功能

●支持区域扫描和显示,球机在设定的区域设定的时间内没收到控制命令就执行区域扫描,并显示区域名称

机芯功能：

●支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度（彩色/黑白）自动/手动转换功能

云台功能：

●水平方向360°连续旋转,垂直方向-10°-90°,无监视盲区

●水平预置点速度最高可达120°/s,垂直预置点速度最高可达100°/s

●水平键控速度为0.1°-80°/s,垂直键控速度为0.1°-60°/s

●支持256个预置位,并具有预置点视频冻结功能

●支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点

●支持4条花样扫描,总记录时间大于10分钟

●支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整

●支持守望功能,预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用（包括上电后进入的空闲状态）

●支持报警功能,内置2路报警输入（7路可选，优先级可调）和2路报警输出,支持报警联动,可在报警后触发报警输出/调用预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

应用场景

可广泛应用于需要大范围高速监控的无光和光线较弱的场所,如：

河流、森林、公路、铁路、机场、港口、岗哨、广场、公园、景区、街道、车站、大型场馆、小区外围等场所。

技术参数

型号

参数

DS-2AM1-714（室外）

红外中速智能球机

摄像机

图像传感器

1/4"SonySuperHADCCD

有效像素

PAL:

752（H）×582（V）

NTSC:

768（H）×494（V）

水平解析度

540TVL（彩色）

570TVL（黑白）

信号系统

PAL/NTSC

最低照度

0.2Lux/F1.6（彩色）

0.02Lux/F1.6（黑白）

0LuxwithIR

白平衡

自动/手动/自动跟踪白平衡/室内/室外

增益控制

自动/手动

信噪比

大于50dB

背光补偿

开/关

电子快门

PAL:

1/50-1/10,000s

NTSC:

1/60-1/10,000s

日夜模式

滤光片彩转黑

数字变倍

16倍

聚焦模式

自动/半自动/手动

镜头

焦距

3.84-88.4mm,23倍

变倍速度

5.1秒（光学,广角-望远）

水平视角

52.2-2.36度（广角-望远）

近摄距

10-1200mm（广角-望远）

光圈数

F1.6-F4.5

功能

水平范围

360°连续旋转

水平速度

水平键控速度:

0.1°/s-80°/s

水平预置点速度:

120°/s

垂直范围

-10°-90°（自动翻转）

垂直速度

垂直键控速度:

0.1°-60°/s

垂直预置点速度:

100°/s

比例变倍

支持

预置点个数

256个

巡航扫描

8条,每条可添加32个预置点

花样扫描

4条,总记录时间大于10分钟

断电记忆

支持

守望功能

预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

方位信息显示

开/关

预置点视频冻结

支持

指南针功能

支持,正北方可设

定时任务

预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描

RS-485线路故障诊断

支持

曼码支持及故障诊断

支持

红外功能

红外照射距离

60米

红外角度

根据焦距可变

报警

报警输入

2路（7路可选）,优先级可调

报警输出

2路,支持报警联动

报警联动

预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描/开关量输出

输入/输出

模拟视频输出

1.0V[p-p]/75Ω,PAL或NTSC,BNC头

光纤接口（仅光纤球支持）

数据类型

一路模拟视频，一路反向48