监控系统大屏解决方案.docx
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监控系统大屏解决方案
生产安全监控中心
解
决
方
案
第1章概述
安全生产标志着企业的质量，保障生命财产安全。
降低风险最有效途径则是预防。
运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的危险行为，对发生的报警及时捕获和记录相关影像，对重要区域提供有效的保护等，是安全防范系统追求的目标，防范胜于救灾，责任重于泰山，对安防系统的要求更是严格。
智能建筑在使用上将面向公众和社会，其内部有许多重要场所，使其对安全防范的要求较高。
我们根据安防设计规范以及智能建筑建设方对安全防范系统的初步规划，本着高水准、高质量的要求，在设计上充分体现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用、保养的方便性，特别制定了本方案设计书。
作为盐城市的重点制药企业，江苏制药厂区内部有许多重要场所，使其对安全防范的要求较高。
我们根据设计依据中相关设计规范对视频监控及综合管理系统进行初步规划，本着高水准、高质量的要求，在设计上充分体现建设者的意图，并考虑到今后使用者的维护、使用、保养的方便性，制定了本方案设计书。
本方案将根据江苏制药厂区内的不同防范区域按照相应的防护要求，本着因地制宜、积极稳妥、注重实效、严格要求及保密的原则，着眼于实际，为切实提高工作效率、创造安全环境，实现“以人为本、科技管理”的目标而设计江苏制药厂区安全生产视频监控及综合管理系统。
第2章需求分析
2.1项目概况
项目基本情况：
江苏制药有限公司监控建设项目，位于江苏省盐城市滨海县沿海工业园区陈李路1号，东侧为河道、南侧为陈李路、西侧为河道。
北侧为海堤路，周边有清婷公司、化工员区等。
江苏制药有限公司监控建设项目设有主次4个出入口，其中1号门为常用人员出入口，2号门、3号门、4号门为人员、车辆出入口。
厂区内有地面停车位50多个。
整个项目占地面积34842.7平方米，现有行政楼、科研楼、车间、仓库等众多建筑相对独立。
2.2功能需求
1）本监控中心与厂区工业控制系统整合应用，保证工业控制14台PC能够同时、分屏、分割、漫游显示在24块液晶大屏幕上。
2）厂区的监控图像，包含以前安装的模拟老监控以及未来新厂区的数字监控（规划250路），都可以在本系统进行整合应用，任意图像可以全屏、分割等显示，并同时支持1080P画面96路同时上屏显示
3）整个屏幕显示可以进行预案设计，比如某条生产线（可以任意的应用需求），对应的监控视频，双击预案，即可快速的在大屏幕上显示出来，为生产、参观、管理提供快速的应用方式。
4）我们的解码拼接系统，可以把监控及PC系统有机无缝的进行融合应用，让领导参观及厂区实际管理及应用提供有效的支持。
5）考虑目前厂区及未来厂区的规划，整个系统采用光纤线路布局，最多可以支持24路光纤箱（相当于24个独立车间）接入。
同时预留扩展接口支持更多光纤线路接入
6）系统建设一套视频集中管理软件平台，用于实现对整个视频监控系统内设备的集中控制、录像存储、视频转发、解码上墙等功能；
7）监控中心视频上墙功能，支持对前端所有监控图像进行上墙显示，上墙模式支持1、4、9、16等画面分割模式，也支持2*2、3*3、3*6、3*8等大屏拼接和开窗、漫游、叠加等显示模式。
另外系统还支持将电子地图和报警画面弹出上墙显示的功能（需前摄像机支持）；
8）视频回放功能，可以支持录像文件的快速检索和回放，支持慢放、快放、单帧回放和倒放等功能。
还支持回放上墙和录像文件远程下载备份的功能；
第3章设计原则与依据
3.1设计原则
视频监控系统建设的总体设计和实施，应以“前瞻性、可靠性、系统性、开放性、应用性、安全性”为基本原则。
1）前瞻性：
选用先进、成熟、可靠的前端设备，引入先进安保技术，搭建可升级、可扩展、可兼容的系统和应用平台，构建数字化、网络化和智能化的视频监控系统。
2）可靠性：
系统软硬件应具备极高的可靠性。
硬件采用电信级的服务器及专业存储设备，应支持对关键设备、关键数据、关键程序模块采取备份、冗余措施。
3）系统性：
以社会化建设发展思路，按照内控的区分标准，作为一个整体统筹推进，视频监控系统的建设应满足各部门、各应用系统对监控图像共享的需求，为监控资源数字化整合共享提供接口支持。
4）开放性：
系统采用业界主流的硬件平台、操作系统平台、数据库平台以及标准的协议，保证系统的开放性。
5）应用性：
视频监控系统的建设必须突出应用，在建设中应以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于政府工作的需要。
6）安全性：
应制定严密的安全管理机制，确保信息安全、系统安全、数据库安全和设备安全。
前端监控设备如前端摄像机、机箱等应具有良好的安全性；系统的数据录入、数据传输和数据保存各个阶段都应制定相应的数据安全措施。
3.2设计依据
视频监控系统的建设依据国家相关法律规章、国家和行业相关标准、相关研究成果等资料进行规划设计，具体如下：
●安防视频监控系统设计方面：
♦《中华人民共和国公安部行业标准》（GA70-94）
♦《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
♦《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）
♦《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
♦《安全防范系统通用图形符号》（GA/T75-2000）
♦《建筑及建筑群综合布线工程设计规范》（GB/T50311-2000）
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第2部分：
剧毒化学品、放射性同位素集中存放场所》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第3部分：
金融营业场所》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第4部分：
公共供水》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第5部分：
电力系统》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第8部分：
旅馆、商务办公楼》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第11部分：
医院》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第12部分：
通信单位》
♦《市地方标准重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第13部分_枪支弹药》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第14部分：
燃气系统》
♦《重点单位重要部位安全技术防范系统要求_第15部分：
公交车站及公交专用停车场（库）》
●视频监控图像质量方面：
♦《电视视频通道测试方法》（GB3659-83）
♦《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-1987）
●视频系统网络设计方面：
♦《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T17963）
♦《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）
♦《计算机软件开发规范》（GB8566-88）
●视频系统工程建设方面
♦《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）
♦《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）
♦《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
♦《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T670-2006）
♦《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16-92）
第4章系统总体设计
本项目根据贵方的实际需求、安全防范的有关规定，以及上海技防办对安防监控的要求，以本行业先进典型的实例，设计了此高清网络视频监控系统。
4.1系统图拓扑图
4.2系统架构说明
1、前端高清网络摄像机通过接入层、核心层交换机，将高清视频信号传输至总控中心进行数据交换，并由后端集中监控管理平台对前端摄像机进行统一接入、集中管理、权限分配、视频存储管理、视频转发、解码上墙等功能；
2、电梯半球摄像机通过同轴电缆、光端机将模拟信号接入后端嵌入式DVR，并通过网络接入监控管理平台进行统一管理；
3、本项目将建设一套单独的监控网络，以保证整个网络带宽以及网络的稳定性；
4、后端集中监控管理中心采用嵌入式NVR/磁盘阵列进行存储，以保证监控数据的稳定；
5、监控管理中心流媒体服务器实现将前端视频图像进行转发，可转发至解码设备、工作站、客户端等设备；流媒体服务器可转发200路2M的图像；可根据图像调用路数的要求增加流媒体服务器数量，以满足需要；
6、监控中心采用一体化高清视频综合平台，实现高清图像解码上墙，视频综合平台采用插卡式设计，配置3块解码板卡，每块解码板支持32路1080P、或64路720P、或128路D1资源解码；2块HDMI输入板卡支持16路HDMI信号输入（输入板卡可选择DVI、VGA、BNV等信号输入）
7、电视墙采用3*8布局共24块46寸液晶拼接屏，可通过电脑客户端或键盘实现单路切换、轮巡、拼接、漫游、开窗等显示功能。
4.3系统技术指标
a）图像质量可按五级损伤制评定，图像质量不应低于4分；
b）峰值信噪比（PSNR）不应低于32dB；
c）数字视频安防监控系统应按其清晰度由低到高分为A、B、C三级，相应的系统清晰度要求如下：
1）A级：
系统水平分辨力应≥400TVL；
2）B级：
系统水平分辨力应≥600TVL；
3）C级：
系统水平分辨力应≥800TVL。
本项目室外主要出入口的摄像机清晰度应满足800TVL、其他区域摄像机清晰度应满足600TVL；
d）图像画面的灰度应≥8级；
e）视音频记录失步应≤1s。
Ø图像时延时间
网络型数字视频安防监控系统相邻两个交换层之间互联的IP有线网络指标：
●时延应≤400ms；
●时延抖动应≤50ms；
●丢包率应≤1×10-3。
Ø信息延迟时间
●前端设备与监控中心控制设备间端到端的信息延迟时间≤2s；
●前端设备与用户终端设备间端到端的信息延迟时间≤4s；
●视频报警联动响应时间≤4s。
第5章网络传输设计
5.1传输设计原则
1、数字视频安防监控系统的传输应根据相关标准的规定、系统应用及管理的方式、系统的规模、建筑的形态、前端摄像机的选型及分布情况、存储及传输设备的存放模式（集中存储、分散存储）等综合因素进行设计。
2、网络型数字视频安防监控系统网络交换层不应超过三级；不应采用桌面型网络交换设备。
3、系统应采用独立的专用网络（允许采用VLAN的独立网段）以保证网络系统的带宽，提高系统可靠性。
4、一级交换机每个接入端口带宽≥100M，不超过24个接入端口，且具有2个1000M以太网端口；监控中心二级交换机每个接入端口带宽应≥1000M，支持网络管理功能。
5、由于网线存在其最大传输距离，单一网线的传输距离应不超过90米，设备与设备之间的传输距离超过这一距离可能造成信号的误差，应使用光缆进行传输。
6、网络型数字视频安防监控系统的带宽设计应能满足前端设备接入监控中心、用户终端接入监控中心的带宽要求并留有余量。
所有传输节点实用带宽应≤传输带宽的45%。
网络实用带宽的估算方法应符合以下规定：
a）对128路及以下规模的数字视频安防监控系统，前端设备接入监控中心所需的网络实用带宽应≥系统接入的视频路数×单路视频码率×2；
b）对128路以上规模的数字视频安防监控系统，网络实用带宽的估算方法应符合以下规定：
1）数字录像设备置于监控中心的数字视频安防监控系统，前端设备接入监控中心所需的网络实用带宽应≥系统接入的视频路数×单路视频码率+允许并发显示的视频路数×单路视频码率；
2）数字录像设备置于前端的数字视频安防监控系统，前端设备接入网络视频录像设备所需的网络实用带宽应≥系统接入的视频路数×单路视频码率，前端设备和数字录像设备接入监控中心所需的网络实用带宽应≥允许并发显示的视频路数×单路视频码率+允许并发回放的视频路数×单路视频码率；
5.2传输介质选择
1、网络双绞线传输
网络双绞线基带传输是用5类以上的双绞线，利用平衡传输和差分放大原理。
这种传输方式的优点是线缆和设备价格便宜，但传输距离相对同轴电缆较近，不能超过100m。
2、光缆传输
常用的光缆传输是“视频对射频调幅，射频对光信号调幅”的调制解调传输系统。
光缆传输技术是远距离传输最有效的方式，传输效果也都公认的好，适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输。
对于室外周界等距离较远的高清网络监控点，无法采用网络双绞线传输，必须采用光纤方式，通过光纤收发器将电信号转成光纤信号进行传输。
本项目中，对于前端监控点，信号线传输建议如下：
●电梯/货梯轿厢，采用高清网络半球，超5类双绞线进行传输；距离超过75米，可通过光纤进行传输。
●其他监控点位距离接入层交换机75米内时，建议采用超5类非屏蔽双绞线进行传输；若采用POE供电，传输距离同样不能超过75m；若传输有干扰，可采用超5类屏蔽双绞线。
●当一级交换机距离核心层交换机较远时，建议采用光纤进行传输；
●当必须穿越复杂电磁环境时（如附件有大功率电动机）时，建议采用超5类屏蔽双绞线、光纤进行传输。
5.3网络层次设计
5.3.1接入层设计
接入层为用户提供在局部网段访问和互连网络的能力，直接与DVR、IP摄像机接入，实现VLAN划分与安全控制。
在监控网络中，接入层交换机向上继承核心交换的通讯策略，向下完成监控终端高速连接，是监控系统实现端到端通讯的基础。
本项目各监控区域内的网络摄像机直接通过超5类双绞线接入前端接入层交换机。
各前端接入层交换机通过千兆上行端口汇聚到核心层交换机进行数据交换。
本项目接入层交换机，建设通通过千兆光口进行数据上传；
5.3.2核心层设计
传输网络的核心层是整个网络的中心，是整个网络设计的关键。
它担负网内大量数据的通信，各个部门间的连接；提供办公自动化，数据信息服务；为数据中心服务器提供高性能的连接以及与因特网之间的连接。
要实现高性能的交换和传输，必须为许多先进的网络应用提供支持。
因而核心层设备必须是高性能的路由交换机设备，可实现高速的交换传输及连接服务器等设备，并且要求非常可靠，实现24*365小时不间断工作。
本项目根据前端接入层交换机数量、后端各类网络设备、服务器、工作站数量制定了核心交换机带宽、端口需求。
接入层交换机通过千兆上行光口/千兆上行电口与核心交换机互联。
监控中心管理服务器、流媒体服务器、存储服务器、网络键盘、解码器/视频综合平台、工作站通过以太网千兆端口连接到核心交换机，所有音视频信息、控制数据均通过核心交换机汇聚后进行数据交换、转发。
考虑到厂区未来监控安防系统扩展需要，本项目采用一台华为S5700-28C-EI-24S核心交换机，支持4个10/100/1000BASE-T以太网端口，24个100/1000Base-X端口。
第6章安防控制中心
6.1电视墙设计
监控中心是视频监控、生产、报警、对讲、消防等系统集中展示的核心部位，日常安防、应急指挥、领导参观、系统维护等工作都在监控中心开展，需要建设一套能完整展现各个安防业务子系统的电视墙系统。
6.1.1显示设计
控制中心根据系统的规模配置相应的显示设备，根据贵公司要求,本项目监控中心共需要，46寸拼接屏24块，按3*8画面布局，在总控中心可以显示前端所有监控点的图像。
轮巡显示前端所有图像，同时进行单画面/四画面分割，切换显示重要场所的重要图像。
并要求接入14路HDMI高清信号到电视墙。
实现与监控系统画面自由切换。
根据现场调研及图纸标示，整个监控指示中心长为13米，宽为9.25米.
46寸3*8拼接屏宽度为8.20米，高度为1.74米。
在拼接屏上方及左右两侧空余部分，建设道隔断装饰墙，使用整个电视墙形成整体，做到美观大方。
6.1.2解码设计
前端编码压缩码流经视频专网传输到监控中心，监控工作站及授权客户端可以进行实时视频浏览。
为了能够实现通过电视墙大屏显示系统来实现对前端视频的浏览，需要通过解码设备，实现前端视频流的解码上墙显示。
本项目根据接屏的数量选用多屏控制器进行集中解码。
1、视频综合管理平台
主机系统（12U机箱+电源+DS-B10-MSU-NP主控板），10个业务板槽位，双高速总线，智能控温风扇，12U机箱有液晶显示屏。
增强型解码板：
8路，DVI接口，支持32路1080P/64路720P/128路4CIF及以下分辨率解码；增强型高清视频解码输出板；
增强型编码板：
4路VGA+4路HDMI视频输入板（VGA+HDMI接口）
本次共配置3块增强型解码板，2块增强型编码板。
6.1.3功能详述
6.1.3.1整合视频资源
在模数混合矩阵管理软件中也可将硬盘录像机、视频服务器、网络摄像机、网络快球等视频资源设备添加到设备列表中。
通过软件管理，将这些视频资源设备的通道由模数混合矩阵解码子系统切换到电视墙输出，可进行设备的预览、配置、回放等相关操作，从而进行各设备的统一解码上墙显示和管理。
支持其他设备VGA信号、HDMI信号、DVI信号、BNC信号的接入上墙。
支持自定义电视墙在软件中的显示设备布局，与监控中心电视墙物理布局相一致，支持鼠标拖放，即将视频通道拖放到软件界面的显示器画面上，相应电视墙上即可显示该通道视频图像
6.1.3.2解码上墙
支持实时视频解码上墙，用户可以用鼠标直接拖拽树形资源上的监控点到解码窗口中，立刻进行该监控点实时视频的解码上墙处理
支持历史录像回放视频解码上墙，用户可查询前端设备或中心存储录像，并将播放的录像视频直接拖拽到解码窗口中，立刻进行该监控点当前回放视频的解码上墙功能
支持动态解码上墙云台控制功能，在监控点实时视频进行解码上墙时，用户对解码窗口进行选中后，点击云台控制操作盘进行云台控制操作。
支持多画面分割，解码窗口支持多画面分割，能够支持1、4、9、16等多种分割模式
6.1.3.3大屏拼接
支持大屏拼接功能，系统支持模数混合矩阵接入，能够实现模数混合矩阵解码板大屏拼控功能，通过鼠标框选的方式，快速的将多个独立的解码窗口拼接成一个大屏，适用于高清画面等需要重点监控的视频。
6.1.3.4场景切换
支持场景设置和切换，系统支持将多种布局模式保存为场景，用户能够直接切换到已经配置好的场景中进行监控查看，无需多次重复配置，操作快捷简便。
支持状态恢复功能，场景中各解码窗口具有保存原有视频源的功能，当客户端启动或进行场景切换时，能够自动将已配置的视频进行解码上墙操作，无需人工干预和配置。
6.1.3.5轮询计划
支持单屏轮训，用户能够针对单独的解码窗口进行轮训计划配置，轮训计划支持多时间段，多计划配置和更改。
支持多屏轮训，用户能够随意选择多个解码窗口进行轮训计划配置，轮训计划支持多时间段，多计划配置和更改，多个解码窗口能够顺序执行总体配置的轮训解码计划。
6.1.3.6报警上墙
支持单屏报警上墙，用户可以在独立的监视屏或拼接大屏中进行报警上大屏配置，当计划内的报警产生时能够在配置的大屏中进行报警上墙功能，整个配置可按监视屏配置多个报警，各个监视屏可独立配置。
支持报警场景切换，用户可以单独配置一个报警场景，当该报警场景上配置的报警触发时，电视墙自动切换到报警场景中，并进行相应的视频解码上墙显示。
6.1.3.7开窗漫游
支持开窗漫游功能，大屏拼接后用户可以选择最多打开三个漫游窗体，漫游窗体图像可以叠加和自由调节位置和大小，满足更多用户个性化图像解码上墙的需要。
6.1.4功能图示
功能一、单屏显示：
组合大屏的每个单元单独显示一路视频画面，每个单元的视频信号可以任意切换。
（以下图片仅供功能参考，屏幕尺寸与布局以实际为准）
功能二、整屏显示：
整个大屏显示一路完整的视频图像
功能三、任意分割显示：
以一个屏为单元可任意1到16路画面分割显示
功能四、图像叠加：
可以将任意一个或者多个信号叠加到其他信号之上显示
功能五、任意切割显示：
可以对任意重要目标细节画面进行切割放大显示
功能六、任意组合显示:
可以任意几个大屏组合显示一路画面
功能七、图像半透明混合处理:
可将任意一个信号叠加到其他信号（地图）之上，图像透明度可调，即可以看到实图像又不覆盖其他信号。
功能八、图像漫游：
将任意一个信号在整个大屏上进行随意移动
功能九、图像拉伸：
可将一个信号在整个屏幕墙上随意缩放
功能十、logo/OSD显示：
在不占用视频输入的情况下，可通过网络在任意单元上以任意大小显示任意多幅静止图像，也可以是LOGO信息或地图。
可在任意单元任意位置显示适量字库文本信息，文字透明度可调。
功能十一、网络抓屏：
可通过网络将远端电脑的操作界面投射到电视墙上（例如将客户端操作投像到大屏显示）
6.1.5设计效果图（拼接屏LED会标仅供参考）
6.2集中管理平台（4200）
6.2.1监控中心管理方式
视频图像资源在监控中心汇聚，监控中心可实现对视频监控资源的统一管理和调度。
集中监控管理平台是建设的核心，前端监控设备，编、解码器，服务器等设备均在中心平台注册，接受中心平台统一调度管理。
中心平台统一管理系统资源，处理用户及用户组权限等相关管理功能。
通过监控管理平台对所有前端进行监视及控制，实现规模化应用，同时也确保系统的稳定性和可靠性。
6.2.2iVMS-4200整体性能
iVMS-4200客户端系统的各个核心服务模块、前端设备、解码器、客户端等可通过局域网或者广域网进行交互，所有的系统组成模块都可以分布式部署，支持复杂的网络环境。
一般来说，核心服务模块（iVMS-4200PCNVR、存储服务器、流媒体服务器）对网络环境要求比较高，各个服务器之间采用千兆网络连接，形成一个高速的局域网。
监控系统中的前端设备和客户端等设备可以通过直连接入，也可以采用互联网或企业网的方式接入到监控系统。
6.2.2.1iVMS-4200功能模块性能
软件要求
MicrosoftWindows7/Windows2008（支持32/64位系统）
Windows2003/WindowsXP（均只支持32位系统）
模块
配置项
参数
客户端
编码设备数和分组数（包括PCDVR）
256
可管理监控点数
1024
同时预览通道数（画面分割）
64
存储服务器台数
16
最大支持用户数
51
流媒体服务器个数
16
同时回放通道数
16
同步回放路数
16
同时下载任务
16
解码设备（包括解码卡服务器）
64
最大电子地图数
256
同时录像通道数
64
存储服务器
录像性能
64
点播性能
64
最大可添加用户数
32
编码卡服务器
最大编码通道
64
最大可添加用户数
32
最大支持的4200客户端个数
128
解码卡服务器
解码通道
24（2Mbps）
解码卡块数
6
支持的4200客户端个数
128
最大可添加用户数
32
流媒体服务器
进出流转发路数
进64路（2Mbps）/出200路（2Mbps）
PCNVR
PCNVR
用户数
最多支持32个用户
通道数
最多支持64个通道
预览数
最多支持64路同时预览
回放数
最多支持16路通道同时回放，16路同步回放
录像数
最多支持64×2M路同时录像（总录像码流128M）
电子地图数
最多支持添加17个电子地图
热区数
最多支持添加16个热区
热点数
最多支持添加256个热点
预置点数
最多支持添加256个预置点
巡航轨迹数
最多支持添加16个巡航轨迹，每个巡航轨迹最多包含32个预置点
子地图层数
最多包含2层子地图
远程客户端连接通道数
总预览连接数128
6.2.2.2iVMS-4200模块最低配置要求
名称
配置项
参数
客
升级会员 