电力联网解决方案.docx
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电力联网解决方案
两级部署公网智能监控监控综合管理平台
设计方案
前言
系统关键性概述
随着互联网技术与智能技术社飞速发展，青海省国家电网办公大楼项目的弱电智能化系统，充分运用行业顶尖智能监控技术，整个系统采用两级部署，分布式集中监控系统总体架构。
实现下属站点全面覆盖，重点监控，智能监控，下级网点上传视频到监控中心，后端集中存储，根据部门权限分级调用视频画面。
整个系统采用了先进的网格计算体系结构，实现了对多路网络视频的平衡负载。
采用了网络分组交换的技术，实现了多台矩阵服务器之间的无缝级联，消除了尽可能的中间瓶颈环节，实现了整体功能与效果的最优化，对围墙、出入口、重点区域采用智能跟踪技术，语音提示功能，充分提高技防效率，用科技强警，以有限的人力、先进的技术手段全面掌握治安情况，及时发现问题并快速反应，有效制止恶性事件的发生。
为后期“5A”系统：
通讯自动化系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、消防自动化和安全防范自动化系统，互联互通，智能切换打下良好的基础。
第1章需求分析
1.1建设工作第一阶段工作：
从年月至年月。
按照先试点后铺开的原则，实现试点内所有分点监控：
进出口区、外围区域、公共区、进出口、广场重点区域完成统一布点设置。
通过对外围控制点、重要过道、敏感区域、核心部位、关键视频点，按照监控等级进行分类，对外围区域采取设置视频警戒红线，智能监控平台系统自动接收前端摄像机的移动侦测报警与画线报警联动的信号，并在后台进行报警语音提示所在位置，报警图像自动放大到指定报警屏幕上，避免监控图像过多，监控人员无法长时间观看实时视频，由被动事后监控转化为实主动实时监控，预案监控，智能化监控的目的。
公共区域统一布置自动跟踪的球机，对进入公共区域的移动目标，实现自动放大跟踪，并统一接入监控调度中心。
1.2后期建设规划：
基于专网传输，采用“二级平台、二级部署”的模式，三级监控平台，是一个分布处理、分布授权、多级管理的大型海量信息系统，信息流自下而上，统一管理，分级收敛。
从功能上可以分为三个组成部分：
监控中心，监控资源，用户群。
二级监控指挥中心是视频信息的分级管理者，为上级平台信息共享服务，监控资源是信息的提供者，用户群是监控信息的服务对象。
下级单位为二级节点，由于基层通过专线直连本区域的目录寻址服务器数据库中，实现看那路调那路，存那路，通过平台下放，达到分区管理的目标；通过平台分级管理，根据系统整体部署模式，指挥中心作为系统应用的部署应具备视频应用（包括实时监控和点播回放两种形式）、警情管理、系统管理（系统报警、客户端用户权限体系、各节点网络系统性能检测）等应用功能，从根本上体现一级平台对下级平台的监督、管理、控制功能。
2.3现阶段的状况基本情况摸底
现有下辖37个监控分点，每个分点外围警戒智能摄像机8台，自动跟踪摄像机8台，总计点位592路，每个分点上传带宽50兆，存储时间为60天。
2.4管理平台分析
监控指挥中心直连下辖37个分点，各级平台采用分布式存储、显示、控制及管理的技术方式，通过强大的视频监控系统管理平台形成一套完整的视频监控、分析、应急处理、数据处理、信息共享的公安视频监控系统平台。
按照分区管理原则用12+1台云数字矩阵系统平台管理服务器对应37个分，12台服务器均衡负载管理37个分点视频图像，每个分区系统负载带宽400兆，4台触控操作平台统一协调调用12台服务器工作。
云数字矩阵系统平台管理服务器将平台目录管理，解码上墙，实时流媒体转发，网络负载均衡于一体，以最简洁的方式实现了网络高清监控的流畅运行。
作为一种将计算机数字视频压缩与传输技术应用到图像监控领域的高科技产品，云数字矩阵系统平台管理服务器实现多级分控，多级级联有效地提高对突发事件的综合处理能力，在提高安全性的同时，减轻了工作强度；强大的网络功能，免去了领导现场安全检查的辛劳；结合先进的编程理论，良好而友善的操作界面，更加有利于人机配合监视，提高安全性。
2.5传输网络分析
充分考虑到利用现有通信资源，由于网络监控产品既能独立组网，各级监控管理平台能够将各自的模拟图像以标清效果、新建数字图像以1080P效果通过网络实现上下级之间的相互通信。
二级管理平台系统具有很强的灵活性，系统的设计已留存充分的余地，是完全的分布式系统，软硬件一体，以方便需要时能进行扩充，避免造成不必要的财力浪费。
2.6地址统一编码要求
在信息化建设与应用中，地址信息是重要的基础信息之一，由于地址信息描述的不规范，为系统建设和应用带来了很大困难。
为实现平台管理系统能够快速、准确、全面的实现对设备信息查询、图像调用、数据统计等多方面的应用，并实现与警务综合平台，在联网设备遵循《城市监控报警联网系统》GAT669.1-2008标准、进行统一编码的基础上，对设备地址属性、设备属性、别名命名和屏幕叠加方式进行扩展，实现对设备的“拟人化管理”，创建一套标准的设备地址规范，实现“统一编解码标准、统一联网协议、统一控制协议、统一编号规则、统一图像标注、统一位置标识”的综合视频管理系统。
第2章总体架构设计
2.1总体设计原则
2.1.1统一标准、统一设计、统一管理的原则
视频信息管理平台采用开放式架构，选用标准化接口和协议，具有良好的可扩展性。
2.1.2系统平台智能化与技术先进性与继承性原则
只有智能化系统平台才能真正形成视频监控系统的灵魂，提升视频数据的应用价值。
视频监控系统的智能化至少应体现在视频内容自动分析、前端设备智能扫描识别、传输策略自动调整、存储策略多样化、高效检索技术的采用等方面，这些方面的突破会为视频监控技术的进步带来重大影响。
系统在设计过程中充分考虑到整个系统的连续性和前瞻性。
2.1.3系统安全性与稳定性原则
采用成熟和高质量的技术与产品，并能在出现意外时保持正常工作或在尽量短的时间内恢复正常。
重要视频数据还可通过网络备份方式供远程的数据摘要备份服务器做重点备份。
2.1.4系统模块化、集成化、软硬件一体化应用与可扩展性原则
系统具备良好的输入输出接口，为各种扩展业务提供接口。
能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。
各系统采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力。
2.1.5用户操作友好性与维护便捷性原则
系统提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，操作应简便、灵活、易学易用，便于管理和维护。
2.1.6兼容性原则
系统所选产品不是将原有的监控系统推翻或区分重新建设，而是基于原有系统建设的一个兼容平台，对于前期投入的各种前端可以集成到本系统中，使原有系统也能在本系统上调用、操作，避免重复建设，使系统更加完善、功能更加强大。
2.2总体设计思路
2.2.1分布式部署、集中式管理、开放性设计
视频系统与调度指挥系统、各类监控监测系统（含安全防范系统）、应急指挥系统、各专业资源管理系统等进行深耦合方式的互联是不可避免的发展趋势。
网络视频信息系统的目标就是把分布在各处的多个局部自治的异构信息系统通过网络集成在一起，以实现信息资源的广泛共享、集约化管理和协调工作，其中需要解决的一个关键问题就是如何将各局部自治的系统联合成为能够发挥综合效能并能够不断成长的大系统
2.2.2实用性、先进性、长效性设计
随着视频监控在大面积普及，用户部门对其认识必将更加客观、科学，对于系统功能及设备配置也会经历一个从粗犷到精细的演进，应用上也会经历从泛泛的“视频监控”到有目的、成体系规划、系统技术与需求精确匹配的演变过程，系统的规划建设将更加趋于重视实效。
当然，在工程中，需要规划管理部门、工程设计部门以及设备厂商/集成商共同努力，针对每个部门的需求进行认真总结、研究和分析，科学、客观地认识和定位视频监控系统的作用，在充分发掘视频监控系统潜能的同时，有效降低视频对资源的占用（如降低视频传输对带宽的占用、提高存储效率等），达到资源最优化利用的效果。
2.3平台总体设计依据
本次系统建设标准主要参考以下国家及地方性指导文件及相关的通用技术规范与标准。
GB/T28181安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求；
GB8898-2001音频、视频及类似电子设备安全要求；
GB17859-1999计算机信息系统安全保护等级划分准则；
GB16796-1997安全防范报警设备安全要求和试验方法；
GA/T669-2008城市监控报警联网系统技术标准；
GA/T379-2002报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议；
GA/T388-2002计算机信息系统安全等级保护操作系统技术要求；
GA/T388-2002B计算机信息系统安全等级保护管理要求；
GA/T368-2001入侵报警系统技术要求；
GA793-2008城市监控报警联网系统合格评定；
GA/T367—2001视频安防监控系统技术要求；
GA/74—2000安全防范系统通用图形符号；
GA/T75—1994安全防范工程费用概预算编制方法；
GA/T75—1994安全防范工程程序与要求；
2.4关键性技术指标设计
2.4.1系统开放性、兼容性
2.4.2二次开发接口
提供丰富的二次开发接口，包括视频调度接口、视频控制接口、数据通道接口、网管接口等。
2.4.3具备明确的系统组建
数字化系统对设备的资源配置有较高的要求，而数字化产品的系统资源，如CPU处理能力往往相当有限。
视频编码、视频解码、录像存储、视频显示操作、系统设置及安全管理，是数字化系统的主要功能，各项功能均占用相当高的系统资源。
因此，数字化系统必须由多个系统设备组成，各设备仅完成其所属功能。
“专有设备专门化使用”，这便是明确组建的含义。
2.4.4具备流畅的数字矩阵切换操作
“监控系统”发展至今已有相当长的历史。
其间，系统的规模、结构及功能曾经过多次变革及提升。
可以发现，无论监控系统如何进化发展，其本质并未改变——监控系统实质为切换显示系统，而其他诸如编程、联动、集成等都是在此基础上的附加，目的使监控系统功能更强大。
因此，切换操作是否便捷、是否流畅、是否简单易控，是判断一套监控系统本质性能的关键。
2.4.5基于流媒体分发技术的视频浏览和存储回放
前端设备的媒体发布是城市联网监控系统的瓶颈之一。
前端设备带宽有限，一般只有1Mb-10Mb，多路用户（5至10路）并发访问就会发生网络拥塞而传统的流媒体系统能够支持1000路以上并发视频播放，并且可通过消除抖动和图像后处理保证客户端的视频质量，将流媒体技术应用到视频监控系统中将极大提高系统的媒体发布能力。
2.4.6触控操作平台
触控操作平台是专门为系统平台切换控制等研发设计的系列产品，包括立地式（21.6寸/32寸）、平板式及一体式等具体的产品形态。
通过细腻的用户体验设计，融入了多点触控的手势，及基于摄像头的手势，对报警点中文名称的自动报读等非常新潮的技术元素，颠覆了传统的矩阵键盘或是平台软件笨拙的操作方式，与手机或是平台的操作方式进行了同步。
2.4.7时间特性
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信息延迟时间应不大于4S；视频监控联网设备从设备发生故障到管理平台检测到并记录此故障的延迟时间可设置，应不大于15min；视音频同步误差应小于300ms。
2.4.8冗余特性
监控中心关键设备应采取冗余设计，以保障系统正常运行或快速恢复。
一级监控中心的关键设备宜采用双机热备的方式，保障系统不间断运行。
系统的设计应以结构化、规范化、模块化、集成化的方式实现，以提高系统的可靠性、可维修性和可维护性。
各级监控中心的后台管理软件的设计应能保证当管理子系统出现故障时不影响系统中各业务功能子系统、各级子网络的运行；某一子系统、子网络发生故障时，不影响其他子系统、子网络的运行。
2.4.9系统平台模块具备化模块部署、软硬件一体化、多功能集成化应用。
系统平台的模块化设计部署，单台设备独立部署，也可以多机级联部署，软硬件软件一体化设计降低使用成本，系统功能的集成化，考量了一套管理平台综合解决能力。
视频目录服务器功能、PTZ控制服务器、视频存储服务器、流媒体分发服务器、告警管理服务器、接口服务器等以前由多台机器分担的多组服务程序，变为统一由一台云数字矩阵系统平台管理服务器机器承担分区管理。
云数字矩阵系统平台管理服务器，按照分布式分片管理的原则，负责本区域内的所属视频管理，包括前端信数据流接入、流媒体转发、前端设备检测、视频解码请求输出、存储管理等；使得整体平台具有在线更新升级能力，全面支持分布式应用。
负责将客户端PTZ控制指令转发到对应的前端设备，达到控制云台运动的目的，PTZS同时负责对指令进行优先级别判断、锁定、解锁等功能；负责音视频请求、接收、分发。
并可实现多级级联；可实现分布式部署。
云数字矩阵系统平台管理服务器，多台服务器，组成分布式私有云监控平台，由一台主控系统负责多台服务器的协同工作。
实现视频存储、快速检索回放。
系统支持计划存储、告警存储等多种灵活存储方式，支持告警服务，负责告警信息（视频分析告警、触发信息告警、其他系统告警等）获取、存储和转发。
接口服务，接口服务负责和外部系统的交互，包括外部信息的接入和信息输出两部分。
它既包括对已建系统的改造能力，也包括系统建成后可持续性发展能力，同时关系到是否可以充分满足用户的使用需要。
如今的管理平台已不是简单的视频管理软件，而是需要实现对PC架构DVR、嵌入式DVR、NVR、IP摄像机以及报警设备等各类型设备的兼容，同时还要与多级系统通信联网，实现平台集成化应用管理。
第3章系统前端设计
3.1前端点位设备
智能网络摄像机是传统摄像机与网络视频技术相结合的新一代产品，除了具备一般传统摄像机所有的图像捕捉功能外，机内还内置了数字化压缩控制器和基于WEB的操作系统，使得视频数据经压缩加密后，通过局域网，Internet或无线网络送至终端用户。
远端用户可在自己的PC上使用标准的网络浏览器，根据网络摄像机自带的独立IP地址，对网络摄像机进行访问，实时监控目标现场的情况，并可对图像资料实时编辑和存储，另外还可以通过网络来控制摄像机的云台和镜头，进行全方位地监控。
3.2监控点布置和选点建议
3.2.1一级监控点安装部位：
一类监控点即重点部位、要害部位、治安、刑事案件多发路段、区域、交通要道等，主要安装在以下需公安机关实时直接掌控的重点部位：
（1）容易发生群体性事件的重点敏感区域。
包括：
广场、登车下车出入口及周边需要关注的关键部位。
（2）交通枢纽及主要交通干线沿线。
包括：
治安关卡、公共场所出入口，交界地带的街道、路口等。
（3）重要警卫目标、通讯枢纽和内部重点部位。
（4）治安管理重点、难点区域和易发案区域。
包括案件高发的治安要点，各类重点专业市场，公共复杂场所等。
3.2.2二级监控点安装部位
主要安装在以下地段：
（1）街道结合地带的道路、路口等。
（2）所属生活区的出入口、主要路段、公众使用区域。
（3）重点建筑出入口、门前广场等人员密集区。
（4）公交站台出入口、人行天桥、立交桥底、公路桥、过街隧道出入口等治安复杂场所。
（5）机动车辆路面集中停放点，包括：
集中停放的路段、停车路段、露天停车场。
3.2.3监控点选点应注意事项
1、监控点主要监控目标：
属于大范围多目标监控采用一体化快球
2、监控安装位置可以多样化：
立杆、墙上和电线杆上等借杆方式；
3、根据监控点附近夜间光照度情况，采取相应的补光措施；
4、将监控点分类统计。
监控点位设计
前端监控点组成：
每个前端监控点都由以下部分组成：
（1）前端摄像机（球机或枪机）
（2）立杆与基础
（3）室外设备箱
（4）光收发器
（5）前端监控点防雷地接地系统
监控系统前端系统的环境适应性要求
前端设备具有抗风、抗震、防雷、防雨、防尘、防盐雾、防锈蚀、防变形的功能。
摄像机、借杆或立杆、机箱考虑以下因素：
（1）工作温度范围为－10℃～60℃；
（2）湿度30%－80%；
（3）抗震等级8级；
（4）台风：
12级；
（5）电磁干扰≤120dB。
前端摄像机配置和选型
高清一体化高速球型摄像机：
按现场情况实际需要，重要地段采用一体化高速球形摄像机。
该摄像机带变焦镜头、高速预制云台、智能解码控制器、高分辨、低照度,确保能清晰监视各监控点图像。
无论白天晚上，无论晴天雨天，都能清晰监视目标，通过光收发器直接传输到派出所监控中心。
3.2.4平台业务架构监控中心分级
3.3平台系统物理层次结构
传统的监控系统从物理结构上可以分为图像和报警信号采集、信号传输和中心控制与显示三个部分。
综合监控平台系统从物理结构上也可以按照这种方式分析，但是综合监控平台系统与传统的中小规模、区域性的监控报警系统有明显的区别。
由于该系统的接入容量远远大于传统的监控系统，涉及的控制功能要求更加网络化，同时需要对接公安部门其它的系统如三警合一、应急联动指挥、接处警等等。
因此在系统层次结构上综合监控平台系统要更加复杂，涵盖的内容更加丰富。
系统结构图如下：
前端设备层：
前端设备层包括所有放置在监控点位的设备，如摄像设备、控制解码器、云台、报警发生器、网络视频编码器……等。
它是整个系统的信号源，由它产生模拟的视频信号，或者直接通过铜轴电缆或光纤传输，或者在现场直接转换称为MPEG4、H.264数字信号通过IP网络进行传输。
传输网络层：
该部分包括两个部分，一个部分是从前端设备到控制显示中心的数据传输，另一个部分是不同监控管理中心之间的数据传输。
由于综合监控平台系统的特点，它是一个分布式、多级控制的体系结构，因此传输网络的作用正日益重要。
传输网络层主要是一个网络平台，取决于前端设备提供的信号不同，传输网络层主要分为模拟传输网络和数字传输网络。
模拟传输网络主要包括各种类型的数字或模拟光端机、光纤，也可以建设高性能的综合业务传输平台；数字传输网络主要是指IP宽带网络，涵盖了DSL、千兆以太网、VPN、无线网络WLAN、GPRS数据通信网络等各种传输技术。
传输网络层可以由公安部门自建，也可以租赁铁通的线路。
监控管理层：
监控管理层管理所有的用户、数据和控制信号，负责数据的切换、显示、存储和相关处理，发出用户的控制命令，同时也负责用户的认证和授权。
从硬件上它包括矩阵、网络视频服务器、数字式硬盘录像机、数字视频中心服务器、视频解码器、录像服务器等，在软件上它包括用户的认证与授权、视频的切换、数字视频的还原、模拟信号的压缩与数字化等模块。
需要强调的是，由于监控控制设备的多样性，由于目前监控从模拟到数字的发展过程，主控系统的软件并不是完全统一的。
然而综合监控平台系统本身的特点，要求监控管理层的核心软件能够以网络化的方式统一地管理所有设备，所有的控制过程、数据存储和数据调用对用户来说都是透明的，不管下面的设备是矩阵还是数字硬盘录像机，不管是网络视频服务器还是录像服务器。
这个软件控制平台能够跨越多种设备类型（数字与模拟）、跨越多种网络平台（局域与广域）。
针对以公安部门为主，多个单位需求集成的综合监控项目的这种要求，我们开发出了综合监控系统平台软件，它作为一个统一的集成管理平台，能够实现统一管理，集中管理与分布管理相结合的管理模式，详细介绍见相关章节
业务接口层:
综合视频监控系统不仅作为一个独立系统发挥重要作用，同时为了实现公安部对社会治安“全面控制、重点防范、快速反应、精确打击”的管理目标，它还必须与其它系统共享资源，统一协作：
例如GIS地理信息系统和GPS定位服务、城市应急指挥联动系统、其它业务单位的监控和管理系统等等。
为了能够与这些系统顺利对接，我们需要为这些系统提供开放的开发接口。
第4章平台各功能单元设计
4.1联网管理控制单元模块
4.1.1概述
视频联网管理控制单元负责实现整个系统的联网、管理、控制，是监控平台的核心控制系统，完成视频系统的管理控制功能，包括用户及权限管理、干线管理、矩阵和键盘控制、报警信息的接收与处理、虚拟矩阵、视频源标签等。
视频联网管理控制单元具备模拟干线和数字干线管理能力，支持多种品牌多种型号的矩阵连接和控制，可直接连接模拟矩阵键盘。
采用优化定制的Linux操作系统，具有抵抗病毒与非法入侵的能力，可自由上下电，支持断网重连，支持7*24小时连续工作。
4.1.2用户管理
在项目中用户管理尤为重要，本平台的用户管理通过视频管理控制服务器来实现，用户管理是整个平台安全管理中的核心策略，负责全局所有用户权限授权的管理，可针对每个用户、用户组做权限的制定和划分。
考虑公安系统的特殊性，完善的用户管理非常重要。
在本方案中，我们进行了精细化设置，为警务督察提供了专门的用户权限。
警务督察使用自己的用户名登录本系统后可以观看讯问室、审讯室等特殊点位的摄像机图像。
在用户管理上需要满足如下基本要求：
●部门/单位管理可维护部门/单位以及相关的设备、用户、角色信息。
用户可以添加、修改、删除机构信息、设备权限信息、用户信息、也可以对用户添加权限；
●系统支持多级部门/单位、可以设置每个部门/单位的设备权限、每个部门/单位可以设置管理员、部门/单位的管理员可以维护本部门/单位的人员及子部门/单位等；
●能够定义权限分配使用策略；
●超级管理员、部门/单位、部门/单位管理员、部门/单位用户、设备信息与权限的增、删、改、配；
4.2安全性、权限和级别
系统的权限体系符合ACL（AccessControlList）模型，保证设计上的完备性；采用安全论证机制，支持用户帐号的全网漫游，用户在全系统中只需要记住一个帐号和密码就可以访问任何有权限的图像资源；
支持用户分组：
用户可以划分成组，一个用户可隶属于多个组，对组进行授权将作用到该组中的所有用户；支持权限继承：
下级图像节点可直接继承上级节点的权限，方便系统的配置管理；
支持用户级别的设定和PTZ抢占：
每个用户都拥有一个级别属性，和用户的行政级别相对应，级别高的用户可以抢占级别低的用户对图像资源的PTZ控制权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知；
支持锁定和解锁：
图像资源可以被锁定，对锁定的资源，不管用户的级别如何，使用前必须先解锁。
级别高的用户可以解除级别低的用户对某资源的锁定。
可以做到当遇到重要事件，直接挤占或屏蔽其他下级浏览视频权限，用于给控制中心显示需要；
支持精细化权限设定：
可针对任何一个用户，针对任何一个图像资源进行精细权限设置，比如可为每个用户设置对每个摄像头的权限（是否可以实时监控、录像文件点播、云台控制等），权限类型和用户级别数量都没有限制；
控制权限具有一定的驻留时间，驻留时间可根据用户要求进行设置，避免了频繁抢占控制的现象。
4.3矩阵控制
联网管理控制服务器采用统一的设备控制接口，以支持不同厂家不同型号的矩阵和云台控制；统一的设备控制接口的目标是只需要增加一些独立的设备驱动模块，集成到整个系统后即拥有通用设备具有的功能。
支持组合矩阵，即支持通用的几种组合矩阵模型来扩展矩阵的输入输出容量；
支持基于串口的控制设备，也支持基于IP的控制设备；
支持市场上所有的主流矩阵。
4.4报警处理
联网管理控制单元支持多种型号报警盒和报警主机的连接，连接方式可为串口、485或IP网络方式；支持远程报警及联动控制，支持报警联动工作表，支持报警参数设置，可在指定的PC客户端显示报警输入\输出、运动检测、视频丢失的细节信息列表，可设定报警显示次序；
联网管理控制单元可对所有的监控用户进行人工或自动的审计跟踪，并保存审计记录。
审计的内容应包括用户注册、验证、权限设置、注销等；系统应能对所有用户的所有操作过程进行记录，记录的内容应包
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