医院网络电教系统方案书.docx
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医院网络电教系统方案书
北京××医院网络电教系统
方案设计书
目录
1.网络电教系统设计方案及系统功能
1.1.系统概述
1.2.系统设计原则
1.3.系统设计依据
1.4.系统组成及功能
1.5.设备选型及技术参数
2.系统平面布点图
3.系统框图及主要器材配套清单
4.中心控制室布局及使用操作
5.管线敷设方案
6.工程费用概算和建设工期
1.
网络电教系统设计方案及系统功能
1.1.系统概述
北京××医院要求以既有环境为准，针对手术全过程构建现代化电教系统。
因手术室为无尘、无死角的全密封空间，对构建电教系统要求极高。
1.2.系统设计原则
本方案主要依据设计院图纸、行业设计规范及设计经验而做出的初步设计方案,今后还要结合现场情况和甲方相关负责人的要求做深化设计。
北京××医院大厦的数字化电教系统设计主要针对手术室实行实时监控。
通过摄像机，将现场影像传送到主控中心、示教厅及报告厅等场所，使主控中心管理人员实时掌握整个手术的全过程。
同时，手术室、护士站、主控中心、示教厅及报告厅可以实现实时音视频对讲，以达到外界人员如亲临手术室现场观摩效果。
另外，还可对整个电教过程进行录像，以便日后再次调用。
本工程遵循下列设计原则：
1.2.1.先进性
采用国内外通用的最新先进网络视频技术，运用优质品牌AnyVision网络视频产品，并充分考虑信息技术的发展趋势，适度超前。
1.2.2.成熟性
采用经过已有数十个成功工程运行验证的成熟的先进技术和产品，前端视频采集及显示部分更是选择了世界知名品牌SAMSUNG的设备，以保证系统性能稳定。
1.2.3.开放性
采用开放的技术标准和规范，整个系统具有互联性和互操作性，并且提供客户二次开发的PIX控件，以根据用户实际需要进行调整。
1.2.4.可扩展性
系统设计充分考虑到未来发展，初步将OR.1手术室作为试点运行。
如OR.2～OR.10或其它场所也需进行相似设置，只需增加前端设备即可，系统升级、扩展极为便利。
1.2.5.安全性、可靠性
网络系统采用嵌入式产品，内置LINUX操作系统，可达到电信级可靠度，亦采取必要的冗余技术保证系统及其运行的可靠性、稳定性。
1.2.6.实用性
方案设计充分考虑到要求，使系统的功能尽可能完善并充分加以利用，最大限度满足实际需要，面向应用、注重实效。
1.2.7.易管理性
系统软、硬件的设计、集成要充分考虑使整个系统运行操作简单，人机界面友好，管理科学、便捷，易于维护。
1.2.8.经济性
系统具有较好的性能价格比和长期运行效益。
据此，设计系统方案满足先进、合理、成熟、安全、稳定、可靠、冗余、高效、高性能价格比、易扩展、易管理的原则，与其它网络系统共同组建成一个完整、先进、高可靠性、高安全性的电教体系。
1.3.系统设计依据
此次安全防范系统遵循以下标准和规范：
1.3.1.GB12663-2001《防盗报警控制器通用技术条件》
1.3.2.GB15207-1994《视频入侵报警器》
1.3.3.GB/T15408-94《报警系统电源装置、测试方法和性能规范》
1.3.4.GB16796-1997《安全防范报警设备安全要求和试验方法》
1.3.5.GB17565-1998《防盗安全门通用技术条件》
1.3.6.GA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》
1.3.7.GA308-2001《安全防范系统验收规则》
1.3.8.GA/T367-2001《视频安防网络电教系统技术要求》
1.3.9.GA/T368-2001《入侵报警工程技术规范》
1.3.10.《通用性应用电视设备可靠性试验方法》GB12322-90
1.3.11.《建筑物方类设计规范》GB50057-94（2000版）
1.3.12.《视频安防监控系统技术要求》GA/T367-2001
1.3.13.《工业企业通信接地设计规范》GBJ79-85
1.3.14.《电工电子产品基本环境试验规程》GB2423.10-89
1.3.15.《防盗火警控制器通用技术条件》GB12663-90
1.3.16.《静电放电抗扰度试验》GB/T17626.2
1.3.17.《射频电磁场辐射抗扰度试验》GB/T17626.3
1.3.18.《浪涌（冲击）抗扰度试验GB/T17626.5
1.3.19.《射频场感应的传导骚扰抗扰度》GB/T17626.6
1.3.20.《工频磁场的抗扰度试验》GB/T17626.8
1.3.21.《保护接地和防雷接地标准》IEC364-4-41
1.3.22.《MPEG4视音频编解码标准-视听对象的编码》ISO/IEC14496-2
1.3.23.《10BASE-T以太网接口标准》IEEE802.3
《100BASE-TX快速以太网接口标准》IEEE802.3U
1.4.系统组成及功能
1.4.1.系统组成
网络电教系统由手术室、护士站、主控中心、示教厅及报告厅等既几部分组成，各部分间可以实现音视频实时交互。
1.4.1.1.手术室
OR.1手术室原有定焦云台摄像机1台，现根据需要新增2台快球摄像机SCC-C6405AP（其中1台为定点安装，另1台为动点）,1台高清晰摄像机SCC-B1931P,另有1台视频解码器AVD401。
所有音视频信号传输至护士站，经光纤传送到一层总控室；解码器连接一台17”监视器SMC-170M，用于播放来自其它场所（如视教多功能厅）的音视频，以实现对讲功能。
1.4.1.2.护士站
护士站的作用是通过客户端软件PowerExploer直接监看手术室内手术进行情况，并具备调整所有快球摄像机控制参数权限，随时调试摄像机监控状态，以达到最佳视频效果。
另外，护士站还为光端机等设备的放置场所。
1.4.1.3.示教厅
示教厅为观摩手术用，配备1台编码器（用于学员通过麦克风实时与手术室内工作人员进行沟通），1台解码器（用于支持监视器SMC-212F显示、收听手术室内工作人员现场讲解）。
1.4.1.4.报告厅
报告厅为观摩手术教学用，用于大规模现场讲解，需与手术室中大夫进行沟通，因此对音视频质量要求较高。
所配备设备为1台编码器（用于学员通过麦克风实时与手术室内工作人员进行沟通），1台50”等离子电视（用于实时观看手术室内工作人员现场情况）。
1.4.1.5.主控室
主控室是整个电教系统的控制管理中心，其作用为对系统内所有设备进行统一管理。
主控室有1台视频管理服务器AVS40，AnyVisionServer服务器是整个系统的核心，其具备强大的管理，调度，控制和录像功能，采用嵌入式结构，模块化设计。
AnyVisionServer服务器是系统对外的唯一出口。
它通过内部IP网络实现对编码阵列、解码阵列、集中录像服务器等设备的控制，主要负责总控、视频直播、矩阵管理、录像管理、权限管理、任务均衡和远程点播。
其主要模块和功能如下
网络直播模块：
在网络环境支持下，最多可支持直播码流约100个用户（最大网络带宽200M）同时在线观看实时视频资料
网络点播模块：
对录像资料进行在线播放或下载播放，最多可支持点播码流约100个用户（最大网络带宽200M）
视频存储模块：
最多可支持录像码流约100个用户，并对录像资料进行集中存储、管理
矩阵键盘模块：
将不同型号的多个矩阵相互级联，使每一个网络用户可通过网络控制、实现矩阵的各项功能；支持键盘操作，通过控制键盘实现对系统的各项管理、操作（如切换、云镜控制等）
用户权限管理模块：
可对多用户进行精细权限管理
系统配置管理模块：
可对全系统的所有设备进行远程管理、配置。
1.4.2.系统功能
1.4.2.1.实时图像监控
监控授权分控工作站可实时监视各重要部位的所有图像信息,完成重要部位图像的实时显示、监控、存储等功能。
在监控分控工作站可实时监视同多路（1、4、9、16）实时图像信息并实现一机同屏同时监视；
可同时实时监视多个不同监控点的图像；
在监控分控工作站的多台终端可以同时监控任一前端图像；
以上方式可混合应用。
1.4.2.2.轮巡
系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对整个系统内所有监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定；
包括系统内的不同摄像机；
同一摄像机的不同预置位等（需前端摄像机云台和解码器支持预置位）；
轮巡间隔时间可设置。
1.4.2.3.远程控制
在监控中心和授权客户端可以远程控制监控设备（包括云台、镜头等）；
可以实现远程监控现场照明控制，实现全天候监视；
高优先级的用户根据等级优先的原则可无条件获得低优先级用户的控制权，同级别用户根据时间优先的原则获得控制权。
控制权的等级可设定；
1.4.2.4.图像管理
监控授权工作站可显示、存储、检索、回放监控前端的所选摄像机实时图像；
监控授权工作站可远程回放前端的任一摄像机的历史图像（时间可设）；回放方式有逐帧、慢放、常速、快速等放大/缩小等多种方式；
监控授权工作站可远程控制站端视频处理单元实现手动录像、定时录像、报警触发录像、画面异动检测；
主监控中心中心使用的网络视频管理平台，是告警联动录像和日常选择录像的载体；
能够将任意一副回放图像存放成JPEG或BMP格式的图像，供数据交换使用。
1.4.2.5.安全管理
系统实行操作权限管理，按工作性质对每个用户赋予不同权限等级，系统登录、操作应进行权限查验；
系统所有重要操作,如登录、控制、退出、报警确认等，均有操作记录，系统可对操作记录进行查询和统计，所有操作记录具有不可删除和不可更改性；
有网络安全保护，保证系统数据和信息不被窃取和破坏；
系统保存的所有重要数据，包括用户信息、火警信息、操作记录、日志等，具有不可删除和不可更改性；
系统应具有抗击计算机病毒和非法入侵的能力。
1.4.2.6.系统管理
系统可维持视频源数据库，为授权监控工作站（客户端软件或IE浏览器）提供视频源列表。
系统具有极强的容错性，不会因误操作等原因而导致系统出错和崩溃；
系统具有自诊断功能，对设备、网络和软件运行进行在线诊断，发现故障，能显示告警信息；
可以对操作人员设置权限管理；
系统具有数据备份与恢复功能；
系统具有对远端设备远程配置、远程维护、远程启动的能力；
可提供对系统操作的在线中文帮助；
可自动生成系统运行日志，可查询及以报表方式打印输出。
1.4.2.7.网络浏览
系统提供图像的Web服务，Web服务器设在主监控中心；
网内的授权用户可通过标准Web浏览器浏览实时和历史图像，浏览历史图像数据时，可以根据时间、事件等信息分类进行；
在Web浏览方式下，同样能控制摄象机和云台等控制对象，也可以同时实时监控多个图像管理子系统的图像；
系统可使用网上办公电脑作为授权分控工作站；
系统能够通过网络远程备份指定时间的录像数据到本地硬盘上；
在通用Web浏览器浏览Web服务器时，登录过程充分考虑到安全性，采用密码登陆，并有IP验证等手段进行确认。
1.4.2.8.完善的视频调度策略
在网上存在多个视频编码器和多个监控用户时，必然形成对视频资源的竞争关系。
当用户进入系统时，如果有空闲的编码器，则系统把这个空闲的编码器分配给用户使用；当所有的编码器都分配完了的时候，系统会自动寻找正在播放和用户需要监视的图像一致的编码器，然后把授权监控客户端（客户端软件或IE浏览器）引导到这台编码器上；如果没有找到，则ANYVISIONSERVER会采用转发的方式将目标图像直播给相关用户。
1.4.2.9.系统容错能力
当图像编码器掉电后，网络视频管理平台也能自动探测它们的状态，并且让它们恢复到掉电前的状态。
网络拥塞或中断不会导致系统崩溃，一俟网络重新恢复，系统马上可以使用。
1.4.2.10.用户运行脚本
支持用户按照自己的控制方式设置自动运行脚本，脚本可以由开机、关机、报警、时间等事件触发，也可以由操作者人工触发运行。
用户可以使用系统命令，把一串键盘操作录制为运行脚本。
1.4.2.11.资源统一编号
系统对全网内所有系统资源实行统一编号，系统控制操作界面对本地资源和异地资源是一致的，即监控用户从操作方式上感觉不到他正在使用本地资源还是异地资源。
监控用户对系统资源的控制能力仅仅受限于其权限和优先级，与资源所处的地域无关。
1.4.2.12.监控权限
网络用户的权限必须在网络视频管理平台上确认，并且由网络视频管理平台给出其在其他网络视频管理平台上的权限映射规则。
1.4.2.13.自动更新系统配置
当监控系统局部发生配置调整后，网络视频管理平台将自动向网络视频管理平台报告调整后的数据，并由网络视频管理平台提示系统内其他网络视频管理平台更新数据。
局部的调整将自动扩散到整个系统，而不用跑遍所有联网系统，逐一人工修改配置。
1.4.3.系统特点说明
1.4.3.1.分布式控制
系统内的用户向前端视频资源提出观看控制要求时，网络视频管理平台将在通过权限审查和IP认证后决定服务还是拒绝。
1.4.3.2.集中网管
系统内所有网络视频管理平台系统主机都可以在不同地方，但使用统一软件实现远程诊断和管理。
配置软件采用Windows图形界面，使用中文的菜单和在线帮助，方便用户操作和阅读。
1.4.3.3.大容量、分布式的实时直播
在有限网络资源环境下，多个用户可同时在线观看系统内任意网点的实时视频资料。
1.4.3.4.灵活简便的操作方式：
系统授权用户可以直接在电脑上利用图形化界面软件对各设备进行操作；也可以在监控子中心利用控制键盘进行操作管理。
1.4.3.5.大容量、分布式的存储结构
录像存储设备可分布在不同地点的不同设备上（授权客户端电脑主机、主监控中心网络视频管理平台），确保资料的完整保存；
用户可以按照时间，视频源，告警联动视频源，等等条件检索录像资料；或者自定义条件检索录像资料。
1.4.3.6.任务均衡
本系统可自动对多个客户端的各种请求进行均衡、分配，保证网络资源的合理利用。
1.4.3.7.支持动态IP和多种传输模式
可采用DHCP动态分配地址，支持IP协议的单播（Unicast）、组播（Multicast）、多个单播（MultipleUnicast）、TCP等传输方式。
1.4.4.系统优势
本设计方案采用分布式的工作方式，运用更实用的设计思想，更有效的利用IP网络。
对图像编码设备、解码设备、前端设备、集中录像服务器等设备的控制、管理都通过网络进行。
1.4.4.1.更高的图像清晰度
在图像编码算法上，采用目前最为成熟稳定的MPEG4压缩算法，能够在50K~3M的带宽呈现分辨率高达704×576（FULLD1）25帧/秒的图像效果。
1.4.4.2.真正达到稳定可靠
嵌入式视频编码方案：
本系统的关键技术是视频编码和系统管理。
视频编码一般采取PC插卡和专用嵌入式设备两种实现方式，PC插卡方式即通过在PC上插入专用编码卡来实现，可直接利用Windows操作系统平台，开发工作量小，便于实现，但系统不稳定，功耗高，散热量大，启动时间长，无法满足工业级设备的需要；
专用嵌入式设备采用嵌入式CPU和ASIC编码芯片，开发工作量大，但系统稳定，功耗和散热量小，启动时间很短，利用看门狗技术，可彻底杜绝硬件故障。
本系统采用的嵌入式网络编码设备，是安臣公司的成熟产品，广泛应用于工业自动化控制、公安、高速公路和机场等关键领域，功率不到20瓦，使用嵌入式操作系统（Vxworks），启动时间不到5秒，可真正实现超强稳定，真正满足前端系统长期稳定工作的需要。
嵌入式的主控管理平台：
由于图像编码设备、解码设备、录像服务器外置，采用了嵌入式工业控制器－网络视频管理平台ANYVISIONSERVER做主控设备，该设备同样采用嵌入式操作系统（Linux），启动时间短，稳定可靠，广泛应用于工业自动化控制、公安、高速公路和电信部门。
采用嵌入式操作系统（Vxworks和Linux），操作系统和应用软件存储在Flash盘上，独立于存储视频资料的硬盘。
由于采用嵌入式操作系统，有效防范病毒，并可以任意开关机，不会出现Windows操作系统常见的系统崩溃、系统瘫痪等情况。
分布式的管理结构：
方案采用模块化、分布式系统结构，分担风险、提高稳定性。
大家可能都熟悉这样一种说法，“不要将所有的鸡蛋放在一个篮子里面”，这是规避风险的基本规则。
本方案将图像编码功能独立出来，通过编码器处理。
即使有一个或者多个编码器出现故障，因为硬件是完全独立的，所以丝毫不会影响系统的正常运行。
强大的网络控制：
方案采用TCP/IP协议，通过网络控制相关设备，网络控制有良好的机制保证数据的传输，如果数据丢失或者错乱，网络会自动重发调整包序，确保数据准确可靠到达相关设备。
1.4.4.3.功能更强
编码设备、解码设备可升级：
外置图像编码、解码设备的方式，使得图像编码设备的升级更新换代成为可能，技术进步日新月异，编码技术也在飞速发展，可以根据需要及技术发展状况，及时升级程序、保持系统的先进性。
图像控制：
可根据需求选择分辨率存储，可控制前端设备的云台、镜头。
自动探测网络视频管理平台地址，全网络管理：
通过程序，在网络上，就可以自动探测到所有网络视频管理平台的地址，并且能够直接通过网络进行配置管理，也可以通过网络视频管理平台对图像编码、解码设备进行控制。
所有管理功能，都能够在任意远端通过网络进行。
采用看门狗技术：
每个设备都有独立的硬件检测运行状态，一旦检测到某设备工作不正常，即可自动局部复位该设备，不影响其它部件的运行。
由于启动时间极短，客户端基本没有感觉。
1.5.设备选型及技术参数
为使整个网络电教系统配置更趋合理化，前端摄像机选型遵照“根据现场实地情况选择相应型号摄像机”的原则。
其中示教厅、报告厅采用宽动态一体化彩色摄像机，使人员在强逆光情况下也可清晰成像；手术室选用快球摄像机进行全方位监控。
视频网络电教系统主要由两部分组成：
中心控制设备和前端摄像器材。
中心控制设备我们采用视频管理服务系统，这是目前比较先进的系统，是网络电教系统的发展趋势。
1.5.1.中心控制设备
1.5.1.1.网络视频管理平台ANYVISIONSERVER
产品概述：
ANYVISIONSERVER是一台基于Linux操作系统的嵌入式设备，可配置多块硬盘，双网卡。
ANYVISIONSERVER是系统对外的唯一出口，在各ANYVISIONSERVER之间不能实现互连互控，只能单机应用。
它通过IP网络实现对网络视频服务器、网络编解码器、矩阵等设备的控制，主要负责总控、录像和远程点播。
外观示意图：
ANYVISIONSERVER软件功能模块：
直播模块：
在网络环境支持下，可进行100M直播码流约200个用户（每个用户占用为500Kbps带宽）同时在线观看实时视频资料
点播模块：
对录像资料进行在线播放或下载播放，可同时回放100M点播码流
存储模块：
可同时录制100M网络码流,约200个用户（每路图像为500Kbps带宽），并对录像资料进行集中存储、管理
WEB访问模块：
通过WEB浏览器实时观看实时图像，并可进行进行点播、云镜控制
动态IP模块：
客户端可以通过此模块寻找并控制设置为动态IP方式的设备。
矩阵模块：
将不同型号的多个矩阵相互级联，使每一个网络用户可通过网络控制、实现矩阵的各项功能
键盘模块：
支持键盘操作，通过控制键盘实现对系统的各项管理、操作（如切换、云镜控制等）
技术特点：
嵌入式系统，高稳定性，满足工业级应用的需要。
多用户操作系统，可远程维护。
自由上下电，意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败。
可远程对时。
抵抗病毒与非法入侵。
从网络收取编码数据进行存储，可以同时收取不同编码格式的码流。
用户管理：
用户，用户组的管理。
摄像机／监视器／编解码器／矩阵路由等各种资源对象的权限控制。
内容检索：
输入一幅或多幅图像，在实时视频或录像资料内寻找相似的片段。
相应客户端软件
客户端软件PowerExplorer是网络编码器的客户端资源管理器，它具备以下的功能：
可音视频实时同步显示每个画面
可对每个画面设置亮度、对比度、色彩、饱和度
通过网络可进行云台及摄像机远程控制
可以1、4、6、9、10、13、16多种画面分割形式或画面切换显示，满屏显示和时间、日期、通道标识显示
支持远程配置和管理，可以改变图像制式、编码图像分辨率、带宽、码流格式等参数；
支持IP协议的单播（Unicast）、组播（Multicast）、多个单播（MultipleUnicast）等传输方式；
支持多种录像方式（手动、定时、报警、移动录像）
用户管理
进行报警联动
进行双向对讲等
多路同时回放检索
根据对种条件检索内容
抓拍、打印、备份等功能
PowerManager是网络编码器、网络解码器的系统管理员使用的软件，它完成了对服务器的设置功能。
包含：
修改IP地址
设置日期时间
设置组播地址范围
进行软件升级
进行用户管理（定义权限）
设置视频丢失替代图像
定义编码器、解码器间、矩阵间的相互关系。
查找报警控制器
显示版本信息
高级参数设置
技术参数：
IntelP42.4GCPU
512MDDR内存
可安装硬盘（根据实际情况增减）
100M以太网口、100/1000M以太网口
1.5.1.2.AVS400系列网络编码器
产品概述：
AVS400系列网络编码器集音视频采集、音视频压缩编码、网络传输、输入输出控制等功能于一体，采用最新的MPEG4压缩编码，支持1～4路视频输入，1路视频本地输出，1～2路双向音频输入/输出，可以在IP网络上以每秒25（PAL）幅画面传送高质量FULLD1MPEG4图像，并可实时监听远距离声音并进行对讲，也可通过RS232/485串口及网络远程控制现场的云台/镜头和其他设备。
AVS400系列还可以通过ISDN／PSTN／xDSL，在局域网、广域网或者国际互连网上方便地实现视频传播。
具有高可靠性、高集成度的鲜明特点，是医疗、交通、金融、公安、教育、国防、海关、电力、电信、广电等行业实施视频监控的理想选择。
外观：
产品特点：
完全嵌入式系统，严格测试，高稳定性，满足工业级应用需要。
充分考虑成本因素，性能价格比极高。
可内置2块IDE硬盘。
通过客户端软件可浏览录像资料、设置录像方式和录像时间。
具备硬件看门狗，支持断电重起。
压缩实时性好，编解码总延时小于100ms。
采用的媒体处理器芯片主频达350MHZ，配合自行设计的MPEG4编解码算法，针对媒体处理器芯片进行了精心设计和高度优化，可在单芯片上实现实时压缩4CIF分辨率视频流，或在单芯片实时压缩两路HalfD1格式视频流，并可同时进行多路高质量音频的压缩，单机总资源超过100帧。
强大的媒体处理能力，软件实现MPEG4编码，可以在标准改变时升级，在新标准出现时增加新的功能，便于产品灵活升级，提高产品的生命周期。
算法支持I/P帧、AC/DC预测、4运动矢量、无限制运动矢量、半像素精度运动估计和运动补偿、CBR/VBR码率控制等多种特性，适应广泛的带宽，提供改进的低码率视频质量。
技术参数：
视频
符合ISO/IEC14496-2（MPEG-4Video）AdvancedSimpleProfileLevel3标准
视频分辨率：
升级会员 