第九章 视频监控系统.docx
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第九章视频监控系统
第九章视频监控系统方案
一、系统概述
随着我国企业改革的深入，以及保安服务项目的不断扩大，视频监控系统已成为各单位内部管理和技术防范必不可少的一部分。
从单位管理和安全防范的角度出发，我公司为该项目设计了一套布点科学，器材配制合理的监控系统，并根据所选器材的价格性能不同，从实际出发最大地发挥器材的功能。
安防系统的设计目的就是要为项目提供安全可靠的安全环境，为国家、集体、个人的财产提供安全可靠的保障。
本项目的设计与实施应遵循以下原则：
1、布局合理原则
系统力求做到：
布局合理、技术先进、可靠性高、经济实用、操作维修简便。
考虑到建设和技术的发展，系统设计应有扩充能力，有发展余地，通过科学化、综合化的集中管理方式，人防和技术防范相结合，实现安防现代化。
2、技术先进稳定原则
系统设计应使用先进的技术、系统的设计理论，使系统不但能反映当前的先进水平，而且具有发展潜力，避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早淘汰。
系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备软件的相对成熟，最大限度地发挥投资效益。
做到优选设备材料，科学组合网络。
系统的操作简便、灵活。
3、系统可扩展性原则
为便于以后系统扩展，也为节约财力，在线路的设计、线材的先型、接口处理上，均应考虑了扩容因素。
4、经济实用原则
在确保产品的性能、系统的效能前提下，系统设计应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则。
5、标准、开放的原则
系统所选用的技术设备应具有协同运行的能力。
无论是系统设备，还是系统软件，都应具有良好的开放性，并提供标准接口，便于系统将来的拓展或升级。
6、可靠及可维护的原则
系统设计从系统结构、技术措施、设备性能、管理软件、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的稳定可靠。
7、安全保密的原则
在系统设计中既考虑信息资源的充分共享，更注意信息的保护和隔离。
系统针对不同的应用和不同的网络通讯环节采取不同的措施，包括系统的安全机制、数据存取的控制权限等。
8、全程服务原则
从授领任务书开始，到设计、选材、安装、调试到培训首批操作员，移交资料，到日后维保服务的整个过程，密切与业主联系，尽心尽力做好工程全程的服务工作。
二、需求分析
视频安防监控系统根据建筑物的使用功能及安全防范管理的要求，对必须进行视频安防监控的场所、部位和通道等进行实时、有效的视频探测和视频监视，图像显示、记录与回放，并具有视频入侵报警功能。
系统的画面显示应能任意编程，能自动或手动切换，画面上应有摄像机的编号、地址和时间显示。
系统应能独立运行。
系统应具有与入侵报警系统、门禁控制系统等联动的扩展功能。
当与入侵报警系统联动时，能自动对报警现场进行图像复核，能将现场图像自动切换到指定的监示器上显示并自动录像。
视频监控系统基本建设要求如下：
a）监控显示、记录、控制主机设置在一层的消防监控中心。
b）在大楼周界出入口、地面层出入口，楼内主要通道、安全出口、电梯厅、电梯轿箱内、停车库（场）出入口、中心机房、财务室等场所设监视摄像机。
c）大厅及室外设置图像分辨率在650线及以上的低照度高速球型摄像机；在电梯轿厢设置彩色电梯专用型摄像机；在其它场所设置图像分辨率在650线及以上彩色半球型摄像机；车库设置高清宽动态低照度彩色枪式摄像机。
d）中心主机系统采用全矩阵控制系统，所有摄像点采用数字硬盘录像机可同时录像。
系统配置数字硬盘录像机能连续地记录摄像机的数据以便记录所有监视区的活动情况，并可使画面采用D1方式随时再现。
监控机房内的主机根据需要实现全屏、四画面、九画面，监视器显示的画面包含摄像机号、地址、时间等信息。
e）系统可做时序切换。
切换时间1～30s秒可调，同时可手动选择某一摄像机进行跟踪、录像。
f）摄像机视频电缆选用SYV-75-5，控制电缆选用RVVP-2×1.0，电源选用RVV-2×2.5缆线电源采用就近弱电间开关电源集中供电方式。
敷设方式采用穿金属线槽敷设，出线槽后穿镀锌钢管敷设。
g）监视墙中心采用3×3台=9台46"超窄边液晶显示单元，两边配置2×8台=16台22"液晶监视器，图像采用轮循切换；监视墙操作台同时考虑楼控、入侵报警、门禁等系统操作主机的使用。
h）所有摄像点应同时录像，硬盘录像机内置高速硬盘，容量不低于动态录像储存30天的空间，并可随时提供调阅及快速检索，图像应包含摄像机机位、日期、时间等，图像分辨率不低于（1024×768）像素。
三、设计方案
1、系统的设计
（一）系统的组成：
监控系统由信号采集、传输、控制、显示、记录、网络传输及配套设备等部分组成，设计从以下方面分别描述。
（1）信号采集：
安装方式、设备布置、布点说明、设备指标及性能、品牌选择
（2）传输：
传输方式、传输介质
（3）控制系统：
系统结构、系统配置、系统控制及联动、设备指标及性能、品牌选择
（4）显示：
类型、数量、设备指标及性能（尺寸、分辨率、屏闪、亮度）、品牌选择
（5）记录：
录像模式、存储时间、压缩、备份、系统配置、设备指标及性能、品牌选择
（6）网络传输：
带宽、权限、资源共享、设备指标及性能、品牌选择
（7）配套设备：
机架、控制台、电源等
（二）系统的功能：
实时监控功能
前端摄像机可以完成对项目大楼所有重点部位的实时监控功能。
基本功能
1）监控系统能对重要或要害部门和设防的特殊部位进行长时间录像。
2）视频监控系统具备独立的软件控制功能。
3）系统的画面显示能任意编程，自动或手动切换，在画面上应有摄像机的编号、部位、地址和时间、日期显示。
4）系统可设置操作员权限，被授权的操作员具有不同的操作权限、监控范围和系统参数。
操作员可以在系统的任一键盘或多媒体监控计算机上，输入操作密码，对其操作权限所对应范围内的设备进行操作和图像查询调用并可将查询结果分类打印。
整个系统应提供不少于16个不同的操作权限等级。
5）系统应支持操作员按用户自定义的区域或预定顺序快速选择摄像机而非通过编号选择摄像机，以提高操作效率。
6）系统可以对视频显示顺序进行动态编排，而不拘泥于物理输入顺序，为系统管理提供方便。
7）系统可以对视频输入进行编组，用以对各组不同视频的显示及操作进行组别限制。
8）系统可设定任一监视器或监视器组用于报警处理，报警发生时立即显示报警联动的图像。
系统可联动录像设备，记忆多个同时到达的报警，并按报警的优先级别（如级别相同则按时间）进行排序。
用于报警处理的监视器最先显示最高优先级的报警，并可逐个显示直到清空。
当有多台监视器用于显示报警图像时，则监视器可按设置依次同时显示多路报警图像。
9）系统支持分别以摄像机、操作键盘/摇杆、监视器、操作员口令为优先的操作优先级。
系统每个模块均有指示灯以显示其工作状态，并可通过系统自检软件对系统进行自检。
通过主控键盘和视频矩阵切换器可以对系统的工作状态进行监视、完成所有监视器上的图像切换调看、画面序列切换、控制全方位摄像机、启停快球巡视等操作，对故障进行检测。
10）系统可通过设在控制中心的电视墙对前端图像进行实时显示，每个监控画面能显示其所处位置（显示中文字符），电视墙应由9台46寸超窄边液晶显示单元+16台22寸液晶监视器组成整个电视墙显示系统，系统不仅显示本大楼各前端摄像机的图像，还能通过网络灵活显示整个院内每个摄像机的图像。
11）系统软件还具有以下功能：
系统运行在稳定可靠的操作平台下（如WINDOWS2000、WINDOWS7）；
系统可通过语音报告发生的警情；
能提供完善的数据维护工具，除了备份数据外，即使在数据库遭到意外破坏时，仍可以利用修复功能恢复。
还可定时自动备份报警数据；
鼠标单击一下中文命名的摄像机名称即可完成任何一路摄像机到任一路监视器的切换。
联动功能
视频监控系统产品具备与计算机通信的接口和编程控制的接口，使设计院综合信息共享管理系统能对视频监控系统实现软件控制和视频画面调用显示。
实现消防报警系统、建筑设备监控系统与视频监控系统摄像机的联动控制。
系统可与出入口、巡更、防盗报警、灯光等系统联动。
闭路电视监控与报警系统集成，可形成功能强大的报警网。
报警主机与主控电脑相连，控制电脑实时显示报警和继电器状态，一旦发生报警，屏幕自动弹出报警信息，同时联动CCTV系统，将摄像机转动到相应的位置，镜头自动变倍变焦，使所摄图像清晰，监视器自动切换到该画面，同时录像机开始录像。
（三）系统的解决方案：
本次监控系统采用模拟加数字相结合的方式：
前端的模拟摄像机信号传输到数字矩阵，由数字硬盘录像机存储，再显示到电视墙上去。
视频监控系统的前端主要设置在每层的电梯厅、各楼层的出入口、大厅、门厅等重要防护目标和主要通道等处，整个系统以彩色为主。
值班人员在监控中心通过监视器就可以观察到这些重要区域的图像，通过中心操作键盘或控制电脑可切换到任何一个监控点画面，并可控制任何一个可动摄像机的动作。
系统可与防盗报警联动，图像存储采用数字化方式即系统图像存储使用硬盘录像机。
各级安全防范系统均应具有开放性、可扩充性和使用灵活性。
建筑物（构筑物）的风险等级应按有关规定确定。
安全防范工程的建设，必须遵循国家有关法令、法规和方针政策，做到技术先进，经济合理，实用可靠。
安全防范工程的建设应符合国家、行业现行有关技术标准、规范的规定。
整个安防系统采用中央供电方式。
大楼设计为24小时不间断的安保监察管理系统。
安防系统可根据不同的功能区域进行分区域、分时段、分级别的集中监控，
使操作人员能够随时掌控设计院的安全状况并处置各种安全事务。
根据安防系统的风险级别设置设计院的安全管理系统，随时监视设计院安防监控中心的运行情况并取得安防系统闭路电视子系统的监视图像。
安防系统可与设计外的相关的公安部门通过技防系统和通信系统实现实时的联络。
Ø前端设备：
本项目监控点根据相应区域特点采用彩色高清晰高灵敏度枪机，一体化高速球形摄像机，高清晰日夜转换半球，电梯专用摄像机，宽动态低照度摄像机。
门厅和室外广场等敞开区域选用一体化球机，其他区域及电梯轿厢内选用彩色半球摄像机，地下室选用宽动态低照度摄像机。
监控范围较小的区域如走廊、楼梯口、电梯厅等处，采用固定摄像机，根据建筑整体美观和隐蔽性采用半球罩；对于面积较大的地方和特殊地点，如大厅、门厅入口、大楼大厅出入口等处选用快速一体化球型摄像机。
电梯轿箱采用专用摄像机。
一体化球型摄像机可监视较大范围的区域，并可对重点位置实行预置位设置，即只要在中心键盘输入该预置位的编号，不管此时摄像机在何位置都可高速回到该预置位。
如发现可疑目标，也可进行实时跟踪监控。
摄像机是系统的原始信号源，好坏直接影响到整个系统的视频质量。
本监控系统室内摄像机采用交流24V电源集中供电方式。
系统采用独立的稳压电源集中以保证设备的安全运行和设备良好的同步性能。
从稳压电源设备输出的电源，由系统配电箱向现场设备和中央监控设备统一供电。
不同的环境对摄像机的选型及要求也不同，如下表所示：
表1是有关黑白摄像机与彩色摄像机的区别，可以看出黑白摄像机灵敏度、清晰度高，价格相对便宜，但彩色摄像机图像还原度好，能反映现场的真实画面。
序号
项目
黑白摄像机
彩色摄像机
1
灵敏度
高
低（约低10倍以上）
2
分解力
高
低（约低20%）
3
尺寸，重量
小
大
4
图像观察感觉
只有黑白
有色彩、真实
5
价格
低
高
表1：
黑白摄像机与彩色摄像机区别表
相对于不同的监视目标，对摄像机照度的选择也是不一样的，表2所反映的就是对摄像机照度的要求。
监视目标的照度
对摄像机最低照度的要求
（在F/1.2）情况下）
50lux
≤1lux
50-100lux
≤3lux
>100lux
≤5lux
表2：
摄像机照度要求表
Ø中间传输部分
传输系统的任务是把现场摄像机信号传送到控制中心和把控制中心的控制信号传送的现场，所以传输系统包括视频信号的传输和控制信号的传输。
视频信号的传输是很重要的，它直接影响到监视的效果。
目前视频信号的传输方式有许多种，在监控系统中，信号的传输距离一般在1km以内，一般采用视频基带的同轴电缆传输。
同轴电缆的内导体上用聚乙烯以同心圆状覆盖绝缘，外导体是软铜线编织物。
最外层用聚乙烯封包。
这种电缆对外界的静电场和电磁波有屏蔽作用，传输损失也小。
中间传输部分是视频监控系统的一个重要组成部分。
对传送控制信号、视频信号和传输电源的线缆选型关系到信号的传输质量。
由于考虑到传输的视频信号量比较大，我们选用价格便宜、优质耐用的SYV-75-9和SYV-75-5同轴电缆传输视频信号，采用抗干扰能力较强的屏蔽双绞线作为信号控制线。
考虑到有部分信号传输距离较长，建议长线路采用SYV-75-9的线。
在电源设计上，考虑到因传输距离较远会造成前端摄像机、解码器等电源直流压降过大，统一在各层弱电井或交接间内设置电源分配箱，将交流220V通过直流供电电源变为直流电后对前端设备进行供电。
前端设备电源供电线缆均采用独立管线，与其它弱电系统完全分开。
由于需要远距离传输，故我们为大区域之间的信号传输选用光纤传送，通过光端机进行信号电转光---光转电。
采用RS485总线控制方式，通过光端机将控制信号与视频信号复合后，通过光纤传送。
Ø控制中心设备
控制中心是全系统的神经中枢，设置在项目监控中心，包括了数字矩阵、安防服务器、协议转换器、屏幕墙、数字硬盘录像机等设备。
在大型及复杂系统中，提高效率的关键是能够处理和操控所有相关的视频输入，因此系统的处理部分即控制部分是整个系统的“心脏”和“大脑”，是实现整个系统功能的指挥中心，主要包括矩阵控制主机等相关控制设备。
视频监控系统主机也称视频矩阵切换器，除接受传输来的视频图像并按需要切换到指定的显示器上供观看外，还有如下功能：
✧对前端装置执行云台上下俯仰、左右旋转运动；
✧对镜头光圈、聚焦和变倍进行调节控制；
✧对云台运动和镜头设置进行按预置位快速定位；
✧执行摄像机定日期或定时间巡回扫描等控制操作；
✧设置监视器按程序顺序或定时切换图像，同时能在视频图像上叠加摄像机机号、地址、时间。
✧将系统所有发生的操作动作进行记录、打印归档；
Ø记录存储部分
设置数码录像机，以实现对前端所有图像的记录。
数码录像机具有标准以太网接口，采用嵌入式TCP/IP协议及嵌入式操作系统，可通过联网计算机进行远程实时监视，如果矩阵失效，可通过数字硬盘录像机的此项功能组织应急方案。
根据前端摄像机数量，配置十六路数字硬盘录像机。
硬盘录像机选用16路音视频全实时嵌入式硬盘录像机，采用高速嵌入式微控制器和嵌入式实时操作系统，具有极高的稳定性，具有以太网接口，可以通过联网计算机进行远程控制操作。
Ø图像显示部分
系统的监视部分是将传送过来的图像一一显示出来，由几台或多台显示设备组成。
项目的闭路监控系统的监视部分由彩色监视器及DID屏组成。
根据系统的要求前端摄像机数量的不同，按照8：
1的配置原则，设9台46寸超窄边液晶显示单元+16台22寸液晶监视器组成。
供电、防雷接地考虑
系统供电除应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定外，还应符合以下规定：
摄像机供电宜由监控中心统一供电或由监控中心控制的电源供电。
异地的本地供电，摄像机和视频切换控制设备的供电宜为同相电源，或采取措施以保证图像同步。
电源供电方式应采用TN—S制式。
系统防雷与接地除应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定外，还应符合下列规定：
采取相应隔离措施，防止地电位不等引起图像干扰。
室外安装的摄像机连接电缆宜采取防雷措施。
系统安全性、可靠性、电磁兼容性、环境适应性
系统安全性除应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定外，还应符合以下规定：
具有视频丢失检测示警能力。
系统选用的设备不应引入安全隐患和对防护对象造成损害。
系统可靠性应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定。
系统电磁兼容性应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定，选用的控制、显示、记录、传输等主要设备的电磁兼容性应符合电磁兼容试验和测量技术系列标准的规定，其严酷等级应满足现场电磁环境的要求。
系统环境适应性应符合现行国家标准《安全防范工程技术规范》GB50348的相关规定。
（四）主要设备简介：
Ø高清室外快球摄像机
特点：
内置25倍光学变焦镜头，高速云台驱动器和RS485/422解码器
最低照度可达0.01Lux
4.8英寸发泡球型云台、变焦系统
安装简单、方便
内置多协议，便于和其它DVR或矩阵兼容
最多有99个摄像机地址码
云台最高转速380°/秒（预置位调用速度）
8个编程轮巡、240个预置位、4条录制路线
隐私区域保护功能
反转功能便于跟踪移动目标
带电源浪涌和雷击保护
带8路报警输入、4路报警输出
室内/室外吊装护罩附带加热器和风扇（可选）
室内嵌入式天花板安装护罩（可选）
参数：
CCD传感器1/4"Sony超级HADCCD
有效像素752（H）*582（V）=470,000像素
制式PAL
高分辨率：
>540（彩色），700线（黑白）
最低照度0.1Lux（F1.6,30IRE）/0.01Lux（F1.6,DSS）
镜头25倍光学+8倍数字（共200倍）f=3.8-95mm，F=1.6-F3.7
信噪比大于48dB
视频输出1.0Vp-p复合视频，75Ω，BNC接口
Ø
高清晰日夜转换半球
特点：
采用DSP数字信号处理器保证图象质量并具备先进功能
采用SONY1/3″彩色CCD，470000像素
高分辨率：
>540（彩色）,700线（黑白）
最低照度：
0.1Lux@F1.2（彩色）,0.01Lux（黑白）
变焦镜头:
≥3.9X
高信噪比大于48dB
内同步
自动跟踪白平衡
自动逆光补偿功能
带自动增益控制
带自动电子光圈
自带3.8/6mm镜头
直流12V电源
参数：
传感器1/3英寸行间转移彩色CCD
有效像素752（H）×582（V）
制式PAL
扫描方式625线隔行扫描
同步方式内同步
视频输出复合视频1.0Vp-p
信噪比大于48dB
最低照度0.1LUX
白平衡自动跟踪
电子光圈自动
逆光补偿开/关
止闪功能开/关
同步内同步
自动电子快门1/50秒-1/100000秒
镜头可选3.8mm固定光圈/（F2.0）或6mm固定光圈/（F2.0）
镜头接口内置
电源直流12V+/-10%
Ø彩色高清晰高灵敏度枪机
特点：
采用1/2英寸SONY行间转移彩色CCD，该摄像机的基本特点如下：
通过DSP处理以达到高画质图像
超低照度0.1lux（F1.2,30IRE）
信噪比大于50dB
孔阑校正技术使图象边缘清晰
快门1/50~1/100,000秒（10步）
高分辨率480线
内置止闪功能模块
多种白平衡模式
内建反地循环隔离变压器
DC12V直流电源
参数：
传感器SONY1/2英寸SuperHADCCD
有效像素752（水平）*582（垂直）
制式PAL制
扫描系统625线隔行扫描
同步方式内同步/外同步/线路锁定
高分辨率：
>540（彩色），700线（黑白）
视频输出复合视频1.0Vp-p/BNC接头
信噪比大于50dB（AGCOFF）
电子光圈开/关
最低照度0.1Lux@F1.2（彩色）,0.01Lux（黑白）
白平衡自动跟踪/手动/自动/室内/日光灯
快门速度1/50~1/100000秒（10步）
自动光圈镜头自动电子光圈/视频/直流驱动
逆光补偿开/关
镜头接口C/CS接口
电源DC12V
Ø硬盘录像机
产品概述
本设备是具备数字视频录像机（DVR）和数字视频服务器（DVS）的特性，既可本地独立工作，也可联网协同工作。
功能特点
采用高性能DSP实现H.264视频编码压缩；
支持事件压缩功能；
本地信号量报警，支持E-mail联动发送报警信息及截图，支持PTZ联动；
支持DDNS、NTP功能；
支持多种解码器协议；
支持通过网络设置参数、预览图像及云台控制；
支持键盘控制；
支持USB设备、SATA刻录机对录像手动备份，支持SATA硬盘自动备份；
支持1080P高清预览
HDMI视频输出分辨率最高达1920×1080
VGA视频输出分辨率最高达1920×1080
支持TV、VGA、HDMI同步输出
所有模拟通道支持D1实时编码
支持预览图像与回放图像的电子放大
支持按事件查询、回放、备份录像文件，支持图片本地回放与查询
支持录像回放时智能搜索功能
支持一键开启录像功能
支持最大16路D1录像同步回放
支持录像定向存储
支持8个SATA接口
支持USB鼠标；
支持水印（WATER-MARK）技术。
视频压缩标准：
H.264。
视频处理芯片：
DSP处理器。
典型应用：
需要高分辨率图像、高速备份、双输出等要求的视频监控场合。
每个视频输入通道最高支持4CIF分辨率编码，并可以选择DCIF、2CIF、CIF、QCIF等分辨率。
使用SATA硬盘录像，提供eSATA接口，用于高速备份或外接盘库。
主、辅两个视音频输出通道，支持双操作员工作模式。
主要技术参数
视频压缩标准：
H.264
实时监视图像分辨率PAL：
704*576；NTSC：
704*480
回放分辨率：
QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF/D1
视频输入路数：
16
视频输入接口：
BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω），支持PAL、NTSC制
视频输出：
BNC（电平：
1.0Vp-p，阻抗：
75Ω）
视频帧率：
PAL：
1/16--25帧/秒，NTSC：
1/16--30帧/秒
码流类型：
频流/复合流
压缩输出码率：
32K--2M可调，也可自定义。
（上限8M，单位：
bps）
通讯接口：
1个RJ4510M/100M自适应以太网口，1个RS232口，1个RS485口
键盘接口：
1个（支持级联）
硬盘接口：
4/8个SATA硬盘，每个硬盘容量支持高达2000GB
USB接口：
1个，支持U盘，USB硬盘，USB刻录机
VGA接口：
1个，分辨率：
800×600/60Hz，800×600/75Hz，1024×768/60Hz
报警输入：
16路
报警输出：
2路
电源：
90--135VAC或者180--265VAC，47--63HZ
功耗（不含硬盘）：
20－51W
工作温度：
-10℃--＋55℃
工作湿度：
10％--90％
机箱：
19英寸标准机箱
尺寸（mm）:
90mm（高）×441mm（宽）×470mm（深）
重量（不含硬盘）:
≤8Kg
Ø视频控制矩阵240-24
微机模块化，高密度矩阵设计
最多1024台摄像机和128台监视器
8个RS-232端口，可连接多媒体电脑、音频箱等设备。
通过高速数据线连接控制码/分配器，可控
升级会员 