视频监控业务解决方案白皮书.docx

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视频监控业务解决方案白皮书

视频监控业务解决方案白皮书

一、概述

随着我国经济文化的高速发展，对城市、交通枢纽等区域的安防需求不断增长，从而带动国内视频监控产业高速发展，从最早的模拟摄像机到数字摄像机，再到网络摄像机以及现在的智能分析摄像机，视频监控的应用领域已经越来越广泛，并不断向着智能化、数据结构化的方向发展，未来有着巨大的发展前景。

视频监控总册简要列举了当前视频监控行业中与我公司业务切合度相对较高的应用场景如智慧景区、森林防火、河道监控、农业大田监控、油气管线监控等，并从客户、方案和特点等方面进行了简要概括，同时针对开展业务过程中对设备功能选择、传输方式、存储方式进行了简单介绍，并针对各分公司已开展的视频监控业务进行了描述。

二、系统设计

二.1总体架构

针对客户业务需求，拟提供产品的总体架构或系统组成是什么，包括组网架构、平台功能架构、子系统架构等，并对各层的作用概要描述。

如图1所示，视频监控业务总体架构可分为设备接入层、网络传输层、数据层、服务管理系统层、以及应用层，通常视频监控业务数据由设备接入层通过网络传输后，由数据层及服务层对其进行分发管理，经应用层最终展示给客户。

图1视频监控通用架构图

设备接入层是各类摄像机、存储设备等硬件设备所在的层级。

视频监控设备种类杂，功能多，当前摄像机主流功能请参考设备功能部分。

网络传输层采用光纤、网桥、无线传输等方式，使底端设备接入公共或专用网络，实现设备与设备以及设备与平台间的数据传输。

数据层是指将视频监控所采集的视频数据进行存储、过滤等操作，实现数据的结构化，减少人工识别压力，当前实现数据结构化的主要手段包括前端设备内嵌相应功能以及后端设备平台进行实现。

服务管理系统层类似于平台层，提供对于数据、设备、用户、交互规则等信息进行管理，提供上层应用与下层设备数据间接口，实现数据在平台内自由交互。

应用层针对客户需求，通过软件的方式，对采集的视频监控信息数据进行处理或展示，帮助客户实现相应的目的。

二.2组网方式

二.2.1通用组网架构

通用视频监控组网架构图如图2所示，适用于任何常见视频监控业务，若存在其他特殊组网结构模式，详情请参考各视频分册。

图2一般监控业务组网图

二.2.2全国组网架构

如图3所示，总部平台包含并提供全监控网内视频设备权限及客户使用的权限的管理功能，允许用户通过总部平台实现对网内设备的操作、视频拉流、录像等相关功能，并提供了相应的云存储空间。

A市在有条件的情况下采用了数据下沉的方式，由A市自建的本地存储中心及分发处理设备服务于本地客户，可以有效的降低操作时延，提升客户体验。

B市在业务体量小，业务发展初期使用总部提供的云平台存储、云分发可实现视频监控业务的快速落地。

图3全国组网方式

二.3设备功能

本部分简要描述了当前监控摄像机部分主流及比较热门的应用功能。

在不同的应用场景中，组合不同的应用功能可针对性解决不同的客户需求及实现相应功能作用。

二.3.1实时播放

视频监控所具有的基本功能，实现对监控网点的全天候、全方位的可视化监控，全天24小时均可观察到前端现场的实时状况。

二.3.2抓图及连续抓图

对监控画面采用自动触发或手动抓拍的方式自动进行画面截取，生成图片文件，可作为事件佐证或减少回传带宽需求的一种手段。

二.3.3录像计划

录像计划作为视频监控系统的重要组成部分，具备对事件发生后的录像检索、连续且流畅的播放录像等能力，具有十分重要的意义，同时为了节省硬盘资源、提高监控硬盘的使用寿命，要求可针对每个摄像机的录像时间及录像方式提供可自定义化编辑。

二.3.4拌线报警

拌线报警通常可以与区域入侵视为同一种功能，功能是指通常在固定视角下，在监控画面内设置相应的电子拌线或电子禁区，摄像机自身通过监测移动人物或物体经过拌线或进入禁区时产生相应的报警信号，可实现对通过拌线的人或物体的统计、越线或入侵禁区时抓拍、越线或入侵禁区时启动录像、越线或入侵禁区时启动广播喊话等功能。

二.3.5人流统计

人流统计是指通过摄像机自身对画面中的人体数量进行识别从而粗略的统计出监控画面中的人数，适用于疏导人流、区域粗略人数统计等功能。

二.3.6人脸对比识别

人脸对比识别是指摄像机通过将画面中人物的面部信息采集出来，并回传至后端处理中心，由处理中心对回传信息与数据库内信息进行对比，从而实现从人群中发现特定目标等功能。

应当注意的是，实现该功能需要对画面清晰度即人脸部分的像素数有具体要求，且不同厂家设备标准不统一。

二.3.7热成像报警

热成像报警，是指通过采用热成像摄像机采集监控场景数据，自动发现场景内高热点，从而形成报警信号，与抓怕、录像、报警等功能结合后，可实现在监控场内，热源的快速发现，如火点（森林、秸秆），夜间发现人员、特殊场景测温等。

二.3.8车牌识别

车牌识别是指摄像机通过对行驶车辆进行信息采集或抓拍，将车辆车牌信息自动抓取为电子文本形式，便于对车辆管理，常用的场景有道路卡口、停车场等。

二.4传输方式

二.4.1无线网络

由于无线网络基于运营商网络，4G小区理论上行速度为50Mbps，但由于多用户共享，实际传输速度要远低于理论速率，且收到小区内用户数量影响。

根据前期调查全国运营商平均上行带宽为15Mbps左右，但各省各点位实际带宽余量不均，应考虑因地制宜，合理选择无线回传方式，并着重注意流量使用以及客户对画面卡顿及稳定性要求。

在单SIM卡单通道资源不足的情况下，可考虑多通道甚至多运营商进行传输，提高网络传输带宽，提升画面流畅度及质量。

二.4.2有线网络

通过租赁运营网络光纤网络资源，实现对视频监控数据的传输，该方式作为视频监控业务中最常用的传统方式，稳定性相对较高，可作为大多数监控场景下的传输选择，通常单路视频监控采用4M~8M带宽进行传输，在有线传输成本相对较低的情况下，推荐采用本方式进行数据传输。

二.4.3无线网桥

无线网桥是针对一些偏远地区，光纤网络无法覆盖的监控点位，通过安装无线网桥的方式将数据从无网络覆盖区域传输至有光纤网络覆盖区域，汇聚后统一将数据由有线网络进行回传。

网桥传输距离最远可达到几十公里，但要求发射与接收网桥接口间无障碍物遮挡，常用场景如森林防火、露天矿场监控等。

二.4.4配置建议

表1清晰度与编码对应推荐带宽（25FPS）

编码方式

分辨率

H.264

H.265

720P（100万）

2~4Mbps

1~3Mbps

1080P（200万）

4~8Mbps

2~5Mbps

300万

6~10Mbps

4~7Mbps

500万

10~16Mbps

8~12Mbps

（1）采用Smart.265的产品，若监控画面长期处于静止状态，可基于H.265适当降低带宽需求，降低幅度最大不应超过15%。

（2）每增加一路监控设备，所需最低带宽应累加计算，最高带宽可累加后适当降低。

二.5存储模式

二.5.1云存储

客户无需自建存储设备，视频监控数据通过网络直接存在租用的云存储资源中。

云存储方式适用于零散监控点或部分园区集中监控区。

1）优势：

节省建设投资，易拓展。

2）劣势：

对带宽稳定要求较高。

二.5.2IPSAN

将视频监控数据直接存储在业务本地监控中心或局房，保证数据的存储安全以及流通。

IPSAN方式适用于各类园区、监控点位相对集中的情况。

1）优势：

视频文件安全性有保障2）劣势：

需要投资建设机房

二.5.3NVR存储

通过在摄像头前端位置加装网络硬盘刻录机（NVR），实现对监控录像的本地化存储，单台NVR可支持多路视频接入，具体存储大小视配置硬盘空间决定，同时适用于在仅回传图片的方式，且采用无线传输模式下作为本地存储空间，本存储方案适用于小面积零散监控点位。

1）优势：

带宽需求低，可使用无线网络。

2）劣势：

有前端设备投入。

二.5.4存储空间

由于数据进制采用1024，但硬盘厂商实际使用进制为1000，故本地网路视频刻录机硬盘大小选用应为：

图传带宽×存储所需时长（秒）×系数1.1

视频数据前端存储、重要数据后台备份，存储容量应根据客户要求的存放视频分辨率及时长确定。

单个通道24小时存储1天的计算公式（GB）＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。

表2单路视频图像存储空间计算表

存储天数

视频规格

7天

15天

30天

1920*1080（HD1080P），4Mb码流（最佳图像效果）

296GB

633GB

1266GB

1280*720（HD720P），2Mb码流（最佳图像效果）

148GB

317GB

633GB

三、解决方案

三.1智慧景区

三.1.1需求分析

三.1.1.1目标客户

（1）景区（自然/人文）管理处。

（2）市政公园管理处、市园林委等。

（3）商业性主题公园管理处。

三.1.1.2客户需求

在我国经济快速发展的大背景下，旅游产业也不断快速发展，景区安全问题以及游客不文明行为等问题十分棘手，景区需要一种有效的手段来抑制或制止相关问题的再次发生，并在发生后提供相关依据来明确相关责任人，视频监控手段将作为其解决方案之一，在解决问题的同时，提升园区管理质量，增强游客游览感知。

三.1.2方案简述

通过现有站址、景区内杆塔资源及景区网络覆盖作为业务开展切入点，通过在站址或杆塔资源上安装监控摄像设施，为客户提供园区智慧安防监控系统，提升园区安保情况，自动发现可疑或潜入禁区的违规游客并自动产生报警，同时支持游客在线获取景区景色画面、园区拥挤度等信息，在保证游客数量最大化的情况下，降低安保风险。

除此之外，可向园方逐步实现智慧票务、智慧环境、智慧停车、智慧地图、智慧考勤、智慧导览、智慧设施等智慧园区项目，提升客户粘性。

三.1.3方案特点

（1）园区网络全覆盖为智慧景区业务提供了良好基础。

（2）提供景区景色网络直播功能，吸引游客。

（3）可自动统计游园人数、各景点人数。

（4）降低景区事故发生率，提升安全保障。

（5）提升游客感知，促进游客消费。

（6）帮助游客自定游览线路，提升景区效率。

（7）提升资源利用率，降低经营成本。

三.2森林防火

三.2.1需求分析

三.2.1.1目标客户

（1）地方林场、林业公司。

（2）各级应急办、防火办公室。

三.2.1.2客户需求

客户主要关注于所管或所属林场内对于森林火灾或森林盗伐进行监管，二级及以下林场由于未配属相关航空设备，通常情况采用人工巡检的方式对辖区内林场进行监管，费时费力。

三.2.2方案简述

方案通过依托现有角钢或三管塔，通过安装专业普通或红外热成像监控摄像机，实现快速发现火情，并自动反馈至相关管理人员，提高火情响应速度，降低损失。

同时针对部分无人林区，可考虑借助我基站高度及网络接入优势，将我基站作为无线微波网桥汇聚点，提供相应的数据传输服务。

另外若在林区出入公路口有优质站址，可安装相应的卡口监控设备，对林区出入人员进行记录，有助于发现并记录盗伐人员。

三.2.3方案特点

（1）自动发现火点并报警。

（2）自动定位火点。

（3）现有网桥设备兼容并提供网络接入点。

（4）稳定电源供应，确保24h全天候供电。

（5）自有站房，提供前端设备存放空间。

（6）铁塔再利用，节约成本。

（7）点位数量高，易形成快速部署。

（8）快速响应的维护团队。

三.3河道监控

三.3.1需求分析

三.3.1.1目标客户

（1）河道管理处

（2）住建局

（3）发改委

三.3.1.2客户需求

客户对河道排污口、人为倾倒垃圾、污水、破坏河道生态环境从而造成水土流失等问题，通常需要采用人工巡查的方式进行，费时费力，通过采用视频监控手段，进而减少人工巡查成本，提升效率。

三.3.2方案简述

通过在河道周边的现有站址上安装相应功能的监控摄像机，实现对河道流域沿线排污口、倾倒垃圾、污水等违法行为的快速发现，并可通过语音喊话、派遣人员等方式进行制止，同时可通过视频监控设备实现对河道水位、航道船只等信息数据的监控与采集。

三.3.3方案特点

（1）站址资源复用，降低立杆投资。

（2）提供稳定电力供应，确保24h全天候供电。

（3）提供良好的网络接入条件。

（4）快速建设部署。

（5）快速响应的维护团队。

三.4农业大田监控管理

三.4.1需求分析

三.4.1.1目标客户

（1）农业农村部种植管理司

（2）各级农业局

（3）保险公司

三.4.1.2客户需求

种植管理司及农业局希望通过视频监控设备可对其控制样方内农作物涨势、产量、病虫害等从而估算全国农作物收成数值。

保险公司希望通过视频监控设备对农村大田作物情况进行远程监控，用于对农作物灾害等问题定险，避免骗保等行为的发生。

三.4.2方案简述

通过视频监控采集农田作物图片信息，实现对不同农作物的种类进行识别，同时对监控区域内的作物面积进行估算，统计作物面积，协助农业局对作物产量进行估算，同时可考虑采用相应专业光谱摄像机对农作物叶片叶绿素含量进行监测，从而推算出大田叶面积指数等农业参数。

方案可根据需要增设相关的环境传感器，如温度、湿度、气象、风速等等，对当前监测区域农田作为样方，对灾区进行评估，避免骗保行为。

三.4.3方案特点

（1）地基农业监控系统，与天基卫星形成互补。

（2）站址资源复用，降低立杆投资。

（3）提供稳定电力供应，确保24h全天候供电。

（4）提供良好的网络接入条件。

（5）快速建设部署。

（6）快速响应的维护团队。

三.5油气管线监控

三.5.1需求分析

三.5.1.1目标客户

（1）石油燃气公司

三.5.1.2客户需求

由于石油燃气管线长度较长且无人监管，常会发生盗窃或破坏等情况，同时在管线工人维护维修管道时缺乏相应监管，通常采用人工巡查的方式，费时费力，故可采用视频监控的方案对管线进行监管。

三.5.2方案简述

通过在临近油气运输管线的基站上安装视频监控设备，实现对油田、运输管线段靠近采油、采气、运油、运气设备的可疑人员做到及时发现并调查取证，实现远程监管，自动发现，有效减少巡查人员成本，降低客户损失。

三.5.3方案特点

（1）监控面积广。

（2）挂载高，防破坏。

（3）监控点位多。

（4）提供稳定电力供应，确保24h全天候供电。

（5）提供良好的网络接入条件。

（6）快速建设部署。

（7）快速响应的维护团队。

四、典型案例

四.1云南智慧景区

古城区束河古镇智慧城市信息集成服务项目以一体化智慧灯杆做为智慧景区数据收集的载体，统筹区政府、古委会、公安局、气象局、环保局、住建局、旅发委、综治办、消防大队、综合行政执法局、鼎业公司（束河古镇旅游开发公司）等单位的需求，全面推动跨行业共享，本期景区内规划建设217根智慧灯杆，在实现智慧照明、绿色照明的基础上，拓展无线通信、视频监控、应急广播、信息发布、环境监测等功能。

实现政府智慧化管理，智能化服务，搭载政府与市民的桥梁，管理与设施的网络，构建新型智慧城市新载体。

视频监控功能以公安局的雪亮工程为主体，兼顾住建局、旅发委、综治办、消防大队、综合行政执法局的监控需求进行建设，通过权限分级的方式实现各单位间对前端摄像头的控制权分配。

应急广播功能以区政府、鼎业公司为主要使用单位，同时开放播放权限给各单位，通过统一的发送平台进行播放。

环境监测功能共享整合气象局、环保局的监测需求，一套监测设备原始数据同时分发给气象局、环保局。

信息发布功能由公司控制运营，并配合免费播放各单位提供的行政公示、公益广告、管理通知等内容。

无线网络功能，以小微站为主，采用光分布系统进行建设，3家电信运营商共用集束天线与光分布系统。

配套传输网络与智慧灯杆信息化功能模块共享。

图4云南束河古镇智慧景区监控杆

四.2安徽淮南森林防火

根据淮南森林公安对淮南市森林防火监控系统2018的部署要求，对围绕舜耕山、八公山、九龙岗山以及上窑山共提供约70个点位的租赁，用于进行森林防火视频监控布控建设。

四.2.1项目要求

（1）围绕舜耕山、八公山、九龙岗山以及上窑山且无遮挡可视范围可达到3km。

（2）挂载高度要求距地20m以上。

（3）传输要求具备机房或机柜。

（4）服务巡检要求每年2次。

（5）设备电费由我司统一代缴。

四.2.2项目特色

（1）避免采购招标：

通过了租赁价格评估认证，与淮南市公安局直接签订合同，避免政府采购招标。

（2）快速完成站址选择：

通过地图与现场技术选址，3天内确定监控点位70处，高度符合森林防火需求。

（3）项目收益：

塔类租赁类项目，合同总金额150.08万元，年化收入30万元，支出仅1.5万元评估费用。

四.3秸秆焚烧

四.3.1天津秸秆焚烧

天津公司根据市环保局部署实时监控秸秆焚烧的要求，针对政府工作人员对信息化项目管理人员缺乏、项目需求紧急等情况，实现了优势再利用，促成了全国首例视频监控秸秆焚烧业务。

四.3.1.1项目概述

按照市环保局部署实时监控秸秆焚烧的要求，津南区准备建设“蓝天卫士”高清视频监控系统项目。

本项目计划利用“互联网+”技术，通过在通讯高塔安装高清晰、可360度旋转的摄像头，实现全方位、全天候、全角度地对安装点周围2-3公里范围内的秸秆焚烧、作物收种以及督察人员到岗到位情况进行不间断巡视的功能，实现秸秆焚烧及时发现、立即处置，提高秸秆禁烧的工作效率。

四.3.1.2项目要求

（1）监控要求

能够满足与环保局监测站监控平台和各镇电脑终端联网、实时监控，确保监控到冒烟发出报警提醒等功能。

通过电脑、手机等终端，可随时随地查看本区域监控点的基本情况，系统根据监控到的焚烧点，可根据经纬度信息能准确定位，具备地图导航功能。

（2）日常维护

能够提供主服务器且能定期维护，确保实现周期储存、随时调阅等功能。

（3）明确点位数量

根据津南区域现状，参照2km半径范围，明确各镇监控站安装点及数量。

四.3.1.3整体建设思路

“蓝天卫士”视频监控系统主要由前端系统、传输网络及监控平台构成，承载于移动运营商网络组成一个完整的“蓝天卫士”高空视频监控系统；监控中心可对前端设备进行统一管理。

（1）前端系统

前端系统主要负责对重点监控区域视频信息进行采集、编码、存储及上传，并通过客户端平台预置的规则进行自动化联动。

前端设备配置热成像球形摄像。

当热成像球形摄像机一旦发现火点，将通过平台智能算法对火点进行定位，并通过移动专线将图像传回监控中心。

（2）监控中心

监控中心主要由服务器管理系统、存储系统、控制系统、显示系统等组成。

是整个系统的管理核心，全网所有的前端设备、服务器及其属性和运行状态等信息均在中心平台注册，接受中心平台统一调度管理。

中心平台维护系统中所有子节点的运行状态，分发用户请求，处理用户及用户组权限等相关管理功能。

（3）平台架构

监控平台设置在区环保局，可管理下属区域前端所有设备，接收由所辖区域上报的图像及告警信息，满足监控中心用户视频图像查看、设备控制的需求，同时也提供相关的视频图像等信息给上级监控中心。

（4）位置分布

鉴于津南区边缘地带较为曲折，采取自周边向中间逐步规划部署的方式进行整体规划。

以尽量提升覆盖率、减少重叠面积、减少超出津南范围面积为原则，选取45个点位，每个点位以2公里半径，优选天津公司40米以上单管塔资源，确保摄像机监控覆盖范围。

图5天津秸秆焚烧点位图

图6天津秸秆焚烧示效果示意图

四.3.1.4商务合作模式

利用优势资源，以提供一体化产品服务的形式，单一来源中标政府“秸秆焚烧”高架视频监控环保项目；根据投资核算，该项目政府分三年向天津公司采购产品服务；公司负责整个项目的建设、维护、管理等工作，其中专线及摄像头平台服务则直接采购运营商产品服务，实现合作共赢。

四.3.2河南秸秆焚烧

为响应河南省政府强化秸秆禁烧监管的工作要求，2017年，河南公司与河南移动公司合作承接了河南省农业厅“蓝天卫士”项目。

“蓝天卫士”项目在全省农村全域布控、全时监管，在农村火点预警、应急指挥、调查取证、事故惩戒等方面发挥了积极作用。

截止2018年5月全省“蓝天卫士”签约规模达到1.88万站，是我省收入贡献度最大、订单规模最大的项目。

图7河南秸秆焚烧点位分布图

四.3.2.1项目概述

“蓝天卫士”24小时不间断的影像巡航为突发事件的迅速反应、及时处理、准确指挥提供重要的影像数据。

通过建立高清视频监控系统可实现对全省农村区域秸秆焚烧的全方位智慧管理，全天候监测环境变化。

监管人员利用系统，足不出户即可对秸秆焚烧、秸秆抛撒情况进行监测。

一旦发现情况，平台立即向监控中心报警，使监管人员第一时间掌握现场情况，及时赶到现场处置，为基层政府部门提供有效监控手段。

四.3.2.2组网方案

“蓝天卫士”项目采用高空瞭原原理，依托“千里眼”视频监控平台，通过在通信基站铁塔顶端安装高清网络球机摄像头，并将采集到的监控信息通过专线及4G网络实时传送至监控中心视频监控平台、预警分析平台和监控责任人手机终端。

同时平台也可以远程操控摄像头360°自动旋转采录，发现火点实时报警，通过短信发送到监控责任人手机，实现对铁塔周边1-2公里范围农田、农民居住点360度24小时的全天候秸秆焚烧火点监管。

图8河南省秸秆焚烧监控项目组网图

四.3.2.3项目建设要求

（1）河南省农村区域农田监控。

（2）挂载高度要求距地20m以上。

（3）传输要求具备机房或机柜。

（4）设备电费由铁塔统一代缴。

四.3.2.4合作模式

“蓝天卫士”项目的合作模式采取与运营商（河南移动）合作拓展的方式。

在该项目解决方案上，河南公司作为铁塔资源提供方，负责提供“蓝天卫士”所选站址的塔上空间租赁和电力服务，不含摄像头的安装和维护费用。

河南移动公司负责提供监控平台和预警分析平台建设、摄像头采购安装、专线服务。

四.3.2.5项目特色

“蓝天卫士”项目是河南省委、省政府重点督办，省农业厅负责落地的重要项目。

河南公司将广泛分布的铁塔与视频监控结合，利用铁塔站点覆盖的广度和密度，实现该监控产品快速部署实施，从2017年项目发布到年底半年时间，快速安装了1.7万个站点。

“蓝天卫士”监控产品的成功运营使基站的地理位置、高度等特点发挥了更多的作用。

自2017年蓝天卫士项目在河南各地试点以来，收到了良好的效果，得到农业厅和河南省政府的高度认可，省长亲自批示，并拨出省长专项资金扶持该项目发展，2017年度全省安装1.7万个站点（2018年后续新增了一千多个点），实现了全省零火点的目标，得到央视和各大媒体多次报道，并收到河南省政府感谢信。

本项目有四个特点：

（1）规模大。

覆盖全省18个地市所有乡镇，全省规划2万余个站址，目前已安装运营1.88万个。

（2）零投资。

河南移动负责安装设备，河南公司配合上站，全部安装存量塔，不需要改造。

（3）社会影响大。

一是国家农业部推荐项目：

2017年农业部在全国农业会议重点推介。

二是媒体密集报道：

以央视为代表的多家电视、报纸、网站多次报道。

三是受到河南省政府高度认可：

河南省政府发文感谢河南铁塔帮助河南省实现了2017年度农村区域零火点的管控目标。

（4）收益好。

按照目前已安装数量，年化收入突破千万元。

四.3.2.6发展前景

“蓝天卫士”监控系统因为其多用途的特性，可实现区域消防监控、区域环境监控、区域气象监控、区域安防监控等