公园智能化建设方案.docx
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公园智能化建设方案
1.1.背景
宛陵湖（扬子鳄湖）风景区位于宣城市南部，为芜杭高速、宣泾路、水阳江路、宛溪河围合区域。
规划核心区域：
宣泾路以东，水阳江路以南，滨湖路以北，宛溪河以西，约300公顷，其中湖面约200公顷。
以城南扬子鳄自然保护区为依托，以规划的扬子鳄湖区为核心，以发展现代特色旅游为目的，具有休闲度假、生态旅游、文化娱乐等多种功能为一体的风景旅游区、综合性的城市公园。
城市公园是一个集旅游、休闲、娱乐的公众活动场所，特别是生活在现代巨大压力下的都市人更是喜欢来这里放松一下。
庞大的客流量、开放的管理模式使这里成为一个治安防范的重点区域。
为了使人们能尽情的享受这里舒适安全的自然环境，就需要在规划设计时充分考虑各种可能的突发事件，运用各种先进的技术及安全防范措施。
随着数字技术、计算机技术和网络技术的发展，基于互联网的各种业务呈几何指数规律飞速增长，远程视频监控作为基于互联网的一种全新业务也得到了飞速的发展。
在中国，安防行业经过近二十年的发展，技术和产品性能上基本达到发达国家水平，作为安防系统中的一项重要子系统——视频监控系统，已经从最初的特殊行业的模拟监控发展到现在的数字化、高清化、智能化、集成化监控，从起初基于本地的小规模监控发展到今天基于网络的大型远程监控系统。
我们知道一个典型的传统视频监控系统一般由前端，中端和后端三部分组成，完成图像的采集，传输，显示，控制和记录五大功能，随着通信技术的发展及网络传输的普及,新型的数字监控系统将不仅具有以上五种功能,将结合其他信息安全系统,实现全方位、立体化、网络化、高清化、智能化的纵深监控防护体系,与报警系统、探测系统、控制系统、远程传输网络等形成一个完善的大型网络化监控系统。
相对传统的模拟视频监控技术和DVR视频监控技术，网络视频监控技术拥有独特的技术优势：
网络规模化、高可靠性高安全性、高清化、智能化、使用简便性、业务功能强大、管理功能强大、可扩展性好等等。
网络视频监控已经应用于公安、军队、政府、金融、教育、工业厂矿、企业等各个行业。
网络视频监控是视频监控技术发展的方向，是未来视频监控的趋势。
1.2.项目需求
1.2.1项目总体建设目标
本项目智能化系统建设目标：
安全、舒适、节能、信息化、现代化的管理和服务
Ø安全：
完善安全保卫工作，提高公园景区整体管理水平、降低管理人员劳动强度、节省运行能耗、物耗。
Ø节能：
将设备节能工作落实到实处，充分发挥每台设备的最高效率，同时延长设备使用寿命，降低园区运营成本。
Ø舒适：
建设信息服务平台，为公园管理者提供的快捷、有效的优质服务。
Ø人性化管理和服务：
通过智能化系统的设计和建设，将“宛陵湖（扬子鳄湖）公园”建设成为一个较高水平的智能化公园风景区。
以现代网络技术为依托，建设技术先进、扩展性强、功能完善的智能化、现代化、数字化的管控平台。
1.2.2视频安防监控系统需求
安防监控系统的建设目的是通过构建一个功能全面、使用方便、运行稳定、高质量、高清晰度的数字化监控系统，更好的使城市公园服务社会、服务百姓。
（１）监控系统包括监控前端、监控中心两个部分。
通过IP化光网络构建一个星型结构的数字化、网络化的网络监控系统。
监控中心为监控系统的控制中心，负责公园内所有安防监控系统的管理工作。
配置监控平台系统、集中解码系统、磁盘存储系统、智能分析系统、管理工作站、声光电报警设备、监视大屏等。
监控前端主要负责各类监控信号的采集工作，包括监控摄像机、音频采集设备、智能分析设备、报警设备等；
（2）安防监控系统应覆盖如下节点：
公园出入口、重要部位、人群密集活动区域、湖面、景观绿化及公共设施等，原则上整体设计不超过80个球型摄像机和30个枪式摄像机。
整体方案应该采用数字化、网络化、高清化设计，图像分辨率达到1080P。
为满足夜间使用，所有网络摄像机应支持红外夜视功能。
为了能对整个公园有宏观的监控，要求规划制高点瞭望高速云台网络摄像机，满足不小于400米半径的巡航监视。
支持激光辅助光源，满足夜间图像采集要求。
在公园重要部位摄像机支持声音的回传采集及双向音频对讲功能，满足应急处置要求。
规划跟踪定位系统，满足大范围区域特定条件的跟踪定位能力，便于安保工作。
网络摄像机支持移动侦测，可设置侦测区域，当检测到制定区域的图像运动特性超过了用户设置的移动侦测灵敏度预知后，产生相应的告警；支持图像遮挡，开启该功能后，遮挡区域的图像叠加黑块显示，保护公共区域的隐私安全；
（3）为充分保障录像资源的有效性，要求录像存储时间不小于15天，做到“所存即所看”，保证录像清晰度不衰减。
而在录像安全性方面，需具备一定的容灾措施，具有RAID5的安全机制。
录像存储支持手动、定时、告警等多种控制方式，可实现按时间段进行录像、告警触发录像，支持全帧录像和抽帧录像。
录像数据以文件形式存储在磁盘上，可方便的调看、导出，刻录成盘，提供数据备份；
（4）系统应规划在弱电机房内设立监控中心，部署监控平台，要求采用硬件嵌入式设计，稳定可靠，完成对所有前端图像的实时浏览、管理、录像及大屏监视。
系统应支持对前端监控图像进行字幕设置和时间显示，方便监控中心了解监控现场。
系统需具备图像抓拍功能，监控中心可随时根据需要抓拍监控图像；
（5）视频监控系统具备和门禁系统、智能分析系统等其他安防系统相结合的能力，做到多系统的业务联动，形成完善的智能安防圈；
（6）安防监控系统应采用智能化手段，通过智能分析设备，可以完成对公园公共区域人员密度的管理，对异常聚集人群触发报警；对禁止涉水区域，设立虚拟智能警戒线或警戒墙，一旦有人穿越，自动报警；系统应支持智能跟踪系统，对异常活动或行为进行跟踪和定位。
对异常人员逗留及异常速度行为跟踪报警。
要求所有智能分析能够与监控系统联动；
（7）监控平台系统应支持实现设备接入、数据存储、码流转发、实时浏览、语音对讲、告警联动、集中控制等功能；设备应通过公共安全主管部门安全防范报警系统产品委托检验；设备应支持1080P视频分辨率；应支持MPEG4、H.264等编码格式；应支持电子地图功能。
应具有丰富的报警联动机制。
监控中心配置高清解码设备，完成监控图像解码上墙；支持视频分辨率1080P，可输出DVI等高清信号；
（8）高清高速红外球型网络摄像机采用专用芯片和嵌入式操作系统，稳定可靠；设备应具备公共安全主管部门公安部型式检验报告；设备应具备IP66防护等级；设备应集成照射距离不至少100米的红外灯；设备应带有雨刷；20倍以上光学变焦；设备应采用高效H.264视频编码算法；可提供1080P分辨的监控图像。
支持双向音频；设备支持视频源字幕、时间字幕、告警字幕设置；支持日夜模式，IR-cut切换；支持自动守望功能；支持双击居中，局部缩放功能；
（9）高清红外枪型一体式网络摄像机，应采用工业级嵌入式架构，采用专用芯片和嵌入式操作系统，稳定可靠；设备应具备公共安全主管部门公安部型式检验报告；设备应具备IP66防护等级；设备应采用高效H.264视频编码算法；可提供1080P分辨的监控图像；支持图像抓拍，支持告警联动抓拍、平台/客户端抓拍、支持连续抓拍；支持宽动态、降噪功能；支持日夜模式，低照度；支持IR-cut双滤光片智能切换。
1.2.3项目需求分析
宣城市宛陵湖（扬子鳄湖）公园安防监控系统要求基于IP网络建设，采用网络视频监控产品构建系统；要求系统建成后能够满足集中管理、远程监控、远程控制、录像存储、智能分析与跟踪报警等要求。
具体需求如下：
1）系统共设计监控点112个，高清红外防水网络摄像机28个，高清高速红外球型网络摄像机76个，高清激光云台网络摄像机4个，高清枪型网络摄像机2个，智能跟踪高速球机2个；
2）安防监控中心能够实现对所有前端设备实现管理和远程控制，并能选择将需要重点监控的区域的图像集中显示到控制大屏上；
3）系统采用的高清摄像机应支持Highprofile高效的H.264编码压缩方式，能够降低接入网的带宽并节省存储空间；
4）每个监控点均需实现24小时720P高清录像，每路录像码流控制在2M内，录像时间至少保持15天；
5）视频监控平台应采用嵌入式平台，稳定可靠；
6）系统配置智能分析主机和多目标跟踪系统，可以实现对公园公共区域人员密度的管理，对异常聚集人群触发报警；对禁止涉水区域，设立虚拟智能警戒线或警戒墙，一旦有人穿越，自动报警；对异常活动或行为进行跟踪和定位。
对异常人员逗留及异常速度行为跟踪报警；
7）智能分析主机和多目标跟踪系统能够与其它监控系统联动，发挥智能安防的强大优势；
8）安防监控系统能够与无线巡更系统、门禁系统等联动，杜绝信息孤岛。
9）系统应具有良好的扩展性，方便后期扩容；
10）系统预留接口及提供完善的SDK，方便与其他系统对接。
1.详细方案设计
2.1方案设计依据及原则
2.1.1方案设计依据
系统规划设计严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。
本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：
《民用建筑电气设计规范》（JGJ16-2008）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB50312-2007）
《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）
《建筑智能化系统工程设计标准》（DBJ13-32-2000）
《城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范》（CECS119-2000）
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB50311-2007）
《安全防范工程技术规范》（GB50348—2004）
《安全防范系统验收规则》（GA308—2001）
《城市监控报警联网系统系列标准》（GA/T669—2008）
《视频安防监控系统技术要求》（GA／T367—2001）
《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》（GB/T20271-2006）
《监控中心场地通用规范》（GB2887—2000）
《计算机软件需求说明书编制指南》（GB9385—88）
《计算机站场地安全要求》（GB/T9361-2011）
《信息技术互连国际标准》（ISO／IECll8D1-95）
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-2011）
《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2011）
《视频安防监控数字录像设备要求》（GB20815—2006）
《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395—2007）
《电子信息系统防雷技术规范》（GB50343—2004）
《城市报警与监控系统建设、管理、应用规范性文件汇编》
《警用专题地理信息属性结构》
《公路车辆智能监测记录系统通用技术条件》（GA/T497—2009）
《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-93）
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
《工业电视系统工程设计规范》（GB50115-2009）
《安全检查防范系统通作图形符号》（GA/74-94）
《调音台基本特性测量方法》（GB/T9003-1988）
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ－79-85）
《传声器测量方法》（GB9401-1988）
《扬声器主要性能测试方法》（GB9396-1996）
《收音机相关参数及测量方法》（GB4878-85）
《公共广播系统工程技术规范》（GB50526-2010）
《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303—2011）
《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）
《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）
《10kv及以下变电所设计规范》（GB50053-94）
《低压配电设计规范》（GB50054-2011）
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）
《建筑防雷》（IEC1024－1∶1990）
《雷电电磁脉冲的防护通则》（GB/T19271.1-2003）
《通信电源防雷设计规范》（YD5078-98）
《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》（GB50689-2011）
《电子信息系统机房设计规范》（GB50174-2008）
《计算机信息系统防雷保安器》（GA173－2002）
《电信交换设备耐过电压和过电流的能力》（ITU-TK.20-1996）
《建筑物防雷设施安装》（99（07）D501）
《电子设备雷击保护导则》（GB7450-87）
《工业与民用电力装置的过电压保护设计规范》（GBJ64-83）
2.1.2方案设计原则
本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节能节约成本的原则。
并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。
本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。
其具有以下原则：
1）先进性与适用性
采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。
设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。
系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。
该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
2）经济性与实用性
在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。
采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑系统的设计、建设、升级和维护。
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。
3）可靠性与安全性
系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。
在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
4）开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
5）可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。
同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。
6）追求最优化的系统设备配置
在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。
7）提高监管力度与综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统能够对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。
网络视频监控的使用大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平
2.1.3设备选型原则
1）完整性
提交完备的设计、施工方案，设备安装、布线等符合国家有关标准规范。
所选设备均以能够完全满足客户应用需求为目标，充分考虑其模块、接口、线缆等。
2）材料要求
本系统中所用各配件均需采用防锈、防腐蚀、阻燃材料或做过防锈、防腐蚀、阻燃处理的材料。
材料及结构设计强度使系统具有足够的机械强度，能承受正常条件下的运输、安装、使用中的搬运。
系统各配件内部的电路板材料及部件已进行防潮、防腐、防盐雾处理。
3）电气装置要求
系统安装有有效的过载、漏电、短路保护装置及避雷装置，以保护内部电路。
系统中使用的电气接线端子、过载、漏电及短路保护装置、避雷装置、熔断器等装置均符合国家有关电气安全标准要求，系统220V带电部分和壳体之间的绝缘电阻不低于10MΩ，漏电电流≤5mA（交流、峰值）。
4）工作环境适应性
由于该系统需要在室外恶劣环境下不间断地工作，因此我们提供的系统设备在－10℃～50℃的环境温度下必须都能正常工作。
同时方案设计时必须考虑具备防水，耐盐雾、抗风、防尘等性能。
5）电源适应性
核心系统正常工作要求电压变化范围为154～244V、频率变化范围50Hz～60Hz。
前端设备要求电压为直流12V，可采用适配器取电。
2.2系统组网图及说明
组网说明：
整套系统基于EPON光纤星型网络拓扑结构而建，前端监控点通过光纤线路汇入监控中心，监控中心可通过视频客户端对各监控点进行图像调用和摄像机控制。
安防监控中心
在监控中心部署视频监控平台、磁盘阵列、智能分析主机、智能跟踪主机、视频客户端、集中高清解码器和电视墙。
视频监控平台负责接入各种监控前端和转发码流，并且负责前端、客户端、存储设备的管理。
磁盘阵列负责视频图像的存储，具有RAID5的安全机制，方便录像回放调用。
智能分析主机负责检测特定前端传回的图像画面，并给出对应异常的报警信息。
智能跟踪主机负责异常活动或行为进行跟踪和定位，并抓拍可疑目标的高清图片便于分析取证。
视频客户端是客户管理监控系统和业务的平台，可以实现监控系统和其它安防系统的联动控制。
集中高清解码器负责视频图像的集中解码输出。
电视墙负责图像的集中或分屏显示。
为了使视频监控系统便于和其他安防系统联动，系统可扩展接入综合安防服务器负责巡更系统、门禁系统和报警系统的接入。
监控前端
监控前端包括各监控点建设。
重点区域、公园出入口、制高点、人群密集活动区域、湖面、景观绿化及公共设施前端监控点采用高清网络摄像机部署，并通过光纤网络接入安防控制中心。
重点区域的摄像机支持声音的回传采集及双向音频对讲功能，满足应急处置要求。
制高点瞭望高速云台网络摄像机，满足400米半径的巡航监视。
配置激光辅助光源，满足夜间图像采集要求。
湖面等宽阔区域配置跟踪定位摄像机，满足大范围区域特定条件的跟踪定位能力，便于安保工作。
2.3视频监控平台的设计
视频监控平台一般有两种架构：
工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。
工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。
嵌入式平台可为用户提供稳定可靠的视频监控系统核心；软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+数据库软件＋通用服务器构成，系统能力受限于服务器的硬件环境和软件环境，系统稳定性和可靠性。
对比项
软件+服务器
嵌入式系统
系统架构
监控软件+服务器+操作系统软件+数据库软件：
总控中心平台
数据库服务器
流媒体服务器
高度集成化设备，内嵌总控中心模块、数据库、转发模块、录像模块
安全性
通用操作系统及数据库的漏洞多、端口开放度高、易感染病毒、受到黑客攻击
嵌入式系统，专用的数字处理芯片，内嵌数据库，通常无病毒、黑客问题
可靠性
受服务器的CPU、内存、操作系统、数据库软件并发数等的制约，影响系统长期可靠性运行
嵌入式系统，电信级的容量与可靠性设计，可长时间7*24小时不间断运行
扩展性
系统扩容扩展麻烦，需要增加服务器，重装软件，非常麻烦
模块化升级方式，只需通过增加平台模块即可
小结
架构复杂、安全性较低、可靠性受制因素较多
架构简单、安全性高、可靠性强
平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能，因此对系统可靠性、安全性、可扩展性要求非常高。
本次，我们采用嵌入式硬件平台部署系统核心，平台符合GB/T28181-2011《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》。
嵌入式硬件平台是采用嵌入式、模块化设计架构，集成监控注册管理模块、交换模块、录像管理模块、数据库模块，实现前端编码器和网络摄像机接入管理，用户登录认证，并可实现前端的视频码流中心存储、集中转发功能，提供报警联动、双向音频、电子地图、远程控制等业务功能。
嵌入式硬件平台支持8级联和多达32台堆叠组网。
本次配置监控平台1台，首先可以满足本次项目建设需要，其次实现系统未来扩容接入管理。
2.4存储系统设计
2.4.1存储技术介绍
1）iSCSI原理简介
iSCSI是由IETF开发的一种基于存储网络的新的Internet协议，其原理是将SCSI命令通过IP网络传输，这样就可以使在网络上传送数据更加便利，而且可以实现远程存储管理。
iSCSI使标准的SCSI命令能够在TCP/IP网络上的主机系统（启动器，Initiator）和存储设备（目标器，target）之间传送，而且iSCSI协议支持在系统之间传送标准的SCSI命令。
在系统之间的连接是通过标准的IP网络基础设施实现的。
iSCSI的工作原理是：
当终端用户或应用程序（启动器）发送一个请求后，操作系统将生成一个适当的SCSI命令和数据请求，SCSI命令通过封装，在需要加密的时候要执行加密处理。
这些命令加上TCP/IP协议的包头，就可以在以太网上传输。
接收端（目标器）在收到这个数据包后按照相反的方向进行解包，解析出SCSI命令和数据请求，SCSI命令再发送给SCSI存储设备驱动程序，因为iSCSI是双向的协议，所以它可以将数据返回给原来的请求。
2）数据可靠性技术
RAID0：
RAID0也称为条带化（stripe），将数据分成一定的大小顺序的写到阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。
且磁盘空间的存储效率最大（100％）RAID0有一个明显的缺点：
不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。
RAID1：
RAID1成为镜像（mirror），它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50％，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID1提供了最佳的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。
RAID5：
RAID5用一个盘的容量作为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。
阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。
但是要用一个硬盘的容量做数据校验使用，一个硬盘的容量做热备，所以要损失两块硬盘容量来提高数据可靠性。
RAID10：
RAID10是RAID1和RAID0的结合，也称为RAID（0+1），先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了数据冗余保护，RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50％。
RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的领域，比如金融，证券等。
需要一半的容量来保证数据可靠性。
RAID50被称为分布奇偶位阵列条带。
同RAID30相仿的，它具有RAID5和RAID0的共同特性。
它由两组RAID5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID0，实验跨磁盘抽取数据。
RAID50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能，并支持更大的卷尺寸。
即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一个），数据也可以顺利恢复过来。
根据以上不同可靠性保证的方法，本次项目采用RAID5来做实时数据的存储，确保数据安全可靠。
2.4.2存储部署方案
存储系统是视频监控系统非常重要的一个
升级会员 