园区监控解决方案new.docx
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园区监控解决方案new
化工厂园区视频监控系统
设计方案
2011年5月
第1章项目概述
1.1系统建设概述
根据本视频监控工程项目的组织结构和安防系统使用功能，对园区、楼宇的事态、人流等状况进行宏观监视，以便于随时掌握各种活动情况。
在特殊情况下，可以对入侵、防盗所发现的异常情况进行监视取证。
在人们无法直接观察的场合实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，当有突发事件发生时，电视监控系统能够迅速观察现场并采取行动，还能够集中监视事态发展及指挥行动，通过安装监控也能有效地威慑和预防事件的发生，提高了技防装备水平与管理档次。
针对上述的需求和结合当前监控的发展趋势，我们特提出了基于IP平台的智能监控系统，通过该统一监控平台，可以把监控系统纳入平台管理，从而显著提高本视频监控工程项目的监控系统性能。
1.2系统总体需求
本工程项目视频监控系统使用数字监控系统，采用高清摄像机和视频编解码器方式进行监控组网，可以在监控中心统一控制，对园区内各场所进行全方位的监控。
系统总体需求如下：
1.系统具有远程管理功能，远程管理员可以通过监控网络进行远程的操作或察看。
2.在监控中心设置8台液晶显示单元组成大屏幕监视墙系统。
3.控制中心系统中配置视频管理服务器、客户端工作站等设备。
通过IPSAN存储设备在监控中心实现本地现场存储功能，满足全实时、高画质的图像资源存储。
4.客户工作站则通过访问视频管理服务器实现监控图像的查看，以及本地监控录像的调看。
为贯彻监控系统建设力度和目前企业可接受程度相结合、探索创新和稳步推进相结合、与业务应用相结合的的原则，体现“实用，可靠，经济，科学”的指导思想。
以规范技术应用为重点，以增强技术设施的实际应用效能为核心，通过技术集成，建立和完善覆盖面广、资源共享、综合应用的各级监控系统的技术平台。
综合分析，本工程项目在整个监控系统管理方面主要有以下方面的需求：
●对园区各场所进行实时图像监控；
●监控中心管理人员可以在权限范围内查看前端图像并对前端图像采集设备进行操控；
●监控图像根据要求进行可靠的存储，各级管理人员可以在权限范围内方便地调用、查询；
●监控图像远程调用、远程指挥。
1.3系统建设目标
本工程项目智能视频监控系统实现对整个园区中监控区域的实时视频监控、图像存储、历史图像查询、云台操作控制；实现监控网络和监控内容的广度覆盖，监控网络应全面覆盖重点地区，监控内容应适应本工程项目视频监控业务的需求；实现监控信息反馈的快速反应，确保信息的快速、高效和安全流动。
具体建设目标：
●建设单位监控系统网络，实现各监控点的安全接入。
●建设数字化监控系统监控中心，布置智能视频监控管理平台。
●建设中心控制指挥显示系统。
作为现代化、高科技含量较高的数字化多系统管理平台，为了更直观形象的反映现场的实际图像、数据等信息，为领导决策层提供准确有效的依据，需要建立大尺寸幅面、高分辨率的显示系统。
1.4系统建设原则
为了达到国内领先的目标，本工程项目智能视频监控系统的设计应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
1.4.1合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，XXX项目智能视频监控系统设计根据武汉市职业技能鉴定指导中心的实际状况和建设监控系统的具体要求，充分满足各单位部门在使用中的各项功能要求。
1.4.2先进性原则
当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。
在本工程项目智能视频监控系统的设计中，对所有设备和相应软件的设计中，选用国际先进的视频监控设备和系统，从而既保持传统监控系统图像质量高的特点，同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题。
真正实现国内先进水平的目标。
本工程项目智能视频监控系统的设计采用数字视频方式，前端图像以模拟信号传输至接入点后，通过视频编码器将图像进行数字编码（D1分辨率）、存储，编码器支持双流的方式，数字实时图像通过解码器在监视器墙或者通过管理计算机在液晶电视墙显示，数字存储图像直接写入IPSAN的磁盘。
这一技术路线保证了系统具有良好的清晰度、较少的服务器资源占用、完全实时、一流的网络功能等诸多特点，采用了先进的数字图像技术，为系统扩展应用打好基础，系统建成后在很长时间内不会被淘汰。
1.4.3实用性原则
本工程项目智能视频监控系统的建设以实用性为基本原则。
系统功能满足动态监控和案件、事件倒查的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。
1.4.4可靠性原则
作为本工程安全管理的关键系统，需要保证监控系统安全、正确地完成相应功能，从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。
系统的不稳定因素从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。
如有发生也可做到即时地恢复。
所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。
保证对系统提供24小时不间断服务。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面：
●前端摄像系统的可靠性
●信号传输系统的可靠性
●数字编解码系统的可靠性
●视频存储系统的可靠性
●视频管理服务器的可靠性
●网络系统的可靠性
●软件系统的可靠性
●系统在设计上采用容错技术
⏹后备电源系统
⏹主要设备的备品、备件
⏹硬盘MTBF≥100万小时
1.4.5可扩展性原则
可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。
在系统横向扩展方面，智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上，可以非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。
在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发（如图像识别、可疑物发现跟踪等）。
随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。
这要求系统具备良好的可扩展性，所以在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5－10年内的发展需求。
系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。
系统的可扩展性主要表现在以下几个方面：
●视频管理系统的可扩展性
●视频存储系统的可扩展性
●网络系统的可扩展性
●数据库系统的可扩展性
●外围设备的可扩展性
●应用软件系统的可扩展性
1.4.6安全保密性原则
整个视频监控信息系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。
图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定，充分考虑网络的安全性和保密性。
由于本系统涉及到对于公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就显得十分突出和重要。
在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。
系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
Ø网络的安全性
数字图像网络借助于本项目单位内部专网，专网与其它网络可通过VPN加防火墙相连，因此从计算机网络的最低层链路层至最高层应用层进行全面安全的防护保障，充分保证了整个网络的安全。
Ø软件系统的安全性
操作系统级的安全规范满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。
数据库的超级用户帐号及密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设定。
系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
Ø应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均需登录自己的帐号和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统。
所有的操作人员均需规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。
所有的操作、错误均应有日志记录，并可以根据工号或操作查询。
除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。
1.4.7设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本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：
《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）；
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）；
《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）；
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）；
《安全防范系统》（DB33/T334-2001）；
《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）；
《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）；
《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）；
《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》（GB4793-2001）；
《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）；
《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
ISO/ICE/IS11801结构化布线标准
ISOTCP/IP协议标准
ISO/IEC13818MPEG-2协议标准
ISOIGMP/CGMP协议标准
10BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U
《中华人民共和国通信行业标准》（YD/T926）
《防盗报警控制器通用技术条件》GB50198-94
《电视系统视频指标》CCTRRECOMMENDATION472-3
《电气指标标准》ELA-422 ELA-485
《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
第2章系统总体架构设计
2.1需求分析
采用基于IP的智能监控架构体系，能确保本工程项目监控系统未来可与办公系统两个网络系统互联互通，并同时将视频图像传至监控中心，实现数据、视频共享。
技术要求主要有：
（1）为了适应各种恶劣环境要求，编码设备应采用针对户外安装、设计的产品，编码设备本身要求满足《GB50348-2004》中规定的防雷、防静电指标，要求达到防潮、防霉、防盐雾侵蚀1级户外防护等级要求。
（2）为了实现当前和未来本工程项目监控系统的整合，编码器与监控控制平台通信协议需采用公安部统一要求的SIP标准协议，图象编码格式完全符合国际标准的H.264编码格式；
（3）为保证实时图像的流畅性，采用UDP组播方式传输实时监控图像；为了保证图像存储的可靠性，监控系统采用TCP单播方式传输存储码流和历史图像点播码流。
（4）本系统编码器采用视频接入，要求每路图像都可以达到FULLD1（720×576）高清晰度，向下提供QCIF、CIF、4CIF等图像清晰度，支持从128Kbps至最高4MbpsH.264码流连续可调，为了满足本工程项目实时监控和视频存储的灵活需求，编码器设备可针对实时视频流和存储视频流独立设置码流大小和图象质量；
（5）为了满足客户需求和组网要求，部分前端选用（高清）网络摄像机IPC，图像清晰度需要达到720P或1080P。
（6）为了避免服务器转发瓶颈和单点故障问题，编码器支持标准的iSCSI协议直接写入存储硬盘的功能，裸数据方式直接写入硬盘。
（7）为了节省线路带宽资源，减少投资，同时满足未来监控系统大规模部署需求，视频编码器需提供组播功能；
（8）编码器设置在前端，要求提供本地缓存；为了保证整体系统的安全性，本次选型产品提供了设备接入认证、防篡改、防替换功能；
（9）为了满足大规模部署需求，降低管理和维护难度，编码器提供了线路故障修复后系统自动连接功能，同时可通过监控控制平台实现集中配置管理，支持远程设备状态检测和配置自动校验功能；
基于以上的技术需求分析和甲方技术要求，方案设计采用传统信号采集设备+网络编码装置进行设计。
2.2系统总体架构设计
系统采用IPCCTV智能视频监控系统，在监控中心/分控中心部署管理平台服务器和IPSAN存储设备，在前端部署数字编码器和摄像机，部署覆盖整个园区的监控承载网络。
整个系统采用高性能IP专网承载监控图像，不存在图像衰减问题，同时通过组播方式支持多个人同时查看同一热点，系统可实现无阻塞交换，无任何瓶颈。
可以保障这样大规模监控系统的“监、控、查、管”综合性能。
2.3IPCCTV系统概述
2.3.1方案概述
基于数字网络的IPCCTV行业监控解决方案是针对各种应用规模较大、要求高可靠海量存储、定制与集成需求繁多的行业监控市场推出的网络视频监控解决方案。
通过合作伙伴基于IPCCTV的合作开发，IPCCTV解决方案可以扩展应用到各行各业的综合监控系统中。
适用的范围包括平安工程、轨道交通、机场、公路、教育、医疗、金融、电力、监狱、环保、大型园区等的联网监控。
IPCCTV解决方案包括了高清网络摄像机/编解码器、存储系统、网络系统和管理平台四大基础组件。
IPCCTV解决方案的核心是IPVS管理平台，包括IPVS视频管理服务器软件、数据管理服务器软件、媒体交换服务器软件等，当需要接入第三方DVR/IPC设备时还需要配置设备代理服务器软件。
单域的IPVS管理平台最大可以管理前端2000台编解码器、5000路摄像机的能力，同时最大可管理128台IPSAN。
IPVS可管理128个下级域，共7级域，可管理下级域包括基于IP的IPVS平台和非IPVS平台。
结合网络产品和IPVS管理平台的多级多域管理能力，IPVS解决方案可以适应局域网、广域网、VPN和多级多域扩容联网等多种组网方式，满足不同客户灵活组网需求。
2.3.2方案组成
一个典型的IPVS网络监控解决方案的组成和基本功能如下：
1）前端系统
包括摄像机、监听头、对讲设备、报警探头和编解码器组成。
Ø高清网络摄像机
根据客户需求和应用场景的不同，提供高清网络摄像机。
HIC5401720P/HD网络摄像机是一款日夜型720P高清枪式网络摄像机，HIC54211080P/FullHD网络摄像机是一款日夜型1080P全高清枪式网络摄像机，主要为远程视频监控设计，适用于监视远端实时图像、监听远端现场声音的场合，可以广泛应用于平安城市、道路、地铁、机场、学校、企业园区、楼宇、加油站、变电站、金融网点等实时高清监控环境。
Ø编码器
编码器接入摄像机和监听设备的视音频信号，并将其转换压缩为数字信号传送到监控中心。
支持移动侦测报警，支持通过RS485口对云台、球机的控制，支持接入对讲设备和报警输入输出设备，满足监视监听、云镜控制、对讲和报警接收联动的基本需求。
支持实时流和存储流双流输出，支持端到端的IPSAN架构网络存储，同时支持本地缓存，当网络故障时可以保存图像信息。
针对室内室外应用场景和单路、多路汇聚需求可以采用不同的编码器产品，其中用于户外监控的单路编码器均提供内嵌的EPON接口卡,可构造EPON星型或树型网络，具备更强大的双流处理能力。
同样针对室外监控需求可以提供2路视频接入能力，同样支持内嵌EPON接口卡。
编码器除了EPON接口卡外,还可提供双SFP接口卡，内嵌千兆单纤双向SFP模块，可构造环网，环网协议基于数字网络交换机采用的RRPP私有协议，在链路上可实现200ms故障自愈。
Ø高清编码器
针对高清晰度监控需求，可以在重要场所配置单路高清编码器，支持接入1080P高清摄像机和监听的音频信号，并将其转换压缩为数字信号传送到监控中心。
Ø解码器
用于接收中心指令，可将系统中任何一路编码的图像解码还原成模拟的视频音频信号接入现场电视机或其它影音设备，可用于用户展示实时视频信息或用于视频指挥。
解码器也分为标清解码器和高清解码器。
2）网络系统
所有前端编解码器通过网络系统和监控中心相连，实现各种信息的传递。
IPVS提供了丰富的网络设备，包括接入交换机、汇聚交换机、核心交换机和路由器，针对EPON无源光网络组网需求提供了低成本的盒式OLT交换机和集成在核心交换机中插卡式OLT。
这些设备内嵌了丰富的安全特性并针对监控的需求对组播等应用进行了优化，同时还可以为广域网组网提供完善的VPN解决方案，从而为监控系统提供了一个安全、可靠、灵活和高性能的基础网络平台。
3）监控中心
监控中心的核心是基于IPVS管理平台，含括视频管理服务器软件、数据管理服务器软件、媒体交换服务器软件和设备代理服务器软件等。
除此之外，监控中心还可以分布式部署基于IPSAN技术的NVR网络视频录像系统和电视墙控制设备。
●基于数字的IPVS管理平台
⏹视频管理服务器软件
监控中心的核心管理平台软件首先是视频管理服务器，是整个系统的核心信令管理服务器。
该服务器主要用于系统认证、管理、配置、控制、报警等所有核心信令的处理。
⏹数据管理服务器软件
作为监控中心另外一个核心管理平台软件数据管理服务器软件，主要功能为对全系统分布式部署的NVR网络视频存储设备（基于IPSAN技术）进行统一的存储资源管理，对历史视频作数据管理，并对外提供索和VOD点播回放服务。
⏹客户端
各级中心最主要的人机界面通过视频管理服务器提供服务的B/S架构的WEB客户端实现。
WEB客户端集管理、报警、监控业务于一体。
可以实现完善的监、控、查、管、用日常业务操作和管理功能。
通过完善的用户权限机制，对用户提供不同的功能界面。
⏹选配流媒体交换服务器软件
根据项目需求，可以选配流媒体交换服务器软件，在单播网络环境下，当对某些摄像头存在多路（超过4路）实时流并发的情况下，该服务器可以提供单播视频流的复制分发服务。
同时对于单/组播混合组网的情况下，该服务器可以提供组播转单播的服务。
⏹选配的设备代理服务器软件
当前端存在主流第三方DVR/IPC需要接入时，可以部署设备代理服务器软件，实现将第三方设备的信令格式转化为IPVS系统的标准信令格式，实现对第三方DVR/IPC设备的监视、控制、查询、报警管理、对讲等基本资源访问功能。
⏹网络存储-IP网络存储盘阵
针对网络存储需求建议配置IP存储盘阵，采用高性能IPSAN存储盘阵，允许前端编码器通过iSCSI协议将压缩的数字视频信息以裸数据块的方式写入IPSAN盘阵中，实现端到端的IPSAN存储。
可以被数据管理服务器统一管理配置并提供检索查询服务。
单台IP网络存储盘阵提供16盘位标准存储，可以通过配置扩展柜扩展至64盘位。
⏹电视墙
中心可以配置单路高清解码器或四路标清解码器，接收WEB客户端通过视频管理服务器发来的指令，实现将前端各种格式系列编码器传送过来的压缩图像还原解码成模拟图像接入中心电视墙，通过客户端的灵活控制和系统报警联动，实现数字矩阵的功能。
2.3.3方案特点
基于IP数字的IPVS方案相对传统监控解决方案，具备以下特点：
1）先进的系统架构
创新OS设计：
业界首创多媒体操作系统,采用OS分层、模块化、框架化设计,适配各种软硬件平台,和通用OS相比，具备更高的处理性能,更强大的开放能力和更丰富的多媒体软硬件资源管理能力。
先进的IMS架构：
完全遵循IMS（IP多媒体系统）架构，核心信令采用SIP，实现业务、控制、承载三分离，可以满足未来各种多媒体通信业务融合的需求，代表了未来多媒体通信领域的最新技术。
2）海量的接入能力
高性能的业务处理能力：
通过软件总线技术，保证平台内部各系统、进程、模块间标准、高效的互访能力。
每秒数万次的云计算服务处理能力，保证系统具备支撑海量接入和大并发量访问的能力。
大容量的流媒体服务器集群：
创新的将网络交换技术应用到流媒体转发中，转发无需数据库和文件处理，大大提高转发效率，结合动态负荷分担的智能集群技术，实现了流媒体转发的低时延、易扩展和大容量。
3）高清晰的图像采集处理
高清图像采集处理：
随着监控应用的大规模普及和需求场景的不断延伸，高清图像采集处理的需求应运而生。
通过高清网络摄像机或高清编码器可采集720P,1080P的高清晰图像，供平台处理使用。
为保证图像清晰度的同时不降低图像的流畅度，所有数字编码视频均达到720P/60fps的帧率。
4）创新结构化存储
媒体流数据的结构化存储：
创新的采用基于ISCSI格式的数据块方式将流媒体数据进行结构化处理，实现前端编码器到IPSAN盘阵的直存，存储架构简洁先进，无转存服务器瓶颈，数据安全，精确到秒的检索效率极高。
灵活安全的存储管理：
IPVS监控平台中，存储可以灵活部署在各级监控中心。
通过数据管理服务器可以对分布式部署的存储资源实现存储设备和存储空间的集中管理和数据集中备份，保障了存储资源和数据的安全性管理。
5）丰富的网络技术
全流程的QoS保障：
可以针对实况、回放、报警等各业务设置不同的DSCP优先级，和网络设备的QoS功能配合，在网络拥塞时保证高优先级的业务得到充分的带宽保障，实现业界领先的多业务QoS保障能力，保证了IPVS监控平台在异构网络环境下的高适应性。
最丰富的全光组网能力：
基于在网络技术的深度理解，系统无缝整合SFP光纤星型组网、EPON无源光网络总线/树形组网、RRPP光环网组网技术，从而提供业界最全面丰富的全光网组网能力，适应各种光纤组网环境。
6）高可靠系统设计
管理平台的热备份：
视频管理服务器可实现双机热备，保障系统平台的可靠性。
动态负载均衡的智能集群：
流媒体服务器支持集群，通过智能动态负载均衡算法，将流媒体分发请求动态均衡负载到各个流媒体服务器上。
对故障服务器的业务，实现秒级承接保护。
编码器的链路备份：
创新将RRPP环网协议应用于编码器；编码器的双网口设计，与网络设备的MSTP协议配合实现双链路备份。
7）灵活的多域联网
强大的跨域业务支撑：
支持更多分级，具有7级十万路的跨域视频调用能力。
灵活支持从简单资源访问到完善跨域管理操作等各种应用管理需求，即支持跨域看、控、查等基本业务，也支持跨域备份、对讲、报警等强业务。
多种标准的兼容支持能力：
全面支持并参与编制行业（公安3111、电信全球眼、联通宽视界、电力、石化、考试院联网等）、地域标准（DB33等），支持将各类非标准第三方平台转换为标准联网协议，满足跨域联网监控需求。
8）统一的安防接入
统一监控视频接入：
通过设备代理技术，支持主流DVR、IP摄像机的接入管理，包含监、控、查和集中存储，提供完善的第三方前端设备接入管理能力。
统一的安防系统接入：
通过面向大安防应用的I/O处理框架实现安防业务的统一管理，扩展性强，通过信令网关技术屏蔽不同安防系统的接入方式差异性，实现SCADA、报警、门禁、智能分析、GIS等各类安防系统和各种行业系统的业务联动和协同管理。
9）全局化的资源管理
资源化管理框架：
系统将监控平台中所有组成单元抽象为资源。
例如组织、编码器、Camera、计划、告警、资源组等等都是资源，资源本身不仅具备层次关系，也可以任意划归。
从而给用户带来无比丰富灵活的角色、权限、组织管理功能。
实现对用户权限的精细灵活划分，权限划分更简洁。
跨域资源管理：
通过抽象资源技术，域、虚拟域被虚拟为全局的资源，也可以把多个下级域的资源抽象为一个虚拟域，可以对跨域资源进行灵活简洁的权限控制。
10）强大的网管能力
全局的SNMP协议支持：
平台各组件全面遵循
升级会员 