混合式视频监控系统解决方案.doc
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混合式视频监控系统方案
杭州海康威视重庆分公司
目录
第1章系统概述 4
1.1项目背景 4
1.2应用需求 4
1.3设计目标 4
1.4设计原则 5
1.5设计标准 6
第2章视频监控系统 7
2.1系统构架 7
2.2系统描述 7
2.3系统特点 8
第3章系统详细设计 9
3.1前端监控点设计 9
3.2.1摄像机选型原则 9
3.2.2摄像机部署 9
3.2.3前端配套设备 9
3.3传输网络设计 12
3.3.1高清摄像机传输方式 12
3.3.2模拟摄像机传输方式 12
3.3.3传输带宽 12
3.4存储系统 13
3.4.1存储架构设计 13
3.4.2混合型DVR存储 13
3.4.3存储容量设计 14
3.5监控中心设计 14
3.5.1显示区 15
3.5.2操作区 15
3.5.3设备区 16
3.5.4配电区 16
第4章与应急联动防控体系数字化工程的对接 17
4.1接入方式 17
4.2接入架构 17
4.3接入标准 17
4.4接入实现功能 18
4.5接入带宽 18
第5章主要设备参数 20
5.1摄像机 20
5.1.1红外枪型摄像机 20
5.1.2红外智能球 21
5.2硬盘录像机 24
第6章设备清单 27
第1章系统概述
1.1项目背景
1.2应用需求
随着安防系统在各行各业受到普遍重视，安防系统得到了大力应用，为用户安全防范发挥了积极的作用。
纵观当前企业级安防系统的现状，急需解决以下几方面的问题：
1）现有视频监控图像品质分辨率低，重点部位不仅需要要解决视频监控系统中“看的见”的问题，更要满足监控图像“看的清”的要求，以获取清晰的人员面部特征、车辆车牌及事件细节等信息，从而提高企业的视频监控的品质。
2）系统组成模式混杂，模拟、数字到高清等多种监控模式混用很难实现系统融合。
安防系统应从用户实际需要应用为向导，需要安防系统具备良好的兼容性、扩展性和稳定性，合理选用构架，并实现各种模式的综合集成和应用管理。
3）目前现有监控系统大多不能联网管理，对设备的设置管理、配置均只能在监控室完成。
管理人员不能通过网络远程管理系统，单位领导也不能实时有效地了解前端情况和各类紧急事件，迫切需要联网管理应用，提高整体安防管理水平。
1.3设计目标
系统建设应以加强管理和满足安防发展趋势的需要为根本出发点，促进各项工作的落实，实现行业现代化、高效管理的具体要求出发，结合现今安防行业发展水平，利用先进而成熟技术，建设视频监控系统。
实现安防系统和职能管理的集中控制，缩短安全管理的空间和时间，减少管理工作量，提高工作效率和对应急事件的反应速度，以提高安防能力和综合管理水平。
系统建设按照“国内一流、局部领先、特色鲜明”的视频监控系统为基本要求，借建设一个安防业务协同性强、应用集成度深、操作简易性好的综合性安全防范信息化系统。
实现借助科技力量强化能力和提高管理水平的应用成效目标。
1.4设计原则
在方案设计时，将秉承以下设计原则：
l实用原则
以满足安防实际应用需求为原则，坚持先进，兼容传统，实现系统集成和系统互联、资源整合、信息共享。
把实用性放在第一位，边建设边应用，把系统建设成“实用工程”；
l先进性原则
系统建设需要充分参考国内外先进的产品和技术，结合实际情况，使建成的系统不但能反映当今的先进水平，而且具有相当的发展潜力；
l标准化原则
采用开放式架构、标准化接口和协议，具有良好的兼容性和可扩展性，其中平台软件的设计采用分层的模块化结构，以达到设置修改灵活，扩充方便，适应业务的发展变化。
l安全原则
网络环境下信息传输和数据存储注重安全，保障系统网络的安全可靠性，避免遭到恶意攻击和数据被非法提取的现象出现。
l开放性原则
系统建设必须按照开放性和标准性原则设计和提供全套的技术资料和全面的技术培训，以满足系统与其它系统协同运行以及系统功能扩展的需求。
l扩展性原则
技术选型除了考虑先进、实用，还必须考虑系统的扩展性，系统容量应该有可持续发展的考虑；
l稳定性原则
从系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面保障系统的可靠性和稳定性；
l易操作原则
提供清晰、简洁、友好的中文人机交互界面，操控简便、灵活，易学易用，便于管理和维护；
l可维护性原则
系统应具备自检、故障诊断及故障弱化功能，在出现故障时，应能得到及时、快速的修复。
1.5设计标准
l《平安重庆•应急联动防控体系数字化建设工程区县、行业技术指导意见》
l《社会行业单位视频图像接入技术规范》
l《智能建筑设计标准》GB/T50314-2007
l《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663-90
l《安全防范系统通用图形符号》GA/T74—2000
l《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92
l《电子巡更控制系统通用技术条件》GB12633-90
l《电气装置安装工程工程电气设备交接试验标准》GB50150-90
l《电气装置安装工程电缆线路施工验收规范》GB50168-92
l《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
l《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
l《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
l《安全防范工程行业标准》GA/T70-94
l《建筑电气安装工程施工质量验收规范》GB50303-2002
l《安全防范工程费用概预算编制办法》GA/T70-94
l《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB02198-94
l《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82
第2章视频监控系统
随着多媒体通信技术发展迅速，视频监控领域正处于数控模拟视频监控与数字视频监控共存阶段，模拟视频监控技术已经相对成熟，应用也较广泛，稍具规模的监控系统基本上都是以数控模拟切换矩阵为核心来构建。
进入二十一世纪后，随着网络技术的发展。
DVR系统又进一步发展成为具有网络摄像机接入功能的混合型NVR（H-DVR）系统。
与DVR系统相比，混合型NVR系统不但可以接入模拟摄像机，还可以接入网络摄像机。
通过混合型DVR极大节约单位监控点投资经济、整合利旧原有监控系统，具有极高的性价比。
2.1系统构架
2.2系统描述
模数混合模式可有选择地部署模拟摄像机，根据需要选择红外、枪机、智能球等视频采集终端，通过模拟光端机或传输线缆传输至视频汇聚点，接入混合型DVR中。
混合型DVR可以实现数字信号与模拟信号的并行接入，它集音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、网络技术、智能分析技术于一体，为新一代网络监控录像产品，符合前端产品数字化、高清化的发展趋势。
它既可作为DVR、混合DVR进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。
中心通过使用高清解码器或视频综合平台输出到电视墙显示，存储方式为前端硬盘录像直接存储，中心通过存储服务器对重点视频选择性的实现集中存储，将分布式存储与集中存储相结合。
模数混合模式解决了新建系统对原有系统的集成和利旧，可充分接入前端模拟视频，保护已有投资。
2.3系统特点
1）基层监控中心的模拟、数字设备相结合，数字图像易于存储、视频监控专网内传输、共享。
2）基层监控中心和主控中心之间双备份互联，主控中心既可以通过视频监控专网管理、浏览、查询基层监控中心数字的图像和录像，又可以通过矩阵级联切换和控制基层监控中心矩阵，从而实现图像在电视墙上切换显示。
3）同时具备了模拟系统和数字系统的优势，将二者相结合，模拟系统中视频图像无延时，控制实时流畅；数字系统中扩展灵活，管理统一方便。
4）适合于监控系统改造或升级项目，轻松的实现对原有系统的兼容，不会造成资源的浪费，实现由原有的监控系统向兼容性、集成性、清晰化更高的安防平台升级。
第3章系统详细设计
3.1前端监控点设计
3.2.1摄像机选型原则
视频监控系统主要由前端摄像机组成，根据现场不同的环境和应用选用不同的摄像机，对于监控范围较小图像质量要求不高的场所选择标清模拟或网络摄像机；在开阔区域、主要出入口、图像质量要求较高场所设置高清网络摄像机或高清网络球；在光照不良区域选用红外摄像机，利用红外进行补光，提高视频监控效果；在要求跟踪的复杂区域选用网络高速球，对于难于布线的监控点选择无限网络摄像机。
应按如下描述来进行确定基本设置及类型选型。
序号
位置
分辨率
选型
1
普通监控点
4Cif（704*576）
固定摄像机
2
要求高清监控点
HD720p（1280*720）
球型摄像机
3
开阔区域
HD1080p（1920*1080）
4
光照不良区域
4Cif（704*576）
红外摄像机
5
要求跟踪的复杂区域
4Cif（704*576）
跟踪球
6
难于布线的监控点
4Cif（704*576）
无线网络摄像机
3.2.2摄像机部署
3.2.3前端配套设备
1、监控立杆
前端根据监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择摄像机的安装方法，由于大部分监控的地点都在道路或室外公共场所，摄像机的安装固定以立杆为主。
杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，地基应是硬质，同时根据现场安装点的地质的实际情况，调整相应的尺寸。
立杆的安装牢固；制作美观，其顶部应做防水帽，立杆有较高强度，抗台风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐。
立杆基础规格按不同的杆体进行分别设计。
2、室外机箱
所有的电源、光端机、防雷器等前端辅助设备都安装在设备箱内，内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。
不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时具有防尘、防雨、防破坏等功能。
3、前端防雷接地
本项目严格执行国家的有关标准和规范，立杆防雷接地电阻≦10Ω。
接地网布置依据地形进行设计。
立杆的基础由钢筋网加混凝土构成，首先用四根Ф50毫米的钢管或50×50×5mm的角钢作为接地极，同时用镀锌扁钢把四根接地极焊接形成接地网的一部分，再此接地网与法兰盘进行焊接，钢管或角钢需经过热镀锌工艺处理，以增加抗腐性能和提高其导电性能。
如图所示：
当土壤电阻率太高而不能满足要求时，采用垂直接地极＋减阻剂的方法使地网接地电阻符合要求。
4、前端设备防雷
为保护摄像机不受到直接雷击而在立杆上设计安装避雷针，避雷针采用不小于φ25㎜的圆钢，并和立杆一次成型。
在设备箱内我们对电源、信号线及控制线路安装相应的防感应雷措施，型号选用合格名牌避雷器。
为避免在现场产生感应雷高电位闪络放电和雷电波磁场而损坏设备，在安装现场所有的信号线路做屏蔽等电位接地处理。
前端摄像机的视频信号、控制信号、网络信号加装信号避雷器。
每个监控点设备箱电源进线做好电源避雷。
前端摄像机电源使用AC24V或DC12V，由变压器供电的，单相电源避雷器串联或并联在变压器前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。
考虑到摄像头大部分是室外裸露安装，容易受到直击雷的影响。
本项目选用C级电源浪涌保护器，除了能够防止间接雷8/20μs的能力，还具备防止直击雷10/350μs的能力。
前端设备防雷示意图
5、前端设备供电
视频监控系统前端设备通常采用两种供电方式，一种是集中供电，另一种是就近取电。
具体供电方式根据监控点的分布情况，对于较为分散的监控点采取就近取电的方式为前端设备来进行供电。
各摄像机终端在就近的公共供电网络（如路灯供电网）取一路220V市电，市电经加装自动重合闸开关（含SPD），引到设备箱使用，保证了引入部分电源线路的漏电及防雷防护。
快球供电电压要求为24V/AC，功率约为30VA。
3.3传输网络设计
3.3.1高清摄像机传输方式
高清摄像机在摄像机处就已经为数字信号，因此可以直接采用网线进行传输。
但受到网线传输的限制，线路长度不能超过100米。
若高清摄像机到监控室的距离均超过100米，则在每台摄像机处增加光纤收发器，将电信号转换成光信号通过光缆，一对一的从前端布放至监控中心内，然后再通过光纤收发器将信号转成电信号进入混合型DVR进行显示、存储。
3.3.2模拟摄像机传输方式
模拟图像信号由0-6M不同频率分量组成的视频基带信号。
其中，低频成分主要影响亮度和对比度，高频分量主要影响色度、清晰度和分辨率。
显然，对视频传输的基本要求，不仅是恢复摄像机原信号的亮度、对比度，而且还必须恢复摄像机原信号中各种频率份量的相对比例关系。
即要求传输系统的失真度必须在一个标准范围内。
一般用于视频信号传输的同轴线缆型号为SYV，按照监控行业视频失真度的应用情况，用SYV同轴电缆进行传输时，其有效传输距离为：
SYV-75-5：
135米；SYV-75-7：
230米。
因此，前端摄像机距离监控终端设备＜230米时采用同轴线传输方式；当前端摄像机距离监控终端设备≥230米时采用光纤方式传输。
既在前端摄像机与终端设备之间用光端机转换成光信号后通过光纤传输到终端设备，再由光端机转成模拟信号进入混合型DVR进行显示、存储。
3.3.3传输带宽
在本方案有高清监控摄像机，其传输采用网络方式。
所以传输网络建设应满足系统传输、控制和管理的需要，又符合IT发展的趋势。
如果采用光纤由前端单独布线至监控中心则不需要考虑带宽问题。
如果是采用借用光纤或者是通过局域网传输，则应保证：
带宽容量=路数×码流，码流大小可以参考下表计算：
CIF：
352*288分辨率，1.5Mbps；
4CIF：
704*576分辨率，2Mbps；
720P：
1280*720分辨率，4Mbps；
1080P：
1920*1080分辨率，8Mbps；
并且其网络传输网络的服务质量（QoS）等级要求如下：
·网络时延应小于200ms
·时延抖动应小于50ms
·丢包率应小于3×10-4
3.4存储系统
3.4.1存储架构设计
由于前端即有模拟摄像机，也有网络高清摄像机，因此储存设备采用混合型DVR负责本区域的图像存储。
通过混合型DVR能提供丰富的存储策略，比如：
中心报警录像、冗余录像、备份录像并对存储设备产生的报警进行提示，比如：
录像失败、磁盘坏等。
让用户能方便快捷的了解、掌握视频图像情况。
3.4.2混合型DVR存储
模数混合的视频监控系统中，采用混合型DVR存储稳定，简单可靠。
将前端采集的模拟信号直接储存到本地硬盘中，远程客户可以随时进行录像文件的调取。
混合型DVR存储特点
1）模数混合：
同时支持模拟、数字信号的接入存储。
2）支持高清应用：
支持百万像素级高清IP摄像机接入。
3）可管理性强：
基于网络实现对监控设备的统一管理。
基于网络实现对监控数据统一管理。
4）安全性好：
嵌入式系统稳定，数据安全性好，支持录像冗余功能。
网络异常终端不会对存储造成影响。
5）成本优势：
施工、管理、维护成本，未来扩容、升级成本均低。
3.4.3存储容量设计
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。
以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算（实际配置时还需要考虑格式化、RAID、热备盘的开销。
）：
单位（GB）：
存储天数
视频规格
1天
7天
15天
30天
1600*1200（1200P）,10Mb码流
105
738
1582
3164
1280*720（HD720P）,4Mb码流
42
295
633
1266
704*576（4CIF）,2Mb码流
21
148
316
633
352*288（CIF）,512Kbps码流
5
35
75
150
根据《平安重庆·应急联动防控体系数字化建设工程区县行业技术指导意见》要求，本方案设计存储时间为24小时×30天。
3.5监控中心设计
监控中心是集中管理控制系统内所有的监控系统软硬件设备，调用所有监控点的图像。
监控中心显示系统由解码器硬解码显示与监控客户端软解码显示两种方式。
两种方式均能够授权范围内任意调阅需要查看的图像信息，并能够实现对图像进行分组定义，并具有轮巡功能；在画面上能够定义摄像机的编码和时间、日期显示等信息；可将字符叠加到视频图像，用来指明监区位置、摄像机号、监视器号等，使监控一目了然。
监控中心一般按照显示区、操作区、设备区、配电区四个区域建设，在建设时应：
①按功能分区安排，整体布局、结构合理，美观大方；
②各功能子系统之间有机结合，做到从信息采集、传输、处理、执行的有机集成；
③可操作性强，能够及时、准确地获得信息、执行命令；
3.5.1显示区
监控中心通过电视墙集中显示监控画面，电视墙的设计主要考虑以下因素：
1）监控中心建筑平面布置；
2）监控点的数量；
3）监视器的选用。
每个监管场所监控中心面积位置都各不相同，结合中心实际情况，设计一套符合日常管理需要的电视墙，并确保电视墙和操作台之间合适的距离。
建议电视墙采用拼接大屏幕的组合方式。
拼接大屏幕用以显示重点画面或轮询显示多画面，可通过视频综合平台或多路解码器出输出显示。
3.5.2操作区
操作区用于放置操作台、控制键盘和管理机，实现对前端摄象机、云台、镜头的直观控制操作等和对系统的日常管理。
3.5.3设备区
设备区用于放置设备机柜。
视频管理服务器、数据管理服务器和和流媒体服务器均安置在机柜上。
视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。
数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理，支持不间断的视频检索、回放等业务。
客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了基本的GIS功能方便用户操作。
系统管理平台将使用独立的服务器进行部署。
3.5.4配电区
配电区主要放置监控室内的配电柜、UPS和电池柜，保证监控中心设备的正常运行。
第4章与应急联动防控体系数字化工程的对接
4.1接入方式
本方案中视频安防监控系统采用设备方式与“平安重庆·应急联动防控体系数字化平台”对接。
4.2接入架构
4.3接入标准
系统所采用的海康威视DS-9000系列DVR视频编码标准采用标准H.264格式，设备控制协议采用PSIA协议，符合《社会行业单位视频图像接入技术规范》的要求，能够实现与重庆大平台实现无缝对接。
4.4接入实现功能
1）监控图像获取
“区县社会视频资源接入平台”能通过本系统混合型DVR获取实时监控图像的获取过程应包括获取实时流、释放实时流。
2）历史图像的获取
“区县社会视频资源接入平台”能通过本系统混合型DVR获取历史图像。
3）控制
“区县社会视频资源接入平台”能通过本系统平台实现对球机（云台）摄像机的转动控制、镜头的缩放控制。
4）查询
联网单元能实现对联网设备的状态信息查询。
支持目录信息查询、前端设备信息查询、前端设备状态查询、摄像机流量查询、联网单元流量查询等消息。
5）NTP
混合型DVR具有远程网络校时功能，通过NTP全网校时能对监控专网内全部设备进行网络校时，保持全部设备时间统一。
其校时即可由操作员发起手动校时，也可以自动与区县社会资源接入平台校时服务连接，完成自动校时。
4.5接入带宽
按照《平安重庆·应急联动防控体系数字化工程区县行业技术指导意见》的要求，接入带宽应满足：
1、含A类镜头的社会行业单位视频图像系统：
每25路图像至少保证6Mbps传输带宽（不足25路图像时按25路计算）；
计算公式：
Y=X/25（结果向上取整）
Z=Y×6Mbps
2、不含A类镜头的社会行业单位视频图像系统：
每25路图像至少保证2Mbps传输带宽（不足25路图像时按25路计算）。
计算公式：
Y=X/25（结果向上取整）
Z=Y×2Mbps
（X：
系统中摄像机需接入总数；Z：
带宽容量）
在本方案中设计有全为模拟监控点位（B类点），因此按照第2条标准计算系统到区县社会视频接入平台的接入带宽。
第5章主要设备参数
5.1摄像机
5.1.1红外枪型摄像机
型号
品牌：
主要特性
l采用高性能SONYCCD
l图像清晰、细腻
l低照度,0.1Lux@（F1.2,AGCON）,0LuxwithIR
l支持自动彩转黑功能,实现昼夜监控
l符合IP66级防水设计,可靠性高
技术参数
型号
参数
540TVL1/3"CCD红外防水筒型摄像机
摄像机
传感器类型
1/3"SONYCCD
信号系统
PAL/NTSC
有效像素
PAL:
752（水平）×582（垂直）
NTSC:
768（水平）×494（垂直）
最低照度
0.1Lux@（F1.2,AGCON）,0LuxwithIR
0.2Lux@（F1.8,AGCON）,0LuxwithIR
快门
1/50（1/60）秒至1/100,000秒
镜头
12mm@F1.8（3.6mm,6mm,8mm,16mm可选）,水平视场角:
22.72°（12mm）
镜头接口类型
M12
日夜转换模式
电子彩转黑
水平解析度
540TVL
同步方式
内同步
视频输出
1Vp-pCompositeOutput（75Ω/BNC）
信噪比
大于48dB
一般规范
工作温度和湿度
-10℃~60℃,湿度小于90%（无凝结）
电源供应
DC12V±10%
功耗
6WMAX
防护等级
IP66
红外照射距离
30-40米
尺寸（mm）
86.5×83×165.5
重量
1000g
5.1.2红外智能球
型号：
品牌：
主要特性
红外功能：
l最低照度0Lux
l采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达80m
l红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节红外灯亮度，使图像达到理想的状态
l内置热处理装置，降低球机内腔温度，防止球机内罩起雾
l恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时
系统功能:
l采用1/3"索尼高性能逐行扫描CCD,图像清晰,最大分辨率可到1280x960
l精密电机驱动,反应灵敏,运转平稳,精度偏差少于0.1度,在任何速度下图像无抖动
l支持RS-485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别
l支持三维智能定位功能,配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大
l支持多语言菜单及操作提示功能,用户界面友好
l支持数据断电不丢失
l支持断电状态记忆功能,上电后自动回到断电前的云台和镜头状态
l支持光纤模块接入
l支持防雷、防浪涌、防突波
l室外球达到IP66防护等级
l支持定时任务预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等功能
机芯功能:
l支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、
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