榆次公园高清网络智能监控系统方案.doc
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榆次公园高清网络智能监控
总体设计方案
目录
概述 4
第一章高清智能监控系统工程概况 6
1.1项目需求 6
1.2功能需求分析 6
1.3设计原则 7
1.4总体设计目标 8
1.5参考标准 9
1.6系统具体方案 10
第二章高清智能监控系统设计总则 12
2.1高清监控系统 12
2.1.2前端组成 12
2.1.3接入方式选择 12
2.1.4存储方式 12
2.2产品功能设备介绍 12
2.3MxCC管理软件 17
2.3.1集成了多视图和站点映射功能 19
2.3.2自动对平面图进行切换，并通过IP进行远程报警 20
2.3.3图像后处理（对比度、缩放、失真校正） 20
2.3.4支持模拟和数字PTZ摄像机 21
2.4MxPEG编码 22
2.5MOBOTIX系统的技术优势 22
2.5.1逐行扫描取代了梳状模糊的隔行扫描 22
2.5.2强光和逆光下图像质量可靠 23
2.5.3高效存储长时摄录内容 24
2.5.4实时播放、摄录存储和事件搜索可同时进行 25
2.5.5超低网络负荷 26
2.5.6网络发生故障时无视频损失 27
2.5.7音频和SIP电话技术 28
2.5.8MOBOTIX系统的成本优势 29
第三章系统主要设备性能参数 31
3.1高清网络摄像机M12 31
3.2NAS存储 34
第四章网络摄像机和普通摄像头的对比 36
第五章成功案例 45
概述
公园是一个集旅游、休闲、娱乐的公众活动场所，公园是进行国际、国内经贸活动和文化交流的重要场所，是城市重要旅游景点，也是推动城市建设，促进旅游休闲产业发展，美化亮化自然环境的重大项目，是城市作为国际性现代化旅游城市的标志性景区。
随着各城市经济与城市建设的进一步发展，为了改革开放和经济发展创造良好的社会环境，公园的治安管理面临新的挑战。
公园的治安管理是社会治安管理的一个重要组成部分，与经济建设有着密切的关系，综观当前国际国内的新形势，对公园的治安管理工作特别是预防犯罪和确保良好的治安环境提出新的课题，要管理手段更科学、更高效，为了适应新形势的需要，对提高城市品味为招商引资提供一流治安环境城市管理监控系统显得具有十分重要意义。
安全是一个社会发展的基础，尤其是在现代化技术高度发展的今天，加强现代化的安防技术就显得更为重要。
安全防范技术就是在这个意义上发展起来的，它是电子技术、传感器技术、计算机技术和现代通信技术等高科技技术相结合的产物。
它在预防和打击犯罪，维护社会治安，预防灾害事故，减少国家、集体财产和人民生命等方面起到了一般防范手段难以或者不可能起到的作用。
安全防范技术系统和产品是预防和打击犯罪以及预防灾害事故发生的锐利武器，是社会治安综合治理的重要内容。
建立一套高度现代化、自动化、安全可靠的网络高清监控防范系统，通过技防辅助人防，实时显示和记录各重要受控区域图像，能够使值勤人员全方位及时了解各区域情况，做到反应迅速、处理及时、指挥准确，通过安装网络高清监控系统还能有效地威慑和预防事件的发生，录像资料能够为事后侦破案件提供强有力的线索，对于进一步提高安全性和可靠性，保障国家财产和人民生命的安全，具有非常高的重要性和必要性。
公园这类对安防系统要求比较高的环境下，传统的视频监控系统或报警系统或门禁系统在错综复杂的现场显得独立难支。
即使是多个系统同时应用，在很多功能上也显得捉襟见肘，各种功能也不能做到无缝接合，致使一些安全隐患凸显出来。
根据甲方提供文件的有关要求经我方人员的仔细研究，并对重点防范目标和区域进行进一步地仔细考察和最后确认，根据国家技术监督局有关技防工程系统设计标准和规范以及公安部有关文件，由我公司技术部会同工程部进行了认真仔细地研讨，制定并完善了此项工程技术方案。
第一章高清智能监控系统工程概况
1.1项目需求
在公园这种场所，保安系统处于一个最为重要的位置，而视频监控则是其中最为重要的环节。
国内公园现多采用模拟闭路电视监控系统，或普通数字监控系统。
这种系统存在的最大弊端就是，完全依赖于人工监控。
由于视频太多而监控人员有限，且长时间盯着监视画面容易疲劳而导致疏忽，监控人员根本无力监看成百上千路摄像头的视频信息。
据有关数据分析，20分钟后监控人员可能错过最多高达95%的画面。
试想一下，人的监控力度是有限的，而突发事件的发生是不可预见的，仅靠人为7*24小时的监控难以保证事件是否存在疏漏。
本方案的提出旨在利用世界上先进的高清网络智能监控系统，对事件的发生提前做出预警，或即时发生警报，最大限制地防止突发事件的发生，从而为公园这个休闲的场所提供充分可靠的保障。
1.2功能需求分析
信息采集功能前端监控系统应能够采集视音频信息、报警信息和巡检信息等，并按照传输信息格式要求进行编码和打包处理，使之成为能够传输的数据包。
使用高清视频技术，使用视频检测分析技术。
准确地记录采集相关人脸信息等。
信息传输功能，控制信息、巡检信息、报警信息和视频信息等，按照工作流程在网络系统各级传输。
权限管理功能，为保证公园监控系统的正常运行，应对系统用户进行分类，并综合考虑各种因素制定合理的权限管理策略，实现对用户访问的控制。
信息存储和备份功能，前端监控设备、各级监控中心，均应对巡检、报警、视音频、系统日志等信息予以存储。
公安机关的相应部门应按照规定的格式，存储报警信息及与报警关联的视音频信息。
存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。
系统控制功能，依据授权将网络用户发出的控制命令传送到前端监控设备，实现监控中心及授权用户对前端任意一路监控图像的调用和控制。
自动巡检功能，具有系统定时自动巡检和人工自动巡检两种方式。
人工自动巡检优先级别高于系统定时自动巡检，定时自动巡检功能和人工自动巡检功能由报警与监控系统各级监控中心实施。
要求巡检结果和内容能够按公安机关管理要求以统计报表形式上报备案。
报警信息处置，当发生报警时，前端报警与监控系统或专业报警监控服务中心应对报警信息进行复核。
在确认报警后，按照要求及时向公安机关相应部门发送报警信息或现场图像信息。
1.3设计原则
榆次公园高清智能监控系统应采用目前最先进的网络技术和视频监控技术，在监控工程方面达到全省领先水平。
本系统以实际应用为出发点，并考虑到系统投资的长期效益，系统依据以下原则设计：
l系统设计时重点考虑系统的实用性，注重系统的综合能力和总体性能；
l系统采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术，融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体，充分体现了智能化和高性价比原则；
l系统采用性能可靠、技术成熟、功能完善、体系先进的分布式结构，系统配置灵活、操作方便、布局合理，满足长时间稳定工作的要求；
l系统具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性，可根据需要方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等；
l系统所使用的视频编解码标准采用符合大规模网络传输需要的、先进通用的国际标准；
l系统所用软件、硬件、人机界面、通信协议和通信接口等遵循当前最新国际标准、国家标准、工业或行业标准；
1.4总体设计目标
榆次公园高清智能监控系统的总体设计目标如下：
1、图像分辨率高。
采用数字视频压缩技术，压缩标准为MxPEG，M-JPEG，MPEG4,H.264,图像分辨支持2048x1536，1920x1080,1280x960，1280x720，800x600，768x576（D1），704x576（TV-PAL），640x480，图像帧率4fps-30fps，达到数字有线电视的标准，以满足案件、事故调查对图像的要求。
2、实行网络化传输
前端采用MOBO三百万像素高清网络摄像机，由摄像机硬件将视音频信号进行编码，通过高速以太网进行传输。
后端采用软件解码，可同时处理60路视频图像。
3、长时间全实时存储图像
采用网络存储、RAID技术实现音视频编码数据集中存储，每路音视频按5-25/秒帧保存为30天，过期音视频数据自动删除，对特定音视频数据进行指定保存。
4、突出实用性，可灵活搭建
使用计算机显示设备,通过计算机软件解压实现视音频同步播放，支持多路全屏播放，多路全屏时播放被控制通道声音。
基于TCP/IP技术的优势，能够在综合传输网任何一个节点上，使用计算机和网络交换机临时建立监控中心，实现对监控系统的管理，以满足指挥调度的需要。
5、系统安全性高
系统采用分级权限、安全加密认证等多种手段确保网络视频监控系统安全。
6、管理方便
使用中心管理软件对系统所有设备进行性能、状态管理和控制。
发现异常、故障自动能进行处理、告警。
对数据存储、录像回放进行路由管理，对摄像机镜头、进行操作、管理。
系统管理员可对操作用户进行管理，向操作用户授予或限制获取实时图像、控制前端设备、查阅录像记录的权限及优先级别。
7、扩展性好
监控点需要增加时，既用增加汇聚点至监控点的办法扩充，也可在现有网络接入点上通过交换机进行多次扩展，能进行人脸识别。
8、事后分析处理功能
采用MOBO三百万像素高清网络摄像机录制的高清录像，在录像文件回放过程中，依旧可以进行虚拟PTZ的操作，进行画面旋转、缩放等操作，进行局部细节查找。
9、智能分析功能
网络摄像机可以拥有自己的视频分析处理功能，这样就避免了传统的模拟系统中需要在一台DVR机器上用有限的处理能力来对最多达16路的视频源同时进行分析所遇到的计算能力短缺的问题。
网络摄像机通过自身高度集成的软硬件，可以实现更多、更强的视频处理功能，如果再结合控制中心相关设备的处理能力，可以很方便的组建一个大型的智能视频系统。
10、信息的安全
传统的模拟系统中，视频图像都是通过同轴电缆进行传输，视频信号没有经过任何的编码或认证信息处理。
网络摄像机可以通过加密的方式传送视频，以确保它无法被查看或篡改。
也可通过验证加密证书或设置IP地址来建立特定的连接，这样可消除整个系统被入侵的可能性。
网络摄像机还可以对视频流添加“水印”，以确保视频图像的信息不会被篡改。
1.5参考标准
GB50198-94 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
GA/T75-94 《安全防范工程程序与要求》
GBJ42-84 《建筑结构设计统一标准》
GB8566-88 《计算机软件开发规范》
GBJ42-81 《工业企业通信设计规范》
GB50200-94 《有线电视系统工程技术规范》
GY/T121-95 《CATV行业标准》
GB/T16677-1996《报警图像信号有线传输装置》
CECS36:
91《工业企业调度电话和会议电话工程设计规范》
GA/T74-2000 《安全防范系统通用图形符号》
JGJ/46-88 《施工现场临时用电安全技术规范》
IEX255/22-1 《高频干扰试验》
IEX255/22-3 《辐射电磁场干扰试验》
IEX255/22-3 《静电放电干扰试验》
ISO/IEC13818《视音频编解码标准-移动图像和相关音频信息的编码》
ISO/IEC14496-2《视音频编解码标准-视听对象的编码》
IEEE802.3U《100BASE-TX快速以太网接口标准》
本系统执行相关国家标准、行业标准或地方标准。
有国家标准的执行国家标准，无国家标准的执行行业标准，既无国家标准又无行业标准的执行地方标准，三类标准均无的按同类工程的通常要求。
所用产品无上述三类标准的，执行企业标准。
1.6系统具体方案
榆次公园智能网络视频监控系统应满足如下需求：
1.重要场所无视频监控死角；实现智能分析的点位需要摄像机参数、部署角度和高度符合一定标准；
2.24小时不隔断实时监控，只要有人进入防区、马上报警；
3.出入口：
24小时不间断实时监控，在没有得到授权或者允许的情况下靠近出入口或者在出入口附近时，系统即时报警，监控中心管理人员可以呼叫相应人员前去处理；
4.系统可方便的设定多种告警联动策略；
5.双向语音对讲
根据项目需求，我公司对公园地面进行了摸底排查，统计安装M125台，同时将各地点的监控视频上传至公园监控中心。
第二章高清智能监控系统设计总则
2.1高清监控系统
2.1.2前端组成
前端包括MOBO摄像机、实现摄像机上下左右运动及旋转扫描的PTZ云台、保护镜头的防护罩。
2.1.3接入方式选择
视频信号的传输是保证图像质量的重要环节，要求图像传输稳定、画面清晰、无明显延迟和马赛克现象。
对于传输系统，可以采用有线方式，对于有线链路，当采用光纤传输时，采用全数字传输技术，信号无压缩、无损伤。
针对榆次公园现状，接入方式选择有线光纤的传输方式。
在公园监控中心配置一套光纤传输设备和服务器作为整个传输网络的核心；将视频信号上传至监控机房。
2.1.4存储方式
我们采用集中式存储，将所有编码设备产生的图像数据实时地通过网络存储到一级监控中心的网络存储服务器。
集中式存储将图像统一存储、统一管理，增加了数据管理的便利性，统一的高性能海量存储设备提高了数据存储的安全性和可扩展性，数据可以方便地进行备份。
2.2产品功能设备介绍
近几年，无论国内、国外都大量销售着MOBOTIX公司的系列摄像机产品。
目前无论是在驻外使领馆、机场、火车站、港口、加油站，酒店或在公路上，都有MOBOTIX系统在运行工作，并且在全球范围内已正常运行多年。
MOBOTIX公司是世界著名的网络摄像机技术领先厂商，已生产纯粹的百万像素摄像机多年，被列为全球市场的领导者。
凭借着其分散控制中心功能、提供高分辨率视频、最大程度的降低系统成本的产品设计理念，MOBOTIX在很短的时间内取得了全球IP摄像机市场份额。
全新的设计理念
分辨率越高，图像提供的信息越准确。
现存的模拟监控技术最高只能提供40万像素的画面，而且通常存储时只以CIF的格式进行存储，这样回放画面的质量骤降到10万像素。
但相反的，MOBOTIX高清网络摄像机最高可以提供高达300万像素的图像质量，是30倍于传统的模拟录像资料。
这种情况下，以传统的模拟视频的画面质量，可以用一台IP摄像机监控到需要几台传统的模拟摄像机才能监控的到的区域，甚至可以观察到360度范围的全景。
MOBOTIX百万像素图像与标准CIF图像之间的比较：
目前的监控系统中，前端的摄像机只提供视频图像，所有的处理分析和存储都由监控中心的计算机通过软件来完成。
这种传统的集中式结构有很多局限性，因为它对网络带宽的要求非常高，同时计算机的处理能力也不足以应付多个视频流的同时处理。
因此，传统的中心控制模式并不适用于高分辨率的视频监控系统。
MOBOTIX提出了分散控制中心的概念，每一个MOBOTIX都是一个小型的计算机，用于存储长时间的录像资料和做智能分析。
而且目前的大部分监控系统中，视频图像只是用来观看和存储，并不对其进行分析。
MOBOTIX摄像机可以运用自身的处理能力对视频进行分析，即使是在没有监控中心的情况下也可对现场所发生的特殊情况进行SD卡的录像和录音。
n可配备彩色图像传感器
纯数字式的彩色CMOS感光器件，最高像素可达2048*1536，有自动背光补偿的功能。
有4mm、6mm、8mm、12mm、24mm的彩色、黑白镜头可供装配选择。
n自动曝光处理
曝光时间从0.1ms到1s间可调。
可设置最大最小快门速度。
可自由定义画面的曝光区域。
所有的画面调节功能如曝光窗口、白平衡、对比度调节、锐度调节、背光补偿等都由嵌入的软件来完成。
彩色、黑白图像都可单独处理。
n不同的图像格式和帧率
最高像素达2048*1536，最低达160*120。
图像可自由放大和平移。
图像格式有JPEG、M-JPEG、MxPEG、BMP。
640*480（MxPEG）帧率可达30fps。
n图像存储
自身存储空间可存储600张百万像素图片、2500张VGA图片、4000张CIF图片或长达6分钟的视频图像。
如果配备SD卡，则可以存储更多。
时间或事件前后的各一段时间内图像都可录像
MxPEG格式下可实现不同帧率连续录像，不同帧率录像下可实现声音的实时同步
视频管理计算机上最多可记录一百万报警事件。
录像存储空间可调。
可根据日期时间和摄像机分类对录像内容进行检索。
在同一界面上可同时显示30路25fps的VGA图像。
可自动定义界面上的操作按钮。
管理界面上的视频图像可任意布局。
事件、报警控制
可自由定义报警录像时间。
被动红外入侵探测、外接信号触发报警。
现场温度、照度、声音都可触发报警。
可自由定义视频移动检测区域。
可通过以太网络传送信号触发报警。
报警输出信号
开关量信号输出以及声音报警输出
通过网络以E-MAIL和FTP的方式发送报警信息
通过IP端口以消息的方式发送报警信息
可将现场的声音信号传到相应的终端
n声音功能
集成的麦克风和喇叭
和普通的PC机之间可通过VOIP进行对话
可对声音进行存储
通过SIP可实现可视对讲的功能
可通过电话对MOBOTIX进行远程控制
通过MxPEG可将声音和视频同步存储
n软件系统
用户不需要安装任何软件
通过IE浏览器查看实时图像，设置MOBOTIX各项参数
所有的视频管理和录像软件都固化在MOBOTIX摄像机内
支持2种浏览模式：
HTML/JavaScript（M-JPG）、ActiveX（MxPEG）
可通过PDA对MOBOTIX摄像机进行设置、管理
所有软件都可通过FTP升级
在同一浏览器内可同时观看多路视频图像
可自由定义用户组及相应的控制权限
POE供电，整个摄像机只需一根网线
功率仅为3W左右
n结构外壳
高纤维塑料外壳，提供IP65的防护等级
摄像机、防护罩和支架连为一体，形成一体化固件。
2.3MxCC管理软件
MxCC（MxControlCenter）是一个可自由定义界面的Windows应用程序，通过该程序可以很方便的运行和配置网络上的MOBOTIX摄像机。
MxCC可以很容易的把新安装的摄影机接入进来，并开始查看现场的图片。
您可以利用各种查看选项非常快速地显示一个或多个摄影机的视频图像。
同时，您也可以同步显示录像资料的回放。
除了查看实时的视频图像外，MxCC也能接收到网络上任何一个MOBOTIX摄像机的报警信号。
当发生报警时，MxCC软件可自动弹出报警窗口，并显示报警区域的画面。
MxCC软件也可以调看和分析网络上任何一个MOBOTIX摄像机已经存储的报警录像和信息，
此外，MxCC软件可以对网络上的MOBOTIX摄像机的所有报警信息进行本地存储，并能对同一事件的相关报警信息进行集中回放，以方便监控人员可以更好的对事件进行多方面的分析。
性能特征：
具有事件搜索功能
完整的专业版，随每台MOBOTIX摄像机免费提供
无摄像机数量限制，无用户数量限制，无许可证费用
摄像机通过IP或ISDN远程弹出报警提示并自动切换平面布局
在多台摄像机中按时间顺序搜索事件全过程
图像后期处理（对比度、缩放、镜头失真校正）
支持模拟和数字的PTZ摄像机
功能：
警报事件搜索
由于具有自动同步时间跟踪功能，可以同时在不同的摄像机上搜索事件。
警报搜索组合了一系列专用于简化事件搜索的功能。
情节串连图板是一个幻灯软片视图，通过它可以快速查看事件图像。
使用事件列表，可以按照时间对事件进行快速搜索。
通过事件检索，可以更细致地分析引发警报的事件。
2.3.1集成了多视图和站点映射功能
MxCC允许用不同图像规格进行多视图显示。
使用内含的平面布局编辑器，楼宇布局可以通过拖放操作进行快速设计。
2.3.2自动对平面图进行切换，并通过IP进行远程报警
MOBOTIX摄像机的标准配置中包含由事件控制控制中心自动弹出警报信息的功能。
信息传输可通过网络或Internet实现。
如果有事件发生，摄像机会通过网络向控制中心计算机传输信息，计算机随即保存事件图像，创建实况图像，并尽可能将其显示在屏幕的前景中，同时向用户发送声音信号提醒。
有关详细信息，请与控制中心联系。
2.3.3图像后处理（对比度、缩放、失真校正）
校正实时图像以及回放录像的因广角镜头引起的变形、图像局部放大功能、打印前图像编辑以及存储功能属于软件的标准功能。
左下图是MOBOTIX摄像机的原始图像。
右下图是经MxCC失真校正后的图像。
通过MxCC进行缩放－车牌号的识别不再是个难题。
2.3.4支持模拟和数字PTZ摄像机
MxCC不仅可以显示MOBOTIX摄像机以及别家厂家的IP摄像机的实况图像，您甚至可以将其他厂家的模拟摄像机也集成到专业的视频控制中心中。
MOBOTIX摄像机不仅在机内存储图像和警报，而且可以在局域网内的外置存储系统上为其配置的子目录里存储视频数据。
反过来，MxCC可以访问这些目录以进行图像显示和分析。
2.4MxPEG编码
MxPEG编码是MOBOTIX公司具有自主知识产权的图像编解码格式。
目前通用的一些编解码格式在传输高质量的图像画面时速度都太慢，尤其是在带宽受限制的情况下矛盾更加突出。
在为了解决这个问题，MOBOTIX公司开发出了MxPEG视频压缩算法。
该算法比普通的算法更快速更节省空间，因此特别适合于安全监控领域或其它任何需要迅速传播视频数据的地方。
2.5MOBOTIX系统的技术优势
2.5.1逐行扫描取代了梳状模糊的隔行扫描
MOBOTIX摄像头提供的1536图像线的百万像素记录比仅为10万像素的CIF格式图像展示的清晰度更高。
即使以降低的480线VGA进行记录，MOBOTIX摄像头也比其他VGA摄像头记录的图像品质更佳更清晰。
这是MOBOTIX软件精确放大功能的直接优势，它采用了完全的1536线图像传感器，而不是像普通CIF硬件一样简单地省略线而已。
由于采用了这种“逐行扫描”图像传感器，所以MOBOTIX摄像头不会出现4CIF记录中常见的隔行闪动，隔行闪动会导致移动对象显示模糊。
所以，尽管所需的存储容量较低，但MOBOTIX记录的VGA图像的清晰度还远高于4CIF格式的记录。
2.5.2强光和逆光下图像质量可靠
大部分带有机械自动光圈镜头的摄像头在逆光条件下使用时，或多或少会发生关闭情况。
因此会产生不好的效果，黑暗区域变得更黑暗，使面部无法辨认。
常用的方法是使用背光功能电子增亮图像，但是由于自动光圈镜头关闭，所以结果并不能令人满意。
MOBOTIX已采取了完全不同的方法来解决这类问题。
MOBOTIX摄像头中使用的CMOS传感器无需机械自动光圈镜头。
相反，它采用从1/8000秒到1秒的电子曝光。
这意味着MOBOTIX摄像头没有移动快门部件，这些部件往往在冬季容易发生故障或被冻住。
如果没有自动光圈镜头，摄像头可以通过电子方式选择所看到的内容。
要采取这种做法，曝光窗口只要简单进行配置，并它们通知自动化曝光需要增亮控制图像的哪些区域。
MOBOTIX摄像头中的曝光窗口可以按图像中的数量和位置自由配置，也可以通过网络远程配置。
示例展示了无曝光窗口（右侧）的拍摄和使用门两侧的两个曝光窗口
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