环保视频监控系统项目设计方案.docx
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环保视频监控系统项目设计方案
环保视频监控系统项目设计方案
第1章项目概述
1.1前言
近年来，随着视频编码技术、视频存储技术、视频容分析以及IT技术的发展，视频监控正在向网络化、高清化、智能化的方向发展。
网络视频监控方案改变了模拟监控中的视频传输及存储方式，系统架构更简洁、部署实施更便捷。
尽管网络视频监控系统有诸多优点，但用户的需求也在不断提高，用户希望系统要有更高的清晰度，更完善的功能，更稳定的性能，更丰富的终端等。
要实现大规模智能高清监控，就必须从视频源采集、视频信号编解码和传输、视频实时监控与分析、视频文件存储与回放等环节全面支持大规模智能高清。
这样就给系统设计、部署带来了一系列现实的问题：
网络带宽紧、存储空间庞大、对计算性能的要求成倍增长、投资与维护成本高昂、系统扩容升级压力等。
云计算（云视频）通过虚拟化技术将大量异构的服务器和网络存储设备构建成统一的资源池，为大规模智能高清视频监控系统提供可扩展的海量存储资源和超强计算能力，灵活地为用户提供所需的视频监控服务，同时减少系统建设、升级及运维管理的成本，提高资源利用率及系统运行可靠性。
设计依据与设计原则
1.2系统设计依据
《智能建筑设计标准》（GB／T50314—2006）
《建筑智能化系统工程设计标准》（DB32/191-1998）
《城市住宅建筑综合布线系统工程设计规》（CECS/119-2000）
《建筑与建筑群综合面线系统工程设计规》（GB/T50311-2000）
《民用建筑电气设计规》（JGJ/T16-2008）
《民用闭路监视电视系统工程技术规》（GB/50198-94）
《系统接地的型式及安全技术要求》（GB14050-2008）
《安全防工程程序与要求》（GA/T75-94）
《安全防工程验收规则》（GA/T308-2001）
《工业电视系统工程设计规》（GBJ115）
《安全检查防系统通作图形符号》（GA/74-94）
《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806—1997）
《火灾自动报警设计规》（GB50116-98）
《中华人民国公共安全行业标准》GA/T75-2008。
《通信电源和空调集中监控系统技术要求》原邮电部YDN023-1996
《通信局（站）电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议》
《通信电源集中监控系统工程设计暂行规定》（YD5027-96）原邮电部
《电子计算机房设计规》（GB50174-2008）
《建筑防雷设计规》（GBJ5057-2010）
1.3系统设计原则
本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、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：
1.3.1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，满足视频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。
1.3.2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。
1.3.3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。
对系统采取必要的安全保护措施，防止非法接入、非法攻击和病毒感染，防雷击、过载、断电、电磁干扰和人为破坏等，从多角度多层次进行综合安全防护。
1.3.4标准性与规性
系统采用标准化设计，符合国家、公安部等有关设计规要求及建设方的管理和使用要求。
控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等遵循国家、公安部等系统标准规定。
1.3.5兼容性与规性
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，提供开放的接口便于系统整合。
1.3.6扩展性与扩充性
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。
1.3.7独立性
建成的系统监控控制平台要能独立运转，不能依附于其它系统平台，未经许可的其它系统平台禁止接入。
1.3.8可管理性
系统的设备、网络、用户、性能和安全应能够并便于管理和配置。
1.3.9本地化
系统平台的相关硬件要设置在监控中心，平台软件要依附于本系统的附属硬件。
1.3.10最优化的设置配置
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。
1.3.11提高综合管理水平
本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。
本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合监控，时时视频撑握监视及报警情况。
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。
1.4设备选型原则
1.4.1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。
操作台由用户选定。
1.4.2材料要求
本系统中所用监测系统各配件均采用防锈、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。
系统各配件部的电路板材料及部件已进行防潮、防腐、防盐雾处理。
1.4.3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）。
1.4.4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0℃－50℃的环境温度下必须都能正常工作，具备防水，耐盐雾、抗风、防尘等性能。
1.4.5电源使用性
系统正常工作要求电压变化围为154～264V、频率变化围50Hz±2Hz。
1.4.6室环境
所有室设备均按国家及省市相应标准。
包括工控计算机（包括CPU、10M/100M自适应网卡等），I/O卡（信号机），打印机，UPS，交流稳压电源，控制台及其座椅等，接地装置（包括专用和综合）及其它组件。
1.4.7室外环境
所有室外设备均按国家及省市相应标准。
包括高速彩色摄像机、防护罩，避雷装置（包括信号和电源避雷），线路。
第2章系统总体设计
2.1需求分析
视频安防监控系统是利用视频技术探测，监视设防区域并实时显示，记录现场图像的电子系统，本监控云存储系统采用全数字的系统结构，通过网线传输到监控中心，完成监视图像的记录，分析，调用，而云计算与云存储技术为大数据处理及其相关应用提供了最有效的解决方案。
根据客户要求需达到如下需求：
（1）视频安防监控系统的主机安装监控管理中心，设磁盘阵列，视频解码器，电视墙等，该系统可对各路网络摄像机信号进行多路切换，监视，控制，记录及回放。
（2）网络红外高清球机，网络红外枪机和网络红外半球对需要监控的地点进行实时监控。
具体安装位置根据现场情况及客户需求而定。
（3）所有摄像机同时录像，录像设备选用磁盘阵列，容量不低于录像储存15-30天左右的空间，并可随时提供调阅及快速检索，图像应包含摄像机机位，日期，时间等。
（4）通过解码器可把任何一路网络视频信号输出至4X3的电视拼接墙。
（5）云计算提供的高性能计算能力能够保证大量数据服务的快速响应，可以构建视频图像资源中心面向服务（SOA）的应用，满足各区域、各部门等大量用户和业务系统的服务请求，方便从海量的资源池中获取所需的视频图像信息。
2.2设计思路
在需要监控的地点安装网络红外枪机，半球和网络红外高速球；在摄像机旁边可安装拾音器和音响来实现和监控中心的双向语音对讲，向监控中心汇报情况，方便监控中心下发警情决策指示；安装报警按钮等实现与监控中心的报警联动，其视音频、报警及控制等数据将通过网络传输至监控中心。
在环保中心机房，部署捷高智能感知行业监控系统平台，以该平台做为整个视频图像系统的核心控制管理中心，通过该平台完成整个系统所有图像资源的联网图像的调度、管理、分发和互通功能；通过视频管理服务器完成视频图像的接入、认证、权限分配；通过流媒体服务器完成实时图像分发、实时图像的调阅和分发功能。
系统按建设的部署可分为：
●前端设备部署
⏹高清红外网络高速球机
⏹高清红外网络枪型摄像机
⏹高清红外网络半球
⏹报警联动设备（可选）
⏹语音对讲设备（可选）
●监控中心部署
⏹系统平台（捷高智能感知行业平台）
⏹解码及显示系统
⏹磁盘阵列存储设备
●传输系统部署
⏹电源线路传输
⏹IP网络传输
2.3拓扑结构图：
2.4前端网络视频监控系统组成
监控前端组成
视频采集单元主要指监控摄像机，它是监控系统的“眼睛”，因此监控摄像机的选择对监控系统的效果影响很大。
高速球：
高速球摄像机具备一般摄像机图像处理能力，结合云台旋转功能，通过远程控制，实现变倍、旋转等功能；适合监控围较广有PTZ控制但对转动速度要求高的环境保护。
枪机：
枪式摄像机主要实现对定点定区域的监控，可通过配置不同焦聚的镜头，实现对不同远近、大小、光线固定环境进行监控。
主要部署出入口、外围路口等固定区域。
半球：
半球摄像机主要安装在室环境某些定点区域，通过配置不同焦聚的镜头，实现对不同远近、大小、光线固定环境进行监控。
音频设备（可选）
本次方案设计的视频监控系统支持双向语音对将功能，通过在监控前端配置拾音器和扬声器，在监控中心配置麦克风和音箱即可实现双向语音对讲。
2.5前端联网报警系统设计
报警系统与视频复核系统的整合解决方案分为两种基本模式：
独立式系统和一体化系统。
在独立式系统中，报警系统与视频监控相对独立地整合在一个单元里，这一模式以商业环境保护或住宅环境保护的室应用为主，另外也可以应用于建筑物的户外环境保护及连锁商铺、电信基站等，也适用于户外的周边防领域，它是在现有的纯报警或纯监控的基础之上添加另一空缺的系统，两者相互独立但又密切联系；在一体化系统中报警器与摄像机整合到一个系统中，系统通过传感器连接。
一体化系统对于全新安装的用户比较适用，但是老用户或已有接警中心的用户不建议使用（意味着将更换目前所有设备）。
我们重点分析一下独立式系统，独立式系统是在保持现有系统的基础上，添加另一套与之互补的系统。
该系统的工作原理是：
当探测器感应到入侵信号后，探测器向报警主机发送入侵信息，报警主机在现场声光报警外，同时也给监控系统发送报警信息，监控系统接收到报警信号则立即与中心实时联动，将现场画面弹出到桌面上，GPRS电子地图显示出准确的报警点。
这样值班员在接到报警信息的同时也会看到自动弹出的现场实时画面。
原理图如下：
基于以上所讲，在报警系统的基础之上扩展视频复核系统，首先要解决各个点的网络问题，其次是在现有中心扩建一个视频复核平台，然后是各点安装监控系统，并与报警系统实现联动，最后再进行系统设置以及调试。
◆ 基本功能设计如下：
采用网络实现数据传输，节省了通讯链路建设成本，保证通信链路的稳定性，最大限度传输高清晰度视频图像的实效性。
◆ 以下为系统各个组件的功能：
A、 报警主机：
接收分析各无线探测器发送过来的触发信号，并可智能化地进行报警工作。
1、输出485信号驱动摄像头。
2、输出DC12V电压驱动现在声光警号报警。
3、拔号模块通过预设的进行轮巡拔号。
B、无线红外探测器：
安装在室需要监控位置，当人非法进入时，红外探测器触发主机报警。
C、无线气感探测器：
安装在厨房或浴室，一旦有燃气泄漏，即触发主机报警。
D、无线烟雾探测器：
安装在客厅或厨房位置，当住户发生火灾时，探头探测到烟雾，即触发主机报警。
E、无线紧急按钮：
当家中有紧急事情发生如重病，或有盗贼闯入，需要求助时按动紧急按钮，即触发主机报警。
F、 无线门磁探测器：
安装在需监控的门框或窗户上，当有人非法打开大门或窗门时，即触发主机报警。
G、 摄像头：
与报警主机有线连接，安装在室需视频监控的位置。
当接收到来自报警主机的报警信号，经过智能处理转为数字信号上传中心。
2.6视频传输网络设计
2.6.1传输方式的类型
监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。
目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，应选择不同的传输方式。
1、超5类网线传输
在近距离的围，用超5类网线传输，通过交换机集联即可，这种传输方式的优点是线缆和设备价格便宜，传输距离相对较近。
2、光纤传输
光缆传输技术是远距离传输最有效的方式，传输效果也都公认的好，适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输。
通过光缆把视频信号传输到监控中心的光端机的接收机还原成视频信号进行监控和存储；控制信号通过光端机和光缆传输到前端设备，完成对前端云台、变倍镜头、高速智能球、其他联动设备进行控制。
注：
本系统由于全部用网络摄像机，根据现场情况，对于距离在100多米左右的摄像机采用超五类网线传输，交换机集联的方式；如果摄像机的距离比较远，则采用光纤收发器发射和接收，用光纤传输到机房的交换机。
2.6.2电源及控制线路
前端摄像机建议采用RVV2*1.5统一供电到摄像机前端，再通过变压后输出给前端摄像机，直流供电线路采用RVV2*1.5；
第3章监控中心设计
监控中心是整个视频监控系统的核心，拥有整个监控系统平台的软硬件
设备，为系统提供终端设备和客户端接入、流媒体转发、控制、存储及报警系
统布防和撤防设置、视频异常报警、设备异常报警、多种方式的报警输入联
动、报警输出手动或自动控制以及其它应用服务（如：
GIS、收费）等业务，同
时可以完成设备管理、设备控制、用户管理、告警管理等系统管理功能，实现
整个监控系统集中、统一管理的目标。
中心平台配置管理服务器，对系统中有
所终端设备提供接入服务并对设备及用户统一认证管理。
拓扑图如下：
视频监控平台软件系统方案特点
3.1标准化、规化
捷高IISP网络视频监控系统符合国家、公安部相关规定，采用标准化的架构、网络协议、视频编解码协议、应用接口、文件格式等，具备良好的兼容性。
3.2业务功能丰富
1、实时视频监控
2、集中认证、用户权限管理、远程配置设备参数
3、远程控制
4、集中存储、录像回放
5、报警联动、远程布撤防
6、电子地图
7、WEB功能
8、GPS定位
9、IP对讲
10、手机监控
11、服务器管理
12、日志管理
3.3部署简单、使用便捷
系统部署简单、快捷，系统通过中心业务平台集中调度的方式实现业务、用户以及设备的统一管理，有效的保障了系统运行的稳定性和安全性，同时也提高了系统的运行效率和用户的使用便捷性。
同时，我们设计了人性化的用户操作界面，采用友好的提示，让功能图标图形化、更直观，即使是从未接触过的用户都能快速上手、舒适使用。
3.4开放的设计体系
基于开放的设计体系，捷高综合智能感知网络视频监控系统可提供丰富的整合接口，易于与其他业务系统整合，提供贴切实际应用需要的系统功能。
整个系统采用国际标准IP传输协议，支持ONVIF协议。
3.5架构合理性
a、面向服务的分布式体系结构
成功的设计实现了完全的分布式体系结构，管理控制、流转发和存储点播均可采用分布式部署，每个图像节点均可实现局部自治，在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不影响系统的正常工作。
系统中的图像节点之间可以灵活设定上下级关系，按照行政隶属关系划分层级，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制，可满足项目上千万台摄像机的全国性联网需求。
系统所采用的分布式体系结构，便于业主统一规划，分步实施，各图像节点可同时分布分期进行建设，然后通过统一的控制协议实现互联互控。
系统采用LDAP实现了全局统一名字，支持分布式数据的复制和服务，采用状态矩阵、状态机等复杂数据结构实现了全局状态的一致，达到了系统的自稳定性。
采用面向服务（SOA）的集成体系结构，将图像的采集/分发/存储作为服务的提供者，将指挥中心的图像使用作为服务的消费者，形成一个层次结构清晰、松耦合的柔性化的图像信息管理体系，以应对系统的扩展性，可最大限度实现图像资源的可复用化需求。
采用分布式对象管理技术，将各种资源都存储在数据库中，单节点的数据库是树形／层次结构，多个节点之间通过上下级关系组成更大的层次结构。
根（整个系统）、用户、用户组、摄像机、编码器、报警、配置、存储通道、节目文件、串口、布防计划等等都是对象，应用DNS架构，每个对象在全网有唯一的名字，真正实现了统一资源和统一编号，构筑出类似于INTERNET的视频网络（VideoInternet）。
b、基于视频中间件的开放式接入和应用体系
系统采用在IT行业广泛应用的中间件技术，设计并实现了POSA组件式对象和服务架构（PluggableObjectsandServicesArchitecture），可运行于多种硬件和OS平台，实现了系统平台的组件化和中间件化，支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互，支持各种标准的协议和接口。
POSA组件化架构分为三个层次，最上层为用户界面和应用服务器，中间层为接口层，最低层为组件层。
POSA视频中间件将视频处理过程分解为若干接口部件，对系统而言，支持新的数字设备，只需开发POSA架构中最低层相应的组件，不需调整核心代码，不影响上层的接口和应用，从而在实现兼容的同时保证了系统的稳定性。
POSA在接口层为不同的开发工具封装了对应的动态连接库，开发人员可基于任何操作系统，采用任意开发语言进行定制化的开发，所有开发的应用自动兼容系统支持的任意数字设备。
合作伙伴基于POSA视频中间件进行开发，与传统SDK开发的比较将更加容易，功能集成更简单，更容易升级和维护，将极降低应用系统的总体开发成本，并保证应用的持续扩展和升级。
3.6电信级的高可靠稳定性
采用优化定制的嵌入式Linux操作系统，支持自由上下电，意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败，启动时间少于15秒。
具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持7*24小时连续工作。
具有网络容错能力，支持网络断线重连，即当用户调阅图像时，网络出现中断，当网络恢复正常后，系统可自动重新建立连接，恢复用户调阅的图像。
管理控制系统支持自动同步功能，授权用户对系统进行设置修改后，系统可将自动对全网进行更新，各图像节点状态始终处于一致的状态，即使某很短时间状态发生了变化，但整个系统的各个图像节点很快能重新同步。
自动恢复功能：
当某些流媒体转发系统由于某种情况意外重启，系统提供部分自动恢复机制，可恢复转发服务器之间的视频连接通路，避免需要用户重新发起视频请求。
活动通知功能：
指视频转发器之间的活动通知，视频转发器检测到对端服务器不活动，经过一段时间（可设置，如10分钟）须释放有关资源。
系统支持具备各节点及其主要设备调整到同一时间。
管理控制系统支持通过组播协议自动发现网络上的设备，更换编码设备无须停止系统运行。
3.7完备且安全的权限管理
系统的权限体系符合ACL（AccessControlList）模型，保证设计上的完备性采用Kerberos安全论证机制，支持用户的全网漫游，用户在全系统中只需要记住一个和密码就可以访问任何有权限的图像资源。
支持用户分组：
用户可以划分成组，一个用户可隶属于多个组，对组进行授权将作用到该组中的所有用户。
支持权限继承：
下级图像节点可直接继承上级节点的权限，方便系统的配置管理。
支持用户级别的设定和PTZ抢占：
每个用户都拥有一个级别属性，和用户的行政级别相对应，级别高的用户可以抢占级别低的用户对图像资源的PTZ控制权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知。
支持锁定和解锁：
图像资源可以被锁定，对锁定的资源，不管用户的级别如何，使用前必须先解锁。
级别高的用户可以解除级别低的用户对某资源的锁定。
可以做到当遇到重要事件，直接挤占或屏蔽其他下级浏览视频权限，用于给控制中心显示需要。
支持精细化权限设定：
可针对任何一个用户，针对任何一个图像资源进行精细权限设置，比如可为每个用户设置对每个摄像头的权限（是否可以实时监控、录像文件点播、云台控制等），权限类型和用户级别数量都没有限制。
控制权限具有一定的驻留时间，驻留时间可根据用户要求进行设置，避免频繁抢占控制的现象。
3.8高效的流媒体转发
当多个客户端需要同时查看某监控点的相同画面时，势必会造成在一条通讯网络线路上的数据拥堵，严重浪费网络资源。
捷高监控平台软件可以在有限的带宽下，通过高效的流媒体转发功能，保证音视频流稳定有效的传输,以及在不同网段之间转发媒体数据,实现被转发媒体位置的透明性。
当有多个客户端需要同时访问同一远程画面时，在转发服务与前端视频通道之间只占用一个通道带宽的网络资源，再由转发服务器将数据分发给多个客户端。
解决了带宽、外网和多用户访问的冲突，有效地利用网络带宽。
3.9多种电子地图应用方案（图片地图、GIS地图）
即支持普通的图片文件式电子地图应用，又支持大型GIS数字地图系统来组建GIS电子地图应用。
3.10多样化的报警联动预案
报警联动预案支持多种联动动作，如：
报警消息提示、摄像机开始录像、手机短信通知、Email发送、视频抓拍、门禁控制等。
每种联动动作即可独立使用又可任意组合使用，当任何一个报警触发时，就可以自动根据预先设置的报警预案进行联动操作。
3.11真正的规模联网视频监控系统
通过资源树技术、海量视频访问技术、分布式视频信息存储技术、自适应视频网络传输技术、视频源并发访问处理技术、视频传输故障自愈技术等先进的设计方法，和视频前沿技术的开发，成功地解决了一个大型系统所必须解决的技术难点，诸如海量用户和设备的接入管理、区域/分级联网、服务质量体系构建、异构网络和系统的互联互通互控、视频信息的多元存储模式、海量视频信息的分布式并发存储/检索与分发等。
使之具有全面满足大型视频监控系统的能力要求和质量要求。
平台系统支持多种网络协议，可以跨平台使用。
3.12终端/用户纵深式控制管理
系统基于资源树架构下的权限
升级会员 