工厂远程监控方案00文档格式.doc
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2.2nDVR综合监控管理软件 17
第四章系统结构与组网方式 22
一、系统结构 22
二、组网方式 22
2.1前端监控点组成描述 22
2.2总调度室组成描述 23
2.3市局监控点组成描述 23
2.4市局监控中心组成描述 24
第五章辅助设备技术指标 24
监控系统管理服务器 26
监控工作站 26
彩色摄像机 27
摄像机防护罩 27
云台 27
云台镜头控制器 28
一体化球机 29
第六章技术服务 30
一、项目管理 30
二、技术服务 30
2.1基本技术服务 30
2.2资料提交的要求 30
2.3培训 31
2.4设计联络 31
2.5其它 31
第七章配置与报价 32
第八章检验与验收 33
一、检验与验收 33
二、包装、运输和仓储 33
第一章系统概述与需求分析
一、系统概述
正如当年蒸汽机的发明加快了人类机械化的进程，电的发明加快了人类电气化的进程一样，以计算机网络技术为代表的高新技术的发展，为人类社会的发展提供了重要的生产力，必然加快人类信息化的进程。
企业如何把握技术革命的机遇，如何通过建设自己的宽带网络来获得丰富的外部信息资源，如何迅速提高自己，增强企业核心竞争力？
更好地服务于生产经营，以获得更大的利润，现在已经变得越来越迫切。
企业网络从诞生的第一天起就大大有别于公众网络，具有私密性的要求，光纤的铺设、百兆千兆的升级、多媒体应用系统的承载……它的每一步发展都是与企业应用紧密联系在一起的。
企业的应用需求决定了企业的通信和IT应用，这些应用的规模决定了作为基础的企业网络的规模和结构。
当前，企业网络需要各种IT应用才能充分体现其建设价值，例如ERP、E-mail、Intranet、Extranet、财务系统、OA系统、CRM系统、甚至OSS系统的建设，同时还有各种应用的不同组合，还需要确立集中管理还是分散管理的原则，这些因素也决定了企业网络的规模、拓扑和带宽。
特别是当前风起云涌的、大型企业对安防系统的多媒体网络化改造，注定了将为企业网络的应用注入新的活力。
图1
几年前，带有磁带录像机的全模拟式视频监控系统，即所谓闭路电视监控系统（CCTV），占据了企业安防系统的主要市场。
随着数字技术的发展，出现了具有视频输入压缩功能的数字硬盘录像机，称为DVR。
数字硬盘录像机以其高可靠性、大容量、高速随机访问且价格合理等特点很快取代了模拟式的磁带录像机，由数字硬盘录像机、矩阵切换控制器、监视器墙、报警主机、控制主机等主要设备组成了视频监控系统如图1所示。
但是，由于受各种线缆铺设长度的局限性的影响，大型企业很难真正建设无死角、全区域、全天候的集中监控系统。
现今，随着开放的TCP/IP以太网支撑平台逐步成为企业网络数字化建设的基础，企业建立基于TCP/IP协议、具有远程分散式监控、集中化管理功能的多媒体网络安防系统已成为可能。
多媒体网络安防系统比传统的模拟监控系统具有更好的开放性、可集成性、扩展性和前瞻性，优化了系统结构，方便了系统管理和维护。
真正体现了企业对宽带网络应用的最高追求，必将为企业实现了精细化管理做出突出的贡献。
航科信通科技有限公司审时度势、顺应潮流，及时推出了基于国际最新多媒体技术和网络通讯技术的VAjet多媒体网络安防综合管理系统。
它使用国际最新的MPEG4编解码技术、Internet网络视频传输技术（IVS）、视频加密存储等技术，使监控系统可以在网络中无限延伸，与企业网络系统完美结合，必将为企业网络应用做出卓越贡献。
二、用户需求分析
2.1总体需求
承德钢铁集团有限公司拥有员工20000余人，厂区面积达6平方公里，下属十几个生产厂和多个专业化公司，是河北省大型支柱性企业集团、全国500家最大工业企业之一。
2002年，承钢集团高瞻远瞩、立足实际建成了千兆主干网，为企业的进一步高速增长打下了良好基础。
于是，多媒体网络安防系统的建立成为承钢集团网络应用的当务之急。
承钢集团多媒体网络监控综合管理系统的功能，主要体现在以下几个方面：
1）系统采用网络式视频监控模式，应用基于IP的多媒体监控技术；
2）前端（即监控点）主机集视频采集、压缩、传输于一体。
视频压缩方式为MPEG4，主机
提供10/100M网络接口，内置WEBSERVER，可配置IP地址，有密码和权限控制；
3）监控中心可以通过硬件解压，同时也提供软件解压方式，监控软件可以控制远端主机、摄像机以及软件实现画面分割、图像保存；
4）任意用户可以通过网络中任一台计算机使用监控软件访问监控点，获得动态、实时图像；
5）所有监控点体现无人值守模式；
6）系统具有可扩展性，操作简便，维护方便。
2.2用户主要需求规范
1）各级监控管理单元可通过网络观察到分布于全公司的130个监控点重点设备、工艺和安全保卫现场的实时情况；
2）在总调度室和保卫部的PC机和电视墙上实现有效的集中监控、授权管理功能。
系统功能
1）权限设置
系统具有分级权限设置功能，具备有效的安全管理措施，防止非法操作。
可以进行多级密码权限控制。
2）图像要求
l图像分辨率至少352x288;
l单路图像25帧/秒（PAL）；
l每个浏览终端最少可同时显示16路不同视频图像（支持多监视器模式）；
l图像可缩放；
l对单路、多路图像清晰度、色调饱和度、对比度、分辨率等设置可调；
l监控图像可于监控中心电视墙上实时显示；
3）联网功能
l以企业主干网为传输平台，视频图像能够同步实时远传，实现投资保护；
l各级监控管理单元可随时实时浏览视频图像；
l合理、有效占用带宽，不能影响已在网上运行系统的数据传输速度；
l系统满足各级监控管理单元实现分级监控、集中管理的功能；
l系统适应各种网络情况；
l系统满足业务需要，保证系统扩容及联网操作简便灵活。
4）系统功能设置简便，易于操作，建立图形化界面；
5）一般监控用户在授权范围内，对相关监控点实现随时监控，画面显示速度应满足人的视觉需要（25帧/秒）；
6）对重点防护部门应能实现自动报警（火、盗、破坏），同时对重要视频信息实现自动存储归档。
技术要求
1）产品质量符合国家、国际相关标准
2）可靠性要求
多媒体网络安防综合管理系统的采用不应影响其他监控设备的正常运行。
多媒体网络安防综合管理系统的局部故障不应影响整个系统的正常工作。
多媒体网络安防综合管理系统具有远程维护、设置和自恢复功能，前端监控点应真正实现长期无人值守方式。
多媒体网络安防综合管理系统运行可靠、设备性能可靠、保存和恢复设计方便，有容错功能。
3）可扩充性
多媒体网络安防综合管理系统的软、硬件应便于进行系统扩容和智能化升级。
为适应将来建立分布全国的分公司、办事处的多级联网监控需求，系统应具有灵活的多级组网、适应用户不同网络条件的功能。
4）先进实用及实时性
智能化、多媒体化、网络化、成功的应用性、合理的配置性、良好的操作性。
从告警发生到有人值班的监控中心接到信息的时间≤500毫秒。
5）图像传输带宽
以太网络，其中视频网络资源占用每路不超过512K。
6）视频信号制式
符合国家（国际）标准视频制式（N/PAL制）。
7）硬件：
硬件设计考虑可做到一体化、防磁、抗干扰、能长时间稳定工作。
8）软件
操作简单，模块化结构，能应用于Windows2000/NT，XP操作系统。
第二章系统设计原则、主要技术手段与参考标准
一、系统设计原则
根据用户需求，我司建议采用VAjet多媒体网络安防综合管理系统，该系统充分体现了用户所追求的先进性、智能性、高性价比原则。
1.1可扩展性
1）为了适宜未来系统扩展的要求，VAjet多媒体网络安防综合管理系统在满足现有功能的基础上预留了足够的设备容纳性以便系统扩充之用。
系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。
2）灵活的组网方式，方便被监控站点的增加。
3）可按多级（至少三级）组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级的监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。
1.2灵活性
1）VAjet多媒体网络安防综合管理系统可以很方便进行软、硬件升级，保证用户投资。
系统采用的软件，包括：
服务器软件和用户端软件，均为用户提供免费升级。
2）可调节图像质量与带宽占用，系统采用MPEG4硬件编解码，可以根据用户需求调节帧数、分辨率、图像质量等。
3）多种图像浏览方式，包括单画面、四画面、九画面、十六画面、三十二画面以及多种组合式画面浏览方式。
4）系统建立基于C/S架构的组网技术，可以方便灵活的使用。
1.3先进性
采用国际最新MPEG-4图像硬件压缩处理技术，图像清晰，画面质量高，占用带宽小，实时性强。
1.4实时性
视频延时小于0.5S。
1.5可靠性
1）具有设计独到的视、音频流量管理功能，保证网络通畅。
2）实行操作权限管理，保证统一、规范管理。
3）系统具有自诊断功能。
4）系统的平均无故障工作时间MTBF>
100000小时。
1.6完善性
1）具有强大的视频、音频和数据告警功能。
2）当某台摄像机发生移动侦测报警时，系统可实时启动录像，或驱动云台前往预置位实时监视。
3）当发生报警时，能把报警信息以短消息形式发送到指定用户端，或以E-mail方式发送到指定管理员的信箱中。
4）与数据监控系统的无缝结合，实现告警时灯光、警笛联动并录像。
5）功能完善的录像管理体系。
系统可选用手动、移动侦测、告警、定时录像四种录像方式；
提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。
同时可提供分布式网络存储功能，与网络内其他服务器或网络存储服务器NAS紧密结合。
6）系统具备完善的控制功能：
系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作。
7）不同分控中心可被授权管理不同监视区域，同时，被授权的网上任一操作人员可对任一监控点进行监视，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。
进行云台的预置和控制。
8）系统具备监控点任意画面切换，单点播放、多点组播的功能。
1.7良好的硬件平台
系统硬件平台为嵌入式设计，体积仅为135毫米长x141毫米宽x39毫米高。
由于体积小巧，对钢铁企业的特殊环境要求，可进行集成化设计，充分做到防粉尘、防电磁干扰、防高温，实现高度一体化、高度工程化，便于特殊环境条件下（建设范围广阔，粉尘大、电磁干扰严重、露天作业的现场环境）的施工、安装和调试。
1.8良好的软件平台
系统的软件操作简便、模块化结构，能应用于Windows2000/NT/XP等操作系统。
二、主要技术手段
2.1视音频压缩技术
视音频是流特性业务，数据量很大。
未压缩或很少压缩的视音频流在企业Intranet上传输的效果是无法容忍的，而且会很容易地将企业网络资源吞没，造成网络拥塞甚至崩溃，影响企业其他重要数据的传输或网上办公系统。
因此，IP视频通信的第一步就是视频压缩。
视频压缩编码的理论基础是信息论。
压缩就是从时域、空域两方面去除冗余信息，即将可推知的确定信息去掉。
编码方法大致可分为三类：
1.考虑到图像信源的统计特性采用的预测编码方法、变换编码方法、矢量量化编码方法、子带-小波编码方法及神经网络编码方法等；
2.考虑到视觉特性采用的基于方向滤波的图像编码方法、基于图像轮廓/纹理的编码方法；
3.考虑到图像传递的景物特征，采用的分形编码、基于模块的编码方法。
在IP视音频通信应用中，编码方法的选择不但要考虑到压缩比、信噪比，还要考虑到算法的复杂性。
太复杂的编码算法可能会产生较高的压缩比，但也会带来较大的计算开销，软件实现时会影响通信的实时性。
目前，在众多视频编码算法中，影响最大并被广泛应用的算法标准是ISO/IECMPEG和ITU-TH.26x。
AMPEG标准概况
MPEG-1
ISO的活动图像专家组（MPEG）在1991年11月提出了ISO/IECⅡ172标准草案，通称MPEG-1标准。
该标准于1992年11月通过，1993年8月公布。
它是为工业级标准而设计的，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM、Video-CD、CD-I等。
MPEG-1的编码速率最高可达4-5Mbits／s。
MPEG-2
1995年出台的MPEG-2（ISO／IEC13818），它所追求的是CCIR601建议的图像质量，即为DVB、HDTV和DVD等制定的3Mbps-10Mbps的运动图像及其伴音的编码标准。
MPEG-2在NTSC制式下的分辨率可达720×
486，MPEG-2还可提供广播级的视像和CD级的音质。
MPEG-2的音频编码可提供左右中及两个环绕声道，以及一个重低音声道，和多达7个伴音声道（DVD可有8种语言配音的原因）。
同时，由于MPEG-2的出色性能表现，已能适用于HDTV，使得原打算为HDTV设计的MPEG-3，还没出世就被抛弃了。
对于最终用户来说，由于电视机分辨率的限制，MPEG-2所带来的高清晰度画面质量在电视上效果并不明显，倒是其音频特性（如重低音，多伴音声道等）更引人注目。
MPEG-4
MPEG专家组继成功定义了MPEG-1和MPEG-2之后，于1994年开始制定全新的MPEG-4（IOS/IEC14496）标准。
MPEG-4标准将众多的多媒体应用集成于一个完整的框架内，旨在为多媒体通信及应用环境提供标准的算法及工具，用于实现音视频（audio-visual）数据的有效编码及更为灵活的存取。
MPEG-4试图达到两个目标：
一是低比特率下的多媒体通信；
二是多工业的多媒体通信的综合。
据此目标，MPEG-4引入了AV（Audio／VisaulObjects）对象，使得更多的交互操作成为可能。
MPEG-4视频格式大大优于MPEG-1与MPEG-2:
视频质量与分辨率高，而数据率相对较低。
主要的原因在MPEG-4采用了ACE（高级译码效率）技术，它是一套首次使用于MPEG-4的编码运算规则。
与ACE有关的目标定向可以启用很低的数据率。
这可以将整部视频电影以完全PAL或者NTSC的分辨率与立体声（16位,48kHz）存储在单个CD-ROM上。
具体而言：
700MB的容量对多数110分钟的电影来说绰绰有余了，而MPEG-2格式的电影在相同的分辨率下需要约11倍以上的储存空间。
当MPEG-2的数据率加倍至接近真正的特性时，MPEG-4可以在声频与视频流上在广泛的领域上升级。
当视频在5Kbit/s与10Mbit/s之间变化时，声频信号可以在2Kbit/s与24Kbit/s之间进行处理。
由于这种可升级性，声频与视频数据可以经专门调整适应真正的环境。
另外，由于MPEG-1和MPEG-2标准均为高层媒体的表示与结构标准，其交互性及灵活性较低。
而计算机网络具有很高的灵活性和交互性，但它遵循的标准却与MPEG标准不兼容。
MPEG-4的制订有效的促进三网的融合。
MPEG-4中一个重要概念是视频对象（VO），一幅图像的编码时分割成很多任意形状的VO，分别对各VO进行帧内、帧间编码。
必要时只传输某些VO，大大地提高了传输效率。
如果视频没进行分割，那么编码结构就退化为只处理标准矩形的一层，这种处理方式与MPEG-1/MPEG-2标准类似，从而达到与MPEG-1/MPEG-2的兼容。
MPEG-4的最低码率可达到5-64kbps。
在开发低码率编码的同时，更注重具体视频对象的交互性和可操作性，并对多媒体应用领域的各种编码进行兼容。
MPEG-4是第一个使用户可在接收端对画面进行操作和交互访问的编码标准。
由于MPEG-4基于对音视频对象（AVO）独立编码，必须同时传送编码对象的组成结构信息棗"
场景描述"
，它不属于AVO的特征信息，仅表示场景中各AVO对象之间的时空结构关系。
"
信息是独立传输的，解码时在解码端可改变选定AVO的"
参数，对图像和声音的有关内容进行编辑和操作。
例如：
增删某个对象、改变某个音视频对象的音调、激活分级编码信息等，编码端无需任何改变。
MPEG-4引入了合成与自然混合编码（SyntheticandNaturalHybridCodingNHC）。
这样的合成编码不仅可极大地提高编码效率（可获得1kbps的超低码率），可用于实现虚拟电视会议系统，丰富用户与场景的交互。
MPEG-4提供了基于内容（对象）的随机存取方式，在有限的时间内能以较高的分辨率，按帧或任意形状对象，对一个音视频序列进行随机存取。
例如，可以一个序列中的某个音视频对象为目标进行快进搜索。
MPEG-4的编码系统是开放的，为各不同的算法。
解码器是可编程的，各种解码工具可与信息内容本身一起下载。
种多媒体应用提供一个灵活的框架和一套开放的编码工具，不同的应用可选取
MPEG-4不仅能满足多媒体应用需求，对互联网、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、对于内容存储和检索多媒体系统、Internet/Intranet上的视频流等应用也必将产生深远影响。
B不同视频编解码标准性能比较
压缩标准
MPEG1
MPEG2
H.261
H.263
MPEG4
网络占用带宽
1-2Mbps
5-10Mbps
64-1920kbps
28.8-64kbps
小于64Kbps
通信网络
10M/100M以太网及以上
宽带网络
ISDN及以上
普通电话线及以上
图像清晰度
有马赛克现象
较好
有水波纹
很好
图像实时性
25帧/秒
30帧/秒
15-25帧/秒
网络延迟
>
2秒
3秒
0.5秒
应用领域
应用只局限于广播和影视方面
应用只局限于广播和影视方面，在用户带宽有限的情况下，建议使用MPEG4视频编解码标准方式
IP视频会议、可视电话应用
动态图像、互联网、实时多媒体监控、低比特率下的移动多媒体通信、内容存储和检索多媒系统、Internet及Intranet上的视频流与可视游戏、基于面部表情模拟的虚拟会议、基于计算机网络的可视化合作实验室场景应用、演播电视
优点
大面积运动图像有很好压缩效果
提供较好的视频和CD级的音频
数据率较低
视频质量与分辨率高，而数据率相对较低
缺点
数据量大,解码后图像质量较差
数据量依然很大,不便存放和传输
图像压缩痕迹明显
运动物体边缘有水波纹
对压缩解码的机器性能要求较高
2.2流媒体管理技术
对于一个基于TCP/IP网络的图像传输系统，如果仅仅满足于图像能在网络上传输，那是远远不够的。
由于视频源众多，情况各异，图像监控所需的视频传输数据往往会彼此或和其他系统争用带宽。
若只有一、二个视频源，情况尚可忍受；
若视频源超过一定数目，需要调看图像的用户又多的话，局面就会混乱不堪。
其后果就是图像质量下降、延迟、停滞，甚至造成系统瘫痪。
无疑这是用户所不能接受的。
VAjet多媒体网络安防综合管理系统采用强大的流媒体软件技术，专门设计了适合多媒体网络安防系统所使用的，可同时基于B/S浏览器/服务器架构与C/S用户端/服务器架构共同实现的nDVR综合监控管理软件。
它的主要作用是根据网络带宽、流量和用户的请求合理地分配各个视频流数据的传输，并可以依据用户网络的实际情况采取网络单播（Unicast）、组播（Multicast）和服务器组播（MulticastbyArchiver）技术以降低多个用户请求同一视频流数据时的网络流量。
从而保证了图像质量，有效降低了在多用户并发操作下的图像延迟和带宽占用。
同时也保证了高级别用户可以及时有效地获取所需信息，并且使多媒体网络安防综合管理系统的采用不会影响在同一网络上用户其他系统的正常运行。
2.3数据传输技术
TCP/IP网络协议是目前最流行也是最稳定的网络协议。
VAjet多媒体网络安防综合管理系统在TCP/IP网络协议之上开发了专用通讯层，针对图像数据的混合传输做了优化处理，适合多点视频和数据的并发传输，降低了系统资源的占用率。
该通讯层支持多种TCP/IP协议的传输，包括TCP、UDP、RTP和组播等。
组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。
组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。
组播可以大大的节省网络带宽，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条链路上只传送单一的数据包。
它提高了数据传送效率，减少了主干网出现拥塞的可能性。
组播组中的主机可以是在同一个物理网络，也可以来自不同的物理网络。
其网络模型如下图所示：
2.4数据存储、处理、分析技术
为了对告警数据进行分析处理，VAjet多媒体网络安防综合管理系统使用了Microsoft公司的SQLServer数据库系统。
并成功地实现了数据库的分布存储和访问，有效地降低了系统负担，大大提高了系统的稳定性。
同时，系统支持对数据的多种查询和分析方式。
同时，系统提供了各类数据库。
主要有告警数据库、历史统计值数据库、系统事件数据库。
从而为整体数据的存储、处理及分析提供了强有力的依据。
三、参考标准
VAjet多媒体网络安防综合管理系统设计的主要参考标准有：
1）GBJll5—87《工业电视系统工程设计规范》
2）GB/T16435-1996《远动设备终端通用技术条件》
3）《中华人民共和国安全行业管理规范》
4）《软件工程国家标准》
5）《中国电气安装工程施工及验收规范》
6）GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》
7）GA/T74-94《安全检查防范系统通用图形符号》
8）《社会公共场所安全防范工种设计规范》
9）JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
10）公安部、公安厅技防办有关文件规定。
第三章系统功能与主要产品介绍
一、系统功能综述
VAjet多媒体网络安防综合管理系统由VAjet网络视频服务器（编解码器）与nDVR综合监控管理软件构成，以系统化、灵活性、高效率、稳定性为宗旨建立。
1.1系统图像处理功能
l系统采用国际标准的MPEG-4图像压缩编码，进行图像的压缩和传输。
图像尺寸352×
288，图像帧率1~30帧/秒
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