高清网络视频监控设计方案.docx
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高清网络视频监控设计方案
广州市伟昊科技电子有限公司
利比里亚矿山视频监控
简要设计说明
一、项目概况
利比里亚矿区监控系统包含了工业电视监控系统、安全防范系统，其中工业监控涉及到的范围有粗碎站、粗矿站、磨矿筛分厂房、粗螺选矿厂房、生活水净化站、皮带廊及转运站等，需要监控设备的运行、皮带的传输、料口的状况等。
安防监控涉及到的范围主要为生活区、周界围墙、出入口等，需要监控到周界和出入口的活动目标状况、车辆出入状况、人流出入状况等。
二、项目建设目标
1、整个系统采用纯数字化的架构，前端监控点、传输、存储、显示每个环节都使用纯数字化的设备；
2、整个监控资源，网内统一共享，在网络到达的任何地点、任何时间、任何用户可以根据授权，对授权内的任何资源进行使用；
3、周界报警电子围栏能与视频监控进行联动，当系统收到报警系统后，会根据预先设定好的程序，联动视频转到指定的位置；
4、工业电视监控系统、安防监控系统均采用国际知名品牌产品、支持中英文操作，确保项目的质量。
5、整个项目需要符合易用性、稳定性、先进性、完整性的原则。
三、现场前端设计
1、工业电视监控系统
工业电视监控部分，主要是观察各个设备的运行状况、传输情况，如皮带廊转运站设置8台定点网络摄像机，目的是为了对4个转运站的皮带头部和皮带尾部工作情况进行监控；精矿浓缩厂房主要是观看浓缩机运行状况；脱水厂房主要是观看过滤机及皮带下料情况。
工业电视监控监控点的距离一般距离监控点位只有10-20米左右，如下图（粗碎站和皮带廊转运站监控点位）所示：
根据工业监控的场地、监控内容可以将前端监控点划分为两种不同类型，可以360度连续旋转的动点监控和针对某一固定角度的定点监控，其中动点摄像机需要对本区域内的监控对像通过PTZ控制看清相关运行状况，定点监控点要角度广，对整个涉及到的监控范围需要整体看清。
考虑到实际需求，为保证系统的稳定性，所有前端产品采用国际知名品牌三星安防产品，动点统一用20倍光学变焦球型网络摄像机SNP-5200HP，定点统一采用高清网络摄像机SNB-5000P。
三星SNP-5200HP具有以下特点
☞20倍光学变焦，焦距范围4.5-89毫米，防水、房潮，符合IP66防护等级；
☞多码流传输技术，支持1280*1024130万像素高清图像全实时传输；
☞0-360度连续旋转，支持远程控制镜头、云台；
☞支持H.264压缩算法，具有可变码流和定码流的流控技术；
☞支持报警输入和输出，能实现门口红外对射或被动红外报警的联动需求。
☞支持多国语言
SNB-5000P具有以下特点
☞最高分辨率可达1280×1024@25ips，支持720P@25IPS。
☞具有第三代数字降噪功能，能在微光下清晰成像
☞支持H264和MJPEG压缩算法
☞支持10种不同的码流同时输出
☞支持双向语音、POE供电
☞内置智能分析和IO报警功能
☞支持多国语言
2、安全安全防范系统
安全防范监控，主要是对周界、主要出入口等的人流、车流等活动目标或可疑目标进行监控，监控的范围比较广，需要和周界电子围栏系统进行联动。
考虑到周界比较长，需要监控的范围比较大，长大约160米，宽大约110米，选用三星安防20倍的光学变焦高清球机，以便看清细节并和周界报警联动；对于岗楼上定点摄像机选用三星安防高清摄像机SNB-5000P，用于炸药库的全景监控。
3、视频与电子围栏之间的联动
视频与电子围栏之间的联动分为两种方式，第一种方式为通过硬件联动，前端电子围栏脉冲探测终端输出对应防区的报警信号，以开关量的形式直接提供给相对应防区的IPC摄像机的报警输入，由平台来完成；第二种方式是通过后端平台的协议来实现相互之间的报警联动，相比而言，第一种方式似乎采取硬件方式联动，可靠性更高，下图为两种实现方式的示意图。
说明：
电子围栏报警系统可以根据防区的数量，设计对应的脉冲探测终端，每个脉冲探测终端都具有报警输出功能，可以将报警信号（开关量）直接提供给附近的摄像机，由摄像机负责将信号传回给平台，从而实现联动。
说明：
现场的电子脉冲探测终端输出报警信号给第三方的现场报警总线模块，然后通过总线传回给报警主机，通过IPAlarm模块，通过协议实现报警和视频之间的联动。
4、前端监控点分布列表
所有前端摄像机的布点情况如下表所示，具体数量参照设计院提供的图纸，如果现场需要，可以根据实际情况进行更改。
序号
监视区域
PTZ球型摄像机
固定摄像机
监控内容
备注
1
矿山机修
0
0
不设监控
2
矿山总仓库
2
0
3
采场汽车加油站
1
0
4
爆破器材库综合管网
0
0
不设监控
5
爆破器材库围墙及门卫
7
0
安防
带防爆护罩
6
采选工业场地综合管网
0
0
不设监控
7
粗碎站
1
0
生产
8
粗矿堆
2
0
生产
9
磨矿筛分厂房
4
3
生产
10
粗螺选矿厂房
2
0
生产
11
重选精选厂房
4
0
生产
12
脱水厂房
4
2
生产
13
精矿浓缩
1
0
生产
14
皮带廊及转运站
0
8
生产
15
尾矿库管理站
0
0
不设监控
16
生活水净化站
3
0
安防
17
回水加压泵站
1
0
安防
18
先期复产取水设施
0
0
不设监控
19
二级加压泵站
4
0
安防
20
矿办公楼
3
1
安防
21
采选综合办公楼（含选矿试化验室）
1
1
安防
22
综合食堂
-
-
恒通院设计
23
选厂仓库
2
0
安防
24
采选工业场地围墙及门卫
14
0
安防
25
汽车衡（含轨道衡）
-
-
-
该建筑取消
26
生活区综合管网
7
0
安防
27
生活区综合食堂
-
-
恒通院设计
28
生活区职工活动中心
-
-
恒通院设计
29
生活区职工公寓
-
-
恒通院设计
30
生活区羽毛球馆
-
-
恒通院设计
31
生活区围墙及门卫
10
0
安防
共计
73
15
四、现场分控中心的设计
考虑到现场分布比较广，整个矿区按照不同的功能分成了几个不同的区域，每个区域都需要完成各自的效能，根据实际情况，目前将整个项目划分成了工业电视监控系统和安全防范系统，，工业电视监控系统中心磨矿筛分厂房，安全防范系统监控中心设在矿办公楼，为了确保最大发挥视频监控的效益，考虑到实际的需要和距离的分布情况，除两个监控中心外，以下地点分别需要实现本地存储和本地监控的功能：
☞炸药库总共设有7个监控点，需要实现本地的存储和显示，中心进行授权调用；
☞生活水净化站，设立3个监控点，需要实现本地的存储和显示，中心进行授权调用；
☞二级加压泵站，设立4个监控点，需要实现本地的存储和显示，中心进行授权调用；
☞采选综合办楼目前设置2个监控点，1个动点，1个定点，后期需要扩展，需要本地存储和显示；
☞矿区生活区监控系统设立17个监控点，需要实现本地的存储和显示，中心进行授权调用。
☞东西两个传达室需要授权访问管辖区的视频。
1、工业电视监控中心（磨矿筛分厂房）的设计
工业电视监控中心，主要是存储和显示的是设计到矿区生产、传输、水处理等各个关键环节的厂区监控，具体涉及到的范围为粗碎站、粗矿堆、磨矿筛分厂房等，具体的监控范围见上表。
工业监控中心系统结构设计
工业监控中心按照负责存储和显示所有有关工业电视监控的所有信息，存储时间按照一个月考虑，根据前端摄像机传输回来的画质做相应格式的存储和转发。
目前根据实际统计表工业监控的总点数为42个点，其中20倍光学变焦球机29个，高清定点网络枪机13个。
具体点位的分布见上表。
工业监控中心主要设备配置及核心功能说明
☞中心配置12台40寸专业液晶监视器作为电视墙显示终端设备，用于显示视频图像及相关调度控制信号；
☞中心配置2台存储转发服务器作为数据的统一存储或重点图像的冗余备份，全部存储需要的最大空间为38T，实际上有的数据在前端监控区域做了本地存储，监控中心只需要按需备份即可，整个容量按照32T来计算，配置一台专业的16盘位磁盘阵列。
☞所有属于工业电视监控范围的视频监控图像能在电视墙上统一调看，并实现PTZ远程控制。
☞所有属于工业电视监控范围的视频监控历史数据可以进行调用；
☞所有属于工业电视监控范围的视频图像可以根据授权转发到需要的调看的区域，如传达室、门卫、矿办等。
☞所有分散的摄像机、前端本地存储设备、监控中心存储设备等可以进行集中统一管理和访问。
2、安防监控中心（矿办）设计
安防监控中心设在矿办楼，为了安全管理和应急指挥的需要，矿办楼安防监控中心可以看见所有的监控图像，包括工业电视的监控图像。
所有属于安防监控系统的图像都在中心进行存储和重点备份。
矿办安防控制中心的配置与核心功能
☞中心配置8块2×4方式的46寸专业液晶拼接屏，另外加上8台40寸液晶监视器进行组合，作为电视墙显示终端设备，用于显示视频图像及满足应急指挥的需要；
☞中心配置1台存储转发服务器作为安防监控区域数据的统一存储或重点图像的冗余备份，大部分图像数据在前端监控区域做了本地存储，监控中心只需要按需备份即可，整个容量按照6T来计算。
如果空间不够可以随时增加磁盘阵列设备进行扩展。
☞所有属于工业电视监控范围的视频监控图像能在电视墙上统一调看，并实现PTZ远程控制。
☞所有属于工业电视监控范围的视频监控历史数据可以进行调用；
☞所有属于工业电视监控范围的视频图像可以根据授权转发到需要的调看的区域，如传达室、门卫、矿办等。
☞所有分散的摄像机、前端本地存储设备、监控中心存储设备等可以进行集中统一管理和访问。
3、前端本地存储和显示区域的设计
本地存储和显示的区域，采用本地硬件式NVR的方式进行存储，显示采用液晶监视器或者显示器进行本地显示，然后传输到工业监控监控中心或矿办楼安防监控中心，根据点位的多少和监控的重要性，进行配比合适的监视器，下表为根据实际情况统计的设备及数量列表：
序号
本地存储和监视区域
监控点位数
16路网络录像机台数
监视器数量（40寸）
备注
1
爆破器材库围墙及门卫
7
1
1
2
生活水净化站
3
1
1
3
二级加压泵站
4
2
1
4
采选综合办楼
2
1
1
5
矿区生活区
17
2
1
目前配置2台，考虑到以后会扩充
6
东传达室
1
增加一台双输出显示终端
7
西传达室
1
增加一台双输出显示终端
8
总计
7
7
4、本地存储和显示区域信号流传递过程
对于属于安防监控视频区域的视频直接通过网络传输到矿办安防监控中心，对于工业电视监的区域直接将信号传给磨矿筛分工业电视监控中心，然后通过千兆网络链路上传到矿办监控中心。
五、难点分析及应对措施
本项目地处国外，监控范围大，矿山粉尘条件比较恶劣，在这样的监控条件下，需要完成全数字化监控，需要重点考虑以下几点：
1、操作的便利性，本次选用的摄像机设置好后，需要在后端平台来进行存储、显示和操作等，平台在调试过程中需要支持全中文，在实际移交给用户后需要至少支持英文，因此需要支持多种语言的，同时如有特殊要求，摄像机也需要支持英文。
应对措施：
后端采用三星的录像存储软件NETIWARE和集中管理平台NETI-VIEW，该平台支持多达24个国家的语言。
同时摄像机也支持多国语言，如有特殊需要，可以按照要求的语言进行配置。
2、设备的可靠性和稳定性，本次选用的设备需要经过长途运输，并安装在环境恶劣的室外，选用的设备必须在出厂时就经过严格的测试，包括振动、温度、湿度等条件的测试，并且在国内外都需要有广泛的应用。
对于设备本身必须是有质量和品质的保障。
同时需要保证前后端产品的一致性和兼容性。
应对措施：
整套产品解决方案都是采用三星全套的解决方案，监控中心采用专业的服务器，从前端高清摄像机到后台的应用软件，全使用三星安防的全系列产品。
稳定性可以得到保障。
3、传输距离问题：
整个项目监控范围很广，需要考虑到光纤的沿线敷设和信号传输情况，尽可能的节省光纤资源，提高光纤的利用效率。
应对措施：
本项目采用了分散转发、集中管理技术，整个项目对距离远的位置，采用前端集中存储和显示，然后将信号汇总后通过一条光缆将信号传输到后台。
4、室外恶劣条件下的监控自适应性：
室外所有IP高清球型摄像机采用了三星配套的IP66级别的护罩，能在零下50度到零上50度上的温度区间内稳定工作，当温度超过此区间时，会自动启动加热或散热装置，以确保设备能正常工作，同时对于枪式设备配置了专用的室外型IP66级别的护罩，具备温度自动检测、雨刷等功能，确保设备能在恶劣的粉尘及自然条件下工作。
六、前端设备选型及主要性能参数说明
本项目结合现场需要，设置了73台20倍光学变焦网络球型摄像机SNP-5200HP和15台高清网络定点摄像机SNB-5000P。
其中网络球型摄像机主要负责监控各作业区的设备运行状况、工艺环节和周界情况，定点高清摄像机主要进行全景广角监控、重点区域定点监控、皮带运输全局监控等。
1、三星SNP-SNP-5200HP具有以下特点：
✧20倍光学变焦，焦距范围4.5-89毫米，防水、房潮，符合IP66防护等级；
✧多码流传输技术，支持高清图像全实时传输；
✧0-360度连续旋转，支持远程控制镜头、云台；
✧支持H.264压缩算法，具有可变码流和定码流的流控技术；
✧支持报警输入和输出，能实现门口红外对射或被动红外报警的联动需求。
✧超级数字降噪，该摄像机能够在微光环境下清晰成像，同时具有三星第三代SSNR数字降噪技术，能够更好的在低照环境下获取更加洁净的图像；
✧码流控制技术，该摄像机能够支持定码流和动态码流两种不同的技术，以便根据带宽的大小灵活适应；
✧内置智能分析功能，该摄像机内置智能分析功能，具有常见的“越线报警、进/出、滞留/丢失”几种常用的报警方式。
✧时间日程表功能，该球机能够根据需要灵活定制报警激活时间、IV触发事件时间计划、报警图像上传等等。
2、三星SNB-5000P具备以下特点：
✧高清晰，该摄像机最高具有130万像素（1280×1024）的高清实时显示需求；
✧实时监控和多码流，该摄像机能够最多支持10种不同格式的码流输出，支持不同应用对不同分辨率的要求；
✧超级数字降噪，该摄像机能够在微光环境下清晰成像，同时具有三星第三代SSNR数字降噪技术，能够更好的在低照环境下获取更加洁净的图像；
✧码流控制技术，该摄像机能够支持定码流和动态码流两种不同的技术，以便根据带宽的大小灵活适应；
✧内置智能分析功能，该摄像机内置智能分析功能，具有常见的“场景变换、越线报警、进/出、滞留/丢失”几种常用的报警方式。
七、后端存储及显示平台功能简要说明
存储的性能和稳定性对于整个视频监控系统至关重要，本项目采用前端IP网络摄像机直接通过网络连接到存储服务器进行存储，专业存储服务器配置灵活，运行可靠，前端摄像机直接通过局域网络连接到存储服务器，从而实现数据的存储，为考虑到系统的兼容性、开放性和集成性，本项目全部采用三星安防存储服务器管理平台NETI-ware。
NETi-ware存储服务器管理平台是一种以LAN/WAN为现场总线构成的，具有高质量的图像存储、回放、监控功能的视频监控软件，该软件可运行在多种不同架构的服务器上，支持NAS/SAN存储体系，容量不受硬盘的限制。
具有高性能、超可靠、超稳定和很强的灵活性。
NETI-ware最多单服务器可以支持64路视频图像实时录像和管理，本项目根据实际需要，配置三星网络硬盘录像机和NETI-ware相结合的方式，实现前端本地存储和非前端本地存储信号的集中存储和重点信号的备份。
显示采用三星安防高清液晶监视器460UT和三星40寸专业监视器实现对整个项目的图像显示。
1、采用三星安防NETI-ware存储服务器平台软件具有以下主要特点：
1）全面支持全实时录像及回放，在实时监控、视频录像、回放时提供高清晰的画质；
2）智能搜索，通过GUI图形界面可以搜索关注区域所发生的事情，对于被监控场所可以实现对某一个指定的区域或某一个录像片段智能搜索，大大节省了录像搜索时间，大大提高了录像搜索效率。
3）可以在录像回放前，提供回放前的单路视频静态图像的预览画面，使用户更清楚辨别将要回放的通道及视频，提高了回放资料的准确性和有效性。
4）回放录像下的简易备份，在回放录像的过程中，如果发现考生作弊的行为，即刻可以进行所见即所得的备份，同时可以备份成三星独有的内置播放器的SEC文件。
5）各通道下录像的独立配置和远程画质的配置，可以根据实际情况，对录像画质、远程传输画质进行独立设置，如可以设置高清百万录像，远程传输可以采用CIF画质。
6）支持带宽自动控制、支持多码流同时输出，支持多种网络传输协议。
7）服务器根据需要可以由用户自己配置，NETI-ware能稳定运行在多种服务器上，同时也可以利用已有的服务器和存储磁盘阵列。
2、NETI-view网络集中管理软件
三星安防NETI-view主要通过四个组件来实现和保证本项目的各项功能，包括了SetupTool、LiveViewer、SearchViewer、MapTool，每个组建分别可以实现特定的功能，针对本项目，现简述如下：
1）SetupTool组建：
主要实现对整个系统的初始化，负责对各个IP设备自动进行搜索和注册，一但注册进系统，以后应用就可以直接调用和管理；
2）LiveViewer组建：
主要实现对整个注册的设备进行统一的监控和资源的调用，可以任意选择前端的视频图像进行实时的显示，并输出到电视墙监视器上。
3）SearchViewer组建：
主要实现对整个注册的网络存储设备，按照需要进行录像的调用和备份。
4）MapTool组建：
可以实现对整个系统以电子地图的形式显示前端监控点信息，并且点击相应图标，可弹出视频信息或其它相关信息。
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