全数字智能监控系统方案书

全数字智能监控系统方案书内容摘要：

力，单台最大处理路数（ 240路）以及物理布局确定服务器数量。 客户端 用于对监控系统的日常操作端，完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。 根据实际需求，在省监控中心（位置）及市分控中心部署适量的客户端。 、 软件部分 软件对应于硬件能完成的相关监控操作功能。 包含实时预览、远 程控制、录像存储、录像回放、设备管理、用户管理等等。 设备管理模块负责对 IP 前端进行统一配置、管理； 预览回放模块负责实时视频监控（含云镜控制）与录像文件检索回放； 录像管理模块负责对 IP 前端录像计划进行统一部署，启停录像； 用户管理模块负责对登陆系统的用户权限进行分配。 第 10页 第三章 系统详细设计 系统拓扑图 图 1“系统拓扑图 ” 系统拓扑说明 (一 ) 前端： 根据不同位置的具体要求，部署相应的监控点。 根据实际具体 环境，选择不同类型的网络摄像机，包括网络高速球机，网络一体机，网络半球机、电梯专用半球机等。 （具体选型详见点位表 1）网络摄像机通过 IP 网络，视频图象传输到数据中心机房。 第 11 页 第 12页 第 13页 点位表 1“监控点位表 ” (二 ) 监控系统网络 针对本项目特点，楼栋单元选择接入层交换机，数据中心机房选择核心层交换机，监控中心机房选择全千兆交换机。 室内主干传输采用六芯多模光纤，室外传输采用四芯多模光纤 ，前端监控至接入层交换机采用六类非屏蔽双绞线，满足百兆传输的带宽要求。 第 14页 点位表 2“网络点位表 ” (三 ) 监控配电网 监控中心机房设计采用 30KVA 后备 2小时 UPS电源统一配电，楼栋监控集中供电，电梯轿厢内视频监控由电梯轿厢内 220V变压供电。 UPS电源供电范围包含前端监控、传输网络设备、中心存储管理等控制设备。 前端不带云台摄像机功耗小于 10W，带云台摄像机功耗小于 40W，前端监控点采用集中供电方式。 电源配电原则为 5A供 1~2个摄像机（ 不包含 2个带云台摄像机）， 10A供 6~8个摄像机， 15A供 10~13个摄像机。 本次设计开关电源已计入电源损耗、冗余部分。 第 15页 点位表 3“UPS配电点位表 ” 注： 9 栋研发楼、文化艺术中心配电箱设置在楼栋一层弱电井，公寓楼配电箱设置在楼栋一层、九层弱电井；综合楼配电箱设置在地下层，一层、四层、八层、十三 第 16页 层、十七层弱电井。 （具体敷设位置详见视频安防监控系统图） (四 ) 数据中心机房 在管理处部署一台监控管理服务器，对流媒体服 务器及 IP 存储服务器进行统一管理，同时用于对 XXX所有的监控摄像头进行管理，管理服务器完成设备、服务器、用户的管理任务。 监控设备、服务器的运行状态，对设备进行统一校时。 对用户权限进行集中配置。 从信息量而言，管理服务器的信息量均为控制信令，1Gbps 电口足以满足要求。 部署一套存储服务器及一套 IP SAN存储器 ，实现 IP SAN 集中存储。 部署一套电视墙服务器及一套解码器，实现电视上墙。 部署一台流媒体服务器，实现视频流转换及负载均衡，相比大规模重建网络。 部署一台监控中心，对所有的摄像机进行统一 管理和调阅查看及权限分配等。 图像采集 作为监控系统的视频源头，摄像机对整套监控系统起着至关重要的作用。 对摄像机的基本要求是：图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。 图像真实清晰 摄像机种类很多，其本源是内部核心部件 “图像传感器 +数字处理芯片 ”，针 对不同的行业有完全不同的优化方案。 比如：广播电视系统的图像处理偏艳丽，这是符合观众的视觉需求。 相对而言，视频监控系统对图像的要求是真实还原，尤其是图像的色彩应与现场一致，比如：人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。 其次，图像清晰度主要取决于图 像传感器线数，线数越高，图像解析力越高，能获取更多的图像细节。 此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深，广角取景能获取全景概况，长焦取景能获取人脸面部特征，因此，用户对图像要求与使用场景密切相关。 当然，在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配，比如：超低照度、逆光等等。 适应复杂环境 与视频服务器、交换机所处环境不同，摄像机一般都置于风吹日晒的环境下， 天气变化都会影响摄像机的工作。 耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标，摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。 室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装 第 17页 置，防水防尘级别应该达到 IP66，内部电路应该具备防浪涌保护设计，抗 3000V雷击。 安装调试简便 摄像机多安装于难以摘取的位置，因此使用过程中的再度调试是较麻烦的， 增加维护成本。 比如：摄像机安装倒像。 摄像机应该提供 OSD 操作菜单供用户远程调试及参数修改。 此外，建议为摄像机由 UPS集中供电以保证电源洁净，防止串扰。 数据传输 随着联网监控需求的兴起，模拟系统联网的局限性凸显出来，基于 IP 网的联网监控成为主流趋势。 与模拟传输系统相比， IP 网络受干扰的可能性较小，因此 IP 网 综合布线在此不再展开描述。 以下主要描述网络视频监控系统对网络提出的要求，以及部分与用户息息相关的网络技术对网络视频监控的影响。 ● 带宽和吞吐量 对网络视频监控而言，带宽是最基本的要求，带宽表示运输数据的电路容量，通常以比特 /秒来表示。 考虑 IP 包涉及包头包尾开销，按 25%计算，单路 CIF画质按 512Kbps247。 =683Kbps 预留带宽，单路 D1 画质按 247。 =2Mbps预留带宽，若用户采用非对称传输方式（如 ADSL），带宽指上行带宽。 ● 网络延迟和时间抖动 数据包延迟不一致， 将导致图像与声音不同步。 而数据流的包丢失和包失序将导致图像与声音抖动。 当丢包率为 1%时，图像可能出现 “发虚 ”现象，声音开始出现停顿；当达到 2%~3%丢包率时或 200ms 的时间抖动将导致视频信号无法传输。 上述问题是用户在使用过程经常受困的，造成 “延迟 ”的因素有： i. 设备延迟：编码设备的编码延迟、交换设备的交换延迟、解码设备的解码延 迟。 ii. iii. 发送延迟：编码设备将数字数据放到传输线上的所需时间。 传播延迟：信号在电缆或光纤中传输延迟，其传输速度约为真空中传播速度 的 2/3。 可 以看出，仅仅标称某一部分的延迟很小并不能完全决定整体延迟，因此，我们 第 18页 愿意配合用户调节编码延迟、解码延迟，而用户自身应注意交换设备及交换链路的延迟。 但减小延迟在网络拥塞时将损失视频流畅性，因而建议用户根据自身具体使用要求进行多方面同步调节，以达到理想要求，迷信 “优秀的网络设备无所不能 ”并非可选之举，实事求是的态度和为用户着想的理念更容易赢得尊重。 ● 网传性能 视频监控设备厂商为 DVR加载网络功能的厂商，即 Net DVR是 DVR和 DVS的复合体。 每台 Net DVR 提供一个 10M/100M 半双工 /全双工自适应以太电口（ RJ45），我们建议用户选用六类非屏蔽双绞线连接交换设备。 随着视频监控网络化的日益广泛，我们在不断革新网络传输性能，目前软件将网口吞吐量从16Mbps 提升到 24Mbps，并且研发工程师还在不断优化。 如同交换设备一样，从上图可知，过量突发访问将导致设备压力，我们的应对策略是：系统资源优先保证 Net DVR 的本地录像，如果系统资源不足，会降低网传性能。 选择这样的策略是出于现阶段录像对监控系统重要性是首要的，而且我们相信用户能很好的接受这样的策略。 ● 流媒体技术 相比大 规模重建网络，购买昂贵的网络设备，我们更推荐用户购买一台或几台性价比高的服务器，搭建流媒体传输网络。 这是一个高弹性的网络架构，它已经广泛应用于网络视频点播、 IPTV 等民用系统，经过成千上万的用户实验，是一个更加可靠的传输方式。 流媒体传输方式典型示意图如下所示： 将数据源从繁重的访问压力中解脱出来，把数据流复制分发的工作交给流媒体服务器完成，同时降低了数据源端高带宽的要求。 通常用户网络的核心层与接入层之间的带宽、吞吐量是足有而富裕的，因此流媒体服务器配置千兆或双千兆网卡是能满足 并发访问需求的。 第 19页 存储设计 根据要求，本次方案中视频监控储存，只须考虑数据中心集中录像的储存，对一级监控中心储存不做考虑。 具体设计为：在数据中心部署网络视频服务器，不仅能够实现视音频模拟到数字转换等功能，同时还具备数字储存等功能。 依据制作好的存储计划保存到网络视频服务器的硬盘上。 本次方案设计部署 7 台视频存储服务器，每台视频存储服务器均加 118块 2T硬盘。 均采用 D1 格式存储 30天。 存储容量计算： D1：图像分辨率为 704576 码流为 采用 D1 方式 ，则每路每秒是采用 进行存储，我们参考 存储系统按照 421个摄像头存储 30天的需求，共需要存储容量； (计算公式：存储容量（ GB)＝（码流 /1024/1024/8） CBR 影响系数 60 秒 60分钟 24小时 30天数） 以 单路视频图像码流，视频图像分辨率为 D1 704576 行频为, 计算图像存储容量。 每小时容量 =3600秒 （ ） = 每路图像一天 24小时 一天容量 =24 Hour 30天容量 =30≈522GB 421路摄像头保存 30天容量 *CBR影响系数是指 CBR(恒定码流）正误差给存储容量带来的影响系数。 存储设备数量计算： 1TB SATA硬盘实际可用容量为 930GB 实际所需存储空间的硬盘数量为： 219762 GB 247。 930GB ≈ 附表 1： 分辨率、码率、带宽及数据量对照表 图像帧率： 25帧 / 秒 第 20页 附表 2： 分辨率及码率的选择 下图说明了不同分辨率的合理的码率选择范围。 所谓 “合理的范围 ”指的是，如果低于这个范围，图像质量看起来会变得不可接受；如果高于这个范围，则显得没有必要，对于网络资源以及存储资源来说是一种浪费。 显示系统 (一 ) 监视器 用户容易忽视显示系统的构建，对显示设备的选择显得比较随意，因而影响到整体显示效果。 监视器作为监控系统中必备设施，它的质量和技术指标关系着整个安防。