监控设备解决方案
2018-01-24
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1. 项目概述
1.1. 项目建设背景
当前,以数字化校园为特征的教育信息化发展更为迅速,各种信息化应用正改变着老师和学生们的工作、学习、生活以及思维方式,引发了教育行业一场新的革命。随着教育信息化工作的不断深入,校园安防得到了各级教育主管机构越来越多的重视,从以保护师生安全为目的的平安校园,校园安防正在延伸到教学管理、教务管理、安全防范、车辆管理等各个层面。校园安防应用虽与其他行业存在众多通性,但也有一些自身的特点和要求。
为预防突发事件、震慑犯罪,减少财产损失,保障师生员工的人身安全,完善学校安全防范体系、提高校园整体防控能力,创建一个文明、安全、和谐、美丽的校园环境,需要建设学校园区及宿舍视频监控管理系统。“学校校园监控系统”将建设成一套以预防突发时间、预防违法犯罪为目的,在学院出入门口、重要路段等地点、学生宿舍走遍设立视频监控点,将监控图像实时传输到监控中心和其它相关部门,通过对图像的浏览、记录等方式,使各级机关和其它相关职能部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态,有效提高使用学校治安管理水平的视频监控系统。

1.2. 项目需求分析
1.2.1. 项目需求概述
本次建设是为学校校园道路及宿舍楼周边进行部署安全防范系统,视频监控系统作为非常重要的安全系统是非常必要的。具体建设目标如下:
视频监控系统对校园出入口、校内主要道路实施24小时不间断摄像监控,监控录像保存30天。为防止学生宿舍坠楼等危险情况发生,视频监控系统需对宿舍楼各窗口进行监控,视频录像保存15天。
为保证视频监控系统的安全稳定运行,网络传输采用独立以太网网络。
根据本次监控项目实际需求,共有监控点39个,其中宿舍周边监控点位25个720P红外枪式摄像机,校园道路部署9个720P红外枪式摄像机和5个1080P红外球机。
经过计算,本次建设设备录像存储需使用9块3TB监控级硬盘。考虑到学校后续建设点位逐渐增多,最终达到大约400个点位,故本次项目配置大容量、高接入性能存储设备VX1600.
VX1600存储设备可接入512路720P摄像机,机身自带24个硬盘槽位,并可通过扩展柜扩展至240个硬盘槽位。。
室外道路监控系统配电采用分布式集中供电,以建筑物为单位配置供电集结点,每个集结点配置一个PDU电源分配器,前端设备由就近集结点供电;中心设备利用原有UPS设备。
宿舍外部监控摄像机等电口接入摄像机采用POE供电。
1.2.2. 项目功能性需求
首先IP监控需要满足平安校园监控系统的基本需求,主要包括看、存、控、管四个方面。即,快速的实时、历史图像调阅;可靠的视频图像存储;灵活的前端设备、轮切图像控制;方便的用户、设备以及系统的管理维护。
整个安防图像监控信息系统将图像资源采集编码后通过视频监控网传输到中心,在重点场所、重要道路、宿舍周边设立视频监控点,视频图像实时传输到监控中心,通过对图像的浏览、记录等方式,使各授权的用户或控制中心直观地了解和掌握监控区域的治安动态,有效提高治安管理水平。
建成后的安防图像监控信息系统作为提高内部治安管理的有效途径之一,其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高教学系统的管理、快速反应、协同防护以及安全保卫的科技防范水平,提高治安管理的统一指挥、快速反应、协同作战水平,建成后系统应具备以下功能要求:
1.实时图像点播
应能按照指定设备、指定场所,如室外转角、室外大面积区域,大厅等,进行图像的实时点播,支持点播图像的显示、缩放、抓拍和录像,支持多用户对同一图像资源的同时点播。
2.远程控制
应能通过手动或自动操作,对前端设备的各种动作进行遥控;应能设定控制优先级,对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。
3.存储和备份 
监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还应记录与图像信息相关的检索信息,如设备、通道、时间、报警信息等。总控中心采用专业的IPSAN网络存储主机存储进行部署。
4.历史图像的检索和回放
应能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载;回放应支持正常播放、快速播放、画面暂停、图像抓拍等。
5.报警管理
报警的接收和分发,应能接收报警源发送过来的报警信息,根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进行处理。报警源包括前端报警设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出。
6.报警联动
若报警位置存在监控设备,报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进行报警复核,并触发录音录像,系统支持与其它警用业务系统进行报警联动。
7.系统的人机交互
具有直观、友好、简洁的人机交互界面。
具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能。
能反映自身的运行情况,对正常、报警、故障等状态给出指示。
8.用户与权限管理
监控中心应具有对接入的用户进行授权和认证的功能。用户及权限管理可由各监控中心独立执行,也可集中执行。
用户及权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。
监控中心的用户应有权限获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像,当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时图像时,应取得有效授权。系统可提供对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能,锁定和解锁方式可设定。
9.日志管理
日志包括运行日志和操作日志两种,运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态及发生时间;操作日志应能记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。方便校园内部的管理人员了解目前的监控设备的运行情况。
10.系统图像质量
应保证图像信息的原始完整性,即在色彩还原性、图像轮廓还原性(灰度级)、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。系统的最终显示图像应达到高清图像质量,对于电磁环境特别恶劣的现场,图像质量不降低
1.3. 系统设计原则
为了达到国内领先的目标,学校视频监控系统的设计应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
1.3.1. 合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性,学校视频监控系统设计根据学校视频监控系统的实际状况和建设治安防控系统的具体要求,充分满足用户在使用中的各项功能要求。为了保证系统的顺利使用以及与已建成系统集成的顺利进行,本系统的建设需要提供开放的软件接口,提供底层的API,从而为将来开发出实用而简易的集成软件,完成系统集成打好基础。
1.3.2. 先进性原则
当前,计算机及通信技术高速发展,使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术,而且还必须考虑随着技术的进一步发展,能在系统中不断溶入新技术,使系统始终充满活力,始终保持一定的先进性。在学校视频监控系统的设计中,对所有设备和相应软件的设计中,应该选用国际先进的视频监控设备和系统,从而既保持传统监控系统图像质量高的特点,同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题。真正实现国内先进水平的目标。
学校视频监控系统的设计采用数字视频方式,前段采集转换成数字信号后存储到存储设备中,IPC支持双流的方式,数字实时图像通过解码器在电视墙或者直接在计算机终端上显示,数字存储图像以iSCSI流的方式直接写入磁盘阵列。
这一技术路线采用了先进的下一代网络架构,保证了系统具有良好的清晰度、较少的服务器资源占用、完全实时、一流的网络功能等诸多特点,采用了先进的数字图像技术,为系统扩展应用打好基础,系统建成后在很长时间内不会被淘汰。
1.3.3. 实用性原则
学校视频监控系统的建设应以实用性为基本原则。系统功能必须满足监、控、存、查、管、用的基本要求,硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰;采用统一的系统标准和通信协议,使整个系统中各个子系统间能互联互控,充分发挥整个系统的功能。
1.3.4. 可靠性原则
作为学校安防监控系统治安管理的关键系统,需要保证治视频监控系统安全、正确地完成相应功能。从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。如有发生也应做到可即时地恢复。所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台,还是在系统应用方面都具有相当的规模,系统的运行可靠性是主要性能之一。保证对系统提供24小时不间断服务。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面:
1. 前端摄像系统的可靠性
2. 信号传输系统的可靠性
3. 数字编解码系统的可靠性
4. 视频存储系统的可靠性
5. 视频管理服务器的可靠性
6. 网络系统的可靠性
7. 软件系统的可靠性
系统在设计上采用以下容错办法:
 主要设备的备品、备件
 硬盘MTBF≥10 万小时
 图像数据远程复制技术

1.3.5. 可扩展性原则
可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面,智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上,应该非常方便的扩展容量,可方便实现更大容量的视频监控系统。在纵向扩展方面,视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口,用户可在其基础上进行二次功能开发(如图像智能分析等)。
随着系统以后的扩展,用户容量将会不断扩大,新的业务功能的要求将会层出不穷。这要求系统具备良好的可扩展性,所以在系统建设的初期,首先立足于近期的应用需求进行系统配置,而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。
系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件,各个子系统的设计模块化,使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展;各部分、各小系统的接口规范化,从而使软、硬件能够平滑升级或更新,网络节点的增减对网络性能的影响不大。系统的可扩展性主要表现在以下几个方面:
 视频管理系统的可扩展性
 视频存储系统的可扩展性
 网络系统的可扩展性
 数据库系统的可扩展性
 外围设备的可扩展性

1.3.6. 安全保密性原则
整个信息系统安全的问题,是系统建设中一个优先考虑的关键,所以整个系统数据要充分安全,要严格实行操作按级管理,对关键数据实施特殊保护,各种操作要做好记录,便于查找。图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定,充分考虑网络的安全性和保密性。
由于本系统涉及到区对于公共场所的日常实时监控、数据传输量大及使用人员多,故安全性和保密性就显得十分突出和重要。在考虑系统的安全性和保密性时,除应考虑各种外界干扰外,还需在各个环节提供安全、保密措施。系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
网络的安全性
数字图像网络借助于单位数据专网,因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。
软件系统的安全性
操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准,可以保证不被身份不明的黑客所攻击。数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定,数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户(数据库管理员)设定。系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码,并通过权限管理服务器认证,核对准确后方可进入系统。所有的操作人员均应规定相应的级别及权限,任何越权的操作必须被拒绝。所有的操作、错误均应有日志记录,并可以根据工号或操作查询。除了用户管理的基本资料外,工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作,除非有用户指定授权人的授权。 
1.3.7. 开放性原则
着眼视频监控发展来看,今天为安保建设起来的视频监控系统在不久的将来将不仅仅用于安全方案,校园视频监控系统作为校园内视频图像资源必然走向与校园如教学系统、视频展播系统、教学管理系统、图书馆管理系统等等子系统的融合,这样就要求现在所建设的视频监控系统有足够的开发性,能够为将来更加简单方便的叠加应用打下坚实的基础。 
1.4. 系统设计依据
系统规划设计必须按照国际、国家和本地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行:
 《安全防范工程技术规范》 (GB 50348-2004);
 《安全防范工程程序与要求》 (GA/T75-94);
 《安全防范系统验收规则》 (GA308-2001);
 《安全防范系统通用图形符号》 (GA/T74-2000);
 《安全防范系统》(DB33/T334-2001);
 《民用闭路电视监控系统工程技术规范》 (GB50198-94);
 《工业电视系统工程设计规范》 (GBJ115-87);
 《音频、视频及类似电子设备安全要求》 (GB8898-2001);
 《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》 (GB4793-2001);
 《信息技术设备的安全》 (GB4943-2001);
 《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收技术规范》。
 EIA/TIA568A,EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准
 ISO/ICE/IS11801结构化布线标准
 ISO TCP/IP协议标准
 ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准
 ISO IGMP/CGMP协议标准
 10BASE-T,100BASE-TX 标准 IEEE802.3,IEEE802.3U
 《中华人民共和国通信行业标准》(YD/T926)
 《防盗报警控制器通用技术条件》GB50198-94
 《电视系统视频指标》CCTR RECOMMENDATION 472-3 
 《电气指标标准》ELA-422  ELA-485 
 《电子设备雷击保护导则》GB7450-87 
 国家标准GB 50198-94,《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
 信息产业部和广电总局有关中国电视制式要求
 GA/T 75-94安全防范工程程序和要求
 国家标准GB50057-94,《建筑物防雷设计规范》
 国家标准GB7450-87,《电子设备雷击保护导则》
 国家标准GB50348-2004,《安全防范工程技术规范》
 国家标准GB12663-90,《防盗报警控制器通用技术条件》
 国家标准GB50198-96,《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》
 国家标准GBJZ32-90-92,《中国电器安装工程施工及验收规范》
 国家标准GBJ115-87,《工业电视系统工程技术规范》
 《安全防范工程技术规范》(GB50348-2004)
 《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)
 《安全防范系统验收规则》(GA308-2001)
 《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)
 《防盗报警控制器通用技术条件》(GB12663-90)
 《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-96)
 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94)
 《中国电器安装工程施工及验收规范》(GBJZ32-90-92)
 《信息技术客户通用电缆铺设要求》(ISO/IEC11801)
 《工业电视系统工程技术规范》(GBJ115-87)
 《视音频编解码标准——视听对象的编码(6部分)》(ISO/IEC14496)
 《工业企业扩音通信系统工程设计规程》(CECS62-94)
 《工业企业通信工程设计图形及文字符号标准》(ECS37-91)
 《广播传音电缆线路工程建设技术规范》(GY5053-94)
 《安全防范系统通用图形符号》(GA/T74-2000)
 《城市地理空间框架数据标准》(CJJ103-2004)
2. 系统总体架构设计
2.1. 监控建设模式分析
2.1.1. 基于IMOS的IP智能监控架构    
目前,整个安防监控系统已经进入了网络监控的时代,各行业联网监控需求的快速增长,对传统的监控厂商提出了全新的要求。传统监控厂商由于能力限制,很难涉足开发校园综合安防系统的各个方面,在实现网络监控需求时其重点还是在各个子系统之上去考虑上层软件的设计。当校园面积越来越大,分校区越来越多,而使得监控范围不断扩大,海量的视频存储需求不断增加,业务需求越来越复杂和灵活时,由于传统监控厂商无法从网络监控的整体架构角度对所有网络监控的组件进行优化,只能依靠上层软件被动的去整合异构非标的硬件、不同厂商存储、网络等,系统设计已经存在一些不可逾越的瓶颈。因此,才会出现依靠流媒体服务器、网络转存服务器、设备代理服务器等组件来实现不同异构设备之间的媒体处理和信令处理,当面对海量多媒体信息管理存储的需求,这些设备的集群、负载均衡、故障倒换等可靠性设计以及其整体架构的性能瓶颈已经成为阻碍校园监控发展的重要因素。
校园视频监控更多是作为单位日常业务系统的一部分,和视频监控、语音通信、即时通信、视频信息发布等各种多媒体系统的融合需求也逐步增多,同时需要对大量的多媒体数据进行保存和按需检索,这种多媒体融合应用的发展趋势正是全行业的业务管理向着多媒体化方向发展的必然结果。
面对校园监控的视频存储和多媒体融合管理需求的不断增加,传统监控厂商和集成商由于在网络、多媒体、存储等网络监控新增组件技术积累方面的匮乏,正面临前所未有的挑战,一方面需要保持在局部市场的盈利能力,另一方面还要投入大量的研发资源满足校园监控市场对海量监控管理可靠性、稳定性、多媒体管理不断增长的需求。
2.2. 系统设计
2.2.1. 系统组网拓扑
本方案设计拓扑如下:
根据学校对整个网络视频监控系统的要求,系统采用IP化网络视频监控。系统为一级扁平化结构,前端IPC摄像机通过校园IP网络直接接入到校园监控中心的IPSAN网络存储主机机中。安保人员通过放置在监控中心的PC客户端可以访问任意前端IPC,完成PTZ控制、实况查看、录像回放等工作。
同时,为方便多级管理体系,允许在任意校园网IP可达节点设立PC客户端,通过PC客户端访问硬盘录像机,根据用户权限,使用不同的监控资源。

2.2.2. 系统架构设计
系统采用模块化设计思路,分为前端采集系统、传输交换系统、管控存储系统3大部件。
1、前端采集系统
前端采集系统包含筒式和球型网络摄像机。前端采集系统支持H.264、MPEG4、MPEG2、MJPEG等多种标准编码格式,网络摄像机作为前端视频采集设备,可支持H.264 HP级别的视频编码格式,提供高分辨率低带宽的图像采集(720P、1080P、4K等更高级的图像效果)。采用电信级可靠性设计,满足复杂环境下的部署能力,支持PoE供电,大大简化监控系统的布线成本,并可提供各种不同分辨率规格及接入能力,可支持实时流和存储流双流设计,码流可以根据用户需求任意调整。前端采集设备应采用电信级制造工艺,可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。
2、传输交换系统
采用网络资源对前端视频编码器传输的数据进行接入、汇聚、交换,通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制,同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。
3、管控存储系统
管控系统采用专业的的IPSAN网络存储主机与专业监控平台进行配合,能够对前端IPC进行PTZ控制、状态查询、告警联动等管理控制。可以通过监控平台进行人机界面访问,也可以通过IP网络,使用PC客户端登陆访问。可以设置多级多个用户,为不同用户赋予不同角色,不同角色分配不同权限。采用高可靠性硬盘存储阵列,前端IPC采集的录像进行可靠存储。
3. 系统前端设计
对于校园监控系统来说,前端产品的选型直接关系到整个系统的效果,也直接影响到用户的使用情况,在校内道路布置红外摄像机,保证日夜监视效果。
 在人员较多的校园道路采用720P红外枪式摄像机监控。
 在人员密集的主干道、停车场等位置,安装1080P红外球机进行动态管控。
 在宿舍楼周边外侧墙壁处安装720P广角摄像机,覆盖整个宿舍楼外墙和窗户。
 在体育场大范围场景,采用20倍红外球机进行监视,保证画面广角和监控细节。
3.1. 网络摄像机选型设计
3.1.1. 设计要求简述
随着高清监控系统的普及,模拟摄像机+编码器的模式已经无法提供足够的监控分辨率,网络摄像机产品随之诞生。网络摄像机分为标清网络摄像机和高清网络摄像机两类。标清网络摄像机可提供D1(720×576)分辨率视频图像采集;高清网络摄像机可提供720P(1280×720)和1080P(1920×1080)两种分辨率视频图像采集。
网络摄像机作为前端视频采集设备,可支持H.264 HP级别的视频编码格式,提供高分辨率低带宽的图像采集。采用电信级可靠性设计,满足复杂环境下的部署能力,支持PoE供电,大大简化监控系统的布线成本。
3.1.2. 网络摄像机选型
学校监控系统前端推荐采用筒型摄像机和球型摄像机。其中园区道路监控部分,针对主干道等人流量大的道路,推荐采用1080P告诉球型摄像机。针对道路等重要点位,推荐采用720P筒型摄像机进行强化监控。
宿舍楼监控部分,由于监控场景较广,且易收到东西方向太阳光的干扰,因此推荐采用720P宽动态型摄像机,采用2.8—12mm手动变焦镜头,保证监控范围和细节清晰度的要求。
3.2. 监控点分布情况描述
园区监控点位如下图所示: 

宿舍区监控点位如下图所示:

4. 视频管控存储系统
存储系统设计
本次学校监控系统建设一期中,共建设720P监控点位34个,1080P监控点位5个。其中,校园道路部分监控录像存储30天,宿舍楼周边监控录像保存15天。
经过计算,本次建设设备录像存储需使用9块3TB监控级硬盘。考虑到学校后续建设点位逐渐增多,最终达到大约400个点位,故本次项目配置大容量、高接入性能存储设备VX1600.
VX1600存储设备可接入512路720P摄像机,机身自带24个硬盘槽位,并可通过扩展柜扩展至240个硬盘槽位。
本项目中,园区道路监控配置1台16路硬盘录像机,接入7台720P红外筒型摄像机和5台720P云台球型摄像机。配置3块3TB监控级硬盘,可满足30天存储需求。
4.1. IP SAN监控存储系统特点
 集中统一管理
存储设备可以在物理上分布部署,但是在逻辑上可以在一个界面下进行统一管理,满足今后对视频信息/资源进行综合利用的需要。
 高可靠性
采用企业级SATA磁盘,其平均无故障时间≥100万小时,系统稳定可靠
IPSAN是专业的存储设备,在散热、振动、数据保护方面均采用专门的设计(例如通过RAID技术进行数据安全保护,支持硬盘顺序加电,冗余的电源、风扇设计等)。
 扩容简单
多台IP SAN设备可以通过堆叠的方式不仅能实现容量的扩充,还能同步实现系统性能增长。
 支持直存,消除服务器瓶颈
IPSAN支持前端设备通过iSCSI协议直接写入数据,无需通过服务器转发转存,提升系统可靠性,消除系统瓶颈。
 采用块存储模式,支持秒级检索
与传统文件存储方式不同,IPSAN采用数据块的方式存储数据流,使存储粒度更加细腻,支持秒级检索和回放。
5. iVS视频监控系统管理平台
iVS视频监控系统软件平台是IP视频监控系统整体解决方案的系统核心。通过iVS视频监控系统软件平台,实现IP视频监控系统的统一管理、统一控制、统一存储、统一媒体转发调度。软件系统各部件之间采用标准的信令、媒体、存储和视频编解码协议,可以实现各功能部件的灵活部署,系统容量可弹性扩展。软件平台各部件通过HA和负载均衡设计,实现电信级的高可靠性保证,满足电信级和高端行业应用的可靠性要求。
5.1. 系统管理平台的构成
智能监控管理软件平台是面向专业监控领域推出的监控方案,包括视频管理服务器软件、数据管理服务器软件、流媒体服务器软件、WEB客户端等。由于iVS基于IP构建,系统中各个部件,都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。
5.2. 监控系统功能及其业务流程
一、实时图像点播
如图所示,实时图像点播业务包括视频采集、传输交换、管理控制控制和显示四个主要环节
在管理员的控制下,将摄像机的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程如下。
控制环节:
首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面,选定编码器下的摄像机为视频源,客户端和解码器下的电视为显示设备。
业务申请提交之后,视频管理服务器通过SIP协议,向编码器下发指令:按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上;向客户端件和解码器发送指令:在某组播地址上接收媒体流,视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文,加入组播组,交换机上即刻建立转发表,用于组播报文的转发。
视频采集:
摄像机采集图像后,以模拟视频信号方式传送给编码器;
编码器进行A/D(模拟到数字)转换,使用内部的专用芯片,编码压缩为高分辨率(最高支持1080P)的视频媒体流数据,使用组播报文的形式发送到视频监控专网;
传输环节:
接收端的DC(解码器)只要使用IGMP申请加入对应的组播组,就可以接收到特定摄像机的组播媒体流数据,经过解码器的解码,然后进行D/A转换,就可以将现场图像实时的还原到监视器上。如果不使用DC,也可以通过客户端接收组播媒体流,通过计算机的软解码,直接显示到计算机的显示器上。
视频监控专网的交换机通过专用交换芯片,根据转发表对IP报文进行高性能转发,组播报文被复制到监控客户端和解码器所在的端口,而其它端口上没有这些组播报文。
显示环节:
解码器接受到流媒体组播报文,使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码,并进行D/A(数字到模拟)转换,将高效还原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来。
视频监控客户端接收到流媒体组播报文后,调用高效的软件解码软件,利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码,将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。在实时播放的过程中,支持图像的抓拍、录像,并可以将本地抓拍和手动中心存储到存储设备中。
以上是用组播流程完成多对一监控;如果使用单播,编码器支持同时发送多路(最多4路)单播媒体流;如果同时观看的用户超过编码器的上限,可以通过流媒体服务器进行转发。
二、云台控制
视频监控客户端选择一个云台摄像机后,可以进行远程控制。
首先系统会判断用户对摄像机是否有控制权限,如果没有,视频管理平台会拒绝用户的控制请求,并在视频监控客户端上提示出来。
在用户操作云台控制后,监控客户端将控制指令通过该云台的云台控制协议的信令格式,以SIP协议的方式发送给视频管理平台,视频管理服务器将控制报文转发给编码器;编码器收到云台控制指令后,通过RS485总线将控制命令发送到云台。
全部用户对云台的控制权限分为9个等级,高优先级的用户可以抢占低优先级用户的控制权限;如果一个用户正在进行重要的操纵,可以选择锁定云台,此时高优先级客户也无法抢占,操纵完成后,用户释放云台或者admin管理员强制释放云台,其他用户才可以进行操作和抢占。因为所有云台控制都是通过IP网络,经由视频管理服务器进行中转,因此可以实现全网的云台控制权限的统一分配;云台控制只有信令部分,数据量非常小,对视频管理服务器的性能没有影响。
三、历史图像存储
用户可以通过数据管理服务器给每一个摄像机配置存储计划,指定存储资源,也可以手动给摄像机配置存储资源,配置时需要指定摄像机对应的IP SAN设备、存储空间以及数据保留期(天数或空间大小)及录像存储时段等(可以按周或天配置存储计划,每天可以指定4个时间段;另外,最大还可以配置16个例外的天计划)。同时还支持存储和告警的联动,当用户配置告警联动,指定联动动作为录像存储,告警出发后,则启动执行报警联动录像存储,每次报警联动录像的时间可以配置。
四、历史图像的检索与回放
数据管理服务器上的数据库中记录了设备、通道、时间、报警同图像存储物理位置的对应关系,通过设备、通道号和时间段(可选),或通过报警信息,用户可以检索到已经录制的历史图像列表,双击即可播放。播放流程如下:
1、中心存储的录像回放采用标准的rtsp协议完成。媒体流为标准的TS流。
2、Web客户端根据指定的时间段信息,先向视频管理服务器发起查询对应时间段的录像rtsp url信息。视频管理服务器转发该请求给数据管理服务器,数据管理服务器返回正确的rtsp url信息给视频管理服务器,视频管理服务器收到给返回给客户端。
3、客户端根据得到的rtsp url直接先数据管理服务器发起录像回放请求。
4、数据管理服务器将IPSAN存储的数据块转换为TS流通过RTSP协议发送给客户端。
5、回放过程中,客户端可以通过标准的rtsp信令进行录像的回放控制。
五、双向语音对讲
当触发编码器上凤凰箝位电路的对讲开关后,监控点可以通过连接在编码器音频输入口上的麦克风向监控中心讲话,反馈现场情况;此时的视频流和音频流做到唇音同步。
监控中心根据观察到的情况,通过连接在编码器上音频输出口的扩音器向监控现场喊话。
音频流的建立过程和视频流的建立过程相类似,都是在视频管理服务器管理下,通过SIP协议对编码器和视频监控客端进行控制。
系统支持双向对讲,编码器支持回声抵消功能,防止喇叭和麦克风之间产生声音回路,导致回授噪音。
六、友好的人机交互界面
视频监控客户端支持图形化的配置界面,所有的增删改查操作全部可以通过图形化的操作完成,所见即所得。
系统对设备、监控关系、报警、巡检结果等提供报表功能,整网设备运行情况一目了然。
当终端运行异常时,根据级别的不通,系统以多种方式通过告警台提示管理员确认问题,改变了传统监控系统中要靠人一一确认设备是否正常运行,大大减轻了系统维护管理的工作量。
系统支持批量配置,当终端和摄像机数目超过一定数量级别时,批量配置是系统中必不可少的功能,否则整个监控网络的维护根本无从谈起。
七、用户权限与管理
系统支持域管理
最多6层,呈树型组网,对应某一级行政区划
各种设备都归属在一个域下
每个域可以有自己的管理员和操作员
用户管理
支持多级用户管理,每个用户有用户名和密码,通过MD5加密的方式到服务器上进行验证,保证可靠性。
整个系统有一或多个系统管理员,对全网的用户有配置权限,可选的对设备有操作权限。
域管理员用户,可以对域内的编解码器、图像采集和显示设备进行增、删、改、查,为云台设置预置位,新增域和子域的新用户。
普通用户对摄像机和显示器的权限包括:查看配置信息,看实时监控,远遥,看回放,下载录像,配置轮切计划;管理员可以指定某用户对于某摄像机或显示器具有某种权限;为配置方便,也可以指定某用户对于某域内的所有摄像机或显示器具有某种权限(权限的批量配置)。
当某用户需要临时访问非管辖区域内的历史或实时图像时,可以向管理员申请授权。
云台控制冲突
用户分为9个云台控制的优先级;同级或高级用户可以抢夺控制权
用户获得控制权后,可以选择锁定。锁定后不能再被抢夺。
八、日志管理
整个系统的日志管理分为三类:系统运行日志、操作日志和告警日志
系统运行日志包括:设备启动、保活失败、配置不同步、故障和故障恢复等信息(设备ID、状态变化、时间)
系统操作日志包括:某用户的登入、退出、对系统配置的修改、控制等
告警日志包括:温度过高、视频丢失报警、遮挡报警、运动检测告警、外部告警、设备离线等。
系统支持针对各种告警信息提供统计报表,基于报表,提供基于告警类型和告警时间等的查询功能。
九、轮切业务
轮切业务基于实时监控,是对多路实况进行轮流查看的业务。
轮切业务实现过程:
首先通过视频监控客户端配置轮切计划,确定被显示的摄像机列表,以及每个摄像机的图像在播放中需要逗留的时间。确定了轮切方案,在执行之前还需要为方案选择一个显示设备。
轮切方案被提交到视频管理服务器之后,服务器通过SIP信令周期性的控制编解码器,从而在监视设备上周期性的循环显示各个摄像机的实时监控信息。
十、终端合法性,状态一致性检查
编解码器和监控客户端启动后,必须向视频管理服务器发起注册,在注册过程中利用SIP协议(RFC3261)的安全性机制审计终端的合法性。只有完成了注册过程,终端才能接入到视频监控专网,开展业务。
在运行的过程中,如果终端实时检测到异常,将信息保存到本地,上报到视频管理服务器,在客户端管理界面的告警台上提示给系统管理员。当视频管理服务器管理的域内的服务器类设备(例如数据管理服务器、流媒体服务器、IP-SAN,也包括视频管理服务器自身)出现故障时,视频管理服务器也会及时将告警信息推送到客户端上,并以稍高级别的告警提示管理员。
终端注册成功后,需要周期性的向视频管理服务器发送保活。保活是为了保证终端与视频管理服务器之间的通讯正常,采用的一种心跳检测机制。各种服务器同数据管理服务器之间也有同样的保活机制。一旦设备检测到心跳断开,说明对端设备出现了问题,此时除了发送告警信息,系统将同时按照预先设定的方案采取措施,例如将业务切换到备份设备上,在数据管理服务器和视频管理服务器进行业务切换的过程中,所有已经建立的实时监控业务和历史回放业务都不受影响。保活的默认周期是10s(推荐),有时为了提高系统在故障时的恢复速度,也可以将周期适当缩短。
视频管理服务器主动发起的配置轮询,是为了保证服务器上记录的配置与下发到编解码器上实际的配置一致。配置轮询的时候,如果出现配置不一致,将以视频管理服务器记录的配置为准,自动启动配置下发,强制终端更新的配置。同时视频管理服务器将记录日志,并启动告警提示。
十一、时间同步
OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息,监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进行时钟同步,手工一一同步在精度上和工作量上都不能满足需要,因此一个健壮可靠的监控系统必须提供自动的时钟同步机制。
视频监控系统支持域内全部设备均使用标准NTP服务器作为时间同步来源的配置,也支持域内设备根据视频管理服务器的系统时间进行域内设备进行自动时间同步。
十二、集中管理和批量配置
当系统内存在大量终端设备时,管理员不可能分别登陆到每个设备上配置各种参数。视频监控系统提供了集中的配置管理功能,管理员在权限范围内,可以对所有终端进行集中的配置,同时支持批量配置管理,提供了电信级的可维护性,减轻了管理员的工作量。
6. 综合安防管理平台
综合安防管理平台在学校安保中起着重要要的角色。支持将视频监控系统、报警系统、门禁系统、消防报警和车辆管理等系统综合管理,集中处理数据和信令,并结合学校安保业务特色,自定义工作流。
软件架构决定从根本上决定了综合安防管理平台所能提供的业务服务的规模和水平,采用最先进的技术架构,支持多种安防子系统的快速接入,提供丰富的客户端呈现方式,支持手机、2D和3D人机交互界面,满足不同用户的实际需求。
6.1. 报警订阅
综合安防管理平台可提供了非常灵活的配置功能,可以满足高校用户所有综合安防相关的业务,考虑到高校用户实际使用,不同用户对报警接受的权限不同、需求不同,提供了灵活的报警订阅功能,支持按不同用户、不同报警源、不同报警类型、不同报警级别进行报警订阅,如图下图所示:
 对于报警订阅,平台还支持报警模板的管理,方便用户进行报警订阅配置,提高工作效率,界面如图所示:
6.2. 自定义工作流
综合安防管理平台支持灵活的自定义工作流,再系统接入报警系统、门禁系统、消防报警系统和车辆管理系统等多个子系统后,可以根据高校用户实际的工作需求,自定义工作流,真正的实现技防系统为人服务,最大程度的提高了工作效率,校园发生事件第一时间相应,采取措施,解决学校师生的实际问题。
自定义工作流不仅仅是报警联动配置,涉及到手工工作流、计划工作流和报警工作流,可以根据不同的触发条件,执行不同的工作预案。
手工工作流:学校保安人员,手动执行设置好的工作流。学校的报警,很大部分都是报警电话,校内师生或其他人员,发现学校内打架、偷盗、车祸、着火等情况,第一时间电话通知到保安人员,由保安人员根据报警内容执行不同的报警预案。
计划工作流:时间点出发,可以按天,也可以具体到时分秒,当时间条件满足后,系统自动执行工作流。例如对于学校周界报警,由于白天误报太高,早8点全部撤防,晚7点全部布防,计划工作流就可以轻松实现,在提高工作效率的同时,也避免了保安人员工作疏漏。
报警工作流:报警工作流,简单理解就是报警联动,但又不仅限于报警联动。可以由报警系统、门禁系统、消防报警系统和车辆管理系统等多种子系统上报的报警信号触发,也可以系统判断同时满足多种条件后触发。
自定义工作作为综合安防管理平台的核心,真正的做到了根据客户实际工作需求,自定义设置,解决用户的所有需求。配置界面简单,可视化编辑界面,比传统的列表方式更直观、美观。而且支持多种工作流内部触发方式:立即触发、延时触发、事件触发等,例如当校园车辆超速报警时,为了不影响司机正常驾驶,超速短信提醒过5分钟在发送。
6.3. 报警系统联动
综合安防管理平台对于周界报警、红外对射、手动报警等报警的接入,同样支持紧急、重要、次要、警告和提示等5种级别。根据报警的类型、报警的时间,用户可以自己定义。
 报警系统的报警信号接入后,系统支持按自定义工作流所提到的报警工作流的联动设置,支持多种联动方式:视频弹出、声音联动、云台预置位、电视墙显示、电子地图等等,同样也支持第三方之系统集成后的联动控制。 
 电子地图联动:更直观的定位到报警地点,降低保安人员的反应时间,联动视频弹出等操作。
 图形化报表显示:可以按不同报警级别、处理情况等多种条件进行报警统计,对报警一目了然。
 报警列表显示:系统根据报警级别的不同,自定义排序,报警级别高的,排在列表的顶部,需要保安人员第一时间处理。
 对于报警设备的接入,我们同样支持布、撤防等操作,可以支持在电子地图上直接操作。
6.4. 门禁系统联动
门禁作为校园安防的不可或缺的一部分,对于国家重点实验室、校史馆等区域的门禁管理,综合安防管理平台集成了门禁事件、门禁报警和门禁反向控制等功能,充分满足了学校用户的需求。
作为门禁事件用户可以根据实际情况,自定义工作流,实现门禁刷卡进出事件的记录,也可以联动抓图,视频弹出上墙,但多数情况不需要人为干预;对于一些比较重要的地点和区域,门禁刷卡事件的级别会更高,需要保安人员第一时间关注,甚至需要人为干预,控制门开、门关等操作;门禁报警例如尾随,非法闯入、胁迫进入等,系统能立即在安保控制中心准确显示出事地点。不仅仅集成了门禁系统,同样支持门禁联动刷卡人员信息的显示,可以第一时间看到进出人员的信息和实时视频。
6.5. 车辆管理联动
综合安防管理平台支持出入口控制收费、校园道路卡口测速、校园道路违停抓拍等系统的接入,校园车辆管理用户不仅仅关注的是车辆的记录查询、行车轨迹分析等功能,更关注的是校园内部车辆实时监控、报警等功能,做到对校内车辆的无缝监控,发现问题,第一时间解决问题,为校园师生提供一个良好的学习和工作环境。
一、配置管理
 系统支持出入口卡口、道路卡口和违章抓拍球增删改查、布控单位增删改查;配合GIS地图,系统支持出入口卡口、道路卡口和违章抓拍球支持经纬度信息配置;系统支持数据字典,灵活配置:卡口行车方向、号牌种类、车牌颜色、车辆类型、车身颜色、车辆品牌、违法类型、布控类型、采集类型;系统支持黑白名单增删改查,提供黑白名单导入、导出,提供行驶轨迹查询等功能。
二、实时业务
 综合安防管理平台对于车的实时业务,主要包括实时过车监控和视频联动两部分。支持实时显示过车信息和车辆图片,支持显示实时过车数据,包括:过车时间、卡口名称、车道号、车牌号码、车身颜色、车牌颜色、车辆类型、车牌类型、车速、限速、方向编号、违章状态等;过车信息可以同视频进行关联,可以同步实时显示过车图片和对应的视频实况;根据历史过车信息调阅关联录像,并且可以对录像视频进行实时截图和下载。
三、出入口控制收费
 系统支持根据学校客户停车场收费标准自定义,支持预付费管理,预付卡、预付车辆、预付记录等;支持多种预付方式,预存、包时长、包年、包季、包月等,支持用户预付费记录查询、车辆收费记录查询等。根据学校不同时段,用户不同需求,系统支持下发出入口控制策略:全部放行、自动放行、许可放行、收费放行、人工放行等。
 根据学校用户的特殊需求,对于领导来学校参观等情况,系统支持特许车辆提前预约预约,出入口自动放行;系统在车牌识别错误等特殊情况下,支持人工干预,手动放行。
 如果系统识别到车辆为黑名单车辆,出入口系统不放行,需人工干预,手动放行。同时系统支持黑名单车辆报警的功能,可以第一时间通知到监控中心的值班人员。
四、校内车辆违章管理
 对于校园内超速、违章停车的行为,系统会触发报警,第一时间通知监控中心值班人员,联系巡逻保安进行干预,系统也支持发送短信等功能联动,通知到驾驶员。
 系统支持根据各种违章类型进行查询,支持多种查询条件车辆违章记录;系统支持对所有出入口卡口、园区卡口、违停球按名称、车辆类型进行违章统计,具体包括:每道流量、违章类型、处理状态的违章统计,支持图形化展示(饼图、折线图等)。
五、车辆报警管理
校园内部车辆报警内容包括超速报警、违停报警、黑名单车辆报警和车辆布防报警等。
实时报警信息接收处理能够在平台软件运行的情况下,24小时全天候监听各个卡口的报警信息,主要针对的是黑名单车辆、违章车辆的报警。接收到的报警信息在实时过车信息列表中会以高亮的红色标记显示,并且可以按照设定的联动方式自动报警。
对于校内内重点区域,不容许外来车辆进入,系统支持地图防区布控和电子围栏,地图防区布控支持地图防区布控,可以在GIS地图进行防区圈定,对防区内的卡口做布控操作,防区圈定支持圈选、线选、框选、任意多边形等丰富的操作方式。电子围栏是指对特定车辆、运输车辆进行电子围栏设置,在车辆进入/进入电子围栏范围时,自动进行报警。指挥中心接到报警后,通过语音告诫,人为干预。
系统还可以车辆数据的进行二次分析,支持分析车辆一段时间内经过特定卡口的频度;按车道和时段进行车辆流量统计,所有卡口日流量统计,单个卡口小时流量统计。为校领导提供车辆管理的有效数据。
7. 运维管理平台
7.1. 设备状态诊断
支持按不同组织、不同域进行设备状态诊断,并生成统计报表;支持每天定时统计;支持按组织进行统计结果查询并导出。
7.2. 故障及工单管理
检测到设备故障后,可以手动填写故障单(视频诊断可以自动生成故障单),管理人员对故障单进行确认,指派维修负责人及工程商。
支持故障查询功能,对待维护的故障进行查询。支持设备故障原因的统计,包括故障原因、故障次数、故障时间等信息,并可导出统计结果。
故障解决后进行维护完成确认操作,结束设备故障维护流程。支持维护成本的统计,包括设备维护厂商、单词维护费用、时间等信息,并可导出统计结果。支持维护及时性统计,包括平均维护时长、及时完成率、超期完成率、超期未完成率统计,并可导出统计结果。
7.3. 资产管理
支持增删改查等常用资产管理业务,资产类型包括视频管理服务器、编码器、摄像机、监视器、拾音器等,并支持上传设备相关图片。
支持对资产厂商的考核,包括资产所属厂商的故障时长统计、故障率统计、故障总成本统计。故障时长统计可以按周、月、年对资产厂商下属所有设备的故障时长进行统计;故障率统计可以按周、月、年对资产厂商下属所有设备的故障发生率进行统计;故障总成本可以按周、月、年对资产厂商下属所有设备的故障维护成本进行统计。
7.4. 网络管理
支持对全网IP设备的网络拓扑管理功能。支持将网络资源加入IMP中进行统一拓扑管理,支持设备自动发现与手动添加两种方式。
增加设备时可以选择多种选项,满足不同网络环境下的需求,增强网管部署的易用性。用户可以浏览网管系统中管理的设备或节点的详细信息,包括基本信息、服务信息、接口信息和告警统计信息等,对于一些信息用户还可以进行修改和配置。
设备间的链路可以显示多种信息,包括链路类型,左/右节点IP地址、名称、描述,链路带宽,带宽利用率、丢包率等信息。
支持以不同颜色显示设备、链路的不同状态,使维护人员一目了然。
7.5. 设备批量管理
支持全网设备批量配置管理,包括批量添加设备、批量配置媒体服务策略、批量配置码流平滑设置、批量配置缓存、批量配置OSD、批量配置静音模式、批量启动/停止通道、批量更改密码、批量升级、录像批量下载、存储批量配置等。
7.6. 设备状态诊断
支持按不同组织、不同域进行设备状态诊断,并生成统计报表;支持每天定时统计;支持按组织进行统计结果查询并导出。

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