工商学院大型网络视频监控系统技术方案.docx
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工商学院大型网络视频监控系统技术方案.docx
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工商学院大型网络视频监控系统技术方案
工商学院大型网络视频监控系统技术方案
第一章工程概况3
一、某工商学院网络现状3
二、应用分析4
第二章技术要求5
一、某工商学院网络视频监控系统5
(一).校园监控网络的构建5
(二)、系统功能9
(三)、系统优势11
(四)、系统组成与结构13
(五)、安全监控系统总体功能29
(六)、设备分布及配置32
二、安全监控系统设备选型及功能特点34
(一)、某电视监控系统主要设备参数34
(二)、防盗报警系统41
三、运输和包装56
第三章工程实施56
一、施工组织56
1、施工组织架构图56
2、人员调配及职责分工58
3、人员配备59
4、施工前期实地勘测59
5、系统图纸设计60
6、系统设备订货计划60
7、施工人员进场计划61
8、线管、线槽、线缆施工63
9、系统设备安装、调试计划63
二、工程进度计划与控制66
1、工程进度计划表66
2、工程进度控制过程68
2、工程质量控制71
3、工程系统调试77
4、工程验收79
第四章培训计划书83
一、现场培训83
二、培训计划84
1、培训目的84
2、培训课程85
3、培训开始时间/结束时间85
4、使用的培训设施85
5、培训的材料和文件85
6、培训地点86
7、授课人员的姓名及职称86
8、培训费用86
9、课程效果的评估方法:
由双方协商后决定。
86
三、提供质保服务的机构及人员86
第五章售后服务88
一、提供货物“三包”88
二、售后服务的承诺91
1、“三包”期间保修承诺91
2、服务响应时间92
三、维护保养服务92
四、制造商售后服务93
五、“三包”之后保修服务93
第七章附录96
第一章工程概况
一、某工商学院网络现状
某工商学院校园网现有两个出口分别通过烟台大学(100M光纤直连)接入教育科研网及电信100M城域网接入Chinanet。
2000年11月在院领导的大力支持下,对校园网进行了二期扩建。
现有的校园网实现了教学区、办公区、学生公寓区、教师家属区的互连。
采用6芯多模光纤及超五类双绞线,以1000/100M带宽的以太交换光纤网作为主干网,各院、系、部、处实现100M快速交换式子网。
校园网为全院师生提供电子邮件、WEB、FTP、视频点播及网络防病毒等综合信息服务,并支持数字图书馆、视频会议系统、多媒体远程教育等多种网络应用,为全院师生提供现代化的信息交流和资源共享的环境,对外宣传和交流作用。
二、应用分析
传统的校园监控采用的是模拟化的解决方案,即利用模拟摄像头对现场图像进行采集,通过视频线或者光端机进行近远距离传输,在监控中心通过模拟矩阵、DVR等设备进行信号提取、线路切换、图像存储、上监视器。
这种解决方案的主要问题在于:
●各校区的监控系统彼此分散、独立,无法适应多级网络架构下的集中管理
●浪费了传输资源,布线、施工成本高
●基于模拟视频的传输易受干扰,难以保证图像传输质量
●无法实现远程监控及调度功能
●光钎资源有限,无法任意增点括容
采用网络化的视频监控技术,就可以解决模拟监控存在的以上问题,大大提高高校监控效率和管理水平,同时也大大提高了监控系统整体投资的经济性。
第二章技术要求
一、某工商学院网络视频监控系统
(一).校园监控网络的构建
校园网络监控系统从结构上划分,一般可分为三级,从下往上包括:
●门岗、路口、宿舍区、教学区、图书馆等监控点
●各校区监控中心:
负责对该校区的监控点进行管理和监控
●校监控中心:
负责对各校区的监控点进行集中管理和调度
某网络数字,视频管理系统,包含前端视频采购单元、前端数字视频编码单元,前端光纤通信调制设备,传输光缆、电缆、以及线缆架空或管道敷设的相关材料,光信号解调设备、中央数字编解码设备、中央数字矩阵控制系统、电视墙、中央控制软件、中央数字视频存储系统等组成。
1、各监控点:
在各监控点处,根据环境需要,配置不同型号的固定摄像机或者云台摄像机,并将摄像机的视频线接入网络视频服务器的输入端,视频服务器的另一端的RJ45口就近接入校园网中。
这样就完成了对视频信号的采集、编码和压缩,并进入校园网进行传输。
如果监控点比较分散,可以使用某集团单路网络视频服务器JD1001,如果监控点处摄像机比较集中,可以使用某集团多路网络视频服务器,JD1104、JD1416或者4416。
各监控点只需在设备安装时对设备IP等信息进行初始设置,此后无需对设备进行设置和管理。
该管理功能由各校区监控中心或更上一级的监控中心统一负责。
2、校区监控中心
考虑到目前的高校规模相对较大,甚至会有若干个校区,我们建议将校园监控网络分几个校区监控中心来管理。
校区监控中心负责本校区监控设备的统一配置、维护、监控。
在校区监控中心,利用某集团VSTAR视频管理客户端软件,可以实现对前端设备的配置、图像监控、录像查询、回放、云台、镜头控制等功能。
VSTAR视频管理系统支持分布式存储技术。
存储包括两级,一级是在设备,即存储在本机的IDE硬盘中,另一级是本地管理中心,每一个本地管理中心,根据设置选项保存它所负责的视频产品的音视频录像数据。
考虑到对校园网络资源的占用,本方案中我们建议在各校区监控中心对监控图像进行统一的录像和保存,校监控中心可以远程查询、调用各校区的录像信息。
在校区监控中心,可以利用PC式监视器对前端监控点的图像实时监控,也可以利用某集团多路视频解码器JD2004、JD2016,将以太网传输过来的图像进行解码,接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
3、校监控中心
校监控中心负责对全校各校区视频图像的监控和调度。
基于网络化的视频监控技术,可以使得校监控中心的调度能力大大加强。
在校监控中心的管理主机上,装有某集团VSTAR视频管理软件,不但可以对任意一个监控点的信息进行实时监控、查询、回放,还可以实现统一的用户管理、设备管理、故障管理、存储管理等功能,真正实现分布式监控,集中化管理。
在监控中心的认证服务器,采用电信级Radius认证机制,负责对用户统一进行帐号生成、授权、认证,杜绝非法用户对网络的入侵和非法监视。
利用某集团JD2008A、JD2016A多路视频解码器,可以将以太网传输过来的图像进行解码,接入模拟监视器或者电视墙进行监控。
某网络数字,视频管理系统,包含前端视频采购单元、前端数字视频编码单元,前端光纤通信调制设备,传输光缆、电缆、以及线缆架空或管道敷设的相关材料,光信号解调设备、中央数字编解码设备、中央数字矩阵控制系统、电视墙、中央控制软件、中央数字视频存储系统等组成。
(二)、系统功能
VSTAR网络视频管理系统包含四个功能模块。
(1)用户管理模块
该模块主要完成用户集中管理、用户权限分配和用户集中认证功能。
●用户集中管理主要包括增加用户、删除用户、更新用户和用户查询的功能,可以对所有的视频设备上的用户进行管理。
●用户权限分配指对整个视频监控系统中每一个用户的权限,包括管理权限和业务权限的分配。
一个用户可以根据层级不同,被授予不同的监控和管理权限,一个用户可以管理多个设备,一个设备也可以被多个用户管理。
●用户集中认证指所有用户,无论在网络的什么位置,当对网络视频服务器提出访问要求后,都被要求输入用户名和密码,该用户名和密码经过Radius认证服务器认证通过后,用户才可以对视频图像进行监控、浏览和管理。
(2)设备管理模块
●IP地址设置
●网关设置
●时间设置
●网络协议设置
●PTZ协议选择
●数字水印设置
●画面输出方式选择
●图像大小、分辨率设置
●轮询方式设置
●告警输入设置
●站点电子地图生成
(3)视频监视模块:
●可以同时查看16路实时摄像机图像
●在监视的同时进行PTZ摄像机的上、下、左、右转动及变倍、聚焦、光圈等操作;
●双向语音对讲
●配置各布局页及设置各布局页停留时间,可以建立多个布局页,每个布局页可以采用不同的分割方式,各个布局视图之间可以按照设定自动或手动切换;
●以资源列表的方式显示前端摄像机(编码器)及监视器(解码器),并实时显示设备的状态(在线或离线)
●手动触发录像和录音
●激活数字缩放模式
(4)录像功能模块:
●按照时间和日期回放任何一个摄像机的录像资源
●按照事件、报警、书签和动态侦测搜索视频序列
●在指定的图像区域内搜索动态发生变化的视频序列
●同时回放多达4个视频序列(同步或异步)
●在任何一个视频序列中创建新的书签
●按帧回放、快速回放或快进
●以JPEG或者BMP格式储存选定的图像
(三)、系统优势
VSTAR网络视频监控管理系统将监控技术由模拟化、数字化时代,推进到网络化时代。
与传统的模拟监控相比,网络视频监控具有不可比拟的优越性:
(1)远程监控
数字化、网络化已经成为未来技术和管理的趋势,借助网络视频监控技术,可以充分利用校园网络现有的传输资源以平台,轻松实现整个校园的集中监控。
(2)集中管理
VSTAR视频管理系统,支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用,改变了以前模拟系统分散管理的弊端,大大提高管理效率和调度能力。
(3)灵活升级
VSTAR视频管理系统基于开放式标准设计,提供了监控点数无限升级的可能性,系统容量不再依赖于传输及节点设备,而是可以任意扩容,随时接入。
结构化的机箱设计,使得本地扩容只需要增加视频板卡就可以实现,无需购置新的设备。
(4)经济型架构
VSTAR视频管理系统基于IP架构,网络视频服务器可以在监控点处安装,通过双绞线或者光纤传输,不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心(CCTV安装项目中一项较大的开支),系统可以同时管理数据、视频、音频和其他文件,实现高效、低成本的管理,节省了系统投资和施工成本。
(5)安全性高
VSTAR视频管理系统提供统一的用户认证,确保用户访问的合法性;同时,VSTAR视频管理系统对网络病毒攻击采取了独特的防范机制,大大提高了系统的安全性
(6)可靠性强
VSTAR视频管理系统的硬件遵循电信级产品设计理念,其嵌入式操作系统、模块化结构设计,大大提高了设备稳定性和可靠性。
VSTAR视频管理系统提供的集中管理功能,也为监控设备稳定运行、及时响应故障告警提供了支持。
(7)开放接口,可定制开发
VSTAR视频管理系统提供CGI/ActiveX/Java接口,支持二次开发。
可以将视频监控功能融入校园管理的统一的平台中。
(8)智能化应用
VSTAR视频管理系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入、时间和日期,以及其他内置功能,可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略,并可以对帧速率、清晰度等进行动态调节,真正实现了智能化应用。
(四)、系统组成与结构
本监控系统由以下四套子系统连接而成:
图像采集系统、视频传输系统、终端控制系统、录像存储系统。
1)图像采集系统
图像采集系统的主体是摄像机,其功能为观察、收集信息。
摄像机的性能及其安装方式是决定系统质量的重要因素。
光导管摄像机目前已被淘汰,由电荷耦合器件简称CCD摄像机所取代。
其主要性能及技术参数要求如下:
(1)色彩:
摄像机有黑白和彩色两种,通常黑白摄像机的水平清晰度比彩色摄像机高,且黑白摄像机比彩色摄像机灵敏,更适用于光线不足的地方和夜间灯光较暗的场所。
黑白摄像机的价格比彩色便宜。
但彩色的图像容易分辨衣物与场景的颜色,便于及时获取、区分现场的实时信息。
(2)清晰度:
有水平清晰度和垂直清晰度两种。
垂直方向的清晰度受到电视制式的限制,有一个最高的限度,由于我国电视信号均为PAL制式,PAL制垂直清晰度为400行。
所以摄像机的清晰度一般是用水平清晰度表示。
水平清晰度表示人眼对电视图像水平细节清晰度的量度,用电视线TVL表示。
目前选用黑白摄像机的水平清晰度一般应要求大于500线,彩色摄像机的水平清晰度一般应要求大于400线。
(3)照度:
单位被照面积上接受到的光通量称为照度。
Lux(勒克斯)是标称光亮度(流明)的光束均匀射在lm2面积上时的照度。
摄像机的灵敏度以最低照度来表示,这是摄像机以特定的测试卡为摄取标,在镜头光圈为0.4时,调节光源照度,用示波器测其输出端的视频信号幅度为额定值的10%,此时测得的测试卡照度为该摄像机的最低照度。
所以实际上被摄体的照度应该大约是最低照度的10倍以上才能获得较清晰的图像。
目前一般选用黑白摄像机的最低照度,当相对孔径为F/1.4时,最低照度要求选用小于0.1Lux;选用彩色摄像机的最低照度,当相对孔径为F/1.4时,最低照度要求选用小于0.2Lux。
(4)同步:
要求摄像机具有电源同步、外同步信号接口。
对电源同步而言,使所有的摄像机由监控中心的交流同相电源供电,使摄像机场同步信号与市电的相位锁定,以达到摄像机同步信号相位一致的同步方式。
对外同步而言,要求配置一台同步信号发生器来实现强迫同步,电视系统扫描用的行频、场频、帧频信号,复合消隐信号与外设信号发生器提供的同步信号同步的工作方式。
系统只有在同步的情况下,图像进行时序切换时就不会出现滚动现象,录、放像质量才能提高。
(5)电源:
摄像机电源一般有交流220V,交流24V,直流12V,可根据现场情况选择摄像机电源但推荐采用安全低电压。
选用12V直流电压供电时,往往达不到摄像机电源同步的要求,必须采用外同步方式,才能达到系统同步切换的目的。
既然选用了摄像机来进行图像采集那么与摄像机配套的镜头就成为必不可少的系统设备。
镜头按功能和操作分为以下类型:
(1)摄取静态目标的摄像机,可选用固定焦距镜头,当有视角变化要求的动态目标摄像场合,可选用变焦距镜头。
镜头焦距的选择要根据视场大小和镜头到监视目标的距离而定。
F=A×L/B
式中F——焦距(mm);
A——像场、宽(mm);
L——镜头到监视目标的距离;
B——视场高(L、B采用相同的度量单位)。
(2)选择镜头焦距时,必须考虑摄像机图像敏感器画面的尺寸,有2/3”、1/2”、1/3”、1/4”四种型式,这四种模式都具有垂直X水平尺寸为3X4的方位比,而四种模式摄像机对应于某一个镜头,则下一个模式正好与它上一个模式摄像机相差一个镜头焦距的档次。
如专1/2”摄像机使用16mm镜头的视角范围正好与1/3"摄像机使用12mm焦距的镜头相同。
以此类推。
(3)对景深大、视场范围广的监视区域及需要监视变化的动态场景,一般对应采用带全景云台的摄像机,并配置6倍以上的电动变焦距带自动光圈镜头。
(4)摄像机镜头应从光源方向对准监视目标,避免逆光。
镜头的焦距和摄像机靶面的大小决定了视角,焦距越小,视野越大,焦距越大,视野越小。
若要考虑清晰度,可采用电动变焦距镜头,根据需要随时调整。
(5)通光量:
镜头的通光量是用镜头的焦距和通光孔径的比值(光圈)来衡量的,一般用F表示。
在光线变化不大的场合,光圈调到合适的大小后不必改动,用手动光圈镜头即可。
在光圈线变化大的场合,如在室外,一般均需要自动光圈镜头。
二)图象调制系统
图像采集系统的另外部分是视频服务器,其主要功能是将模拟视频信号压缩成数字信号,并接入INTERNET,实现在局域网、广域网或者国际互连网上的实时视频传播,让远端客户足不出户就可以通过网络进行远程监控管理。
主要性能如下:
(1)传送标准实时活动图像的实际带宽需求
不同的图像状态(静止、正常活动、高速运动)、图像分辨率、传送图像帧数,其占用网络带宽差异很大,因此许多网络视频服务器生产厂家在推荐产品时,总是竭力试图模糊这一指标。
对此,我们可以设置一种比较统一的图像状态,即对于正常活动图像,图像分辨率达到352*288,帧数为25帧/秒的情况下,一路视频图像所占用的网络带宽。
据我们了解,包括台湾、韩国的相当一部分厂家的产品的带宽要求在500-600K之间,有的甚至要求800-900K。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器基于MPEG-4图像压缩算法标准,并采用自适应P帧及B帧压缩技术,比常规的基于MPEG-4图像压缩标准的网络视频服务器所要求的网络带宽更低,在上述图像状态下带宽要求约为250K。
(2)远程视频传输的延时性
传输延时对任何一种网络视频服务器都是不可避免的,但是不同的网络视频服务器的延时值不同。
延时值高低将直接影响数字监控的效果。
试想一下,当监控人员在监控中心通过鼠标控制前端摄像机云台时,在五秒钟内点击了五次鼠标,而在第十秒钟后才在显示器上看到第一次点击后的云台控制效果,那会怎么样呢?
由于不同帧速率下传输延时不等(同一产品,帧速率越高,传输延时越低),为对比统一性,条件设为25帧/秒的情况下。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器采用MPEG-4加强编码技术,远程传输延时不超过一秒,极大地改善了云镜控制、远程实时监控效果。
(3)报警预触发录像功能
市场上各种网络视频服务器在录像功能上均相当完善,有实时录像、定时录像、报警录像等,报警录像又可分为移动触发录像、手动触发录像、外界传感器(比如红外线探测器)触发录像等。
但是,比如手动触发报警,基本是在事故发生后结束前才启动,录像记录的也只能是报警触发后的图像。
对于事件的事后追踪而言,其记录资料是不完整的。
目前有少数厂家的网络视频服务器已具备报警预触发录像功能,能够保存报警触发前数秒钟至数十秒钟的图像信号,这一功能对于用户事后的报警事件跟踪判断具有特别的意义。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器具备报警预触发录像功能,能够保存报警触发前十秒钟的图像信号。
(4)IE监控功能
常规的监控管理软件为实现功能的完整性,操作繁琐不便,甚至需要专门培训学习才能熟练掌握。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器管理软件提供了适合于领导或非专业监控管理人员使用的简单的WEB版监控管理软件选择,可以IE网页形式提供单画面图像的监看、录像、控制等功能,用户无须安装专业软件,在进行监控图像选择时无须记忆输入不同网络视频服务器的复杂IP地址,仅需访问系统的WEB服务器下载事先设定的监控点名称等配置信息控件,鼠标点击选择相关图像名称就可以实现监控功能。
(5)图像压缩算法标准
目前的主流网络视频服务器的压缩算法标准不外乎有MJPEG、MPEG-1、MPEG-4三种。
MJPEG压缩技术标准源于JPEG图片压缩技术,是一种简单的帧内JPEG压缩,压缩后图像清晰度较好。
但由于这种方式本身的技术限制,无法作大比例压缩,数据量较高,录像每小时1-2G空间,网络传输耗费大量的带宽资源,不大适用于移动物体图像的压缩,也不大适用于国内长时间保安录像的需求。
MPEG-1压缩技术标准采用前后帧多帧预测的压缩算法,具有很大的压缩灵活性,应用最为广泛,这种算法技术发展成熟,数据压缩率相比MJPEG要高,但数据量还是较大,录像每小时300-400M空间,若用于银行长时间实时录像,占用硬盘空间较大,尤其是网络传输占用带宽较大,不大实用于视频图像远程传输。
MPEG-4压缩技术标准是目前进入实用阶段的最为先进的压缩技术,它利用很窄的带宽,通过帧重建技术压缩和传送图像,以求以最少的数据获得最佳的图像质量。
MPEG-4的特点使其更适于交互AV服务以及远程监控,采用MPEG-4压缩算法,图像压缩比较高,录像每小时100-200M空间,图像清晰度高,网络传输占用带宽小,能通过各种传输方式进行远程视频图像传输。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器采用MPEG-4压缩技术进行模拟图像的数字化处理。
(6)监控中心可以同时监控、录像的视频路数
由于网络视频监控服务器多用于对多个分散网点的远程、实时、集中监控,因此,监控中心可以同时监控、录像的视频路数是衡量远程集中监控效果的重要指标。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器采用独特流技术,在理论上可同时对无限多个监控位点图像实施远程实时监控、录像。
但在实际应用中受监控中心实际网络带宽的限制,如中心网络带宽为10M的话,假设每路视频占用250K,则最多可实现40路视频的录像,除非降低每路视频带宽或增加网络带宽。
(7)多路网络视频服务器的图像传输的帧数
目前市场上的网络视频服务器可支持一路或两路或四路视频图像输入。
由于支持的图像路数越多,对产品技术及处理性能的要求越高,因此多数产品为单路或“准多路”产品。
我们所说的真正的多路网络视频服务器,能够支持每路输出25帧/秒的数字视频图像,是真正的“实时”。
而“准多路”产品无论两路或四路,其输出的数字视频图像的总帧数资源为25帧/秒,也就是多路共享25帧/秒,在图像处理技术上和单路产品几乎没有区别。
这一点从价格上可以进行简单的判别,某些厂家的单路和两路产品价格仅相差数百元,基本上可以判断其两路产品为“准两路产品”。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器系列产品可分别支持一路、两路、四路视频图像输入,每路输出的数字视频图像的帧数为25帧/秒。
(8)如何有效支持多用户同时访问同一个监控前端
在基于网络视频服务器的大型网络视频集中监控系统中,监控中心通常设置了多个监控客户端,往往存在同一时间段访问某一个前端监控网点并发出实时监控或录像调用请求的情况。
当监控中心有N个监控客户端需要同时观看远程某一个监控点图像时(假设一路图像带宽占用为250K),常规模式下外网带宽占用为(N*250)K,通常会导致数据堵塞从而影响监控效果,因此常规的网络视频服务器系统一般只能支持三、四个客户端的同时访问要求。
某企业集团有限公司的“某”网络视频服务器后台管理软件采用独特的流媒体技术,可设立“视频流媒体管理服务器”
提供多客户端对监控网点的访问,解决了多用户同时访问同一监控网点时出现的网络堵塞问题。
由于监控中心采用流服务数据转发模式,即设立一台“视频流媒体管理服务器”,用于访问并接收前端监控图像,同时该“视频流媒体管理服务器”又作为内部局域网监控客户端的服务器,有监控需求的客户端向“视频流媒体管理服务器”发送监控指令并通过其取得所需的前端监控图像。
本结构模式最大的优点就是节省外网带宽资源,无论监控中心有多少监控客户端观看远程某一
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