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第三章系统详细设计 7
3.1监控前端设计 7
3.1.1前端结构设计 7
3.1.2HDTVI摄像机特性 8
3.2上墙显示设计 10
3.3HDTVI高清改造设计 12
3.4系统整体利旧设计 14
3.4.1设计思路 14
第四章系统功能 15
4.1系统管理功能 15
4.2系统业务功能 17
第21页
第一章总体概述
1.1设计背景
视频监控作为安防系统的重要组成部分,以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于各行各业。
已有的模拟标清系统清晰度不高,智能化应用匮乏,已经愈发难以满足客户的应用需求,针对模拟标清视频监控系统的高清改造需求十分迫切。
海康威视从节约用户投资,满足用户需求的角度出发,推出新一代同轴高清HDTVI(HighDefinition-TransportVideoInterface)系列产品,在此基础上提出一套集前端采集、传输存储、拼控上墙、应用管理于一体的HDTVI高清改造解决方案。
1.2现状分析
早期的视频监控系统以模拟标清系统为主,此类系统普遍存在着一些不足,制约了视频资源的共享和应用业务的整合,限制了防控体系技术的发展,主要表现在以下几个方面:
视频清晰度低、图像质量差:
现有的视频监控资源分辨率低,多以标清为主,整体视频图像质量差,夜间成像效果不理想,在一些重要场所无法看清人脸或车牌号码,只能解决“看得见”,无法实现“看得清”,利用视频图像信息进行取证具有一定的困难,同时标清图像也无法用于视频智能分析研判,基本丧失了数据挖掘的可能性,大大降低了视频资源的价值。
传输距离受限、存在画面延迟:
摄像机支持的直接传输距离有限,需要采用光端机延长传输距离,增加了成本和节点故障风险;
用户在预览视频图像时,画面存在延迟现象,严重影响用户的业务应用。
系统集成度低、管理效率低下:
监控系统涉及硬件模块众多,模块间的高度耦合使得系统高度复杂化,设备占用空间多且配置不灵活,使得管理效率低下,增加了故障节点的产生几率。
对旧系统的整合程度不高:
视频监控系统改造过程中,与原有系统之间难以融合,对原有监控资源利用率低,造成资源浪费。
1.3需求说明
清晰成像、全面高清:
全面采用高清视频监控技术,实现视频图像信息的高清采集、高清传输、高清编码、高清存储、高清显示,达到真正意义上的“高品质、全高清”,满足各部门对高清视频应用日益迫切的需求。
低延时显示:
尽量减少视频信号采集、传输、显示等各个环节的延迟,降低前端到显示的延迟时间。
提高系统集成度:
降低系统的复杂度,能够将系统的多个设备进行整合,提高系统系程度,减少单点故障率,提高系统管理效率,降低能耗及维护成本。
系统利旧、平滑升级:
升级改造过程需充分考虑原有系统状况,充分利旧原有系统,以较小的经济代价实现系统的平滑升级,改造后的系统操作习惯、维护方式尽量保持一致,便于操作人员快速掌握系统操作。
1.4设计原则
本系统充分结合HDTVI技术优势,以“经济性、先进性、可靠性、实用性、扩展性”为基本原则,具体如下:
经济性:
采用HDTVI技术对系统进行高清改造,充分考虑利旧已有系统,降低用户建设成本和投入,以合理价格实现强大的整体配置性能。
先进性:
采用成熟、主流的设备构建系统,系统建设充分利用当前最新的视音频、数据、网络等技术,充分兼顾需求和技术的不断变化,建设业内领先的高清视频监控系统。
可靠性:
系统硬件采用电信级的服务器及专业设备,对关键设备采取冗余备份措施,软件采用模块化、分层隔离的设计思想,确保整个系统长期稳定运行。
实用性:
系统的设计突出应用,以现实需求为导向,以有效应用为核心,以技术建设与工作机制的同步协调为保障,确保系统能有效服务于用户的工作需要。
扩展性:
系统采用业界主流的硬件设备,提供标准的协议,具有良好的兼容性和通用软硬件接口,可以全面兼容主流厂商的设备,并能为其他系统提供接口。
1.5设计依据
1)移动图像和电视工程师协会制定SMPTE292M标准
2)《以太网100BASE-T/1000BASE-T标准》IEEE802.3
3)《GB/T13993.2-2002通信光缆系统》
4)《安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》(GB/T28181-2011)
5)《安全防范工程技术规范》GB50348-2004
6)《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
7)《安全防范系统验收规则》(GA308/2001)
8)《安全防范系统通用图形符号》(GA/T75-2000)
9)《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001)
10)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-94)
11)《工业电视系统工程设计规范》(GB50115-2009)
12)《视频安防监控系统工程设计规范》GB50395-2007
13)《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)
14)《信息技术开放系统互连网络层安全协议》(GB/T17963)
15)《计算机信息系统安全》(GA216.1-1999)
16)《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》(GA/T670-2006)
17)《信息技术安全技术IT网络安全》GB/T25068
其他法律法规及标准。
第二章系统总体设计
2.1设计目标
系统基于最前沿的视频图像处理技术、网络传输技术和计算机信息技术,通过运用HDTVI同轴高清视频监控技术、业务系统集成技术等先进安防技术,实现全网调度、管理和应用,为用户提供一套“高清化、低延时”的视频图像监控系统,最大程度地实现原有监控应用系统的技术升级、应用升级和功能升级,满足用户在视频图像业务应用中日益迫切的需求。
本方案主要实现以下目标:
实现系统的高清化、低延时:
通过端到端的高清接入,不经过编解码环节就直接进行上墙显示,大大降低延时,为用户提供更清晰更实时的图像和细节,让视频监控变得更有使用价值。
建成区域内统一的中心管理平台:
通过管理平台实现区域内统一的视频资源管理,对前端摄像机、解码拼控设备、存储设备等设备进行统一管理,实现远程参数配置和远程控制;
通过管理平台实现区域内统一的用户和权限管理,满足系统多用户的监控、管理需求,真正做到“坐阵于中心,掌控千里之外”。
系统具备以下特征:
高度整合、充分利旧:
新建系统能与原有系统高度整合、无缝对接,能充分利用原有监控资源,避免前期投资的浪费。
高清化、低延时:
通过HDTVI同轴高清技术进行传输和显示,实现视频图像的高清化、低延时。
快速部署、及时维护:
HDTVI系列产品自适应能力强,部署简单,可最大化利旧已有系统资源,缩短部署周期。
通过采用高集成化、模块化设计的设备提高系统部署效率,减少系统调试周期,系统能及时发现前端监控系统的故障并及时告警,快速响应。
高可靠性、高开放性:
通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性,尤其是录像存储的稳定性,另外系统可接入其他厂家的摄像机、编码器、控制器等设备,能与其他厂家的平台无缝对接。
2.2设计思路
本方案主要针对模拟标清视频监控系统进行高清改造,在提升清晰度的同时,对系统的整体性能和业务应用整合深化实现同步优化改造。
总体设计思路如下:
1)充分掌握用户视频监控需求,科学分析点位情况,无高清改造需求的点位保留其摄像机前端及传输链路基本结构,接入所属监控中心视频综合平台;
有高清改造需求的点位,保留其原有传输链路,采用HDTVI摄像机和HDTVI光端机等位替换原设备,接入所属监控中心视频综合平台;
2)前端接入网络、监控中心与总控中心之间主干网络在满足带宽需求的情况下无需进行改造;
根据实际改造需求,对局域网内部网络进行调整即可;
3)存储设备及显示大屏需支持1080P及以上分辨率,以实现端到端高清,根据实际情况进行利旧或者升级替换;
交换机、服务器、显示主机、监控管理终端、网络键盘等设备根据设备性能和用户业务需求,可部分甚至全部利旧;
4)采用分布式与集中式相结合的存储模式,在监控中心分别存储各自区域内的视频,重要的视频集中备份到总控中心。
根据存储容量需求,监控中心可选择HDTVIDVR、CVR或者视频云存储,总控中心可选择CVR或者视频云存储;
5)HDTVI高清视频信号接入所属监控中心视频综合平台后,通过视频综合平台HDTVI矩阵切换功能实现视频画面实时上墙显示,保证视频的最小延时、最高画质;
总控中心预览实时画面时,前端HDTVI高清视频信号先由监控中心视频综合平台进行编码,然后经网络传输至总控中心视频综合平台实现解码、拼控和上墙显示。
6)建立统一的视频信息管理应用平台,实现对所有监控点位的接入管理,同时引入最新的视频应用技术,打造一个可动态扩展的综合应用支撑管理平台。
2.3总体结构设计
系统物理拓扑如下图所示:
图1.系统物理拓扑图
Ø
监控前端
主要负责各种音视频信号的采集,高清改造部分是将原有的模拟标清摄像机、模拟光端机分别用HDTVI高清摄像机、HDTVI光端机进行替换,已有的同轴电缆传输链路利旧使用,将采集到的HDTVI高清视频信号不经压缩就实时传送至监控中心;
利旧模拟前端部分保持基本结构,采集的信息以模拟CVBS信号格式不经压缩实时传送至监控中心;
利旧网络前端部分以编码后的标准网络码流格式传输至监控中心。
监控中心
监控中心负责对前端分散区域监控点的接入、存储和显示。
监控中心视频综合平台将采集的HDTVI高清视频信号不经编码、解码,直接通过视频综合平台矩阵切换功能实现实时上墙显示,保证了视频图像的高清化、低延时。
监控中心配置存储设备(HDTVIDVR),负责对监控中心接入前端的视频图像存储,需支持高清输入、存储和转发,原有存储设备根据实际情况考虑利旧使用。
监控中心交换机、服务器、显示主机、监控管理终端、网络键盘等设备在满足需求的情况下可利旧使用。
第三章系统详细设计
3.1监控前端设计
早期的模拟标清视频监控系统难以看清图像细节,视频数据使用价值有限,且有不少前端摄像机已经接近甚至达到设计使用年限,用户可以根据自身需求确定需要改造的模拟摄像机点位,采用HDTVI同轴高清摄像机进行替换改造,可实现高清视频数据采集及无延时、无损耗的远程视频传输,给用户提供更优质的图像效果、更丰富的监控价值。
3.1.1前端结构设计
前端系统根据不同的监控点位选择不同的部署方式,摄像机可选择壁装、吊装、柱杆装等安装方式,不同安装方式需选择不同的配套件,同时根据不同应用场景可选择防雷器、LED补光灯等配套设备。
对于室外柱杆装的前端摄像机,其部署结构如下图所示:
图2.前端系统部署结构图
3.1.2HDTVI摄像机特性
在模拟标清系统的高清改造中采用HDTVI同轴高清摄像机,相比其他摄像机具有明显优势。
3.1.2.1高清完美画质
采用百万像素级别传感器,能获得更多的视频信息,实现1920×
1080视频图像分辨率;
具备更宽色度载波频率,并采用二倍过采样技术,画面色彩逼真度及清晰度大幅提升;
支持高清25帧/秒以上高帧率视频信号采集,保证视频的实时性和连贯性;
具备低照度、强光抑制、高清透雾、防红外过爆、数字降噪、超宽动态等功能,能在各种特定场景及环境下实现图像的清晰显示。
以下为海康威视HDTV
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