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●安全防范工程技术规范(GB50348-2004)
●视频安防监控系统工程设计规范(GB50395-2007)
●民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-1994)
●视频入侵报警器(GB15207-1994)
●报警图像信号有线传输装置(GB/T16677-96)
●计算机软件开发规范(GB8566-88)
●电子计算机场地通用规范(GB/T2887-2000)
●安全防范工程程序与要求(GA/T75-1994)
●安全防范系统验收规则(GA308-2001)
●视频安防监控系统技术要求(GA/T367-2001)
●安全防范系统(DB33/T334-2001)
设计原则
随着智能分析的飞速发展,新技术不断涌现。
智能分析系统必须是高可靠、高准确率、可扩展的计算机网络体系结构,以便支持今后不断更新和升级的需要,从而保护投资。
同时本方案以满足实际应用为出发点,设计时主要遵循以下原则:
●可靠性
系统可靠性是系统长期稳定运行的基石,只有可靠的系统,才能发挥有效的作用。
本方案从系统设计理念到系统架构的设计,再到产品选型,都将持续秉承系统可靠性原则,均采用成熟的技术,具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。
同时系统的使用不能影响站内被监控电气设备的正常运行。
●先进性
在投资费用许可的情况下,系统采用当今先进的技术和设备,一方面能反映系统所具有的先进水平,包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、控制技术,另一方面使系统具有强大的发展潜力,设备选型与技术发展相吻合,能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。
●扩展性
系统应充分考虑扩展性,采用标准化设计,严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互通互联,并充分考虑与其它系统的连接;
在设计和设备选型时,科学预测未来扩容需求,进行余量设计,设备采用模块化结构,便于系统扩容、升级。
系统加入新建智能建筑时,只需配置前端系统设备、建立和上级调度的连接,在管理平台做相应配置即可,软硬件无须做大的改动。
●易管理性、易维护性
系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护,人机对话界面清晰、简洁、友好,操控简便、灵活,便于监控和配置;
采用稳定易用的硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。
●安全性
综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。
在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全,在前端与监控中心之间必须保障通信安全,采取可靠手段杜绝对站端设备的非法访问、入侵或攻击行为。
数据采取站端分布存储、监控中心集中管理相结合的方式,对数据的访问采用严格的用户权限控制,并做好异常快速应急响应和日志记录。
3威智伦“模式识别”智能分析
低误报率
智能视频分析技术分为以下三种:
●视频移动侦测
●高级的视频移动侦测
●高级的视频模式侦测
1、视频移动侦测智能分析:
核心是基于简单的用户设定的阈值来检测场景之间出现的任何的像素移动
帧间差异
视频移动侦测智能分析适用适用于干净的、静态的场景,缺点是困扰于动态的环境导致的高误报率
2、高级视频移动侦测智能分析:
核心是理解场景,通过复杂的人工标定并使用场景知识来确定移动目标。
背景建模
高级视频移动侦测智能分析在安装设置和标定准确时效果不错,缺点是困扰于背景组成的变化并需要定期重新标定。
3、高级视频模式侦测智能分析:
核心是理解目标,使用目标移动相关知识来精确地对目标分类
智能识别“人”
不同于其他需要校准目标大小的视频分析,模式侦测智能分析基于目标的形状而不仅仅是大小和移动
简单安装部署
1、自学习场景:
自动适应不断变化的场景环境,随着时间持续提高系统性能,只需数分钟即可完成配置
2、“示例指导”技术:
允许用户对报警事件准确度提供反馈,从而提高准确性并降低误报
全高清1080P分析
全高清视频分析特点:
●全高清视频分析可以带来更高的准确度以及模式侦测的距离
●实现更为宽广的覆盖区域以及提供更多的图像细节
●捕捉无可辩驳的视频证据从而采取行动
智能视频分析设计
周界智能分析点位布置示意图
采用前端视频分析,即周界直线上的摄像机均是带有智能视频分析功能的200万高清摄像机,将视频分析的结果或者报警直接传送给视频监控管理平台的客户端,实现联动或其它有效处理。
威智伦智能视频分析的功能具体如下:
●对象位于感兴趣区域:
当选定对象类型进入感兴趣区域时,事件会被触发。
如果对象数量过多,则在对象数量降至指定值之前不会触发新事件。
●对象滞留:
当选定对象类型在感兴趣区域停留较长时间时,事件会被触发。
当该对象离开感兴趣区域时,事件会被重置。
●对象正在穿过光束(虚拟周界):
当指定数量的对象穿过在摄像机视场中配置的定向光束时,事件会被触发。
光束可以是单向也可以是双向的。
如果对象数量过多,则在此事件超时之前不会触发新事件。
●对象出现或进入感兴趣区域:
事件由进入感兴趣区域的每个对象触发。
该事件可用于计算对象的数量。
●对象不在感兴趣区域中:
当感兴趣区域中没有任何对象时,事件会被触发。
●对象进入感兴趣区域:
当指定数量的对象进入感兴趣区域时,事件会被触发。
●对象离开感兴趣区域:
当指定数量的对象离开感兴趣区域时,事件会被触发。
●对象停在感兴趣区域中:
当感兴趣区域中的对象在指定阈值时间内停止活动时,事件会被触发。
●方向错误:
当对象朝着禁止前进的方向活动时,事件会被触发。
●篡改检测:
当场景意外变化时,事件会被触发。
综上所述,威智伦基于模式识别的智能视频分析可以有效地过滤干扰,准确区分人/车/宠物等目标,降低误报率。
并且威智伦的智能视频分析实现了“即插即用”的使用方式,节约了设备调试时间,在数分钟之内即可让在摄像机视频画面上运行智能视频分析,其独有的自学习场景技术和视频分析结果反馈技术还保证了系统的视频分析性能可以改进,且随时间不会衰减,避免了其它视频分析技术可能存在的需要厂家长期售后服务之忧。
威智伦的高清智能视频分析是真正基于1080P高清分辨率的视频分析技术,而不是采用降低分辨率来对高清摄像机进行视频分析。
真正基于1080P高清分辨率的视频分析技术可以实现更远距离(高达120米)的入侵探测以及更大的覆盖范围(可达2800平方米),而基于D1标清分辨率的视频分析技术则只能侦测到40~50米,覆盖范围也仅有大约700平方米左右,那么在同样的周界入侵防范场景范围下,实现场景全覆盖所需的摄像机数量将会更少。
采用威智伦的高清摄像机视频分析技术相比其它方案,将节省一半的摄像机数量,进而也就节省了其它工程施工成本。
4网络设计
网络可靠性设计
◆链路冗余
在主干连接(主干设备之间及其与汇接设备之间的连接)具备可靠的线路冗余方式。
建议采用负载均衡的冗余方式,即通常情况下两条或四条连接均提供数据传输,并互为备份。
主线路可实时、自动的切换到备份线路,而不影响业务应用。
这种高速的网络自愈特性应可以保证不会引起IP路由的重新计算,不会引起业务的瞬间质量恶化,更不会引起业务的中断。
◆模块冗余
主干设备(核心层设备和汇聚层设备)的所有模块和环境部件应具备1+1或1:
N热备份的功能,切换时间应小于1秒。
模块支持具备热插拔的功能。
系统具备99.999%以上的可用性。
◆设备冗余
提供由两台或两台以上设备组成一个虚拟设备的能力。
当其中一个设备因故障停止工作时,另一台设备自动接替其工作,并且不引起其他节点的路由表重新计算,从而提高网络的稳定性。
以保证大部分IP应用不会出现超时错误。
◆路由冗余
网络的结构设计应提供足够的路由冗余功能,在上述冗余特性仍不能解决问题时,数据流应能寻找其他路径到达目的地址。
网络的扩展能力设计
网络的扩展能力包括设备交换容量的扩展能力、端口密度的扩展能力、主干带宽的扩展,以及网络规模的扩展能力。
◆交换容量扩展
交换容量应具备在现有基础上继续扩充4~8倍容量的能力,以适应IP类业务急速膨胀的现实。
◆端口密度扩展
设备的端口密度应能满足网络扩容时设备间互联的需要。
◆主干带宽扩展
主干带宽应具备高带宽扩展能力,以适应IP类业务急速膨胀的现实。
◆网络规模扩展
网络体系、路由协议的规划和设备的CPU/NP路由处理能力,在网络节点数目上应能满足3~5年的扩展要求
网络管理与安全体系
◆Ø
支持整个网络系统各种网络设备的统一网络管理。
支持故障管理、配置管理、性能管理和安全管理等功能。
支持系统级的管理,包括系统分析、系统规划等;
支持基于策略的管理,对策略的修改能够立即反应到所有相关设备中。
网络设备支持多级管理权限。
支持安全监控和控制机制,当发现存在安全漏洞和遭到攻击时,应及时通知网络管理人员,并应自动采取适当的措施予以保护。
◆支持安全防御设备、网络基础设备以及网管系统的安全联动功能,以便及时对网络威胁的实时处理
网络传输设计
网络核心采用高性能的核心交换设备,满足业务的处理要求并有较高的扩展能力,具有很高的可用性、可靠性、可管理性。
并且应做到专网专用,保证视频监控系统的稳定运行。
网络交换设备采用技术比较成熟的以太网设备进行数据的传输。
200万高清网络摄像机在传输的时候,采用H.264/H.265编码方式,码流大概在4Mbps左右。
一条千兆线路,长期稳定的利用率在40%,即一条千兆的线路,能长期稳定使用的带宽是400Mbps。
所以一条千兆网络的承载高清的路数不能超过100路。
网络视频监控管理网络的整体规划时,应以此为依据,充分考虑接入层、核心层的链路带宽和交换机的转发能力,前端接入层交换机采用支持百兆或千兆的性能良好的交换机,上传线路建议采用一条或两条千兆光纤链路做级联、核心层交换机建议采用全千兆高性能交换机。
前端摄像机传输线缆采用性能较高的超五类或六类线缆进行传输,但不能超出网络传输距离100米,摄像机如果与接入层交换机距离超出此距离,采用光电转换设备利用光纤链路用于延长传输距离。
网络结构设计
网络核心交换设备1台,接入层交换机采用百兆(上行支持两路千兆光纤接口),使用单链路连/双链路接到核心交换机。
5平台功能
威智伦视频管理平台可支持简体中文、繁体中文、英文、法文和日文等语言,平台支持行业标准的MJPEG和H.264压缩格式,并且支持单路高达90Mbps的带宽,以及单路分辨率高达3000万像素(7360x4128)的视频码流。
支持在允许用户访问系统之前进行用户认证,并且可以为每个用户单独设定管理权限。
摄像机设定
支持为摄像机设定网络参数,例如静态IP、动态IP、多播等
支持为每路视频源单独设定图像质量、图像分辨率、帧率、曝光时间、光圈、红外滤镜、背光补偿、增益、优先、锐利度、饱和度、聚焦和白平衡
支持启用或禁用子码流
支持对视频图像进行90°
180°
或270°
的旋转
支持添加隐私区域以遮挡不希望显示的画面区域
客户端设定功能
支持将任意一路音频源和任意一路视频源进行关联
支持视频移动侦测,并可设置包括敏感度、阈值、侦测区域等移动侦测参数
平台可保存并还原页面布局视图
平台可通过PC键盘或USB摇杆键盘来控制系统
台支持导入或导出客户端设定,包括地图、视图和网页等
视频播放功能
支持全屏、2x2、3x3、4x4、6x6等多种方式显示视频,并且也支持自定义视频页面布局,并可指定视图中某个区域专为报警联动视频显示区域
支持在视频画面中显示摄像机名称、摄像机位置、时间戳、移动活动等信息
支持视频流的即时回放并在一个画面内同时显示实时和录像视频,并可以不同的缩放水平来查看同一路视频的实时画面或录像画面
支持摄像机轮询
电子地图和网页功能
平台支持创建JPEG,BMP,PNG,或GIF格式的电子地图,并包含链接形成相互关联的地图。
从地图中可以直接拖放视频源即可实时观看或录像回放,并在报警发生时相关联的摄像机在地图上高亮显示。
平台支持保存网页链接并可在页面中查看该网页
PTZ控制功能
支持预置位设定和重命名,并将多个预置位按顺序或随机组合构成巡航路线
支持通过点击视频图像中的任意一个位置来使得球机图像以该点为摄像机视角中心
支持在球机视频中定义一个区域进而以该区域进行放大和居中
支持PTZ锁定以确保用户权限
支持数字PTZ,对实时画面和录像视频进行数码变焦和平移
支持通过I/O口实现干节点输入以及手动或自动触发干节点输出,并可定义相应的报警事件和报警联动操作,以及是否需要操作员对报警事件进行确认
平台在视频或音频源丢失时发出报警并提醒系统管理员
录像设定功能
平台支持对每路视频流按照各种录像模式进行音视频录制,包括连续录像、移动侦测录像、数字输入路线、报警录像以及手动触发录像,并可以按每日或每周进行设定
平台提供事前和事后录像时间选项,并在没有报警事件发生期间每隔一定时间间隔进行关键帧视频录像
支持定期的将录像文件自动备份到本地文件夹或网络文件服务器
视频录像精简功能
平台支持视频精简,即视频录像随时间减少从而延长录像时间。
JPEG码流视频帧率可以减少到原始帧率的一半,再到四分之一;
H.264码流则是双码流录制并且在一定时间后可以删除主码流录像从而增加录像时间
支持对每路视频码流设定最大录像保存时间
支持录像同步回放,通过时间轴以秒级时间单位查看录像视频并以各种速度进行前向或后向回放,并在时间轴上以不同颜色显示运动侦测和事件信息
支持为录像视频创建书签,并可以在时间轴上显示书签和搜索书签
支持通过时间、书签、摄像机名、运动侦测、缩略图和报警事件来搜索录像
支持以源格式、JPEG、AVI、WAV进行视频和音频导出并包含摄像机属性和时间信息,对于源格式还支持多路视频同时导出,对于实时视频和录像视频可以进行截图拍照并导出
平台提供数字签名认证录像,并可以对源格式的视频进行认证来判断是否被篡改
固件版本和软件版本升级
平台可自动检测所连接威智伦品牌IP摄像机的固件版本并自动升级,还可以自动检测所连接的客户端软件版本是否最新并主动提示客户端软件进行升级
可自动搜索不同网段内的摄像机,并在同一网段内进行添加和管理
6系统设计
系统架构
整个系统包括,半球、枪机、光纤收发器、交换机、存储管理服务器、磁盘阵列、解码器、拼接屏、键盘、工作站等。
7核心设备主要特点
200万高清一体化红外摄像机
二百万像素逐行扫描CMOS传感器,最大1920x1080分辨率
内嵌高级视频模式侦测分析
1/3英寸CMOS传感器
摄像机需一体化内嵌镜头,无需外配
镜头带自动对焦与远程遥控电动变焦功能
镜头参数是3-9mm/F1.2且是P-Iris光圈
视角达26°
-79°
H.264与MotionJPEG压缩,支持双码流
最大分辨率情况下支持最高达每秒30幅图像
电子快门时间:
1/6至1/8000秒
支持宽动态
100分贝真实动态范围
支持机械式IRCut,支持彩转黑功能
自动白天/夜晚功能搭配可移动的红外屏蔽滤镜,根据亮度级打开白天或夜晚模式
红外波长850nm
即使在0勒克斯情况下,集成红外LED也能够为黑暗环境提供均匀照明,最高达30米远
自适应红外技术:
自动随焦距变化而改变红外辐射的距离和范围,同时也支持场景自适应,即红外线在保持最佳场景照明的同时,防止图像饱和
彩色模式0.2勒克斯(F1.2);
黑白模式0勒克斯
以太网POE供电,或者24VAC或12VDC外部供电
在无需辅助电源的情况下,仅以太网供电即可确保操作温度达-40°
C至50°
C
ONVIF兼容
音频输入与输出,G.711PCM压缩方式
外部输入/输出
配备专用以太网配置接口,安装简便
防破坏结构,带遮阳罩,IP66防护等级网络半球摄像机
200万高清红外半球摄像机
1/2.7英寸CMOS传感器
视角范围达35°
-98°
镜头参数是3-9mm/F1.2且是P-Iris光圈
69分贝真实动态范围
日夜型,支持机械式IRCut,支持彩转黑功能,并在夜晚提供红外敏感性
黑白模式0.02勒克斯(F1.2)
本地SD卡存储,最大支持256GB容量
支持移动侦测
Minijack3.5mm端子同时支持音频输入与输出,同时还支持一路模拟视频输出
音频压缩采用G.711PCM压缩方式
一路外部输入/输出端子
支持各种安装方式,包括室内吸顶式,吊装、顶装等
8存储系统设计
存储系统结构设计
视频存储系统根据图像存储策略,对所有摄像机的图像进行录像存储,视频存储系统主要包括分布式的网络视频存储管理服务器及IPSAN磁盘阵列,整个存储系统采用集中式的IP-SAN架构。
所有数据按照摄像机来源的划分区域分别存放在磁盘阵列内。
用户可根据不同的检索策略,查询所需的录像。
视频存储系统由网络视频存储管理服务器、内置和外置IPSAN磁盘阵列组成。
每台存储设备支持256Mbps码流带宽的接入和码流存储。
存储结构采用集中的方式,相对集中便于主要监控中心的可独立运行,便于管理及维护,本地存储减少各用户间的录像及回放的网络数据流量,降低网络带来的系统风险。
软件支持指定每台摄像机存储帧率,存储清晰度,常规定时/报警(含联动报警和智能视频分析报警)/动态侦测,以上方式组合等多种存储模式,可指定总存储空间大小,以及自动删除算法,可指定不同时间节点采用不同帧率录像,超过计划时间自动减帧或减录像分辨率技术。
IP-SAN被指定后的剩余磁盘空间,可以留给其他数据进行有效存储和管理。
未来系统扩容,可以采用其他任意第三方存储阵列,或同型号设备进行方便的扩容。
威智伦网络视频存储管理服务器具有N+1备份和互为冗余备份两种功能和方式,当一台网络视频存储管理服务器或其相关存储设备发生故障时,原先在该网络视频存储管理服务器上进行存储的视频码流可根据系统的备份设置自动转移(中断时间不超过15秒)到备用网络视频存储管理服务器上进行录像,并且系统保证录像连续(中断时间不超过15秒)不被中断、遗漏。
在故障网络视频存储管理服务器恢复工作后,备用网络视频存储管理服务器可将工作恢复到原故障网络视频存储管理服务器上进行,并保证历史录像(在备用网络视频存储管理服务器及故障网络视频录像服务器上)的查询。
视频录像需求及其存储容量需求计算公式如下:
总存储量(TB)=摄像机路数×
视频带宽(4Mbps)×
录像天数×
24x3600÷
1024÷
8÷
0.75(硬盘有效利用率)
9软件界面
视频管理平台操作界面
系统支持各种语言的操作界面包括简体中文在内,系统能够根据工作站操作系统的默认语言设置和区域设置自动选择软件系统的操作语言。
用户只需将界面左侧的摄像机从列表中拖拉到右侧的图像显示窗口就能显示该摄像机的图像,图像显示的分屏模式可以直接从正上方的分屏模式列表中选择。
另外,球机的PTZ控制、数码放大、实时画面和录像画面的切换,以及摄像机轮询都可以在正上方的一排快捷按钮中实现。
录像模式设置界面
视频精简及录像时间设定
页面布局设定界面
像素级移动侦测搜索
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