电力系统变电站视频监控技术方案技术协议Word文档格式.docx
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●《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
●ISOTCP/IP协议标准
●ISO/IEC13818MPEG-2协议标准
●ISOIGMP/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)
●《城市市政综合监管信息系统技术规范》(CJJ/T106-2055)
3.系统总体架构分析
3.1变电站联网视频监控总体架构图
1)数字视频编解码系统
数字视频编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式,提供从单路到16路各种密度的规格,可支持实时流和存储流双流设计,并能够支持高至8Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整,数字编解码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)网络视频存储系统
专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统,存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度,支持动态存储资源管理、在线部属,可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求,可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能,同时视频图像的NAS备份功能。
3)系统管理平台
包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器,视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器,可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能,支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。
数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据,支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理,支持不间断的视频检索、回放等业务。
客户端可以提供友好方便的人机界面功能,包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理,并集成了基本的GIS功能方便用户操作。
4)承载网络系统
采用现有广域网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。
3.2系统设计逻辑框架图
根据变电站联网监控的具体情况,建立以省监控中心为一级总监控中心;
各市级供电公司分别建立二级分监控中心,各市级供电公司可通过二级分监控中心平台完成对下辖数十个变电站站端的视频监控及管理;
平行于各市二级分控中心设立一个集控中心,可以调看各市下辖变电站的监控视频。
系统分为二级联网,分别是:
1).总中心:
省一级总监控中心
2).分中心:
各市二级分监控中心
3).集控中心:
平行于各市二级分监控中心
各级监控中心逻辑框架如下图所示:
3.3系统总体结构设计图
从上图可以看出,整个视频监控系统在结构上分为省公司一级总监控中心、各供电公司二级分监控中心以及集控中心的两级结构组成,具体描述和说明如下:
各市供电公司的二级分监控中心通过部署VM5000中心管理服务器独立完成其下辖的变电站站端视频监控系统的管理、视频图像的分发和重要视频数字的存储计划设定等功能,受限于变电站站端广域网上传带宽就视频传输而言较小(约2兆),站端视频数据的存储基本采用站端本地存储,二级分监控中心可以同时查看1或2路站端的实时视频,省一级总监控中心和集控中心可以监控各供电公司的二级分监控中心上传的视频。
4.详细设计方案
4.1总监控中心建设方案
从上图中可以看出,总监控中心是整个系统的控制管理中心,通过该平台可以完成整个系统的视频图像资源的联网图像的调度、管理、分发和互通功能;
可以通过视频管理服务器VM8000完成所有视频图像的接入、认证、权限分配,具体部署如下:
4.1.1视频管理系统
在总部指挥中心部署VM8000视频,并配置双机热备功能组件,VM8000视频管理系统可以完成整个系统中所有设备的认证、注册以及控制信令的下发功能;
同时也可实现对所有图像的管理、授权、控制功能;
同时VM8000视频及数据管理系统支持分级分域部署,通过总部指挥中心的VM8000设备的部署完成各个市供电公司二级监控系统中设备的管理、认证以及权限分配功能。
4.1.2图像存储系统
DM8000数据管理服务器完成数据的管理功能,可通过总部指挥中心的DM8000完成总监控中心和各供电公司的IPSAN存储资源计划、站端存储资源计划、资源分配、以及存储设备检查和存储数据的检索功能。
4.1.3图像显示系统
总监控中心通过部署DC1001解码器和VC8000软件客户端实现对整个系统中所有图像资源的数字解码功能,总监控中心显示大屏可通过解码器自带的视频输出接口直接和监视墙进行连接;
同时对于总监控中心工作人员或领导,在电脑上安装一套软件视频客户端VC8000实现实时浏览前端图像、检索历史重要数据、以及对前端摄像头进行PTZ控制以及编码器的设置功能,从而实现在指挥中心对前端图像源进行管理。
4.2各供电公司分监控中心建设方案
在每一个供电公司进行二级视频管理平台建设,部署VM5000视频/数据管理服务器,和省公司总监控中心的VM管理服务器形成两级管理结构,完成本供电公司下辖的变电站中所有设备的认证、注册以及控制信令的下发功能;
VM5000同时完成数据的管理功能,完成设定IPSAN存储资源计划、站端ECR存储资源分配、以及存储设备检查和存储数据的检索功能。
受限于变电站站端广域网上传带宽就视频传输而言较小(约2兆),站端视频数据的存储基本采用站端本地存储,二级分监控中心可以同时查看1或2路站端的实时视频,省一级总监控中心和集控中心可以监控各供电公司的二级分监控中心上传的视频。
5.网络视频编、解码器设计
5.1编码器设计
采用视频编码器是高性能设备:
使用采用嵌入式结构设计,稳定可靠;
具备工业防护设计,符合监控系统部署要求;
提供强大的图像编码能力,保障高质量的图像效果;
支持标准的通信协议和视频编码方式。
针对变电站联网视频监控系统实际需求,采用ECR系列作为前端视频编码器。
H3CECR系列编码器是H3C推出的新一代视频监控前端设备,同时具备多路视音频接入及编码、网络接入、双流辅流和本地NAS存储功能。
ECR3300系列编码器采用嵌入式结构设计,结构紧凑,功能强大,同时具备完善的防护设计,主要定位于对视频图像质量和使用要求较高的专业监控环境。
不同于传统的视频编解码器设备,ECR系列编码器同时支持视频编码、网络接入功能:
支持H.264BP编码技术,支持8单路、16路视频输入,提供高分辨率支持;
可以提供丰富的网络接口和网络协议,具有以太网电接口,并可支持单播和组播等丰富的网络协议,网络适应性强;
内置企业级高可靠SATA硬盘,实现本地NAS存储功能。
5.2解码器设计
视频解码器DC1001-FF主要功能是从网络上获取视音频数据流,将数字信号转换还原为模拟信号,输出到监视器、电视墙、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
视频解码器DC1001-FF作为后端的视频、音频信号输出设备,需要具备以下功能:
自适应各种视音频编码方式;
支持高码流视频解码能力;
设备稳定可靠适合长时间运行;
易管理,配置简单。
为了便于给监控中心视频解码器供电,使用插框集中供电方式。
6.变电站联网监控系统功能实现
6.1省公司总监控中心实现功能
1)可通过网络获取实时图像资源和历史图像数据。
2)可用办公管理计算机通过客户端使用软件可实时播放本辖区实时图象(有用户权限管理)。
3)可用办公管理计算机通过客户端使用软件可点播播放存储图像,下载图像数据文件。
4)在用户权限许可的情况下可以实时监控其他分控中心辖区图像实况。
5)在用户权限许可的情况下可以可点播播放存储图像,下载图像数据文件。
6)在用户权限许可的情况下可以控制云台摄像机,高速快球摄像机等
7)可以通过解码器在电视墙上对所有图像或者重要图像。
8)对所有前端所有监控点的储存监控信息进行回放,实现查询、下载、复制,抓拍等功能。
9)和监控点前端报警单元联动,监控部位发生报警,中心管理平台显示器自动弹出相关地点实时视频监控画面功能;
10)有矢量电子地图(GIS)和报警视频联动功能;
11)关联辅助指挥软件,同步在电子地图上显示监控点基本信息和相关处警预案;
6.2各供电公司分监控中心实现功能
1).管理所有允许权限的网络上视频设备(图像编码器、图像解码器、分布式IP-SAN所有客户端软件登录计算机用户)
2).管理系统内允许权限的视频管理服务器VM服务器和存储管理服务器DM,完成VM服务器和存储管理服务器DM上数据同步。
系统中心时钟。
3).通过配置QuidView网管软件对全网网络设备和网络存储设备进行实时监控管理。
4).实时监控所有允许权限的前端监控点声音图像。
5).可检索允许权限的IPSAN或站端存储图像。
6).可通过客户端软件控制解码器,解码前端编码器图像,只要权限允许可以所有编码器图像。
实现网络矩阵功能。
可轮切换,序切换,不限制解码器数量。
7).负责向其他职能部门提供图像监控接入服务。
8).对允许权限的所有前端所有监控点的储存监控图像进行回放,实现查询、下载、复制、抓拍等功能。
9).和监控点前端报警单元联动,监控部位发生报警,中心管理平台显示器自动弹出相关地点实时视频监控画面功能;
10).有矢量电子地图(GIS)和报警视频联动功能;
11).关联辅助指挥软件,同步在电子地图上显示监控点基本信息和相关处警预案。
6.3和其他监控的结合
解决方案提供了开放的API接口,可以和三台合一报警服务台联动。
并可提供应急指挥系统、GIS地理信息系统等各种使用的结合。
在前端编码器上,系统提供了开关告警接口,可以和红外报警等其他周界保护系统结合。
当出现告警时可自动提醒管理员,并进行声光告警。
6.4扩展——应急指挥中心建设
可以把应急电话会议、报警电话、变电站视频监控集成在一起,形成变电站应急指挥中心,在出现意外情况时,可以利用报警电话系统进行报警,视频监控系统看到对应现场的视频图像,同时可以召开紧急视频会议,把现场监控图像和视频会议系统结合起来,主管领导可以对现场情况进行实时分析、监控。
7视频监控软件功能
监控管理平台有两大功能模块组成:
视频监控管理;
视频图像存储管理。
7.1视频管理功能
功能分类
功能项
说明
设备管理功能
解码器管理
增加、删除、修改、查询、保活、注册等
增加、删除、修改、查询、保活、注册、相应的摄像机管理(增加/删除/查询)等
数据管理服务器管理(可选)
添加、修改、信息查询、故障信息上报等
视频监控客户端管理
基于MD5加密机制的客户端登录、状态管理、注册管理
流媒体服务器管理
流媒体服务器的增加、删除、修改、查询、保活、注册
监控控制功能
控制协议
通过SIP协议(RFC3261)对编解码器、终端、服务器等设备进行控制
编码器控制
实时单播、组播UDP媒体流的发送、停止,TCP的ISCSI媒体流的发送、停止,设备参数、媒体参数配置下发
解码器控制
控制解码器使用单播或组播方式接收UDP的媒体流,设备参数、媒体参数配置下发
控制通过流媒体服务器进行实时流的播放,单播组播转换;
通过流媒体服务器进行回放
视频监控客户端控制
控制客户端使用单播或组播方式接收UDP媒体流,使用TCP的ISCSI协议从IP-SAN获取历史录像并回放,集中配置管理,录像、抓拍、VCR脱放功能、用户的开户和权限设置
摄像头(云台)控制
透传远摇控制指令、控制协议转换、球机预制位轮巡、操作冲突解决等。
支持通用的PALCO-D、PALCO-P等协议,通过定义ini文件的方式支持非主流的协议格式,而无需升级软件或对系统打补丁。
DM控制
DM查询、故障上报、通知等
监控策略
对轮切策略等监控业务策略进行配置和管理
多级多域组网
多个视频管理服务器级联组网,支持跨域调阅实时、历史图像
备份功能
历史录像信息的备份,支持向IP-SAN和NAS存储备份,支持自动备份和手动备份
业务使用
NTP服务
管理服务器之间时间自动同步的功能,还可以在编码器上叠加OSD视频时钟
GIS服务
获取地图信息、电子地图基本操作、可视化状态监视、定位搜索、关联动作启动等
报警联动
当系统启动布防时,一旦编码器检测到告警检测装置的开关量输入,系统将图像输出到指定解码器或视频监控客户端,触发摄像头打到预制位,触发存储和客户端上的录像、抓拍功能,支持告警信号输出到告警终端,触发专业报警器的生光报警,同时将告警信息通过高级接口输出给网管或其他业务系统,触发更高层面的告警联动。
支持通过告警信息对录像、抓拍进行检索。
告警台
对温度过高、过低,视频丢失,参数错误,存储计划执行错误,设备离线等信息,通过声音、颜色、对话框等方式提醒管理员注意
自动巡检
通过用户设定的周期,定时对全网或部分重要的终端、服务器进行巡检、统计,生成报表,当发现有设备离线、视频丢失、参数错误、状态错误的异常时通知管理员及时采取措施,无需人工手动去查看各个设备的运行状态。
业务集成接口
支持对外开放接口,同三台合一、OA等其他使用系统相融合
用户及权限管理
域配置
最多7层,呈树型组网,对应某一级行政区划,设备、用户都归属在一个域下
用户配置
增加、删除、修改用户
帐户权限管理
帐户属性、分域、权限限制等
帐户状态管理
查询所有用户的权限、状态,操作的历史记录
跨域控制权限管理
跨域控制摄像头和调阅视频权限管理
登录管理
用户登录管理
客户端退出
客户端退出时,为防止误操作要求输入密码,确认后客户端才能正常关闭,并从管理服务器系统中注销。
系统功能
信息管理
对包括用户、行政区域、设备归属、云台协议列表等信息进行管理
配置管理
对各种设备属性、参数及界面信息进行配置
日志管理
对操作类、报警类等各类日志、存储日志进行管理
设置告警级别、告警方式、告警策略等
统计/显示功能
对设备、组播资源、系统资源等进行进行统计和显示,查询所有用户的权限、状态,操作的历史记录。
系统资源实时监控
电源电压显示
风扇转速显示
主板、CPU温度显示
CPU占用率显示
内存占用率显示
编解码器容量
1000个
最大用户数目
500个
同时在线客户端
100个
7.2存储管理功能
存储资源管理
IP-SAN管理
对整个系统中的IP-SAN设备进行统一注册管理。
注册信息包括iSCSIPortal信息、可用资源容量、资源策略等。
iSCSI连接管理
协助EC建立和存储资源的iSCSI连接。
协助VC建立和存储资源的iSCSI连接。
资源状态监控
监控IP存储资源的状态,状态发生变化时,并及时上报。
存储计划管理
制定存储计划
为每台EC制定存储计划,设定EC在哪些时段可以存储数据,哪些时段不可以存储数据。
分配存储资源
根据存储计划和EC通道码率为每个EC通道分配存储资源。
存储计划变更
当存储计划发生变更时,会及时通过VM通知EC改变存储行为。
存储计划审计
动态查询各EC的存储资源,检查EC的存储计划执行情况。
发现EC未遵循存储计划时,并及时上报。
检索和回放功能
检索
通过摄像头和时间信息对历史录像信息进行检索
回放
在确认用户检索的数据之后,把检索结果(指定时间段内是否有相应的数据)返回给用户。
用户可以选择某一时段的数据进行回放。
将用户选中的录像信息下发给解码器或客户端,并支持VCR的快进、暂停、拖放功能。
视频数据备份
备份
提供数据备份功能,允许用户把一些重要的数据备份到备份的存储资源中
数据安全性管理
安全访问管理
在编解码终端、客户端对IP-SAN进行读、写操作时,由DM动态分配令牌并进行验证,防止非法访问,保证数据的安全性。
时钟同步
自动时钟同步
通过NTP协议同视频管理服务器进行自动时钟同步
通过NTP协议同NTP服务器进行自动时钟同步
管理维护
支持日志管理,包括日志分级、检索、导出等。
IP-SAN数量
128个
编码器数目
反应时间
最大检索时间1秒
最大回放时间3秒
7.3监控客户端功能
图形化的配置管理界面
设备管理
支持对编解码器的增加、删除、修改、状态查询
支持对流媒体服务器和DM服务器的增加、删除、修改、状态查询
支持对设备进行批量配置
用户和权限管理
管理员用户和普通用户
开户、销户、用户状态查询
对普通用户,可以设置其对每个设备和操作的权限
业务控制功能
实时播放、停止;
图像轮切控制
日志
操作日志
运行日志
告警日志
统计报表
对各种运行状态信息进行统计并提供报表功能
图形化告警台
媒体播放功能
播放实时图像
通过单播或组播,播放编码器发送过来的实时图像信息,解码后播放出来
历史图像检索
通过输入编码器和时间段(可选),检索到已经录制的历史图像列表,双击即可播放
查看存储计划
图形化显示存储计划执行情况,对正常录制的部分双击即可播放
播放历史图像
选取到要回放的历史图像之后,通过iSCSI协议,从IP-SAN读取录制的历史图像,解码后播放出来
将图像同步播放到解码器
对于VC在显示器上播放的图像,可以转换成标准的RTP协议转发到DC上,通过电视或大屏同步播放出来
播放方式
多分屏播放,通用的4分屏,最多支持25分屏
双击一路图像,就可以全屏播放
抓拍
在观看实时或历史图像的过程中,可以将瞬间的图像信息抓拍下来,存储在视频监控客户端软件所在的PC机上
本地录像
在观看实时或历史图像的过程中,可以将一段时间那的图像信息抓拍下来,存储在视频监控客户端软件所在的PC机上
文件上传
系统支持将本地抓拍或录制的片断上传到存储设备中
云台控制
可以通过视频监控客户端外接的专业键盘,或者PC键盘快捷键,或者鼠标的点击,对全网任意一个有权限的云台进行操作,包括摄像机远遥、预制位的控制、光圈、焦距、变倍、雨刷、加热
支持云台控制权的抢占、锁定和释放
GIS集成
获取地图信息
加载电子地图信息,依据摄像机的图层信息
电子地图的基本操作功能
地图可扩大,缩小
在地图上可测两点之间的距离
摄像机在地图上可自由移动
可查看摄像机的基本信息如类型、状态、经纬度等
显示鼠标焦点在地图上的位置的经纬度
登录后,打开地图,定位到用户上次退出的位置
电子地图导航图
可实现从导航图上快速的改变电子地图的显示区域
可视化状态监视
摄像机状态用图标表示
锁定状态下为正常图标加锁
轮切中状态下为正常图标
编码器故障和离线显示成红色标记
视频信号丢失是黄色标记
电子地图上和媒体播放相关的功能
右键点击摄像机实现实时播放的功能
右键点击摄像机实现点播回放的功能
通过地图支持摄像头信息的配置
支持从地图实现云台控制
搜索功能
在摄像机控制窗口中点击“定位”按钮,地图移到
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