浦东机场数字视频监控系统技术方案.docx

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浦东机场数字视频监控系统技术方案

第5章数字视频监控系统技术方案

5.1系统架构设计

按照招标书的要求，本着一切从用户出发的原则，根据我方多年来的丰富经验及对本工程的深入理解，充分考虑以后的管理、使用及节省投资,我们尽其所能提供了一套高性能的数字视频监控系统设计方案.

通过设置于各个接入机房的数字视频编码器（Encoder）收集前端摄像机模拟视频信号，进行数字采样、压缩编码,通过高速计算机网络传输到本地或中心的网络视频录像服务器（NVR）进行存储。

此外在各个监控中心设置数字视频解码器（Decoder）和视频工作站（WS），以软、硬解压缩两种方式还原数字视频编码信号为模拟及数字视频流供相关人员进行各种安全监视和操作。

通过NICE公司高品质、高性能的数字视频监视系统应用，结合前端的摄像机系统以及专门设计适用于数字视频流传输的计算机网络系统,本项目将为上海虹桥国际机场的安全运营提供最有力的保障。

5.1.1数字化编解码系统结构

前端的模拟摄像机信号在设备机房间通过视频编码器转换为在以太网络中传输的数字图像信号。

视频编码器安装于设备机房，主要将模拟视频图像和控制信号转换为数字视频图像和控制数据流。

本系统配置了NICE公司的NiceVisionNet系列Linux嵌入式视频编码器采用MPEG-4编码格式进行视频压缩及视频传输，最高支持PAL制式下720×576像素,4CIF分辨率,25fps实时编码,并可灵活向下调整。

本系统基于TCP/IP数字网络，可与机场的网络和通信架构进行无缝集成。

本系统设计采用分布式可相对独立运行的架构,各应用子网（VLAN）与主网连接中断情况（如系统服务器或网络故障）下，本应用网络的设备（包括本应用网络中的摄像机、编码器、解码器、本地网络视频录像服务器等）仍可按故障发生前的状态正常运行，完成本监控中心所管理视频资源的相对独立的正常工作，减少单点故障对系统整体运行的影响，降低系统运行风险.

采用NiceVisionNet数字视频技术,可同时进行五项全功能操作,并能灵活调节画面分辨率;

本系统支持用户权限和用户分级策略，并可动态进行优先权调整,确保了系统具有高度的安全性和可扩展伸缩性；并可通过API软件开发包将控制权限功能无缝集成进安防集成管理系统平台。

通过数字视频系统的建设，系统将完成下述标书中对数字视频监控系统的总体结构设计要求：

1）在模拟视频接入机房设置视频编码器将模拟信号转化为在以太网络中传输的数字图像信号；在各监控中心及监控室设置视频解码器，输出模拟信号给各中心电视墙显示。

2）在汇聚机房及专业接入机房采用视频存储系统进行通用录像、报警录像及指定录像,在TOC联合设备机房设置相对集中存储，在图像工作站上具有实时图像调用、NVR图像查询及通过API集成实现存储系统图像查询功能。

3）在TOC联合设备机房安装系统管理服务器AMS、网络视频录像机NVR及数字视频应用系统软件。

4）数字视频监控系统所有的视频和控制信号通过独立的安防网络传输。

5.1.2分控中心系统结构

根据招标文件,整个系统共有8个视频接入机房（含6个汇聚机房、TOC及行李）,3个监控中心（含AOC、TOC、PCC）和8个专业分控室（含行李分控室、安检分控室、商业分控室、机电分控室、站坪分控室、消防分控室、国安分控室、公安现场分控室）.并通过3个监控中心和8个分控室来实现对1549套监控点的监控和管理。

本项目的监控前端点共有1549个摄像机，监控点按功能及安装位置分为11种类型，每个监控中心/分控室对11种类型的监控点具有不同的监控权限,有些可以调用，有些不能调用；每个监控中心/分控室根据自己的使用要求配置不同数量的解码器、监视器、控制键盘和监控工作站,监控中心/分控室具体的设备配置详见监控中心/分控室设备配置表。

在各监控中心/分控室通过工作站和监视器电视墙或DLP大屏幕电视墙三种方式显示视频图像和还原音频,集成管理系统提供了一个完整的分布式软件集成管理界面,保证在安全防范网络中任何位置如果需要都可以控制、配置和诊断整个系统,并结合网络系统设计和配置管理从安防集成管理应用层面设计了机场安全防范监控业务的数字化视频流的调度管理及应急事务处理方案。

本系统可以在监控中心/分控室通过运行NiceVision应用软件套装来控制、配置和诊断整个系统，NiceVision应用软件套装集成了视频查看应用程序、站点配置应用程序、用户配置应用程序、站点状态诊断应用程序、事后调查应用程序、独立视频播放器及API开发包软件的所有功能。

5.2系统总体性能指标

通过NiceVisionNet数字视频系统的应用，结合高效的计算机网络系统和视频存储系统、监控中心显示系统,经过我们精心设计的数字视频监控系统将达到标书要求的性能要求,具体指标如下：

数字视频压缩格式为：

MEPG4高清晰度数字压缩格式，摄像机传输码率取3Mbit/s为计算参考值。

系统支持更高的传输码率最大8Mbit/s。

数字视频传输：

系统通过高速计算机网络进行数字视频的传输，网络系统的性能指标参见网络系统技术方案。

数字视频录像：

采用网络视频录像服务器的方式进行录像并支持数字视频的回放操作。

网络数字录像服务器的性能指标参见《数字化视频存储技术方案》。

数字视频的监视与回放:

数字视频的监视与回放，采用软、硬解压两种方式.通过单路的解码器连接大屏幕或视频工作站屏幕进行。

硬解压方式,假定网络最长延迟10毫秒，在4CIF@25IPS图像质量情况下,总的图像延迟小于等于250毫秒，PTZ（云台）控制及相关联图像的延迟小于等于300毫秒。

软解压方式，在图形工作站上自操作员点击摄像机图标后视频切换到屏幕上的延时小于300毫秒。

与其他系统的联动:

与门禁、消防、红外报警、图象分析、未来周界防范等报警系统接口的性能指标，自收到门禁报警、红外报警及消防报警等报警事件至数字视频系统将相关联动视频切换到屏幕上的延时小于1秒。

5.3系统详细方案设计

5.3.1数字化编解码系统

本方案主要是将前端摄像机模拟视频信号、控制信号、拾音器信号以及报警信号等接入到机房内的视频编码器，将模拟信号转化为在以太网络中传输的数字图像信号进行网络控制、传输和存储，在各监控分控中心通过视频解码器将数字视频信号还原成模拟信号在电视墙上显示，在TOC机房同时采用网络视频存储系统（NVR）进行不少于1天的通用录像、报警录像及指定录像（该部分在第八章数字化视频存储技术方案进行详细描述）,在图像工作站具有实时图像调用、网络视频存储系统图像查询功能。

结合招标文件的要求,并综合考虑当前数字视频技术的发展，我们选用了在多个大型国际机场和重要设施已稳定、可靠运行的以色列NICE公司的NiceVisionNet系列嵌入式数字视频编解码系统。

NICESystems（NASDAQ:

NICE）集团总部设在以色列的Ra'anana，是一家在安防系统多个领域内的业界领导厂商,其业务范围包括：

数字视频传输和存储，交互式通信，基于电话，互联网，广播和视频通信的多媒体内容高级分析等.

NICE集团在超过100个国家和地区拥有超过23000个用户，其中超过75个为《财富》杂志前100位的跨国公司，NICE安防解决方案帮助用户制定决策并提高运营效率，其中数字视频解决方案应用于企业，政府和公共设施等多个领域。

NICE是一家全球化经营的多元化集团公司，包括北美，亚太（APAC）,欧洲/中东/非洲（EMEA）等多个地区总部。

NICE为用户提供了全球技术支持网络，包括本地化的培训渠道，合作伙伴和技术工程师。

NICE应用主要包括以下行业：

⏹飞机场

⏹铁路，地铁

⏹政府机构,监狱

⏹赌场

⏹金融

针对应用在飞机场的工程实例，NICE已经全世界贰拾多个机场广泛应用。

以下为部分应用实例：

⏹BeijingCapitalInternationalAirport北京首都国际机场

⏹ShanghaiPudongInternationalAirport上海浦东国际机场

⏹Miamiairport美国迈阿密机场

⏹Torontoairport加拿大多伦多机场

⏹Dallas-FortWorth美国达拉斯机场

⏹MadridBarajas西班牙马德里机场

⏹LondonHeathrow英国希斯罗机场

⏹AtlantaHartsfield美国亚特兰大机场

⏹Nashville美国纳什维尔飞机场

⏹ChicagoMidway美国芝加哥机场

⏹Indianapolis美国印第安纳波利斯机场

⏹Ottawa加拿大渥太华机场

⏹CincinnatiAirport　美国辛辛那提机场

⏹ColoradoSpringsAirport　美国科罗拉多温泉机场

⏹CharlesDeGaulle　法国巴黎戴高乐机场

⏹BenGurion以色列特拉维夫机场

⏹SingaporeChangiAirport新加坡樟宜机场

⏹BangkokInternationalAirport泰国曼谷国际机场

在其它领域,NICEVision更应用在世界上著名的建筑上：

⏹StatueoftheLiberty美国自由女神

⏹EiffelTower法国艾非尔铁塔

⏹BeijingMetroLineNo.5北京地铁5号线

⏹BeijingMetroLineNo。

5北京地铁10号线

⏹QingZangRailway青藏铁路

系统综述

NiceVisionNet产品组合包括8通道MPEG-4编码器、网络视频录像机、双通道MPEG—4解码器、视频内容分析器（可选）、事件管理系统和可视化控制中心管理系统.NiceVisionNet提供了一个统一而全面整合的解决方案,凭借一流的视频质量和易于使用的图形化用户界面，NiceVision解决方案将为用户带来全新的应用体验和高质量、稳定的系统。

NiceVisionNet提供完整的端到端IP视频监控解决方案.NiceVisionNet具有采集、记录、分析、调查以及可视化功能，可满足用户所有的安全要求.所有系统组件保证协调一致，为用户实现对每个组件高效而直接的控制。

来自统一供应商的统一解决方案易于实施，从而提供更稳定的性能表现。

NiceVisionNet的开放式平台具有高度灵活性，实现新旧前端设备、安全管理和门禁控制系统的完美结合。

能够支持现有的前端设备和应用，节省用户的基础设施投资。

整合领先的系统和全套开放式API接口，使用户能够在熟悉的环境中实现高品质视频，缩短项目实施周期并减少对培训的需求.

NiceVisionNet的分布式结构支持任何规模的系统,从单一站点到大规模多站点安装.嵌入式前端设备以及正在申请专利的冗余技术提供无与伦比的可靠性.易于使用的NiceVision用户界面可以实现对系统的高效实时监控.

NiceVisionNet可以通过以下方式解决网络资源，加速浏览，并最大限度的利用可用存储空间以所见成本并提高系统效率：

●LoS（服务水平）：

动态修改质量参数，以达到最佳功能

●双视频流编码：

高效浏览和存储、将带宽分配到最需要的地方

●覆盖全部产品的组播：

有效利用IP网络，以发挥典型的控制室管理功能

NiceVisionNet可选的NiceVisionAnalytics视频内容分析应用能够利用一系列自动检测工具，预先发现可疑目标和事件,即刻提醒安全人员潜在的危险。

NiceVisionNet系统具有独特的高可用性结构。

所有主要组件（编码器、网络视频录像机和应用管理服务器）都具有极高可用性和恢复能力的冗余。

正在申请专利的创新“零故障”技术,提供带有自动故障切换功能的“N+1”编码器冗余.即使一个或多个组件出现故障,系统也可继续工作，这对于单一网络连接上的多视频通道至关重要.

Nicevision虚拟视频矩阵（VMX）、缩减的基础设施和非凡的易用性,有助于用户实现更高的适用性和更低的成本。

如果用户需要增加摄像机或显示器,NiceVision虚拟视频矩阵可随时扩展,无需象物理矩阵一样增加新的模块。

此外,用户可以使用更少的组件获得更多的功能，而且实施快速而简单。

直观的界面可减少培训员工的负担，进而降低成本。

NiceVisionControlCenter是具有高级事件管理功能和超级视频品质的统一管理应用。

强大的检索功能、报警管理工具及安全操作自动控制可保证更高效地处理事件，并为用户的活动（审计功能）提供充分的理由。

迅速查找用户所需的信息—实时事件确认功能可以挽救生命和财产。

NiceVisionNet深受众多应用领域的用户信赖，其中包括交通、城市监控、博彩、交通监测及边境控制等领域。

●一流的视频质量—在实时或录制模式下,以每秒25/30帧的速度提供4CIF高清晰图像及音频

●支持MJPEG、MPEG—4及H.263压缩标准

●易于使用的配置向导—自动更改视频参数

●易于使用的用户图形界面（GUI），同时拥有各种高级的功能以增强用户体验

●专有视频存储格式对输出数据进行加密及验证

●NiceVision虚拟矩阵（VMX）功能

●五重主要操作功能（同步实时录像、回放、现场监视、归档及PTZ控制）

●模拟视频输出

●通过软件配置串行接口控制PTZ及球形摄像机

●根据不同要求配置各通道

●使用互联网络升级配置及固件

●若摄像头损坏及受破坏,视频输入保护（CameraTampering）自动报警提示操作人员

●强大的数据搜索功能,同时拥有事件、时间及活动搜索功能

●为处理特定警报提供易于使用的用户编程工具

●先进的视频移动检测（VMD）功能

另外，NiceVision视频监控系统设备（包括编码器、解码器）支持通过网络的集中式自动远程升级,通过在线升级及完善的软件许可管理体系，保证合法用户可以使用最新的系统应用。

NiceVision视频监控系统内存在录像视频流和监视视频流，通常情况下录像流保持在两者之间不间断。

而监视流则根据PC图像工作站及服务器的请求而建立从编码器相应端口到请求的监视窗口的监视视频流，当PC图像工作站及服务器的请求结束后或检测客户端死机后关闭监视窗口，视频流通道立刻中断，保证不会产生无效视频流.

设备选型

视频编码器

本系统设计选用NICE公司出品的NiceVisionNet系列NVE1008八路集中式MPEG4数字视频编码器，每一个通道均可同时输出两路MPEG-4码流。

●由于NVE1008所具有高可靠性和高质量的图像传输特性，已在机场，赌场,工业设施监控，城市监控，零售业以及银行业有大量的成功的应用。

NVE1008主要的优点

●Linux嵌入式操作系统

●每个通道均可进行前端移动检测

●MPEG-4视频压缩

●基于IP网络的远程配置和固件升级

●LoS技术动态修改质量参数，以达到最佳功能

●在线更改图像压缩率和分辩率等参数

●支持NiceVisionVMX虚拟视频矩阵技术

●云台摄像机和球机的PTZ水平/垂直转动缩放控制

●支持组播/单播

●音频和视频保持同步

●NTP和SNMP协议

NVE1008八路编码器为数字视频记录和传输系统提供了无可比拟的扩展性和灵活性,其八路同步MPEG—4图像质量的视频流通过TCP/IP网络（LAN/WAN）进行实时监看和/或存储记录。

NVE1008的低延时特性支持“虚拟视频矩阵”技术控制PTZ云台或球形摄像机，并可根据分布式视频网络架构的变化需求灵活进行添加修改新的编码器.当前端检测到移动事件时,双码流技术可以进行高画质的视频存储和低带宽的实时监看，从而在视频流传输前就减少了网络流量。

NVE1008可与NiceVisionNet系列数字视频服务器和解码器协同工作进行高性能的无限同步视频流的记录,其编码产生的高画质视频图像主要用于在视频分析系统中高可靠性的记录事件以及自动记录侦测移动或静止事物例如人体，汽车，车牌号的所需细节。

系统集成的控制功能可实现在NiceVision网络内任一网络视频服务器或远程客户机上对摄像机进行字符叠加,窗口切换，巡视以及在任意一台模拟显示器或电视墙上进行显示。

NVE1008支持使用NTP（网络时间协议）进行时间同步或通过第三方软件使用SNMP协议进行大型复杂的设备状态监控。

视频解码器

本系统选用NICE公司出品的NiceVision系列NVD5004双通道数字视频解码器.这是一个双路的MEPG4通用编解码器。

NiceVision解码器支持多种视频来源，包括NiceVision编码器、NiceVision数字视频录像机、第三方IP摄像机以及第三方编码器,全部由一个统一的管理应用控制。

这是一款使用灵活、功能强大、图像品质优良的数字音视频解码器.

NVD5004单元用于将数字信号转换为模拟视频信号。

它通过采用MPEG-4解码技术可在低带宽的IP网络上传输上记录广播图像质量的图像和/或进行实时监看.NVD5004最大可以支持对8Mbps的视频流进行解码，保证了对高质量的模拟视频信号的输出。

NVD5004支持各种摄像机的PTZ平移缩放控制协议和其他控制协议，其低延时特性使其具备“虚拟视频矩阵”功能，支持双向音频通信并且通过单路报警输入/联动输出接口支持报警/事件控制。

NVD5004与NiceVision系列数字视频服务器和编码器协同工作进行高性能的无限同步视频流的记录，其解码产生的高画质视频图像主要用于在视频分析系统中高可靠性的记录事件以及自动记录侦测移动或静止事物例如人体，汽车，车牌号的所需细节。

系统集成的控制功能可实现在任意NVR或远程客户机上对摄像机进行字符叠加，窗口切换，轮巡以及在任意一台模拟显示器和电视墙上进行显示。

NVD5004的主要优点：

●基于服务器的智能解码器，能够实现对事件的快速而全面的调查

●IP网络上进行远程配置与固件升级

●30IPS（NTSC），25IPS（PAL）,全帧解析度（4CIF）,最大可以支持到百万像素摄像机的UXGA、QXGA分辨率

●可同时进行MJPEG和MPEG-4解码

●通过NiceVisionVMX技术轻松实现虚拟视频矩阵

●支持单播/组播协议

●NTP和SNMP协议

●HTTP配置界面

技术性能特点

编码器技术特点

NVE1008视频编码器为八路集中式MPEG—4数字视频编码器，并安装在各个接入机房中，主要用于将模拟视频图像转换为数字视频图像。

NVE1008八路集中式编码器采用MPEG—4编码格式进行视频压缩及视频传输，最高支持4CIF分辨率全运动图像,PAL制式下720×576,25帧/秒。

NVE1008八路集中式编码器支持通过手动或事件配置预案触发，对编码器的每一路视频通道可设定为同时编码输出两路不同图像质量、帧率的MPEG—4码流,满足用户的具体需求.

NVE1008编码器为1U八路集中式编码器结构,可接入8路视频信号（BNC75Ω接口），8路音频信号（RCA接口）,支持视频与音频同步传输功能,其中音频通道可根据需求进行配置。

NVE1008编码器每通道可选编码率10kBit/s–8MBit/s,图像组GOP大小16或60可选。

每通道图像分辨率和编码率均可手动或基于事件进行动态调整，PAL模式下支持：

4CIF=720x576，2CIF=352x576，CIF=352x288。

NVE1008八路集中式编码器具有标准RS232/422/485D型9针串行传输接口，传输速率支持9600/19200bps，支持控制摄像机的PTZ平移缩放操作，采用透明串口协议的第三方设备，并可通过软件选择协议类型，设置在SiteBuilder站点设置应用软件中完成。

NVE1008视频编码器支持以太网的TCP/IP、UDP、MulticastUDP、RTP、ICMP、ARP、IGMP以及SNMP、NTP等标准协议。

NVE1008具有8路报警输入,并具有线路保护功能，8路报警输出端口，支持最大功率30W,最大电流1A,最高承载电压110VDC/110VAC,每台编码器的报警输入和报警输出均可按需配置。

NVE1008八路集中式编码器可以根据需要对每一个视频通道进行单独配置，配置可在本机或通过网络远程进行，并支持远程在线手动或基于事件改变图像的压缩编码率,分辨率,图像质量等参数，不会中断视频传输。

配置通过SiteBuilder完成。

解码器技术特点

NVD5004视频解码器主要安装在各分控中心，NVD5004解码器采用2U的19英寸机架安装方式，提供2路4CIF/25FPS图像输出。

NVD5004视频解码器支持MJPEG，H.263及MPEG—4格式。

支持的图像分辨率为CIF，SIF,2CIF，4CIF,D1,QVGA，VGA以及百万像素摄像机的UXGA,QXGA。

支持的视频来源为NiceVision编码器，NVR和DVR。

NVD5004采用10/100/1000Base—TRJ45自适应以太网端口上连接入交换机。

NVD5004视频解码器支持以太网的TCP/IP、UDP、RTP、ICMP、ARP、IGMP等标准协议。

NVD5004每台最多可以支持4个监视器,当输入信号为4CIF/25FPS时,每台解码器最多支持2台监视器。

NVD5004可以通过NiceVisionControlCenter进行远程管理和配置。

NVD5004支持OSD（屏幕显示）功能，并支持中文字幕。

NVD5004支持多种分屏显示方式，支持全屏模式或者四画面模式。

NVD5004支持复合模拟输出也可以支持DVI/VGA视频输出.

NVD5004支持高级回放模式：

逐帧显示、变速、暂停等。

也支持高级报警管理功能。

5.3.2接入机房监控系统

根据招标文件,整个系统共有8个接入机房（含TOC、行李机房及汇聚1-6六个汇聚机房），主要完成前端视频的数字化编码将模拟信号转化为在以太网络中传输的数字图像信号，并进行本地存储（该部分详见第八章数字化视频存储系统）。

接入机房主要包括如下：

1）TOC联合设备机房

2）汇聚机房

（一）

3）汇聚机房

（二）

4）汇聚机房（三）

5）汇聚机房（四）

6）汇聚机房（五）

7）汇聚机房（六）

8）行李机房

结合招标文件，下面分别就各接入机房进行详细的方案设计。

TOC联合设备机房

TOC联合设备机房是浦东国际机场扩建工程视频监控系统的主要设备机房。

视频编码器安装在TOC联合机房的机柜内，前端摄像机的视频信号、控制信号和拾音器信号以及报警信号等接入编码器，编码器再接入安防网络的交换机,从而通过安防网络实现控制、调用和传输。

并采用网络视频存储服务器（NVR）进行本地通用录像、报警录像及指定录像等（NVR在第八章数字化视频存储技术方案进行描述）。

本机房内配置的视频编码器主要接入了424路摄像机。

TOC机房系统图

TOC机房设备配置表

序号

名称

数量

单位

生产商

型号

备注

1

8路视频编码器

55

台

NICE

NVE1008

2

视频监控系统软件

1

套

NICE

NiceVisionApplicationSuite

3

系统管理服务器

2

台

IBM

X346-I05

4

NVR

51

台

NICE

DVS6400

备份1台

注：

8路视频编码器和NVR数量的计算方法如下：

编码器数量=摄像机数量÷8

NVR数量=摄像机大类1编码器数量÷5+摄像机大类2编码器数量÷5+摄像机大类3编码器数量÷5+摄像机