大型动物园数据处理监控设计原理资料.docx

大型动物园数据处理监控设计原理资料.docx

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大型动物园数据处理监控设计原理资料

动物园数字化建设平台概述：

1.1现况分析

公园有着面积大、场地分散，人员众多，公园周边的环境复杂等特点，随着近年来公园暴力事件和突发事故的增加,以及公园内监控需求的增加，传统的人力巡查已不能满足公园安全管理的需求，越来越多的公园开始考虑通过公园网络视频监控系统的实施来建设平安公园。

采用百万高清摄像机软硬件系列产品组成的网络视频监控管理系统，实现公园网络视频监控整体解决方案，充分利用网络技术，以最简单的方式提供高速图像传送，在监控室完成对公园重点区域实时监控，提高公园安保工作效率。

公园网络视频监控系统设计分析

网络视频监控管理系统最大的特点是通过计算机网络做为传输系统，真正做到任何时间、从任何地方、对任何现场都能实现监控，同时不必再像传统的模拟\数字监控系统那样需要敷设大量的电缆，节省了用户的前期投资。

采用网络视频监控系统与传统的模拟设备相比，具备较强的扩展性，比如：

增加一路视频监控，模拟设备就可能需要增加一台硬盘录像机，而网络视频监控只需要增加一个IP地址就可以实现；因此，网络视频监控的扩展性是传统的模拟视频无法比拟的，通过远程网络，还可以扩展更多的应用。

整个公园网络视频监控系统主要由前端系统、传输系统及监控管理控制系统三部分组成。

预埋公园光纤专网敷设/完善互联网和监控局域网络的建设；与此同时，百万高清网络摄像机的大规模普及也解决了传统模拟视频监控系统清晰度不足的尴尬局面；基于低码率、高清画质、多功能等特性的720P、960P、1080P高清网络摄像机与VMP网络视频监控管理平台为用户提供了多结构，多用途，良好扩展性的新一代高清视频监控解决方案。

1.2需求分析

视频监控区域：

公园内部重要区域以及外界周边大门口区域。

视频压缩处理：

安装在前端的高清网络摄像机把图像信号摄入后直接压缩转换为IP网络信号，通过汇聚交换机，光纤以骨干网的方式传输至监控中心。

经过流媒体转发服务器后一路送入海量存储系统进行视频存储，一路送至浏览终端和电视墙显示系统进行监控浏览。

报警联动：

通过监控管理软件和报警接口软件，监控系统可以响应区域联网报警系统，区域联网报警系统的用户报警后，区域联网报警主机通过报警接口软件自动调用相关图像到大屏或主监视器显示，同时启动既定的预案系统。

主控中心的大屏幕可以显示监控图像、计算机网络信息、GPS、GIS系统等各种信息，作为各种信息的综合显示平台。

联网监控：

通过局域网上级部门和相关领导可以调用任意的图像、实时观看；授权的用户可以联网调用录像资料等。

系统设计

按照技术领先、结合实际，统一规划、协同部署的指导思想，充分利用计算机、视频压缩、网络通信等领域的稳定的、先进的技术，实现对安全、环境、人物等各类信息资源科学有效的管理和应用，进一步提高公园范管理工作。

2.1设计依据

国际电联（ITU-T）HDTV标准

《安全防范工程技术规范》

《视频安防监控系统工程设计规范》

《视频安防监控数字录像设备》

《城市监控报警联网系统通用技术要求》

《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》

《防盗报警中心控制台》

《安全防范工程程序与要求》

《安全防范系统通用图形符号》

《安全防范系统验收规则》

《视频安防系统技术要求》

《工业电视系统工程设计规范》

《远程设备终端通用技术条件》

《计算机场地技术要求》

《综合布线系统设计规范》

《电气装置安装工程施工及验收规范》

2.2设计原则

高可靠性：

采用行业内最新技术和高品质设备，网络摄像机嵌入式集成设计，从视频采集、压缩到传输由摄像机本身完成，建设前端系统架构节点，确保系统运行的可靠性和稳定性；

先进性：

本次系统前端摄像机采用了百万像素的高清网络摄像机。

传输系统采用高速千兆光纤主干网进行网络视频数据的传输；而后端则采用高清网络视频管理平台对所有网络摄像机以及其他监控资源的管理。

经济性：

在满足系统需求、安全防范级别、系统的先进性的同时，做到合理、实用，降低成本，从而达到极高的性能价格比，降低安全管理的运营成本。

系统建设应始终坚持模块化架构，实现可扩展建设的要求。

根据不同时期和具体功能需求进行针对性建设，避免重复投资和盲目建设。

系统完整性：

管理系统需要选择一个较完整的视频集中管理平台，包含了目前大多数视频监控系统都具备的系统功能。

操作简单实用：

管理系统应选择采用人性化设计，引导式操作流程以及模块化的部署模式，同时采用了全数字化、全网络化的架构方式，使得整个系统从前端到后端都变得非常简单，不管是维护还是操作。

发展性：

基于网络化、数字化的架构，其本身可提供互动性的二次集成开发，光纤主干网也为系统容量的大规模扩展提供保障。

外观效果美观：

前端装置安装均考虑安全性、隐蔽性及美观性，根据实用和美观的原则，前端和后端我们都选用了外观工艺和性能稳定都比较好的安防产品。

安全性和保密性：

在系统设计时，我们充分考虑信息资源的共享，同时更要注意信息的保护和隔离，因此针对不同的应用模式和不同的系统架构类型，采取不同的措施，包括用户认证机制、系统安全机制、数据存取的权限控制等。

易维护性：

不管是前端物理设备还是后端软件模块都提供远程操作和维护，通过集中管理终端可对设备进行远程网络升级和配置。

2.3总体设计

系统分为前端监控资源采集、视频传输、后端平台组建等几部分，整个系统采用全网络数字视频监控架构，前端都采用高清网络摄像机进行视频采集，通过摄像机的网络端口直接接入到校园内部高清视频传输网络中去，传输到后端进行集中存储和管理。

传输主干网采用光纤千兆局域网，后端通过集中管理平台来完成整个视频监控系统的集中预览、控制、管理、存储以及视频分发等功能。

实现高清数字视频监控系统集中管理。

总体设计严格遵循用户要求和行业规范，满足用户功能需求为主要目的，提高范管理效率。

2.4前端监控资源采集

前端监控资源的采集主要是指现场视频信息的采集，前端供电可采用就近取点或区域集中供电。

2.5网络传输系统

网络传输系统的组建对于高清网络视频监控系统的组建至关重要，如果传输系统不能满足网络视频流的传输要求，那么网络监控也就无从谈起。

因此核心交换机到总中心的传输系统必须能够满足海量高速视频数据流的传输。

接入层交换机根据摄像机接入的数量选择端口数和交换速度，根据节点类型选择不同应用级别的产品，品牌最好选用统一厂家的。

接入层（汇聚层）交换机选择桌面交换机或工作组交换机，根据接入路数选择背板带宽不低于9.6Gbps包转发率不低于10Mpps；分中心核心交换机可采用企业级千兆交换机，背板带宽不低于48Gbps包转发率不低于36Mpps支持端口扩展和光口传输。

网络传输示意图

2.6集中监控管理平台设计

我们只采用集中管理的方式，通过后端建设视频浏览管理终端、转发终端和存储终端就可以完成高清视频监控资源的集中管理；可实现金子塔分层管理。

集中管理示意图：

2.6.1集中用户验证服务设计

用户验证服务是整个网络视频监控的核心模块，它完成所有设备信息和用户信息的注册、验证、授权、访问控制等功能。

完成所有前端网络摄像机的信息注册、后端软件模块注册以及用户信息的验证；同时可根据用户需求部署冗余备份用户验证服务器，以便当主认证服务器故障时，可启动备用冗余用户验证服务器，继续提供验证服务，保障指挥中心和其他用户可继续访问视频监控系统；用户验证服务器采用专业级服务器配置。

由于整个系统我们采用了二级中心管理，因为为了便于集中管理和分级控制，我们在总中心配置一套双冗余备份功能的集中用户验证服务器，分中心和其他客户终端都通过局域网向总中心的验证服务器进行访问注册和登录。

集中用户验证服务器技术要求：

1、完成所有设备信息和用户信息的注册、验证、授权、访问控制等功能；

2、支持双机热备功能，防止用户访问中断；

3、支持目录树管理、分级管理、自动以分组、自动搜索前端设备；

4、能够模块化部署，充分利用硬件平台资源；

2.6.2集中管理控制

集中管理控制软件模块可对前后端物理设备、虚拟软件模块进行统一管理、控制、信息收集、处理，集中管理控制模块是为管理员对系统的配置、操作而设计的。

可在总中心部署一台集中管理控制服务器（安装管理控制软件模块），集中管理控制服务器硬件配置采用了满足高清网络视频图像处理能力的专业级服务器，能够同时支持16路CIF画面，8画面高清720P或4路1080P高清图像解码预览、满足全范围信息收集显示、具有快速响应等功能。

通过向中心验证服务器进行用户验证，验证通过后获取各自管辖区域的视频监控资源。

在分中心同样部署一套分中心集中管理控制服务器用于对所辖区域的设备进行管理。

2.6.3存储系统设计

本项目设计采用集中存储的解决方案，将分中心的数据统一汇聚到总中心进行存储，存储系统部署在总监控中心机房内。

中心存储示意图：

总中心负责整个系统XX路视图像的存储，按照正常情况，720P的平均码流计算，需要1G/小时每路，本项目需要的总的存储容量：

XXTB我们按照XXTB的容量进行配置，采用X台存储服务主机X台存储阵列+X台阵列扩展柜来完成总中心的数据存储。

2.6.4转发系统设计

总中心采用X套转发服务器负责XX路视频数据分发，可同时满足视频存储、电视墙浏览以及其他客户终端的视频访问请求。

服务器均采用专业电信级服务器进行部署，可满足单台大容量数据访问请求，采用智能双网卡负载均衡和智能流媒体转发服务。

2.6.5电视墙显示系统设计

总中心显示系统设计

总中心采用X台XX寸全高清液晶监视器配合XX套高清数字矩阵主机进行图像浏览、切换。

高清数字矩阵主机的VGA接口通过VGA线缆与高清监视器进行连接，主机输出1-8画面高清图像分割显示，同时可多画面或单画面切换，可选在单窗口轮循或多窗口组切等方式进行浏览，通过集中管理控制服务器可对XX台数字矩阵进行集中管理和输出控制，完成XXX路输入XX路输出软解码矩阵上墙功能，而且可任意扩展。

分中心显示系统设计

分中心采用XX套数字矩阵服务器配合X台高清液晶监视器进行显示浏览。

建议同样采用XX寸高清液晶电视，X台电视组合与X套矩阵组成电视墙显示系统。

详细描述：

1、集中存储功能对于前端没有存储功能的网络视频服务器尤为适用。

也适用于一些重要的录像文件在前端不适合保存的；或网络带宽有限，不适合远程实时查看视频文件的可以在网络相对空闲的时段，通过集中存储功能把录像资料保存在后端集中存储主机上。

分时存储功能可以设置集中存储计划，从而在集中存储主机上实现定时文件存储功能。

2、按下载计划下载前端硬盘录像机中的录像文件。

该功能适用于网络带宽较窄，某些时段带宽占用很多，而有些时段网络空闲（例如夜间），这样就可以把网络相对空闲的时段设置成集中下载计划的时间段，在这些时间里把设定的文件下载到集中下载主机上，再进行音视频录像文件的查看与备份。

3．1光缆通信施工规范（借鉴中国移动通讯2014修订）

管道光缆的敷设

1．敷设前的准备

（1）按设计核对光缆占用管孔的位置。

（2）在同路由上选用的孔位不宜改变，如变动或拐弯时，应满足

光缆弯曲半径的要求。

（3）所用管孔必须清刷干净。

（4）首先布放塑料子管，光缆应穿在子管内，避免光缆布放时与

管道直接摩擦，同时也可起到防止鼠害的作用。

2．布放子管的要求

（1）在同一子管孔内布放两根以上的子管时，应先捆绑在一起，

同时布放，并尽可能采用不同色谱的塑料管，若采用无色子管，应在两端头做好标志。

（2）布放子管道的环境温度应在-5~+35℃间。

（3）连续布放子管道的长度，不应超过300米，必须做弱电井。

（4）牵引子管的最大拉力，不应超过管材的抗张强度，牵引速度

要去均匀。

（5）子管在人孔内的余长应符合设计要求。

（6）子管布放完毕后，应将管口作临时堵塞。

本期工程不用的子

管必须在管端按置堵塞或盖帽。

（7）管道光缆每隔300m应作一次10m以上的预留，光缆接头两侧预留各为10-15m，

预留光缆可盘留在接头人/孔内，当接头人/手孔内拥挤时，也可盘留在两端相邻的人/手孔内，在人/手孔内的预留光缆必须盘留绑扎、固定安放在人/手孔适当的位臵上，在每个人/手孔内的管道光缆应做光缆标志牌

3．管道光缆布放要求

（1）人工布放光缆时，每个人孔应有人值守，机械牵引布放时拐弯人孔应有人值守。

管道落差大的地方，不能采用机械牵引布放光缆。

（2）光缆穿入管孔或管道拐弯或由交叉时，应采用引导装置或者喇叭口保护管，不得损伤光缆外皮，根据需要可在光缆周围涂中性润滑剂。

（3）光缆一次牵引长度一般不大于1000米，超长时应采取盘“8”字分段牵引或中间加辅助牵引。

不允许截断光缆布放。

（4）光缆布放后，应有专人统一指挥，逐个人孔依次将光缆放置在规定托板上，并留适当余量，避免光缆绷得太紧。

（5）接头所在人孔的光缆预留长度应不小与规定值，设计规定作特殊预留的光缆应妥善放置。

4．管道中光缆的保护措施

（1）人孔的光缆可采用蛇形管或者软塑料管保护，并绑扎在光缆

托架上或按设计要求处理。

（2）管口应采取堵口措施，以防止污垢杂物流入管道，也可防止

老鼠再管孔跑窜筑巢伤害光缆。

（3）人孔内的光缆应有明显识别标志，以防误伤.