1、IDC数据中心系统解决方案 杭州海康威视系统技术有限公司IDC数据中心系统解决方案第1章 概述1.1 方案背景所谓IDC，即互联网数据中心，是指在互联网上提供的各项增值服务，具体包括申请域名、租用虚拟主机空间、主机托管等业务。IDC数据中心是一个实现信息的集中处理、存储、传输、交换和管理的物理场所，包含机房基础设施、IT基础设施、业务系统和数据等内容。机房基础设施包含供电、制冷、机柜、消防、监控等系统，保证IT设备的安全可靠运行；IT基础设备包括服务器、存储、网络等设备，是业务系统运行及数据存储的基础；业务系统运行于IT设备之上，数据存储于IT设备之中，业务系统及数据对最终用户提供服务。随着“
2、互联网+”战略机会点的到来，尤其是云计算已经成为“互联网+”战略的重要支撑，国内三大运营商移动、联通、电信都纷纷加强数据中心的建设。数据显示，中国电信在IDC领域处于领导地位，超过330个数据中心，占全国50%以上的份额。其中2015年的IDC承载专网配套波分网络建设工程的新建部分，就包含了北京、上海、广州、武汉、西安、成都、杭州、南京共8个城市的本地延伸系统；与此同时，中国联通呼和浩特云数据中心也在加紧建设；中国移动已建立广州南方云基地、呼和浩特云计算中心等基地。据赛迪顾问发布的中国数据中心布局特点与发展策略研究指出，IDC行业进入了产业升级的关键时期，正由资源消耗型向应用服务型升级和转型，
3、数据中心整合升级加速，运营商与IDC服务商加快数据中心全国布局，数据中心进入新一轮投资高峰期。1.2 需求分析IDC数据中心要求能够提供安全可靠且连续不间断的724小时服务，因此，数据中心解决方案设计中，需要从整体出发，考虑可靠、安全、可扩展、可管理、绿色节能等众多因素。从安全防范角度而言， IDC数据中心系统设计时一般要求运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的入侵行为，在数据中心大楼周界与建筑内关键区域设置入侵报警设备，对发生的报警信息及时捕获并记录相关影像；采用车辆管理系统对车辆进出与车位信息进行管理，同时实现大楼智能一卡通应用，包括门禁管理、消费管理、访客管理、考勤等子系统应
4、用与统一管理，满足数据中心大楼的实用性性、舒适性、安全性和经济性需求，为入驻企业提供安全、便捷、舒适的日常办公环境，为物业管理提供高效、优质的技术手段以有效地进行数据中心大楼的综合管理。从内部机房监控和可视化管理而言， 新一代的IDC数据中心系统强调后端整合、统一管理、资源共享、合理联动等，在功能上创造许多亮点的同时，为运营商解决机房解决管理的难题。 结合数据中心大楼的环境特点，根据民用建筑电气设计规范与智能建筑设计标准等相关规范内容，对数据中心大楼安全防范系统进行需求分析如下：安全技术防范系统宜由综合安防管理系统和若干个相关子系统组成。相关子系统宜包括入侵报警系统、视频安防监控系统、出人口控
5、制系统、电子巡更系统、动环管理系统等。安全防范系统设计视频监控系统入侵报警系统出入口控制系统设计门禁控制系统通道管理系统停车场管理系统业务管理系统设计考勤管理系统电子巡更管理系统消费管理系统访客管理系统动环管理系统动环主机、温湿度、烟感等数据中心综合安防管理系统设计，应贯彻国家关于智能建筑设计的方针政策，做到技术先进、经济合理、实用可靠。系统设计应以增强大楼的科技功能和提升数据中心大楼的应用价值为目标，以数据中心大楼的功能类别、管理需求及建设投资为依据，具有可扩性、开放性和灵活性。管理系统设计应集系统、服务、管理及其优化组合为一体，向用户提供安全、高效、便捷、健康的办公环境。不同功能的建筑安防
6、子系统，通过统一的信息平台实现集成，以满足数据中心大楼的使用功能为目的，确保对各类系统监控信息资源的共享和优化管理，具有对各安防子系统进行数据通信、信息采集和综合处理的能力。为维护公共安全，综合运用现代科学技术，为应对火灾、非法侵入、自然灾害、重大安全事故等危害生命财产安全的各种突发事件，提供长效的应急辅助机制。满足对数据中心大楼的物业管理需要，实现数据共享，以生成优化管理所需的相关信息分析和统计报表。采用先进、成熟的技术和可靠、适用的设备，适应技术发展的需要。提供高效、便利工作环境的同时，适应人们舒适度的要求。集成的通信协议和接口应符合相关的技术标准。系统具有容错性、易维护性和可扩展性。具有
7、良好统一的人机交互界面。与消防火灾报警系统实现互联，可实现安全技术防范系统作为火灾自动报警系统有效的辅助手段。系统应以结构化、模块化和集成化的方式实现组合。采用基于地理信息的分析决策支持系统，结合大屏幕显示系统为指挥调度、紧急疏散与逃生、事故现场紧急处置提供可视化导引。1.3 设计原则 IDC数据中心系统要求在设计中采用先进、集成、安全、可靠的技术，同时考虑功能需求的变化和应用技术的快速发展，要求整个系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高，确保系统成为技术先进、实用可靠、经济合理、具一定先进水平的综合安防系统。先进性：在保证开放性和实用性原则的基础上，采用先进的存储、管理技术，适当的网络
8、组合，使其发挥最佳的集成效果，保证在相当长一段时间内系统整体处于先进水准。集成性：方案所设计的安全防范系统是一个相对开放的系统，不同产品之间的标准接口，满足各系统之间的联动或系统集成需要，设计以符合国际标准或国际流行标准为原则。安全性：系统设计时考虑多级安全防范措施，包括加密传输、身份认证等多种方法组合防护，根据不同的需要进行不同的安全等级设计。可靠性：选择系统及设备时，避免一味地追求设备的先进性，更重要的是考虑系统设备的适用性与方案的可靠性；开放性、可扩展性：系统须兼顾目前的安全防范需求和今后较长时期的安全防范技术发展需要，确保具备良好的可缩放性。实用性：安全预警是系统建设的目的。系统设计的
9、实用性建立在对用户需求的仔细理解基础上。标准化：在扩充及更换部分设备时，系统应满足通用性及可替换性原则。第2章 方案总体设计2.1 设计思路系统设计过程中充分考虑各个子系统的信息共享要求，对各子系统进行结构化和标准化设计，通过系统间的各种联动方式将其整合成一个有机的整体，使之成为一套整体的、全方位的数据中心大楼综合管理系统，达到人防、物防和技防充分融合的目的。1)IDC数据中心综合监控系统集硬件、软件、网络于一体，采用开放标准的数据中心平台软件iVMS-8510；2)支持机房前端/区域监控平台的两级结构或机房/多级监控平台的两级以上联网结构，方便扩容；3)利用机房处理单元对机房的视频监控、动力
10、监测、环境监测、安全防范、火灾报警、门禁等子系统进行整合并进行统一管理；4)为了适应用户的需求，系统需从视频的采集、压缩编码、存储到显示各个环节都支持高清，实现了真正的高清；5)为了及时发现监控画面中的异常情况，最大限度地降低误报和漏报现象，系统中需引入智能分析技术；6)为了便于统一管理，多级平台和机房系统的所有设备均采用统一命名和统一编码；7)系统通信即可以利用机房联网系统已有综合数据网，也可以利用Internet互联网进行数据通讯；8)监控中心、MIS用户均可对现场进行监控，并能够随时对资料进行检索和查阅，从而掌握现场运行情况；9)用户通过C/S、B/S方式模式对现场进行监控， C/S方式
11、功能强大，需要安装软件； B/S方式操作方便，直接采用浏览器访问；10)平台软件按照业务需求对监控资源进行逻辑划分，按照用户等级进行授权，并根据不同授权获得相应信息，而无需额外建设投资。2.2 总体架构本方案的设计采用内部高速局域网的方式构建，充分利用局域网高效率数据传输的优势，实现各系统之间的信流交换。数据中心大楼及周边安全防范涉及到视频监控、出入口管理、车库管理、门禁控制、报警防范、传输网络等多个系统，本方案依托于传输网络，以综合管理平台为核心整合集成各分系统，使各系统之间能够有机联动、按需交互，组合成为一个有机的整体，实现技术联防、统筹管理。系统硬件组成架构如下图如示： 如上图所示，在数
12、据中心大楼安防系统的建设中，本案延续了以往各系统独立搭建的思路，将各系统分别网络化，不但满足了执行层分别管理、控制、监管的功能需求，也将各系统在通讯的物理层上联系起来，实现了真正意义的统一管理，分别执行的大系统运行模式，同时也为各系统之间的联动创建了先天条件，为整套系统的二次功能开发留下了充分的空间2.3 系统模块本方案由安全防范系统、出入口控制系统、动环管理系统、综合管理平台四部分构成。其中安全防范系统包含视频监控系统、入侵报警系统、巡更管理系统；出入口控制系统包含门禁管理系统、通道管理系统、停车场管理系统；动环监控系统主要对IDC数据中心的机房电力设备、空调设备以及环境数据进行实时监测。2
13、.4 综合应用管理说明门禁事件联动人员进出受控区域需要经过管理中心授权，在受控门刷卡，或输入已授权密码、指纹等身份认证信息才被允许进入受控区域。系统实时监测门的开关状态、刷卡记录及设备运行状态等，如探测到强行开锁（撬门）、同一卡片反传、门长时间保持开锁等异常事件，根据管理人员预先设置的联动策略，可联动声光报警、受控门附近的摄像机抓图，录像存储，联动电子地图提示该门的具体位置，发送短信确保通知到位、发送E-MAIL告知上层管理人员等。报警输入联动建筑各区域安装不同的报警探测器对违法入侵行为进行实时监测，如周界安装红外对射探测器防止翻墙，主要出入口安装双鉴红外探测器、主要窗边安装红外双向幕帘探测器
14、、玻璃墙边安装玻璃破碎探测器，以及其它各种根据需要安装的不同报警探测器等，报警输入信号可触发声光报警、关联摄像机进行抓图、录像存储、电子地图提示警情具体位置与相关信息、联动智能球机进行云台与镜头控制，跟踪录像等。视频检测联动在安装有智能产品的基础上，系统可对现场图像进行针对性分析，按照管理人员设定的规则产生内部报警信号进行联动。如建筑关键区域为了防止人员长时间逗留，可设置徘徊检测，设定区域有人进入时产生内部报警，可联动声光提示、客户端对讲、录像存储与智能球机预置点等；通过在跨线检测划定边界，一旦有人员跨线进入将产生内部报警信号，可联通抓图、语音提示、录像存储、电子地图显示等提醒管理人员与现场人
15、员注意。消防报警联动当紧急情况发生时，消防通道的门能自动打开。当紧急状态发生时，消防系统直接通过门禁消防模块，控制相应区域的门禁打开，以配合消防人员疏散人群及灭火抢险。通过调整和合理安排电源的布线方式，结合接入楼层弱电井的消防信号，直接通过电源的切换，当紧急状态发生时，系统能够满足断电开门的功能。门禁消防联动结合消防分区进行划分，要求消防干触点信号接入相应区域的弱电间，以便门禁系统接受并强切相关区域的受控门；接收消防信号后，响应区域的门被强制打开并同时向消防系统提供消防的反馈信号，以便消防系统确认。系统可联动响应区域的摄像机存储录像，联动声光报警，并将该区域图像上墙显示，将报警信息通过短信发送
16、管理人员等；胁迫报警联动当用户受到违法人员胁持，强迫对入侵报警设备进行撤防、或强迫进入授权区域时，用户可通过输入胁迫码进行撤防（或开门），胁迫码具备普通密码的功能，同时可将报警信号在违法人员无法察觉的情况下暗送至管理中心，通过设置联动策略，可联动声光报警、即时弹窗显示报警点附近的摄像机画面、联动智能球机预置点看清细节、联动录像存储、发送报警短信至管理人员手机等。设备异常联动设备异常通常包括设备防拆报警、设备掉线等。前端设备及设备箱均设置防拆报警功能，当违法人员想通过拆卸设备摆脱安防监测时，防拆报警信号可联动摄像机图像上墙显示、智能球机预置点、抓图、录像存储、发送短信给管理人员等，以及时到现场制
17、止。第3章 安全防范系统设计3.1 视频监控系统3.1.1 系统组成本方案视频监控系统的总体设计思路如下：1)前端设备均采用高清IPC，从而实现高清视频采集，同时为满足前端多种应用场景的不同需求，推荐不同类型、不同功能的IPC；2)采用NVR存储模式对实时视频进行分布式存储，实现存储系统的高可靠、高性价比；3)部署模块化、集成化的视频综合平台，结合高清显示大屏实现视频图像、电子地图、电脑信号的上墙显示、拼接控制等功能；同时视频综合平台还配置服务器板卡，为部署平台软件提供必要环境，实现软硬件一体化；4)建立统一的视频信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；同时引入视频质量诊断技术，保障系统稳定运
18、行；5)充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。系统采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、高清编码、高清传输、高清存储、高清显示；系统基于IP网络传输技术，提供视频质量诊断等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化”的视频图像监控系统，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：建成统一的中心管理平台：通过管理平台实现全网统一的视频资源管理，对前端摄像机、编码器、解码器、控制器等设备进行统一管理，实现远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监
19、控、管理需求，真正做到“坐阵于中心，掌控千里之外”。实现系统高清化与网络化：本方案以建设全高清监控系统为目标，为用户提供更清晰的图像和细节，让视频监控变得更有使用价值；同时以建设全IP监控系统为目标，让用户可通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息，且系统组网便利，结构简单，新增监控点或客户端都非常方便。系统具备以下特征：1)系统具备高可靠性、高开放性的特征：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)具备高智能化、低码流的特征：运用智能分析、带有智能功能的摄像机等提
20、高系统智能化水平，同时通过先进的编码技术降低视频码流，减少存储成本和网络成本，减弱对网络的依赖性，提高视频预览的流畅度；3)具备快速部署、及时维护的特征：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，快速相应；4)具备高度整合、充分利旧的特征：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。3.1.1.1 系统逻辑结构整个方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、监控中心和应用管理平台四部分内容，视频存储、视频解码拼控和大屏显示等内容在监控中心部分进行设计。另外，方案对系统利旧方面进行了简单
21、说明，符合众多项目设计的实际需求。下图为系统拓扑图：系统逻辑结构图3.1.1.2 系统物理结构系统物理结构图前端部分：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等，前端网络摄像机将采集的模拟信号转换成网络数字信号，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行视频图像的传输。传输网络部分：传输网络部分主要是对前端接入到核心交换机之间的网络进行设计，前端系统通过光纤收发器等网络传输设备将新建前端网络高清摄像机连接至监控中心的接入交换机，再通过接入交换机将网络信号汇聚到中心的核心交换机，监控中心端的接入交换机负责PC工作站和NVR存储等设备的接入。监控中心部分：监控
22、中心采用NVR将高清视频图像进行存储，解决数据落地问题；配置视频综合平台，完成视频的解码、拼接；监控中心部署LCD大屏用来将视频进行上墙显示等。系统支持将模拟摄像机、网络摄像机和数字摄像机都接入到视频综合平台，实现统一的管理平台、统一的切换控制系统和统一的显示系统，实现对整个系统的统一配置和管理。3.1.2 前端系统设计海康威视视频监控前端系统可根据不同场景的不同需求，灵活选择合适的前端监控产品，既能满足路面固定点、路面可控点、出入口、室内等常规场景的监控需求，又能满足制高点、大场景的远距离、大范围和大视场的特殊场景的监控需求。海康威视网络高清摄像机，通过其全新的硬件平台和最优的编码算法，提供
23、最高效的处理能力和最丰富的功能应用，旨在给用户提供更优质的图像效果、更丰富的监控价值、更便捷的操作管理和更完善的维护体系。3.1.2.1 前端系统结构设计前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，可以选择固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。针对具体监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）可选择壁装、吊装、吸顶安装或监控立杆安装，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于设备箱。监控网络摄像机前端部署结构如下图所示：监控前端部署结构示意图
24、3.1.2.2 IPC功能亮点第4章 超低照度海康威视摄像机采用业界高端传感器和DSP，具备很高的感光度，在光照条件极差的条件下也可获得色彩还原度较高的画面。超低照度摄像机对比效果示例图第5章 强光抑制在夜间监控车辆道路、出入口等情况下，往往因为车光线太强严重影响视频图像质量，海康威视产品中广泛采用强光抑制技术来解决此种困扰，有效抑制强光点直接照射造成的视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像。 强光抑制开启与关闭效果示例图第6章 高清透雾雾霾天气下，空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控的质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节难以观察，视频监
25、控的实用性受到很大影响。海康威视产品中网络高清摄像机和球机大多具备高清透雾功能，基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。没有高清透雾功能的监控效果示例图有高清透雾功能的监控效果示例图第7章 红外增强针对夜间或光线不好的场景下图像质量差的问题，海康威视推出红外摄像机和红外球机，采用阵列红外灯使红外距离最远可达150米，并结合3D降噪技术可以获得清晰的夜间图像。红外监控效果示例图第8章 3D数字降噪3D数字降噪功能能够降低弱信号图像的噪波干扰。由于图像噪波的出现是随机的，因此每一帧图像出现的噪波是不相同的。3D数字降
26、噪通过对比相邻的几帧图像，将不重叠的信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻的画面。海康威视产品中广泛采用3D时空域联合降噪处理，结合准确的噪声强度估计算法，在光照理想、噪声较低时图像清晰细节没有损伤，光照不足时噪声明显抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量。降噪前图片示例降噪后图片示例第9章 新一代宽动态监控环境中常会遇到光线明暗反差过大的场景，利用宽动态技术，场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。普通摄像机获取的是背景清晰但是前景较暗的图像，宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。海康威视采用业界高端传感器并结合自主研发算法，海康威视新一代WDR基于动态范
27、围达120db的多重曝光Sensor，采用局部亮度映射与图像增强相结合的处理算法，在逆光环境下能够清晰地保留暗处细节并抑制亮处过曝，大幅提升宽动态场景的图像质量。宽动态摄像机图片效果示例图9.1.1.1 SMART IPC特色功能海康威视推出SMART IPC系列产品，包括网络高清枪机、网络高清筒机和网络高清半球，在传统IPC的基础上，又在智能编码、智能侦测、智能控制上取得了很大的突破，通过先进的编码技术、图像感知与处理技术等在保障甚至提高监控图像质量的前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限的网络带宽的条件下传输高质量的视频图像数据，并且通过丰富多样的功通满足不同环境的监控要求，提升视频监控系
28、统的智能化水平。SMART IPC亮点图第10章 智能编码1)低码率同等图像质量下，720p码率只需12M，1080p码率只需34M；码率最多降低3/4，存储空间最多减少3/4，带宽占用最多减少3/4。2)ROI（感兴趣区域编码）ROI示意图ROI可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，提升感兴趣区域（如车牌、人脸）图像质量；在保证关键区域图像质量的前提下，码率至少可降低1/2。3)SVC（可伸缩视频编码技术）SVC示意图SVC使得网络摄像机编码后的视频流具有伸缩能力，配合后端支持SVC的NVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；海康720pIP
29、C低码率+ROI综合运用可节省3/4的存储空间，一块2T硬盘，可存储4路720pIPC录像47天。4)多码流多码流示意图支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；每路码流可分别设置不同分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；总带宽提升至80M，可满足20路同时在线预览。5)低延时高效编码算法，所有网络摄像机产品延时均在200ms以内；最短延时模式下，平均延时720p/2M可达140ms，1080p/4M可达160ms。第11章 智能侦测1)行为侦测行为侦测示意图智能行为侦测功能支持对跨界入侵的行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域的行为分别布防；也可对区域入侵的行为进行
30、自动检测，并可对入侵区域的物体的占比进行自动识别，减少误报率；摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功能。2)音频侦测音频侦测示意图摄像机音频侦测功能可对声音的强度进行检测，当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超过声音强度阈值时，可实现自动预警。同时具备环境噪音过滤功能，可通过软件算法处理的方式缓解背景噪声对音质带来的影响。3)场景侦测场景侦测示意图海康威视视频质量诊断技术可对场景变更、图像虚焦问题进行自动分析检测，并联动报警；海康威视场景模式可对各种场景下的参数进行预设，方便客户选择；支持日夜两套参数配置，可实现自动切换。第12章 智能控制1)智能Smart IR智能smart IR示意图
31、新一代Smart IR技术可自动检测画面亮度，通过内部算法自适应调节红外灯亮度以及画面亮度，从而达到抑制近处物体过曝同时保证背景区域亮度的效果。2)ABF自动背焦调节ABF示意图部分枪机具有ABF(自动后焦调节)功能，通过摄像机上的ABF按钮或者客户端/IE上的辅助聚焦等按钮可自动或手动实现图像传感器的细微调整，从而达到微调焦距的作用，方便了安装调试。3)AF自动对焦AF示意图普通电动镜头受减速齿轮控制，聚集速度慢，且不能实现实时全自动聚焦，只支持一键辅助聚焦；齿轮不具备自锁功能，所以不抗震；海康威视电动镜头支持变倍后自动对焦功能（AF），无需手动聚清，且聚焦速度快，同时具有自锁功能，抗震效果好。12.1.1.1 前端配套措施1)支架及立杆监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度不低于2.5m。2)室外机箱室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水
