一、监控系统的设计原则及依据
本设计以国家标准和重庆地方标准、甲方的具体要求作为设计依据,用最佳设计方案体现最高的性能价格比,是本方案设计的指导思想,也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。
本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”两条主线来进行设计的。
我方做为专业的重庆监控公司,根据甲方的要求,并充分考虑现场实际情况,前端设计采用高清网络球机、模拟红外枪式摄像机、模拟红外球机、模拟红外半球摄像机,传输采用视频线、6类网线传输,保证信号的准确传输;中央控制系统采用混合型数字硬盘录像机、D1嵌入式录像机等录像系统,可以实现循环录像,并方便检索回放。
1.1 设计原则
A.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,另一方面又使系统具有强大的发展潜力,以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。
B.可靠性:
系统最重要的就是可靠性,系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的,因此系统必须可靠地、能连续地运行,系统设计时在成本接受的条件下,从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求,使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时,影响面也要尽可能小。
C.安全性:
对于安全防范系统,其本身的安全性能不可忽视,系统设计时,必须采取多种手段防止本系统各种形式与途径的非法破坏。
D.可扩充性:
系统设计时应充分考虑今后的发展需要,重庆医院监控系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。
E.规范性:
由于本系统是一个严格的综合性系统,在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范,严格遵从各项技术规定,做好系统的标准化设计与施工。
一切应从实际出发,使监控系统具有较高的实用效能,这也是数字监控在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。
1.2设计依据
本方案设计根据常规要求,并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。主要包括:
《重庆市社会公共安全视频图像信息系统管理办法》(重庆市政府令第230号)
《重庆市人民政府关于加强社会公共安全视频信息管理系统建设的意见》(渝府发【2009】107号)
《重庆市人民政府办公厅关于进一步加强和完善社会公共安全视频信息管理系统建设的通知》(渝办发【2010】384号)
《平安重庆·应急联动防控体系数字化建设工程区县、行业技术指导意见》
JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
GB50343-2004 《建筑物电子信息系统防雷技术规范》
GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
GB4943-95《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》
GB/T75-94《安全术防范规范工程技术规范》
GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
国家标准GB50348-2006,《安全防范工程技术规范》
(DB50/216—2006)《社会公共安全视频图像信息系统技术规范》
(GA/T367-2001)《视频安防监控系统技术要求》
(GA/T669-2009)《城市监控报警联网系统系列标准》
(GB50198-94)《民用闭路监视电视系统工程技术规范》
IP Media Device(IPMD) Spec 1.1 SpecPack
RACM Spec. Version 1.1a and Schema/xsd files
二、接入方式
(系统结构拓朴图)
结合重庆市巴南区中医院监控系统的实际情况和巴南区平联办的具体要求,我方建议采用监控设备接入的方式进行对接。
具体对接方式方法:
1、将数字监控摄像机一并接入混合型网络硬盘录像机;
2、将混合型网络硬盘录像机统一接入网络交换设备;
3、将网络交换设备接入网络,通过监控设备配备的编码方式和传输协议实现与巴南区社会公共安全视频图像信息系统的对接。
三、监控系统技术方案
3.1系统设备连接图
详见附图。
由图可见,该项目采用监控设备直接接入到巴南区社会公共安全视频图像信息重庆医院监控系统中。
3.2 系统结构
监控系统依结构可分为:摄像、传输、控制和显示记录四部分。各部分之间关系如下图所示。
现场采集部分:是安装在现场的摄像机。它的任务是对被摄体进行摄像,并把获得的光信号转换成电信号。本项目由1台高清数字摄像机和7台D1嵌入式硬盘录像机组成系统的现场图像采集部分。
传输部分:把现场摄像机发出的电信号传送到控制室,它一般包括线缆、线路驱动设备等。本项目的1台高清数字摄像机通过网络信号进行传输,100米以内的采用6类网线进行传输,100米以上的采用光纤进行传输。
显示部分:显示监控现场的画面,对前端动点进行控制,对系统进行设置管理。本项目采用8台20“+1台32”液晶监视器进行大画面显示。
记录部分:把现场传来的图像用硬盘录像机保存下来,使用硬盘录像机设备,并在显示器上进行浏览显示。本项目采用1台混合型硬盘录像机和7台嵌入式网络硬盘录像机进行图像资料的保存。
控制部分:通过鼠标等进行视频切换、云台控制等操作。
3.3系统监控设备的组成
(1)前端设备有:模拟红外枪式摄像机、模拟红外半球摄像机、模拟红外球机、高清网络红外智能快球摄像机等。
(2)传输设备有:网线、电源线、视频线、网络交换机等。
(3)记录设备有:混合型硬盘录像机、D1嵌入式网络硬盘录像机等。
(4)显示设备有:液晶监视器、显示器等。
3.4 监控带宽需求计算
根据视频监控系统的图像质量要求,设定摄像头后端的编码器实时输出D1格式流媒体,图像流率为2Mbps,帧率为25帧/s。高清100万图像可输出720P图像,图像码流为4Mbps,帧率为30帧。按照设定的视频图像码率,计算当进行图像采集和回放时所需要的总带宽。
进行图像采集时,有16个摄像头,当所有摄像头同时工作时,即16个摄像头同时写入实时视频图像时,所占用的总带宽为:
A类镜头:(1路/25)*6Mbps=0.24M
B类镜头:(121路/25)*2Mbps=9.68M
合计:本项目带宽接入至少需要9.92M
3.5监控存储容量计算
130万高清图像,码流为4Mbps,每路视频存储30天,存储容量计算如下:
正常所需存储容量:
1路高清图像1个月占用硬盘空间为:
1*(4Mbps*3600s)/8bit*24小时*30天=1.25TB
121*(2Mbps*3600s)/8bit*24小时*30天=52.272TB
合计本套监控系统24小时*30天磁盘容量需求53.552TB
四、监控系统的主要功能介绍
4.1总体功能介绍
4.1.1实时预览
可以实现本地和远程的单画面和多画面的实时预览和轮循。
4.1.2录像回放
可以实现本地和远程的录像资料回放,重庆监控录像资料的保存不低于30天
4.1.3云镜控制
可以实现对云台和镜头的PTZ控制,拉近拉远、上下左右旋转,按预先设置的路线巡航等功能。
4.1.4镜头状态查询
具备摄像机的各种状态在线检测功能。
4.2主要功能描述
◎ 采用标准H.264的压缩算法
标准H.264的压缩算法优点:
² 在同等的还原图像质量的情况下,H.264要比MPEG-4节省50%以上的码率
² 允许视频数据在更低的带宽上传输,节省带宽资源
² 图像质量高,能提供连续、流畅的高质量图像
² 码流结构网络适应性强,增加了差错恢复能力,能够很好地适应IP和无线网络的应用
◎ 支持TV/VGA/HDMI同步高清输出
² 可以支持TV、VGA、HDMI输出接口同时输出显示
² 可以支持1280*1024、1280*720、1024*768的高清分辨率输出
◎ 最灵活的鼠标操作
◎ 自定义码流和帧率
² 不同的通道可以分别设置不同帧率和码流;
² 帧率(FPS) 可以1—25可调;
² 采用限定码流可以精准控制设备编码码流
² 码流值(KB/S) 用户可以根据网络情况设置精确值;
² 设备自动根据通道的分辨率和帧率自动显示参考码流值;
◎ 快捷的中文拼音输入法
² 采用软键盘拼音输入法,类似手机拼音输入法,方便快捷,其他厂家的对码输入法麻烦,必须带对码表,输入速度慢。
◎ 硬盘冗余双备份
² 可以设置任意盘为冗余盘,此时该冗余盘和未设冗余盘的硬盘可以同时录像。
◎ eSATA备份
² 支持独立的eSATA备份接口
² 支持eSATA备份热插拔
² 备份速度最高达1.5Gbps
◎ USB2.0
² 备份速度达到25Mbps
² 鼠标兼容性更好
² U盘兼容性更好
◎ 网络下载速度大幅提升
² 网络备份速度最快可达75Mbps
² 可支持32路D1或者128路CIF网络图像实时同步输出
◎ 全路数同步回放
² 支持全路数同步回放功能,4、8、16路都可以同时回放
² 便于对不同路数不同时间段的同时查询回放
◎ 回放电子局部放大功能
² 设备在回放录像时,可以使用鼠标左键圈定的方式进行局部放大,可以更加方便的观察图像情况
◎ 支持双码流
² 支持主通道一个码流,可以作为本地存储使用
² 支持扩展流一个码流,可以作为网络传输使用
◎ 丰富的第三方平台接入
支持行业运营商各大主流平台
◎ 丰富的通用网络协议:
支持TCP/IP,PPPOE,DDNS, FTP, IP Filter, SMTP, NTP, DHCP,RTP/RTSP,
ONVIF等。
◎ IP Filter
IP防火墙,支持白名单和黑名单功能,可有效过滤IP
◎ SMTP:
是一种提供可靠且有效电子邮件传输的协议。 SMTP 是建模在 FTP 文件传输服务上的一种邮件服务,主要用于传输系统之间的邮件信息并提供来信有关的通知。
◎ 支持网络时间远程校时
² 支持中心统一校时功能
² NTP:Network Time Protocol(NTP)是用来使计算机时间同步化的一种协议,它可以使计算机对其服务器或时钟源(如石英钟,GPS等等)做同步化,它可以提供高精准度的时间校正(LAN上与标准间差小于1毫秒,WAN上几十毫秒),且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。
² 根据标准协议,配置时间服务器的IP地址和端口,时区信息,更新周期, 设备将定时更新同步时间;
◎ 支持多种网络QoS策略
根据网络带宽不够的情况,可以选择不同的QoS:
1、 画质优先:
当网传监视流量大于实际带宽时自动触发调整策略:
² 如果设备不带硬盘,用户实时监视主码流,将保持主码流的画质,降低主码流的帧率,帧率下降后相应的码流也降下来,一直调整到总码流小于等于实际带宽为止,并保证带宽利用率达到90%以上,网络恢复后,可自动调整上升回初始值。
² 如果设备带硬盘,用户实时监视主码流,将保持主码流的画质和帧率不变. 如果有子码流,则自动切换到子码流传输,根据不同设备的编码能力计算分辨率和帧率,保证用户最高分辨率,合适的帧率(如6帧,CIF)。 帧率下降后相应的码流也降下来,一直调整到总码流小于等于实际带宽为止,并保证带宽利用率达到90%以上,网络恢复后,可自动调整回主码流传输。 如果没有子码流,则对主码流丢帧处理。
实际测试:画质优先传输延时,1M带宽传4路CIF,延时控制在300ms以内。
2、 流畅性优先:
当网传监视流量大于实际带宽时自动触发调整策略:
² 如果设备不带硬盘,用户实时监视主码流,将保持主码流的帧率,降低主码流的码流,一直调整到总码流小于等于实际带宽为止,并保证带宽利用率达到90%以上,网络恢复后,可自动调整上升回初始值.
² 如果设备带硬盘,用户实时监视主码流,将保持主码流的画质和帧率不变. 如果有子码流,则自动切换到子码流传输,根据不同设备的编码能力计算分辨率和帧率,保证用户最高帧率,合适的分辨率(如25帧,QCIF). 子码流下降后相应的码流也降下来,一直调整到总码流小于等于实际带宽为止,并保证带宽利用率达到90%以上,网络恢复后,可自动调整回主码流传输. 如果没有子码流,则对主码流丢帧处理.
实际测试:流畅优先传输延时,1M带宽传4路CIF,延时控制在300ms以内:
3、 自适应:
² 根据用户客户端不同窗口大小,选择主码流和子码流传输,如果没有子码流,则该功能不起作用.
² 当用户窗口大于四窗口时,用户选择主码流实时监视,设备将传输子码流.对于大于四窗口的不规则窗口时,对于大的窗口传输主码流,小的窗口传输子码流.
² 当用户窗口小于等于四窗口时,用户选择主码流实时监视,设备将根据用户选择传输,不做自适应.
² 当用户窗口在互相切换时,当切换到小于等于四窗口时,则主动传输主码流,切换到大于四窗口时,则主动传输子码流.对于不规则的窗口,切换到大的窗口时传输主码流,小的窗口传输子码流.
² 对于大屏幕,不做切换.
² 对于切换后网传流量大于实际带宽时,按流畅优先策略处理.
◎ 支持PPPOE拨号
² 可以直接进行ADSL的PPPOE拨号,而不用另外添加路由器网络设备
² 注册IP显示的是拔号成功后获取的IP地址;
◎ 支持多DDNS协议
² 支持多种网络DDNS,包括CN99、花生壳等著名域名网站的域名解析功能,并有私有的DDNS服务器支持功能
◎ 支持组播功能
² 设备端配置自身将发送组播的IP地址和端口,配置后发送的实时流就以组播方式传播;
² 不同的DVR设备可以配置不同的组播IP地址和端口;
◎ 支持报警联动抓图
² 可以设置报警联动指定通道图像抓图,并向指定中心上传报警图片的功能
◎ 报警联动Email通知
² 可以设置报警联动向指定Email邮箱发送报警信息的功能
◎ 报警上传中心
² 可以在主机端设置报警中心地址,设备主动向指定报警中心上传报警信号
◎ 自动注册
² 配合自有的代理服务器,可以设备自动注册,实现设备私网穿透功能