高清数字监控系统解决方案

工厂高清数字监控系统

设计及解决方案

本套高清数字监控系统为工厂安防监控系统，共设计安装77个监控点，设计采用海康威视系列的网络摄像机，主要监看工厂办公区域，生产车间，周界以及其他区域等。

一、设计概述：

本套视频监控系统采用全数字的方式组网，前端视频采集、传输和管理采用数字化方式；录像采用专业级磁盘存储，具备极强的稳定性及容载能力。安防控制室设在工厂办公楼一层内，控制中心安装综合视频管理平台、平台管理服务器、数字解码矩阵主机、IP-SAN磁盘阵列、核心交换机、电视屏幕墙、操作控制台等设备。

前端摄像机主要安装在室外周界、室内走道、各主要出入口等位置。各位置摄像机电源采用就近取电的方式。前端摄像机及后端管理设备系统具有系统信息存储功能。监视图像信息具有原始完整性，配备相应数量的硬盘，系统可以保存实时录像资料在35天（24小时/天）上，记录的图像信息中包含图像编号/地址、记录时的时间和日期等附加信息。

本套视频监控系统留有报警系统的相应接口，可以实现报警和视频的联动。

本套系统采用专业级磁盘阵列对前端视频信号进行视频信号处理及数据备份，通过数字IP监控系统平台进行图像切换、显示和云台、球型摄像机、变焦镜头的远程控制等。

二、系统设计思路

2.1、视频监控中心管理平台

前端各监控点安装的摄像机实时图像传输到交换机，核心管理服务器对其访问处理，存储服务器分配各路摄像存储情况，硬盘录像机分配处理显示各个画面情况。另外当主控室人员发现厂区路口情况异常时点击或按动报警键路口现场进行报警。前端网络视频摄像机实时图像通过光缆传输到主控室的录像服务器里，一方面处理信号在8台26寸液晶电视上显示，另一方面将信号传入交换机，核心管理服务器上安装指挥中心管理平台用来分配IP、提取、管理所存的录像。新建设的视频管理平台除了实现传统网络视频监控系统常规功能外，还可以实现如下功能：

λ支持基于后台视频行为分析技术的嵌入；

λ联网系统具有网管模块；

λ联网系统具有运维管理模块；

λ系统具备管理1万个监控点位的能力并可以大范围扩展；

λ具有分布式、多级管理中心构架；

λ支持Windows操作系统；

λ关键服务要求采取冗余措施。

λ所有的网络设备（包括视频编码设备）均与中央服务保持时钟同步。λ用户验证使用MD5加密手段，不以明文传输。

2.2、分布集中相结合的存储系统

系统采用集中存储方式，存储系统放置在建设的专用机房。系统图像信息以 25帧/秒的标准连续录像，同时利用网络摄像机的图像压缩编码功能，将视频流接入联网系统，实现网络传输，信息共享。

2.3、前端监控设备

本次在工厂新建设厂区安装的77个监控点可以满足以下要求：

λ能满足弱环境光线情况下的监视需求；

λ全数字化、网络化；视频编码设备均使用标准的H.264算法；

λ高清视频监控点采用H.264编码方式，全数字化传输；

λ前端综合防护箱坚固美观，符合防水、防锈、防盗、防破坏的基本要求并有足够的前端设备安置空间，配置锁具；

λ所有监控点均具有对外部接入的220VAC市电防浪涌措施，并逐点可靠接地。

2.4、传输链路

77个监控点全部通过厂区提供的光纤路由（裸光纤）汇聚到监控中心。

2.5、系统设计遵循标准

GA/T669-2008

λ（1-11）《城市监控报警联网系统技术要求》；

GB50348-2004

λ《安全防范工程技术规范》；

GB 50198-94

λ《工业与民用闭路监视电视系统工程技术规范》；

GB/T20271-2006

λ《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》；

GA/T367-2001

λ《视频安防监控系统技术要求》；

GA/T670-2006

λ《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》

GA/T75—1994

λ《安全防范工程程序与要求》；

GA 308-2001

λ《安全防范系统验收规则》

GA/T379—2002

λ《报警传输系统串行数据接口的信息格式和协议》；

YD/T1171-2001《IP网络技术要求—网络性能参数与指标》

三、设计方案

1、系统整体架构

利用光纤资源建立一个“厂区视频监控系统IP传输专网”，同时在该专网内建立一个分布式、多管理中心的视频监控管理平台（本次仅安装一个管理中心），该管理平台负责通过IP网络将前端视频监控

点、各级公安监控中心、厂区其它职能部门监控中心、公安警用业务系统、厂区其它业务系统有机联系在一起，实现视频监控信息全网共享。77个高清视频监控点全部采用裸光纤接入监控中心。视频图像通过视频虚拟矩阵实现图像的显示、切换，以保证实时监视图像显示效果清晰，避免数字图像清晰度不足问题。同时这些视频图像接入厂区视频监控专网，实现视频图像记录以及图像信息的共享。

所有监控点采集到的图像信息集中存储在厂区监控中心独立机房，存储设备采用支持IP的iSCSI设备，具有数据校验（RAID5级别）保护，存储设备支持积木式扩展。

2、视频管理平台设计

建立一个全新的视频监控管理平台，该平台负责厂区全部视频监控系统的管理、信息的提取以及对公安应用的支持。通过新建设的管理平台，实现“五个统一”，即：统一设备命名、统一技术标准、统一存储规划、统一资源分配、统一应用支持。为实现“视频监控系统为公安实战服务、为厂区各职能部门服务、为应急联动体系服务，有效提升社会治安动态管理效能”目标提供强有力的科技保障。通过视频监控管理平台实现网络内各种信号的传输和管理；支持分布与集中存储相结合的模式，提供对监控录像文件的快速检索、定位、比对及备份；实现统一的身份认证和权限管理，保证信息和数据的安全；实现实时视频监控、历史视频调阅、车牌识别、视频行为分析等功能，并支持与警用GIS集成联动等功能。

2.1 平台逻辑架构

新建设的厂区视频监控系统管理平台首先是一个完善的、专业的视频信息管理系统，实现对前端编码设备接入/认证管理、来自编码设备的视频流的管理、视频流转发管理、视频流存储管理、视频信息快速回放检索管理、用户的认证/权限管理、用户考核管理、视频流实时浏览管理、预案管理、事件与联动管理、全网运行状态管理、系统运行维护管理以及视频信息的安全性管理。该管理平台通过接口技术向其它公安业务系统，如三台合一系统、GIS系统、情报分析系统、交通流量诱导系统等等提供视频图像信息，向厂区其它相关职能部门，如城市应急系统、数字城市系统、城管、执法系统、国安系统、消防管理系统等等提供视频图像，实现视频图像信息的共享。

2.2 中央管理平台

厂区视频监控系统由分布于厂区行政区域的局域监控系统组成，考虑到网络结构比较简单，在平台设计上采用中心管理平台方式。

2.3 视频管理平台设备构成

作为厂区视频监控系统的核心及关键服务，位于厂区公安局一级监控中心处的中央管理平台建议采用链路冗余、交换冗余及关键服务冗余措施。

2.4视频管理平台特点

2.4.1、多级管理中心

超大系统规模，灵活部署。系统提供分级、分权、分布部署模式，更可平滑扩容，进一步提升系统容量，满足业务长期快速发展的需要。支援多级级联部署。

2.4.2、快速布控

发生警情时，系统能快速调用案发现场及周边监控摄像头和卡口信息，形成对嫌疑人和可疑车辆的跟踪，利于对现场情况掌握和控制。启动实时多画面视频浏览，地理信息服务，快速布控，事件启动预案，GIS界面启动预案，报警／事件打开视频，视频智能分析预警等等。

2.4.3、预案管理

对大型活动及重大案件设置监控预案，如设置活动现场卡口摄像头的虚拟巡逻等预案，确保活动的安全和可掌控。

2.4.4、事件录像快速定位

按时间或事件检索案件发生现场的录像，可进行多个关联摄像机的同步回放；支持“立即回放”；支持对录像文件变倍播放；方便进行嫌疑视频信息收集，搜索嫌疑人、嫌疑车辆等线索，为搜索事件起因提供高效、快捷的工具。

2.4.5、可疑目标快速定位

对可疑目标进行快速定位，可将之定位于屏幕中心位置并且对区域进行适当的放大或缩小，便于快速锁定监控目标，有利于接处警操作人员快速反应，及时发现嫌疑现场情况，保存嫌疑现场视频证据。

四、系统功能：

1、系统基本功能

1.1 能够将监控点摄像机采集到的视频图像信号在各级监控中心电视墙以及监控客户端计算机上实时显示；

1.2 能够将本系统内任意监控点的图像，在各级监控中心电视墙任意监视器上整幅显示，同时显示的图像路数至少能够达到本方案中各级监控中心电视墙上监视器设计数量；

1.3 能够经过监控客户端计算机控制，将存储的图像在计算机或电视墙上回放显示；

1.4 能够实现各级监控中心与监控点的双向语音对讲；

1.5 系统具备视频分析功能，如视频行为识别（警戒线越界告警，人流、车流统计）、布控等，并具有与GIS联动功能。

2、系统详细功能

整个系统具有网络运行管理维护（含视频图像质量诊断）、权限管理、实时图像切换显示、历史图像回放、前端摄像机控制、系统告警、数据存储备份等功能。

2.1 网络运行维护功能

实现对前端摄像头、编码设备状态，存储设备，后台解码、管理平台运行情况进行全程监控，能够对视频图像质量进行诊断（通过码流监视，异常时提出告警）；

2.1.1设备状态监视

视频管理平台能自动检测系统内设备（编码器、解码器、监控客户端、存储设备）的工作状态，设备离线时能快速上报告警。设备故障恢复重新上线时，设备能自动重新加入系统中正常工作，原有的配置不发生变化，恢复过程不需要人工参与；

2.1.2时钟同步

视频管理平台内的编码器、解码器、IP-SANPC

服务器、监控客户端等网络硬件设备均与平台目录服务时钟同步，时钟同步精度≤1秒；

2.1.3设备统一升级

管理员可通过集中的管理界面配置系统内编码器、解码器的参数，可进行编解码设备固件版本统一升级；

2.1.4平台软件升级

管理员可对视频管理平台进行软件升级，无需卸载已有软件。

2.1.5日志

具有完整的安全审计和日志功能，能够记录设备运行情况、各种告警信息、用户登陆日志、用户操作日志等。

2.2 权限管理功能

平台应提供多级用户管理架构，每级用户具有不同的管理权限，根据所赋予的权限可以进行相应的系统访问和监控操作，以防止非法登录和越权操作；支持多级数据库结构用户权限数据库以派出所为单位进行管理，不设立集中的用户权限数据库（本次仅安装一个数据库）。但只要用户具有相应的权限，能够实现二级监控中心之间的调阅图像；

2.2.2用户的分级管理

用户的级别至少分为三级：超级管理员（拥有系统级配置权限，可进行用户管理和设备管理）、一般管理员和普通用户。用户的管理和操作权限至少分为用户管理权限、设备管理权限、实时浏览权限、轮巡

配置权限、云台控制权限、历史图像检索回放权限、图像备份和下载权限等几种；

2.2.3用户认证管理

用户登录系统时，对用户进行认证和权限检查。通过网络传输用户登录帐号信息时，采取MD5加密方式，不以明文传输（采取加密措施）；

2.2.4权限抢占

多个用户可以同时浏览任意监控点的实时图像，级别较高的用户有优先控制权（如云台控制等）。

2.3 实时图像显示切换功能 2.

3.1多种客户端及画面分割显示

支持电视墙、专业客户端和IE客户端三种视频显示方式。支持单画面、4画面、6画面、8画面、9画面、13画面、16画面、32画面及全屏显示方式。每个画面可选择浏览任意一路视频源的实时图像；

2.3.2画面拖拽

专业客户端支持分割画面之间的拖拽切换、通过设备列表拖拽而显示图像；支持拖拽图像到设备列表栏取消该图像显示；

2.3.3画面轮巡

系统具有图像自动轮巡功能，可以用自行设定的触发序列和时间间隔对监控图像进行轮流显示，在指定的窗口进行图像轮回显示参与轮巡的图像和先后顺序

可以任意选择。一个轮巡组内能配置最大不低于16个摄像机，系统至少可支持200个轮巡组；

2.3.4信息叠加

除了显示现场的视频信息外，能在视频画面上叠加相应的视频地点、时间、告警标示等信息。可以编辑某一路视频的标识字符，自动叠加时间信息，可灵活设置字符在图像上显示的位置；

2.3.5隐私区域遮盖

具有视频遮盖功能，针对某些特定区域进行遮盖，保证特定人员的隐私不被他人获取；

2.3.6电子地图

摄像机的位置信息能与电子地图相关联，支持一机四屏功能，同时显示视频信息和电子地图信息；电子地图应支持多层地图，并支持地图的缩放；

2.3.7图像抓拍

系统具有图像抓拍功能，可以把某个监控窗口中播放的视频抓拍下来保存为图片文件。图片文件的格式为JPEG、BMP或GIF等标准格式，方便使用Windows系统下的图像浏览工具进行浏览。

2.3.8实时图像局部放大

通过监控客户端计算机实时浏览视频图像时，可方便地进行实时图像的局部缩放显示，支持全屏显示一路图像。

2.3.9实时图像局部增强

通过监控客户端计算机实时浏览视频图像时，支持对正在播放的视频图像实施局部增强。

2.4 视频文件检索和历史图像回放功能

系统可以协助视频解码器建立与存储资源的连接，可以协助监控客户

端与存储资源的连接，实现视频数据回放。录像检索及录像回放功能应反应快速、定位准确、功能多样、操作简洁明了，方便用户对事件的快速准确定位。

2.4.1视频检索

系统支持以视频源标识和起止时间组合来检索历史图像信息，检索结果以列表的形式显示。进行历史图像本地检索时，从发起检索到得到结果所花费的时间小于1秒，没有明显的等待时间；

2.4.2多路同步回放

具有同时回放多路历史图像的功能，同时回放关联图像的路数≥4路。暨在发生某个事件时，围绕事件发生地可能存在几只摄像机，用户需要在同一时间同时获得这几个摄像机的场景录像，通过多路视频图像同步回放，获得更多的事件信息，为事件的定位提供有效帮助。

2.4.3多种回放播放方式

1) 回放历史图像时，支持图像按照时间增加方向播放（正放）。支持暂停播放和重新开始播放，支持图像的正常速度播放、快速播放和慢速播放。快速播放时，至少应支持1倍速、2倍速、4倍速和8倍速播放。慢速播放时，至少应支持1/2倍速、1/4倍速播放、1/8倍速播放。

2.4.4书签

支持通过书签（book mark）搜索关键字方式立即定位录像文件。 2.5 前端摄像机控制功能 2.5.1摄像机PTZ及辅助动作

系统能通过专业键盘以及监控客户端提供的软键盘控制摄像机的PTZ

动作（Pan- Tilt -Zoom）及辅助动作。如：控制云台的旋转角度，镜头光圈大小、镜头聚焦、镜头变倍，云台解码器中的加热开关、雨刷开关、照明开关等辅助开关量，或者快球摄像机中的开关输出。2.5.2 PTZ锁定

系统支持用户对摄像机PTZ动作的锁定和解锁定功能。如果用户在一定时间内需要独占对云台的控制权，可选择锁定该摄像机。摄像机被锁定后，其他用户无法抢占云台的控制权，只有进行锁定操作的用户或有解锁权限的管理员可以解除锁定。

2.5.3权限打断

能实现在多个监控中心同时控制一台摄像机时，级别高的监控中心优先控制；当操作者无法控制摄像机时，应提示不能控制原因信息。2.5.4巡航及预置位

支持具有预定轨迹转动功能的摄像机，全面获取现场视频信息。可以设置启动摄像机巡航的时间、预置位、巡航轨迹等。摄像机能够根据不同时间段以不同预制轨迹进行巡航。

2.6 系统告警功能

系统告警方式分为移动侦测告警、外部接入告警、视频源丢失告警三种： 2.6.1移动侦测告警

在监控现场画面变化时，系统产生告警信息，并且自动执行画面切换、视频存储等告警联动功能。每路视频画面划分8个以上移动侦测区域，可以分别设置每个区域的敏感度和有效时间。

2.6.2外部接入告警

前端监控点的视频编码设备具有告警输入功能（开关量），通过安装在现场的告警探头，采集监控现场的烟雾告警、漏水、煤气告警、玻璃破碎、开门等开关量信息。可以设置告警的有效时间，并且具有远程解除告警功能。

2.6.3视频源丢失告警

在拔掉视频电缆或者没有获取到视频信号情况下，系统产生无视频源丢失告警。

2.7 告警联动功能 2.7.1告警与视频联动

发生告警时，自动切换显示告警视频信息，自动存储告警视频，自动抓拍告警现场图片，并且在客户端以醒目的方式显示告警列表。2.7.2告警与控制联动

发生告警时，支持自动开启现场的灯光，自动启动现场的警号，以及启动其他现场的设备工作。

2.7.3告警关联输出

发生告警时，监控中心具有声光告警、语音告警、电子地图告警等多种输出告警方式；同时，告警信息也可以输出给其他事先指定的监控客户端（如市局、派出所监控中心值班客户端计算机）。

2.7.4支持建立书签

发生一个事件时，用户可对该事件建立一个书签，标注事件的相关信息、处理信息等参考信息，方便用户日后通过书签快速定位事件。

2.7.5告警查询功能

可以按照摄像机名称、日期及时间、告警类型、书签等条件，查询历

史告警信息。设置视频与告警关联，查询告警时，系统自动查找告警时间段内存储的对应视频文件。

2.8 数据存储、备份功能

采用专业的集中式存储和存储备份技术；能够实现对系统内数字图像进行集中管理以及存储资源的动态分配。

2.8.1录像计划

系统支持为每路视频源配置历史图像的保存时间，当保存时间超过以后，过期的历史图像能被自动删除，不需要管理员干预；系统支持为每路视频源设定存储计划，分时段进行录像，且每天可设置多个录像时段。

2.8.2状态监视

系统能够对所有存储设备的当前存储资源状态进行实时监控。 2.8.3监控客户端本地录像

系统应支持监控客户端本地录像功能。在实时浏览图像和回放历史图像时，具有权限的用户启动本地录像功能，把图像临时存储在客户端本地存储介质中。客户端界面上应便于控制本地录像功能的启动、停止。视频客户端可选择播放本地录像。

2.8.4备份

系统具有数据备份的功能，能把一些重要的数据备份出来冗余保存。系统支持手动备份，具有相应权限的用户可通过视频客户端发起数据备份，把指定视频源的特定时间段的数据备份出来。系统也支持自动备份策略，可以定期把把指定视频源的特定时间段的数据备份出来。

备份数据时，可建立书签，添加备份数据的描述信息。用户能根据备份数据的描述信息模糊检索查询备份数据，进行点播回放 3、视频平台管理功能

3.1 用户管理

包括登陆、注销；添加、删除、修改用户等，用户信息包括登陆用户名、密码、权限、用户描述等信息，其中权限分系统管理员、操作员、普通用户三种，系统管理员具有最高权限，可以使用所有管理功能；操作员不能执行修改日志、添加用户以及考勤、绩效统计等功能，普通用户只能播放授权录像文件。操作员或系统管理员登陆系统，获取相应权限。

3.2 设备管理

包括参数配置（设备IP地址、网关IP地址、服务IP地址、码流、分辨率、码流策略、字符叠加、隐私遮挡、移动侦测、视频丢失、固件版本升级）；设备在系统内的唯一标识。

3.3 日志管理

系统自动记录操作员日志信息（操作员登陆、退出、日常操作、报警信息、设备故障信息、操作类型、操作时间、操作人、操作是否成功等），并可自动上传到监控中心管理服务器数据库，作为工作人员绩效考核和是否违规操作的考核依据，以备日后领导检查；另外，操作员对监控子系统的操作亦可选择形成日志记录如浏览图像或操控远端监控主机等。用户可进行分类查看。

3.4 统计报表管理

针对特定操作员的统计报表，如考勤统计报表，工作绩效考核报表；如报警信息统计，违规记录统计和趋势分析图等；针对所有操作员或派出所汇总统计报表，可以得到操作员的绩效对比，趋势分析图等。

3.5 维护管理

在系统建设初期设计阶段、实施阶段、验收阶段、运维阶段，对系统内所有设备、软件登录到运维数据库中，形成完备的设备记录。登记内容包括：

监控点标识信息:地理名称、系统统一标识名称

监控点所使用的关联设备参数:摄像机、球机机体、球机摄像机机芯、编码设备的生产厂家、序列号、固件版本号、安装时间、出厂日期等等不限于上述信息

监控点勘测时定位照片:拟安装位置照片

GIS信息:经纬度，以便在GIS系统上标定监控点位置。安装及验收完毕后的实际照片

安装日期及验收日期施工队伍信息设备连接图及原理图

系统内所使用的各种硬件设备信息

PC服务器、交换设备、存储设备的信息（型号、序列号、厂商、出厂日期、安装日期）、系统内安装的各种软件信息（版本信息、厂商、容量限制）

还可以进行修改、删除、追加、浏览、查询等操作。设备发生故障，由运维操作员进行登记，并派发通知单给运维队伍，并对应标记维修情况（如更换的设备、维修队伍、时间、故障现象等等并不限于上述

信息）；运维操作员可以进行修改、删除、追加、浏览、查询等操作。

3.6 报警信息管理

中心控制终端可接收前端采集终端上传来的设备异常报警信息（视音频信号丢失、硬盘错误、软件异常等），开关量报警信息（报警探头报警、编码设备开关量输入等）并可根据预先设定自动调出报警点相关通道的视频画面，同时在服务器上分类存储报警信息，并及时在相关录像上添加文字说明，便于对文件的保存、查询。

4、监控中心控制功能

4.1 远程实时图像浏览

直观打开视频图像，可以通过多层电子地图中的各级地图，直观的对摄像机布置进行查看，并可以通过点击电子地图上的负责某个区域的摄像机图标可以查看该区域的监控图像。系统支持地图缩放，可以和GIS无缝集成，在GIS系统上标定监控位置以及支持未来3G移动视频监视设备车辆的定位监控。

4.2 远程控制

可以对摄像机云台控制（上下左右，自动），摄像机镜头控制（光圈，变倍，聚焦），辅助开关控制（加热，雨刷）画面效果调节（亮度，对比度，色度，饱和度，音量）快球控制（预制位设置与调用、自动巡航）。

外围开关控制，可以与前端的控制设备联动使用，如灯光控制器，通过此灯光控制器就可以控制相应的电气设备。

4.3 远程/本地图像检索与回放

可以对历史录像文件（普通录像、移动侦测录像、报警录像和抓拍图片）根据时间、摄像机名称、事件实施本地、远程检索、下载和回放。回放过程中可以进行正向、反向播放、暂停、停止、快进、快退、抓图、录像文件剪辑等操作。还可多路同时回放，方便查看录像资料。

4.4 多画面预览组

预览组轮巡切换。预览组可以定制，可以设置1、3、9、16、25、36…64多画面预览组。可实现开机即自动打开通道开始轮巡。

4.5 设备远程升级与维护

对于网络中视频编码设备的维护，管理员不必到达设备现场，在远程就可监测设备运行状态，修改设备的各项参数。

4.6 远程报警布撤防

可以通过网络实时查看所有前端编码设备I/O口工作状态，并可以实施编码器输入开关量的布防、撤防。

4.7 报警联动

可以通过网络监控到所有任何地方的突发事件报警信息，如劫警、盗警和事件纠纷等，当某个地方发生报警警情时，报警信息自动上传到监控中心，与报警信号联动的现场图像同时传送到监控中心弹出显示并在监控中心自动录像备份，在电子地图上该网点的位置会闪动显示。同时监控中心产生声音或灯光告警。

4.8 语音对讲与监听

监控中心可以与安装有对讲设备的事故现场进行双向的语音对讲，通过该系统中心可以对日常的工作内容实现相互的沟通、制导。也可以

监听前端的声音，以便了解前端人员之间的对话。

4.9 各种权限控制

各级别用户具有权限控制，权限由各级平台管理员分配，只有在视频管理平台的授权下，才可以浏览权限许可的视频和音频信号，以及执行相应的远程云台控制等操作；监控客户端计算机将通过网卡MAC地址捆绑方式在视频管理平台内注册，阻止非法计算机登录到系统内。

五、主要网络监控设备参数

1、海康百万像素数字高清枪式网络摄像机

2、海康网络高速球型摄像机

3、海康百万高清网络半球摄像机

4、服务器（目录服务器、流媒体服务器、管理服务器）

5、海康网络集中管理软件

6、网络存储磁盘阵列KV-M15A-IP

7、液晶监视器（22寸、42寸液晶）

六、工厂网络监控系统原理图