视频监控系统简介

2014年1月上视频监控系统简介刘浩，汪志华（湖北省电力勘测设计院，湖北武汉430024）【摘要】本文对视频监视系统进行了简单的方案探讨，浅略地针对数字高清网络视频监视系统与数字化本地视频监视系统进行了方案对比。

【关键词】数字化；视频监控系统【中图分类号】F416.6【文献标识码】B【文章编号】1006-4222（2014）01-0059-021前言视频监视系统在现代化企业生产调度、管理、安全防范体系中已经占据了重要地位，是技术先进、防范能力极强的综合应用系统，具备安全防护、防突发事件以及事后追查的功能。

可使管理者全方位了解现场情况，并能通过与门禁与安防的配合实现对企业的安全生产进行规范化管理。

视频监视系统已经在电力生产领域逐步广泛应用。

2视频监视系统方案近二十年内视频监视系统的技术发展大致经历了三个阶段：①以传统摄像头、视频卡及显示器组成的闭路电视监视系统（CCTV），称为第一代模拟监视系统。

②随着计算机技术的发展和视频技术的进步，通过视频与PC机的结合可以对视频进行处理及多画面显示，这种基于PC机的多媒体主控台系统（DVR）称为第二代数字化本地视频监视系统。

③数字化技术飞速发展，随着全数字化高清的普及和网络传速的发展，采用了全数字高清和网络传输的视频监控系统称为第三代网络视频监视系统（NVR）。

第三代视频监视系统基于当今的网络及数字处理技术，是今后视频监视系统的主流。

目前中小型电力生产企业中主要是以CCTV为主，随着数字化网络化的不断发展，传统的CCTV已经不能满足电力生产企业生产管理的要求。

与模拟监视系统相比，数字化监视系统具有如下许多优点：（1）便于计算机处理。

由于对视频图像进行了数字化，所以可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。

通过视频分析，可以及时发现异常情况并进行联动报警，从而实现无人值守。

在电力生产过程中，通过全厂DCS与监视系统的配合可以减少运行人员，并有利于对生产过程进行集中管理。

（2）适合远距离传输。

现代网络传输发展迅速，能够安全（加密）实时的通过Internet网、或者专用的光纤网络、或者无线网络进行传输，成本及安全性、大大提高。

（3）便于查找。

和传统的录像带相比，在数字视频监视系统中，利用各种索引，快速找到相应的现场记录，节省大量的时间。

（4）提高了图像的质量与监视效率。

数字化图像处理技术的发展及运用，可以对图像进行各种处理，而其高质量的图像信号也是传统视频系统无法比拟的。

（5）系统易于管理和维护。

数字视频监视系统组成方便灵活、可根据实际情况选择不同的传输方式和设备，产品的集成度高、功耗小。

2.1方案一（数字高清网络视频监视系统）所谓数字高清网络视频监视系统方案，即“数字高清网络摄像机＋网络视频录像机（NVR）＋网络交换机＋数字矩阵+监视墙+客户端”结构，系统通过NVR直接采集和管理前端网络摄像机的数字信号、并对数字信号进行存储、传输及显示，系统主要由数字高清网络摄像机、1000M以太局域网、网络视频录像机（NVR）、数字矩阵、监视墙及监视终端组成。

远距离的区域联网及摄像机通讯均采用光纤数字传输，近距离则采用非屏蔽双绞电缆传输，通讯协议采用TCP/IP。

监视点前端设备（主要是数字网络摄像机）与NVR之间可以通过任意IP网络互联，因此，监视点可以位于网络的任意位置，不会受到地域的限制，所有系统监视点能清晰地监视和回放所有的监视图像，还可对所有摄像机进行远程控制，所显示的画面均是实时的。

系统具有很强的扩展能力，可根据实际需要增加视频监视子系统及监视前端的数量。

系统能方便地与生产MIS相连，MIS的授权用户可点播全厂任意监视点图像。

2.2方案二（数字化本地视频监视系统）所谓数字化本地视频监视系统方案介于数字和模拟方案之间，可以看成“模拟＋数字”方案，即“模拟摄像机＋数字硬盘录像机（DVR）＋网络交换机＋流媒体服务器＋数字矩阵＋监视墙＋客户端”，系统通过DVR将前端的模拟视频进行数字视频压缩、存储、传输及显示，系统主要由模拟摄像机、数字硬盘录像机（DVR）、1000M/100M以太局域网、流媒体服务器、数字矩阵、监视墙以及监视终端等设备组成。

远距离的区域联网通讯采用光纤传输，近距离则采用非屏蔽双绞电缆传输，通讯协议采用TCP/IP，模拟摄像机则采用同轴电缆或光纤加光端机连接。

系统监视点能监视各个子系统监视点所监视的区域，通过软件设置，主监视点和子系统监视点才能监视和回放其它监视点的视频监视图像，并对摄像机进行远程控制，所显示的画面基本均是实时的。

系统具有较强的扩展能力，可根据实际需要增加视频监视子系统及监视前端的数量。

但是传统嵌入式DVR系统为模拟前端，监视点与中心DVR之间采用模拟方式互联，因受到传输距离以及模拟信号损失的影响，监视点的位置也存在很大的局限性，无法实现远程部署。

系统能方便地与生产MIS相连，MIS的授权用户能浏览电力讯息592014年1月上全厂各监视点图像。

3方案的比较从以上方案一与方案二的描述当中可以看出，二者之间的主要区别在于方案一以NVR为系统核心设备，方案二以DVR为核心设备。

以下方案比较将围绕NVR与DVR设备之间进行比较：3.1高清视频当前摄像机高清视频传感器以CMOS为主，CMOS传感器直接输出数字化的视频信号；在摄像机中对数字高清视频信号压缩编码后通过网络接口传输，要比摄像机通过外部编码器对图像处理输出高清信号快速经济。

当前在市场上用于监控的高清摄像机基本上都是网络摄像机，能够直接接收网络摄像机发来的视音频码流，并能进行本地存储和浏览的设备就是NVR；因此，对于需要高清晰图像质量的视频监视系统来说，采用NVR方案会更加经济。

3.2工作方式传统嵌入式DVR的系统前端为模拟摄像机，监控点与中心DVR之间采用模拟方式互联，因受到传输距离以及模拟信号损失的影响，监控点的位置也存在很大的局限性，无法实现远程部署。

而以NVR作为全网络化架构的核心，监控点设备与NVR之间可以通过任意IP网络互联，因此，监控点可以位于网络的任意位置，不会受到地域的限制。

3.3安装因DVR采用模拟前端，中心到每个监控点都需要布设视频线、音频线、报警线、控制线等诸多线路，安装及调试的工作量相当繁琐，且工程规模越大则工作量越大，布线成本也越高。

NVR采用网线传输信号，而DVR采用同轴电缆，，网线的成本远远低于同轴电缆的成本；NVRS基于IP汇聚码流，一个网口可以同时接入所有前端监控信号，系统的安装与维护工作要简单很多。

3.4即插即用随着设备网络化的应用及普及，NVR网络产品在安装设置的便捷方面并不比DVR复杂。

3.5录像存储DVR用途广泛的一个重要因素就是它能够进行大量录像、存储功能，但是DVR的前端是模拟前端，无法实现存储，必须依托线路传送到中心设备进行存储，当中心设备或者线路故障，就无法进行视频的存储和读取。

而目前，NVR提供了中心存储、前端存储以及客户端存储三种存储方式，且可以将中心与前端互为备份，当中心故障时，系统会自动转由前端存储；在存储的容量上，NVR支持当前的主流存储设备配置了大容量硬盘，并设硬盘扩展接口、USB接口并预留有网络接口，存储方便高效，且容量可以根据需要进行扩展、简单便捷。

3.6安全性目前，NVR产品及系统已经通过使用AES码流加密、用户认证和授权等这些手段来确保视频监视信息的安全；而相比之下，DVR模拟前端传输的音视频信号，没有任何加密机制，很容易被非法截获，缺乏安全性。

3.7管理NVR基于IP网管，可以端到端管理网络上每一个前端，包括实时监测运行状态、进行在线故障诊断、远程配置设备参数等等，其系统的可管理性、可维护性，是DVR系统无法企及的。

4结束语综合两个方案的对比分析，尽管以NVR为代表的设备的开放性、高清IP摄像机种类、高清监控的部署成本、原有标清系统的整合、网络适应性，都还是NVR、高清监控在普及过程中被一部分用户拒绝的理由，但是随着以H.264和HDTV为高清视频处理主要标准的IP高清监控标准化的逐步完善以及NVR应用开发接口的日益丰富，NVR的开放性正在取得突破性进展；随着提供高清IP摄像机的厂商越来越多，高清IP 摄像机的种类也越来越丰富，有室内/室外、低照度、感红外、宽动态、全景、激光等各种形态，能够满足绝大部分监视场景的应用和部署需求，更重要的是，由于开放性越来越好，不同厂商的IP摄像机和NVR之间能够自由互通，从而实现不同厂商不同产品之间的合作互补，形成良好的NVR与高清IP 摄像机共生的生态环境；随着H.264High Profile技术获得普及应用，将可以大幅降低高清监控的网络传输带宽和存储空间，从而降低高清监控部署成本、推动高清监控的快速普及，进而推动NVR的普及；随着开放性、高清IP摄像机种类、高清监控的部署成本这些障碍的逐渐消除，高清时代NVR将成为新建高端视频监视系统的必然选择。

收稿日期：2013-11-26作者简介：刘浩（1972-），男，高级工程师，学士，热工设计专业，永兴综合利用电厂（2×60MW）主设人；百色东笋资源综合利用火力发电厂技改扩建（2×135MW）主设人；泰国双A集团300t/h循环流化床锅炉工程主设人；印尼苏拉威西2×50MW 燃煤电厂项目工程主设人；中国石化集团四川维尼纶厂锅炉节能减排工程（1×50MW）主设人等工程。

汪志华（1976-），男，工程师，学士，从事电厂热控设计工作。

义马市铬渣综合治理利用发电工程（2×155MW）主设人；襄樊电厂二期2×600MW超临界机组烟气脱硫工程主设人；土耳其碱矿自备电站项目主设人；山东天源热电有限公司2×300MW上大压小热电联产工程主设人。

电力讯息60。