【正文】 綜合視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設計方案綜合視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設計方案目 錄第一章 概述 11. 項目簡介 12. 項目分析 13. 設計原則 24. 設計依據(jù) 2第二章 設計方案 41. 高清系統(tǒng)的優(yōu)勢 42. 系統(tǒng)防護范圍 43. 系統(tǒng)圖 44. 系統(tǒng)組成 55. 系統(tǒng)設計方案 6. 前端設備部分 8 高清紅外同步高速云臺攝像機 MGTC26HDS 13 網(wǎng)絡高清智能高速球型攝像機 MGOFHD 21 200W網(wǎng)絡高清槍機 MGIP200PL 25. 傳輸部分 27 瑞斯康達RC112FES1 27 核心交換機：H3C S7506EV高端多業(yè)務路由交換機 30 H3C S5800系列數(shù)據(jù)中心級萬兆交換機 37 H3C S5500EI 系列增強型IPv6 萬兆交換機 43. 視頻存儲轉發(fā)設計 49 企業(yè)級應用存儲系統(tǒng) MG2660MS 51. 視頻監(jiān)控平臺介紹 57 基本功能介紹 58 管理功能介紹 65 擴展功能 68 高清監(jiān)控系統(tǒng)安全方案 70 響石55“寸超窄邊LED液晶拼接墻 74綜合視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)設計方案 73 / 76第一章 概述1. 項目簡介某是中國機車車輛的重要生產基地和出口基地，新廠區(qū)建于城陽區(qū)棘洪灘，是公司產品研發(fā)、制造的主廠區(qū)，占地面積約為79萬平方米。大規(guī)模的現(xiàn)代化工業(yè)園區(qū)配套齊全、管網(wǎng)帶寬充足，能夠滿足高清視頻傳輸?shù)男枨?。因此，建立一套高清的視頻系統(tǒng)可以更有效的發(fā)揮出監(jiān)控系統(tǒng)的作用。2. 項目分析隨著客戶紛紛要求更高的圖像質量標準，高清晰度的視頻發(fā)展已往開始影響視頻監(jiān)控市場。更清晰、更逼真的圖像正是監(jiān)控行業(yè)經(jīng)過不斷創(chuàng)新所追求的。某電子有限公司“”是某全資制造業(yè)子公司，專業(yè)生產中高端的視頻監(jiān)控器材。某最早于2008年推出百萬高清網(wǎng)絡攝像機，歷經(jīng)4個年頭，產品不斷升級發(fā)展。已經(jīng)在安防領域取得不小的成績：某平安城市高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)、雙埠段高速公路高清監(jiān)控系統(tǒng)、奧帆基地、青州平安城市等大型項目都使用了某的網(wǎng)絡高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)。3. 設計原則根據(jù)某對監(jiān)控系統(tǒng)的需求，公司相關設計人員結合目前廠區(qū)現(xiàn)有系統(tǒng)，研究設計了一套高標清混合視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)有如下優(yōu)勢：高清畫面—監(jiān)控效果明顯提高資源整合—可兼容廠區(qū)原有部分監(jiān)控系統(tǒng)節(jié)省投入—數(shù)字平臺不受硬件接口的限制，后期改建費用大大減少系統(tǒng)設計時遵循以下原則，以達到最佳效果和最優(yōu)性能價格比。(1) 技術先進性和可靠性本系統(tǒng)設計嚴密、布局合理，能與新技術新產品接軌，采用當前先進的、具有很高可靠性的系統(tǒng)。(2) 成熟性和穩(wěn)定性本系統(tǒng)規(guī)模較大，系統(tǒng)構成復雜，為保證系統(tǒng)的可用性，我們在考慮系統(tǒng)技術先進性的同時，從系統(tǒng)結構、技術措施、設備性能、系統(tǒng)管理、廠商技術支持及維修能力等方面著手，選用成熟的、模塊化結構的產品，單點故障不會影響到整體。確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，達到最大的平均無故障時間。(3) 經(jīng)濟性和完整性本系統(tǒng)設備齊全、功能完善、綜合管理。系統(tǒng)建設始終貫徹面向應用，注重實效的方針，堅持以客戶需求為核心，注重良好的產品性價比；同時，為保證系統(tǒng)在實際工作中更好的發(fā)揮作用，我們的設計從整體上考慮系統(tǒng)技術手段的選擇和前端設備的分布，確保系統(tǒng)能在各個流程、安全防范工作的各種關鍵環(huán)節(jié)實施有效地控制。(4) 開放性和標準性為滿足系統(tǒng)所選用的技術和設備的協(xié)同運行能力，系統(tǒng)采用標準化設備，并在開發(fā)上注意層次的切割與封裝，允許其他應用的接入、調用以及不同廠商標準化設備的兼容，從而使系統(tǒng)具有開放性。(5) 可擴展性和易維護性本系統(tǒng)具有擴展功能，并留有余量，且操作者無論對系統(tǒng)設置還是日常運行,通過鍵盤進行簡單操作即可實現(xiàn)。4. 設計依據(jù)l 《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》GB5019894l 《電視系統(tǒng)視頻指標》CCIR RECOMMENDATl0N 472—3l 《電氣指標標準》ELA422 ELA483l 《中華人民共和國公共安全行業(yè)標準》GA／T 7594l 《安全防范通用圖形符號》GA／T7494l 《智能建筑設計標準》 (EBD0395)l 業(yè)主提供的圖紙資料第二章 設計方案1. 高清系統(tǒng)的優(yōu)勢高清晰度采用百萬像素級傳感器，能獲得更多的視頻信息，一般可達1280719201080甚至20481536的分辨率。而傳統(tǒng)的模擬攝像機都是40萬左右像素的傳感器，D1分辨率一般為752586，清晰度是200萬像素攝像機1/6。高清的標準化和格式SMPTE 296M定義了采用逐行掃描的1280x720像素分辨率，而SMPTE 274M定義了采用隔行或逐行掃描的1920x1080像素分辨率。系統(tǒng)實用性網(wǎng)絡高清得益于他靈活的系統(tǒng)延展性，全數(shù)字的解決方案不受視頻線纜及系統(tǒng)硬件接口的限制，在網(wǎng)絡帶寬允許的范圍內可以無限增加節(jié)點，不需要雜亂的視頻電纜，管理平臺不需要改造追加，從而達到控制系統(tǒng)建設成本的目的。系統(tǒng)開放性某數(shù)字監(jiān)控管理平臺系統(tǒng)提供應用層接口，支持二次開發(fā)?？梢詫⑷魏纹放频哪M攝像機融入到系統(tǒng)中，也支持其他的平臺相互關聯(lián)訪問。2. 系統(tǒng)防護范圍某廠區(qū)內目前以后監(jiān)控系統(tǒng)中，部分已經(jīng)采用了某模擬的視頻系統(tǒng)，本套系統(tǒng)可兼容原先廠區(qū)內部的模擬攝像機，統(tǒng)一融入到數(shù)字平臺上集中管理。增大系統(tǒng)的防護管理能力。新裝點位分為兩大區(qū)域，一是用于生產視頻管理，一是廠區(qū)安防視頻管理。覆蓋范圍面廣、距離遠。因此，利用廠區(qū)的光纖網(wǎng)絡即可解決傳輸上的難題。3. 系統(tǒng)圖4. 系統(tǒng)組成1.2.3.4.前端兼容性高，可以接入標清、高清攝像機；完全兼容現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將模擬信號經(jīng)數(shù)字編碼設備轉為網(wǎng)絡信號接入系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)同高清視頻信號集中管理。其他品牌的高清攝像機可修改SDK二次開發(fā)包接入平臺。傳輸網(wǎng)絡光端機，光纖，廠區(qū)局域網(wǎng)均可作為傳輸介質?？刂浦行那岸怂械木W(wǎng)絡視頻信號接入控制中心的交換機，通過服務器實現(xiàn)集中管理。本系統(tǒng)服務器共分為四大類：1） 中央處理單元/集中管理服務器管理所有類型服務器及前端所有攝像機，用戶權限的劃分，攝像機的分組。根據(jù)攝像機總數(shù)可以服務器堆疊。2） 流媒體處理單元對攝像機碼流進行廣播、組播處理，方便多用戶同時訪問。3） 集中存儲單元高清、標清攝像機集中存儲。4） 電視墻管理服務器數(shù)字矩陣功能，將攝像機分屏切換輸出至大屏。顯示本系統(tǒng)支持DLP無縫拼接、監(jiān)視器等多種電視墻拼接組合。應用廣泛，高清1080P輸出的畫質更加清晰，效果更好。5. 系統(tǒng)設計方案某四機高清監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四大子系統(tǒng)：前端監(jiān)控設備系統(tǒng)，傳輸系統(tǒng)，后端存儲轉發(fā)系統(tǒng)，及高清監(jiān)控系統(tǒng)軟件平臺。前端設備配備200萬像素高清攝像機，對防范部位進行全方位監(jiān)控，24小時不間斷錄像，傳輸系統(tǒng)使用光纖/數(shù)字鏈路。后端轉發(fā)存儲系統(tǒng)將前端碼流進行存儲，完成視頻流/控制流在專網(wǎng)間的轉發(fā)，高清監(jiān)控系統(tǒng)平臺整合前期模擬監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)模擬監(jiān)控高清監(jiān)控系統(tǒng)的無縫融合。系統(tǒng)需要實現(xiàn)的具體監(jiān)控功能如下：n 現(xiàn)場監(jiān)視功能：根據(jù)監(jiān)控點的實際情況，提供全天候及全方位的圖像監(jiān)視功能。根據(jù)監(jiān)控點的現(xiàn)場地理位置和周邊的建筑物情況，在前端配置高清攝像機。全天24小時均可在監(jiān)控中心、監(jiān)控室觀察到前端現(xiàn)場的實時畫面。n 圖像顯示功能：圖像能在監(jiān)視器/顯示器上進行固定或時序輪流顯示，并能切換、記錄、回放、字幕疊加等處理；市局能夠通過監(jiān)視器選擇顯示所有圖像，或通過計算機顯示所有圖像。n 控制權限分配功能：監(jiān)控中心的視頻資源管理服務器結合矩陣設置，進行總的權限的分配設置和管理。在矩陣鍵盤的操作中，權限按現(xiàn)場控制級別最高。n 圖像存儲功能：各級中心配備磁盤陣列，全天不間斷地記錄監(jiān)控點的圖像，保存所有監(jiān)控點15天內的錄像資料，可提供本地和遠程網(wǎng)絡查詢、回放和下載。n 電子地圖操作功能：基本操作：放大、縮小、漫游、點選查詢屬性等。例如，具有權限的操作者能夠方便地通過點擊攝像點來查詢該攝像點的屬性，如：攝像點的編號；攝像機的型號；安裝的具體位置等。監(jiān)控相關功能：選擇地圖上有攝像機標志的位置，可以查看該攝像機的屬性、播放實時視頻等。n 視頻資源管理功能：系統(tǒng)能夠對視頻資源進行管理，包括視頻資源自動分配、用戶訪問控制、用戶權限優(yōu)先級控制等功能。n WEB發(fā)布功能：系統(tǒng)能過提供WEB發(fā)布，WEB發(fā)布客戶端不限客戶端數(shù)，與市局治安監(jiān)控系統(tǒng)平臺融合n 日志管理功能：系統(tǒng)能夠對系統(tǒng)運行、用戶登錄及操作、設備告警等信息形成日志。n 設備網(wǎng)管功能：實現(xiàn)在線監(jiān)測、故障自動告警及定位。5.. 前端設備部分前端接入模塊主要完成圖像的生成和處理，它主要由紅外云臺一體化攝像機、室外網(wǎng)絡高清槍機、球機、室外立桿、室外防雨設備箱、防雷接地、傳輸模塊和電源等組成。前端接入部分示意圖：前端設備集圖像高清采集和視頻編碼于一體，該設備直接影響視頻最終的顯示效果和網(wǎng)絡傳輸速率。n 發(fā)端速率控制技術在視頻監(jiān)控系統(tǒng)媒體流傳輸協(xié)議設計中，對于實時性要求較高的視頻監(jiān)控業(yè)務來說，因為TCP方式重傳造成的時延是不能承受的，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中采用UDP包來傳輸實時的視頻業(yè)務。但是，UDP包沒有提供擁塞控制和質量保證的機制，不管網(wǎng)絡狀況是否變化，始終保持同樣的速率發(fā)送UDP包，在低帶寬情況下，容易造成網(wǎng)絡阻塞，導致丟包現(xiàn)象，致使視頻內容丟失。為了解決UDP本身的技術缺陷，在系統(tǒng)媒體傳輸協(xié)議設計中，在UDP的上層加上擁塞控制的機制，調整視頻編碼的速率，使其適應傳輸網(wǎng)絡帶寬的變化。n 抽幀策略管理技術現(xiàn)場監(jiān)控目標的變化，編碼器上傳的碼流也隨之變化，監(jiān)控目標變化的范圍越大，上傳的碼流就越大，由于現(xiàn)場運動圖像的急劇增大，使得編碼器的碼流突然增多，在IP網(wǎng)絡上行帶寬一定的情況下，將引起丟包現(xiàn)象。碼流控制技術將直接影響監(jiān)控視頻的畫面效果，碼流控制是視頻編碼中一個重要的問題。為了解決這個問題，在系統(tǒng)技術設計中，增加了針對前端設備碼流控制技術，在現(xiàn)場運動圖像的急劇增大的情況下，系統(tǒng)采取抽幀策略，優(yōu)先上傳關鍵幀，降低編碼器輸出的碼流，避免造成丟包現(xiàn)象，同時保持監(jiān)控中心視頻的流暢性。n 打包策略控制技術在IP網(wǎng)絡通信中，物理層要限制每次發(fā)送數(shù)據(jù)幀的最大長度，當網(wǎng)絡層接收到要發(fā)送的數(shù)據(jù)報時，將判斷向本地哪個端口發(fā)送該數(shù)據(jù)報，并查詢該端口的MTU，在網(wǎng)絡層將MTU與該數(shù)據(jù)報長度進行比較，如果該數(shù)據(jù)報長度超過MTU規(guī)定的最大值，則需要對該數(shù)據(jù)報進行分片處理，滿足該數(shù)據(jù)報能夠通過該端口的需要。分片可以由發(fā)送端或中間路由器執(zhí)行，但是過多的IP分片會導致如下兩個問題：第一、分片的獨立性導致這些片到達目的端時有可能會失序，在監(jiān)控業(yè)務中，可能導致畫面效果降低、音視頻不同步等問題；第二、如果對數(shù)據(jù)報分片的是中間路由器，不是發(fā)送端（編碼器），那么發(fā)送端就無法知道數(shù)據(jù)報是如何被分片的，當一片數(shù)據(jù)丟失，發(fā)送端無法重傳丟失的數(shù)據(jù)片，只能重傳整個數(shù)據(jù)報或將整個數(shù)據(jù)報丟棄，增加傳輸網(wǎng)絡壓力或者數(shù)據(jù)丟失。為解決上述問題，在系統(tǒng)技術設計中，增加了針對前端設備打包策略控制技術，系統(tǒng)根據(jù)目標端口MTU，控制發(fā)送端（編碼器）發(fā)送數(shù)據(jù)報的大小，能夠正常通過目標端口，避免通過數(shù)據(jù)報分片處理造成視頻質量降低、網(wǎng)絡阻塞等問題。n 排序去抖控制技術延遲抖動(delay jitter)定義為“抖動是對連續(xù)接收的數(shù)據(jù)包之間延遲差值的加權平均值?！?在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，抖動指的是包抖動而非位抖動。當數(shù)據(jù)包到達目的地時，數(shù)據(jù)流中的連續(xù)包必須以恒定的時間間隔到達（德爾塔時間）。如果數(shù)據(jù)包之間的德爾塔時間不恒定，即被視為抖動，抖動的數(shù)據(jù)包數(shù)量超過一定值后，圖像質量就會受到影響。這一數(shù)值取決于接收設備上相關的抖動緩沖器，抖動緩沖器用于為接收的視頻數(shù)據(jù)包提供緩沖，并“平滑”處理接收到的包與包之間的延遲時間，再將數(shù)據(jù)包傳送至解碼器，在顯示設備上輸出。在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)包傳輸以盡力而為的機制進行，IP數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中完全獨立傳輸，不能保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，各數(shù)據(jù)包到達目的端可能會失序。為了解決上述問題，在系統(tǒng)技術設計中，系統(tǒng)設置了排序緩沖區(qū)，對到達的數(shù)據(jù)包進行排序處理，經(jīng)過排序處理后的數(shù)據(jù)包再按照一定的時間順序傳送給解碼器進行解碼處理，能夠有效地處理抖動問題，為用戶展現(xiàn)清晰、流暢的視頻效果。n 智能視頻路由技術系統(tǒng)支持單播、組播以及多級轉發(fā)功能。216。 單播（Unicast）：主機之間“一對一”的通訊模式，網(wǎng)絡中的交換機和路由器對數(shù)據(jù)只進行轉發(fā)不進行復制。如果10個客戶機需要相同的數(shù)據(jù)，則服務器需要逐一傳送，重復10次相同的工作。但由于其能夠針對每個客戶的及時響應，所以此類協(xié)議主要應用在響應要求高的監(jiān)控場合中。網(wǎng)絡中的路由器和交換機根據(jù)其目標地址選擇傳輸路徑，將IP單播數(shù)據(jù)傳送到其指定的目的地。216。 組播(Multicast)：主機之間“一對一組”的通訊模式，也就是加入了同一個組的主機可以接受到此組內的所有數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡中的交換機和路由器只向有需求者復制并轉發(fā)其所需數(shù)據(jù)。主機可以向路由器請求加入或退出某個組，網(wǎng)絡中的路由器和交換機有選擇的復制并傳輸數(shù)據(jù)，即只將組內數(shù)據(jù)傳輸給那些加入組的主機。這樣既能一次將數(shù)據(jù)傳輸給多個有需要（加入組）的主機，又能保證不影響其他不需要（未加入組）的主機的其他通訊。組播所帶來的好處是顯而易見的，但組播技術的應用、特別在互聯(lián)網(wǎng)上的組播應用很難實現(xiàn)，其原因主要是組播需要協(xié)議和設備的支持，所有介于組播源（服務器或組播代理服務器）和接收者（客戶端）之間的路由器、交換機、HUB、防火墻等設備均需支持組播，而互聯(lián)網(wǎng)上的網(wǎng)絡設備往往從整體效率、安全及防止網(wǎng)絡風暴等因素考慮，一般都關閉其組播協(xié)議的支持，而鏈路上任一節(jié)點對組播的不支持都會使組播信息無法下傳。216。 多級轉發(fā)：媒體交換單元實現(xiàn)了媒體的復制和轉發(fā)，當客戶端登錄中心管理單元成功，并請求打開某路視頻時，先向中心管理單元發(fā)送視頻請求， 中心管理單元將視頻請求轉發(fā)給媒體交換單元，媒體交換單元接收到視頻請求后，查詢此路視頻是否已經(jīng)存在，若此路