系統(tǒng)概述

火車站作為人員密集匯聚區(qū)，由于其使用功能的特殊性，其安全性就顯得格外重要；同時，為滿足現(xiàn)代化管理的需要，保證區(qū)域內(nèi)人員及眾多財物設施和重要資料的安全，并對突發(fā)性、群體性事件做到及時有效的控制處理是本次建設的需要考慮的問題。所以建立行之有效的安防體系是智能安全防范的重要基礎，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安防系統(tǒng)改造的重要組成部分，也是智能化管理的體現(xiàn)，并極大提高現(xiàn)代化管理層次，為建設和諧社會的重要組成部分。

本次建設的視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計以數(shù)字網(wǎng)絡架構為基礎，應用基于計算機網(wǎng)絡的多媒體控制管理技術，將監(jiān)控視頻圖像的控制、儲存、傳輸、查詢納入計算機網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理，兩者互為補充、相輔相成，共同構建實用、效率、快速的安防監(jiān)控系統(tǒng)體系。為安防監(jiān)控系統(tǒng)提供先進的技術手段，以保障整個區(qū)域的安全。利用技防手段建立起一套功能完善、強大的技術防范體系，滿足客戶的安防監(jiān)控要求，同時配合安保人員管理，實現(xiàn)人防與技防的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)，以達到安全、高效管理的目的。

系統(tǒng)設計

1、系統(tǒng)概述

火車站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要功能是輔助保衛(wèi)系統(tǒng)對于整個區(qū)域內(nèi)外的現(xiàn)場實況進行監(jiān)視。它使管理人員在控制室內(nèi)能觀察到區(qū)域內(nèi)外所有重要地點的情況，為各種設備運行和人員活動提供了監(jiān)視手段，是整個區(qū)域安全體系最重要的部分。系統(tǒng)前端全部采用高清網(wǎng)絡攝像機為，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)桨脖?a target="_blank">中心。中心部分通過管理平臺和高清數(shù)字矩陣實現(xiàn)圖像的控制操作顯示。

2、需求分析

根據(jù)溝通交流及專業(yè)的設計經(jīng)驗，充分考慮了本系統(tǒng)高度的可靠性、先進性、靈活性、可擴充性、易管理性及性能價格比高等特點，并根據(jù)實際情況及未來的發(fā)展趨勢，結合產(chǎn)品的性能特點、專業(yè)的技術設計經(jīng)驗等因素，本次建設推薦高清網(wǎng)絡系統(tǒng)架構，供業(yè)主方參考選擇采用。

3、系統(tǒng)拓撲圖

設計說明：

◆ 整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)使用數(shù)字IP架構形式；

◆ 前端攝像機配置200萬像素高清網(wǎng)絡攝像機，根據(jù)環(huán)境地點不同采用相應的紅外高清網(wǎng)絡球機、高清網(wǎng)絡槍式攝像機等；

◆ 前端網(wǎng)絡攝像機采集信號編碼壓縮成數(shù)字IP信號，通過網(wǎng)絡傳送到安保中心，視頻信號采用H.264編碼后由磁盤陣列存儲，實現(xiàn)中心對前端監(jiān)控點的集中管理和數(shù)字錄像；

◆ 中心配置綜合管理平臺及高清數(shù)字矩陣，高清數(shù)字矩陣支持混合信號輸入：HDMI/DVI/VGA/AV/SDI/IP等不同接口的視頻信號同時接入，輸出到大屏可進行拼接、漫游、疊加、透明度調(diào)整等功能操作；

◆ 中心配置平臺服務器，搭建綜合視頻管理平臺，對設備、客戶端、訪問權限等進行有效管理：

◆ 各報警子系統(tǒng)的報警信號輸入到中心報警接口箱，與高清數(shù)字矩陣實現(xiàn)報警聯(lián)動輸出報警對應視頻；

◆ 網(wǎng)絡交換機根據(jù)實際需求不同選配百兆或千兆交換機，以實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸冗余交換。

4、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要由前端攝像機、傳輸鏈路、中心控制/顯示部分組成。各監(jiān)控點的攝像機通過網(wǎng)絡把視頻圖像信號發(fā)送給監(jiān)控中心，通過IP-SAN網(wǎng)絡進行存儲，計算機都可以通過客戶端對監(jiān)控視頻錄像等數(shù)據(jù)進行查詢服務；另一方面通過通過在控制中心設置的顯示單元把多路監(jiān)控圖像實時的顯示在值班人員的面前。

1）前端視頻采集系統(tǒng)

前端視頻采集系統(tǒng)其功能為觀察、收集信息。前端監(jiān)控設備可根據(jù)用戶實際需求，采用基于標準的H.264算法的高清網(wǎng)絡攝像機。高清網(wǎng)絡攝像機采集壓縮后的分辨率達1980X1280，由于高清網(wǎng)絡攝像機的顯示比例為標準的16：9寬屏顯示比例，具有比傳統(tǒng)模擬視頻更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫面比傳統(tǒng)模擬攝像機更清晰地效果。

2）視頻傳輸系統(tǒng)

視頻的傳輸專網(wǎng)是要保證視頻流的通暢，就類似于人體的“血脈”，需要保證不被堵塞。主要的設備包括：接入交換機、光纖收發(fā)器、匯聚交換機、核心交換機，主干傳輸光纜，視頻接入選用超五類（六類）非屏蔽雙絞線。視頻傳輸專網(wǎng)的建設需要考慮帶寬、包轉(zhuǎn)發(fā)率、背板帶寬和組播及QoS技術。視頻傳輸網(wǎng)絡如果要求外網(wǎng)訪問功能，需要做好安全防病毒措施，在專網(wǎng)系統(tǒng)中還需要增加防火墻。依照客戶的要求建設數(shù)字視頻專網(wǎng)，承載視頻圖像等數(shù)據(jù)。

對于監(jiān)控的視頻質(zhì)量和接入帶寬相對關系來講，上行384Kbps的帶寬，可以傳送清晰流暢的CIF分辨率圖像，上行512Kbps，可以傳送清晰流暢的2CIF分辨率圖像，在上行1.5Mbps，可以傳送清晰流暢的D1分辨率圖像。本次選用高清1080P傳輸?shù)囊曨l帶寬約為8Mbps來算。根據(jù)實際相機的數(shù)量及帶寬選用不同的交換機進行交換傳輸。

3）中心管理控制系統(tǒng)

監(jiān)控中心是整個系統(tǒng)的核心，匯接各類監(jiān)控資源，并進行相應的管理、存儲、調(diào)用與顯示，主要目的是提高安全防范和各級領導決策、指揮調(diào)度、取證提供集中應用場所。本系統(tǒng)中心控制設計由三部分組成：

⑴控制部分

系統(tǒng)的控制部分主要平臺管理軟件及高清數(shù)字矩陣組成，綜合管理平臺是整個網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的核心，主要負責前端接入設備、客戶端用戶接入的認證與管理，媒體調(diào)度和視頻轉(zhuǎn)發(fā)，中心存儲及網(wǎng)絡管理和其他應用接口服務等。高清數(shù)字矩陣用于高清/標清、數(shù)字/模擬等多種視頻控制切換上墻的專用設備，控制視頻分割、縮放、疊加、拼接等圖像處理顯示功能。

平臺管理配置平臺服務器，搭建數(shù)字視頻管理平臺，軟件模塊包括：

◆ 系統(tǒng)管理服務器軟件：實現(xiàn)對遠程數(shù)字視頻設備的機構、人員、設備、任務、報警、日志等的配置、設備巡檢和實時訪問權限控制等管理；

◆ 監(jiān)控中心主控軟件：C/S架構下的監(jiān)控中心客戶端主控軟件，可以在系統(tǒng)管理服務器認證下訪問監(jiān)控所有現(xiàn)場設備；

◆ 流媒體服務器軟件：視頻轉(zhuǎn)發(fā)管理，網(wǎng)絡傳輸控制管理和內(nèi)外網(wǎng)交換控制管理；

◆ 網(wǎng)絡存儲管理服務器軟件：集中存儲備份管理被監(jiān)控設備的實時圖像和歷史錄像，并提供集中檢索服務；

◆ 報警轉(zhuǎn)發(fā)服務器軟件：為系統(tǒng)管理的監(jiān)控設備提供報警接收轉(zhuǎn)發(fā)服務；

⑵網(wǎng)絡存儲部分

視頻的存儲是為了保證歷史報警事件的查詢，做好事后取證的重要作用。所以圖像的分辨率至關重要，后端視頻存儲的設備配置IPSAN網(wǎng)絡存儲設備，實現(xiàn)對前端監(jiān)控點的集中管理和數(shù)字錄像。設備的穩(wěn)定性決定系統(tǒng)整體性能，圖像的分辨率必須達到1080P（1980×1080）以上，保證錄像回放細節(jié)的清晰度。由于需要二地分別存儲調(diào)閱，故存儲設備要一式兩套。

◆ 單套視頻容量存儲計算

按單路1080P畫質(zhì)、8M/S碼流、視頻存儲30天計算：

單路容量＝3600（秒）×24（小時）×30（天）×1（路）×8M÷1024÷1024÷8=2.47T

170路容量=2.47T×170（路）=419.9T，再留有硬盤冗余量及RAID5等；

總容量=558T

⑶顯示部分

圖像顯示單元配置中間為3×4的46寸DID拼接屏，每塊顯示屏均具有單畫面顯示、4畫面顯示、輪循功能等。

系統(tǒng)特點

1）數(shù)字矩陣特點

◆ 是純硬件非壓縮嵌入式的高清數(shù)字矩陣，視頻無損耗，無延時；

◆ 模塊化結構并支持多業(yè)務單板混合任意組合，系統(tǒng)靈活；后期擴展升級便捷；

◆ 支持支持HDMI/DVI/VGA/AV/SDI/IP等不同接口的視頻信號可同時接入混合信號的任意切換；

◆ 具有圖形處理的功能，支持視頻的顯示、分割等功能；

◆ 專用控制軟件或用戶可二次開發(fā)的SDK，方便用戶系統(tǒng)集成。

◆ 配置專用控制鍵盤，考慮使用習慣及現(xiàn)場硬件環(huán)境，鍵盤功能上要做到集中、全面、操作簡捷，鍵盤搖桿中心應配備圖像抓拍按鈕，實時對動態(tài)畫面進行瞬間抓拍。其中矩陣提供的輸入輸出接口數(shù)量須進行實地勘測，并充分考慮后期的接入系統(tǒng)的擴展應用。

2）平臺集成度高

本系統(tǒng)采用主流的視頻監(jiān)控平臺產(chǎn)品，專業(yè)的視頻應用技術，完整實現(xiàn)了安保監(jiān)控的各項基本功能要求，在此基礎上，通過應用“系統(tǒng)組網(wǎng)”的設計思路，采用成熟的網(wǎng)絡視頻管理平臺產(chǎn)品，完美實現(xiàn)了視頻聯(lián)網(wǎng)的功能，同時滿足了本項目在圖像資源的可復用性、系統(tǒng)的可擴展性、異質(zhì)設備的兼容能力等方面的需求。

3）兼容性強

歷史原因和競爭需要，在同一個網(wǎng)絡視頻管理系統(tǒng)中，往往會使用不同廠家和不同編碼格式的編解碼設備。 從設計和需求上看，用戶也需要不同的編解碼設備，用戶需要開放體系的視頻管理系統(tǒng)，滿足靈活應用并高度穩(wěn)定。

系統(tǒng)支持一類新的數(shù)字設備需要實現(xiàn)新的驅(qū)動，而不需要更改設計和復雜定制開發(fā)，已成功的實現(xiàn)對海康、博康、大華、DVMUX等多個廠家的數(shù)字設備支持，可在同一系統(tǒng)中支持不同類型的數(shù)字設備混用。并支持不同廠家不同型號報警主機和矩陣的快速互聯(lián)。

4）可靠的錄像

本系統(tǒng)采用專業(yè)的的存儲產(chǎn)品，單機可并發(fā)錄像同時并發(fā)點播，支持防錯冗余，在多個大型項目中成功應用。

系統(tǒng)采用先進的存儲方案，比早期存儲體系具備更高的性能價格比，支持RAID5、熱插拔、電源冗余，可保證錄像數(shù)據(jù)的穩(wěn)定，提供完備的存儲管理軟件，可實現(xiàn)大型存儲系統(tǒng)的各項功能。

5）海量流媒體分發(fā)

本項目應用的一個特點，是需要支持大容量數(shù)字圖像的多級轉(zhuǎn)發(fā)和并發(fā)錄像，在技術基礎上，要求平臺軟件具備大容量穩(wěn)定的流媒體服務能力。

流媒體（Streaming Media）是指在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上按時間先后次序傳輸和播放的連續(xù)音/視頻數(shù)據(jù)流，具有連續(xù)性（Continuous）、實時性（Real-Time）和時序性（Continuation）的特點。為保證流媒體的質(zhì)量，需要應用專業(yè)技術，解決從編碼緩存、網(wǎng)絡傳輸、網(wǎng)絡接收、并發(fā)訪問等一系列問題。

本系統(tǒng)集成了在IPTV領域已成熟應用的流媒體服務器技術，可在千兆網(wǎng)上實現(xiàn)最大700M的可用帶寬，視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務器單機最大可實現(xiàn)高達250路的并發(fā)能力，可充分滿足用戶需要。

6）強大網(wǎng)管功能

多子系統(tǒng)的安防系統(tǒng)體系需要實現(xiàn)多個子系統(tǒng)的互聯(lián)，初次安裝調(diào)試可能會需要進行幾千甚至上萬參數(shù)的配置，實際運行中也經(jīng)常需要新增設備或進行參數(shù)調(diào)整，這些工作已無法通過簡單的命令行語句來完成，依托開發(fā)人員來完成系統(tǒng)設置和維護將導致系統(tǒng)實施成本劇增并無法完成向業(yè)主的交接。

系統(tǒng)提供專業(yè)的配置管理軟件、維護管理軟件和網(wǎng)管軟件，通過全網(wǎng)一致的圖形和表格把相關概念集中起來，使得復雜的配置網(wǎng)管和維護管理變得簡單可行。

系統(tǒng)通過程序探測所有數(shù)字設備的地址，并且能夠直接通過網(wǎng)絡進行配置管理和控制，所有管理功能，都能夠在任意遠端通過網(wǎng)絡進行。數(shù)字設備具備即插即用的功能，只需要接入以太網(wǎng)分配IP地址，連接攝影機就可以隨時觀察遠程圖像；通過軟件可監(jiān)控所有編解碼器的狀態(tài)，方便定位故障設備，在系統(tǒng)運行狀態(tài)下可以對各編解碼器進行維護、檢修、升級，而不會影響整個系統(tǒng)。

7）報警信息的集成管理

在視頻系統(tǒng)中，報警系統(tǒng)可作為獨立的設備，也可被納入到統(tǒng)一的平臺管理下，用戶不需要再另外購買獨立的報警軟件，視頻管理控制服務器可通過RS232/485或IP網(wǎng)絡直接接收報警主機的傳送的各類報警信號，實現(xiàn)本地的報警聯(lián)動功能，并可將報警信號轉(zhuǎn)發(fā)至核心平臺的管理控制系統(tǒng)進行集中處理，可在指定的PC客戶端顯示報警輸入輸出等信息列表，可設定報警顯示次序，并支持報警聯(lián)動工作表和報警參數(shù)設置。

8）后期擴展功能

安防行業(yè)的發(fā)展是高清化、智能化，而傳統(tǒng)的監(jiān)控設備都是基于控制并與內(nèi)容無關的處理設備，而在分析了行業(yè)發(fā)展趨勢后認為，監(jiān)控數(shù)字化后將必然要求監(jiān)控設備具備更多的視頻智能化處理能力。

因此，數(shù)字矩陣采用了高性能的可編程視頻處理芯片，可以對視頻進行像素級的分析和處理，為智能化處理提供了優(yōu)異的平臺；為安防領域日益增加的諸如行為分析、內(nèi)容智能化索引和人臉識別等需求提供了可行性平臺。

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