海康网络高清监控专项方案.docx

网络高清视频监控系统
标准化处理方案

杭州海康威视系统技术
11月
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目 录 II
第1章 总体概述 7
1.1 设计背景 7
1.2 现实状况分析 7
1.3 需求说明 8
1.4 设计标准 8
1.5 设计依据 9
第2章 系统总体设计 10
2.1 设计目标 10
2.2 设计思绪 11
2.3 总体结构设计 11
2.3.1 系统逻辑结构 11
2.3.2 系统物理结构 12
2.4 用户价值表现 13
第3章 前端系统设计 15
3.1 概述 15
3.2 前端系统结构设计 15
3.3 IPC结构特点 16
3.3.1 散热设计 16
3.3.2 防水设计 16
3.3.3 除雾设计 16
3.3.4 防虚焦设计 17
3.3.5 防刮擦设计 17
3.4 IPC功效亮点 18
3.4.1 超低照度 18
3.4.2 强光抑制 18
3.4.3 高清透雾 18
3.4.4 红外增强 19
3.4.5 3D数字降噪 20
3.4.6 新一代宽动态 21
3.4.7 SMART IPC特色功效 21
3.5 前端配套设施 27
3.6 适用场景描述 29
3.6.1 路面固定点监控 29
3.6.2 出入口监控 30
3.6.3 室内监控 31
3.6.4 制高点监控 32
3.6.5 大场景监控 33
第4章 监控传输网络设计 39
4.1 概述 39
4.2 设计要求 39
4.3 传输网络设计 40
4.3.1 网络结构设计 40
4.3.2 网络IP地址计划 42
4.3.3 VLAN计划 43
4.3.4 路由总体计划 44
4.3.5 网络传输带宽要求 44
4.4 网络可靠性设计 44
4.5 网络安全性设计 45
4.6 网络管理计划 45
4.7 设备选型说明 46
第5章 监控中心系统设计 48
5.1 概述 48
5.2 系统结构设计 48
5.3 存放子系统 48
5.3.1 NVR存放设计 49
5.3.2 存放结构设计 49
5.3.3 NVR存放功效 50
5.3.4 NVR存放亮点 53
5.3.5 设备选型说明 55
5.4 解码拼控子系统 56
5.4.1 视频综合平台设计 56
5.4.2 视频综合平台关键功效 57
5.4.3 关键功效效果展示 58
5.4.4 视频综合平台亮点 62
5.4.5 设备选型说明 65
5.5 大屏显示子系统 66
5.5.1 大屏显示子系统结构 66
5.5.2 LCD大屏 67
5.5.3 DLP大屏 73
5.5.4 设备选型说明 77
5.5.5 关键设备选型 78
5.5.6 监控中心及机房配套设施 88
第6章 应用管理系统设计 91
6.1 概述 91
6.2 软件架构设计 91
6.3 软件模块组成 93
6.3.1 中心管理模块 93
6.3.2 应用模块 94
6.3.3 用户端模块 95
6.3.4 视频质量诊疗模块 96
6.3.5 视频图像拼接模块 96
6.4 平台功效设计 96
6.4.1 基础管理功效 96
6.4.2 基础应用功效 99
6.4.3 高级业务应用 102
6.5 平台布署环境 106
6.5.1 硬件环境 106
6.5.2 软件环境 107
第7章 视频系统利旧设计 108
7.1 概述 108
7.2 系统利旧整体设计 108
7.3 模拟监控系统接入设计 108
7.4 网络监控系统接入设计 109
第8章 方案优势分析 112
8.1 全高清 112
8.2 全网络 112
8.3 高集成化 113
8.4 高智能化 113
8.5 高可靠性 114
8.6 高扩展性 115
8.7 高易用性 116
第9章 应用举例 117
9.1 需求描述 117
9.2 系统设计 117
9.2.1 前端部分设计 117
9.2.2 监控中心设计 118
9.2.3 传输网络设计 122
9.2.4 应用管理软件设计 123
9.3 配置清单 124

第1章 总体概述
1.1 设计背景
从模拟到网络、从标清到高清，伴随安防监控技术不停发展，用户对监控系统要求越来越高。现在为了处理监控系统视频图像分辨率低、存放可靠性差、视频上墙显示复杂及系统管理性差等方面问题，海康威视从系统优异性、可靠性、实用性等方面出发，推出了一套集前端采集、后端存放、上墙显示及应用管理于一体网络高清视频监控系统标准化处理方案。
1.2 现实状况分析
伴随计算机、网络和图像处理、传输技术飞速发展，视频监控技术也有长足发展，从最早模拟监控到数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地改变。现在视频监控系统在应用中关键存在以下问题：
系统管理性差、功效应用少：系统极难实现对设备集中管理，较少有系统管理平台或现有管理平台管理性不强、功效少，多局限于视频预览、回放等基础功效，不能对系统设备进行远程参数配置、状态检测、用户权限管理等。
视频清楚度低、图像质量差：现有视频监控资源多数是以标清图像为主，整体视频图像质量差，只能处理“看得见”，无法实现“看得清”，降低了视频资源使用价值。
系统组网性不强：模拟监控系统组网和应用受地域限制影响较大，管理性和资源共享性较差；另外系统扩展性和灵活性较差，不利于远距离传输。
视频码流大、画面不流畅：用户在预览视频图像时，会常常出现卡、顿等现象，尤其是视频码流高、网络环境差系统，严重影响用户业务应用。
录像占用空间高、检索效率低：视频图像占用存放空间大，存放成本较高；且录像易丢失，常常查找不到，困扰用户。
系统布署复杂、设备占用空间多：原系统解码、上墙、拼控等功效实现很复杂，系统所包含设备布署不方便，同时会占用较多空间。
系统维护不方便、故障响应不立即：系统缺乏对前端设备故障自动侦测和预警，前端摄像机损坏很长时间也未立即发觉。
对旧系统整合程度不高：新建视频监控系统和原有系统之间难以融合，原有监控资源利用率低，造成资源浪费。
1.3 需求说明
依据现实状况分析发觉原先系统存在众多弊病，用户为处理上述问题，提出以下需求：
1) 系统需要有中心平台进行统一管理；
系统应达成高清视频采集、传输、存放、显示；
系统需全IP化，从而实现灵活组网，便捷管理；
降低视频码率，提升视频预览效果；
系统应含有灵活、可靠存放方法；
实现高清视频解码、拼接控制、开窗漫游显示等功效一体化；
系统含有视频质量诊疗功效；
从节省资源、降低成本角度考虑原有系统利旧。
1.4 设计标准
本系统以“优异性、可靠性、实用性、经济性、扩展性”为基础标准，具体以下：
优异性：采取成熟、主流设备构建系统，系统建设充足利用目前最新视音频、数据、网络等技术，充足兼顾需求和技术不停改变，建设业内领先高清视频监控系统。
可靠性：系统硬件采取电信级服务器及专业设备，对关键设备采取冗余备份方法，软件采取模块化、分层隔离设计思想，确保整个系统长久稳定运行。
实用性：系统设计突出应用，以现实需求为导向，以有效应用为关键，以技术建设和工作机制同时协调为保障，确保系统能有效服务于用户工作需要。
经济性：系统整体配置性能高，价格合理，建设成本和投入较低，同时方案考虑原有监控系统利旧。
扩展性：系统采取业界主流硬件设备，提供标准协议，含有良好兼容性和通用软硬件接口，能够全方面兼容主流厂商设备，并能为其它系统提供接口。
1.5 设计依据
1) 《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-）
2) 《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB50198-)
3) 《安全防范系统雷电浪涌防护技术要求》（GA/T 670-）
4) 《安全防范工程技术规范》GB50348-
5) 《信息技术 安全技术 IT网络安全》GB/T25068
第2章 系统总体设计
2.1 设计目标
系统采取高清视频监控技术，实现视频图像信息高清采集、高清编码、高清传输、高清存放、高清显示；系统基于IP网络传输技术，提供视频质量诊疗等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化”视频图像监控系统，满足用户在视频图像业务应用中日益迫切需求。本方案关键实现以下目标：
建成统一中心管理平台：经过管理平台实现全网统一视频资源管理，对前端摄像机、编码器、解码器、控制器等设备进行统一管理，实现远程参数配置和远程控制等；经过管理平台实现全网统一用户和权限管理，满足系统多用户监控、管理需求，真正做到“坐阵于中心，掌控千里之外”。
实现系统高清化和网络化：本方案以建设全高清监控系统为目标，为用户提供更清楚图像和细节，让视频监控变得更有使用价值；同时以建设全IP监控系统为目标，让用户可经过网络中任何一台电脑来观看、录制和管理实时视频信息，且系统组网便利，结构简单，新增监控点或用户端全部很方便。
系统含有以下特征：
系统含有高可靠性、高开放性特征：经过采取业内成熟、主流设备来提升系统可靠性，尤其是录像存放稳定性，另外系统可接入其它厂家摄像机、编码器、控制器等设备，能和其它厂家平台无缝对接；
含有高智能化、低码流特征：利用智能分析、带有智能功效摄像机等提升系统智能化水平，同时经过优异编码技术降低视频码流，降低存放成本和网络成本，减弱对网络依靠性，提升视频预览流畅度；
含有快速布署、立即维护特征：经过采取高集成化、模块化设计设备提升系统布署效率，降低系统调试周期，系统能立即发觉前端监控系统故障并立即告警，快速对应；
含有高度整合、充足利旧特征：新建系统能和原有系统高度整合、无缝对接，能充足利用原有监控资源，避免前期投资浪费。
2.2 设计思绪
本方案总体设计思绪以下：
1) 前端设备均采取高清IPC，从而实现高清视频采集，同时为满足前端多个应用场景不一样需求，推荐不一样类型、不一样功效IPC；
2) 采取NVR存放模式对实时视频进行分布式存放，实现存放系统高可靠、高性价比；
3) 布署模块化、集成化视频综合平台，结合高清显示大屏实现视频图像、电子地图、电脑信号上墙显示、拼接控制等功效；同时视频综合平台还配置服务器板卡，为布署平台软件提供必需环境，实现软硬件一体化；
4) 建立统一视频信息管理应用平台，实现对系统统一管理；同时引入视频质量诊疗技术，保障系统稳定运行；
5) 充足考虑原有系统利旧，实现新老系统无缝对接，降低成本，降低资源浪费。
2.3 总体结构设计
2.3.1 系统逻辑结构
整个方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、监控中心和应用管理平台四部分内容，视频存放、视频解码拼控和大屏显示等内容在监控中心部分进行设计。另外，方案对系统利旧方面进行了简单说明，符合众多项目设计实际需求。下图为系统拓扑图：

系统逻辑结构图
2.3.2 系统物理结构

系统物理结构图
前端部分：前端支持多个类型摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等，前端网络摄像机将采集模拟信号转换成网络数字信号，根据标准音视频编码格式及标准通信协议，可直接接入网络并进行视频图像传输。
传输网络部分：传输网络部分关键是对前端接入到关键交换机之间网络进行设计，前端系统经过光纤收发器等网络传输设备将新建前端网络高清摄像机连接至监控中心接入交换机，再经过接入交换机将网络信号汇聚到中心关键交换机，监控中心端接入交换机负责PC工作站和NVR存放等设备接入。
监控中心部分：监控中心采取NVR将高清视频图像进行存放，处理数据落地问题；配置视频综合平台，完成视频解码解码、拼接；监控中心布署LCD大屏用来将视频进行上墙显示等。系统可将模拟摄像机、网络摄像机和数字摄像机全部接入到视频综合平台，实现统一管理平台、统一切换控制系统和统一显示系统，实现对整个系统统一配置和管理。
平台部分：应用管理平台布署在视频综合平台服务器板卡上，形成一体化配置，应用管理平台能够对高清视频和用户进行统一管控，而且配置PC工作站进行预览、回放、下载等操作。
2.4 用户价值表现
该系统是以用户需求为出发点、用户价值为落脚点，并结合海康威视产品亮点进行组合设计，该系统设计可带来以下几点用户价值，总结为“一项维护、两个便利、三类降低、四种效果”，具体以下：
1) 有效系统维护：该方案采取视频质量诊疗技术，自动对前端监控点视频图像是否完好、设备是否在线等进行实时、不间断检测和报警，立即发觉前端系统运行发生问题，并立即告警通知，避免因有效保障系统高质量运行；
2) 系统布署便利：该方案实现了软件和硬件布署一体化、视频解码和上墙显示一体化及网络、模拟、数字视频信号可集中处理一体化，方便安装调试，降低了布署时间；
3) 系统扩容便利：采取是标准化设备，可接入第三方平台软件；而且平台开放性高，可兼容其它厂家摄像机、存放等设备；视频综合平台采取模块化设计，设计时留有一定冗余，方便系统后期升级和扩容；
4) 存放成本降低：该方案设计采取码流低摄像机，最大可降低3/4存放占用空间，降低了存放成本；
5) 网络成本降低：该方案经过采取低码流网络高清智能摄像机，相同图像质量下，720p码率只需1~2M，1080p码率只需3~4M，从而降低了网络开销，降低了网络成本；
6) 系统功耗降低：以前端摄像机到存放NVR全部采取新技术降低了功耗，从整体上降低了功耗，达成节能减排效果；尤其是NVR设备选择TI专用视频处理芯片、磁盘休眠技术等，有效降低整机功耗；
7) 良好视觉效果：系统实现了全高清模式，且可实现对大场景高清监控，满足用户对高清监控需求，提升用户体验度；
8) 通畅预览效果：该套方案经过优异智能编码技术，有效降低了视频码流，降低了视频预览不流畅等现象；
9) 便捷管理效果：系统实现了全网络监控，满足用户对数字化组网要求，方便用户对系统网络化管理，轻松做到足不出户就能管控管局；
10) 优异智能效果：该套方案采取智能网络摄像机、智能球机和智能分析技术，表现了高度智能化水平，可让用户体验丰富智能效果。
第3章 前端系统设计
3.1 概述
海康威视视频监控前端系统可依据不一样场景不一样需求，灵活选择适宜前端监控产品，既能满足路面固定点、路面可控点、出入口、室内等常规场景监控需求，又能满足制高点、大场景远距离、大范围和大视场特殊场景监控需求。海康威视网络高清摄像机，经过其全新硬件平台和最优编码算法，提供最高效处理能力和最丰富功效应用，意在给用户提供更优质图像效果、更丰富监控价值、更便捷操作管理和更完善维护体系。
3.2 前端系统结构设计
前端摄像机选型应依据不一样应用场景不一样监控需求，选择不一样类型或不一样组合摄像机，能够选择固定枪机和球机搭配使用、交叉互动标准，以确保监控空间内无盲区、全覆盖，同时依据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等和视频传输设备和线缆。
针对具体监控点位实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等布署于室外机箱。监控网络摄像机前端布署结构以下图所表示：

监控前端布署结构示意图
3.3 IPC结构特点
海康威视网络摄像机产品形态各不相同，每种产品形态采取科学、合理结构进行设计，从结构上确保产品质量和监控图像质量。在以往结构设计基础上，IPC还有以下几点突出设计：
3.3.1 散热设计

据统计，电子设备失效率有55％是温度值引发。假如摄像机温度低10度话，产品使用寿命能够提升一倍。海康威视进行精密散热设计，选择高效散热材料，使摄像机温升控制在较低水平，工作温升比华南厂家低10度左右。
3.3.2 防水设计

海康威视拥有多项专利防水设计，防水性能优越；采取优异高效防水检测工艺，全系列室外摄像机产品出厂100%检测防水性能。
3.3.3 除雾设计

需要打开外罩调整镜头防水型摄像机在湿度高且温差大环境下，内部可能会起雾凝结；为处理起雾问题，海康威视在摄像机内部装有防水透气膜和干燥剂，能快速有效散走雾气。
3.3.4 防虚焦设计

海康威视全部定焦摄像机均采取高效胶质材料点胶锁死，全部变焦摄像机均采取专业校准技术矫正，有效预防镜头虚焦现象出现。
3.3.5 防刮擦设计

半球罩刮花后，红外光照射到刮痕处会出现漫反射，造成红外反光。海康威视全系列红外半球采取PC加硬半球罩，含有防刮花功效，有效预防红外半球反光现象。
3.4 IPC功效亮点
3.4.1 超低照度
海康威视摄像机采取业界高端传感器和DSP，含有很高感光度，在光照条件极差条件下也可取得色彩还原度较高画面。

超低照度摄像机对比效果示例图
3.4.2 强光抑制
在夜间监控车辆道路、出入口等情况下，往往因为车光线太强严重影响视频图像质量，海康威视产品中广泛采取强光抑制技术来处理此种困扰，有效抑制强光点直接照射造成视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点周围区域进行赔偿以取得更清楚图像。

强光抑制开启和关闭效果示例图
3.4.3 高清透雾
雾霾天气下，空气中液滴和固体小颗粒使户外监控质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，部分关键目标细节难以观察，视频监控实用性受到很大影响。海康威视产品中网络高清摄像机和球机大多含有高清透雾功效，基于大气透射模型，区分图像不一样区域景深和雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术和图像复原技术，取得正确、自然透雾图像。

没有高清透雾功效监控效果示例图

有高清透雾功效监控效果示例图
3.4.4 红外增强
针对夜间或光线不好场景下图像质量差问题，海康威视推出红外摄像机和红外球机，采取阵列红外灯使红外距离最远可达150米，并结合3D降噪技术能够取得清楚夜间图像。

红外监控效果示例图
3.4.5 3D数字降噪
3D数字降噪功效能够降低弱信号图像噪波干扰。因为图像噪波出现是随机，所以每一帧图像出现噪波是不相同。3D数字降噪经过对比相邻几帧图像，将不重合信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻画面。海康威视产品中广泛采取3D时空域联合降噪处理，结合正确噪声强度估量算法，在光照理想、噪声较低时图像清楚细节没有损伤，光照不足时噪申显著抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量。

降噪前图片示例

降噪后图片示例
3.4.6 新一代宽动态
监控环境中常会碰到光线明暗反差过大场景，利用宽动态技术，场景中尤其亮部位和尤其暗部位同时全部能看得尤其清楚。一般摄像机获取是背景清楚不过前景较暗图像，宽动态摄像机能获取前景和背景全部清楚图像。海康威视采取业界高端传感器并结合自主研发算法，海康威视新一代WDR基于动态范围达120db多重曝光Sensor，采取局部亮度映射和图像增强相结合处理算法，在逆光环境下能够清楚地保留暗处细节并抑制亮处过曝，大幅提升宽动态场景图像质量。

宽动态摄像机图片效果示例图
3.4.7 SMART IPC特色功效
海康威视推出SMART IPC系列产品，包含网络高清枪机、网络高清筒机和网络高清半球，在传统IPC基础上，又在智能编码、智能侦测、智能控制上取得了很大突破，经过优异编码技术、图像感知和处理技术等在保障甚至提升监控图像质量前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限网络带宽条件下传输高质量视频图像数据，而且经过丰富多样功通满足不一样环境监控要求，提升视频监控系统智能化水平。

SMART IPC亮点图
3.4.7.1 智能编码
1） 低码率
u 相同图像质量下，720p码率只需1~2M，1080p码率只需3~4M；
u 码率最多降低3/4，存放空间最多降低3/4，带宽占用最多降低3/4。
2） ROI（感爱好区域编码）

ROI示意图
u ROI可将码流资源按需分配，将有限资源集中在一块或多块感爱好区域，提升感爱好区域（如车牌、人脸）图像质量；
u 在确保关键区域图像质量前提下，码率最少可降低1/2。
3） SVC（可伸缩视频编码技术）

SVC示意图
u SVC使得网络摄像机编码后视频流含有伸缩能力，配合后端支持SVCNVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；
u 海康720pIPC低码率+ROI综合利用可节省3/4存放空间，一块2T硬盘，可存放4路720pIPC录像47天。
4） 多码流

多码流示意图
u 支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；
u 每路码流可分别设置不一样分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；
u 总带宽提升至80M，可满足20路同时在线预览。
5） 低延时
u 高效编码算法，全部网络摄像机产品延时均在200ms以内；
u 最短延时模式下，平均延时720p/2M可达140ms，1080p/4M可达160ms。
3.4.7.2 智能侦测
1） 行为侦测

行为侦测示意图
u 智能行为侦测功效支持对跨界入侵行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域行为分别布防；也可对区域入侵行为进行自动检测，并可对入侵区域物体占比进行自动识别，降低误报率；
u 摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功效。
2） 人脸侦测

人脸侦测示意图
u 智能行为侦测功效支持对跨界入侵行为进行自动检测，并可对进入区域和离开区域行为分别布防；也可对区域入侵行为进行自动检测，并可对入侵区域物体占比进行自动识别，降低误报率；
u 摄像机侦测到以上行为后可联动报警及录像等功效。
3） 音频侦测

音频侦测示意图
u 摄像机音频侦测功效可对声音强度进行检测，当检测到无音源输入或某一时刻音频强度超出声音强度阈值时，可实现自动预警。同时含有环境噪音过滤功效，可经过软件算法处理方法缓解背景噪声对音质带来影响。
4） 场景侦测

场景侦测示意图
u 海康威视视频质量诊疗技术可对场景变更、图像虚焦问题进行自动分析检测，并联动报警；
u 海康威视场景模式可对多种场景下参数进行预设，方便用户选择；
u 支持日夜两套参数配置，可实现自动切换。
3.4.7.3 智能控制
1） 智能Smart IR

智能smart IR示意图
u 新一代Smart IR技术可自动检测画面亮度，经过内部算法自适应调整红外灯亮度和画面亮度，从而达成抑制近处物体过曝同时确保背景区域亮度效果。
2） ABF自动背焦调整

ABF示意图
u 部分枪机含有ABF(自动后焦调整)功效，经过摄像机上ABF按钮或用户端/IE上辅助聚焦等按钮可自动或手动实现图像传感器细微调整，从而达成微调焦距作用，方便了安装调试。
3） AF自动对焦

AF示意图
u 一般电动镜头受减速齿轮控制，聚集速度慢，且不能实现实时全自动聚焦，只支持一键辅助聚焦；齿轮不含有自锁功效，所以不抗震；
u 海康威视电动镜头支持变倍后自动对焦功效（AF），无需手动聚清，且聚焦速度快，同时含有自锁功效，抗震效果好。
3.5 前端配套设施
1） 支架及立杆
监控点依据现场实际情况，可采取立杆安装、抱箍安装、壁挂安装和吊杆安装等方法。其中抱箍、壁挂支架和吊杆支架有成套产品，依据现场选择符合要求产品即可。
室内摄像机安装固定，依据摄像机型号和现场情况可采取壁装、吊装及角装等多个形式安装支架，安装高度不低于2.5m。
安装在室外摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选择对应安装支架来安装；若无适宜建筑物供附着安装，则需要选择视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。
2） 室外机箱
室外摄像机供电、信号等需要在室外进行聚集，需用专用防水箱进行端接。端接箱内部安装架设计充足考虑设备安装位置，同时含有防雨、防尘、防高温、防盗等功效。不便于在立杆上部安装设备箱，在地面设置设备机柜，其设计按摄影关规范标准实施，同时应含有防尘、防雨、防破坏等功效。
3） 补光设备
在摄像监控中，为了使夜间得到正常监控图像，可选择采取一定补光方法。补光灯光源通常有LED、金卤灯、高压钠、白炽灯、氙气灯（HID）等。
4） 防雷接地
对前端供电和控制部分，需要采取有效避雷接地方法，充足保障前端稳定性和可靠性。
前端监控防雷接地关键从以下三个方面进行：
Ø 直击雷防护
在直击雷非防护区每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特征，提前一定时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提升了室外监控点保护裕度。
Ø 供电设施雷击电磁脉冲防护
电源防雷系统关键是预防雷电波经过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后残压或因更大雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，和预防线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线和室外防水箱到摄像机低压电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流大于10KV，接地线缆提议大于6mm2。
Ø 均压等电位连接技术
等电位连接是将正常不带电（或不带信息）、未接地或未良好接地设备金属外壳、电缆金属外皮、金属构架、金属管线和接地系统作电气连接，预防在这此物件上因为感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位传输造成对设备内部绝缘、电缆芯线反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采取单点接地方法实现等电位连接，独立接地电阻小于10Ω。
5） 前端供电
系统设备提议采取集中供电，电源质量提议满足下列要求：
稳态电压偏移小于±2%；
稳态频率偏移小于±0.2Hz；
电压波形畸变率小于5%。
6） 传输设备及线缆
前端监控系统中，视频信号传输是整个系统很关键一环，关系到整个监控系统图像质量和使用效果，所以要选择经济、合理传输方法。现在，在监控系统中最常见传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方法，本方案前端系统以高清网络摄像机为主，大部分为网络传输方法，不过对于不一样场所、不一样传输距离，应选择不一样传输方法。
n 网络双绞线传输
以前端摄像机到接入交换机距离不超出100m情况下，使用网络双绞线（下面简称网线）来传输，这种传输方法优点是线缆和设备价格廉价。

前端网线传输示意图
n 光缆传输
以前端摄像机到接入交换机距离超出100m使用光缆来传输，经过光纤收发器将电信号转成光纤信号进行传输，以下图所表示：

前端光纤传输示意图
3.6 适用场景描述
方案依据多个经典前端应用场景，明确对应场景前端设备选型说明，达成最优视频监控效果，具体内容见以下章节。
3.6.1 路面固定点监控
3.6.1.1 关键应用场景
路面固定点监控场景关键是固定、小范围，如监控区域内主干道上路段和路口、停车场、大楼门口、外围周界、关键监控区域等固定监控场景。实际选型中，依据不一样场景及需求选择对应摄像机。
3.6.1.2 前端选型说明
路面固定点推荐选择海康威视网络高清枪型摄像机进行监控，满足在覆盖范围内看清过往行人、车辆行为特征和体貌特征；摄像机要达成IP66防护等级，避免在雨天等环境下因为雨水或灰尘进入；在晚上光线不足环境下推荐采取超低照度功效或红外功效网络高清枪机，保障夜晚等光线不足环境下监控图像质量。
路面固定点推荐使用海康威视130万网络高清枪机DS-2CD4012F-(A) 或200万网络高清枪机DS-2CD4024F-(A)，镜头、支架等配件需依据现场环境和实际需求而定。
3.6.1.3 监控效果展示

路面可控点监控效果示例图
3.6.2 出入口监控
3.6.2.1 关键应用场景
出入口监控场景关键是部分出入口，如大楼、超市、娱乐场所等出入口。实际选型中，依据不一样场景及需求选择对应摄像机。
3.6.2.2 前端选型说明
出入口监控推荐选择海康威视网络高清枪机，摄像机要达成IP66防护等级，避免在雨天环境下因设备进水而造成设备损坏或影响监控质量；在晚上光线不足环境下推荐采取带红外功效或低照度功效摄像机，保障夜晚等光线不足环境下监控图像质量；对于逆光环境，推荐选择带有超宽动态功效摄像机。
出入口推荐使用海康威视130万网络高清枪机DS-2CD4012FWD或300万网络高清枪机DS-2CD4032FWD，镜头、支架等配件需依据现场环境和实际需求而定。
3.6.2.3 监控效果展示

出入口监控效果示例图
3.6.3 室内监控
3.6.3.1 关键应用场景
室内监控关键应用场景包含以下多个：楼道、电梯、走廊、大厅、办公区、关键房间、库房、地下室等。实际选型中，依据不一样场景及需求选择对应摄像机。
3.6.3.2 前端选型说明
在楼道、走廊等固定室内监控场景推荐采取海康威视低照度、宽动态网络枪机或半球；在关键房间、库房等监控场景推荐采取红外半球或红外筒机；在大厅等室内大范围监控场景推荐选择高清半球；在光线不足或强光环境下推荐选择带有宽动态、超低照度等功效红外摄像机，来保障监控图像质量。
室内推荐使用海康威视130万网络高清半球DS-2CD4112FWD-(I)(Z)或200万网络高清半球DS-2CD4124FWD-(I)(Z) ，镜头、支架等配件需依据现场环境和实际需求而定。
3.6.3.3 监控效果展示

室内监控效果示例图
3.6.4 制高点监控
3.6.4.1 关键应用场景
制高点监控场景关键为在楼顶、塔顶、山顶等制高点处对所在范围内整体、大范围监控。实际选型中，依据不一样场景及需求选择对应摄像机。
3.6.4.2 前端选型说明
制高点监控推荐采取海康威视网络高清智能球型摄像机，或采取网络高清枪机加大倍率电动镜头配合支持云台控制一体化云台，电动镜头焦距依据实际监控范围确定选配。设备需支持实时透雾功效，以应对多种复杂环境下实时监控，同时摄像机要达成IP66防护等级，避免在雨天环境下因设备进水而造成设备损坏或影响监控质量。
制高点推荐使用海康威视200万网络高清球机DS-2DF7286-(A)或配置有大倍率电动镜头和一体化云台200万网络高清枪机DS-2CD4024F-(A)，镜头、支架等配件需依据现场环境和实际需求而定。
3.6.4.3 监控效果展示

制高点监控远景效果示例图
3.6.5 大场景监控
3.6.5.1 关键应用场景
大场景应用场景关键为含有开阔视野和需要大范围展现监控画面场景，如机场跑道、停机坪、广场、火车站台、码头、港口等，应用视频图像拼接技术，经过未来自不一样视角多个摄像机监控图像拼接在一起得到高分辨率图像，处理用户大场景高清楚监控迫切需求，用户能够在一幅视频图像上浏览高清楚大场景画面。实际选型中，依据不一样场景及需求选择对应摄像机。
3.6.5.2 前端选型说明
多相机拼接推荐采取海康威视网络高清枪机，为了保障拼接后图像质量，应选择相同型号、相同配置网络高清枪机，而且在实际拼接操作过程中，前端摄像机参数配置也要保持一致。为了保障拼接图像质量，拼接时需按摄影关要求进行操作。
大场景监控推荐使用海康威视200万网络高清枪机DS-2CD4024F，镜头、支架等配件需依据现场环境和实际需求而定。
3.6.5.3 监控效果展示

拼接前后对比示例图
3.6.5.4 拼接布设要求
6) 拍摄场景选择和要求
n 提议以视野开阔、纹理丰富室外远景为最好拼接场景。以下图：

n 尽可能避免纵深感强烈室内场景，这类场景轻易造成拼接瑕疵。以下图：

n 展现在摄像机中景物尽可能距离摄像机10M（或10M以上）。假如受演示条件限制，只能进行室内演示，请挑选空间小部分办公室，将摄像机架设在室中央，尽可能确保拍摄到景物距离摄像机远近一致性。以下图：

n 尽可能避免纹理稀少，模糊，对比度低，展现出“白雾状”特点场景。以下图：

7) 摄像机摆放方法
标准上全部摄像机呈横向或扇形排列，高度保持一致。实际操作时，要综合考虑拍摄环境、摄像机数量、镜头视场角等原因并依据调试结果来摆放摄像机。

图1 横向或扇形拼接模式
8) 前端基础配套设施
n 摄像机拍摄距离和成像范围

拍摄距离和成像范围示意图1

拍摄距离和成像范围示意图2
n 立杆设计
依据部位和要求选择摄像机安装方法。采取立杆安装方法时，除特殊情况外，摄像机离地面高度通常不低于3000mm，但不高于5000mm，立杆下端管径应在160 mm±10mm、上端管径应在100mm±5mm，管壁厚度应≥4mm，挑臂长度依据实际情况选定，立杆应做灌筑基础，基础深度应大于1000mm，底部直径应大于1000mm。立杆要进行专门设计，要求美观、精巧。
9) 图像调整方法
n 图像边缘锐利
将各摄像机镜头对好焦，使图像画面边缘锐利。

n 合适重合区域
微调摄像机云台，使各原始图像重合区域以占原始图像1/4-1/3宽度及高度为佳，不宜过长或过短。

n 原始图像高度一致
调整摄像机云台，尽可能使全部原始画面景物处于同一水平高度，不要相差太大。

n 明暗色调一致
调整各摄像机亮度，对比度，使全部原始画面明暗程度尽可能差不多，但也要避免整体欠曝或过曝。

第4章 监控传输网络设计
4.1 概述
网络整体设计不仅关系到整个网络系统性能，还包含到未来网络系统怎样有效地和新技术接轨和系统平滑升级等问题。本系统立足于满足高清视频接入、转发、存放、解码等需求，同时选择适合有发展前途网络技术，充足满足未来五年监控系统业务需求。所以首先对监控系统网络建网思绪做一个整体计划，监控网络系统应考虑以下多个方面：
1) 采取新一代、主流网络技术来设计监控网络，新一代网络技术往往能提供更高性能，而且有更长产品生命周期，便于维护。
2) 传统设计方法是按关键层、接入层分级设计，不过伴随网络管理技术进步和发展，网络设计向扁平型方向发展。
3) 监控网络需要根据模块化、结构化标准设计，便于以后扩充和升级。
4) 针对网络安全隐患，系统应经过多个安全方法保障系统安全。
4.2 设计要求
1） 网络传输协议要求
系统网络层应支持 IP 协议，传输层应支持TCP 和UDP 协议。
2） 媒体传输协议要求
视音频流在基于IP网络上传输时应支持RTP/RTCP协议； 视音频流数据封装格式应符合标准要求。
3） 信息传输延迟时间
当信息（包含视音频信息、控制信息及报警信息等）经由 IP 网络传输时，端到端信息延迟时间（包含发送端信息采集、编码、网络传输、信息接收端解码、显示等过程所经历时间）应满足要求： 前端设备和信号直接接入监控中心对应设备间端到端信息延迟时间应小于2s。
前端设备和用户终端设备间端到端信息延迟时间应小于4s。
4） 网络传输带宽
联网系统网络带宽设计应能满足前端设备接入监控中心、监控中心互联、用户终端接入监控中心带宽要求，并留有余量。
5） 网络传输质量
联网系统 IP 网络传输质量（如传输时延、包丢失率、包误差率、虚假包率等）应符合以下要求：
u 网络时延上限值为 400ms；
u 时延抖动上限值为 50ms；
u 丢包率上限值为1×10-3；
u 包误差率上限值为1×10-4。
4.3 传输网络设计
4.3.1 网络结构设计
监控传输网络系统关键作用是接入各类监控资源，为中心管理平台各项应用提供基础保障，能够愈加好服务于各类用户。网络结构以下图所表示：

网络拓扑示意图
1) 关键层
数据中心关键网
关键层关键设备是关键交换机，作为整个网络大脑，关键交换机配置性能较高，。现在关键交换机通常全部含有双电源、双引擎，故关键交换机通常不采取双关键交换机布署方法，不过对和关键交换机背板带宽及处理能力要求较高。
2) 接入层
n 前端视频资源接入
前