专网监控关键技术专项方案专业版.doc
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1、南江县学校百万高清数字安全防范系统技术方案四川鸿瑞源科技.1017 第1部分 概述1.1 项目概述今年来全国各地校园安全事故频发,老师、学生人身受到了严重威胁,各地学校、公安政府部门全部加强了安全防范方法,但光靠人防还是受到了很大限制,假如学校配置对应技术防范方法,填补人防不足,实现技防+人防无缝结合,就能够提升校园安全防范系数,给校园老师、学生就能营造一个安全友好校园,真正实现预防阻止校园暴力事件发生、学生打架斗殴、外来不良文化事件侵入,和一切侵害学生事件发生,同时也实现日常校园安全监督信息采集,在各类突发事件中系统应能够起到应急系统作用和功效。因为对安全需求和日俱增、诸如向数字化全网络系统
2、转移等技术创新发展,视频监控行业正快速膨胀。伴随网络化互联网络协议和IPC出现,视频监控正向着超越传统安全应用转移,包含诸如商铺、零售、政府和家庭网络这类新应用。这种扩张极大地得益于网络化视频监控思想,它让更大灵活性、现场可升级性、越来越高自动化和更多智能能够被集成到整个系统之中。正因为如此, IPC在监控应用中将连续增加,它含有能够被联网到较大型安全系统现代技术,因为将替换现有闭路电视(CCTV)摄像机。类似地,监控硬盘录像机(DVR)也转变为网络化设备。在未来几年里远距离传输立即在全球监控市场中占有极其关键和可观地位,伴随新Internet 协议制订,对监控摄像机要求也逐步提升, IPC在
3、远距离监控和经过网络实现远端管理方向显现出关键和可行地位。金威视IPC含有独特IP联网优势,基于金威视强大视频压缩算法及摄像机研发背景,产品含有稳定、可靠、“即插即用”功效,无须像传统模拟监控系统一样安装长距离同轴电缆,只要利用现有网络就能够使用。并集成一路音频,支持全双工,用户像使用电话一样方便使用音频功效,并支持远程控制,能够远程控制设备开启和关闭。尤其应用场所不需布线、只要有网络即可实现“即插即用”。另外和金威视JWS-NRV监控集中存放服务器系列完美结合,IPC经过网络传输至管理中心,管理中心配有金威视JWS-NRV网络存放阵列产品,进行网络集中录像存放,处理了IPC网络集中存放难题,
4、用户端经过授权即可查询到存放在管理中心网络存放服务器录像,进行查询回放和下载到当地备份。1.2 设计标准依据甲方提供需求、内部治安防范平面图和现场实际勘查情况,在本方案设计时,将秉承以下设计标准:1) 实用性依据用户要求,坚持实用性为主标准,本系统将完全满足南江小河职业中学各项安防需求,同时考虑未来发展需求,避免追求系统超前性,以降低无须要投资。2) 可靠性、安全性参考大量已建成安防监控系统,借鉴其中精华部分,为系统高可靠性总体设计提供现实依据,选择设备本身将含有高可靠性、高安全性,高达数万小时平均无故障时间,并为关键设备、关键部件设计冗余备份。同时,选择安全机制健全、安全等级高平台辅佐系统搭
5、建。3) 优异性本系统设计遵照系统工程设计准则,经过科学合理地设计,既预防片面追求某一高指标,又充足表现系统优异性,最大程度地采取成熟、可继承、含有宽广发展前景优异技术,使系统能在未来数年内不落后,并经过软件升级即可实现更多新功效,充足保护用户投资。4) 开放性本系统设计将采取标准化设计,严格遵照相关技术国际、中国和行业标准,确保系统之间透明性和互通互联,并充足考虑和其它监控系统连接。在设计和设备选型时,将科学估计未来扩容需求,进行余量设计。5) 易管理性、易维护性本系统将采取全汉字、图形化软件平台实现整个监控系统管理和维护。可自动检测系统中任何一台设备运行状态,并示出具体参数,以辅佐管理人员
6、立即正确地判定和处理问题。采取稳定易用硬件和软件,完全不需借助任何专用维护工具,既降低了对管理人员进行专业知识培训费用,又节省了日常频繁地维护费用。1.3 总体目标基于甲方提供要求、内部治安防范平面图、现场勘查和设计标准,“视频监控子系统”设计提出以下总体目标:1) 图像(语音)监控(包含电视墙)2) 全网内设备远程状态监控及集中管理功效3) 授权和安全认证4) 海量资料存放及检索5) 全网内报警信息管理1.4 设计依据n 南江小河职业中选现场勘察图纸及需求n 智能建筑设计标准 GB/T50314-n 智能建筑工程质量验收规范 GB 50339-n 建筑智能化系统工程实施及验收规范 DB32/
7、366-99n 民用建筑电气设计规范 JGJ/T16-92n 中国人民共和国公共安全行业标准 GA/T70-94n 中国人民共和国公共安全行业标准 GA/T75-94n 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198-94n 安全防范系统验收细则 GA 308-n 安全防范系统通用图形符号 GA/T 74-n 安全防范工程程序和要求 GA/T75-94n 安全防范工程技术规范 GB50348-n 电子计算机机房设计规范 GB50174-93n 电子计算机场地通用规范 GB/T 2887-n 民用建筑电气设计规范JGJ/T16-92n 工业电视系统工程设计规范GBJ115-87n 电视监控工程
8、程序和要求GA/T 75-94n 电视监控工程费用概预算编制措施GA/T 70-94n 防盗报警控制器通用技术条件GB12663-90n 民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50198-94n 中国公安部行业标准GA27-92第2部分 系统总体设计2.1 综述本系统设计方案技术关键点、功效和产品选型均满足南江小河职业中学提供需求,并依据系统建设相关标准进行设计。2.1.1硬件部分本系统采取两级控制方法,一级监控管理中心设在什邡大爱环境保护科技总监控中心,二级监控中心设在(依据什邡大爱环境保护科技监控管理需要建立)监控分中心。于领导办公室、关键职能部门设置分控进行监控管理。本系统由前端摄像机15
9、5台、数据中心服务器和高级管理单元服务器(即校时服务器)(1台)运行于同一台电脑;集中管理用户端(1台,配双N卡,一屏显示图像,一屏显示矩阵控制界面);监控集中流媒体存放服务器(16盘位存放服务器 ,5台;720按3Mbps码流计算,单个硬盘容量按2T计算);数字矩阵服务器(2台)。操作用户端模块组成。n 摄像机针对南江小河职业中学监控场特点,选择金威视百万高清网络枪机151台、百万高清网络快球4台,进行图像采集。n 流媒体服务器为了减小网络访问对网络摄像机压力,解除网络摄像机网口访问限制,于南江小河职业中学监控中心布署5台监控集中流媒体存放服务器(16盘位存放服务器 ,5台。考虑流媒体服务器
10、本身处理能力,单台最大处理路数(64路)和物理布局确定服务器数量。n 即校时服务器(数据中心服务及高级管理单元服务)负责数据管理、配置,为整个管理平台构建提供数据库服务。是平台联网关键组件,为前端IP摄像机提供统一时间校对功效。作为“数字安防”平台大脑,全部设备信息均注册保留在管理服务器内。设备访问权限、用户使用权限均由管理服务器分配。它维系整个监控系统数据库。n 矩阵管理服务器将前端视频设备图像解码到电视墙上显示。n 监控用户端用于对监控系统日常操作端,登陆管理服务器,获取相关设备信息,完成预览、控制、回放、接警、处警等操作。同时负责远程调看前端摄像机视频,远程修改、控制前端摄像机参数等。2
11、.1.2 软件部分因为监控系统组网结构日渐复杂,覆盖范围也变广,需要软件平台进行统一管理。平台物理载体是管理服务器、流媒体服务器、矩阵管理服务器、控制端(用户端软件)。建设项目全部设备,均统一添加至管理服务器,经过科学估算扩容容量,管理服务器接入数量已经采取余量设计,符适用户后期扩展需要,可直接将未来扩展设备添加至管理服务器即可,无缝衔接。软件平台能实现设备管理、图像预览、云镜控制、录像及回放、用户及权限管理等功效。第3部分 系统具体设计3.1 需求分析1) 能对南江小河职业中学校园内管辖监控点各个位置进行实施监控。2) 用户端权限由总中心统一分配。3) 能够进行数据传输、处理同时完成通信、组
12、网功效。4) 采取以千兆以太网组网方法,在不降低图像质量基础上最大地节省投资。5) 要求视频录像达点监控点达成不低于720P格式。6) 可在用户监控中心或用户端灵活设置数字矩阵,实现监控管辖监控网点实时监控。7) 采取标准化模块结构,软件实用性、兼容性、扩展性、灵活性、可靠性等基础网络管理系统要求。3.2 系统原理图(系统原理图)3.3 图像采集作为监控系统视频源头,摄像机对整套监控系统起着至关关键作用。对摄像机基础要求是:图像清楚真实、适应复杂环境、安装调试简便。1) 图像真实清楚摄像机种类很多,其本源是内部关键部件“图像传感器+数字处理芯片”,针对不一样行业有完全不一样优化方案。比如:广播
13、电视系统图像处理偏艳丽,这是符合观众视觉需求。相对而言,视频监控系统对图像要求是真实还原,尤其是图像色彩应和现场一致,比如:人肤色、衣着颜色、车辆颜色等。其次,图像清楚度关键取决于图像传感器线数,线数越高,图像解析力越高,能获取更多图像细节。另外镜头倍数也将影响用户捕捉图像景深,广角取景能获取全景概况,长焦取景能获取人脸面部特征,所以,用户对图像要求和使用场景亲密相关。当然,在特殊场景下还需要特殊功效进行匹配,比如:超低照度、逆光等等。2) 适应复杂环境和硬盘录像机、交换机所处环境不一样,摄像机通常全部置于风吹日晒环境下,天气改变全部会影响摄像机工作。耐高温、抗雷击、防水防尘等应达成相关指标,
14、摄像机应该能在恶劣环境下正常工作。室外摄像机护罩内应该有加热、除湿等装置,防水防尘等级应该达成IP66,内部电路应该含有防浪涌保护设计,抗3000V雷击。3) 安装调试简便摄像机多安装于难以摘取位置,所以使用过程中再度调试是较麻烦,增加维护成本。比如:摄像机安装倒像。摄像机应该提供OSD操作菜单供用户远程调试及参数修改。另外,提议为摄像机由UPS集中供电以确保电源洁净,预防串扰。3.3.1 高清摄像机特点l 高解析度、高色彩还原度色彩还原度分为色调(决定色彩性质)和饱和度(决定色彩浓淡),和景物光照条件和色温亲密相关。我们摄像机经过“自动电子快门”或“自动光圈”来自动调整通光量以确保景物照度处
15、于衡稳状态,经过“自动白平衡”来自动调整红、绿、蓝三基色信号电压(即色温)以确保图像不出现偏色现象。l 真正超低照度我们低照度摄像机采取SONY SUPER HAD CCD,在过去微小镜片技术上进行改良,优化镜片形状全方面提升光利用率,以物理方法提升感光度,信噪比提升。而一般摄像机采取提升放大器放大倍数来提升感光度,会使噪声也提升,信噪比降低。我们超低照度摄像机采取SONY EXVIEW HAD CCD,它能利用其它传感器未能有效利用近红外线光,将感光范围从可见光扩大到近红外光,在黑暗环境下也可得到高亮度图像,使CCD灵敏度深入提升,适应更低照度环境。同时在硅晶板深层中做光电变换时,漏电流SM
16、EAR成份也可被搜集到传感器内,噪声大幅降低,超低照度下图像信噪比得以确保。若用户照度环境连星光级全部达不到,应该采取红外摄像机。我们提供红外摄像机最远可达30米,最高搭载48颗红外灯,灯使用寿命长达3年。l 优化背光赔偿、超宽动态技术开间监控环境中,摄像机安装应尽可能避免逆光装置,但一些情况下极难做到,为此我们提供两种处理逆光环境下处理措施。一般要求下(比如:道路监控),开启背光赔偿功效。常规背光赔偿技术是对整体画面进行处理,即使前景图像清楚可见,不过背景因曝光时间过长造成过渡曝光呈白茫茫一片。 预防背景图像出现过分曝光。但画面整体感官有层次感,显得不够柔和,只能满足一般成像要求。高要求下,
17、提议使用超宽动态技术。我们超宽动态摄像机采取SONY 双速CCD,对同一副图像进行两次曝光,采取两组AGC电路分别对长时间曝光和短时间曝光信号进行处理使其最好化,再利用数字处理技术对两幅图像中质量很好部分加以合成,形成一副整体质量更优图像。现在该技术可输出动态范围为128倍清楚图像。l 高可靠性影响摄像机使用寿命关键原因是高温。我们摄像机采取低功耗设计,机体功耗小于2W,适应工作温度最高达60摄氏度,而电子器件能工作最低温度达成-20摄氏度。防水摄像机其防水等级为国际标准IP66,在恒定湿度测试下达成93%Rh,抗雷击达成3000伏特,能适应绝大多数室外环境。若用户用在工地、矿区等更恶劣环境,
18、可选择防暴摄像机,优异工程设计,外壳采取高强度工业塑料,抗冲击达成。我们整机平均无故障时间达成0小时。l 便利安装调试我们摄像机带有OSD控制菜单,用户可利用485信号对摄像机进行调试。包含:自动白平衡、自动电子快门、自动电子增益、自动光圈等功效开闭及其它相关参数调整,可调参数达数十个。除此之外,用户还将采购快球。对快球基础要求除应含有摄像机固有特征外,还应符合:图像平稳清楚、功效应用多样、安装使用便利。1) 图像平稳清楚和固定摄像机不一样,快球在使用过程中会因转动而产生机械振动,要求快球应该含有防抖功效,使图像不会在转动过程中产生抖动。快球监控范围应是360无盲区,并支持带限位功效提升有效性
19、。转动速度应该能适应变焦倍数,不然高倍变焦场景下,高速转动将无法捕捉目标。2) 功效应用多样从用户操作中统计,录像回放占据约80%时间,所以用户实时操控快球时间并不多。快球本身应该含有部分辅助全景监控功效,如设定多个预置点并配置巡航路径,快球沿路径连续巡航。若用户不需要巡航,但有一个最关键监控点,快球应在一段不受控时间以后自动恢复到该监控点。若快球以外断电,在重新上电后应该能恢复到断电前状态,包含水平/垂直位置和镜头倍数。3) 安装使用便利因为快球安装位置多样,应该支持常见安装方法,比如:墙角装、柱装、吊装等等。应该含有OSD菜单用于远程调试。和摄像机类似,整机应该耐高温、抗雷击、防水防尘等。
20、3.3.2 网络快球特点l 基于以太网控制,同时支持模拟接入网络快球配置了一个以太网口,可经过网络方法直接控制。同时网络快球也兼具模拟快球全部功效,可经过模拟方法进行控制。l IE图像浏览内置WEB视频服务器,含有网络图像传输和控制功效。l 精密电机、一体机芯整机包含云台系统、摄像机系统、通讯系统和护罩。采取精密微分步进电机实现快球正确快速旋转、定位,受控灵敏、运转平稳、任何速度下图像无抖动。采取优异一体机芯,关键是自动聚焦达成秒级。主控CPU确保云台受控时能同时送出图像,并实现白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功效实现控制。l 多角度操作、百分比变倍、自动反转我们在快球设计时充足考虑怎样提升用
21、户操控手感和人眼捕捉图像易接收性。除了传统水平方向、垂直方向运动以外,加入斜向运动,加紧捕捉目标速度并将受跟踪目标一直保持在图像中部。当处于变倍场景下对目标进行跟踪时,快球运动速度自动和倍数成反比,以预防过快运动丢失目标。目标从快球下方穿过,因为要实现无盲点监控,快球将以秒内速度作水平翻转,以确保目标在画面中处于正立姿态。l 限位功效、自动巡航、守望功效考虑到快球多用于全景监控,在非人为控制时可选择自动巡航。我们快球支持保留8条巡航路径,每条路径支持32个预置点,用户可依据需要随意调整预置点间切换速度,每个预置点停留时间可独立设定。我们在设计时考虑开发模式路径,即快球记忆用户一段时间控制操作,
22、以后按该操作进行巡航,因为该路径可能是用户比较关键关注场景。另外,鉴于快球安装位置可能在墙角、可能受建筑物遮挡,在360方位上出现一些方向存在无用图像,比如:摄像为整面墙体。所以,我们提供限位功效,快球不管在控制还是在巡航时,仅在两个限定位置之间进行运动,提升监控有效性。当然,一些场景非受控监控是关注某个角度场景,比如:道路监控。当快球在非受控达设定时间时,比如30秒,快球会自动归位至设定预置点,亦可作用于自动巡航。l 定时开启、断电记忆可对快球运行进行布防,即设定时间段,快球将在该时间段内自动运行提前设定操作,比如:巡航、模式路径等。每个时间段监控区域和用户使用环境相关,根本目标在于最大程度
23、地提升监控有效性。作为快球另一个关键功效便是断电记忆。快球遭遇意外断电,重新上电以后,可恢复到掉电前位置。我们支持位置选定,按停留时间来计算,比如:快球在掉电前某一位置停留达成30秒,快球就记忆该位置并用于恢复。停留时间是可设定。l 动态隐私遮蔽、报警联动因铺设摄像机而出现隐私纠纷越来越多,尤其是含有高倍变焦快球。我们提供动态隐私遮蔽功效,可在画面中相关位置叠加黑块遮蔽图像,利用坐标反馈方法确保遮蔽范围不会因为球机转动而展现出来。支持7路报警输入和2路报警输出,快球在接收到报警以后,可开启处理方法,比如:调预置点、开启巡航、触发报警输出等等。l 安装维护、曼码检测、鼠标操作支持现在市面上壁装、
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