专网监控技术方案-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有限公司2012。1017256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、学生的人身受到了严重威胁,各地学校、公安政府部门都加强了安全防范措施,但光靠人防还是受到了很大的限制,如果学校配备相应的技术防范措施,弥补人防的不足,实现技防+人防的无缝结合,就可以提高校园的安全防范系数,给校园的老师、学生就能营造一个安全和谐的校园,真正实现预防阻止校园暴力事件发生、学生打架斗殴、外来不良文化事件的侵入,以及一切侵害学生事件的发生,同时也实现日常校园安全监督信息的采集,在各类突发事件中系统应能够起到应急系统的作用和功能。由
2、于对安全的需求与日俱增、诸如向数字化全网络系统的转移等技术创新的发展,视频监控行业正快速膨胀。随着网络化互联网络协议和IPC的出现,视频监控正向着超越传统的安全应用转移,包括诸如商铺、零售、政府和家庭网络此类的新应用。这种扩张极大地得益于网络化视频监控的思想,它让更大的灵活性、现场可升级性、越来越高的自动化和更多的智能可以被集成到整个系统之中.正因为如此, IPC在监控应用中将持续增长,它具备可以被联网到较大型安全系统的现代技术,因为将取代现有的闭路电视(CCTV)摄像机。类似地,监控硬盘录像机(DVR)也转变为网络化的设备。在未来的几年里远距离传输即将在全球监控市场中占有极其重要和可观的地位
3、,随着新的Internet 协议的制定,对监控摄像机的要求也逐步提高, IPC在远距离监控和通过网络实现远端管理方向显现出重要和可行的地位。金威视IPC具有独特的IP联网优势,基于金威视强大的视频压缩算法及摄像机研发背景,产品具有稳定、可靠、“即插即用”的功能,无须像传统模拟监控系统一样安装长距离同轴电缆,只要利用现有的网络就可以使用。并集成一路音频,支持全双工,用户像使用电话一样方便的使用音频功能,并支持远程控制,可以远程控制设备的开启和关闭。特别应用场合不需布线、只要有网络即可实现“即插即用。另外与金威视JWSNRV监控集中存储服务器系列的完美结合,IPC通过网络传输至管理中心,管理中心配
4、有金威视JWSNRV网络存储阵列产品,进行网络集中录像存储,解决了IPC网络集中存储的难题,客户端通过授权即可查询到存放在管理中心的网络存储服务器的录像,进行查询回放和下载到本地备份。1.2 设计原则根据甲方提供需求、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,将秉承以下设计原则:1) 实用性依照用户要求,坚持实用性为主的原则,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,避免追求系统的超前性,以减少不必要的投资。2) 可靠性、安全性参照大量已建成的安防监控系统,借鉴其中的精华部分,为系统高可靠性的总体设计提供现实依据,选用的设备自身将具备高可靠性、高安全性,高
5、达数万小时的平均无故障时间,并为关键设备、关键部件设计冗余备份。同时,选用安全机制健全、安全级别高的平台辅佐系统搭建。3) 先进性本系统设计遵循系统工程的设计准则,通过科学合理地设计,既防止片面追求某一高指标,又充分体现系统的先进性,最大程度地采用成熟、可继承、具备广阔发展前景的先进技术,使系统能在未来数年内不落后,并通过软件升级即可实现更多新功能,充分保护用户的投资.4) 开放性本系统设计将采用标准化设计,严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准,确保系统之间的透明性和互通互联,并充分考虑与其它监控系统的连接.在设计和设备选型时,将科学预测未来扩容需求,进行余量设计.5) 易管理性、易维护性本
6、系统将采用全中文、图形化软件平台实现整个监控系统管理与维护。可自动检测系统中任何一台设备的运行状态,并示出详细参数,以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。采用稳定易用的硬件和软件,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的培训费用,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、现场勘查和设计原则,“视频监控子系统”设计提出以下总体目标:1) 图像(语音)监控(包括电视墙)2) 全网内设备的远程状态监控及集中管理功能3) 授权与安全认证4) 海量资料存储及检索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
7、 智能建筑设计标准 GB/T50314-2000n 智能建筑工程质量验收规范 GB 503392003n 建筑智能化系统工程实施及验收规范 DB32/36699n 民用建筑电气设计规范 JGJ/T1692n 中国人民共和国公共安全行业标准 GA/T7094n 中国人民共和国公共安全行业标准 GA/T7594n 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB5019894n 安全防范系统验收细则 GA 3082001n 安全防范系统通用图形符号 GA/T 742000n 安全防范工程程序与要求 GA/T7594n 安全防范工程技术规范 GB503482004n 电子计算机机房设计规范 GB5017493
8、n 电子计算机场地通用规范 GB/T 2887-2000n 民用建筑电气设计规范JGJ/T1692n 工业电视系统工程设计规范GBJ11587n 电视监控工程程序与要求GA/T 7594n 电视监控工程费用概预算编制办法GA/T 7094n 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 中华人民共和国公安部行业标准GA27-92第2部分 系统总体设计2.1 综述本系统设计方案的技术要点、功能和产品选型均满足南江小河职业中学提供需求,并依照系统建设的相关标准进行设计。2。1.1硬件部分本系统采用两级控制方式,一级监控管理中心设在什邡大爱
9、环保科技总监控中心,二级监控中心设在(根据什邡大爱环保科技监控管理需要建立)监控分中心。于领导办公室、重要职能部门设置分控进行监控管理。本系统由前端摄像机155台、数据中心服务器与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;集中管理客户端(1台,配双N卡,一屏显示图像,一屏显示矩阵控制界面);监控集中流媒体存储服务器(16盘位存储服务器 ,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).操作客户端模块组成。n 摄像机针对南江小河职业中学的监控场特点,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,进行图像的采集.n 流媒体服务器为了
10、减小网络访问对网络摄像机的压力,解除网络摄像机网口的访问限制,于南江小河职业中学监控中心部署5台监控集中流媒体存储服务器(16盘位存储服务器 ,5台。考虑流媒体服务器自身处理能力,单台最大处理路数(64路)以及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,为整个管理平台的构建提供数据库服务。是平台联网的核心组件,为前端的IP摄像机提供统一的时间校对功能。作为“数字安防”平台的大脑,所有设备信息均注册保存在管理服务器内.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的数据库.n 矩阵管理服务器将前端视频设备的图像解码到电视墙上显示
11、.n 监控客户端用于对监控系统的日常操作端,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。1。2 软件部分由于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.平台的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(客户端软件)。建设项目所有设备,均统一添加至管理服务器,经过科学估算扩容容量,管理服务器的接入数量已经采用余量设计,符合用户后期扩展需要,可直接将未来扩展的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
12、管理等功能。第3部分 系统详细设计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的各个位置进行实行监控。2) 客户端权限由总中心统一分配。3) 能够进行数据传输、处理的同时完成通信、组网功能。4) 采用以千兆以太网组网方式,在不降低图像质量的基础上最大地节省投资。5) 要求视频录像达点监控点达到不低于720P格式.6) 可在客户监控中心或客户端灵活设立数字矩阵,实现监控管辖监控网点的实时监控。7) 采用标准化的模块结构,软件的实用性、兼容性、扩展性、灵活性、可靠性等基本的网络管理系统要求.3.2 系统原理图(系统原理图)3.3 图像采集作为监控系统的视频源头,摄像机对整套监控系统起
13、着至关重要的作用。对摄像机的基本要求是:图像清晰真实、适应复杂环境、安装调试简便。1) 图像真实清晰摄像机种类很多,其本源是内部核心部件“图像传感器+数字处理芯片”,针对不同的行业有完全不同的优化方案。比如:广播电视系统的图像处理偏艳丽,这是符合观众的视觉需求。相对而言,视频监控系统对图像的要求是真实还原,尤其是图像的色彩应与现场一致,比如:人的肤色、衣着颜色、车辆颜色等。其次,图像清晰度主要取决于图像传感器线数,线数越高,图像解析力越高,能获取更多的图像细节。此外镜头倍数也将影响用户捕获图像的景深,广角取景能获取全景概况,长焦取景能获取人脸面部特征,因此,用户对图像要求与使用场景密切相关。当
14、然,在特殊场景下还需要特殊功能进行匹配,比如:超低照度、逆光等等.2) 适应复杂环境与硬盘录像机、交换机所处环境不同,摄像机一般都置于风吹日晒的环境下,天气变化都会影响摄像机的工作.耐高温、抗雷击、防水防尘等应达到相关指标,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,防水防尘级别应该达到IP66,内部电路应该具备防浪涌保护设计,抗3000V雷击。3) 安装调试简便-摄像机多安装于难以摘取的位置,因此使用过程中的再度调试是较麻烦的,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。此外,建议为摄像机由UPS集中供电以保证电源洁
15、净,防止串扰。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),与景物光照条件和色温密切相关.我们的摄像机通过“自动电子快门或者“自动光圈”来自动调节通光量以保证景物照度处于衡稳状态,通过“自动白平衡”来自动调节红、绿、蓝三基色信号电压(即色温)以保证图像不出现偏色现象.l 真正的超低照度我们的低照度摄像机采用SONY SUPER HAD CCD,在过去微小镜片技术上进行改良,优化镜片形状全面提升光利用率,以物理方式提升感光度,信噪比提高。而普通摄像机采用提高放大器放大倍数来提高感光度,会使噪声也提高,信噪比降低。我们的超低照度摄像
16、机采用SONY EXVIEW HAD CCD,它能利用其它传感器未能有效利用的近红外线光,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的图像,使CCD的灵敏度进一步提高,适应更低的照度环境。同时在硅晶板深层中做光电变换时,漏电流SMEAR成分也可被收集到传感器内,噪声大幅降低,超低照度下图像的信噪比得以保证.若用户的照度环境连星光级都达不到,应该采用红外摄像机.我们提供的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 优化的背光补偿、超宽动态技术开间监控环境中,摄像机的安装应尽量避免逆光装置,但某些情况下很难做到,为此我们提供两种解决逆光环境下解决办法.
17、普通要求下(比如:道路监控),开启背光补偿功能.常规背光补偿技术是对整体画面进行处理,虽然前景图像清晰可见,但是背景因曝光时间过长导致过渡曝光呈白茫茫一片. 防止背景图像出现过度曝光。但画面整体感官有层次感,显得不够柔和,只能满足普通成像要求。高要求下,建议使用超宽动态技术。我们的超宽动态摄像机采用SONY 双速CCD,对同一副图像进行两次曝光,采用两组AGC电路分别对长时间曝光和短时间曝光的信号进行处理使其最佳化,再利用数字处理技术对两幅图像中质量较好的部分加以合成,形成一副整体质量更优的图像。目前该技术可输出动态范围为128倍的清晰图像。l 高可靠性影响摄像机使用寿命的主要原因是高温。我们
18、的摄像机采用低功耗设计,机体功耗小于2W,适应的工作温度最高达60摄氏度,而电子器件能工作的最低温度达到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到93Rh,抗雷击达到3000伏特,能适应绝大多数室外环境.若用户用在工地、矿区等更恶劣的环境,可选用防暴摄像机,先进的工程设计,外壳采用高强度的工业塑料,抗冲击达到。我们整机平均无故障时间达到20000小时。l 便利安装调试我们的摄像机带有OSD控制菜单,用户可利用485信号对摄像机进行调试。包括:自动白平衡、自动电子快门、自动电子增益、自动光圈等功能的开闭及其它相关参数的调整,可调参数达数十个。除此之外,用户还将采购快
19、球。对快球的基本要求除应具备摄像机的固有特征外,还应符合:图像平稳清楚、功能应用多样、安装使用便利.1) 图像平稳清楚与固定摄像机不同,快球在使用过程中会因转动而产生机械振动,要求快球应该具备防抖功能,使图像不会在转动过程中产生抖动。快球的监控范围应是360无盲区,并支持带限位功能提高有效性。转动速度应该能适应变焦倍数,否则高倍变焦场景下,高速转动将无法捕获目标。2) 功能应用多样从用户操作中统计,录像回放占据约80%的时间,因此用户实时操控快球的时间并不多。快球自身应该具备一些辅助全景监控的功能,如设定多个预置点并配置巡航路径,快球沿路径持续巡航。若用户不需要巡航,但有一个最主要的监控点,快
20、球应在一段不受控时间之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的状态,包括水平/垂直位置和镜头倍数.3) 安装使用便利由于快球安装位置多样,应该支持常见的安装方式,比如:墙角装、柱装、吊装等等。应该具备OSD菜单用于远程调试.与摄像机类似,整机应该耐高温、抗雷击、防水防尘等。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,可通过网络方式直接控制.同时网络快球也兼具模拟快球的所有功能,可通过模拟方式进行控制.l IE图像浏览内置WEB视频服务器,具备网络图像传输和控制功能。l 精密电机、一体机芯整机包含云台系统、摄像机系统、通讯
21、系统和护罩.采用精密微分步进电机实现快球的准确快速的旋转、定位,受控灵敏、运转平稳、任何速度下图像无抖动.采用优秀的一体机芯,核心是自动聚焦达到秒级。主控CPU确保云台受控时能同步送出图像,并实现白平衡、快门、光圈、变焦、对焦等功能实现控制.l 多角度操作、比例变倍、自动反转我们在快球设计时充分考虑如何提高用户的操控手感和人眼捕获图像的易接受性.除了传统水平方向、垂直方向的运动以外,加入斜向运动,加快捕获目标的速度并将受跟踪目标始终保持在图像中部。当处于变倍场景下对目标进行跟踪时,快球的运动速度自动与倍数成反比,以防止过快运动丢失目标。目标从快球下方穿过,由于要实现无盲点监控,快球将以秒内速度
22、作水平翻转,以保证目标在画面中处于正立姿态。l 限位功能、自动巡航、守望功能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.我们的快球支持保存8条巡航路径,每条路径支持32个预置点,用户可根据需要随意调整预置点间的切换速度,每个预置点的停留时间可独立设定。我们在设计时考虑开发模式路径,即快球记忆用户的一段时间控制操作,此后按该操作进行巡航,因为该路径可能是用户比较重点关注的场景.此外,鉴于快球安装位置可能在墙角、可能受建筑物遮挡,在360方位上出现某些方向存在无用图像,比如:摄像为整面墙体。因此,我们提供限位功能,快球无论在控制还是在巡航时,仅在两个限定位置之间进行运动,提高监控有效性
23、。当然,某些场景的非受控监控是关注某个角度的场景,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的预置点,亦可作用于自动巡航。l 定时启动、断电记忆可对快球的运行进行布防,即设定时间段,快球将在该时间段内自动运行提前设定的操作,比如:巡航、模式路径等。每个时间段的监控区域与用户的使用环境相关,根本目的在于最大限度地提高监控有效性。作为快球的另一个重要功能便是断电记忆。快球遭遇意外断电,重新上电之后,可恢复到掉电前的位置。我们支持位置的选定,按停留时间来计算,比如:快球在掉电前某一位置停留达到30秒,快球就记忆该位置并用于恢复。停留时间是可设定的。l 动态隐私遮蔽、
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