渡口高清网络视频监控系统解决方案.doc

渡口高清网络视频监控系统解决方案渡口高清IP网络视频监控系统解决方案2008年12月目 录一 概 述21.1设计依据21.2 设计原则2二 技术方案42.1用户需求42.2渡口高清网络视频监控系统设计52.2.1建设目标52.2.2产品选型52.2.4 系统的功能模块92.2.5 系统规划112.2.6 系统拓扑结构122.3 主要设备介绍122.3.1 高清网络摄像机122.3.2 NVR网络视频存储设备152.3.3 监控客户端162.3.4 主要设备清单172.4 系统管理软件主要功能17一 概 述1.1设计依据1、GB50198-94民用闭路电视系统工程技术规范2、GBJ115-87工业电视系统工程设计规范3、GA/T75-94安全防范工程程序和要求4、GA/T74-94安全防范系统通用图形符号5、GB2887-89计算机站场地技术条件6、GBJ79-85工业企业通信接地设计规范7、GB20815-2006视频安防监控数字录像设备8、GAT 3672001视频安防监控系统技术要求9、GYT 1341998数字电视图像质量主观评价方法10、计算机场地安全要求11、甲方的实际需求1.2 设计原则本系统的设计严格按照甲方要求并且遵守以下原则： 技术先进性系统设计应使本系统不但能反映当前的先进水平，而且具有发展潜力，避免短期内因技术陈旧造成整个系统性能不高和过早淘汰。系统设计既要采用先进的概念、技术和方法，又要注意结构、设备软件的相对成熟，最大限度地发挥投资效益。 可靠性、易维护性系统设计从系统结构、技术措施、设备性能、管理软件、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的稳定可靠。系统设计模块化，方便维护，缩短维护时间。 经济性、实用性在确保产品的性能、系统的效能前提下，系统设计应始终贯彻面向应用、注重实效的方针，坚持实用、经济的原则，以负责的态度通过精心设计、优选材料、科学组合，严密组织施工、安装，使系统达到以最小的投入实现系统最大的效益。 系统可扩展性系统有较强的可扩性，能适应随时对系统的扩容要求，保持旺盛的生命力。为便于以后系统扩展，也为节约财力，在线路的设计、线材的选型、接口处理上，系统采用模块化结构，保证以后增加新的监控点很容易实现。 稳定性前端平台采用嵌入式架构，所有代码均固化在芯片上，病毒无法入侵，再也不会出现“系统崩溃”类的灾难。 安全性由管理服务器进行统一管理，充分保证前端设备的安全性，避免前端设备参数被恶意修改；所有分控端软件的权限由一台管理服务器用数据库进行管理，合理分配各自的权限，多级权限管理可以确定安全性，保证敏感画面不会泄露；前端设备的码流抑制功能（带宽控制），再结合对分控端软件的多级权限管理及流媒体服务器的引入，可以做到精确控制对网络带宽资源的占用，确保不会影响其它正常业务运行。 可操作性系统客户端软件人机界面友好，可操作性强。二 技术方案2.1用户需求随着渡口（旅游区）的发展，今后的渡船（旅游船艇）会越来越多，渡工（船员）人数增加，投入的人力财力将不断加大，管理机构监督管理的要求越来越高。因此为了适应航运、旅游业的发展，提高管理机构的监管力度和监管水平，需要建设一个数字化的渡口（旅游区）监控系统，特别是对重点水域和客渡流量大的渡口（旅游区）进行监控，防止“三无”船舶擅自载客营运，船工无证违章驾驶；恶劣天气危及航行安全时冒险开航；超载滥载等现象的发生，确保辖区渡口（旅游区）的水上交通安全。目前存在的主要问题有：1）有些渡船、渡工牌证不齐，有的“三无”船舶还在擅自载客营运，船工无证违章驾驶。2）遇浓雾、强风、暴雨、洪水、急流等恶劣天气危及航行安全时，还冒险开航。3）在渡运中，经常出现超载滥载现象，有的超载特别严重，特别是农忙季节和节假日更为突出，事故隐患很大。建设渡口高清网络视频监控系统的必要性:建设渡口监控网络系统，使得执法人员可利用现代CCTV技术和通信网络随时了解渡口现场的情况，这对改变现有的落后监管手段、提高服务水平具有十分重要的意义，主要体现在下列几方面：1）可以及时、全面地掌握辖区内渡口、渡船和旅游船的交通安全状况，及时指导渡口渡船的安全监督管理工作和采取相应的防范措施，还可配套建立省渡口、渡船和旅游船计算机信息管理系统，实现渡口（旅游区）的信息化管理，使的水上交通安全管理工作上一个新的台阶。2）加强现场监控，防止事故发生。建立渡口（旅游区）监控系统，有利于部门的监督检查，随时跟踪和掌握渡口水域的通航状况、船舶适航和船员适任情况。当出现 “三无”船舶擅自载客营运、船工无证违章驾驶、恶劣天气危及航行安全时冒险开航、超载滥载等现象时，能及时发现并采取各项安全管理措施，尽可能地把交通事故消除在萌芽状态，确保辖区渡口（旅游区）的水上交通安全。2.2渡口高清网络视频监控系统设计2.2.1建设目标本工程建设的目标是在具备网络接入条件的地点安装高清网络存储设备，1. 在37个渡口安装高清网络摄像机，并与高清网络存储设备连接。2. 在各分支局值班室建立分监控中心，可查看渡口的实时图像，并控制高清摄像机对目标进行跟踪观察。3. 同时可将现场实时图像通过网络上传至监控中心。4. 其他单位则可通过网络，在授权的范围内调用录像资料或实时查看前端情况，并可控制选择摄像机的画面。 2.2.2产品选型该项目选用在国际多次获奖的 高清网络视频监控系统。其理由如下： 高清网络视频监控系统在如下3111工程所要求的4项关键技术上都处于领先地位：· 第一是图像的清晰度。· 第二是图像的数字化压缩技术。· 第三是图像的传输带宽需求。· 第四是智能视频分析技术。 清晰的录像细节该系统提供从100万至1600万像素高清网络摄像机系列，满足对不同的监控面积和清晰度的总要求。一台1600万像素高清网络摄像机是一台4CIF摄像机监控效果的40倍。也就是说如果在实现相同清晰度前提下，一台1600万像素高清网络摄像机的监控覆盖面积是一台4CIF摄像机监控的40倍；如果在监控面积相同的前提下，1600万像素高清网络摄像机的录像清晰度4CIF摄像机监控的40倍。 500万像素高清网络摄像机是一台4CIF摄像机监控效果的12倍。 1600万像素高清网络摄像机是目前业内分辨率最高的网络监控摄像机。 JPEG2000无损失压缩技术JPEG2000支持图像无损失压缩。我们知道录像回放的清晰度不仅仅是取决于摄像机的分辨率，而且还取决于图像压缩时的损失。采用JPEG2000图像无损失压缩技术和高清码流管理模块 (HDSM) 将摄像机的传感器采集的图像信息毫无损失的全部保存下来， 最大化地提高了录像质量，(什么是您实时看见的，什么就是您记录制到的)。 传统视频监控采用有损压缩例如MPEG或H.264可能毁坏潜在的重要证据。由于录像保留了高清摄像机采集的所有信息，因此图像在局部放大时，系统可自动优化显示时的亮度，对比度等，把采集到的所有图像细节最有效的显示出来。如图所示，局部图象在放大后，我们能看到车里的人和后面车的车牌。 最小的传输带宽JPEG2000压缩技术的另一个特点是支持感兴趣区域和渐进传输。采用JPEG2000图像无损失压缩压缩技术和高清码流管理模块(HDSM)，系统只传输客户端需要显示部分的图像信息，不感兴趣的不传输。 从根本上有效的节约带宽。例如，在监控全局宏观时，系统利用JPEG2000的渐进传输功能只传送全局宏观的那一层信息而不必传送所有细节信息。如另一图所示；而在浏览某个局部时，系统则利用JPEG2000的“感兴趣区域”特性，只传送那个局部的全部信息而不传送任何其它部分的信息。 因而大大减少了带宽。同时该系统所有高清摄像机都支持千兆和百兆以太网。 智能视频分析与车牌识别系统集成了多通道车牌照识别。系统还集成了ObjectVideo智能视频分析技术，可以识别人、车辆及其它目标在视频画面的活动，如跨线、进入警戒区、遗留可疑物、偷窃、徘徊等。高清网络视频监控系统除了在上述4个核心技术都处于领先地位外，还有一独特的优势：全景和细节兼顾的视频监控，详见以下叙述。 全景和细节兼顾的视频监控解决方案 · 该系统提供从一百万像素到一千六百万像素摄像机系列，如此大的分辨率范围可以满足你的前端监控点对不同面积的全景和不同细节清晰度监控的综合要求。· JPEG2000无损失压缩使录像保留了监控点摄像机采集的所有图像细节信息。· 在监控工作站的显示器可将同一摄像机的视频流分割成多个画面。用鼠标在画面上对任意局部放大。使您同时兼顾监控整体和局部。避免云台的顾此失彼和漏录现象，也不影响其他人的监控操作。系统支持单画面、四画面、六画面、七画面、八画面、九画面、十画面、十六，可多到三十六画面显示。 系统性价比高、工期短一台高清摄像机相当于多台传统4CIF视频（如：一台1600万像素高清网络摄像机可以取代40台4CIF摄像机），因此可以有效的节省摄像机、镜头、防护罩等前端设备，也可以节约录像存储设备及传输设备；由于设备数量的减少，工程量也大大随之减少，节约了施工成本，缩短了工期。2.2.4 系统的功能模块该系统由三部分部分组成：1. 前端监控点2. 视频图像存储与网络传输3. 监控工作站 （客户端） 前端监控点： 核心设备是高清IP网络摄像机，摄像机通过网口直接接入IP网络，不需要安装任何编码器。摄像机支持千兆以太网，并支持PoE供电。建议采用支持PoE供电的千兆网络交换机，通过PoE对摄像机供电，简化设计和安装。本项目预备在37个渡口安装高清网络摄像机。摄像头的型号可根据具体监控点的位置、现场监控范围大小、 量化的清晰度要求和项目预算综合考虑确定。 网络存储监控点的图像存储本地NVR网络存储。    所有摄像机通过IP网络交换机连接到本地NVR网络视频存储器，直接对视频信号进行存储。NVR存储设备是基于Windows XP/Vista 操作系统的工作站或服务器。基于通用的高密度硬盘，工业标准，存贮阵列，保证海量数据可以被记录。支持RAID，在硬盘失败情形下，数据依然是安全的。NVR的容量可高清摄像机的参数和数量，以及录像保留时间，通过设计辅助工具估算。每台NVR存储器 可以连接最多24路IP 摄像机或编码器 （编码器可以接四台模拟摄像机，共用一个IP地址)。NVR是继DVR之后的新一代网络视频监控产品，配合网络摄像机等IP前端，提供纯IP视频监控解决方案。NVR在部署、安装、布线以及管理等方面具备优势。 图像传输IP网络是整个系统的传送和交换平台。高清IP网络摄像机支持千兆以太网， 并支持PoE供电，建议采用支持PoE供电的千兆网络交换机。通过PoE对摄像机供电， 提供从摄像机到NVR存储器的千兆子网。通过租用电信运营商2M 专线或ADSL专线及 CDMA等接入方式，将各NVR存储器的图像通过网络上传到五个分支的二级监控中心和一级监控中心进行实时监控或录像查询。需要电信营运商网络用为支撑，实现与分局和各下属单位实现监控联网，共享资源，协同指挥。 监控工作站 (客户端)：在传统的模拟监控系统中，前端摄像机摄取的图像通传送到监控中心。为实现图像的监视、控制和录像功能，监控中心配备了包括监视电视墙、录像机、视频切换矩阵、画面分割器等繁多设备，系统结构复杂、成本高、操作繁琐且占用空间。不同于传统的模拟视频系统，该系统是完全网络视频监控系统，在网络上的任何一台电脑只需安装了客户端软件均可作为监控工作站(客户端)，与传统监控相比具有明显的优势，且前端监控点扩展方便。只要有网络的地方均可设置监控点。各监控室部署一台电脑（或笔记本电脑）和高清数值显示设备。避免了模数转换的过程，最大限度的保证画面品质和系统负载，显示设备可采用等离子、液晶、电脑显示器、专业显示器等灵活的显示方式。支持多宽屏显示器输出。 授权用户可以在一台PC管理终端上完成全网的摄像机管理、传输和NVR存储器管理、视频显示管理、用户权限管理。主要功能有：· 摄像机设置（曝光、光圈、对焦、白平衡、传输速度、网络设置等）的自动和收动调节管理· 图像压缩质量、传输带宽、储存、备份视设置和优化管理· 对实时视频和录像浏览的多级别权限管理· 视频图像快速检索、图像导出管理· 用户多级别权限的分级、分组管理· 生成各种管理报告视频和图片可以转换为各种其他各适以满足各种浏览的需求。可以制作成CD或DVD。可以导出为格式用浏览器看，或导出为其他通用格式（例如AVI，JPEG）用其他多媒体播放器浏览。该系统提供SDK，同其他系统互联互通。2.2.5 系统规划渡口网络监控系统的监控和管理层次为：1）一级监控指挥中心监控各个渡口的实时图像，控制整个系统的指挥调度。配置一台服务器，安装客户端监控软件，配置4台数值高清显示器，组成屏幕墙，同时监控37个渡口监控点的现场。2）分支局二级监控分中心在五个分支的五个二级监控中心，安装1台监控PC机，安装客户端监控软件，配置数值高清显示器。在监控指挥中心的授权范围内，监控和管理该分局所属的渡口监控点图像。3）渡口监控点在37个具备网络条件的渡口，安装高清网络摄像机及前端本地NVR录像存储设备，支持将录像存储在前端本地。供各级监控中心的指挥人员调用。2.2.6 系统拓扑结构2.3 主要设备介绍2.3.1 高清网络摄像机主要特点如下：特点描述百万像素高清局部细节视频减少摄像机的使用量数字PTZ可用于实时显示和录像回放图像速率实时高清视频显示和记录自动光圈自动调整光圈和曝光度确保抓拍最佳图像照度级别超级低照度敏感度接近于红外级别高清视频流管理(HDSM)高清视频无损记录；自动调整带宽以获得最佳视频报警输入与输出同步记录外部报警并将摄像机的移动侦测集成到当前报警系统中以太网供电(PoE) 编码器直接通过以太网供电不需要外接电源即插即用自动搜索和配置新增编码器主要参数如下：摄像机参数传感器尺寸逐行扫面CMOS或CCD分辨率100万至1600万像素信噪比61 dB镜头接口CS或EF压缩方式JPEG2000镜头直流驱动自动光圈帧率3 IPS39IPS 摄像机类型彩色/日夜型日夜转换自动、手动频率50 Hz、60 Hz电子快门自动、2 1/30000s光圈控制自动、手动背光补偿自动隐私区域屏蔽最多4个扩展I/O端口输入、输出、RS485网络参数：网络100BASE-TX、CAT5接口RJ-45安全SSL协议UDP、TCP、SOAP、DHCP、Zeroconf机械参数：尺寸85 mm x 67 mm x 53 mm (LxWxH)重量0.53 kg电气参数电源以太网POE、24 VAC 、 12 VDC功率6 W电源接口2针接线端子环境参数工作温度-10 °C +50 °C储藏温度-10 °C to +70 °C湿度20 - 80%非凝结其它参数认证CE, Class A、FCC, Class A、UL/cUL Listed主要特点高清视频及高刷新率确保获得高清视频2.3.2 NVR网络视频存储设备硬件系统可直接购置厂家NVR。特点描述 控制中心服务器软件预安装和配置即插即用网络视频录像机解决方案可以管理百万像素级摄像机和模拟摄像机超大存储量可升级的录像解决方案可以在1台高清NVR上同时记录最多24个百万像素级的IP摄像机或96个模拟摄像机工作站结构工作站允许从一台摄像机上进行独特的监视和录像以进行简单的配置服务器结构内置企业配置信息的服务器安装在标准的机架上RAID存储和冗余电源选项企业级的硬件设备确保最大的可靠性远程升级和配置快速支持相应和故障处理HD-NVR工作站4C-500GB-HD-NVRWS8C-1.0TB-HD-NVRWS16C-1.0TB-HD-NVRWS同时最大摄像机数4816容量500 GB1.0 TB1.0 TBDVI监视输出222千兆以太网接口111远程配置和升级连续无损录像防篡改数据存储HD-NVR服务器8C-2.5TB-HD-NVR8C-5.0TB-HD-NVR16C-2.5TB-HD-NVR16C-5.0TB-HD-NVR24C-5.0TB-HD-NVR同时最大摄像机数88161624容量2.5 TB5.0 TB2.5 TB5.0 TB5.0 TB热交换硬盘可用的扩展存储千兆以太网接口22222机架结构2U 机架式2U 机架式2U 机架式2U 机架式2U 机架式远程配置和升级连续无损录像防篡改数据存储HD-NVR服务器选项描述HD-NVR-RAID预安装和配置 RAID5 数据存储HD-NVR-2ND-PS冗余电源HD-NVR-EXP-7.5TB7.5TB RAID 5, 3U 机架式扩展存储HD-NVR-EXP-15TB15TB RAID 5, 3U 机架式扩展存储或要自购通用服务器，安装厂家NVR 软件。硬件系统基本要求：2.3.3 监控客户端自购通用电脑，安装厂家客户端软件。硬件系统要求：· 显示器的分辨率不低于： 1280 x 10242.3.4 主要设备清单1高清IP摄像机台392NVR网络视频录像机台根据实际情况确定3一级监控指挥中心 服务器台14一级监控指挥中心 显示器台45二级监控指挥中心 电脑台56二级监控指挥中心显示器台102.4 系统管理软件主要功能l 设备管理：列表显示所有设备。l 多个百万像素摄像机显示。l 数字云台支持对放大后的画面进行平移。l 支持手动调整图像的亮度、对比度、色度等。l 支持通过多个宽屏显示器显示实时图像或录像资料。l 显示和记录高清图像。l 视频收缩、带宽及存储管理。l 远程浏览。l 详细的管理、监视及系统报告状态、安全信息18