网络视频监控解决方案.doc
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1、 中国移动通讯集团福建有限公司厦门分公司视频监控系统方案 厦门移动大规模网络视频监控系统方案厦门闽成丰电脑技术有限公司2007年3月目录1系统概述31.1网络视频监控系统31.2系统功能41.3系统规划61.4遵循规范72系统组成82.1系统组网82.2前端系统的接入解决方案92.3系统的存储解决方案142.4流媒体服务器162.5前端系统172.6电视墙的显示212.7报警联动232.8系统的安全认证解决方案242.9网管253系统主要设备273.1监控管理主机273.2视频存储服务器293.3流媒体服务器323.4 AVM201系列视频服务器323.5 AVM301系列网络视频矩阵354维
2、护服务374.1维护服务体系结构374.2 服务模块39附录一 监控模型471 道路治安监控472 社区及企业监控481系统概述1.1网络视频监控系统AVM(Alcatel-Video-Monitor)网络视频监控系统是基于宽带网的智能图像远程监控,传输和管理系统。该系统满足了网络化时代对大规模监控、远程访问、集中管理的要求。适用于对城市道路、交通、商店,娱乐场所、银行、机场、地铁、工厂、医院、学校、智能小区等各个领域的集中安全防控要求。对不同的监控点下放监控权限,每个监控点可根据具体要求获得具体操作权限。监控中心对系统实施完全的控制(查看,控制,管理),经过授权的用户也可以通过远程登陆查看系
3、统中任何一个监控点。监控中心的网管功能提供了移动级网络维护能力。开放式的系统架构可以方便地接入其他厂家的前端设备和小平台。随着安防业务规模的扩大,可方便灵活地实现系统的平滑升级和扩容。如果采用托管平台的建设规划,则在建设过程中可以首先建设监控平台,然后根据现有用户需求以及未来用户需求逐步建设前端系统以及利用(或建设)相应接入和承载网络。根据用户需求采用前端本地存储或网络存储方式。系统可以根据城市实际情况(ADSL、VDSL、光纤、无线)建设基于多种宽带接入及传输手段的大规模网络视频监控系统, 根据监控场所的实际监控要求安装各种规格的彩色/黑白摄像机(高速球或固定摄像机), 对监控场所进行24小
4、时实时高清晰度监控,并根据需要进行录像和回放。系统采用先进的网络传输技术,数字视频技术、图像压缩技术、网络图像控制技术、逐步形成一个城市范围内提供视频监控业务的移动级平台。1.2系统功能系统具有如下基本功能:专业的监控功能1. 提供完善全面的远程监控观看及控制。支持远程监控时的图像切换,多画面观看,远程云台及镜头控制,远程云台预置,远程镜头重启等。2. 提供不同等级的监控服务等级。包括支持不同监控图像质量的选择等。3. 支持用户不同环境下的监控要求,支持雨天、打雷、大风、夜间等恶劣环境下的正常服务。支持用户室内及室外的监控要求。4. 支持采集点的多点轮询,以及轮询的远程程序设置。支持采集点的多
5、点并传。5. 支持WEB页面下的用户远程监控及管理。录像、拍照功能1. 支持远程数字录像和拍照。支持对录像和拍照的自动定时、联动触发、手动等不同的控制方式。2. 提供灵活的录像、照片的随时调用、管理及回放。可以提供自动定期、或者手动的录像及照片下载至本地硬盘。3. 对录像及拍照数据进行用户访问控制、保密及备份处理。可扩展可选择的报警联动功能1. 可联动触发警报、异常通知,以及其它方式的联动报警。2. 提供可二次开发的扩展性接口,以便特殊要求的用户外连报警联动或者其它控制设备。灵活兼容性1. 系统应支持监控端及采集点的多种接入方式。包括光纤接入,DDN、FR、IP城域网、数字专线、xDSL、VP
6、N等现有的专线及宽带接入。并可以扩展兼容各种接入方式2. 系统能兼容行业内流行的大部分的摄像头。可支持用户原有的前端设备改造后接入系统3. 系统满足与别的厂商系统的互通与兼容4. 系统预留多种扩容升级接口,使今后扩容时可以通过增加功能模块,搭积木式地进行扩展,充分保护视频监控系统的前期和今后的投资。系统软件可方便低成本升级,以满足网络技术和数字监控系统发展的需求。多种存储方式1. 支持用户本地分布存储和中心存储。2. 支持用户本地外接硬盘存储。3. 支持中心存储库中对不同用户、不同摄像头实施不同目录下的存储。权限管理1. 支持不同等级用户的权限的分配及收回。2. 支持用户与不同服务功能之间的权
7、限绑定,各项服务功能如监控、操作、录像等均应可进行不同等级的权限管理。3. 支持对用户的监控图像质量、中心存储空间大小等与服务功能有关的各项参数的设定及管理。4. 支持用户密码等用户自身一般属性的修改。支持用户自服务功能,包括用户自开内部帐号及对内部帐号的各项权限赋予及管理。5. 支持用户操作权限优先级的管理。6. 提供友好灵活的系统服务功能管理界面、以及用户自服务界面。系统管理1. 系统提供完善的系统设备管理功能。对系统设备及运作情况进行监控,提供系统负荷程度及系统并发流量的监测。2. 提供对各项系统运营参数的设置及修改。3. 提供系统故障处理的管理。包括系统运行日志,系统异常报警,故障点定
8、位等。并提供一定的故障检测手段。4. 系统支持对中心存储库空间的使用查看及管理。对中心存储的数据进行安全保密及备份。安全性1. 提供严格的用户认证及用户权限验证。2. 实现用户之间的严格权限隔离。3. 支持视频流的加密及加强用户认证的控制,以免非法用户使用。4. 对用户登录及使用情况进行记录,并提供查询。1.3系统规划根据移动运营商建设和将来可能维护视频监控网络的新模式,提出如下系统规划: 大规模视频监控网络与现有的大量CCTV企业级监控解决方案不同,视频监控系统立足于数万规模监控点的集中监控,分布管理的要求,利用自身对大规模可运营网络的深刻理解,推出了一个适合省级/市级大规模移动级监控管理体
9、系的流媒体分发服务器作为移动级监控管理体系的主要设备,可以提供多用户同时存取同一路视频信息,包括存储,浏览和管理任务,保证每个用户得到的都是完整的视频流信息。通过系统内部严格的认证机制,保证下级监控中心获得分权分域的管理权限,使系统无论是作为专用视频监控系统,还是作为一个移动级的托管平台,都具有良好的安全性和可管理性。 端到端解决方案移动运营商自身拥有充足的宽带网络资源,并且有丰富的宽带网络运营经验,对于视频监控系统,主要需要考虑的就是宽带网络的上行带宽,而利用运营商现有的宽带资源可以提出各种灵活和现实的接入方式,包括ADSL,VDSL,FTTB+LAN, SDH+MSTP, DDN, 更可很
10、好地利用一些新技术,比如G.SHDSL, WiMAX等等作为补充。 高画质标准与安全性移动运营商建设监控网络的价值也体现在对画面质量高标准要求的同时达到最高的安全性。即在最高的D1/25帧/秒标准的基础上,必须做到系统的稳定运行,做到系统故障可检测并可恢复。 可维护性无论是移动运营商还是企业作为系统的维护者,系统的可维护性都非常重要,尤其是如此大规模的监控网络。而一套完整的网管系统是提供可维护性网络的有力保证,利用自身与移动企业数十年的合作经验及对网管系统的深刻理解,推出了集设备配置管理,图像管理,故障管理和安全管理为一体的网管系统。1.4遵循规范 广东省社会治安视频监控系统技术规范 城市报警
11、与监控系统建设技术指南 电气装置工程施工及验收规范GBJ23282 安全防范工程程序与要求GA/T75-94 工业电视系统工程设计规范GBH115-87 电子计算机场地通用规范GB/2887-2000 电子计算机场地设计规范GB50174-2000 计算站场安全要求GB9361-1998 计算机机房用活动地板技术条件 SJ/T10796-1996 建筑防雷设计规范GB50057-94 电子计算机机房施工及验收规范SJ/T30003-93 低压配电设计规范(GB50054-95) 移动工程制图与图形符号YTT501595 安全防范系统通用图形符号GAT 742000 安全防范工程程序与要求GAT
12、 751994 民用建筑电气设计规范JGJT 161992 ISO/IEC14496-2 MPEG4视音频编解码标准 线路接口为E1、IP接口,符合ITU-T相关标准2系统组成2.1系统组网从结构上和功能上划分,多级监控管理中心包括:前端监控中心(1级),区县级监控中心(2级),市级监控中心(3级),省监控中心(4级),国家级监控中心(5级)。当前广东省的省级监控系统建设主要以4级以下(包括4级)监控管理为目标,市级监控中心管理区县级监控中心,区县级监控中心管理第一级监控中心级/街道级监控中心,而省级/部级的监控中心可以管理市级的监控中心(省级-市级-区县级-第一级)。一个城市监控点的布放数量
13、都是在万级以上,这样规模的视频数据,下级监控中心担负的使命主要是分担上级中心的负荷,包括监视,储存,控制和管理。做到对突发事件的快速和分辖区反应,提高整套系统的应变效率。在本方案中,前端使用模拟摄像机,输出的模拟信号有两种方式传送到第一级的监控中心,一种是在前端将模拟信号转化成数字信号后通过数字传输的方式传递到监控中心,这样做的优势就是对传输带宽的压力较小,通常模拟图像信号经过数字转换成D1格式后带宽占用不超过2M。另一种方式就是直接将前端模拟信号直接传递到监控中心后再转换成数字信号进行存储和管理。下面会根据各种不同的情况详细说明这两种方式的实际应用。图示简单表示了3级集中监控的网络拓扑结构前
14、端图像无论通过何种方式接入,将分组汇聚到第一级监控中心,第一级监控中心设置流媒体服务器及存储服务器,通过监控终端对前端设备和图像进行控制,管理和存储。各第一级监控中心有专线接入区县监控中心及市级监控中心,提供保证最少30路图像带宽的通道,并通过区县级监控中心获得用户授权及认证。下面详细说明各节点的作用: 前端监控点前端监控点采用模拟或者网络视频采集设备,根据不同监控需要安装高速球型模拟摄像机,固定或可转动枪型模拟摄像机,以及直接提供以太网接口的网络摄像机。(前端监控点到第一级监控中心可采用模拟,数字,无线等多种接入手段,在第二章将会详细说明) 第一级监控中心第一级监控中心负责汇集所管辖区域的前
15、端监控设备采集到的图像数据,主要设备有存储服务器,流媒体服务器和管理服务器(或监控终端)。在本方案中,无论是采用模拟接入或者数字接入的方式,第一级监控中心的存储服务器都负责对前端图像进行保存(只有一种情况除外,当前端采用了带存储的DVS时,第一级监控中心仅负责存储的备份和容灾,而不作为主要存储点)。流媒体服务器主要负责对视频信息进行分发,保证后端(第一级监控中心内,县局,市局以及远程登陆用户)存取前端实时/历史视频时不占用前端传输的有限带宽。ASB提供的小型流媒体服务器可以提供30路视频同时分发,而大型流媒体服务器则可以提供500路视频同时分发。 区县监控中心区县监控中心主要负责对下级第一级监
16、控中心用户的授权和认证管理,对下级第一级监控中心和从其他地方调用的视频资料的存储。若区县监控中心本身还带有前端设备的,则应与下级第一级监控中心一样设置流媒体服务器设备。而有条件的区县监控中心应设置大型电视墙设备,以利整个区域的统一指挥和管理。若该市有规划需要市级公安机关统一指挥的,则对下级用户的认证将由市级监控中心负责。 市级监控中心市级监控中心主要负责对下级(区县监控中心用户和各第一级监控中心以及授权远程登陆)用户的授权和认证管理,对从下级监控中心和从其他地方调用的视频资料的存储。若市级监控中心本身还带有前端设备的,则应与下级第一级监控中心一样设置流媒体服务器设备。而有条件的市局监控中心应设
17、置大型电视墙设备,以利整个市的统一指挥和管理。2.2前端系统的接入解决方案2.2.1接入方式前端系统的传输接入方式分模拟和数字两种。传统的监控解决方案以模拟接入为主,前端模拟图像不经任何压缩和转化通过光纤等手段直接传到监控中心,优点是图像无损失,但是投资较大。数字接入方式分为有线和无线两类,根据不同的场合,在前端就将图像转化成数字信号再传递到监控中心,优点是占用带宽小,自动维护可到达前端监控点。有能力提供所有移动现网运行的传输接入方案以及提供以新技术为依托的面向未来的传输接入方式,包括模拟和各种数字接入方式。图中表示一个典型模拟接入方式的网络拓扑图模拟接入方式简单说明:前端模拟图像不经压缩,直
18、接通过光端机将模拟图像传到局端(第一级监控中心),然后再进入DVS进行数字转换,DVS自带数字存储设备(DISK),将图像转换成数字信号后存在本地第一级监控中心,第一级监控中心内的存储服务器提供存储备份及容灾,矩阵可选用模拟或数字矩阵。第一级监控中心有专线接入区县监控中心及更上级监控中心,提供保证最少30路图像带宽的通道。适合对电视墙画面质量较高的场合,利旧原有光纤,控制存储投资。图中表示一个典型数字接入方式的网络拓扑图数字接入方式简单说明:模拟图像在前端通过DVS转换成数字信号,前端提供带存储的DVS,通过各种铜线及无线接入方式将数字信号传到局端(第一级监控中心),矩阵选用数字矩阵,第一级监
19、控中心存储服务器提供存储备份及容灾。第一级监控中心有专线接入区县监控中心及更上级监控中心,提供保证最少30路图像带宽的通道。适合利用移动网络,提供到前端的自动维护。2.2.2数字接入模型1 针对城区密集型采集点的应用 采用光纤到小区,再通过VDSL或LAN接入视频服务器2.2.3数字接入模型2 针对有DSLAM和铜线资源的采集点应用: 采用ADSL接入,最高上行速率是640Kbps,满足低清晰度图象传送要求 采用G.SHDSL或ADSL2+ (Annex M)技术,通过铜线资源接入,均可以达到上行2Mbps速率的效果,传送高清晰度图象2.2.4数字接入模型3 光纤资源匮乏但又需要传送高质量图象
20、的场合,可以采用G.SHDSL专线方式 局端NTU和远端NTU点对点连接。两线方式提供2Mbps,四线方式提供4Mbps NTU采用桥接方式,不占用IP地址 建议四线方式时远端接入多个视频服务器共享带宽,分摊成本2.2.5数字接入模型4 针对城郊、公路等稀疏型采集点的应用 利用传输网(SDH/PDH)提供2M专线,通过两侧E1/以太网转换器转换成以太网接入2.2.6数字接入模型5 采用无线WiMAX接入的采集点应用 通过桥接方式利用WiMAX无线技术接入视频服务器2.3系统的存储解决方案无论是前端存储还是网络存储,存储容量只是与前端图像质量要求及存储时间要求有关的,存储空间的计算方法如下:假设
21、摄像机视频信号压缩后的码率在300Kb700Kb左右,按平均值400Kb,计算出每路24小时录像的数据量如下:每路每天的数据量400*60*60*24/8=4.32GB,假设每个区县局管理300路视频图像,每天24小时实时录像,则一个月的存储量为38880G=40T。如果数据存储达到3个月,则需120T,考虑到数据冗余,用到双备份模式。下表列出了各种图像质量及存储天数对存储容量的需求:图像质量平均码流(K)24小时数据量/天/路(G)12小时数据量/天/路100个点的数据量/半月(T)D1150016.28.112.15SIF5005.42.74.05具体存储时间如下:80G120G200G2
22、4小时12小时24小时12小时24小时12小时D15天10天7天15天12天25天SIF15天30天22天44天37天74天由此可见,即使最小画面质量(QSIF)所占用的存储容量也是非常大的,我们可以通过配置高性能的存储服务器和磁盘阵列来实现大容量视频资料的存储。我们推荐采用Intel高端存储服务器和扩展磁盘阵列。另外,我们也推荐采用前端本地存储的方法。2.3.2网络存储方案网络存储是指根据地理分布或者数据量的大小等原则,在第一级监控中心本地集中存储前端采集到的图象数据。存储量的计算请见“3.3 系统的存储解决方案”。社区采用数字接入方式将数字信号汇聚到第一级监控中心,第一级监控中心再提供一个
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