渡口高清 IP 網絡 視頻監控 系統 解 決 方 案 2008 年 12 月 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 1 目 錄 一 概 述 . 2 1.1 設計依據 . 2 1.2 設 計原則 . 2 二 技術方案 . 4 2.1 用戶需求 . 4 2.2 渡口高清網絡視頻監控系統設計 . 5 2.2.1 建設目標 . 5 2.2.2 產品選型 . 5 2.2.4 系統的功能模塊 . 9 2.2.5 系統規劃 . 11 2.2.6 系統拓撲結構 . 12 2.3 主要設備介紹 . 12 2.3.1 高清網絡攝像機 . 12 2.3.2 NVR 網絡視頻存儲設備 . 15 2.3.3 監控客戶端 . 16 2.3.4 主要設備 清單 . 17 2.4 系統管理軟件主要功能 . 17 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 2 一 概 述 1.1 設計依據 1、 GB50198-94民用閉路電視系統工程技術規范 2、 GBJ115-87工業電視系統工程設計規范 3、 GA/T75-94安全防范工程程序和要求 4、 GA/T74-94安全防范系統通用圖形符號 5、 GB2887-89計 算機站場地技術條件 6、 GBJ79-85工業企業通信接地設計規范 7、 GB20815-2006視頻安防監控數字錄像設備 8、 GA T 367 2001 視頻安防監控系統技術要求 9、 GY T 134 1998 數字電視圖像質量主觀評價方法 10、 計算機場地安全要求 11、 甲方的實際需求 1.2 設計原則 本系統的設計嚴格按照甲方要求并且遵守以下原則： 技術先進性 系統設計應使本系統不但能反映當前的先進水平，而且具有發展潛力，避免短期內因技術陳舊造成整個系統性能不高和過早淘汰。系統設計 既要采用先進的概念、技術和方法，又要注意結構、設備軟件的相對成熟，最大限度地發揮投資效益。 可靠性、易維護性 系統設計從系統結構、技術措施、設備性能、管理軟件、廠商技術支持及維修能力等方面著手，確保系統運行的穩定可靠。系統設計模塊化，方便維護，縮短維護時間。 經濟性、實用性 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 3 在確保產品的性能、系統的效能前提下，系統設計應始終貫徹面向應用、注重實效的方針，堅持實用、經濟的原則，以負責的態度通過精心設計、優選材料、科學組合，嚴密組織施工、安裝，使系統達到以最小的投入實現系統最大的效益。 系統可擴展性 系統有較強的可擴性，能適應隨時對系統的擴容要求，保持旺盛的生命力。為便于以后系統擴展，也為節約財力，在線路的設計、線材的選型、接口處理上，系統采用模塊化結構，保證以后增加新的監控點很容易實現。 穩定性 前端平臺采用嵌入式架構，所有代碼均固化在芯片上，病毒無法入侵，再也不會出現“系統崩潰”類的災難。 安全性 由管理服務器進行統一管理，充分保證前端設備的安全性，避免前端設備參數被惡意修改；所有分控端軟件的權限由一臺管理服務器用數據庫進行管理，合理分配各自的權限，多級權限管理可以確定安全性，保證敏感畫面 不會泄露；前端設備的碼流抑制功能（帶寬控制），再結合對分控端軟件的多級權限管理及流媒體服務器的引入，可以做到精確控制對網絡帶寬資源的占用，確保不會影響其它正常業務運行。 可操作性 系統客戶端軟件人機界面友好，可操作性強。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 4 二 技術方案 2.1 用戶需求 隨著渡口（旅游區）的發展，今后的渡船（旅游船艇）會越來越多，渡工（船員）人數增加，投入的人力財力將不斷加大，管理機構監督管理的要求越來越高。因此為了適應航運、旅游業的發展，提高管理機構的監管力度和監管水平，需要建設一個數字化的渡口（旅游區）監控系統，特別是對重點水域和客渡流量大的渡口（旅游區）進行監控，防止“三無”船舶擅自載客營運，船工無證違章駕駛；惡劣天氣危及航行安全時冒險開航；超載濫載等現象的發生，確保轄區渡口（旅游區）的水上交通安全。 目前存在的主要問題有： 1）有些渡船、渡工牌證不齊，有的“三無”船舶還在擅自載客營運，船工無證違章駕駛。 2）遇濃霧、強風、暴雨、洪水、急流等惡劣天氣危及航行安全時，還冒險開航。 3）在渡運中，經常出現超載濫載現象，有的超載特別嚴重，特別是農忙季節和節假日更為突出，事故隱患很大。 建設 渡口 高清網絡視頻 監控系統的必要性 : 建設渡口監控網絡系統，使得執法人員可利用現代 CCTV 技術和通信網絡隨時了解渡口現場的情況，這對改變現有的落后監管手段、提高服務水平具有十分重要的意義，主要體現在下列幾方面： 1）可以及時、全面地掌握轄區內渡口、渡船和旅游船的交通安全狀況，及時指導渡口渡船的安全監督管理工作和采取相應的防范措施，還可配套建立省渡口、渡船和 旅游船計算機信息管理系統，實現渡口（旅游區）的信息化管理，使 的水上交通安全管理工作上一個新的臺階。 2）加強現場監控，防止事故發生。建立渡口（旅游區）監控系 統，有利于部門的監督檢查，隨時跟蹤和掌握渡口水域的通航狀況、船舶適航和船員適任情況。當出現 “三無”船舶擅自載客營運、船工無證違章駕駛、惡劣天氣危及航行安全時冒險開航、超載濫載等現象時，能及時發現并采取各項安全管理措施，盡可能地把交通事故消除在萌芽渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 5 狀態，確保轄區渡口（旅游區）的水上交通安全。 2.2 渡口 高清網絡視頻監控系統 設計 2.2.1建設目標 本工程建設的目標是在具備網絡接入條件的地點安裝 高清網絡存儲設備， 1. 在 37 個 渡口安裝高清網絡 攝像機， 并與高清網絡存儲設備連接。 2. 在各分支局值班室建立分監控中心， 可查看渡口的實時圖像，并控制 高清 攝像 機對目標進行跟蹤觀察 。 3. 同時可將現場實時圖像通過網絡上傳至監控中心 。 4. 其他單位則可通過網絡，在授權的范圍內調用錄像資料或實時查看前端情況， 并可控制 選擇 攝像機 的畫面。 2.2.2 產品選型 該項目選用在國際多次獲獎的 高清網絡視頻監控系統。其理由如下： 高清網絡視頻監控系統在 如下 3111 工程 所要求的 4 項 關鍵技術 上 都處于領先地位 ： 第一是圖像的清晰度。 第二 是 圖像的數字化壓縮技術。 第三是圖像的傳輸帶寬需求。 第四 是 智能 視頻分析 技術 。 清晰的錄像細節 該系統 提供從 100 萬至 1600萬像素高清網絡攝像機系列，滿足 對 不同的監控面積和清晰度的 總 要求。 一臺 1600 萬像素高清渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 6 網絡攝像機是一臺 4CIF 攝像機監控效果的 40 倍。也就是說如果 在 實現相同清晰度前提下，一臺 1600 萬像素高清網絡攝像機的監控覆蓋面積是一臺 4CIF 攝像機監控的 40 倍；如果在 監控面積 相同 的 前提下， 1600 萬像素高清網絡攝像機的錄像清晰度 4CIF 攝像機監控的 40 倍。 500 萬像素高清網絡攝像機是一臺 4CIF 攝像機監控效果的 12 倍。 1600萬像素高清網絡攝像機是目前業內分辨率最高的網絡監控攝像機。 JPEG2000 無損失壓縮技術 JPEG2000 支持圖像無損失壓縮。我們知道錄像回放的清晰度不僅僅是取決于攝像機的分辨率，而且還取決于圖像壓縮時的損失。 采用 JPEG2000 圖像無損失 壓縮技術和高清碼流管理模塊 (HDSM) 將攝像機的傳感器采集的圖像信息毫無損失的全部保存下來， 最大化地提高了 錄像質量， (什么 是 您實時看見的，什么就是您記錄制到的 )。 傳統視頻監控采用 有 損壓縮例如MPEG 或 H.264 可能毀壞潛在 的重要證據。 由于 錄像保留了高清攝像機采集的所有信息 ， 因此圖像在局部放大時，系統可自動優化顯示時的 亮 度，對比度等，把采集到的所有圖像細節最有效的顯示出來。如圖 所示， 局部圖象在放大后，我們能看到車里的人和后面車的車牌 。 最小的傳輸帶寬 JPEG2000壓縮技術的另一個特點是支持感興趣區域和漸進傳輸。 采用 JPEG2000圖像無損失壓縮 壓縮技術和高清碼流管理模塊 (HDSM)，系統 只傳輸 客戶端 需要顯示部分的圖像信息 ，不感興趣的不傳輸 。 從根本上有效的節約帶寬。 例如 ， 在監控全局宏觀時，系統利用 JPEG2000 的漸進傳輸功能只傳送 全局宏觀的那一層信息而不必傳送所有細節信息 。 如 另一圖所示；而在瀏覽 某個局部時，系統 則利用 JPEG2000 的“感興趣區域 ” 特性，只傳送那個 局部的全部信息而不傳送任何其它部分的信息 。 因而 大大 減少渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 7 了帶寬。同時 該系統所有高清攝像機都支持 千兆和百兆 以太網 。 智能 視頻分析 與車牌識別 系統集成 了多通道 車牌照 識別 。 系統 還 集成 了 ObjectVideo 智能視頻分析技術，可以識別人、車輛及其它目標在視頻畫面的活動，如跨線、進入警戒區、遺留可疑物、偷竊、徘徊等 。 高清網絡視頻監控系統 除了 在上述 4 個核心技術都處于領先地位 外， 還有一獨特的優勢 ： 全景和細節兼顧 的視頻監控 ， 詳見以下敘述。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 8 全景和細節兼顧 的視頻監控解決方案 該系統提供從 一 百萬像素到 一千六百萬 像素 攝像機系列 ，如此大的分辨率范圍 可以 滿足你 的前端監控點 對不同面積的全景和不同細節清晰度監控的綜合要求 。 JPEG2000 無損失壓縮使錄像保留了監控點攝像機采集的所有圖像細節信息 。 在監控工作站 的顯示器 可將同一攝像機的視頻流分割成多個畫面。用鼠標在畫面上 對任意局部放大。 使您同時兼顧監控整體和局部。避免 云臺的 顧此失彼和漏錄 現象 ，也不影響其他人的監控操作。 系統支持單畫面、四畫面、六畫面、七畫面、八畫面、九畫面、十畫面、十六，可多到三 十六畫面顯示。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 9 系統 性價比高 、工期短 一臺高清攝像機相當于多臺傳統 4CIF 視頻 （如： 一臺 1600 萬像素高清網絡攝像機 可以取代 40 臺 4CIF 攝像機 ） ，因此可以有效的節省攝像機、鏡頭、防護罩等前端設備，也可以節約錄像存儲設備及傳輸設備；由于設備數量的減少，工程量也大大隨之減少，節約了施工成本，縮短了工期 。 2.2.4 系統 的 功能模塊 該系統 由 三部分 部分組成 ： 1. 前端監控點 2. 視頻 圖像存儲 與 網 絡傳 輸 3. 監控工作站 （客戶端） 前端監控點： 核心設備是高清 IP 網絡攝像機， 攝像機通過網口直接接入 IP 網 絡，不需要安裝 任何 編碼器。 攝像機支持千兆以太網，并支持 PoE 供電 。建議采用支持 PoE 供電的千兆網絡交換機，通過 PoE 對 攝像機供電， 簡化 設計和安裝 。 本項目預備在 37 個渡口安裝高清網絡攝像機。 攝像頭的型號可根據具體監控點的位置 、 現場監控范圍大小、 量化的清晰度要求 和項目預算綜合考慮確定。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 10 網絡 存儲 監控 點的圖像存儲 本地 NVR 網絡存儲 。 所有攝像機通過 IP 網絡 交換機 連接到本地 NVR 網絡視頻 存儲器 ， 直接對視頻信號進行存儲。 NVR 存儲設備是基于 Windows XP/Vista 操作系統的 工作站 或服務 器。 基于通用的高密度硬盤，工業標準，存貯陣列，保證海量數據可以被記錄。支持 RAID，在硬盤失敗情形下，數據依然是安全的。 NVR 的容量可高清攝像機的參數和數量 ，以及錄像保留時間 ，通過設計輔助工具估算。 每臺 NVR 存儲器 可以連接 最多 24 路 IP 攝像機或編碼器 （編碼器可以接四臺模擬攝像機，共用一個 IP地址 )。 NVR 是繼 DVR 之后的 新 一代網絡視頻監控產品，配合網絡攝像機等 IP 前端，提供純 IP 視頻監控解決方案。 NVR 在部署、安裝、布線以及管理等方面具備優勢。 圖像傳輸 IP 網絡是 整個系統 的傳送和交換平 臺。 高清 IP 網絡攝像機支持千兆以太網， 并支持 PoE 供電，建議采用 支持 PoE 供電的千兆網絡交換機 。 通過 PoE 對攝像機供電， 提供從攝像機到 NVR 存儲器 的 千兆子網。 通過租用電信運營商 2M 專線或 ADSL 專線及 CDMA 等接入方式，將 各 NVR 存儲器 的圖像通過網絡上傳到 五個分支 的 二級 監控中心 和 一級監控中心進行實時監控或錄像查詢。 需要電信營運商網絡用為支撐，實現與分局和各下屬單位實現監控聯網，共享資源，協同指揮。 監控工作站 (客戶端 )： 在傳統的模擬 監控系統 中，前端攝像機攝取的圖像通 傳送到監控中心。 為實現圖像的監視、控制和錄像功能，監控中心配備了包括監視電視墻、錄像機、視頻切換矩陣、畫面分割器等繁多設備，系統結構復雜、 成本高、 操作繁瑣且占用空間。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 11 不同于傳統的模擬視頻系統，該系統是完全網絡視頻監控系統， 在網絡上的任何一臺電腦只需安裝了客戶端軟件均可作為監控工作站 (客戶端 )，與傳統監控相比具有明顯的優勢，且前端監控點擴展方便。只要有網絡的地方均可設置監控點。 各監控室部署一臺電腦（或筆記本電腦）和高清 數值 顯示設備。 避免了模數 轉換的過程，最大限度的保證畫面品質和系統負載，顯示設備可采用等離子、液晶、 電腦顯示器 、專業顯示器等靈活的顯示方式。 支持多寬屏顯示器輸出。 授權用戶可以在一臺 PC 管理終端上完成全網的攝像機管理、傳輸和 NVR 存儲器管理、視頻顯示管理、用戶權限管理。 主要功能有： 攝像機設置（曝光、光圈、對焦、白平衡、傳輸速度、網絡設置等）的自動和收動調節 管理 圖 像壓縮質量、傳輸帶寬、儲存、備份視 設置和優化 管理 對實時視頻和錄像瀏覽的多級別權限管理 視頻圖像快速檢索、 圖像導出 管理 用戶 多級別權限 的分級 、 分組管理 生成 各種管 理報告 視頻和圖片可以轉換為各種其他各適以滿足各種瀏覽的需求。可以制作成 CD或DVD。可以導出為格式用瀏覽器看，或導出為其他通用格式（例如 AVI， JPEG）用其他多媒體播放器瀏覽。 該系統提供 SDK，同其他系統互聯互通。 2.2.5 系統 規劃 渡口網絡監控系統的監控和管理層次為 ： 1）一級監控指揮中心 監控各個渡口的實時圖像 ， 控制整個系統的指揮調度。配置 一臺服務器 ， 安裝客戶端監控軟件， 配置 4 臺 數值高清 顯示器，組成屏幕墻 ，同時監控 37 個 渡口監控點 的現場 。 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 12 2）分支局二級監控分中心 在五個分支的五個二級監控中 心，安裝 1 臺監控 PC 機， 安裝客戶端監控軟件， 配置 數值高清 顯示器 。 在監控 指揮中心的授權范圍內， 監控和管理 該分局所屬的渡口監控點圖像。 3）渡口監控點 在 37 個具備網絡條件的渡口，安裝高清網絡攝像機及前端本地 NVR 錄像存儲設備，支持將錄像存儲在前端本地 。 供各級監控中心的指揮人員調用。 2.2.6 系統 拓撲結構 2.3 主要設備介紹 2.3.1 高清網絡攝像機 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 13 主要特點如下： 特點 描述 百萬像素 高清局部細節視頻 減少攝像機的使用量 數字 PTZ 可用于實時顯示和錄像回放 圖像速率 實時 高清視頻顯示和記錄 自動光圈 自動調整光圈和曝光度確保抓拍最佳圖像 照度級別 超級低照度敏感度接近于紅外級別 高清視頻流管理 (HDSM) 高清視頻無損記錄；自動調整帶寬以獲得最佳視頻 報警輸入與輸出 同步記錄外部報警并將攝像機的移動偵測集成到當前報警系統中 以太網供電 (PoE) 編碼器直接通過以太網供電不需要外接電源 即插即用 自動搜索和配置新增編碼器 主要參數如下： 攝像機 參數 傳感器尺寸 逐行掃面 CMOS 或 CCD 分辨率 100 萬 至 1600 萬像素 信噪比 61 dB 鏡頭接口 CS 或 EF 壓縮方式 JPEG2000 鏡頭 直流驅動自動光圈 幀率 3 IPS 39IPS 攝像機類型 彩色 /日夜型 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 14 日夜轉換 自動、手動 頻率 50 Hz、 60 Hz 電子快門 自動、 2 1/30000s 光圈控制 自動、手動 背光補償 自動 隱私區域屏蔽 最多 4 個 擴展 I/O 端口 輸入、輸出、 RS485 網絡參數 ： 網絡 100BASE-TX、 CAT5 接口 RJ-45 安全 SSL 協議 UDP、 TCP、 SOAP、 DHCP、 Zeroconf 機械參數： 尺寸 85 mm x 67 mm x 53 mm (LxWxH) 重量 0.53 kg 電氣參數 電源 以太網 POE、 24 VAC 、 12 VDC 功率 6 W 電源接口 2 針接線端子 環境參數 工作溫度 -10 C +50 C 儲藏溫度 -10 C to +70 C 濕度 20 - 80%非凝結 其它參數 認證 CE, Class A、 FCC, Class A、 UL/cUL Listed 主要特點 高清視頻及高刷新率確保獲得高清視頻 渡口高清網絡視頻監控系統解決 方案 15 2.3.2 NVR 網絡 視頻 存儲設 備 硬件系統可直接購置廠家 NVR。 特點 描述 控制中心服務器軟件預安裝和配置 即插即用網絡視頻錄像機解決方案可以管理百萬像素級攝像機和模擬攝像機 超大存儲量 可升級的錄像解決方案可以在 1 臺高清 NVR 上同時記錄最多 24 個百萬像素級的 IP攝像機或 96個模擬攝像機 工作站結構 工作站允許從一臺攝像機上進行獨特的監視和錄像以進行簡單的配置 服務器結構 內置企業配置信息的服務器安裝在標準的機架上 RAID 存儲和冗余電源選項 企業級的硬件設備確保最大的可靠性 遠程升級和配置 快速支持相應和故障處理 HD-NVR工作站 4C-500GB -HD-NVRWS 8C-1.0TB -HD-NVRWS 16C-1.0TB -HD-NVRWS 同時最大攝像機數 4 8 16 容量 500 GB 1.0 TB 1.0 TB DVI監視輸出 2 2 2 千兆以太網接口 1 1 1 遠程配置和升級 連續無損錄像 渡口高