1、礦區監控解決方案2010年2月目錄一.前言: (3二.需求分析: (42.1 礦區實時監控: (42.2 辦公區監控: (42.3 井下監控: (42.4 周界報警: (42.5 計量監測: (42.6 多級分控: (52.7 監視功能: (52.8 圖像遠程調節: (52.9 音視頻存儲功能: (52.10 日志信息查詢: (52.11 圖像傳輸功能: (52.12 錄像播放器: (62.13 圖像聯網功能: (62.14 配置管理: (6三.系統設計原則: (7四.解決方案 (94.1 前端系統: (94.2 礦區監控室: (104.3 中心監控端: (104.4 網絡部分 (114.5

2、存儲部分: (114.6 視頻解碼: (114.7 報警聯動: (11五.總體方案特點 (12六. 本方案所用產品介紹 (166.1 IVO System智能視頻分析器 (166.2 NS系列網絡存儲服務器 (196.3 VE2008HA網絡矩陣解碼器 (206.4 RACK多功能機箱 (226.5 ED1016環境動力監測服務器 (246.6 VE1201H網絡視頻服務器 (266.7 VStar軟件平臺(子牙軟件功能介紹 (29七.煤礦監控系統配置清單 (30一.前言:隨著煤礦安全生產監督管理的需要,視頻監控技術已廣泛應用于煤礦生產的各個重要環節。目前,大部分煤礦使用的視頻監控系統基本都是

3、早期的模擬(CCTV和數字(DVR系統,性能和穩定性不高。模擬監控系統具有很大的局限性:傳輸受距離限制,并且易受干擾,影響圖象質量;無法實現聯網,只能以點對點的方式監視現場;數據存儲需要大量介質,不易于檢索查詢。另外,基于PC+多媒體卡的(DVR系統,由于可靠性和性能差,靈活性和擴充性差,難于維護,不能實現多監控中心和多級管理,不適合當前有關部門對煤礦安全生產監督、管理的要求。現在,隨著網絡技術、計算機技術和多媒體技術的飛速發展,基于TCP/IP網絡的視頻監控技術,由于其具有分布式接入、便于共享訪問和控制、視頻信號占用帶寬資源少、圖像質量好、易于存儲和管理等諸多優點,已經廣泛應用于各個行業。因

4、此,在煤礦安全監控系統中采用網絡視頻監控技術是發展的大趨勢。二.需求分析:實時了解各礦井、廠區情況,避免違規作業,確保安全生產,防盜。通過圖像監控、燈光聯動、環境監控,監視現場設備的運行狀況,起到預警和保護的作用。配合其他系統的工作。2.1 礦區實時監控:對進出廠區的人員、車輛進行記錄和統計,便于事后追蹤和查詢。同時可以對礦區的工作秩序、設備運行狀況進行實時監控,減少現場人力的開支。2.2 辦公區監控:對辦公區的辦公秩序以及進出辦公區的人員、物流進行記錄和監控,通過突發事件的錄像,提高處置突發事件的能力。2.3 井下監控:對井下的生產情況進行實時監控,不僅能直觀的監視和記錄井下工作現場的安全生

5、產情況,而且能及時發現事故苗子,防患于未然,也能為事后分析事故提供有關的第一手圖像資料。2.4 周界報警:對礦區或辦公樓的緊要區域可接入智能行為分析設備,設立警戒線,重點區域等規則建立周界報警。如對礦區周邊設立警戒線防止人員的潛入盜竊,對一些危險或重點區域設置進入規則等,對人員的擅自闖入進行報警。有時候在需要對可疑人員在周界徘徊或是在礦區一些敏感或重點區域遺留可疑物體進行監測,也可以通過智能行為分析及早發現,及時制止。2.5 計量監測:為了保證運煤車輛在運輸過程中沒有謊報重量或是超載等問題,可以在礦區出入口或交通卡口設置磅秤,對每輛出入的車輛進行重量的監控。如有重量的異常則在中心監控報警,并聯

6、動該卡口實時視頻。2.6 多級分控:在縣級相關部門、市級管理部門設置分控中心,通過網絡登錄系統,即可看到實時監控圖像,并根據權限對系統進行各種操作。2.7 監視功能:根據監控點的實際情況,提供全天候及全方位的畫面監視功能。通過實時觀測手段進行圖像查看,采用全天候、多方位、的方式對監看目標進行實時、直觀、清晰的監視;全天24小時均可在上級監控中心、煤礦監控室觀察到前端現場的實時監看畫面;監視界面可通過25、16、9、4、單畫面顯示,特殊情況下可用13、17界面顯示;可通過輪詢選擇對所有的鏡頭進行分時段的瀏覽;2.8 圖像遠程調節:系統通過矩陣的控制功能來操作前端活動云臺的運動方向,攝像機的焦距及

7、景深來達到最佳的監控效果;2.9 音視頻存儲功能:可以通過錄像計劃對音視頻信息進行記錄,可采用硬盤、磁盤陣列多種存儲介質,有本地和遠程兩種存儲方式;2.10 日志信息查詢:通過查詢此日志了解與分析系統運行情況;2.11 圖像傳輸功能:利用網絡視頻服務器壓縮編碼后,將模擬音、視信號轉換成數字信號通過以太網絡把數據傳送到遠程用戶,實現網絡內計算機的遠程觀看;2.12 錄像播放器:根據對畫質或對時間的不同需求選擇VCD、SVCD、DVD選擇存儲,依據錄像時間、地點、企業信息等各種關鍵字進行綜合查詢、檢索,查詢后可以實時顯示錄像資料,對于其中的圖像可以單幀存儲以便于做進一步的分析處理;2.13 圖像聯

8、網功能:系統通過多種網絡環境可以進行圖像的聯網傳輸,在實時觀看的同時還可調用遠程管理中心的錄像資料。相關人員也可通過監控中心的內部網絡隨時隨地監看或調用各級目錄管理中心的圖像,使本系統更好地為監控服務;2.14 配置管理:系統配置包括設備參數、攝像機管理、錄像計劃、報警計劃、用戶權限等,方便系統進行維護與管理。三.系統設計原則:根據項目的技術要求,系統遵循以下原則設計,確保研制系統的完整性、先進性、實用性、可靠性、開放性和可擴性。系統設計依據最新的國際標準、國家標準和行業標準,遵守開放的原則。系統設計有外部接口,很容易與其他應用系統共享數據,實現無縫銜接。建立完善的網絡與信息安全保障體系,確保

9、系統運行有高度的可靠性和安全性。使用消息隊列、數據冗余等技術保證數據的完整性,即使在網絡暫時中斷時也不會丟失數據。使用全局統一的邏輯授權機制,保證全局同步更新授權,避免造成控制混亂。采用成熟的技術,并結合煤礦安全監控的實際需要,建設一套最適合于各級煤管部門實際需求的監控系統。集遙測、遙視、遙控功能三位一體,功能強大,性能優良、界面醒目、友好,系統各種操作簡單、易學易用。采用成熟的先進技術,保證具有較好的先進性、實用性和較長的生命周期。要充分考慮到現代信息技術的飛速發展,使系統具有較強的開放性,為技術更新、功能升級留有余地。系統采用模塊化設計,具有較強的擴展性,可以方便的實現規模的擴充和業務的延

10、伸。軟件支持在線升級、擴充,可實現平穩過渡。系統設計時充分考慮到系統的可維護性,可實現遠程維護,具有維護操作簡單、維護工作量小的特點。在堅持先進性的基礎上,綜合考慮經濟性,所選用的設備在兼顧優良的性能基礎上,也要考慮經濟性,特別是考慮長期運行所需的成本,包括耗能和系統維護等方面。四.解決方案由于煤礦屬安監局監管,因此本系統需分為三層架構,從省級安監局能夠通過地市級安監局監管各個煤礦。各個地區的煤礦是整個煤礦監控系統的基礎,也是最重要的建設重點,一個煤礦的建設架構如下圖所示: 攝像機環境動力服務器網絡視頻服務攝像機攝像機網絡視頻編碼攝像機網絡存儲服務器視頻解碼器電視墻視頻解碼器網絡存儲服務器視頻

11、解碼器縣市級安監局4.1 前端系統:前端設備包括攝像機,網絡視頻編碼器,智能分析網絡視頻服務器以及環境動力服務器等幾類,主要是將前端的模擬視頻流或者環境監測設備的繼電信號轉化為網絡信號,在網內進行傳輸。視頻的接入可使用監控攝像機、云臺及網絡視頻服務器的前端設備來實現前端視頻數據壓縮,再通過網路傳輸到網絡上,井上監控點的網絡視頻服務器可以直接通過網線連入網絡交換機,井下監控點由于距離較長,可以通過視頻光端機或數據光端機延長數據傳輸距離,然后將網絡視頻服務器接入網絡;在需要智能行為分析的場合,可以通過使用智能分析視頻服務器來替換一般的網絡視頻服務器。例如在礦區周圍或在重點辦公室門口設置警戒線等規則

12、來控制人員出入,更好的保衛安全。在礦區出入口運輸卡口可設置計量監控,通過計量設備接環境動力服務器。環境動力服務器可集中接收計量設備產生的報警量,并將之轉換為網絡信號在網絡中進行傳輸,接著上報至平臺,可與視頻或聲光報警等進行聯動。麥克風 報警輸入或輸出麥克風報警輸入或輸出4.2 礦區監控室:礦區監控室設置在礦區,可直接管理前端子系統所有設備的接入,存儲,轉發以及客戶端訪問。在監控室可以根據需要設立一臺或多臺管理服務器,通過視頻管理平臺軟件可以對服務器、用戶權限、視頻錄像回訪和檢索、報警聯動等功能進行管理,可以實現對視頻流的轉發;轉發和存儲服務器用于錄像數據的分布式存儲,4.3 中心監控端:中心監

13、控端可對應上級安監局,通過設置管理服務器,應用視頻管理平臺軟件對多級服務器的支持功能管理下屬的監控工作站的服務器。中央監控室一級的授權用戶能夠通過登錄管理服務器調看下屬監控工作站所管理所有前端設備的實時圖像和錄像文件。中央監控室也可根據實際需求設立存儲服務器或解碼器。4.4 網絡部分礦區網絡建設可使用煤礦內的局域網環境,可通過設置流轉發服務器將視頻流轉發到廣域網,與上級監管部門的網絡視頻監控平臺對接。4.5 存儲部分:圖像儲存部分,要根據圖像的質量(碼流和數量兩個方面考慮,以1個D1(2M畫質的視頻圖像存儲一天來舉例計算:2M(碼流*60(一分*60(一小時*24(一天/8(轉換成字節=216

14、00M=21.6G以1個CIF(0.5M畫質的視頻圖像存儲一天來舉例計算:0.5M(碼流*60(一分*60(一小時*24(一天/8(轉換成字節=5400M=5.4G總體所需的存儲空間可根據具體監控點數量和視頻圖像質量來計算即可。4.6 視頻解碼:如果監控室內需要在電視監視墻上觀看,則需要添加網絡矩陣解碼器設備,將IP視頻數據還原成模擬圖像然后再輸出到模擬的電視墻上,以供專職的保安人員觀看。4.7 報警聯動:有了視頻智能分析之后,智能分析器的結果將通過網絡傳輸到智能監控管理服務器,管理服務器會保存警情發生時的報警錄像或圖片已被事后查詢,同時管理服務器將相關報警聯動信息發到相關的報警服務器設備上進

15、行聯動,報警服務器設備發出報警提示工作人員及時處理警情。而此功能的實現涵蓋了智能分析器、監控管理平臺軟件、報警服務期以及網絡傳輸設備和終端的聲光報警器等多種設備。五.總體方案特點上海卓揚科技有限公司根據多年的網絡視頻監控的經驗,憑借雄厚的研發實力,成功開發了VE系列網絡視頻產品和IVO System智能視頻分析產品,采用視頻技術和智能視頻分析技術處于國內外領先水平,整個系統平臺采用視頻工作站與網絡中心服務器方式管理,完全符合國際數字圖像音/視頻壓縮標準。智能視頻分析為更多的事件提供了實時報警和預警,充分體現了智能產品在目前網絡視頻監控的優勢,而且該系統極大的發揮了網絡資源共享的優勢,可根據不同

16、級別的需要,實時調用所需圖像。同時,系統也加強了安全管理的功能,確保用戶在使用中保證數據的安全性。上海卓揚科技有限公司開發的智能視頻分析采用了目前世界最新科技:智能化圖像識別處理技術,對各種安全事件主動預警,如邊界、空中,地面入侵行為;對重要區域進行嚴密的警戒設防,做到無盲點自動防衛監控。具體來講,智能視頻分析儀通過攝像機實時“發現敵情”并“看到”視野中的監視目標,同時通過自身的智能化識別算法判斷出這些被監視目標的行為是否存在安全威脅,對已經出現或將要出現的安全威脅,及時向有關人員通過聲音、視頻等類型發出警報,極大地避免監控人員倦怠、脫崗等因素造成執勤常見病。智能視頻分析、數字視頻、音頻以其直

17、觀性、易于存儲、檢索和共享,是網絡視頻監控系統的重要組成部分,可被用戶應用在相關的業務管理之中,它可以使用戶在獲取抽象數據的同時,對遠程現場的情況進行實時監測、報警及預警。數據信息也是該系統必不可少的輔助信息。智能監控具體功能特點:本方案中除了具備傳統監控的視頻瀏覽、圖像存儲、圖像上墻等基本功能外,還具備智能分析視頻圖象并產生報警聯動的功能。以下詳細介紹智能分析在礦區監控方面的功能特點。目標識別是指利用最新的視頻圖像分析識別技術,能夠識別畫面中的各種物體。包括人的識別,車輛的識別以及箱、包等各種物體的識別。目標識別是智能化分析的前提,必須準確無誤的識別畫面中的各個目標,才能進行高準確度的智能化

18、分析。在視頻畫面中畫一條虛擬警戒線,一旦監控視頻畫面中有人、車輛或者其他物體穿越這條警戒線,智能視頻分析儀可以自動發現并產生報警。跨越警戒線又分為單向跨越或者雙向跨越,單向跨越規定從某一個方向跨越警戒線才產生報警,而從另外一個方向發生跨越行為時不產生報警。穿越雙警戒線比穿越單一警戒線有更多應用價值。當人、車輛或者其他物體穿越第一條警戒線時,并不產生報警;在規定時間內,再次穿越第二條警戒線時,立刻產生穿越雙警戒線報警。可以用雙警戒線來判斷車輛的非法轉彎,更可以通過雙警戒線報警來檢測翻越圍墻的情況。如果在圍墻上以單警戒線來觸發翻越圍墻警告,這是可以的,但是當產生翻越圍墻報警后,人可能已經翻過去了,

19、并不能有效阻止犯罪的發生。利用雙警戒線報警功能,在人靠近圍墻的地方畫兩條警戒線,當有人接連穿越這兩條警戒線,即刻產生報警。在人翻越圍墻前提前報警,可以及時阻止犯罪行為的發生。當視頻畫面中有人、車輛或者物體進入到某一個特定區域中,智能分析設備會產生進入報警。該區域也是在畫面中劃定的虛擬區域,可以是矩形,圓形或者任意規則的多邊形。當在畫面中劃定了虛擬區域后,只要有任何物體進入該區域,立刻會被捕獲并且產生報警。相對進入而言,離開識別是指人、車輛或者物體從某個特定區域中離開,智能分析設備會產生離開識別報警。離開識別和進入識別都是為了保護某些禁區在一定時間內不允許別人進入或者離開。出現識別是指當有人,車

20、輛或者物體出現在畫面中的某個區域中,被認定為出現行為發生。出現識別與進入識別都是針對畫面中的虛擬區域產生的分析識別,兩者的區別在于進入識別強調的是物體從外部進入到區域;而出現識別強調物體突然出現在特定區域(如盜賊可能從地下挖一個洞鉆出來,符合出現識別而不符合進入識別消失識別是針對出現識別而言的,當人、車輛或者物體突然從某個特定區域消失,即可產生消失識別。消失識別強調的是物體從特定區域中突然消失了,而離開識別強調的是物體從區域中離開的動作。當畫面中某人遺棄某物體或者從某車上丟下一物體,都會產生棄置識別事件。在反恐應用中,有不明身份的人遺棄隨身所帶的行李包時,則觸發了棄置識別事件。工作人員第一時間

21、發現不明包裹被遺棄,及時趕往現場排除恐怖物體。當攝像頭被轉動位置時,場景發生變化,智能化分析設備能夠自動捕獲這類行為,重新識別背景畫面自動進行視頻智能分析。當某人在某個區域內在一定時間內逗留不走,將產生一個滯留識別事件。該特色功能可以應用在有陌生人在礦區周圍危險區域,防止有人長期滯留。六. 本方案所用產品介紹6.1 IVO System智能視頻分析器產品概述IVO System系列是一種獨立的智能視頻分析產品,可靈活的應用于監控系統中的不同端點,連接不同設備,如攝像機、視頻服務器、后端存儲的DVR等,可對各種影像資料進行分析。該智能視頻分析系統最大優勢在于能夠讓使用者根據不同的環境,事先設定符

22、合其需求的規則。該產品支持多種網絡傳輸協議,為嵌入式實時操作系統,支持全數字方式直接網絡訪問,同時設備散熱性好,可適應各種機房環境。此外,還支持多種報警設備,如紅外對射、聲光報警器等。 IVO System智能視頻分析器功能特點osd功能,可以在實時視頻中看到osd信息,包括規則顯示提供本地視頻無損環出,可直接連接視頻服務器、DVR等設備全數字方式直接網絡訪問使用Object Video算法,靈敏度高、識別率高規則全面,針對性、適用性強支持多種報警設備,如紅外對射、聲光報警器等過濾器功能:事件大小過濾器、事件大小變化過濾器、潮汐過濾器設備散熱性好,可適應各種機房環境技術參數 6.2 NS系列網

23、絡存儲服務器產品概述NS2000系列網絡存儲服務器是由上海卓揚科技自主研發推出的高性能、高可靠性磁盤陣列系統,專門設計用于各級視頻圖像存儲。采用64位雙核處理器,再加上成熟的磁盤陣列技術,可達到業界頂尖的數據傳輸速率。為了提高性能,視頻存儲系統陣列采用每個驅動器獨占一個通道的體系結構,為一個通道提供充足的數據吞吐量,消除磁盤多任務工作的開銷。 NS2012R網絡存儲服務器 NS2016R網絡存儲服務器 NS2024R網絡存儲服務器功能特點RAID 0、1、5、10、50、JBOD管理方式;支持硬盤熱插拔;支持電源備份;網絡輸出:2個千兆網口,支持雙千兆網口,支持多網口綁定;雙核處理器;高速緩存

24、1GB,可擴充。 6.3 VE2008HA網絡矩陣解碼器產品概述VE2008HA是一款基于網絡視頻的8路視頻解碼矩陣,支持H.264格式和MJPEG格式解碼。支持8路D1視頻解碼輸出。各路視頻輸出端口可進行輪循顯示。VE2008HA從網絡上連續接收視頻碼流,這些視頻碼流可以來自于前端的網絡視頻服務器,DVR或者任何能夠將視頻碼流傳輸到以太網上的設備。VE2008HA 對接收到的視頻碼流進行解碼,最大轉換成8路模擬信號輸出,監控中心的監控人員可以通過監控電視看到現場的實時畫面。產品圖片 VE2008HA網絡視頻矩陣功能特點嵌入式實時操作系統,高速穩定可靠;支持H.264和MJPEG壓縮格式解碼輸

25、出;支持對D1、CIF圖象格式解碼,能夠自動識別CIF、D1圖象格式;遠端圖像通過網絡傳輸過來后,通過分組解碼,可輸出8路D1圖像,直接接入監控電視;系統可選擇將任意前端設備的幾路攝像機圖象進行輪換顯示,輪換時間可手工設置;支持2048路視頻源分組輸入;支持輸出通道選擇及輸出通道輪循顯示;內置硬狗和軟狗,具備快速異常恢復,徹底杜絕死機。 6.4 RACK多功能機箱產品概述Rack是一體化機架式的視頻服務器組,由Rack Chassis背板機箱和插入機箱內部的編碼插板兩種部件所構成。本產品可滿足于需要大量使用網絡視頻服務器的用戶進行簡單、專業、有效的管理。Rack Chassis背板機箱內置多樣

26、性的插卡方式,同機可進行編碼板、解碼板、智能分析板的混插。即方便了進行設備檢查和維護,也節省資源,便于統一管理。各種編碼插板可自由組合使用,所有插板內置嵌入式系統,基于開放標準設計,內置WEB服務器及視頻采集、實時壓縮、網絡傳輸功能于一體。 RACK多功能機箱功能特點標準3U機架式網絡視頻服務器組,可集成1-12路網絡視頻服務器,并可自由進行增減;采用集中電源管理控制,便于用戶在中心機房的安裝與維護;嵌入式結構,設計合理、服務性能高、零部件更換方便。當在可交換、可熱插拔的插槽中安裝、更換插卡時,無需斷掉電源;采用客戶端軟件對內插設備進行配置;利用網絡遠程升級,進行遠程維護;內置網絡交換功能,外

27、留對接網口,可自組成局域網也可與其他網絡并接;技術參數 6.5 ED1016環境動力監測服務器產品概述ED1016環境動力監測服務器是由上海卓揚科技有限公司自主開發并生產,擁有完全自主知識產權的一款嵌入式監測服務器。基于開放標準設計,內置WEB 服務器。ED1016環境動力監測服務器主要用于移動基站、工廠動力環境、企業無人值守機房等場所的環境監測和控制,可通過網絡遠程監測、控制遠端的動力設備。產品圖片 ED1016環境動力監測服務器功能特點能夠通過網絡進行遠程監測和控制可采集8個模擬輸入量和8個數字輸入量支持4個數字回控量和8個干節點輸出量提供3個智能設備采集串口RS232、RS485或RS4

28、22標準,并可通過軟件設置與智能設備通信的通信參數多個LED燈顯示設備工作情況內置WEB SERVER,提供強大的網絡功能10/100M網絡自適應,數據占用帶寬低電信級網絡管理,支持Radius認證提供CGI、Java Applet和ActiveX的二次編程接口,便于用戶進行二次開發 6.6 VE1201H網絡視頻服務器產品概述VE1201HA網絡視頻服務器采用海思芯片,具超高性價比。基于開放標準設計,內置WEB服務器,集視頻采集、實時壓縮、網絡傳輸等功能為一體。配合我司自主開發的視頻管理軟件,可以對多個視頻服務器進行任意組合,實現圖像預覽、錄像、回放、抓拍、報警、監控管理等功能。 VE1201HA網絡視頻服務器功能特點超高性價比嵌入式實時操作系統