海康威视高清视频监控系统设计方案.docx 24页

海康威视高清视频监控系统设计方案目 录第1章 项目概述11.1 设计依据11.2 设计原则1第2章 总体设计32.1 设计思路32.2 系统架构62.3 功能设计6第3章 前端子系统设计93.1 摄像机选型93.2 摄像机特色103.3 点位部署（根据项目实际情况修改）123.4 前端配套设计123.4.1 前端周边设备123.4.2 防雷及接地123.4.3 系统供电13第4章 网络子系统设计144.1 网络架构设计144.2 网络设备选型144.3 网络带宽需求15第5章 存储子系统设计165.1 存储要求165.2 存储模式选择165.3 存储容量计算175.4 存储设备配置计算18第6章 管理子系统设计196.1 系统概述196.2 软件功能196.2.1 实时预览196.2.2 录像回放196.2.3 解码上墙206.2.4 报警管理206.2.5 日志管理206.2.6 电子地图206.3 软件特点20项目概述设计依据本系统所涉及的设计标准、规范，产品标准、规范工程标准、规范包括：《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-2008《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311-2007《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《视频安防监控系统技术要求》GA/T 367-2001《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011《安全技术防范报警设备安全性要求和实验方法》GB16796-97《防盗报警控制器通用技术条件》GB 12663-2001《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303-2002《建筑物防雷设计规范》(2000年版) GB 50057-94设计原则本方案设计遵从以下几个原则：系统可靠性系统的可靠性在安防系统部署时应放第一位，在系统设计、设备生产、调试等环节都严格执行国家、行业的有关标准和公安部门有关安全技术防范要求，贯彻执行海康威视质量管理体系，保证系统的可靠性。

系统稳定性所有产品均为成熟稳定的产品，在配置成功的情况下能够实现无人值守，系统能够长时间稳定可靠工作。系统开放性系统支持各子系统互联机制，系统可提供二次开发接口，与其它系统、产品进行集成。系统先进性系统设计采用模块式结构。将最先进的硬件产品和具有强大服务功能的系统软件结合。系统能够实现全面网络化管理，系统管理员和授权的用户可以在任一个客户端上获得相应的管理、控制、监视和检索回放功能。系统安全性系统的程序或文件有能力阻止未授权的使用、访问、篡改，或者毁坏。系统扩充性安防系统是一个相对开放的系统，系统有较大的扩充余地。1）开放的硬件平台，具有多种通讯方式，为实现各种设备之间的互联、集成奠定良好的基础。2）标准化和模块化的部件，具有很大的灵活性和容量扩展性。3）遵守国家、地方标准和规范进行设计，为系统的扩展提供一个良好的环境。产品设计采用支持并符合国际标准、国家标准、工业标准及行业标准，使系统具有良好的兼容性，以利于现在和将来的联网集成，保证各供应商产品的协同运行，便于施工、维护和降低成本。系统易操作性及实用性1）采用全中文友好界面，方便准确地提供丰富的信息，帮助和提示操作人员进行操作，易学易用。

2）系统的操作简单、快捷以保证不同文化层次的操作者及有关领导熟练操作。3）系统有非常强的容错操作能力，使得在各种可能发生的误操作下，不引起系统的混乱。总体设计设计思路由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。高清摄像机和高清视频编解码器也逐步得到应用和推广，高清视频监控系统提供的高质量视频图像，将为视频监控效果带来显著的提升。（1）图像清晰度更高、细节更加清楚传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。高清视频监控图像与标清视频图像清晰度的直观比较如下图所示：高清和标清图像效果比对1KM远距离高清图像细节呈现（2）监控目标覆盖范围更广、提高监控效能在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大。但是规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。

而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。如图下图所示：一台高清摄像机即可覆盖整个十字路口，实现原先需要多个摄像机才能达到的功能。高清视频监控的大范围覆盖效果图示（3）高清摄像机能实现数字PTZ功能高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。（4）有利于图像识别和智能视频分析的应用图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。

高清摄像机图像信息高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰、更加细腻，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象，给智能分析等应用提供了有利的前提条件。鉴于以上分析，本项目将采用高清视频监控解决方案进行设计。系统架构任何规模、任何形态、任何阶段的视频监控系统都可归纳为：由前端子系统、传输子系统、存储子系统和管理子系统组成。本次视频监控系统采用纯网络模式，前端全部采用网络摄像机，视频信号通过接入交换机接入局域网传输。中心机房内部包含了存储子系统和管理子系统，是整个监控系统的核心。系统结构图如下：功能设计分级管理功能在安防控制中心建设管理平台，对于远程访问和控制的人员，可以通过授权登录WEB客户端，实现对摄像机云台、镜头的控制和预览实时图像、查看录像资料等功能。全天候监控功能通过安装的全天候监控设备，全天候24小时成像，实时监控安全状况；昼夜成像功能采用红外模式摄像，可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对监视范围内的观察监视识别；红外模式则具有优良的夜视性能和较高的视频分辨率，对于照度很低甚至0LUX照度的情况下具有良好的成像性能；高清晰度成像部署高清晰度摄像机，采用高清晰度成像技术对区域内实施监控，有利于记录车辆、人员面部等细部特征。

前端设备控制功能可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对目标细致观察和抓拍的需要；对于室外前端设备，还可远程启动雨刷、灯光等辅助功能。报警功能系统对各监控点进行有效布防，避免人为破坏；当发生断电、视频遮挡、视频丢失等情况时，现场发出告警信号，同时将报警信息传输到监控中心，使管理人员第一时间了解现场情况。集中管理功能在监控中心可实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配。回放查询功能有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像，记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理，事后可对事件发生视频资料进行查询分析。电子地图功能系统软件多级电子地图，可以将区域的平面电子地图以可视化方式呈现每一个监控点的安装位置、报警点位置、设备状态等视频安防监控系统说明书，有利于操作员方便快捷地调用视频图像。设备状态监测功能对于系统前端节点为网络摄像机，软件平台能实时监测它们的运行状态，对工作异常的设备可发出报警信号。前端子系统设计摄像机选型根据国家、行业及各地方标准（如《智能建筑设计标准》、浙江省《安全技术防范系统建设技术规范》等）对前端摄像机设置的描述，为满足项目中不同环境的使用需求，获取更优质的监控画面，海康威视研发团队根据摄像机的使用环境将多种图像处理技术嵌入到摄像机中，分别为：红外技术、低照度技术、宽动态技术及强光抑制技术，并已将其应用在特定的产品当中。

项目实施过程中，我们可以结合实际的应用场景选用相应技术的摄像机：在夜晚或较封闭的场所，由于光线几乎为零，如夜晚的星空环境，建议采用红外摄像机，通过摄像机本身发射的红外光进行补光，达到监控的目的；在光线较为微弱，还有一丝光线，如地下车库，一般采用低照度摄像机，利用它的高度感光特性，捕捉低照度环境的图像；在明暗反差较大的环境，为了避免摄像机图像出现过曝或过暗的情况，通常采用宽动态摄像机，减少环境光对监控图像效果的影响；在机动车的出入口、通道，为看清出入车辆的车牌，可采用强光抑制摄像机以避免车灯的眩光，可将车灯对摄像机的影响降到最低。为详细记录监控区域的实时图像，在本方案中设计采用全高清网络摄像机进行监控，主要从技术成熟度进行考虑：现阶段网络化的技术发展已足够支撑大数据量的传输，并且网络的数据传输效率在飞速向前发展，网络的带宽已不再是海量数据传输的瓶颈；同时，海量存储技术已走向成熟，海康威视存储系统已完全能轻松完成海量存储的艰巨任务，让数据存储更高效、更安全。因此，如今的配套技术已经完全能够支撑全高清视频监控方案。从市场的客观需求考虑，高清化的需求在如今越来越迫切。根据我司对以往案发事件的调查，许多案件在侦破过程中，调取案发录像时出现了无法清晰识别当事人的尴尬局面，只是客观的将事件经过记录下来，无法通过案发录像提供当事人信息，给案件的侦破工作加大了难度。

高清视频监控技术可以从根本上解决这一问题，下图是在高清网络摄像机的帮助下截取的视频单帧图像，在高分辨率的图像中，我们可以轻松看清目标物在距摄像机较远位置的图像细节。综合上述的技术成熟度及现今的业务发展需求，采用全高清网络摄像机监控方案是未来视频监控行业的必然趋势。本方案也正是迎合现今的实际需求，在上述背景下提出，同时海康威视也是想通过公司的研发成果，将视频监控技术带向新高度。摄像机特色海康威视网络摄像机产品形态各不相同，每种产品形态采用科学、合理的结构进行设计，从结构上保证产品质量和监控图像质量。在以往结构设计的基础上，IPC还有以下几点突出的设计：散热设计据统计，电子设备的失效率有55％是温度值引起的。如果摄像机温度低10度的话，产品的使用寿命可以提高一倍。海康威视进行精密的散热设计，选用高效的散热材料，使摄像机的温升控制在较低的水平，工作温升比华南厂家低10度左右。防水设计海康威视拥有多项专利防水设计，防水性能优越；采用先进高效防水检测工艺，全系列室外摄像机产品出厂100%检测防水性能。除雾设计需要打开外罩调节镜头的防水型摄像机在湿度高且温差大的环境下，内部可能会起雾凝结；为解决起雾问题，海康威视在摄像机内部装有防水透气膜和干燥剂，能快速有效散走雾气。

防虚焦设计海康威视所有定焦摄像机均采用高效胶质材料点胶锁死，所有变焦摄像机均采用专业校准技术矫正，有效防止镜头虚焦现象出现。防刮擦设计半球罩刮花后，红外光照射到刮痕处会出现漫反射，造成红外反光。海康威视全系列红外半球采用PC加硬半球罩，具备防刮花功能，有效防止红外半球反光现象。点位部署（根据项目实际情况修改）****************前端配套设计前端周边设备安装支架室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度应不低于2.5m。安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。室外端接箱室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。防雷及接地对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。

前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：1、直击雷防护在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。2、供电设施的雷击电磁脉冲防护电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流不小于10KV，接地线缆建议不小于6mm2。3、均压等电位连接技术等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10?。

系统供电系统设备建议采用UPS供电，电源质量建议满足下列要求：稳态电压偏移不大于±2%；稳态频率偏移不大于±0.2Hz；电压波形畸变率不大于5%。网络子系统设计网络架构设计该部分是视频监控子系统的重要组成部分，也是保障前端网络摄像机图像 本案中采用树型网络架构，可视工程的规模大小构建二层网络架构或三层网络架构。建议在非超大规模的视频监控系统建设中，优先采用二层网络架构，以减小数据的转发、中继环节，优化网络，使数据传输更安全、高效。视频监控系统95%以上的数据流是单向传输，方便数据的汇聚收集和管理；其次，该网络架构更有助于将故障点影响最小化，在系统故障排查、检修时不会波及其它区域监控设备上传输，可将系统检修模块化、区块化；另外，在施工及系统扩充时也会给项目带来极大好处，即该架构有较好的扩展性，可将就近的网络摄像机通过同一网络设备间内接入系统，安装调试的工作量大大降低，也为工程建设节省了大量的管线成本。网络设备选型网络中链路带宽利用率最高约80%，其中20%作为包头数据的开销。如：100M端口作为视频（数据）传输最大速率为80Mbps视频安防监控系统说明书，且网络端口带宽使用率一般在60-70%左右。为使数据传输安全、高效，接入层设备需求百兆带宽，上联带宽不低于千兆带宽；核心交换机交换容量建议大于等于所有数据流量总和的4倍，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。

为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用工业级网络产品。网络带宽需求网络带宽主要考虑前端接入交换机带宽和中心整体网络传输带宽，前端高清摄像机接入带宽需求如下：序号镜头类型设备数据流量网络带宽需求1高清（720P）2Mbps2.5Mbps2高清（1080P）4Mbps5Mbps3高清（300万）6Mbps8Mbps4高清（600万）8Mbps10Mbps中心整体网络带宽根据实际接入高清摄像机数量具体计算。存储子系统设计存储要求存储的图像数据采用全高清模式，录像数据保存30天。实际系统建设可按照不同区域的要求设定储格式和存储时间，但需考虑后期系统扩容或升级的预留空间。存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索，允许多用户同时检索、调用录像。存储模式选择高清化海量的视频数据必须依赖于强大的存储设备，本案采用海康威视CVR直接存储方式。CVR物理拓扑结构(如下图)，存储设备中集成了录像服务软件，视频图像由前端摄像机通过流媒体协议直接写入存储。这种通过流媒体协议写入存储的架构模式，可以使存储有更多的灵活性，可以做更多的工作，比如视频切割，文件压缩，文件加密等等，同时使得视频点播变得更加简单快捷。

采用CVR直接存储的优势在于：支持视频流经编码器直接写入存储设备，省去存储服务器成本，避免服务器形成单点故障和性能瓶颈，提高录像质量。支持手动录像、自动定时录像、视频移动录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像。客户端、平台直接接入，可实现对监控数据的直接下载、检索、浏览和回放等。可获得极高的录像导出速度，提供更流畅的录像回放质量。支持通过网络远程调用历史图像信息，回放时支持暂停、播放、停止、慢放、快放、拖动以及循环播放等操作，支持回放时图像抓拍功能支持MJPEG/MPEG2/MPEG4/H.264/AVS等多种图像格式视频流的实时存储及点播。高可靠性，存储设备间各自独立，任何单磁盘阵列的故障不会影响其他盘阵的正常使用。部署简单，易扩展，支持分布式存储与集中式管理的机制。提供配置、检索与回放的二次开发接口及控件，充分利用灵活对接的特点，兼容主流编码器及平台产品。存储容量计算单个通道24小时存储1天的计算公式∑(GB)＝码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。一、高清720P(1280*720)格式按2Mbps码流计算，存放1天的数据总容量 2Mbps÷8 ×3600秒 × 24小时 ×（1天）÷1024＝21GB。

30天需要的容量∑(GB)＝21GB×30天＝630GB二、高清1080P(1920*1080P)格式按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量3Mbps÷8 × 3600秒 × 24小时 ×（1天）÷1024＝42GB30天需要的容量∑(GB)＝42GB×30天＝1260GB存储设备配置计算磁盘容量损失：3TB SATA硬盘由于进制关系，实际可用容量为2793.9GB；3000/1.024/1.024/1.024=2793.9GB格式化损失：IPSAN模式格式化损失为8%-10%,CVR格式化损失为5%-7%；RAID损失：每组RAID5中有1片盘的容量用于存储校验数据；热备盘用来做故障替换，不存储实际数据；设备选择：不同系列产品对并发录像数支持不同，根据实际项目前端码流和并发路数选择；不同盘位的设备配置的RAID和热备盘数量不同，一般为8-12块硬盘一组RAID,16/24盘位配置2组RAID和1片热备盘，48盘位配置4组RAID和2片热备盘（具体配置可根据项目情况进行调整）。根据理论计算所得的存储容量换算出实际所需配置的磁盘空间。管理子系统设计系统概述管理子系统主要指的是视频监控系统的管理软件和配套设备。

视频监控系统的管理软件是整个视频监控系统的核心，系统内的操作、配置、管理都可以在软件上完成。软件采用C/S和B/S两种架构；支持报警系统与视频监控系统的联动管理；软件采用模块化设计，可以分服务器安装系统模块，以降低服务器的资源处理压力。海康威视iVMS-4200是为嵌入式网络监控设备开发的软件应用程序，适用于嵌入式网络硬盘录像机、混合型网络硬盘录像机、网络视频服务器、NVR、IP Camera、IP Dome、CVR和解码设备等，支持实时预览、远程配置设备参数、录像存储、远程回放和下载、报警信息接收和联动、电视墙解码控制、电子地图、日志查询等多种功能。软件功能实时预览实时预览支持单画面、4画面、9画面、16画面分割。实时预览视频时，可进行手动抓图或手动录像。实时预览视频时，可对前端动点进行云镜控制。可在预览画面中即时回放前几秒到几十秒内的录像，满足监控人员快速追溯历史画面。录像回放软件回放支持本地录像回放和远程回放。软件最多支持16路同步回放（要求设备支持）。软件支持智能回放（要求设备支持）。回放过程中可对回放录像进行变速回放（1/8X、1/4X、1/2X、1X、2X、4X、8X可选）。

解码上墙支持视频点位拖拽上墙。支持轮训解码上墙。支持叠加LOGO。支持录像回放解码上墙。支持大屏拼接、开窗、漫游等功能（要求设备支持）。报警管理支持视频移动侦测、视频丢失、视频遮挡报警。支持报警输入事件报警。支持设备时间报警。日志管理支持“按条件过滤”检索日志支持“按关键字”检索日志支持日志备份电子地图支持静态电子地图，图片格式支持PNG、BMP、JPEG。支持地图与摄像机分组关联。支持热点及热区编辑设置。软件特点精简的组件设计针对小型系统的非集中式管理模式，可以将多个组件安装在同一PC上，进行高度集成。三级用户权限和多达50个用户的账户管理系统针对小型系统，提供超级管理员，管理员和操作员三级用户权限管理和多达50个用户的账户管理，充分满足各个系统的权限管理方案。界面容器化处理模式在客户端组件的界面设计上，精心采用容器化处理，简化了多屏和单屏切换的处理方式，大幅改善多屏操作感受，适应了一机多屏的PC发展趋势。通道化管理模式在客户端组件设计中，加入了通道化管理模式，抛开了以设备为核心主体的传统设计方式，更加适应于IP监控的发展方向。用户体验为重心的界面设计提供图片式可视化控制面板，以用户体验为重心，颠覆式的采用所需即可用的模式，提供一个功能的多个入口，以期达到最大限度减少用户操作步骤的目标。需要才可见的显示方式在客户端组件的界面元素上，加入了需要才可见的显示方式，在日历，时间条，工具栏，系统信息栏等多处，加入该设计模式，最大限度的节省有限的屏幕显示空间。开始为高清视频监控的应用软件发展方向探路。双击此处添加文档名称双击此处添加文档名称i12