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1、1.1.1. 架构分析根据上述的项目需求分析和项目组建分析，结合目前已有的安防技术，我们针对本次“园区安防系统”的规划设计提出了三种基本架构解决方案：模拟视频监控系统、模数结合的视频监控系统和IP智能视频监控系统，并对两个解决方案进行阐述和比较。模拟视频监控系统：模拟视频监控系统的发展较早，目前常被称为第一代监控系统。模拟监控系统是以视频矩阵、分割器、录像机为核心，辅以其他传感器的模拟信号传输、控制、处理系统。模拟监控系统采用视频切换矩阵连网，多路数视频光端机上传视频图像。系统主要特点是：视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，一定距离范围内图像质量保持得很好。传统的模拟视频监控系统有局
2、限性。首先，模拟视频信号通常采用同轴电缆进行传输，在距离较远时，需要使用视频放大器对视频信号进行放大以补偿传输损耗，而这将导致信号信噪比的下降。在实际工程中，图像会产生明显失真；第二，模拟视频监控系统中所存储的视频图像信号是未经压缩的模拟信号，需要使用大量录像带，成本高、体积大且不易保存；第三，模拟视频监控系统在进行长延时录像时的图像质量较差，检索时需要在录像带上反复进退查找，难度大、不易使用；第四，与信息系统无法交换数据，应用的灵活性较差，不易扩展。由于模拟视频监控系统这些自身难以克服的缺点，不能适应报警与监控系统信息共享的要求，在系统建设过程中需要逐步淘汰或者进行升级改造。模数结合的视频监
3、控系统：数字硬盘录像机（DVR）应用到模拟监控系统中，将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，这就形成了模数结合的监控系统，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化和管理的智能化。模数结合监控系统的报警信号和视音频信号的接入、图像的切换和前端设备的控制主要采用模拟切换矩阵；图像的记录采用数字方式；图像数字化后通过计算机网络传输。模数结合的视频监控系统存在诸多问题：1. “矩阵DVR”是两套系统组合。矩阵作为实时查看设备，起到控制、切换作用；DVR作为数字存储设备。两套系统之间没有相互控制、统一管理的机制，并且也不能同时控制前端摄像机，仅仅是两套系统的组合。2.
4、矩阵级联问题。矩阵在级联过程中产生了以下问题：由于信号衰减导致图像传输到到上级部门时质量下降；上下级之间容易形成控制冲突；无法获取其他同级区域的图像，在突发情况下无法实现对周边情况的全方位了解，等等问题。3. 标准化问题。矩阵协议目前没有形成国际标准化，不同厂家的矩阵难以实现互通，对后期扩容造成隐患。4. 视频存储问题。在模数结合的视频监控系统中采用DVR作为存储介质，但是DVR没有采用RAID、不支持硬盘热插拔，使得DVR难以为平安城市治安视频监控的事后取证提供高可靠性、稳定性的存储系统。同时由于视频文件分散在不同设备上，难以形成统一管理和视频数据综合利用，例如图像识别等应用。IP智能视频监
5、控系统：随着发展的需要，传统的单一的安全监控管理模式已经无法满足行业对智能安全管理的需要，当前行业对视频监控有着更高清晰度的需要，同时还要有智能的分析手段，集成GIS地图直观显示的要求，对求助、报警、门禁、巡更、周界控制等多个分散的安全系统进行集中管理和控制的需求，对现场和中心的双向对讲、电视会议、电话通讯、公共广播等方面的集成需要，同时还要求功能强大使用便捷的用户管理、性能管理、配置管理等方面的需要，等等以上这些新的安防需求，再采用原来传统的、单一的安防体系和构架已经无法实现和完成。随着当前行业需求的变化，对安全管理的要求从单一向多系统融合集成，随着技术的发展，网络技术的成熟应用和推广，推出
6、了基于网络构架的新一代集成化的数字智能监控系统。新型的数字安全管理系统以网络为传输平台，所设计的各子系统抛弃了原来采用端到端模拟电缆通讯传输的手段，采用标准的接口和标准的协议，将原来需要在模拟线缆上传输的信号经过编解码手段，变成可以在网络上传输的信号进行传输，通过多媒体计算机和相关的软硬件平台，进行系统的监控、控制、记录、显示、处理等等方面的工作。借助于开放的网络平台，可以方便的将闭路电视监控、防盗报警、周界防护、门禁、巡更、广播、对讲、会议、通信、自动化办公等等整合到统一的平台上进行设计和实施，所有系统采用的标准和协议都基于标准开放的网络协议进行设计，各子系统可以通过提供端口或进行二次开发进
7、行系统的融合，提高了系统的集成化、智能化。系统扩容灵活，基于网络系统的易扩容性，不需要改动系统构架，也不需要对路由进行大规模的建设，仅需增加相应的网络设备提供充足的网络端口，就可以方便地进行系统的升级扩容。网络监控系统包括视频监控管理服务器、数据管理服务器、视频编码器、视频解码器、客户端软件、IP-SAN网络存储设备、IP网络和EPON无源光网络设备等。由于网络监控系统基于IP构建，系统中各个部件，都可以根据需求分布式部署并加以集中管理。与传统监控的组成类似，网络监控系统方案包括视频源、传输及交换、存储、显示及管理控制等组成部分，系统组成图如下所示：各部分组成与工作原理如下：视频源部分：完成视
8、频信号的输入功能，视频源除了包括各种固定摄像机、半球摄像机、球形摄像机、高速智能球机等前端模拟摄像器材设备外，还包括数字视频编码器。视频编码器同时具备视音频接入及编码、网络接入和iSCSI存储写入功能，可以完成监控信号的视音频输入，把模拟的视频、音频信号（如摄像机、麦克风等视音频源信号）进行数字化和压缩编码，形成IP数据包，利用网络传送到指定的目的地址，既可以进行实时查看，满足实时监控的需求，也可以直接基于iSCSI写入IP SAN存储设备进行信息保存。此外编码器还具备丰富的网络接口，除支持标准电口外，还支持SFP光纤接口和EPON无源光网络接口等。传输及交换部分：完成视频流的传送及交换功能。
9、由于视频监控方案基于IP构建，IP网络可同时具备传输和交换的功能。传输及交换部分包括路由器、接入交换机、核心交换机、EPON传输设备、信息安全产品等。为了构建高品质的监控专用IP网络，针对网络监控特性对安全接入、QoS保障和组播支持进行了充分的优化，可实现视频流的无阻塞交换，确保图像的清晰度和实时性，并具备高度的安全性、天然的可扩展能力和灵活性。由于IP技术的标准化程度高，应用广泛，部署简单。以IP网络代替传统的光端机传输是必然趋势。同时，IP领域的新技术层出不穷，所有这些技术，都可能推动监控技术的发展。如EPON无源光网络技术，可在同一根光纤上传送多路视频图像，多个监控点共享同一根光纤，从而
10、大大节约光纤部署成本，同时其无源技术大大提高网络的可靠性和安全性。存储部分：完成视频数据的存储功能。随着监控应用的不断深化，大量视频信息经常需要进行一定时期的存储。如何进行海量存储？如何实现这些海量信息的共享？视频音频存储部分包括IP SAN存储设备，主要功能是接收编码器发送过来的基于TCP/IP iSCSI 存储视频数据流，并存储起来；向PC客户端（虚拟解码器，Virtual Decoder）提供实际的VOD点播视频流数据流和视频数据下载服务；接受数据管理服务器的管理等。所有的IP SAN存储设备可以根据需求灵活的部署在不同的监控中心，但都可以通过数据管理服务器实现统一的管理。显示部分：视频
11、显示部分完成视频信号的解码及输出显示，这部分主要包括数字视频解码器，还包括电视墙、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。解码器同时具备视音频解码、输出和网络接入功能，可以把来自前端编码器传送过来的组播IP 数据包进行数字化解码，还原成模拟视音频信号后输入到电视墙、大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。此外，数字视频监控方案还提供客户端软件VC。该软件可以通过视频管理服务器对解码器的输出进行灵活的控制，实现数字矩阵的功能。同时内置软件解码工具，支持多路视音频信号的软解码，使得用户可以直接在PC上对监控内容进行实时查看或历史回放查看。VC可以接收系统产生的各类报警并加以直观显示和联动，VC同
12、时支持GIS地理信息系统方便用户操作控制。控制及管理部分：这部分完成对所有监控设备、业务的管理及控制，包括视频管理服务器、数据管理服务器等组件。其中视频管理服务器是系统的管理中心和控制中心，它的授权用户可以在任意一台PC管理终端上完成全网的设备管理、资源调度、云台控制和硬解码输出控制，所有的控制指令由视频管理服务器集中处理和发送。通过它可以很容易的实现对系统的集中管理。数据管理服务器是作为这些存储设备的管理者，从复杂的存储设备管理信息中抽象出与监控业务相关的信息，实现了对系统内大量存储设备的集中管理以及存储资源的动态分配。它的功能包括协助编码器建立与存储资源的连接、制定每个编码器的存储计划、检
13、索回放视频数据、备份视频数据、存储资源状态监控等功能。1.1.2. 架构对比说明由于目前基本上在园区安防系统的建设上不采用模拟视频监控系统，下面主要以模数结合视频监控系统和IP智能视频监控系统做对比。技术路线：比较类别模数结合视频监控系统IP智能视频监控系统技术组成模拟方式，受地域分布影响大数字化，无地域概念功能扩展无扩展功能借助于数字信号音视频同步功能，可以实现远程控制、远程管理、预决策的功能，无限扩展。成本核算：在项目组建时，成本预算是我们必须考虑的问题，针对于模数结合视频监控系统和IP智能视频监控系统，我们在如下的表格中对各自系统的成本需求做了分项对比：比较类别模数结合视频监控系统IP智
14、能视频监控系统前端设备必须必须传输环节各类光端机、光纤、管线成本；施工成本（需完全投入），并且传输成本在整个系统造价中占很大的比例。利用建立的TCP/IP园区网络线路控制设备模拟矩阵（规模越大，成本越高）IP智能管理平台（成本固定）视频录像系统采用DVR进行存储，可靠性无法保证采用高可靠SAN存储系统，扩展便利联动设备硬件联动（报警联动输出、矩阵联动输入、硬盘录像机报警输入，系统越大，成本越高）软件智能联动，投入成本交底显示设备必须必须通过上述对比表格的分析，对于区域规模化的园区来说，在构建安防系统时，IP智能视频监控系统比模数结合视频监控系统能节省可观的资金投入，符合“以合理、节约的资金投入
15、构建功能类似的安防系统”的建设前提。施工的难易程度对于组建一个综合性的安防系统来说，其最大的工作量在于布线施工和技术调试，从“成本核算”的对比表中我们可以看出，模拟系统架构解决方案需要独立的传输线路才能构建整个系统，而数字系统架构解决方案只是利用原有或者必建的园区网络来实现系统组成，因而我们可以得出一个结论，模数结合视频监控系统的施工量、施工难度明显高于IP智能监控系统解决方案。易维护性对于一个安防系统而言，其建设完成交付使用后，不出现任何问题或者不需要任何系统维护是不可能的，因而在项目组建分析时，出现问题后的易维护性也是我们必须面对的问题，下表是两种不同解决方案的易维护性对比：比较类别模数结
16、合视频监控系统IP智能视频监控系统组成设备系统结构复杂（DVR、光端机、模拟矩阵、分配器等），维护要求高，易维护性低系统结构简单（IP数字矩阵），维护量小，易维护性高传输环节传输线路复杂，需要维护人员熟知所有的布线情况，易维护性低传输载体为网络，无独立布线系统，易维护性高联动环节繁多的联动输入输出设备、繁琐的硬件线路连接，易维护性低软件方式智能联动，无额外的维护工作，易维护性高从上述的分析表格中，我们不难看出，IP智能视频监控系统在易维护性上明显高于模数结合视频监控系统。系统扩展性：对于一个分阶段建设的安防系统，系统的可扩展性是我们在设计时必须考虑的一个问题，现对两个解决方案做如下的对比分析：比较类别模数结合视频监控系统IP智能视
