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1、网络高清视频监控系统标准化解决方案杭州海康威视系统技术有限公司2013年11月目录目录第1章总体概述1.1 设计背景1.2 现状分析1.3 需求说明1.4 设计原则1.5 设计依据第2章系统总体设计2.1 设计目标2.2 设计思路2.3 总体结构设计2.3.1 系统逻辑结构2.3.2 系统物理结构2.4 用户价值体现第3章前端系统设计3.1 概述3.2 前端系统结构设计3.3 IPC结构特点3.3.1 散热设计3.3.2 防水设计3.3.3 除雾设计3.3.4 防虚焦设计3.3.5 防刮擦设计3.4 IPC功能亮点3.4.1 超低照度3.4.2 强光抑制3.4.3 高清透雾3.4.4 红外增强
2、3.4.5 3D数字降噪3.4.6 新一代宽动态3.4.7 SMARTIPCW色功能3.5 前端配套设施3.6 适用场景描述3.6.1 路面固定点监控3.6.2 出入口监控3.6.3 室内监控3.6.4 制高点监控3.6.5 大场景监控第4章监控传输网络设计4.1 概述4.2 设计要求4.3 传输网络设计4.3.1 网络结构设计4.3.2 网络IP地址规划4.3.3 VLAN规戈U4.3.4 路由总体规划4.3.5 网络传输带宽要求4.4 网络可靠性设计4.5 网络安全性设计4.6 网络管理规划4.7 设备选型说明第5章监控中心系统设计5.1 概述5.2 系统结构设计5.3 存储子系统5.3.
3、1 NVR存储设计5.3.2 存储结构设计5.3.3 NVR存储功能5.3.4 NVR存储亮点5.3.5 设备选型说明5.4 解码拼控子系统5.4.1 视频综合平台设计5.4.2 视频综合平台主要功能5.4.3 主要功能效果展示5.4.4 视频综合平台亮点5.4.5 设备选型说明5.5 大屏显示子系统5.5.1 大屏显示子系统结构5.5.2 LCD大屏5.5.3 DLP大屏5.5.4 设备选型说明5.5.5 主要设备选型5.5.6 监控中心及机房配套设施第6章应用管理系统设计6.1 概述6.2 软件架构设计6.3 软件模块组成6.3.1 中心管理模块6.3.2 应用模块6.3.3 客户端模块6
4、.3.4 视频质量诊断模块6.3.5 视频图像拼接模块6.4 平台功能设计6.4.1 基础管理功能6.4.2 基础应用功能6.4.3 高级业务应用6.5 平台部署环境6.5.1 硬件环境6.5.2 软件环境第7章视频系统利旧设计7.1 概述7.2 系统利旧整体设计7.3 模拟监控系统接入设计7.4 网络监控系统接入设计第8章方案优势分析8.1 全高清8.2 全网络8.3 高集成化8.4 高智能化8.5 高可靠性8.6 高扩展性8.7 高易用性第9章应用举例9.1 需求描述9.2 系统设计9.2.1 前端部分设计9.2.2 监控中心设计9.2.3 传输网络设计9.2.4 应用管理软件设计9.3
5、配置清单总体概述设计背景从模拟到网络、从标清到高清，随着安防监控技术的不断发展，用户对监控系统的要求越来越高。目前为了解决监控系统的视频图像分辨率低、存储可靠性差、视频上墙显示复杂及系统管理性差等方面的问题，海康威视从系统的先进性、可靠性、实用性等方面出发，推出了一套集前端采集、后端存储、上墙显示及应用管理于一体的网络高清视频监控系统标准化解决方案。现状分析随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有长足的发展，从最早模拟监控到数字监控再到现在方兴未艾的网络视频监控，发生了翻天覆地的变化。目前视频监控系统在应用中主要存在如下问题：系统管理性差、功能应用少：系统很难实现对设
6、备的集中管理，较少有系统管理平台或者现有管理平台的管理性不强、功能少，多局限于视频的预览、回放等基础功能，不能对系统设备进行远程参数配置、状态检测、用户权限管理等。视频清晰度低、图像质量差：现有的视频监控资源多数是以标清图像为主，整体视频图像质量差，只能解决“看得见”，无法实现“看得清”，降低了视频资源的使用价值。系统组网性不强：模拟监控系统的组网和应用受地域限制的影响较大，管理性和资源共享性较差；另外系统的扩展性和灵活性较差，不利于远距离传输。视频码流大、画面不流畅：用户在预览视频图像时，会经常出现卡、顿等现象，尤其是视频码流高、网络环境差的系统，严重影响用户的业务应用。录像占用空间高、检索
7、效率低：视频图像占用存储空间大，存储成本较高；且录像易丢失，经常查找不到，困扰用户。系统部署复杂、设备占用空间多：原系统解码、上墙、拼控等功能实现非常复杂，系统所涉及的设备部署不方便，同时会占用较多空间。系统维护不方便、故障响应不及时：系统缺乏对前端设备故障的自动侦测与预警，前端摄像机损坏很长时间也未及时发现。对旧系统的整合程度不高：新建视频监控系统与原有系统之间难以融合，原有监控资源利用率低，造成资源浪费。需求说明根据现状分析发现原先系统存在众多弊病，用户为解决上述问题，提出以下需求：1) 系统需要有中心平台进行统一管理；系统应达到高清视频的采集、传输、存储、显示；系统需全IP化，从而实现灵
8、活组网，便捷管理；降低视频码率，提高视频预览的效果；系统应具备灵活、可靠的存储方式；实现高清视频解码、拼接控制、开窗漫游显示等功能的一体化；系统具备视频质量诊断功能；从节省资源、降低成本的角度考虑原有系统利旧。设计原则本系统以“先进性、可靠性、实用性、经济性、扩展性”为基本原则，具体如下：先进性：采用成熟、主流的设备构建系统，系统建设充分利用当前最新的视音频、数据、网络等技术，充分兼顾需求和技术的不断变化，建设业内领先的高清视频监控系统。可靠性：系统硬件采用电信级的服务器及专业设备，对关键设备采取冗余备份措施，软件采用模块化、分层隔离的设计思想，确保整个系统长期稳定运行。实用性：系统的设计突出
9、应用，以现实需求为导向，以有效应用为核心，以技术建设与工作机制的同步协调为保障，确保系统能有效服务于用户的工作需要。经济性：系统整体配置性能高，价格合理，建设成本和投入较低，同时方案考虑原有监控系统的利旧。扩展性：系统采用业界主流的硬件设备，提供标准的协议，具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，可以全面兼容主流厂商的设备，并能为其他系统提供接口。设计依据1) 视频安防监控系统技术要求(GA/T367-2001)2) 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-2011)3) 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)4) 安全防范工程技术规范GB50348-20045)
10、信息技术安全技术IT网络安全GB/T25068系统总体设计设计目标系统采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、高清编码、高清传输、高清存储、高清显示；系统基于IP网络传输技术，提供视频质量诊断等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化”的视频图像监控系统，满足用户在视频图像业务应用中日益迫切的需求。本方案主要实现以下目标：建成统一的中心管理平台：通过管理平台实现全网统一的视频资源管理，对前端摄像机、编码器、解码器、控制器等设备进行统一管理，实现远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监控、管理需求
11、，真正做到“坐阵于中心，掌控千里之外”。实现系统高清化与网络化：本方案以建设全高清监控系统为目标，为用户提供更清晰的图像和细节，让视频监控变得更有使用价值；同时以建设全IP监控系统为目标，让用户可通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息，且系统组网便利，结构简单，新增监控点或客户端都非常方便。系统具备以下特征：系统具备高可靠性、高开放性的特征：通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性，另外系统可接入其他厂家的摄像机、编码器、控制器等设备，能与其他厂家的平台无缝对接；具备高智能化、低码流的特征：运用智能分析、带有智能功能的摄像机等提高系统智能化水平，同
12、时通过先进的编码技术降低视频码流，减少存储成本和网络成本，减弱对网络的依赖性，提高视频预览的流畅度；具备快速部署、及时维护的特征：通过采用高集成化、模块化设计的设备提高系统部署效率，减少系统调试周期，系统能及时发现前端监控系统的故障并及时告警，快速相应；具备高度整合、充分利旧的特征：新建系统能与原有系统高度整合、无缝对接，能充分利用原有监控资源，避免前期投资的浪费。设计思路本方案的总体设计思路如下：1)前端设备均采用高清IPC,从而实现高清视频采集，同时为满足前端多种应用场景的不同需求，推荐不同类型、不同功能的IPC；2) 采用NVR存储模式对实时视频进行分布式存储，实现存储系统的高可靠、高性
13、价比；3) 部署模块化、集成化的视频综合平台，结合高清显示大屏实现视频图像、电子地图、电脑信号的上墙显示、拼接控制等功能；同时视频综合平台还配置服务器板卡，为部署平台软件提供必要环境，实现软硬件一体化；4) 建立统一的视频信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；同时引入视频质量诊断技术，保障系统稳定运行；5) 充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。总体结构设计系统逻辑结构整个方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、监控中心和应用管理平台四部分内容，视频存储、视频解码拼控和大屏显示等内容在监控中心部分进行设计。另外，方案对系统利旧方面进行了简单说明，符合众多项目
14、设计的实际需求。下图为系统拓扑图：系统逻辑结构图系统物理结构系统物理结构图前端部分：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等，前端网络摄像机将采集的模拟信号转换成网络数字信号，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行视频图像的传输。传输网络部分：传输网络部分主要是对前端接入到核心交换机之间的网络进行设计，前端系统通过光纤收发器等网络传输设备将新建前端网络高清摄像机连接至监控中心的接入交换机，再通过接入交换机将网络信号汇聚到中心的核心交换机，监控中心端的接入交换机负责PC工作站和NVR存储等设备的接入。监控中心部分：监控中心采用NVR将高清视频图像进行存
15、储，解决数据落地问题；配置视频综合平台，完成视频的解码解码、拼接；监控中心部署LCD大屏用来将视频进行上墙显示等。系统可将模拟摄像机、网络摄像机和数字摄像机都接入到视频综合平台，实现统一的管理平台、统一的切换控制系统和统一的显示系统，实现对整个系统的统一配置和管理。平台部分：应用管理平台部署在视频综合平台的服务器板卡上，形成一体化的配置，应用管理平台可以对高清视频和用户进行统一管控，并且配置PC工作站进行预览、回放、下载等操作。用户价值体现该系统是以用户需求为出发点、用户价值为落脚点，并结合海康威视产品亮点进行组合设计，该系统的设计可带来以下几点用户价值，总结为“一项维护、两个便利、三类降低、四种效果”，具体如下：1) 有效的系统维护：该方案采用视频质
