系統概述

火車站作為人員密集匯聚區，由于其使用功能的特殊性，其安全性就顯得格外重要；同時，為滿足現代化管理的需要，保證區域內人員及眾多財物設施和重要資料的安全，并對突發性、群體性事件做到及時有效的控制處理是本次建設的需要考慮的問題。所以建立行之有效的安防體系是智能安全防范的重要基礎，視頻監控系統是安防系統改造的重要組成部分，也是智能化管理的體現，并極大提高現代化管理層次，為建設和諧社會的重要組成部分。

本次建設的視頻監控系統設計以數字網絡架構為基礎，應用基于計算機網絡的多媒體控制管理技術，將監控視頻圖像的控制、儲存、傳輸、查詢納入計算機網絡的統一管理，兩者互為補充、相輔相成，共同構建實用、效率、快速的安防監控系統體系。為安防監控系統提供先進的技術手段，以保障整個區域的安全。利用技防手段建立起一套功能完善、強大的技術防范體系，滿足客戶的安防監控要求，同時配合安保人員管理，實現人防與技防的統一與協調，以達到安全、高效管理的目的。

系統設計

1、系統概述

火車站視頻監控系統主要功能是輔助保衛系統對于整個區域內外的現場實況進行監視。它使管理人員在控制室內能觀察到區域內外所有重要地點的情況，為各種設備運行和人員活動提供了監視手段，是整個區域安全體系最重要的部分。系統前端全部采用高清網絡攝像機為，通過網絡傳輸到安保中心。中心部分通過管理平臺和高清數字矩陣實現圖像的控制操作顯示。

2、需求分析

根據溝通交流及專業的設計經驗，充分考慮了本系統高度的可靠性、先進性、靈活性、可擴充性、易管理性及性能價格比高等特點，并根據實際情況及未來的發展趨勢，結合產品的性能特點、專業的技術設計經驗等因素，本次建設推薦高清網絡系統架構，供業主方參考選擇采用。

3、系統拓撲圖

設計說明：

◆ 整個視頻監控系統使用數字IP架構形式；

◆ 前端攝像機配置200萬像素高清網絡攝像機，根據環境地點不同采用相應的紅外高清網絡球機、高清網絡槍式攝像機等；

◆ 前端網絡攝像機采集信號編碼壓縮成數字IP信號，通過網絡傳送到安保中心，視頻信號采用H.264編碼后由磁盤陣列存儲，實現中心對前端監控點的集中管理和數字錄像；

◆ 中心配置綜合管理平臺及高清數字矩陣，高清數字矩陣支持混合信號輸入：HDMI/DVI/VGA/AV/SDI/IP等不同接口的視頻信號同時接入，輸出到大屏可進行拼接、漫游、疊加、透明度調整等功能操作；

◆ 中心配置平臺服務器，搭建綜合視頻管理平臺，對設備、客戶端、訪問權限等進行有效管理：

◆ 各報警子系統的報警信號輸入到中心報警接口箱，與高清數字矩陣實現報警聯動輸出報警對應視頻；

◆ 網絡交換機根據實際需求不同選配百兆或千兆交換機，以實現網絡數據的傳輸冗余交換。

4、系統組成

本系統主要由前端攝像機、傳輸鏈路、中心控制/顯示部分組成。各監控點的攝像機通過網絡把視頻圖像信號發送給監控中心，通過IP-SAN網絡進行存儲，計算機都可以通過客戶端對監控視頻錄像等數據進行查詢服務；另一方面通過通過在控制中心設置的顯示單元把多路監控圖像實時的顯示在值班人員的面前。

1）前端視頻采集系統

前端視頻采集系統其功能為觀察、收集信息。前端監控設備可根據用戶實際需求，采用基于標準的H.264算法的高清網絡攝像機。高清網絡攝像機采集壓縮后的分辨率達1980X1280，由于高清網絡攝像機的顯示比例為標準的16：9寬屏顯示比例，具有比傳統模擬視頻更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫面比傳統模擬攝像機更清晰地效果。

2）視頻傳輸系統

視頻的傳輸專網是要保證視頻流的通暢，就類似于人體的“血脈”，需要保證不被堵塞。主要的設備包括：接入交換機、光纖收發器、匯聚交換機、核心交換機，主干傳輸光纜，視頻接入選用超五類（六類）非屏蔽雙絞線。視頻傳輸專網的建設需要考慮帶寬、包轉發率、背板帶寬和組播及QoS技術。視頻傳輸網絡如果要求外網訪問功能，需要做好安全防病毒措施，在專網系統中還需要增加防火墻。依照客戶的要求建設數字視頻專網，承載視頻圖像等數據。

對于監控的視頻質量和接入帶寬相對關系來講，上行384Kbps的帶寬，可以傳送清晰流暢的CIF分辨率圖像，上行512Kbps，可以傳送清晰流暢的2CIF分辨率圖像，在上行1.5Mbps，可以傳送清晰流暢的D1分辨率圖像。本次選用高清1080P傳輸的視頻帶寬約為8Mbps來算。根據實際相機的數量及帶寬選用不同的交換機進行交換傳輸。

3）中心管理控制系統

監控中心是整個系統的核心，匯接各類監控資源，并進行相應的管理、存儲、調用與顯示，主要目的是提高安全防范和各級領導決策、指揮調度、取證提供集中應用場所。本系統中心控制設計由三部分組成：

⑴控制部分

系統的控制部分主要平臺管理軟件及高清數字矩陣組成，綜合管理平臺是整個網絡視頻監控的核心，主要負責前端接入設備、客戶端用戶接入的認證與管理，媒體調度和視頻轉發，中心存儲及網絡管理和其他應用接口服務等。高清數字矩陣用于高清/標清、數字/模擬等多種視頻控制切換上墻的專用設備，控制視頻分割、縮放、疊加、拼接等圖像處理顯示功能。

平臺管理配置平臺服務器，搭建數字視頻管理平臺，軟件模塊包括：

◆ 系統管理服務器軟件：實現對遠程數字視頻設備的機構、人員、設備、任務、報警、日志等的配置、設備巡檢和實時訪問權限控制等管理；

◆ 監控中心主控軟件：C/S架構下的監控中心客戶端主控軟件，可以在系統管理服務器認證下訪問監控所有現場設備；

◆ 流媒體服務器軟件：視頻轉發管理，網絡傳輸控制管理和內外網交換控制管理；

◆ 網絡存儲管理服務器軟件：集中存儲備份管理被監控設備的實時圖像和歷史錄像，并提供集中檢索服務；

◆ 報警轉發服務器軟件：為系統管理的監控設備提供報警接收轉發服務；

⑵網絡存儲部分

視頻的存儲是為了保證歷史報警事件的查詢，做好事后取證的重要作用。所以圖像的分辨率至關重要，后端視頻存儲的設備配置IPSAN網絡存儲設備，實現對前端監控點的集中管理和數字錄像。設備的穩定性決定系統整體性能，圖像的分辨率必須達到1080P（1980×1080）以上，保證錄像回放細節的清晰度。由于需要二地分別存儲調閱，故存儲設備要一式兩套。

◆ 單套視頻容量存儲計算

按單路1080P畫質、8M/S碼流、視頻存儲30天計算：

單路容量＝3600（秒）×24（小時）×30（天）×1（路）×8M÷1024÷1024÷8=2.47T

170路容量=2.47T×170（路）=419.9T，再留有硬盤冗余量及RAID5等；

總容量=558T

⑶顯示部分

圖像顯示單元配置中間為3×4的46寸DID拼接屏，每塊顯示屏均具有單畫面顯示、4畫面顯示、輪循功能等。

系統特點

1）數字矩陣特點

◆ 是純硬件非壓縮嵌入式的高清數字矩陣，視頻無損耗，無延時；

◆ 模塊化結構并支持多業務單板混合任意組合，系統靈活；后期擴展升級便捷；

◆ 支持支持HDMI/DVI/VGA/AV/SDI/IP等不同接口的視頻信號可同時接入混合信號的任意切換；

◆ 具有圖形處理的功能，支持視頻的顯示、分割等功能；

◆ 專用控制軟件或用戶可二次開發的SDK，方便用戶系統集成。

◆ 配置專用控制鍵盤，考慮使用習慣及現場硬件環境，鍵盤功能上要做到集中、全面、操作簡捷，鍵盤搖桿中心應配備圖像抓拍按鈕，實時對動態畫面進行瞬間抓拍。其中矩陣提供的輸入輸出接口數量須進行實地勘測，并充分考慮后期的接入系統的擴展應用。

2）平臺集成度高

本系統采用主流的視頻監控平臺產品，專業的視頻應用技術，完整實現了安保監控的各項基本功能要求，在此基礎上，通過應用“系統組網”的設計思路，采用成熟的網絡視頻管理平臺產品，完美實現了視頻聯網的功能，同時滿足了本項目在圖像資源的可復用性、系統的可擴展性、異質設備的兼容能力等方面的需求。

3）兼容性強

歷史原因和競爭需要，在同一個網絡視頻管理系統中，往往會使用不同廠家和不同編碼格式的編解碼設備。 從設計和需求上看，用戶也需要不同的編解碼設備，用戶需要開放體系的視頻管理系統，滿足靈活應用并高度穩定。

系統支持一類新的數字設備需要實現新的驅動，而不需要更改設計和復雜定制開發，已成功的實現對?？?、博康、大華、DVMUX等多個廠家的數字設備支持，可在同一系統中支持不同類型的數字設備混用。并支持不同廠家不同型號報警主機和矩陣的快速互聯。

4）可靠的錄像

本系統采用專業的的存儲產品，單機可并發錄像同時并發點播，支持防錯冗余，在多個大型項目中成功應用。

系統采用先進的存儲方案，比早期存儲體系具備更高的性能價格比，支持RAID5、熱插拔、電源冗余，可保證錄像數據的穩定，提供完備的存儲管理軟件，可實現大型存儲系統的各項功能。

5）海量流媒體分發

本項目應用的一個特點，是需要支持大容量數字圖像的多級轉發和并發錄像，在技術基礎上，要求平臺軟件具備大容量穩定的流媒體服務能力。

流媒體（Streaming Media）是指在數據網絡上按時間先后次序傳輸和播放的連續音/視頻數據流，具有連續性（Continuous）、實時性（Real-Time）和時序性（Continuation）的特點。為保證流媒體的質量，需要應用專業技術，解決從編碼緩存、網絡傳輸、網絡接收、并發訪問等一系列問題。

本系統集成了在IPTV領域已成熟應用的流媒體服務器技術，可在千兆網上實現最大700M的可用帶寬，視頻轉發服務器單機最大可實現高達250路的并發能力，可充分滿足用戶需要。

6）強大網管功能

多子系統的安防系統體系需要實現多個子系統的互聯，初次安裝調試可能會需要進行幾千甚至上萬參數的配置，實際運行中也經常需要新增設備或進行參數調整，這些工作已無法通過簡單的命令行語句來完成，依托開發人員來完成系統設置和維護將導致系統實施成本劇增并無法完成向業主的交接。

系統提供專業的配置管理軟件、維護管理軟件和網管軟件，通過全網一致的圖形和表格把相關概念集中起來，使得復雜的配置網管和維護管理變得簡單可行。

系統通過程序探測所有數字設備的地址，并且能夠直接通過網絡進行配置管理和控制，所有管理功能，都能夠在任意遠端通過網絡進行。數字設備具備即插即用的功能，只需要接入以太網分配IP地址，連接攝影機就可以隨時觀察遠程圖像；通過軟件可監控所有編解碼器的狀態，方便定位故障設備，在系統運行狀態下可以對各編解碼器進行維護、檢修、升級，而不會影響整個系統。

7）報警信息的集成管理

在視頻系統中，報警系統可作為獨立的設備，也可被納入到統一的平臺管理下，用戶不需要再另外購買獨立的報警軟件，視頻管理控制服務器可通過RS232/485或IP網絡直接接收報警主機的傳送的各類報警信號，實現本地的報警聯動功能，并可將報警信號轉發至核心平臺的管理控制系統進行集中處理，可在指定的PC客戶端顯示報警輸入輸出等信息列表，可設定報警顯示次序，并支持報警聯動工作表和報警參數設置。

8）后期擴展功能

安防行業的發展是高清化、智能化，而傳統的監控設備都是基于控制并與內容無關的處理設備，而在分析了行業發展趨勢后認為，監控數字化后將必然要求監控設備具備更多的視頻智能化處理能力。

因此，數字矩陣采用了高性能的可編程視頻處理芯片，可以對視頻進行像素級的分析和處理，為智能化處理提供了優異的平臺；為安防領域日益增加的諸如行為分析、內容智能化索引和人臉識別等需求提供了可行性平臺。

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