水利项目视频监控系统解决方案

-解决水利项目的监控系统海康威视水利视频监控系统解决方案目 录第1章 概述11.1 应用背景11.2 需求分析11.3 设计目标21.4 设计原则31.5 设计标准4第2章 系统总体设计62.1 设计思路62.2 系统架构62.3 系统功能72.4 系统特点9 采用高清监控技术9 采用智能分析技术10第3章 前端系统设计123.1 前端概述123.2 视频监控系统12 前端摄像机13 前端视频处理单元17 传输线缆20 智能视频分析223.3 音频系统26 广播子系统26 语音对讲子系统263.4 安全防范系统26 埋地泄漏电缆26 红外双鉴283.5 火灾报警系统293.6 门禁系统30第4章 监控中心设计324.1 总体设计324.2 硬件设备组成32 服务器33 客户端34 存储设备35 解码设备36 大屏显示系统38 网络交换机42 防火墙43第5章 传输网络设计465.1 有线传输465.2 3G无线传输465.3 VPN虚拟专网485.4 数字微波传输48第6章 平台软件设计516.1 平台总体架构51 基础平台层52 平台服务层52 业务层52 应用层526.2 平台关键技术52 中间件技术53 构架/构件技术53 工作流技术536.2.4 *ML和Web Services技术546.3 平台模块546.4 平台功能55 通用业务功能55 基础管理功能60 扩展业务功能646.5 平台运行环境66 硬件环境66 软件环境666.6 平台性能指标67附录：设备参数68. z.-第1章 概述1.1 应用背景2011年中央一号文件中共中央国务院关于加快水利改革发展的决定提出，水是生命之源、生产之要、生态之基。兴水利、除水害，事关人类生存、经济发展、社会进步，历来是治国安邦的大事。促进经济长期平稳较快发展和社会和谐稳定，夺取全面建设小康社会新胜利，必须下决心加快水利发展，切实增强水利支撑保障能力，实现水资源可持续利用。水利是现代农业建设不可或缺的首要条件，是经济社会发展不可替代的基础支撑，是生态环境改善不可分割的保障系统。加快水利改革发展，不仅事关农业农村发展，而且事关经济社会发展全局；不仅关系到防洪安全、供水安全、粮食安全，而且关系到经济安全、生态安全、国家安全。“十二五”时期，是强化水利重点薄弱环节建设、加快民生水利发展、推进传统水利向现代水利和可持续发展水利转变的重要时期，也是加强防灾减灾工作、提高洪涝干旱灾害综合防范和抵御能力的关键时期。“十二五”时期，防汛抗旱工作的总体要求是：全面贯彻党的十七大和十七届五中全会精神，深入贯彻落实科学发展观，积极践行可持续发展治水思路，坚持以人为本、生命至上、尊重规律、人水和谐，坚持依法防控、科学防控、综合防控、群防群控，坚持兴利除害结合、防灾减灾并重、治本治标兼顾、政府社会协同，加快构建与全面小康社会相适应的防汛抗旱减灾体系，全面提高水旱灾害防御能力，确保大江大河、大型和重点中型水库、大中城市的防洪安全，努力保证中小河流和一般中小型水库安全，全力保障城乡居民生活用水安全，千方百计满足生产和生态用水需求，最大程度地减轻水旱灾害损失，为经济社会可持续发展提供安全保障。1.2 需求分析虽然近年来水利工程的监测能力有了很大提高，但整体水平与面临的形势和任务相比，仍存在一些薄弱环节。(1) 一些小型水利设施如水库等，安全监管不到位。除少部分配有水位、雨量测量装置外，大多数小型水库无任何大坝安全监测设施。多数中型水库安全监测仍采用人工观测，尚未建成自动化监测系统，难以确保在恶劣条件下数据采集的及时可靠。已建成的监测设施中，存在设备过时，精度差，可靠性低等问题。如监控摄像头仍采用低分辨率的模拟摄像机，对现场情况采集不够精确。(2) 对于重要的水域缺乏统一的管理监控，尤其是一些跨区域河流，监控系统各自独立，达不到有效监控的目的。(3) 一些水利设施的闸门、泄洪道、泄洪洞等，常年处于无人值守状态，需要设置监控点，保证其安全。(4) 部署的水文监测设施，仅仅只能提供数据信息，发生情况时，缺乏对现场直观的了解。(5) 部分水利设施地处偏僻，在白天无人和夜晚的时候，需要对其周边进行监控，防止人为的破坏。(6) 视频监控以“被动监控”为主，需要值班人员时刻监控，大多数时间只适用于事件追溯的视频查阅，不能在发生险情的第一时间发生报警，以便相关人员采取对应措施。1.3 设计目标针对水利的监控需求，我们将设计一套完善的视频监控系统，主要实现以下目标：(1) 能够对水利工程重要区域进行实时监控，监控录像能够长时间保存，并且重要录像进行备份；(2) 实现多级平台级联，上级平台能够对下级平台及所辖监控点进行管理，能够调阅所有录像；(3) 采用智能视频设备，能够实现智能主动监控；(4) 能够对水利工程及水域的水位状况、潮位状况、闸门开启度等进行实时准确的监控，在发生紧急情况时发生报警并联动相关系统；(5) 整合水利工程内门禁、安全防范、火灾报警等系统，实现集中监控的目的；(6) 对水利工程管理场所的人员、车辆进行管理，对进出水利工程内各操作、管理室的人员进行管理。1.4 设计原则随着信息技术的飞速发展，新技术不断涌现。水利视频监控系统，必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，从而保护投资。同时本方案以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下原则：l 可靠性系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。前端可采用双机热备方式，平台可采用双网双备方式。同时系统的使用不能影响站内被监控电气设备的正常运行。l 兼容性部分水利工程已经建设有监控系统，且未达到使用年限，大规模更换并不现实。本方案需要充分考虑对原系统的利旧，保护原有投资，最大程度地降低系统造价和安装成本。l 先进性在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、控制技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。l 扩展性系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。系统加入新建水利时，只需配置前端系统设备、建立和上级调度的连接，在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做大的改动。l 易管理性、易维护性系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。l 安全性综合考虑设备安全、网络安全和数据安全。在前端采用完善的安全措施以保障前端设备的物理安全和应用安全，在前端与监控中心之间必须保障通信安全，采取可靠手段杜绝对前端设备的非法访问、入侵或攻击行为。数据采取前端分布存储、监控中心集中存储管理相结合的方式，对数据的访问采用严格的用户权限控制，并做好异常快速应急响应和日志记录。1.5 设计标准l 中华人民共和国公安部行业标准（GA70-94）l 视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）l 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-94)l 工业电视系统工程设计规范（GBJ115-87）l 入侵报警子系统通用图形符号（GA/T75-2000）l 建筑及建筑群综合布线工程设计规范 （GB/T50311-2000）l 电线电缆识别标志方法（GB/T6995）l 全介质自承式光缆（YD/T 980-1998）l 建筑设计防火规范（GBJ16-87）l 入侵探测器通用技术条件（GB10408.1-89）l 防盗报警控制器通用技术条件（GB12663-90）l 报警图像信号有线传输装置（GB/T16677-1996）l 电视视频通道测试方法（GB3659-83）l 彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-1987）l 信息技术开放系统互连网络层安全协议（GB/T 17963）l 计算机信息系统安全（GA 216.11999）l 计算机软件开发规范（GB8566-88）l 智能建筑设计标准（GBT503142000）l 入侵报警工程程序与要求（GA/T75-94）l 入侵报警子系统验收规则(GA308-2001)l 入侵报警工程技术规范(GB 50348-2004)l 电子计算机机房设计规范(GB50174-93）l 建筑物防雷设计规范(GB50057-94)l 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)l 入侵报警子系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)l 民用建筑电气设计规范(JGJ/T16-92)l 水利信息网命名及IP地址分配规定（SL307）第2章 系统总体设计2.1 设计思路随着视频监控进入高清时代，模拟摄像机已无法满足水利视频监控的需求，高清摄像机的应用不但满足了细节监控（设备状态、表盘刻度）的需求，还为设备的智能状态分析提供了精确的视频源。采用智能分析设备对各种行为进行分析并执行各种预案，变“被动监控”为“主动监控”。智能分析设备除了能进行行为分析外，还具有车牌识别功能，对进出水利工程的车辆进行管理。在计算机技术和网络通信技术不断发展的今天，系统的整合是发展的必然。视频监控系统作为一种重要的现代化监测、控制、管理手段，以视频监控系统为核心，同时把安全防范、火灾报警、门禁等系统整合进来，并把各系统有限关联起来配置成预案，增加系统的高效性，实现集中控制的目的。2.2 系统架构水利视频监控系统由各级监控中心和前端监控站组成。在省级、市级、县（市、区）级水利主管部门和防汛指挥中心，以及省属流域管理部门、省级水利枢纽分别设置监控中心，在前端水域和水利工程管理等单位设置监控站。监控中心和监控站通过传输网络连接，构成一个多级联网的视频监控系统。前端监控站作为整个视频监控系统的第一线，负责对视频图像的采集、编码、传输以及报警信号的采集。县市监控中心、省属流域及省级水利枢纽监控中心负责对所辖区域内前端监控点视频图像、报警信号的汇聚，并转发给相关单位及上级部门，同时对重要的录像和报警进行备份。中心有权对前端系统实施管理、控制，能够调阅前端录像、控制摄像机云台操作等。大屏显示系统能够对前端采集的图像解码上墙，以轮巡、拼接等方式呈现。省级监控中心对视频监控系统内所有下级中心和前端监控站进行监管，能够调阅系统内所有监控点的录像和备份的重要录像，并通过流媒体转发给相关权限人员。平台预留有通信接口，用于和上级平台的对接。2.3 系统功能水利视频监控系统应具备如下功能：1) 实时视频监控通过客户端和浏览器可以实时掌握水利工程现场的一切情况，对所辖区域的任一摄像机进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进行设置控制应具有唯一性和权限性，同一时间只允许一个高权限用户操作。2) 智能视频分析通过智能视频设备，支持穿越警戒面检测、进入离开入侵区域检测、物体快速移动检测、大型物体落水检测、水面漂浮物检测、徘徊检测、人物聚集检测等应用。针对监视目标进行实时检测并按照用户设置的预案触发报警，发生入侵行为后，系统能对非法目标实现移动跟踪。除了行为分析外，系统还可通过智能车牌识别功能对水利工程的来访车辆进行识别，已登记车辆自动开启门禁放行，未登记车辆联动报警并抓拍记录。3) 第三方系统整合水利工程在建设时及投运后，会陆续部署一些系统，比如门禁、安全防范、火灾报警等系统，这些系统大都独立运行，给管理维护带来了不便。为了实现智能化控制，需要把第三方系统整合至水利视频监控系统，实现远程控制功能，并制定联动预案，可以有效提高系统高效性，实现智能化。4) 预案系统通过现场设备和平台软件对各子系统进行关联，制定联动预案：当安全防范或火灾报警设备被触发时，有预置功能的摄像机还能自动转到预置点，按需设置联动录像功能，同时联动灯光装置，对目标位进行照明；预设的报警能弹出窗口，并配合电子地图显示。5) 语音功能客户端主要有语音对讲和语音广播功能：通过语音对讲，上级管理部门和水利工程工作人员可以进行沟通；通过语音广播，工作人员可对现场工作进行指导，对非法闯入人员进行警告。6) 电子地图支持JPEG、BMP格式位图的导入和显示，可导入水利工程的平面图，在平面图上添加关联设备，并在电子地图上实现远程设备控制，报警图标闪烁等功能。7) 录像回放对监控视频进行实时存储，记录告警前后的现场情况，记录水利工程内设备操作、事故检修过程；通过网络调用回放录像，提供事故发生时的资料，为事故分析和事故处理提供帮助，并为事故处理和标准化作业教学提供宝贵的资料。8) 远程配置维护系统提供远程访问功能，管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数，实现校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能，提高的设备维护效率。9) B/S方式访问MIS用户通过B/S（Brower/Server）方式访问系统，B/S方式采用标准的HTTP协议，具有很强的开放性和兼容性，完全能融合在系统现有网络中。通过标准的IE浏览器，相关负责人和管理人员可根据不同的权限对系统进行配置及监控，操作界面全部为中文可视化界面，使用非常方便。2.4 系统特点2.4.1 采用高清监控技术现有的视频监控系统，主要功能是记录事件的经过，在更多关键细节上做的还不够。随着视频监控技术的高速发展，用户对于视频监控产品的要求也在不断提高，“让我们看得更清楚”是许多用户提出的一个非常迫切的需求。在视频监控产品经历了模拟时代、数字时代、网络时代的发展后，现在已经逐步走入了高清时代，高清监控已成为未来安防行业主要发展技术之一。关于“高清”的定义，最早来源于数字电视领域，美国电影电视工程师协会提出了高清电视（HDTV）标准，分辨率需达到720p以上。安防行业内部对于高清没有成文的标准，模拟摄像机超过480线就宣称为高清，经数字编码后分辨率可以达到D1或4CIF；当网络摄像机出现后，分辨率满足720p才能称为高清。完整的高清方案需要前端、平台、传输、存储、浏览、显示等各环节都满足高清标准。通过下图可以看到CIF、4CIF、720P、U*GA的分辨率比较，可以清楚看到高清摄像机（720P、U*GA）的分辨率远大于标清摄像机（4CIF），分辨率的不同带来了清晰度的差异。通过上面的图例，高清视频监控相比标清视频监控具有明显的技术和应用优势：l 图像清晰度更高，在水利工程的一些重要监控点（重要仪表的监视），应采用高清摄像机可以获取高清晰度的监控画面，能更清楚地呈现仪表读数。l 高清监控技术的采用，使场景覆盖范围更广，减少单位面积监控点的数量，可以提高监控效能，减少设备投资。l 使细节更清晰，大大提高智能视频分析的精度，有利于图像识别和智能视频分析的应用。2.4.2 采用智能分析技术水利工程一般面积大、监控范围广，所需摄像头数量多，单凭少量显示屏和几个值班人员，是难以兼顾的。传统DVR的主要作用是事后调查回放，往往都是事故发生后，才去查阅相应的视频，仅仅作为案件的回顾。而不能防患于未然，在事件发生时就及时发现并进行控制，从而减少误操作，预防人身伤亡事故。众多摄像机采集的视频信息量大、无效视频信息多，通过智能视频分析过滤功能可减少无用视频信息，将大量无用信息过滤在前端，制定分析策略后将有价值的视频信息提取并存放到上级平台。早期的视频移动探测技术（VMD）并不是真正意义上的智能视频分析技术，仅仅具备移动探测功能，在目标跟踪、分类、识别等方面功能较弱，还会产生大量误报。由于VMD技术的缺陷，就产生了基于背景建模和目标追踪技术的智能视频分析（IVS）技术， 这里的IVS技术是个泛指以示与VMD技术的区别。智能视频监控系统，与传统的监控系统相比，具有更优的有效性和持久性。海康威视智能视频服务器可以对多种行为进行视频分析，它能够识别不同的运动物体，能够实现全天候工作，大大减轻平台值班人员的工作强度，发现监控画面中的异常情况，并能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息，提高报警处理的及时性，从而能够更加有效的协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象。第3章 前端系统设计3.1 前端概述前端系统主要由视频监控系统、音频系统、安全防范系统、火灾报警系统、网络设备等组成，实现对自然水域和水利工程现场视音频及各种入侵报警、火灾报警信息采集、处理、监控等功能。视频监控系统包括常规视频监控及智能视频分析。音频系统包括监听、广播及语音对讲。安全防范、火灾报警等子系统通过前端视频处理单元进行接入。前端系统拓扑图3.2 视频监控系统视频监控系统主要负责对水利工程重要区域的视频监视，同时能与其它子系统进行报警联动，满足水利工程正常运行的要求。除了常规视频监控外，本方案还采用智能视频分析，以此提高系统的实用价值。3.2.1 前端摄像机3.2.1.1 主要监控点分布l 堤防大坝大坝是调控水资源时空分布、优化水资源配置的重要工程措施,也是江河防洪工程体系的重要组成部分。大坝安全监测是人们了解大坝运行状态和安全状况的有效手段和方法。它的目的主要是了解大坝安全状况及其发展态势,是一个包括由获取各种环境、水文、结构、安全信息到经过识别、计算、判断等步骤,最终给出一个大坝安全程度的全过程。视频监控系统作为其中重要的一环，有着不可替代的作用。建议在大坝坝顶、周边路面及附近水域部署监控点位，对大坝老化、建筑材料变质开裂、侵蚀和风化情况，以及洪水水位、坝体渗漏等实施全方位的监控。l 水闸水闸是一种利用闸门挡水和泄水的低水头水工建筑物。关闭闸门，可以拦洪、挡潮、蓄水抬高上游水位，以满足上游取水或通航的需要。开启闸门，可以泄洪、排涝、冲沙、取水或根据下游用水的需要调节流量。建议在水闸部署监控点位，负责对闸门开启度、洪水流量、泄洪道情况等进行实时监控，保障水闸的安全稳定运行。l 水位尺水位尺，是在江、河、湖泊或其他水体的指定地点测定水面高程的装置，监控摄像机要能在远距离清楚地观测到水位尺的刻度。l 水泵机组水泵机组包括水泵、动力机(电动机和内燃机等)和传动设备。它是泵站工程的主要设备，又称为主机组。泵站的辅助设备、电气设备和泵站中的各种建筑物都是为主机组的运行和维护服务的。水泵机组作为水利工程中的重要组成部分，需要部署监控点位，对其运行状况、日常维护维修过程、人员入侵等实施监控、l 避风港在沿海地区，当台风来临时，所有渔船都要返回避风港躲避台风。如此多的渔船停泊，对于避风港的管理和安全监管有着非常高的要求。在避风港部署监控点，能够实时掌握港内渔船的停靠、出港、回港情况，为港务调度、安全监管提供依据。3.2.1.2 摄像机选型前端摄像机的监控范围大小、视频采集质量将影响整个视频监控系统的质量，应结合水利工程实际环境选择合适的产品和技术方法，保障视频监控的效果，我们在选择摄像机时可参考以下原则：l 对于室外监控点，如大坝坝顶、避风港、水闸泵站建筑主体等，由于其监控范围大，视野要求广，建议采用高清智能高速球机。高清高速的特点，既保证了全景的监控，也不会造成细节的遗漏。l 水利工程的控制室及管理中心安装着重要的仪器设备，这些设备一般要求24小时运行，且造价昂贵。为了保证机器设备正常的运行和安全防盗防破坏，建议采用红外枪机配合云台的方式对其实施监控，对于一些室内面积较大的场所，可采用红外中速智能球机，以保证视频监控的全方位无死角。l 对水文观测设施、分滞洪区爆破点等进行监控可采用高清变焦摄像机配合云台的方式。l 对于闸门、水泵的出水口等固定对象进行监视可采用固定枪机。l 大门、走廊及电梯等场所监控可采用固定红外枪机，具备红外夜视功能，满足全天候24小时监控的需要。l 模拟摄像机的清晰度应达到540线以上，网络标清有效像素达752*582，网络高清有效像素达720p以上。l 摄像机变焦镜头的最大变焦倍率所对应的焦距，应大于监控区域内最远被监控对象所对应的焦距（应根据监控区域内最远被监控对象所对应的焦距进行选择），且光学变焦大于18倍，数字变焦大于6倍。l 需要夜间摄像的监控点，为保障夜间低照度条件下的清晰度，采用的摄像机应具有彩转黑、低照度（彩色1.0LU*、黑白0.01LU*）功能。l 室外枪机需配置IP66等级的室外型防护罩。l 室外球机需达到IP66防护等级。l 网络摄像机应具备开关量输出功能，以控制补光灯开启。l 所有IP摄像机除了网络口还需具备BNC接口，以便接入智能视频服务器。3.2.2 前端视频处理单元3.2.2.1 网络视频方式对于新建的视频监控系统，建议采用海康威视DS-8600N-ST系列机型，最大支持32路网络视频接入及8个SATA硬盘接口。1) 技术介绍DS-8600N-ST系列是海康威视自主研发的新一代NVR（Net Video Recoder），它融合了多项专利技术，采用了多项IT高新技术，如视音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、网络技术和智能技术等。它既可作为NVR进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。除了视频信号，设备可具有开关量接口，支持开关量报警信号的输入、开关量控制信号的输出。2) 主要功能 支持NTP（网络对时）协议、SADP（自动搜索IP地址）协议、SMTP（邮件服务）协议、NFS（接入NAS）协议。 可接驳网络摄像机、网络快球和网络视频服务器； 可接驳第三方（ARECONT、A*IS、Panasonic、PELCO、SAMSUNG、SANYO、ZAVIO）网络摄像机； 可接驳支持ONVIF、PSIA标准的网络摄像机； 支持IP通道协议自定义功能 支持500W像素高清网络视频的预览、存储与回放； HDMI与VGA输出分辨率最高均可达1920*1080p； 支持HDMI、VGA、CVBS同时输出，支持HDMI与VGA双操作模式，可分别进行预览和回放； 支持预览图像与回放图像的电子放大； 采用HIKVISION云台控制协议时候，可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放； 支持假日录像和抓图配置； 支持计划抓图、手动抓图、报警抓图以及图片的回放、备份； 支持冗余录像、抓图设置； 支持多画面分割下不同通道并行预览与回放； 支持最大16路720p实时同步回放； 支持标签定义、查询、回放录像文件； 支持录像文件倒放功能； 支持按事件查询、回放、备份录像文件； 支持重要录像文件保护功能；3) 数量配置及存储计算因DS-8616N-ST支持接入32路IP高清摄像机，视频图像存储空间计算公式：每个前端存储总容量(GB)【视频码流大小(Mb)60秒60分24小时存储天数/8】/1024。以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算如下：7天15天30天1280*720(HD720P)，4Mb码流（最佳图像效果）295.31632.811265.63假设视频录像需连续存储30天，以16路720P存储为例，根据计算得出需要19.78TB，实际配置时还需要考虑格式化开销，建议采用8块3TB硬盘。3.2.2.2 模拟视频方式考虑到成本因素及现场情况，也可实行纯模拟视频的方式。建议采用海康威视DS-8100HF-ST系列机型，最大支持16路模拟视频接入及8个SATA硬盘接口。1) 技术介绍DS-8100HF-ST系列网络硬盘录像机是海康威视自主研发的新一代网络硬盘录像机，它融合了多项专利技术，采用了多项IT高新技术，如视音频编解码技术、嵌入式系统技术、存储技术、网络技术和智能技术等。它既可作为DVR进行本地独立工作，也可联网组成一个强大的安全防范系统。除了视频信号，设备可具有开关量接口，支持开关量报警信号的输入、开关量控制信号的输出。2) 主要功能 HDMI与 VGA 输出分辨率最高均可达 1920*1080p； 支持 HDMI、VGA、CVBS 同时输出，支持 HDMI 与 VGA 双操作模式，可分别进行预览和回放； 所有通道可支持 4CIF 实时编码； 支持零通道编码； 支持预览图像与回放图像的电子放大； 采用HIKVISION云台控制协议时候，可通过鼠标选定画面任意区域并进行中心缩放； 支持假日录像和抓图配置； 支持计划抓图、手动抓图、报警抓图、抓图 FTP 上传以及图片的回放、备份； 支持冗余录像、抓图设置； 支持多画面分割下不同通道并行预览与回放； 支持最大16路4CIF 实时同步回放； 支持标签定义、查询、回放录像文件； 支持回放时对录像场景的自定义区域进行智能搜索； 支持录像文件倒放功能； 支持按事件查询、回放、备份录像文件； 支持重要录像文件保护功能；3) 数量配置及存储计算因DS-8116N-ST支持接入16路模拟摄像机，视频图像存储空间计算公式：每个前端存储总容量(GB)【视频码流大小(Mb)60秒60分24小时存储天数/8】/1024。以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算如下：7天15天30天720*576(D1)，2Mb码流（最佳图像效果）147.66316.41632.81假设视频录像需连续存储30天，以16路D1存储为例，根据计算得出需要9.89TB，实际配置时还需要考虑格式化开销，建议采用6块2TB硬盘。3.2.3 传输线缆3.2.3.1 模拟信号传输监控系统中，视频信号的传输是整个系统非常重要的一环，这部分的造价虽小，但关系到整个监控系统的图像质量和使用效果，因此要选择经济、合理的传输方式。目前，在监控系统中最常用的传输介质是同轴电缆、双绞线、光纤等方式，对于不同场合、不同的传输距离，应选择不同的传输方式。1) 视频监控同轴电缆传输信号传输带宽为50Hz4MHz，传输距离在200m以内时，可选用SYV75-3同轴电缆；传输距离在500m以内时，可选用SYV75-5同轴电缆。2) 视频双绞线传输视频双绞线基带传输是用5类以上的双绞线，利用平衡传输和差分放大原理。这种传输方式的优点是线缆和设备价格便宜，传输距离相对较远。3) 光缆传输常用的光缆传输是“视频对射频调幅，射频对光信号调幅”的调制解调传输系统。光缆传输技术是远距离传输最有效的方式，传输效果也都公认的好，适于几公里到几十公里以上的远距离视频传输。具体实施为普通视频线、控制信号线（附近监控点）到光端机发射端，通过光缆把视频信号传输到监控中心的光端机的接收机还原成视频信号进行监控和存储；控制信号通过光端机和光缆传输到前端设备，完成对前端云台、变倍镜头、高速智能球、其他联动设备进行控制。根据三种传输方式的特性，三类传输方式比较如下：l 图像质量光纤同轴电缆超五类非屏蔽双绞线；l 传输距离：光纤超五类非屏蔽双绞线同轴电缆；l 传输成本：光纤超五类非屏蔽双绞线同轴电缆；l 施工和维护难度同轴电缆光纤超五类非屏蔽双绞线。对于水利监控环境，信号线传输建议如下：1) 一般监控点到监控中心的距离不超过500米时，为确保监控系统的图像质量，一般建议采用视频同轴电缆传输方式；2) 当监控点距离监控中心距离较远（超过500米）时，建议采用光纤传输方式；3) 当必须穿越复杂电磁环境时（如有大功率电动机）时，建议采用光纤传输方式。3.2.3.2 IPC网络传输高清网络智能球机（IPC）是通过网络传输信号，其对带宽的要求是：l 1600*1200(1200P)，8Mb码流l 1280*720(720P)，4Mb码流 因网络信息通过双绞线传输距离受限，且摄像机是安装在室外，因此建议监控点到监控中心距离100米以内的采用超五类网线的方式，100米之外的采用光纤传输的方式，保证视频传输的质量。 核心网络设备的部署应满足视频监控专网多业务、高负载处理的应用需要，并确保网络核心的稳定性和可靠性。3.2.3.3 线缆敷设除了选择充分满足标准的线缆之外，施工必须符合GB 50217-1994电力工程电缆设计规范的要求。我们建议以下基本要求：1、 线缆长度应满足距离要求，避免电缆的破裂接续，若必须接续时，采用焊接方式或者专用连接器；2、 电源电缆和信号电缆应分开铺设；3、 所有电缆应避开恶劣环境，如高温热源和化学腐蚀区等；4、 所有电缆应远离高压线或大电流电缆，不易避开时应各自专配金属管，并尽可能地埋入地下；5、 当在建筑内铺设时，应按建筑设计规范选用管线材料及铺设方式，埋于建筑物体内；6、 电缆穿管前应清理管内杂物，穿线时宜涂抹黄油或滑石粉，进入管口的电缆应保持平直，管内线缆不能有接头和扭结，穿好后应作防潮、防腐等处理；7、 电缆应从所接设备下部穿出，并留出一定余量；8、 在电缆端做好标志和编号，便于事后排查。3.2.4 智能视频分析3.2.4.1 行为分析子系统以往视频监控系统实行“被动监控”只适用于事后追溯，而前端智能跟踪球及智能视频服务器的采用，变“被动”为“主动”，可以对事件做到“早发现早预防”。设备数量可按需配置，今后可以增加设备数量以支持更多的视频分析。1) 单球跟踪智能跟踪球利用行为分析作为触发事件，球机将自动跟踪目标物体直至物体消失。触发模式：事件触发和手动选取。海康威视智能跟踪球可以对重要区域，如水库大坝进行智能分析，划定大坝为警戒面，在布防的情况下，当有人体或者大型物体落水时，即产生报警信号，并进行跟踪。2) 主从摄像机跟踪由主摄像机（枪机）、跟踪球机及控制单元（智能DVR/DVS）组成。当主摄像机检测到触发报警的目标时，控制单元驱动球机锁定报警目标并对其进行自动跟踪、放大以得到更清晰的目标特征，利于实时的判断和事后对照取证。主摄像机可采用任意枪机，跟踪球机需采用模拟跟踪球，推荐采用海康威视iDS-2AF1-517。智能DVS可采用海康威视iDS-6502HF(/B)视频服务器，支持对2路视频进行4CIF编码及支持2路智能分析，并支持主从摄像机跟踪。iDS-6502HF的行为分析如下：比如对大坝周围进行智能分析，采用固定枪机对划定的警戒区域进行判断，当有人员或者物体落水时，达到触发条件产生报警、驱动球机进行跟踪，可以有效预防误跑间隔出现新的险情。3.2.4.2 水面漂浮物检测智能分析技术能够对河流、水库、湖泊等水域水面进行智能分析，若检测到水面有漂浮物污染，则发生报警，并联动摄像机至目标位。3.2.4.3 车牌识别子系统车牌识别系统主要由高清抓拍机、车辆检测器（地感线圈）及补光灯组成。利用先进的光电、图像处理、模式识别、远程数据访问等技术，对水利工程管理区域的每一辆来访车辆的前部特征图像和车辆全景进行连续全天候实时记录，车牌识别智能视频服务器根据所拍摄的图像进行车牌自动识别。识别出车牌后和数据库已录入的车牌进行比对，判别是否为授权车辆。如果是已登记的车辆自动开启门禁放行；如果是未登记的车辆启动相应联动通知调度中心并抓图记录，调度中心可调阅视频来判别是否手动开启门禁。系统可自动对车辆牌照进行识别，包括车牌号码、车牌颜色的识别。l 车牌号码自动识别在实时记录通行车辆图像的同时，还具备对符合“GA36-92”（92式牌照） 、“GA36-2007”（新号牌标准） 、“GA36.1-2001”（02式新牌照）标准的民用车牌、警用车牌、军用车牌、武警车牌的车牌自动识别能力，包括2002式号牌。所能识别的字符包括:阿拉伯数字“09”十个英文字母“AZ”二十六个省市区汉字简称京、津、晋、冀、蒙、辽、吉、黑、沪、浙、皖、闽、赣、鲁、豫、鄂、湘、粤、桂、琼、川、贵、云、藏、陕、甘、青、宁、新、渝、港、澳、台；04式军用车牌汉字军、空、海、北、兰、济、南、广、成号牌分类用汉字警、学、使、领、试、境07式武警车牌字符WJ样式的字母数字在环境无雾、车牌挂放规范、无污损且不含五小车辆情况下，系统白天车牌识别率应不小于98%，号牌识别准确率不小于95%；晚上车牌识别率不小于97%，号牌识别准确率不小于95%。l 车牌颜色自动识别系统能识别黑、白、蓝、黄四种车牌颜色。l 系统识别的车牌类型部分示例：3.3 音频系统3.3.1 广播子系统通过广播系统，监控中心操作人员可对现场进行喊话，对操作维护时的违章行为进行及时制止，对非法进入水域游泳、钓鱼等行为进行警告。3.3.2 语音对讲子系统当现场人员需要支持时，通过该系统可与平台、前端的工作人员进行及时沟通。语音对讲设备是一体化设备，由三部分组成：麦克风、音响、呼叫按钮。麦克风和音响通过BNC接口与视频处理单元的音频输入、输出口连接；呼叫按钮可接入视频处理单元的开关量接口。3.4 安全防范系统3.4.1 埋地泄漏电缆泄漏电缆周界报警系统是一种隐蔽式的入侵探测报警，埋在摄像机立杆周边的草坪或泥土下，不会破坏周围环境，不影响围界美观。如果有人试图盗取或者破坏摄像机，在不知觉的情况下，就会被探测到，是一种高科技的周界报警产品。1) 技术介绍泄漏电缆报警器工作时，通过一根泄漏电缆传送一定频率的射频电磁场，在泄漏电缆的外层导体开槽处，往外发射电磁场。另一根并行敷设的泄漏电缆接收电磁场，形成收发能量直接耦合，当入侵者进入两根泄漏电缆形成的电磁场探测区域时，电场能量受到扰动，引起接收信号的变化，这个变化的信号经放大处理后被检测出来，产生报警。泄漏电缆探测器由泄漏电缆探测器主机、非泄漏电缆、泄漏电缆、终端器以及电缆连接头组成。泄漏探测器主机的作用是发射和接收无线电磁场，并且分析处理接收信号，并按照智能算法判别报警与否，2根泄漏电缆埋在周界位置，1根发射电磁场，1根接收电磁场，2根非泄漏电缆连接探测器主机和泄漏电缆。非泄漏电缆是普通的同轴电缆线，工作时不向外发射电磁场，只是起连接报警处理器和泄漏电缆的作用。非泄漏电缆跟报警处理器和泄漏电缆的连接处要做防水、防尘和防腐蚀处理。泄漏电缆是特殊制作的一种同轴电缆，它在工作时，其中一根要向周围的空间发射电磁场，另一根要接收电磁场。两根泄漏电缆要基本平行的埋入地下，两根泄漏电缆之间的距离在1.0米左右，具体距离要视现场情况而定，两根电缆的埋地深度在10公分左右，具体埋地深度也要视现场情况而定。泄漏电缆可以直接埋入地下，也可以穿入PVC管后埋入地下，但是不能穿入钢管后埋地，否则会影响探测效果。2) 功能介绍当有人入侵防区时，泄漏电缆探测器主机接收到报警信息，并把报警信息发送至前端视频处理单元。前端视频处理单元可根据预置规则联动相应功能，调用摄像机至预置位，启动报警录像，联动相应的灯光照明以及声光报警器，对入侵行为进行警告；同时报警信息上传至监控中心，使管理人员能够掌握入侵现场移动物体的情况。基本功能：l 布防与撤防l 布防后的延时l 防破坏l 微机联网功能l 报警联动输出。3.4.2 红外双鉴多数的水利工程都设在郊外远离城市的地方，若有不法分子侵入管理室或者控制室进行盗窃或破坏等违法行为，将造成巨大的经济损失，因此对水利工程相关区域实施安全防范探测是十分必要的。根据水利工程设施的特点，安全防范设备建议采用红外双鉴、声光报警器等设备。探测器通过报警线缆直接与前端视频处理单元连接，当发生报警时，报警信息能够及时上传给前端视频处理单元，并且能联动相关设备，如启动照明灯光、声光报警器等。同时一些水库、闸站管理室的门禁一般安装在主要入口或重要区域入口，但缺乏对已进入室内人员的管控，同时以往的安全防范设备无法对小动物进行有效的防范，红外双鉴的出现可以改善这一局面。1) 技术介绍红外双鉴是被动式红外传感器和微波传感器的组合，微波只对移动物体响应，红外只对引起红外温度变化的物体响应，只有在微波和红外同时响应才会作出报警，大大提高报警可靠性。微波传感器根据多普勒效应原理来探测移动物体：传感器发射微波，微波遇到障碍物时被反射回传感器，当障碍物相对传感器运动时，则传感器接收到的反射波频率发生变化；当障碍物朝着传感器运动时，传感器接收到的反射波频率比发射波高，当障碍物远离传感器运动时，传感器接收到的反射波频率比发射波低，因此传感器通过比较反射波和发射波的频率来探测是否有移动物体进入。2) 主要功能当检测到移动物体时，通过开关量输出报警信息到前端视频处理单元。前端视频处理单元可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，使管理人员了解进入区域的移动物体；联动相应的灯光照明，调用预置位，启动报警录像等。3.5 火灾报警系统水利工程管理处及控制室等区域是水利工程的重要区域，万一发生火灾将造成不可估量的损失，因此火灾报警就显得尤为重要。1) 技术介绍前端视频处理单元可通过开关量报警电缆与烟感探测器，进行实时通讯，能够及时响应烟感探测器发出的报警信息。2) 主要功能当检测到火灾时，烟感探测器输出报警信息到前端视频处理单元。前端视频处理单元可根据预置规则联动相应功能：报警信息上传中心，保安人员可以迅速来到事发地点；联动相应的灯光照明，调用预置位，以便前端及监控中心能及时了解现场火势。火灾报警系统的开关量能实现各种联动：开启门禁，使火灾区域的人员能够逃生；实现与电源控制开关的联动，自动切断重要设备的电源。3.6 门禁系统门禁系统作为一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术和现代安全管理措施为一体。网络化门禁系统的应用将大大提高水利工程管理区域的实时监控能力和出入权限的管理能力、数据的自动存储、问题的分析的水平，提高运行维护的效率和大大降低成本。1) 技术介绍门禁系统主要由门禁控制器、读卡器、电控锁、门磁和电锁电源等组成，通过安装在建筑物的主要出入口、设备机房等重要区域的通道口，从而实现对出入口的控制。通过门禁监控主机，能够对各通道口的通行对象及通行时间等进行实时控制或设定程序控制。用智能卡代替钥匙开门，系统自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息，持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后，门禁点才能自动开门放行允许进入；当忘记关门时，还能发出报警信号。门禁系统组成介绍如下：a) 门禁控制器 门禁系统的核心部分，相当于计算机的CPU，它负责整个系统输入、输出信息的处理、储存、控制，直接通过以太网接入视频监控系统。水利工程内的门禁控制器需采用支持局域网和广域网的专业级网络门禁安保控制器。由于设备通讯采用TCP/IP方式，全部数据包采用SSL金融级加密技术加密，数据安全达到国际先进标准。b) 读卡器读取卡片数据的设备，通过控制器引出的韦根线可实现供电和通信。c) 电控锁 门禁系统中锁门的执行部件，水利工程内基本以电插锁和脉冲锁为主。电插锁通过电流的通断驱动“锁舌”的伸出或缩回以达到锁门或开门的功能，关门开门功能的实现需要与“磁片”配合才能实现，其“暗藏式”安装的特点较适合于对锁体保密性要求较高的场所。脉冲锁通过控制器控制其电源的输入，当有电源输入时，锁体内部磁铁产生吸力，吸附锁舌伸入，实现开门动作；当延时过后，锁舌无法伸出，需手动进行关门，可选配机械钥匙。本锁内部结构可有效防止在门上敲击开锁，适用于各类铁门。d) 门磁门磁主要由开关和磁铁两部分组成，开关部分由磁簧开关经引线连接，定型封装而成；磁铁部分由对应磁场强度的磁铁封装于塑胶或合金壳体内。当两者分开或接近至一定距离后，引起开关的开断从而感应物体位置的变化。e) 门禁电源整个系统的供电设备，分为普通式和后备式（带UPS）两种。2) 主要功能l 具有网络设置管理功能，可以在网络上任何一台授权计算机对整个系统进行设置监控查询管理。l 对通道进出权限的管理，对进出通道时段的管理。l 管理人员可以实时查看每个门人员的进出情况、每个门的状态（包括门的开关，各种非正常状态报警等）。l 系统可储存所有的进出记录、状态记录，可按不同的查询条件查询，对出入记录进行查询，配备相应考勤软件可实现考勤、门禁一卡通。l 具有异常报警功能，在异常情况下可以实现门禁控制器本地开关量报警接入前端视频处理单元，如门超时未关等。l 具有消防联动功能，在出现火警时门禁系统可以自动打开所有电子锁让里面的人随时逃生。第4章 监控中心设计4.1 总体设计监控中心是该地区所有前端监控站的汇聚点，负责配置管理所在地区监控点的设备，能够调阅区域内所有监控点的图像信息，并接收由所辖区域上报的告警等信息。根据实际需求，可在监控中心部署集中存储，作为对部分重要录像的备份。监控中心对系统的视频、数据等进行转发，满足用户的观看需求。监控中心配置有级联服务器，能够和上下级平台实现对接。4.2 硬件设备组成监控中心通过监控网络与前端设备资源连接，对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护和管理，负责图像信息和报警信息的接收、监控。监控中心主要由应用服务器、客户端、存储设备、解码设备、网络交换机、防火墙、大屏显示设备等组成。为保障前端系统的监控质量，中心需具备完善的机房基础保障和先进的网络设备、丰富的网络带宽和光纤资源；为保障系统的稳定运行，监控中心的网络采取双网配置，所有设备都冗余配置在两个不同的网络中；为保障中心系统的网络安全，需在中心系统与前端系统和上级平台之间配置防火墙，通过定义安全策略来实现网络安全。4.2.1 服务器监控中心系统的服务器可以分布式部署、独立运行，各服务器都可以支持应用集群的方式冗余进行配置和在线扩充，具备彼此的应用服务器接管能力。服务器统一采用PC服务器；服务器应具备多CPU系统、高带宽系统总线、I/O总线，具有高速运算和联机事务处理（OLTP）能力，具备集群技术和系统容错能力；服务器应支持双路独立电源输入，采用机架式安装。监控中心系统主要有以下服务器：中心管理服务器、流媒体服务器、存储管理服务器、级联服务器等。其他软件模块可安装在这些服务器实现功能。4.2.1.1 管理服务器管理服务器是监控中心的核心单元，应实现前端设备、后端设备、各单元的信令转发控制处理，报警信息的接受和处理以及业务支撑信息管理，同时也需要提供用户的认证、授权业务以及提供网络设备管理的应用支持，包括配置管理、安全管理、计费管理、故障管理、性能管理等等。4.2.1.2 流媒体服务器流媒体服务器是监控中心的媒体处理单元，实现客户端对音视频的请求、接受、分发，流媒体服务器仅接受本域管理服务器的管辖，在管理服务器的控制下为用户或其他域提供服务。流媒体服务器可实现集群部署，可实现分布式部署，既可向前端或其他流媒体服务器发起会话请求，也可以接受客户端设备或其他流媒体服务器的会话请求。流媒体服务器能接受并缓存媒体流，进行媒体流分发，将一路音视频流复制成多路。4.2.1.3 存储服务器存储服务器是网络存储的管理者，集中配置以海量存储方式实现录像计划，并按计划执行录像任务。存储管理服务器通过虚拟存储管理技术，支持DAS、NAS、IP-SAN各种存储设备；支持集中存储管理模式，也支持前端分布式存储方式；支持PB级海量音视频数据存储、快速检索；支持灵活的备份策略；支持数据自动修复技术（数据补录），支持报警集中存储和重要事件集中备份管理。4.2.1.4 级联服务器级联服务器主要用于平台与平台之间的互联互通，它将本平台需要向其他平台传输的信令、音视频流转换成标准的协议，发往其他平台的通信服务器，同时将收到的采用标准协议的信令、音视频流转换成本平台所能解析的协议语言，送往其他服务器进行分析操作，由此实现平台与平台之间的互联互通。4.2.1.5 选型原则考虑到视频监控系统的稳定运行，中心所有服务器需采用国际知名品牌，建议配置可参考下表：设备配置服务器机架式安装；处理器：2*Intel *eon 7440(四核，2.4Ghz，6M/L2，16M/L3，1066MHz FSB)，可扩四个CPU；内存：4*4GB ECC DDR-II内存，最大可扩充至256GB；网络：4*1000M自适应以太网卡；硬盘：2*300GB 3.5SAS 15Krpm；内置硬盘控制器：SAS RAID（ROMB），支持RAID 0/1/1E/5/6/10/50/60；电源: 双热插拔冗余电源，单电源可正常运行。4.2.2 客户端4.2.2.1 配置客户端配置客户端负责对平台内部进行大屏幕配置、权限管理、录像管理、告警管理、安全管理、电子地图管理、模拟量数据管理、数据库管理、系统管理及前端摄像机、门禁等系统的配置管理。海康威视B/S配置客户端专门用于对中心系统进行维护、配置和管理，满足配置客户端需要实现的功能。4.2.2.2 监控客户端监控客户端负责对监控中心管理的摄像机视频和录像信息查看，电子地图管理及摄像机、门禁等系统信息的获取和控制。海康威视C/S控制客户端专门用于对中心系统视频、环境信息调阅，对设备进行操作、控制，满足控制客户端的要求。4.2.2.3 选型原则监控中心工作站可采用普通PC，建议采用国际知名品牌，配置可参考下表：设备配置工作站处理器：不低于酷睿i3双核档次（主频2.5G Hz，L33MB）；内存：4GB ；硬盘：500GB SATA硬盘；网络：1个10/100/1000M自适应网口；显卡：独立3D显卡，板载显存512M。4.2.3 存储设备监控中心由于管理着下属成百上千的设备，需对前端视频录像和数据进行存储。数据需通过数据库进行管理，NAS对于读写频繁的数据库系统，不是很适合。对于数据库存储这种读写要求使用率高的任务来说，IP-SAN比较合适，建议采用海康威视DS-A10系列高性能IP-SAN，型号DS-A1024R。IP-SAN，即基于IP以太网络的SAN存储架构，随着以太网技术的发展，使IP-SAN对SAN技术进一步的拓