视频监控系统解决方案设计

word市南苑医院新大楼视频监控系统解决方案华三通信技术某某2009年09月75 / 75目 录1.项目概述44478111111121414141415161616171717172021222224252627292930303132323235353636363637383838398.1.数字视频解码器VS-DC2004- FF394448555761701. 项目概述1.1. 前言南苑医院新大楼定位于一幢现代化的智能型综合性大楼，要求其楼宇智能化系统的功能和规模要非常完善和实用，视频监控系统的构建和实施，都应该为智能化弱电系统的使用者和管理者创造一个现代化的高效、舒适、便利快捷而又高度安全的环境。整个系统的设计方案应具有适度的超前意识和先进性，采用目前国际上和行业内的主流技术和系统产品，严密跟随新技术的开展步伐。 “安全、舒适、高效、节能作为本工程建设项目的最终目标和根本原如此。本次南苑医院为预防、震慑犯罪，减少财产损失，保障医护人员和患者的人身安全，完善南苑医院安全防X体系、提高医院整体防控能力，创建一个文明、安全、和谐、美丽的医院环境，建设南苑医院视频监控安全防X综合业务管理于一体的安防综合业务管理系统。南苑医院监控系统将建设成一套以打击、预防某某犯罪为目的，在整个综合楼、传染病门诊楼的主要出入口和楼梯间、电梯轿厢、主要走廊、楼周边等处设立视频监控点，将监控图像实时传输到监控中心和其它相关部门，通过对图像的浏览、记录等方式，使相关职能部门直观地了解和掌握监控区域的治安动态，有效提高南苑医院治安管理水平的视频监控系统。1.2. 需求分析整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统采用模拟摄像机加装数字视频编码器的方式进展部署，数字监控局部的图像承载以视频监控网为平台，南苑医院综合楼、传染病门诊楼之间视频图像传输通过视频监控网络进展连接；视频监控点在南苑医院综合楼、传染病门诊楼的重点场所、楼内走廊、通道、楼层以与楼内公共区域设立视频监控点，整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼的视频图像实时传输到监控中心，通过对图像的浏览、记录等方式，使各授权的用户或控制中心直观地了解和掌握监控区域的治安与生产动态，有效提高南苑医院综合楼、传染病门诊楼治安管理水平。 建成后的南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统作为提高整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼内部治安管理的有效途径之一，其建设的力度、程度、广度将在一定程度上提高生产系统的管理、快速反响、协同作战以与安全保卫的科技防X水平，提高医院治安管理的统一指挥、快速反响、协同作战水平。整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统建成后应该具备以下功能要求：应能按照指定设备、指定通道进展图像的实时点播，支持点播图像的显示、缩放、抓拍和录像，支持多用户对同一图像资源的同时点播。应能通过手动或自动操作，对前端设备的各种动作进展遥控；应能设定控制优先级，对级别高的用户请求应有相应措施保证优先响应。监控控制平台的数据库在记录图像信息的同时还应记录与图像信息相关的检索信息，如设备、通道、时间、报警信息等。总控中心采用IPSAN存储进展部署，图像分辩率采用CIF352288，存储视频信息不少于30天。应能按照指定设备、通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回放应支持正常播放、快速播放、画面暂停、图像抓拍等；报警的接收和分发，应能接收报警源发送过来的报警信息，根据报警处置策略将报警信息分发给相应的系统、设备进展处理。报警源包括前端报警设备/报警子系统、监控设备的视频移动侦测输出。假设报警位置存在监控设备，报警发生时应能通过预设方式自动调用视频或声音信息进展报警复核，并触发录音录像，系统支持与其它警用业务系统进展报警联动。根据应用需要如安全防护等，能支持在监控点和监控中心之间实现语音双向对讲功能。具有直观、友好、简洁的人机交互界面。具有视频画面分割显示、信息提示等处理功能。能反映自身的运行情况，对正常、报警、故障等状态给出指示。监控中心应具有对接入的用户进展授权和认证的功能。用户与权限管理可由各监控中心独立执行，也可集中执行。用户与权限管理模块应定义用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。监控中心的用户应有权限获取所辖X围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖X围内的历史图像和实时图像时，应取得有效授权。系统可提供对前端设备进展独占性控制的锁定与解锁功能，锁定和解锁方式可设定。应能在监控管理平台X围内对系统设备、网络进展管理，收集、监测网络内的监控设备、相关服务器的运行情况；对有权限调用访问本级监控中心的用户应能进展监控；在系统内部应能实现实时工作时钟同步。日志包括运行日志和操作日志两种，运行日志应能记录系统内设备启动、自检、异常、故障、恢复、关闭等状态与发生时间；操作日志应能记录操作人员进入、退出系统的时间和主要操作情况。应保证图像信息的原始完整性，即在色彩复原性、图像轮廓复原性灰度级、事件后继性等方面均与现场场景保持最大相似性。系统的最终显示图像应达到高清图像D1(720576)质量，对于电磁环境特别恶劣的现场，图像质量应不低。1.3. 设计依据本次南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的规划设计按照国际、国家和本地区的有关标准和规X进展，本设计依据和参照以下的设计规X和要求进展： 安全防X工程技术规X GB 50348-2004； 安全防X工程程序与要求 GA/T75-94； 安全防X系统验收规如此 GA308-2001； 安全防X系统通用图形符号 GA/T74-2000； 安全防X系统DB33/T334-2001； 民用闭路电视监控系统工程技术规X GB50198-94； 工业电视系统工程设计规X GBJ115-87； 音频、视频与类似电子设备安全要求 GB8898-2001； 测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 (GB4793-2001)； 信息技术设备的安全 GB4943-2001； 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工与验收技术规X。 EIA/TIA568A，EIA/TIA569A国际电子工业协会通信线缆、通讯路径和空间标准 ISO/ICE/IS11801结构化布线标准 ISO TCP/IP协议标准 ISO/IEC 13818 MPEG-2协议标准 ISO IGMP/CGMP协议标准 中华人民某某国通信行业标准YD/T926 防盗报警控制器通用技术条件GB50198-94 电视系统视频指标CCTR REMENDATION 472-3 电气指标标准ELA-422 ELA-485 电子设备雷击保护导如此GB7450-871.4. 设计原如此南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的设计充分考虑了系统的易用性、先进性、实用性、可靠性、稳定性、可扩展性、兼容性的原如此，下面我们分别针对稳定性、易用性、兼容性、可扩展性和安全性方面进展详细说明：l 易用性原如此为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统设计根据南苑医院综合楼、传染病门诊楼的实际状况具体要求，充分满足使用中的各项功能要求。为了保证系统的顺利使用，本系统的建设需要提供开放的SDK软件接口，从而为将来开发出实用而简易的集成软件，完成系统集成打好根底。l 先进性原如此在南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的设计中，对所有设备和相应软件的设计中，应该选用国际先进的视频监控设备和系统，从而既保持传统监控系统图像质量高的特点，同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题，真正实现国内先进水平的目标。南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的设计采用数字视频方式，数字实时图像通过数字视频解码器在电视墙或者直接在计算机终端上显示。这一技术路线保证了系统具有良好的清晰度、较少的服务器资源占用、完全实时、一流的网络功能等诸多特点，采用了先进的数字图像技术，为系统扩展应用打好根底，系统建成后在很长时间内不会被淘汰。l 实用性原如此南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的建设应以实用性为根本原如此，系统功能必须满足监控的根本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联功能，充分发挥整个系统的功能。l 可靠性原如此本套系统作为南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控的关键系统，通过网络存储设备IPSAN的RAID0、1、5、10数据保护技术，保证视频监控系统安全、正确地完成相应功能。从而保证系统的完整性、正确性和可恢复性。系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。如有发生也应做到可即时地恢复。本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一，保证对系统提供24小时不连续服务。系统的可靠性主要表现在以下几个方面： 前端摄像系统的可靠性 信号传输系统的可靠性 数字编解码系统的可靠性 视频存储系统的可靠性 视频管理服务器的可靠性 网络系统的可靠性 软件系统的可靠性同时本次南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统在设计上采用以下容错方法： 后备电源系统 主要设备的备品、备件 RAID 5容错机制 硬盘MTBF10 万小时l 扩展性原如此扩展性原如此主要表现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面，系统在满足当前视频监控需求的根底上，应该非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其根底上进展二次功能开发。随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷，这要求系统具备良好的可扩展性，所以在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进展系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后58年内的开展需求。系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进展扩展；各局部、各小系统的接口规X化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大，系统的可扩展性主要表现在以下几个方面： 视频管理系统的可扩展性 视频存储系统的可扩展性 网络系统的可扩展性 外围设备的可扩展性 应用软件系统的可扩展性l 安全某某原如此整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统的安全某某，也是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。我们从该系统的设计中充分考虑网络的安全性和某某性。由于本系统涉与日常实时监控、数据传输量大与使用人员多，故安全性和某某性就显得十分突出和重要，在考虑系统的安全性和某某性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、某某措施。系统的安全性和某某性可从以下方面加以保证。l 应用程序级的安全性所有的操作人员进入系统前均应登录自己的某某和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统，所有的操作人员均应规定相应的级别与权限，任何越权的操作必须被拒绝。所有的操作、错误均应有告警台进展日志记录，并可以根据工号或操作查询。除了用户管理的根本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进展更改和操作，除非有管理系统的授权。2. 南苑医院新大楼视频监控系统详细设计方案2.1. 系统总体架构分析2.1.1. 系统总体架构图1) 数字视频编解码系统数字视频编解码器支持H.264、MPEG2、MPEG4、MJPEG等多种标准编码格式，提供各种密度的规格，可支持实时流和存储流双流设计，并能够支持高至4Mbps的高清码流或低至128Kbps的标清码流并且可以根据用户需求任意调整，数字编解码设备应采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。2) 网络视频存储系统专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时视频图像的NAS备份功能。3) 系统管理平台包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存储资源进展全方位的监控和管理，支持不连续的视频检索、回放等业务客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理，并集成了根本的GIS功能方便用户操作。4) 承载网络系统采用网络资源对前端视频编码器传输的数据进展接入、会聚、交换，通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。2.1.2. 南苑医院新大楼视频监控系统总体结构图从上图中可以看出，南苑医院综合楼、传染病门诊楼总控中心管理平台是整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼的视频图像系统的核心控制管理中心，通过该平台完成整个南苑医院综合楼、传染病门诊楼内所有图像资源的联网图像的调度、管理、分发和互通功能；通过视频管理服务器VM5000完成视频图像的接入、认证、权限分配；MS8000流媒体服务器完成实时图像分发、实时图像的调阅和分发功能，详细说明如下：2.2. 系统详细设计方案2.2.1. 视频管理系统在南苑医院综合楼、传染病门诊楼的监控中心部署VM8000视频数据管理系统，VM8000视频数据管理系统完成整个系统中所有设备的认证、注册以与控制信令的下发功能；同时VM8000视频数据管理系统支持分级分域部署，通过监控中心的VM5000设备的部署完成设备的管理、认证以与权限分配功能同时VM5000完成存储数据的管理功能，可通过监控中心的VM5000完成存储资源分配、以与存储设备检查和存储数据的检索功能。2.2.2. 视频转发系统为了满足突发事件发生时监控中心需要对前端监控点的现场事故进展实时浏览或对事前发生的事故进展视频图像的检索需求，应在监控中心部署MS8000流媒体服务器实现在授权情况下，满足监控中心工作人员以与医院相关部门领导通过VC8000视频客户端完成实时图像的查看和历史图像的调阅功能。2.2.3. 图像显示系统监控中心通过部署VC软件客户端实现对整个系统中所有图像资源的数字解码功能，总控中心显示大屏可通过解码器自带的视频输出接口直接与监视墙进展连接；监控中心工作人员或相关部门领导，在电脑上安装一套软件视频客户端VC8000实现综合楼、传染门诊楼层的实时图像和云台控制功能，从而实现在监控中心对前端图像源进展管理。2.2.4. 系统整体业务流程说明本次南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统解决方案借鉴NGN(下一代通讯网络架构，采用视频流控制和承载交换相别离的机制，可以高质量的实现各种监控业务，包括实时监控、视频信息存储与历史视频流回放等；其中VM视频管理服务器是整个系统的信令控制和管理核心，所有监控的控制流都由VM视频管理服务器处理。数据管理服务器作为存储系统的管理核心，可以对分布式部属的网络存储设备存储资源进展统一的存储资源管理，灵活实现各种应用；系统中的实时监视流如此是通过IP网络进展以分布式的交换和处理。本套系统基于单播网的业务流处理机制实时监视流与存储流分开处理，系统管理和业务流程如下所述:1实时视频流实时流具有偶发性，并具备大收敛比，可通过MS8000流媒体分发服务器的部署实现实时图像流的分发功能支持大规模监控，减少传统方案的瓶颈和图像的延时。2)、存储视频流：视频存储X采用文件方式直接写入存储中，充分发本地存储和网络存储的高效、可靠和可扩展性，解决大容量存储中间服务器的瓶颈问题。3点播回放流视频管理客户端和解码器通过UDP单播访问EC编码器，引入相应监控场景的音视频流，从而实现实时查看不同监控场景的功能。5控制流视频监控系统包含的管理服务器和软件有：数据管理服务器(DM)、视频管理服务器VM和视频管理客户端VC，它们之间以与与系统终端设备之间的交互信息通过控制流交换。2.2.5. 与其他安防系统的结合H3CH3CIP网络智能监控系统解决方案具备良好的对外开放的第三方接口并可以提供SDK软件开发包，通过这些SDK软件开发接口，南苑医院综合楼、传染病门诊楼可将iVS监控系统统一到南苑医院综合楼、传染病门诊楼弱电系统平台，能通过充分发挥系统内各种资源的最大作用。南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统对外的开放接口和SDK软件开发包以标准的函数模式或标准的ActiveX API的模式提供给第三方应用软件开发方，通过提供的SDK接口分为不同的控制层次，将提供不同控制粒度的开放接口，从而实现与视频监控系统的融合。3. 视频编解码器设计3.1. 视频编码器设计本方案中作为大量前端监控点部署设备，视频编码器必须采用高性能设备：使用采用嵌入式结构设计，稳定可靠；具备工业防护设计，符合监控系统部署要求；提供强大的图像编码能力，保障高质量的图像效果；支持标准的通信协议和视频编码方式。针对南苑医院综合楼、传染病门诊楼视频监控系统实际需求，采用EC2004-HF作为前端视频编码器。H3C EC2004-HF监控媒体终端是H3C推出的新一代高密视频监控前端设备，同时具备视音频接入与编码、网络接入、双流辅流和本地缓存功能。EC2004-HF采用嵌入式结构设计，结构紧凑，功能强大，同时具备完善的防护设计，主要定位于对视频图像质量和应用要求较高的专业监控环境。不同于传统的视频编解码器设备， EC2004-HF同时支持视频编码、网络接入功能：支持H.264 BP、MPEG2、MEPG4视频编码双流传输技术，支持4路视频输入，提供4路D1720*576分辨率支持，可以提供丰富的网络接口和网络协议，具有以太网电接口，并可支持单播和组播等丰富的网络协议，网络适应性强；内置本地缓存功能，实现网络故障等紧急情况下的本地存储功能。3.2. 视频解码器设计视频解码器VS-DC2004-FF主要功能是从网络上获取视音频数据流，将数字信号转换复原为模拟信号，输出到监控中心的视频监视器电视墙。视频解码器VS-DC2004-FF作为后端的视频、音频信号输出设备，需要具备以下功能：自适应各种视音频编码方式；支持高码流视频解码能力；设备稳定可靠适合长时间运行；易管理，配置简单。4. 图像存储系统设计4.1. 存储容量计算说明以512kbps单路视频图像码流，视频图像分辨率为CIF格式 PAL/ 25帧,变化运动率保持在视频图像70左右，计算图像存储容量。单路图像CIF标清画质一天的存储数据为:8.7GB，根据各布点区域监控点的数量可具体计算出所需的存储容量，本项目中涉与136路摄相机，存储总容量为29T,方案中采用IP SAN存储，可以根据需要随时增加存储设备，并进展统一管理。4.2. 存储系统选型分析本次监控系统建议采用基于存储设备的数据集中存储模式。海量集中存储存储架构分为以下三种 l DASDirect Attached Storage，直接外挂存储：通过SCSISmall puter System Interface，小型计算机系统接口等I/O总线连接存储设备和应用服务器的存储架构。该存储设备由应用服务器独享。l SANStorage Area Network，存储区域网络：通过网络方式连接存储设备和应用服务器的存储构架，对外提供块block级的存储数据共享。这个网络专用于主机和存储设备之间的互访，数据可以通过SAN在多个服务器和多个存储设备之间高速传输。l NASNetwork Attached Storage，网络附加存储：一种文件共享服务，由专用的服务器通过专有文件系统管理存储空间，对外通过NFSNetwork File System，网络文件系统或者CIFSmon Internet File Service，公共因特网文件服务等文件共享协议提供文件级的访问功能。NAS支持不同的操作系统共享同一个文件。在流媒体应用的系统架构与扩展上，SAN与NAS系统优于DAS系统。SANStorage Area Storage，存储区域网是一个高效的子网，目前构建存域网SAN的方式一般有两种，一种是用传统的Fibre Channel协议，叫做FC-SAN，目前主要工作在2Gbps速率上，2006年将逐步升级到4Gbps。另一种是在以太网根底上，使用基于TCP/IP的iSCSI协议，叫做IP-SAN，目前主要工作在1Gbps速率，明年将全面升级到10Gbps. IP-SAN并不需要使用专门的iSCSI交换机，服务器端和存储端的软件或硬件协议将SCSI指令打包装入TCP/IP包，普通的以太网交换机即可传输。而已被业界淘汰的DAS直接连接的方式如此更不能满足目前和将来的需求。使用DAS方式会导致设备管理、数据管理的大问题：设备的升级、扩容、调整、数据安全管理都非常困难，尤其是用户的数据已经放到存储设备中之后，业务又不允许中断，这样的管理几乎是不可能完成的任务。因此，当用户的应用和数据量到达一定的水平，就必须考虑将分散在各种平台上的数据整合(consolidate到一个统一的平台，进展统一管理。一方面提升数据和设备的使用效率，一方面大大降低维护和管理本钱。存储技术的开展大致经历了SCSI、FC、IP三代技术过程：l SCSI磁盘阵列为第一代存储设备，基于SCSI协议，是基于SCSI总线架构的存储设备，设备的容量一般为几TB级。目前仍在少量双机应用系统中采用。l FC磁盘阵列为第二代存储设备，基于FC令牌环协议，是基于FC环路架构的存储设备，设备的容量一般为数十TB级。目前仍有广泛使用。l IP存储为第三代存储设备，基于ISCSI协议，主要是基于IP全交换架构的存储设备，设备的容量可接近无限扩容，达到数千TB级PB级。目前在大型数据中心中为主要有广泛使用。IP SAN是基于高速以太网的SAN架构，通过iSCSIInternet SCSI，Internet小型计算机系统接口协议来实现存储数据在服务器和存储设备之间高速传输。它继承了IP网络开放、高性能、高可靠性、易管理、可扩展性强、自适应性强的优点，实现存储网络与应用网络的无缝连接，并提供了优良的远程数据复制和容灾特性。监控系统中，监控录像数据的容量需求较大，设计为136个摄像头，存储容量需求为29TB。后期，随监控画质的提升、存储周期的延长、摄像头数量的增加，存储容量会成倍增加。因此，存储设备的选型不仅应考虑初期配置容量，其设计容量也需同时满足后期扩容的要求。另外，由于多路摄像头的监控数据为并发实时写入，对于带宽、持续写性能、控制器处理性能也有较高要求。存储设备的控制性能、持续读写带宽也需随着容量的扩展，同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，选型设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。综合以上监控系统存储子系统的业务需求，存储子系统的设备选型为：基于多个分布式控制器架构的IP海量存储设备。主要技术要求如下：l 海量存储与扩容：基于分布式交换架构的IP存储系统，理论上可实现接近无限的存储容量，可用于搭建数千TB级的数据中心，其设计容量、扩容能力更符合集中监控系统的海量数据中心的建设要求。l 持续数据读写能力：采用基于分布式控制器的IP存储系统，在增加每一个单元进展扩展容量的同时，同步增加了分布式的存储控制器。通过增加控制器的数量，保证容量扩容的同时，存储系统的读写带宽、读写性能同步进展扩展，不仅可满足初期存储子系统的建设需要，也可同时满足增加摄像头数量、提高监控画质分辨率以后的存储系统容量扩容、带宽扩容、性能扩容等要求。l 分布式架构设计的IP存储设备，可以整合为一套存储系统统一规划使用，也可拆分为多个存储系统，允许物理空间上、逻辑使用上的拆分与统一。可同时满足集中式监控、分布式监控等不同模式的需求，允许调整系统架构；也可同时满足监控数据集中存储、其他应用数据集中存储的整合；同时，也可满足本地、远程等多种应用模式。4.3. 存储数据管理设计本次监控系统的设计方案中，采用基于iSCSI编解码器直接写入IP存储系统的集中监控模式。在该模式下，监控录像数据从iSCSI编解码器，经由IP网络，直接写入IP存储系统中。l 采用多控制器的IP存储系统搭建开放的海量数据中心，满足数据读写的性能、容量等需求。l 由于多路摄像头的监控数据采用直接写入存储方式，而监控录像是按照时间自动切割为假设干文件的，存储系统需提供专用的数据写入管理软件，配合监控软件进展检索、查询。否如此，大量监控文件的管理难度相当高，检索速度也相当缓慢。基于ISCSI编解码器直接写入IP存储系统的集中监控模式下，除了搭建海量数据中心外，还需提供专门的视频监控数据管理DM软件，实现监控录像数据的集中管理、检索与调阅，本次视频监控系统的存储管理的系统结构图如下：4.4. 存储可靠性设计RAID0：RAID0也称为条带化stripe，将数据分成一定的大小顺序的写到阵列的磁盘里，RAID0可以并行的执行读写操作，可以充分利用总线的带宽，理论上讲，一个由N个磁盘组成的RAID0系统，它的读写性能将是单个磁盘读取性能的N倍。且磁盘空间的存储效率最大100RAID0有一个明显的缺点：不提供数据冗余保护，一旦数据损坏，将无法恢复。RAID1： RAID1成为镜像mirror，它将数据完全一致的分别写到工作磁盘和镜像磁盘，因此它的磁盘空间利用率为50，在数据写入时时间会有影响，但是读的时候没有任何影响，RAID1提供了最优的数据保护，一旦工作磁盘发生故障，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响用户工作。RAID5：RAID5用一个盘的容量做为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的阵列的各个磁盘上，这样就不存在并发写操作时的校验盘性能瓶颈。阵列的磁盘上既有数据，也有数据校验信息，数据块和对应的校验信息会存储于不同的磁盘上，当一个数据盘损坏时，系统可以根据同一带区的其他数据块和对应的校验信息来重构损坏的数据。但是要用一个硬盘的容量做数据校验使用，一个硬盘的容量做热备，所以要损失两块硬盘容量来提高数据可靠性。RAID10：RAID10是RAID1和RAID0的结合，也称为RAID0+1，先做镜像然后做条带化，既提高了系统的读写性能，有提供了数据冗余保护，RAID10的磁盘空间利用率和RAID1是一样的，为50。RAID10适用于既有大量的数据需要存储，有对数据安全性有严格要求的领域，比如金融，证券等。需要一半的容量来保证数据可靠性。根据以上不同可靠性保证的方法，我们推荐用户采用RAID5来做实时数据的存储，其中一块硬盘做热备，一块硬盘做数据校验用。采用RAID10来做为重要备份数据的存储。本次监控系统的设计方案中，采用基于iSCSI编解码器直接写入IP存储系统的分布部署、集中管理模式。在该模式下，监控视频数据从iSCSI编解码器，经由IP网络，直接写入本地IP存储系统中，IP存储设备受到监控中心VM5000视频管理服务器的统一管理。5. 系统主要业务功能实现5.1. 实时图像点播实时图像点播业务包括视频采集、传输交换、控制和显示四个主要环节。在管理员的控制下，将摄像头的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程如下。l 控制环节：首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，视频管理客户端播放软件和解码器下的电视为显示设备。业务申请提交之后，视频管理服务器通过SIP通信协议，向编码器下发指令：按照指定格式编码后将媒体流发送到某地址上；向视频管理客户端播放软件和解码器发送指令，接收媒体流，交换机上即刻建立转发表，用于报文的转发。l 视频采集：摄像头采集图像后，以模拟视频信号方式传送给编码器；编码器进展A/D模拟到数字转换，使用内部的专用芯片，编码压缩为视频媒体流数据，使用IP报文的形式发送到网络；l 传输环节：经过解码器的解码，然后进展D/A转换，就可以将现场图像实时的复原到监视器上。如果不使用解码器，也可以通过客户端软件，接收媒体流，通过计算机的软解码，直接显示到计算机的显示器上。l 显示环节：解码器承受到流媒体报文，使用内部专用解码芯片将压缩过的视频信息解码，并进展D/A数字到模拟转换，将高效复原后的模拟图像实时送到监视器上显示出来。视频监控客户端软件接收到流媒体报文后，调用高效的软件解码软件，利用CPU的多媒体处理功能将压缩后的视频信息解码，将模拟图像通过显卡的数字VGA接口输出到显示器上显示出来。在实时播放的过程中，支持图像的缩放、抓拍、录像，并可以将本地抓拍和录像上传到存储设备中。5.2. 远程控制视频监控客户端软件选择一个具有控制功能的摄像头后，可以进展远程控制。首先系统会判断用户对摄像头是否有控制权限，如果没有，视频管理服务器会拒绝用户的控制请求，并在视频监控客户端上提示出来。用户对摄像头控制有三种手段：通过串口接入PC的专业键盘，PC键盘快捷键支持用户自定义，或者用鼠标的点击图形化的控制面板。监控客户端将控制指令以PALCO-D的信令格式，以SIP协议的方式发送给视频管理服务器，如果云台使用PALCO-D协议，视频管理服务器直接将控制报文转发给编码器；如果云台使用非PALCO-D协议，视频管理服务器根据ini文件的描述，进展协议转换，再转发给编码器。编码器收到云台控制指令后，通过RS485总线将PALCO-D协议发送到云台。全部用户对云台的控制权限分为9个等级，高优先级的用户可以抢占低优先级用户的控制权限；如果一个用户正在进展重要的操纵，可以选择锁定云台，此时高优先级客户也无法抢占，操纵完成后，用户释放云台，其他用户才可以进展操作和抢占，因为所有云台控制都是通过IP网络，经由视频管理服务器进展中转，因此可以实现全网的云台控制权限的统一分配；云台控制只有信令局部，数据量非常小，对视频管理服务器的性能没有影响。云台控制界面5.3. 图像检索和回放VM5000视频管理服务器上的数据库中记录了设备、通道、时间、报警同图像存储物理位置的对应关系，通过设备、通道号和时间段可选，或通过报警信息，用户可以检索到已经录制的历史图像列表，双击即可播放。在监控客户端上可以用图形化方式显示存储计划执行情况，正常录制、没有录制、无需录制等各种信息通过不同的颜色以柱状图的方式显示出来，对正常录制的局部双击即可播放。选取到要回放的历史图像之后，通过iSCSI协议，从IP-SAN读取录制的历史图像，解码后播放出来。在视频监控客户端上，可以对回放进展正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧播放、暂停抓拍、录像下载等操作。可以控制图像的缩放显示，分屏显示和全屏显示。历史图像除了可以在视频监控客户端上播放，也可以通过解码器在电视等显示设备上播放，当两者同时播放时，可以实现两者的视频同步。图像回放的过程中，只对解码器和客户端授予“读的权限，防止重要的录像信息被恶意或无意的篡改。历史图像回放界面5.4. 报警管理当应急救援指挥系统启动布防时，一旦编码器检测到告警检测装置的开关量输入，系统将有如下的报警联动：l 图像输出到指定解码器或视频监控客户端；l 系统按照预定义的方式使用视频和音频方式提醒管理员进展报警复核；l 触发摄像头打到预制位；l 触发存储和客户端上的录像、抓拍功能，同时记录报警的地址、级别、类型、时间，处警的组织、结果、时间等信息；l 将告警信号通过凤凰箝位电路输出到告警终端，触发专业报警器的生光报警；l GIS地图上以醒目的图标显示报警的摄像头位置；l 将告警信息通过高级业务接口输出给网管或其他业务系统，触发更高层面的告警联动，例如OA办公系统等；5.5. 人机交互界面视频监控客户端支持图形化的配置界面，所有的增删改查操作全部可以通过图形化的操作完成，所见即所得。系统对设备、监控关系、报警、巡检结果等提供报表功能，整网设备运行情况一幕了然。系统支持GIS功能，支持通过导航地图快速定位关注的区域，在电子地图上可以直观的显示摄像头的分布和各种详细信息，例如类型、状态、经纬度，通过对电子地图上的摄像头点击操作，在导航栏上输入摄像头信息，GIS地图会将摄像头居中显示，可以便捷的提供实时播放、点播回放。GIS功能界面图监控客户端支持双屏显示功能，配置管理界面和回放界面分别在两个显示器上，增加了信息量，媒体播放控件支持多分屏分割显示425分屏。双屏方式显示控制与回放界面：当终端运行异常时，根据级别的不通，系统以多种方式通过告警台提示管理员确认问题，改变了传统监控系统中要靠人去一一确认设备是否正常运行，大大减轻了系统维护管理的工作量。系统支持批量配置，当终端和摄像头数目超过一定数量级别时，批量配置是系统中必不可少的功能。配置界面5.6. 用户与权限管理系统支持域管理l 最多7层，呈树型组网，对应某一级行政区划l 各种设备都归属在一个域下l 每个域可以有自己的管理员和操作员用户管理l 支持多级用户管理，每个用户有用户名和密码，通过MD5加密的方式到服务器上进展验证，保证可靠性l 整个系统有一或多个系统管理员，对全网的用户有配置权限，可选的对设备有操作权限。l 域管理员用户，可以对域内的编解码器、图像采集和显示设备进展增、删、改、查，为云台设置预置位，新增域和子域的新用户l 普通用户对摄像头和显示器的权限包括：查看配置信息，看实时监控，远遥，看回放，下载录像，配置轮切计划；管理员可以指定某用户对于某摄像头或显示器具有某种权限；为配置方便，也可以指定某用户对于某域内的所有摄像头或显示器具有某种权限权限的批量配置。l 当某用户需要临时访问非管辖区域内的历史或实时图像时，可以向管理员申请授权。云台控制冲突l 用户分为9个云台控制的优先级l 同级或高级用户可以抢夺控制权l 用户获得控制权后，可以选择锁定。锁定后不能再被抢夺。5.7. 日志管理整个系统的日志管理分为三类：系统运行日志、操作日志和告警日志l 系统运行日志包括：设备启动、保活失败、配置不同步、故障和故障恢复等信息设备ID、状态变化、时间l 系统操作日志包括：某用户的登入、退出、对系统配置的修改、控制等l 告警日志包括：温度过高、视频丢失报警、遮挡报警、运动检测告警、外部告警、设备离线等。l 系统支持针对各种告警信息提供统计报表，基于报表，提供基于告警类型和告警时间等的查询功能。5.8. 轮切业务轮切业务基于实时监控，是对多路实况进展轮流查看的业务。首先通过视频监控客户端配置轮切计划，确定被显示的摄像头列表，以与每个摄像头的图像在播放中需要逗留的时间。确定了轮切方案，在执行之前还需要为方案选择一个显示设备。轮切方案被提交到视频管理服务器之后，服务器通过SIP信令周期性的控制编解码器，从而在监视设备上周期性的循环显示各个摄像头的实时监控信息。5.9. 多画面业务视频监控客户端上，可以实现多画面的显示，多个画面之间的操作相互独立，比如：可以显示多路实况，可以显示多路回放，也可以局部画面显示实况、局部画面显示回放。视频监控客户端根据所配置的计算机性能的不同，可以支持1画面、4画面、6画面、9画面等显示方式，最多支持16分屏，视频监控客户端的业务控制与媒体播放如如如下图所示。5.10. 终端注册认证编解码器和监控客户端启动后，必须向视频管理服务器发起注册，在注册过程中利用SIP协议RFC3261的安全性机制审计终端的合法性。只有完成了注册过程，终端才能接入到视频监控专网，开展业务。在运行的过程中，如果终端实时检测到异常，将信息保存到本地，上报到视频管理服务器，在客户端管理界面的告警台上提示给系统管理员。当视频管理服务器管理的域内的服务器类设备例如数据管理服务器、流媒体服务器、IP-SAN，也包括视频管理服务器自身出现故障时，视频管理服务器也会与时将告警信息推送到客户端上，并以稍高级别的告警提示管理员。终端注册成功后，需要周期性的向视频管理服务器发送保活。保活是为了保证终端与视频管理服务器之间的通讯正常，采用的一种心跳检测机制。各种服务器同数据管理服务器之间也有同样的保活机制。一旦设备检测到心跳断开，说明对端设备出现了问题，此时除了发送告警信息，系统将同时按照预先设定的方案采取措施，例如将业务切换到备份设备上，在数据管理服务器和视频管理服务器进展业务切换的过程中，所有已经建立的实时监控业务和历史回放业务都不受影响。保活的默认周期是10s推荐，有时为了提高系统在故障时的恢复速度，也可以将周期适当缩短。视频管理服务器主动发起的配置轮询，是为了保证服务器上记录的配置与下发到编解码器上实际的配置一致。配置轮询的时候，如果出现配置不一致，将以视频管理服务器记录的配置为准，自动启动配置下发，强制终端更新的配置。同时视频管理服务器将记录日志，并启动告警提示。5.11. 时间同步OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息，监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进展时钟同步，手工一一同步在精度上和工作量上都不能满足需要，因此一个健壮可靠的监控系统必须提供自动的时钟同步机制。H3C视频监控系统支持域内全部设备均使用标准NTP服务器作为时间同步来源的配置，也支持域内设备根据视频管理服务器的系统时间进展域内设备进展自动时间同步。5.12. 集中管理和批量配置当系统内存在大量终端设备时，管理员不可能分别登陆到每个设备上配置各种参数。H3C视频监控系统提供了集中的配置管理功能，管理员在权限X围内，可以对所有终端进展集中的配置，同时支持批量配置管理，提供了电信级的可维护性，减轻了管理员的工作量。6. 高级智能业务功能本次视频监控解决方案借鉴NGN(下一代网络)的思路，采用分层、开放的实现架构，同时提供开放API接口和SDK开发包，可以方便与第三方合作伙伴的产品整合，构建完整的高级智能监控系统增值业务解决方案。视频智能分析是一种先进的智能视频分析系统，通过在出入口、楼门等重点区域和重点目标部署智能分析系统能够对视频进展周界监测与异常行为分析，本套智能分析系统可应用于公共场所包括周界、道路、小区、与其他场所，用于检测、分类、跟踪和记录过往行人、车辆与其它可疑物体，能够判断是否有行人与车辆在禁区内发生长时间徘徊、停留、逆行等行为，此外检测人员奔跑、打斗等异常行为,同时监测同一场景里多个目标的不同行为，本次视频监控系统可提供事件检测与行为分析能力，具有以下主要功能：l 非法闯入禁区：能够检测是否有行人或车辆进入预定区域，用户可灵活调节灵敏度，能够有效地检测到不少于10个像素的目标；如图1：a、bl 非法逆行：当行人和车辆在指定区域内逆向运动时，系统能够记录并发出报警；如图1：cl 异常奔跑：能够测试是否有可以人物在指定区域内快速运动；如图1：dl 打架：检测是否有打假斗殴事件；如图1：el 动态图像放大：能控制云台摄像机对移动目标进展放大抓拍，并生成高清晰度图片。如图1：fl 识别与分类：能够对视频中的行人、车辆与其它目标物进展分类；如图1：gl 敏感区域滞留：能够检测是否有可疑人物或车辆在指定的区域内长时间徘徊或停留，当滞留时间超过预设值，系统将发出报警；如图1：hl 物品遗留：当环境出现物品遗留现象，即刻报警如图1：jl 骤变：当视频图像发生巨大变化(如摄像头被遮挡和大幅度移动)时系统报警如图1： k、l)； l 聚众：检测群体聚集、滞留。a (b) (c)d (e) (f)g (h) (i)j (k) (l)6.1. 出入口实时人数统计主要用于统计通道口出入人数，提供人群流动方向等信息。该系统可为出入口按不同时段分布的人数统计等信息；每天出入口的人群流动量统计信息，可利用人数统计系统了解人员出入园区的行为。 6.2. 动态跟踪安保技术原理：该技术的目的是实现对于指定目标物体的近距离持续跟踪。目标物体的指定在全景摄像头的场景内完成，在非空旷场景一般由操作人员指定，对于边防线等空旷场景可由计算机自行选择。跟踪过程可分为锁定目标和持续跟踪两个阶段，跟踪摄像头和全景摄像头在物理上可以是同一个，主要取决于具体应用的需求和产品自身的水准。由于动态跟踪的应用带有较明显的敌我对抗性，在持续跟踪阶段，技术上必须对于目标物体改变运动方向、运动速度、暂时被遮蔽甚至故意躲入障碍物有一定的适应能力。另一方面跟踪摄像头自身的动态性能也直接影响跟踪的稳定性，这里的动态性能主要包括摄像头机械运动控制局部的时间常数、信令传输的延迟以与控制协议解析机制的合理性。6.3. 园区周界检测技术原理：前景物体检测技术的主要应用，该技术以固定摄像头监控用户所关心的区域，建立背景模型，过滤出前景物体并确定物体的运动路线。基于前景物体的运动路线实现对运动物体的行为判别。该技术的典型应用包括以下4类。l 区域进出：用户在监控场景内定义一个多边形区域，当有物体进入、离开即触发报警事件。l 区域滞留：用户在监控场景内定义一个多边形区域，当有物体在区域内滞留时间超过规定阈值即触发报警事件。l 绊线：用户在监控区域内定义一条线段。当物体运动路线跨越该线段，即触发报警事件。l 有向绊线：用户在监控区域内定义一条线段。当物体沿指定方向跨越该线段，即触发报警事件。7. 解决方案特点说明7.1. 高清晰的图像质量本监控方案采用业界最新的专业图像编码技术，可提供FULL D1(720576)高清晰图像分辨率，支持H.264、MPEG2、MPEG4图像编码标准，编码带宽最高可达4M，尤其是在高动态图像监控场合，可以为用户提供广播级的高清图像质量,满足南苑医院新大楼视频监控的要求。7.2. 专业可靠的海量存储高可靠的数据存储设备：具备专业级的高可靠性，RAID 5技术磁盘热备技术确保重要数据不丢失。高效的数据检索技术和数据管理：直接采用块方式进展视频数据的读写，保证写入、查询、读取等各种操作的高效，同时具备最优的系统稳定性。存储资源利用率高：可动态调解IP SAN存储资源，提高资源利用率，可实现存储空间的运营；存储空间可无限扩展，确保海量视频信息的真实复原。数据存储管理上的安全保障：基与 IPSAN技术的NVR (Network Video RecordECR)：可实现分布部署也可实现集中部署。同时可实现集中管理。可以在监控系统中任意布置存储设备：在以较低的代价实现异地存储。实现内防内控。通过专利技术提高安全性并且不损失性能视频编码设备直接写入存储方案：编码设备支持iSCSI协议，裸数据方式直接写入盘阵。裸数据同时支持windows文件系统和LINUX文件系统读取，具备很好的兼容性。管理服务器DM可通过特殊技术手段在数据写入过程中实施监控数据写入过程，可完成视频数据实施刷新，和存储装态实施监控。7.3. 智能便利的管理维护将IP网管与业务控制平台的技术应用至IP监控系统，彻底改变传统监控只能依靠人工进展系统管理和维护的局面，实现编解码、存储、网络传输和业务软件视频管理服务器四大平台的统一管理，支持分级分域的管理、灵活的用户权限管理、自动的设备批量配置、全网设备的统一拓扑视图、拓扑自动发现管理、全网设备状态管理、故障自动告警与定位管理和GIS地图功能。对大量前端编码器管理：管理平台批量下发设备的配置；定期对设备配置进展巡检，必要时可自动纠正设备配置；新参加的设备自动通知管理平台对图像存储管理：实时监视所有网络存储IP SAN设备工作状态；动态分配存储空间；禁止非法篡改以保证数据安全；控制访问权限，日志保存所有访问记录确保图像隐私不被非法获取。故障管理：故障发现并告警(告警灯、声音、Email、短信)，故障识别、定位、并且自动修复。7.4. 电信级的设备高可靠性采用电信级器件和制造工艺，充分满足高风险等级场所的高可靠性监控需求。编码器产品针对室外恶劣环境使用设计，温度X围广，长时间工作X围-065 。防雷等级达到了正负4KV，冲击电流3KA的通流量要求，静电达到了正负8KV的要求,平均无故障间隔时间MTBF 500,000小时，指标远远高于一般厂商产品，支持醇酸树脂绝缘涂覆保护技术，达到防潮、防霉、防盐雾侵蚀的1级户外防护等级要求，提高产品的可靠性。7.5. 国际标准的高锲合设备控制信令完全符合IETF SIP标准会话初始协议，SIP协议是公安部监控报警联网系统通用技术要求推荐信令，可以方便的和其它多媒体系统互通。图像编码完全符合国际标准，包括H.264 BaseLine Profile和H.264 MainProfile，图像格式标准化完全通过国际通行的第三方公司Tektronix测试仪器的严格测试 ，存储技术完全符合国际iSCSI标准，充分支持端到端的网络视频IP SAN存储。通过开放的API，业务生成和支持方式标准化。各项标准技术的采用可以最大程度的保护用户的投资。7.6. 与传统技术比照优势本次方案与传统监控方案相比，本次数字视频智能监控解决方案有以下优势：l 管理统一：全院监控资料统一存储，统一管理，节约医院的人员本钱；中控室整合，可以利用目前综合楼的中控室做全院的中控室，节约综合楼、传染病门诊楼和门诊楼的中控房间；l 部署灵活：但凡网络可达的大楼，视频监控点即可部署；l 资源共享：通过网络可以在任意一台PC机上登陆控制权限内的全院监控资源；l 维护管理：全院视频监控系统更简单，管理更方便，节省系统的维护人力，提升效率；l 扩展方便：今后我院再次部署监控信息点