城市公园智能化视频监控系统建设项目详细方案设计.doc

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1、城市公园智能化视频监控系统建设项目详细方案设计2.1 方案设计依据及原则2.1.1 方案设计依据系统规划设计严格遵循国际、国家和地区的有关标准和规范进行。本设计将依据和参照以下的设计规范和要求进行：民用建筑电气设计规范 (JGJ 16-2008)建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB 50312-2007） 智能建筑设计标准(GB/T 50314-2006)建筑智能化系统工程设计标准（DBJ 13-32-2000）城市住宅建筑综合布线系统工程设计规范（CECS119-2000）建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范(GB 50311-2007)安全防范工程技术规范（GB 503482004）

2、安全防范系统验收规则（GA 3082001）城市监控报警联网系统系列标准（GA/T 6692008）视频安防监控系统技术要求（GAT 3672001）信息安全技术信息系统通用安全技术要求（GB/T 20271-2006）监控中心场地通用规范（GB 28872000）计算机软件需求说明书编制指南（GB 938588）计算机站场地安全要求（GB/T 9361-2011）信息技术互连国际标准（ISOIECll8 D 1-95）民用闭路电视监控系统工程技术规范（GB 50198-2011）音频、视频及类似电子设备安全要求（GB 8898-2011）视频安防监控数字录像设备要求（GB2 08152006

3、）视频安防监控系统工程设计规范（GB 503952007）电子信息系统防雷技术规范（GB 503432004）城市报警与监控系统建设、管理、应用规范性文件汇编警用专题地理信息属性结构公路车辆智能监测记录系统通用技术条件(GA/T 4972009)系统接地的型式及安全技术要求（GB 14050-93）安全防范工程程序与要求（GA/T 75-94）工业电视系统工程设计规范(GB 50115-2009)安全检查防范系统通作图形符号（GA/74-94）调音台基本特性测量方法（GB/T 9003-1988）工业企业通信接地设计规范（GBJ79-85）传声器测量方法（GB 9401-1988）扬声器主要性

4、能测试方法（GB 9396-1996）收音机相关参数及测量方法（GB 4878-85）公共广播系统工程技术规范（GB 50526-2010）建筑电气工程施工质量验收规范（GB 503032011）民用建筑设计通则（GB 50352-2005）供配电系统设计规范（GB 50052-2009）10kv及以下变电所设计规范（GB 50053-94）低压配电设计规范（GB 50054-2011）建筑物防雷设计规范（GB 50057-2010） 建筑防雷（IEC102411990） 雷电电磁脉冲的防护通则（GB/T 19271.1-2003）通信电源防雷设计规范（YD 5078-98） 通信局（站）雷电

5、过电压保护工程设计规范（GB 50689-2011） 电子信息系统机房设计规范（GB 50174-2008） 计算机信息系统防雷保安器（GA1732002）电信交换设备耐过电压和过电流的能力（ITU-T K.20-1996）建筑物防雷设施安装（99(07)D501） 电子设备雷击保护导则（GB 7450-87） 工业与民用电力装置的过电压保护设计规范（GBJ 64-83）2.1.2 方案设计原则本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节能节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学

6、性、合理性、可操作性。其具有以下原则：1) 先进性与适用性采用科学的、主流的、符合发展方向的技术、设备和理念，系统集成化、模块化程度高。设计合理，架构简洁，功能完备，切合实际，能有效控制和提高工作效率，满足动态监控和业务工作的实际需求。系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际上众多先进技术于一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。2) 经济性与实用性在先进、可靠和充分满足系统功能的前提下，体现高性价比。采用经济实用的技术和设备，充分利用现有资源，综合考虑

7、系统的设计、建设、升级和维护。充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济实用。3) 可靠性与安全性系统采用成熟的、稳定的、完善技术设备，系统具有一致性、升级能力，能够保证全天候长期稳定运行。在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。4) 开放性以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以

8、与消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。5) 可扩充性系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能，系统规模和功能易于扩充，系统配套软件具有升级能力。同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。方案中设备的控制容量上保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。6) 追求最优化的系统设备配置在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。7) 提高监管力度与综合管理水平本项目系统设备

9、控制需要高效率、准确及可靠。本系统能够对各子系统运行情况进行综合监控，时时动态撑握监视及报警情况。网络视频监控的使用大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平2.1.3 设备选型原则1) 完整性提交完备的设计、施工方案，设备安装、布线等符合国家有关标准规范。所选设备均以能够完全满足客户应用需求为目标，充分考虑其模块、接口、线缆等。2) 材料要求本系统中所用各配件均需采用防锈、防腐蚀、阻燃材料或做过防锈、防腐蚀、阻燃处理的材料。材料及结构设计强度使系统具

10、有足够的机械强度，能承受正常条件下的运输、安装、使用中的搬运。系统各配件内部的电路板材料及部件已进行防潮、防腐、防盐雾处理。3) 电气装置要求系统安装有有效的过载、漏电、短路保护装置及避雷装置，以保护内部电路。系统中使用的电气接线端子、过载、漏电及短路保护装置、避雷装置、熔断器等装置均符合国家有关电气安全标准要求，系统220V带电部分和壳体之间的绝缘电阻不低于10M，漏电电流5mA（交流、峰值）。4) 工作环境适应性由于该系统需要在室外恶劣环境下不间断地工作，因此我们提供的系统设备在1050的环境温度下必须都能正常工作。同时方案设计时必须考虑具备防水，耐盐雾、抗风、防尘等性能。5) 电源适应性

11、核心系统正常工作要求电压变化范围为154244V、频率变化范围50Hz60Hz。前端设备要求电压为直流12V，可采用适配器取电。2.2 系统组网图及说明组网说明：整套系统基于EPON光纤星型网络拓扑结构而建，前端监控点通过光纤线路汇入监控中心，监控中心可通过视频客户端对各监控点进行图像调用和摄像机控制。安防监控中心在监控中心部署视频监控平台、磁盘阵列、智能分析主机、智能跟踪主机、视频客户端、集中高清解码器和电视墙。视频监控平台负责接入各种监控前端和转发码流，并且负责前端、客户端、存储设备的管理。磁盘阵列负责视频图像的存储，具有RAID5的安全机制，方便录像回放调用。智能分析主机负责检测特定前端

12、传回的图像画面，并给出对应异常的报警信息。智能跟踪主机负责异常活动或行为进行跟踪和定位，并抓拍可疑目标的高清图片便于分析取证。视频客户端是客户管理监控系统和业务的平台，可以实现监控系统和其它安防系统的联动控制。集中高清解码器负责视频图像的集中解码输出。电视墙负责图像的集中或分屏显示。为了使视频监控系统便于和其他安防系统联动，系统可扩展接入综合安防服务器负责巡更系统、门禁系统和报警系统的接入。监控前端监控前端包括各监控点建设。重点区域、公园出入口、制高点、人群密集活动区域、湖面、景观绿化及公共设施前端监控点采用高清网络摄像机部署，并通过光纤网络接入安防控制中心。重点区域的摄像机支持声音的回传采集

13、及双向音频对讲功能，满足应急处置要求。制高点瞭望高速云台网络摄像机，满足400米半径的巡航监视。配置激光辅助光源，满足夜间图像采集要求。湖面等宽阔区域配置跟踪定位摄像机，满足大范围区域特定条件的跟踪定位能力，便于安保工作。2.3 视频监控平台的设计视频监控平台一般有两种架构：工业级嵌入式架构和软件+服务器架构。工业级嵌入式架构由嵌入式硬件和嵌入式操作系统（如VxWorks、嵌入式Linux）构成，采用专用的数字处理芯片和图像处理技术，设备结构紧凑、稳定可靠。嵌入式平台可为用户提供稳定可靠的视频监控系统核心；软件+服务器架构由视频监控平台软件+通用操作系统+数据库软件通用服务器构成，系统能力受限

14、于服务器的硬件环境和软件环境，系统稳定性和可靠性。对比项软件+服务器嵌入式系统系统架构监控软件+服务器+操作系统软件+数据库软件：总控中心平台数据库服务器流媒体服务器高度集成化设备，内嵌总控中心模块、数据库、转发模块、录像模块安全性通用操作系统及数据库的漏洞多、端口开放度高、易感染病毒、受到黑客攻击嵌入式系统，专用的数字处理芯片，内嵌数据库，通常无病毒、黑客问题可靠性受服务器的CPU、内存、操作系统、数据库软件并发数等的制约，影响系统长期可靠性运行嵌入式系统，电信级的容量与可靠性设计，可长时间7*24小时不间断运行扩展性系统扩容扩展麻烦，需要增加服务器，重装软件，非常麻烦模块化升级方式，只需通

15、过增加平台模块即可小结架构复杂、安全性较低、可靠性受制因素较多架构简单、安全性高、可靠性强平台是整个系统的核心，逻辑上需要实现用户接入认证、系统设备管理、业务功能控制以及媒体分发转发等功能，因此对系统可靠性、安全性、可扩展性要求非常高。本次，我们采用嵌入式硬件平台部署系统核心，平台符合GB/T 28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求。嵌入式硬件平台是采用嵌入式、模块化设计架构，集成监控注册管理模块、交换模块、录像管理模块、数据库模块，实现前端编码器和网络摄像机接入管理，用户登录认证，并可实现前端的视频码流中心存储、集中转发功能，提供报警联动、双向音频、电子地图

16、、远程控制等业务功能。嵌入式硬件平台支持8级联和多达32台堆叠组网。本次配置监控平台1台，首先可以满足本次项目建设需要，其次实现系统未来扩容接入管理。2.4 存储系统设计2.4.1 存储技术介绍1) iSCSI原理简介iSCSI是由IETF开发的一种基于存储网络的新的Internet协议，其原理是将SCSI命令通过IP网络传输，这样就可以使在网络上传送数据更加便利，而且可以实现远程存储管理。 iSCSI使标准的SCSI命令能够在TCP/IP网络上的主机系统（启动器，Initiator）和存储设备（目标器，target）之间传送，而且iSCSI协议支持在系统之间传送标准的SCSI命令。在系统之间

17、的连接是通过标准的IP网络基础设施实现的。iSCSI的工作原理是：当终端用户或应用程序(启动器)发送一个请求后，操作系统将生成一个适当的SCSI命令和数据请求，SCSI命令通过封装，在需要加密的时候要执行加密处理。这些命令加上TCP/IP协议的包头，就可以在以太网上传输。接收端(目标器)在收到这个数据包后按照相反的方向进行解包，解析出SCSI命令和数据请求，SCSI命令再发送给SCSI存储设备驱动程序，因为iSCSI是双向的协议，所以它可以将数据返回给原来的请求。2) 数据可靠性技术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

18、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（100）RAID0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提供了最佳的数据保护，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用一个盘的容量作为数据校验用，但是数据校验的信息被均匀的分散到的

19、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RAID（0+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

20、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。RAID 50被称为分布奇偶位阵列条带。同RAID 30相仿的，它具有RAID 5和RAID 0的共同特性。它由两组RAID 5磁盘组成（每组最少3个），每一组都使用了分布式奇偶位，而两组硬盘再组建成RAID 0，实验跨磁盘抽取数据。RAID 50提供可靠的数据存储和优秀的整体性能，并支持更大的卷尺寸。即使两个物理磁盘发生故障（每个阵列中一个），数据也可以顺利恢复过来。根据以上不同可靠性保证的方法，本次项目采用RAID5来做实时数据的存储，确保数据安全可靠。2.4.2 存储部署方案存储系统是视频监控系统非常重要的一个子系统。视频监

21、控系统中大部分都是无用信息，如果以人力去不断浏览每一路前端实时图像，是非常困难也是不现实的，因此事后录像回溯和调查取证是非常重要的。这就要求存储系统必须具备大容量、高可靠性、高安全性等特性。根据项目建设要求，本次公园各监控点可采用中心集中存储+集中管控的模式部署存储系统。在安防监控中心负责部署存储系统，实现各前端接入监控点实时录像存储，通过视频监控平台实现集中管控。2.4.3 存储容量计算系统根据前端接入点的数量和存储时间的要求，来配置相应的系统存储容量。前端监控点计算公式如下：录像容量（MB）=前端监控点数录像天数246060录像码率(Mbps)/8本次项目公共区域监控点共规划112个高清监

22、控点，需24小时全天候录像，存储15天。摄像机均采用Highprofile的高效H.264编码压缩方式，所以单路1080P摄像机图像传输只需占用4M码流。同时系统采用RAID5等存储技术，提高数据存储的安全性、可靠性；根据计算公式，可得具体分布情况如下（硬盘空间已包含10%的格式化损耗空间）：存储空间的计算方法如下：录像容量（MB）=112152460604/8=72576000录像容量（TB）=录像容量（MB）/1000/1000=72.576采用相同规格容量硬盘、单平台相同容量（等数量存储监控点）、满配单阵列，单个存储主机配8块3T硬盘，为保证存储录像安全性磁阵列需8个盘组建一个RAID5

23、。格式损失10%。RAID5单个磁盘阵列可用的有效容量=3T*(8-1)*(1-10%）=18.9T； 四台存储设备总共可用的存储空间为75.6T，完全满足上述录像的存储。2.5 监控前端设计2.5.1 监控点前端设计本次方案监控点前端根据实际现场位置及环境，选择合适的监控摄像机。目前项目主要选择五款摄像机，高清红外防水网络摄像机28个，高清高速红外球型网络摄像机76个，高清激光云台网络摄像机4个，高清枪型网络摄像机2个，智能跟踪高速球机2个。2.5.2 前端设备安装要求按照“先重点，后一般”的原则，根据辖区实际情况和业务需求设置摄像机的位置、区域及数量；根据监控目标要求及实地勘察，确定摄像机

24、和其它设备的安装地点；摄像机的设置位置、摄像方向依以下原则设计：（1）摄像机安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方，安装位置不应影响现场设备运行和人员正常活动。安装的高度应距地面3.510m，并不得低于3.5m。（2）摄像机镜头应避免强光直射，镜头视场内，不得有遮挡监视目标的物体。（3）摄像机镜头应从光源方向对准监视目标，并应避免逆光安装；当需要逆光安装时，应降低监视区域的对比度。2.5.3 取电和线径设计1) 取电说明取电采用就近取电，在前端通过电源适配器变压给摄像机供电。2) 线径设计当电源线径大小一定，24VAC 电压损耗率达到10% 时，传送的距离即为最大传输距离。（对于交流供电的设备

25、而言，其最大的允许电压损耗率为10 %。例如：一台设备额定功率为80VA，安装在离变压器10m远处需要的最小线径大小为0.8000mm。）线径(mm) 传输距离（米） 传输功率va0.80001.0001.2502.0002.5003028457218333340213454137250501727431102006014223691160701219317814080101727681252.5.4 防雷设计室外摄像机的安装可加装防雷设备，可以有效的防止瞬时雷击和浪涌等各类脉冲信号对设备造成的损坏。本方案建议，所有的室外摄像机均配置防雷器。室外摄像机及周界摄像机均需配备二合一防雷器，防浪涌及

26、网络信号。2.5.5 室外摄像机立杆设计在室外无法安装摄像机的地方，采用立杆安装摄像机。安装立杆的要求挑臂长度以实际场地情况为准。以下为具体工艺要求的详细阐述。1) 基础施工立杆基础A. 用途：固定摄像杆；B. 基础结构、尺寸：如下图所示；C. 基础型号：由所需固定的摄像杆型号确定；D. 制作要求：应符合现行国家标准电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范的有关规定；E. 基础与窨井之间应有穿线管，且放置铁丝；F. 基础钢板上钢筋按M20标准钢丝，配镀锌螺丝两个、平光垫圈和弹簧垫圈各一个。G. 材料：8mm钢板、20mm钢筋、C25混凝土、碎石、2.5英寸PVVC弯管； 1.3.线缆管敷设 A用

27、途：敷设线缆，防止线缆损伤； C制作要求：2) 应符合现行国家标准电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范的有关规定： A. 线缆管密封好，防水性能良好； B. 线缆管离地面应不小于0.7米；C. 线缆管管口应无毛刺和尖锐棱角；D. 线缆管内放置穿线铁丝； E. 材料：暗管敷设使用钢管； F. 明管敷设使用PVC管。 3) 接地体安装 A用途：防止外界电压危害人身安全和对设备的损害，抑制电气干扰，保证设备正常工作； B接地体结构、尺寸：如接地体结构示意图所示； C安装要求： 应符合现行国家标准电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范的有关规定； 接地体的焊接应采用搭焊，搭焊长度为圆钢直径的6倍； 接地体安装点下方应无任何管道、线缆经过； 接地体安装深度如接地体安装示意图所示； 接地体安装完成后，应使用接地摇表测量接地电阻大小，要求接地电阻小于4。注意雨后不应立即测量电阻。D材料：2.5英吋钢管和30*5扁钢。