广州新白云机场安防系统深化设计方案.pdf
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1、 广州新白云机场 安全防范集成管理系统 深化设计方案 上海建坤信息技术有限公司 2003 年 12 月 0 1 系统概述.3 2 系统设计原则.3 3 系统设计目标.3 4 设计依据.3 4.1 标准和依据.3 4.2 规范和术语.3 5 体系结构.5 5.1 系统软件结构.5 5.2 系统物理结构.7 6 功能设计.8 6.1 功能概述.8 6.1.1.监控.9 6.1.2.报警.9 6.1.3.地图管理.9 6.1.4.系统设置.9 6.1.5.用户管理.9 6.2 监控.10 6.2.1 电子地图和设备选择.10 6.2.2 电子地图.10 6.2.3 视频监控.12 6.2.4 硬盘录
2、像机.13 6.3 报警.14 6.3.1 报警处理流程.14 6.3.2 报警处理流程界面设计.15 6.3.3 报警历史记录.17 6.3.4 报警设置.17 6.4 地图管理.18 6.4.1 文件管理.18 6.4.2 添加图纸.19 6.4.4 删除图纸.20 6.5 系统设置.20 6.5.1 设备管理.21 6.5.2 设备分组.22 6.5.3 联动管理.23 6.5.4 权限分配.24 6.6 用户设置.25 6.6.1 用户添加.25 6.6.2 密码修改.26 6.6.3 用户删除.26 7 时钟同步.26 8 联动控制.27 9 通讯协议和通讯网关.29 9.1 电视监
3、控系统接口协议.29 19.1.1 CCTV 接口协议.29 9.1.2 硬盘录像接口协议.33 9.2 出入口控制系统接口协议.34 9.3 周界报警系统接口协议.36 9.4 时钟同步接口协议.40 10 数据实时性.40 11 系统配置.40 12 系统扩容/扩展方案.41 13 可靠性和容错保证方案.41 14 与其它工程卖方的配合要求及条件.42 21 系统概述 1 系统概述 广州新白云国际机场位于广州市的花都区和白云区之间,新建航站楼面积约 30万平方米,主楼东西两侧各有一连接楼,每条连接楼各联接 2 条指廊,总体规模较大。广州白云国际机场安全防范系统包括三个子系统,即:闭路电视监
4、控子系统、出入口控制子系统、周界报警子系统。以上三个子系统通过计算机网络技术互联,形成一套功能完整的安全防范系统。2 系统设计原则 2 系统设计原则 安全防范集成系统建立在电视监控子系统、出入口控制子系统和周界报警子系统上的网络化集成管理平台,集成系统的运行不影响下面各子系统的独立运行,集成系统收集各子系统运行信息,为用户提供一个友好的操作界面,负责配置联动控制中各环节的响应逻辑和调度各子系统的联动响应过程。除此之外,安防管理服务器将不干预各子系统的其它运行过程。3 系统设计目标 3 系统设计目标 以电视监控子系统为核心,结合出入口控制子系统和周界报警子系统,在安全防范集成系统的协调下,通过计
5、算机网络形成一套功能完整的安全防范系统,建立透明的跨子系统联动,以有效地整合所有技术资源与手段,使得白云国际机场具有更全面、更有效、更综合的安全技术防范能力。4 设计依据 4 设计依据 4.1 标准和依据 4.1 标准和依据 安全防范集成系统合同及技术附件 GB/T50314-2000 智能建筑设计标准 GB/T12504-90 计算机软件质量保证计划规范 4.2 规范和术语 4.2 规范和术语 系统采用了大量的信息管理标准、通信协议、软件集成模块等。系统所采用的技术和术语,现列举如下:31)软件 1)软件?Windows 2000:微软公司新一代的 Windows 32 位操作平台。?ODB
6、C(开放式数据库互接)兼容的数据库:各子系统,数据库,应用软件均采用标准的数据库交换以及连接格式。?DDE(动态数据交换协议)本系统支持微软公司的动态数据交换协议,允许各应用程序之间简单数据存贮,同时网上动态数据允许数据通过网络进行交换。?应用编程接口 API:API 是一些软件模块,由各系统供应公司编制,这些软件模块用于和其他子系统来进行数据交换。通过 API,各系统并不需要很清楚了解其它系统数据库的格式及详细的指令格式。因为各系统是与 API 内一组已公开的函数调用沟通,而各系统只需要按照这些公开的函数调用格式编写软件,就可以不理会那些各系统内的复杂指令,API 会代为翻译。?Socket
7、(套接字):Sockets 规范定义并记录了如何使用 API 与 Internet 协议族连接、通讯的网络编程接口。Windows Sockets 规范以 U.C.Berkeley 大学 BSD UNIX中流行的 Socket接口为范例定义了一套Microsoft Windows下网络编程接口。它不仅包含了人们所熟悉的 Berkeley Socket 风格的库函数;也包含了一组针对 Windows 的扩展库函数,以使程序员能充分地利用 Windows 消息驱动机制进行编程。?OLE:微软的对象链接嵌入OLE技术已成为软件行业及微软最常普遍的标准方法。?COM/DCOM:组件对象模型分布式组件对
8、象模型,微软的组件定义标准,C O M是一个和语言无关的软件组件模型,它使得运行在 Windows 平台上的软件组件和应用程序能够交互。COM 的关键特征是通过清晰定义的接口使得组件与组件之间、应用与应用之间,以及客户与服务器之间能够通信。?ActiveX:运行于服务器内部的基于 COM 技术的控件,具有方法、属性和事件。?B/S 模式:浏览器/服务器模式,浏览器(通常是 IE)作为客户端,用户界面完全通过 WWW 浏览器实现,一部分事务逻辑在前端实现,但是主要事务逻辑在服务器端实现,形成所谓 3-tier 结构。?OPC微软最新定义用于过程控制的 OLE,对于本项目,它主要用于方便不同系统之
9、间的数据传输,例如 BAS 与 IBMS 的数据传输。它定义了如何与 IBMS 连接的标准。该标准描述了 OPC COM 组件,它们之间的介面由 OPC 服务器来完成。4完整的 OPC 包括三个服务:数据存取服务 Data Access Server,报警和事件服务Alarm&Event Server 和历史数据服务 History Data Server。通过这三个接口服务可方便采集实时数据、历史数据和报警事件数据。?XML:Extensible Markup Language(扩展标记语言),互联网联合组织(W3C)创建的一组规范,以便于软件开发人员和内容创作者组织信息,其目的不仅在于满足
10、不断增长的网络应用需求,同时还希望借此能够确保在通过网络进行交互合作时,具有良好的可靠性和与交互操作性。XML 语言可以让信息提供者根据需要,自行定义标记及属性名,也可以包含描述法,XML 在表达自然结构,数据交换上有着无可比拟的优势。2)网络 2)网络?EthernetIEEE802.3(10/100Base-T)-目前世界上最普及的网络解决方案,是广泛采纳的工业标准。支持多种传输介质,包括 UTP/STP,同轴电缆,光纤及无线。网络的传输速率为 10MB 或 100MB(自适应)及支持千兆以太网。大量新推出的网络产品将网络费用降低,并保证网络系统适应不同安装下的不同形势。?TCP/IP应用
11、最广泛的网络协议,该协议标准用于数据传输,遂道及路由。它提供在 INTERNET/INTRANET 上最基本的数据信息传输标准。5 体系结构 5 体系结构 5.1 系统软件结构 5.1 系统软件结构 安防集成系统采用基于 WEB 的 Browse/Web/Server 三层分布式网络结构,系统基于 TCP/IP 协议,采用 DCOM 架构和 XML 技术。采用 B/S 结构有如下优点:?适合分布式应用,用户端无须安装和配置,程序修改时无须对客户端进行更改,大大减轻管理难度和工作强度。?充分采用三层结构的优点,主要的功能模块相对独立,有利于用户根据应用的具体要求灵活配置?具有良好的用户界面?具备
12、开放的通信与数据接口,便于同其它管理软件集成?采用国际标准的 TCP/IP 网络互联通讯协议?可以通过 Intranet/Internet 实现远程监控 5安防集成系统包含以下几个有机组成部分:1)网关接口 1)网关接口 网关主要完成对子系统现场控制设备的实时信息进行收集和处理。采用标准化的通信协议,完成对不同厂家的产品的通信连接,进而对现场的信息采集。因为不同系统的通讯协议、通讯方式各不相同,目前并没有统一的标准。网关接口处理不同系统的通讯协议,为上层提供统一的设备消息,屏蔽了和不同系统之间通讯的协议细节。同时将将监控服务器发送来的信息转换成相应子系统认可的协议和格式,完成对各子系统的控制和
13、管理。网关支持多种通讯方式:RS232/RS485 串行口方式、DDE/Net DDE、OPC、Socket、Corba、ODBC、应用程序接口 API。2)监控服务器 2)监控服务器 系统对不同接口网关的提供了统一的监控应用服务器,这是整个系统的核心部分。主要作用是:?封装了数据处理逻辑,统一处理网关接口发送的设备消息,将处理后的结果存入数据库。同时接收用户从 IE 中发送来的控制信息,作相应处理后再分别发送给相应的网关接口,由网关接口通知相应子系统完成相应处理。?根据事先制定的联动表,当子系统事件发生时,联动本系统的设备和相关系统的其他设备。?执行跨系统的计划任务。3)WEB 服务器和数据
14、库服务器 3)WEB 服务器和数据库服务器 采用 Web/Server 模式,WEB 服务器是必须的,安防集成系统 WEB 服务采用Windows2000 自带的 IIS5。数据库采用 MS SQL Server2000 大型数据库,功能强大、管理方便,运行和管理费用低。数据库存放设备信息,报警信息,系统信息,联动设置、计划任务等。4)IE 客户端浏览器和客户端控件 4)IE 客户端浏览器和客户端控件 浏览器作为用户端的 UI,用户操作均在浏览器完成。免安装和维护,使用简单,界面友好。在一些地方使用了 ActiveX 控件来增强浏览器功能,如视频图像的浏览。安防集成系统原理图如下所示:6 安防
15、集成系统原理图 5.2 系统物理结构 5.2 系统物理结构 系统的物理结构简图如下图 图中的弱电设备间代表第一到第四弱电设备间,弱电设备间集中安装了二级视频矩阵的设备,但没有多媒体工作站;边检监控中心、海关监控中心、行李分拣监控中心则具有多媒体的监控平台;控制室只包括如保安监控中心、航站楼管理中心、旅客服务中心、运营指挥中心、外场指挥中心、安检监控中心、边检分控室、安检分控室、以及南航分控室等只具有终端监控功能的控制室;安防集成系统服务器和门禁、周界服务器位于中心设备间。安防系统程序、应用服务器、WEB 服务器、数据库和网关均运行在安防集成系统服务器上,客户端程序运行在各监控室的多媒体工作站上
16、。安防管理集成系统服务器,各弱电设备间、各分控中心和分控室内的多媒体工作站和数字硬盘录像机以及门禁服务器均联结在安防专用的网络上,网络协议采用TCP/IP 协议。7矩阵控制器矩阵控制器门禁服务器门禁服务器矩阵控制器矩阵控制器区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器区域控制器机场消防系统机场消防系统报警控制器报警控制器报警控制器报警控制器数字硬盘录象机数字硬盘录象机数字硬盘录象机多媒体工作站多媒体工作站多媒体工作站多媒体工作站多媒体工作站多媒体工作站边检、海关、行李监控中心边检、海关、行李监控中心中心机房中心机房控制室控制室视频总线安防专用网(TCP/IP)视频总线
17、安防专用网(TCP/IP)矩阵控制器矩阵控制器数字硬盘录象机弱电设备间弱电设备间安防管理系统服务器安防管理系统服务器报警控制主机报警控制主机Hub周界报警Hub周界报警报警控制器报警控制器报警控制器报警控制器登机口工作人员通道飞行区通道视频矩阵视频矩阵视频矩阵视频矩阵视频矩阵视频矩阵控制总线控制总线安防系统物理结构简图 6 功能设计 6 功能设计 6.1 功能概述 6.1 功能概述 本系统集成了视频监视、出入口控制和周界报警 3 个子系统,为了便于用户的使用和管理,将系统设置以及用户管理模块分开进行,本系统的主菜单共有 5 项。如图 6.1.1 所示:8 图 6.1.1 各个模块的概述如下:6
18、.1.1.监控 监控功能中集成了 3 个子系统(视频监控、出入口控制、周界报警)的状态显示以及管理功能。在该模块中,提供了电子地图及设备 2 种定位方式来使用户查看和管理目标设备。对授权用户提供了摄像机、硬盘录像机的控制功能,在电子地图上显示门禁和周界的状态,当发生报警时在地图上动态显示报警区域以及其准确位置。6.1.2.报警 本模块主要处理报警事件,复位设备以及对报警历史记录的管理。6.1.3.地图管理 提供用户对电子地图的管理功能,包括电子地图的编号,分组,上传等功能。6.1.4.系统设置 系统设置包括了诸多系统初始化的工作比如设备管理,设备分组,联动设置,联动管理等,由于该系统以用户组的
19、概念管理,所以也牵涉到了权限分配工作。6.1.5.用户管理 用户管理模块只作用户添加、删除、分组、密码修改等基本功能,逻辑上更加独立,同时避免了系统设置中的复杂性。接下来将具体描述各个子模块的功能并展示其设计界面。96.2 监控 6.2 监控 6.2.1 电子地图和设备选择 系统提供 2 种方式供用户访问所需要监视并且管理的设备(摄像头、硬盘录像机、门禁、周界报警点等),分别为电子地图方式和设备(主要是硬盘录像机和摄像机)方式,均采用标准的树型访问方式。无论是电子地图方式还是设备方式,在逻辑上都采用各个监控中心的分组方式,即各个分中心拥有各自需要管理的地图以及设备。以下是 2 种分类的示意:图
20、 6.2.1 6.2.2 电子地图 由于机场的平面图纸很大,而且监控点很多,操作也难以控制,一个全局图上不足以将所有的监控点一一罗列在上。因此,我们考虑将全局图分块管理,每个较小的区域上都能够清晰而且准确的标出各种监控设备的位置、状态,并且在发生报警时能准确的定位报警设备。而在大图上,在发生警报的时候,显示警报发生的区域,从而让用户能快速的定位到相应的区域图上去。在区域图上,各种监控设备将被同时显示在同一个地图上,用户可以通过隐藏、显示选择框来决定隐藏某种设备 10的显示,方便对设备的监视。当鼠标停留在某个设备上时,将会显示该设备名称、编号以及位置的信息。以下是某个区域图显示方式的界面设计:图
21、 6.2.2 各个分中心都有自己所需要管理的电子地图列表,列表中所罗列的是区域图,在区域图上可以清晰准确地看到每个监控点的状态,点击摄像头将会出现相应的视频画面。区域图的下方可以勾选三个设备,用来显示或者隐藏某一类的设备。以下是全局图的显示界面:11图 6.2.3 可以看到,全局图跟区域图的区别在于,全局图上没有各类监控设备,自然也没有了各种设备显示或者隐藏的勾选。但是在报警发生的情况下,报警的区域会在全局图上加以体现。以下是报警发生时全局图的变化情况,报警区域出现了报警标志,可以通过查看这个位置的区域图来定位发生报警的设备。图 6.2.4 6.2.3 视频监控 可以通过设备选择方式以及点击点
22、子地图上的摄像头监控点来进入视频监控的画面。在监控的过程中,提供了对云台,焦距等的远程控制功能。以下是视频监控的界面设计:12 图 6.2.5 视频图像控制功能提供了云台的上下左右转动,焦距调整,镜头旋转,地图切换的功能。树型目录下面提供了设备编号的直接输入,便于监控人员的快速切换。6.2.4 硬盘录像机 硬盘录像机可以通过树型目录的设备选择方式或者直接在下面的设备编号框中输入录像机的设备编号进行访问。硬盘录像机管理的设计界面如下图所示:图 6.2.6 硬盘录像机界面的右侧是控制菜单,分为 4 部分。工作状态表示各个通道的录 13像情况,用红色表示该通道的图像正在被录像。录像控制里面进行指定通
23、道的录像/停止操作,如果该通道的图像正在被录像则显示停止按钮,反之则显示录像按钮。录像检索用来搜索指定的录像,用户指定时间段(精确到分钟),并选择好通道后,按搜索按钮,如果找到则在左边的视频窗口进行播放。回防控制提供了视频播放时的一系列标准控制按钮(播放、暂停、快进、快退)。6.3 报警 6.3 报警 报警模块主要功能有报警事件处理、报警复位、历史记录管理、历史记录查询。当有未处理的报警时,报警菜单按钮上会有红色的惊叹号提示,直至处理完所有的报警事务才会消失。报警模块的主界面如下:图 6.3.1 6.3.1 报警处理流程 整个报警处理流程如图 6.3.2 所示:图 6.3.2 流程描述:A.当
24、出现报警后,自动弹出报警事件列表的窗口以及第一个报警事件的电子地图,与此同时在后台,相关联动功能将被启动(比如摄像头开始捕捉该区域的画面,录像机开始工作等等,根据已设定的联动表进行),系统的主界面将自动显示出现报警地点的视频图像,将显示优先级高的报警的地图或者视频。点击报警事件列表中的报警项目,将会显示该报警设备所在的电子地图。B.接到报警后进行相应的处理工作,并且填写相应的处理人、处理结果等项目。14此时报警信息仍然在报警列表中。C.当确认警报解除后,管理人员需要对相应的报警进行复位操作(系统中有些设备协议上并没有规定其复位操作,比如说门禁,这类设备就不需要复位了),复位的同时将记录该条报警
25、的处理情况,同时在后台启动相应的联动功能(比如录像机暂停录像、门禁开启等等,根据联动表的设定进行),复位完毕后,该报警将从弹出得报警列表窗口中删除。以下是各个环节中的具体描述以及界面情况:6.3.2 报警处理流程界面设计 6.3.2.1 报警发生 6.3.2.1 报警发生 报警信息到达时,系统弹出报警事件提示窗口(按报警的级别高低降序显示,如遇同级别的报警,则按时间排序),同时弹出第一条报警设备的电子地图。如图6.3.3,6.3.4 所示:图 6.3.3 15图 6.3.4 点击报警事件提示窗口中的地图按钮可以看相应报警发生地点的电子地图,点击处理按钮则进入报警事件处理的流程。图 6.3.5
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