机房视频监控系统解决方案.pdf
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1、通信段机房监控系统解决方案通信段机房监控系统解决方案第1章 系统总体设计1.1 技术路线1)机房视频监控系统集硬件、软件、网络于一体,采用开放标准的无人值守机房专用平台软件 iVMS-8600;2)支持机房前端/区域监控平台的两级结构或机房/多级监控平台的两级以上联网结构,方便扩容;3)利用机房处理单元对机房的视频监控、动力监测、环境监测、安全防范、火灾报警、门禁等子系统进行整合并进行统一管理;4)为了适应用户的需求,系统需从视频的采集、压缩编码、存储到显示各个环节都支持高清,实现了真正的高清;5)为了及时发现监控画面中的异常情况,最大限度地降低误报和漏报现象,系统中需引入智能分析技术;6)为
2、了便于统一管理,多级平台和机房系统的所有设备均采用统一命名和统一编码;7)系统通信即可以利用机房联网系统已有综合数据网,也可以利用 Internet互联网进行数据通讯;8)监控中心、MIS 用户均可对现场进行监控,并能够随时对资料进行检索和查阅,从而掌握现场运行情况;9)用户通过 C/S、B/S 方式模式对现场进行监控,C/S 方式功能强大,需要安装软件;B/S 方式操作方便,直接采用浏览器访问;10)平台软件按照业务需求对监控资源进行逻辑划分,按照用户等级进行授权,并根据不同授权获得相应信息,而无需额外建设投资。第 32 页1.2 总体架构图表 1 机房视频监控系统拓扑图XX 机房监控系统支
3、持两级或两级以上的联网结构,方便系统扩容。XX 机房视频监控系统由机房前端系统、传输网络和监控中心三部分组成,其中监控中心系统支持多级。1.2.1 前端系统机房前端系统是信息采集部分,通过嵌入式机房处理单元,对机房内的视频监控、扩展可实现对动力监测、环境监测、安全防范、火灾报警、门禁、照明、电压电流、UPS 和空调通风系统进行了整合,主要负责对机房视音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传,并进行本地的相关联动。1.2.2 传输网络机房视频监控系统的网络类型比较多元化,并没有统一标准,根据具体项目情况,可以依托已有的LAN,MAN、Internet 等各种网络,也可以为机房系统
4、专门铺设光纤新建网络链路。第 32 页1.2.3 监控中心监控中心可以只有一级也可以多级。区域监控中心可管理所辖机房的所有监控设备,接收由所辖机房上报的环境、告警等信息,满足区域监控中心用户视频、环境信息查看、动力信息查询的需求。同时如果还有上级监控中心,也可以提供相关的视频、环境等信息给上级监控中心。1.3 系统功能随着机房无人值守建设的不断深入,机房视频监控系统除满足原有基本功能外,被赋予了许多新的要求。我们的综合监控系统应具备如下功能:实时视频监视通过视频监视可以实时了解机房内设备的信息,确定机房环境是否正常,是否有人出入,以及发生的报警是否误报,警情程度等等。视频监控清晰可靠,直观的展
5、现了机房监控区域的全貌。远程控制监控中心通过客户端和浏览器可对所辖机房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;对门禁、照明、给排水和空调通风系统的开启进行控制。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,记录机房内各种操作;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。配置维护能对机房处理单元进行校时、重新启动、修改参数、软件升级、远程维护等功能。机房处理单元及摄像机提供远程访问功能,管理员
6、不必到达设备现场,就可修改设备的各项参数,提高的设备维护效率。B/S 方式访问MIS 用户通过 B/S(Brower/Server)方式访问机房系统,B/S 方式采用标准第 32 页的HTTP协议,具有很强的开放性和兼容性,完全能融合在机房系统现有网络中。.通过标准的 IE 浏览器,领导和值班人员可根据不同的权限对机房系统进行配置及控制,操作界面全部为中文可视化界面,使用非常方便。第 32 页第2章 机房前端系统设计2.1 视频监控子系统机房摄像机是整个综合监控系统的视频信号源,主要负责对机房整体环境、机房设备等进行全天候的视频监视,同时能与其它子系统进行报警联动,满足机房运行对安全、巡视的要
7、求。这样当发生动力环境量、开关量、火灾系统等报警时,监控中心可以先通过视频监控进行机房具体信息的直观了解,避免因准备不足而导致行动盲目、低效,不能对报警进行及时有效的处理。图表 3 机房前端视频监控系统2.2 存储系统本方案存储系统采用 NVR 模式,其中 IPC 不与平台直接对接,而是先接入NVR,再通过 NVR 接入平台。IPC 与 NVR 之间实现了直接对接,而直接对接模式一般采用底层协议而非 SDK 方式,更有利于提高接入效率。NVR 直接获取IPC 的音视频直接存在本机上,实现视频直存。视频存储系统结构设计及视频流向如下图所示:第 32 页2.2.1 存储配置1)需求容量计算需要考虑
8、前端监控路数、单路视频图像码流、录像时间、录像保存时间。视频图像存储空间计算公式:单个通道 24 小时存储的存储容量(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:存储天数7 天视频规格1920*1080(HD1080P),8Mb 码流591(最佳图像效果)1280*720(HD720P),4Mb 码流296(最佳图像效果)720*576(D1),2Mb 码流148(最佳图像效果)31763363312661266253215 天30 天2)可用容量计算磁盘容量损失:第 32 页标 称2T
9、B的 硬 盘 由 于 进 制 关 系,其 实 际 可 用 容 量 为2000/1.024/1.024/1.024=1862GB。设备选择:选择设备时,首先要考虑设备提供的存储容量是否能够满足需求,其次再考虑提供这么大存储容量的设备性能是否能够满足项目中前端并发写入,如果不能满足需要考虑更换更高性能产品或是选择更小盘位产品来分担设备压力。不同系列产品对并发录像数支持不同,根据实际项目前端码流和并发路数进行选择。2.2.2 NVR 亮点XX 是国内领先的嵌入式硬盘录像机设备生产厂家,针对安防市场的沉淀和理解,推出了多项符合视频流转发和存储的技术,利用专业性产品和配套系统,提供了高稳定性、高安全性、
10、高可靠性的转发存储系统,在系统灵活性、兼容性、安全性、稳定性、可靠性、冗余性以及设备磁盘利用率、功耗、重量、体积和性价比上,都有非常大的优势。1)可靠性高设备采用嵌入式操作系统,不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启,确保系统高可靠性。嵌入式 NVR 专用软硬件的特性,决定了其针对应用环境的“量身打造”,环境适应能力更强,更切合于监控行业当前的实际情况(介于民用与工业之间)。嵌入式 NVR 采用分布式存储方案,采用就近存储、快速存储、分散存储的策略,保证数据尽可能早的存储,有效规避网络异常等问题,把单点故障的风险降到最低。该设备支持主辅双操作系统,主系统异常后辅系统立即顶上,保证设备稳定
11、运行。同步降低功耗的同时,提高了运行寿命和稳定性,也增加了环境的适应性。具备 N+1 热备功能,通过设置备份主机的方式,保证系统中任意一台 NVR网络中断、工作异常的时候,录像数据可靠、完整。具备 ANR断网补录功能,ANR(Automatic Network Replenishment Technology)即自动网络补偿技术,在 NVR 与网络摄像机之间的网络出现异常的时候,自动第 32 页启用前端 SD 卡缓存,将录像保存在网络摄像机 SD 卡中,网络恢复正常后自动将前端数据同步到 NVR 中。2)性价比高嵌入式 NVR 采用分布式存储的模式,图像资源都分布存储在前端,汇聚网络投资成本低
12、,同时数据可靠性得到有效保证。嵌入式 NVR 多读少些的特性,监控级硬盘即可满足存储需求,同时其硬盘利用率上可以高达 95%以上,大大降低存储成本。嵌入式 NVR 低功耗的特点,可大大节省 UPS 投资成本和运营维护成本。3)灵活性高XX 新一代 NVR 产品灵活性高,在智能搜索、浓缩播放等智能化功能的基础上可根据不同情况进行灵活运用;且部署方式较为灵活,即可采用分布式存储,又可进行集中存储部署,可以满足不同场景的应用需求。4)兼容性高作为专业视频转发存储设备,嵌入式 NVR 能够兼容大多数网络高清摄像机的接入。5)利用率高嵌入式 NVR 采用磁盘空间预分配技术、整个系统仅损耗格式化空间,硬盘
13、空间利用率在 90%以上。6)数据安全性高通过磁盘预分配技术、文件保护技术、硬盘 SMART预警技术和硬盘休眠技术等多种安全技术手段,确保存储数据高安全性。该设备还支持硬盘分组管理、通道配额设置、冗余录像、重要录像文件保护等机制,在提高数据安全性的同时,可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。7)能耗低首先,设备采用独特的机箱专利设计,前置插槽式的硬盘安装方式,在保证便捷的安装维护下,让设备运行更低噪环保。此外,设备选用 TI 专用视频处理芯片、磁盘休眠技术等,有效降低整机功耗。第 32 页第3章 监控中心设计3.1 监控中心系统组成监控中心系统主要由服务器管理系统、解码系统、控制系统、显
14、示系统等组成。图表 13 综合辅助系统监控中心系统拓扑图同时监控中心系统还需保障系统来支撑平台业务。为保障机房系统的监控质量,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;为保障平台的稳定运行,中心可采用双机双网配置。监控中心系统作为该地区机房的汇聚点,配置管理下辖所有机房的设备,接收由所辖机房上报的环境、报警等信息,满足监控中心系统用户视频、环境信息查看、机房设备控制。3.2 服务器管理系统3.2.1 服务器平台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
15、具备多 CPU 系统、高带宽系统总线、第 32 页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。平台主要有以下服务器:中心管理服务器、流媒体服务器、接入/报警服务器、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。1)存储管理模块存储管理模块主要进行对系统中各个监控点录像计划的配置管理,并为用户提供录像查询、点播等服务,支持PB 级海量音视频数据存储以及快速检索的功能。支持计划录像,移动侦测录像,手动录像,报警录像等不同录像类型。2)报警管理模块报警模块管理系统内各种报警事件及其联动处理,并对报警消息进
16、行分发及上传。支持的联动方式有客户端联动(视频图像、声光显示、信息叠加)、云台联动、通道录像、EMAIL 通知、短信发送、警灯警号联动等方式,并可进行跨区域的联动。提供完善的报警日志管理,方便事后查询检索。3)电视墙模块电视墙模块主要对各种解码设备进行统一管理,配置解码资源,提供报警联动服务,键盘信号接入。4)流媒体模块流媒体模块主要进行视频数据(实时图像及录像数据)的转发及分发。通过设备 SDK 或 RTP/RTSP方式接入第三方设备,完成设备取流。流媒体模块能对带宽进行合理使用,当多个用户(或业务)同时观看同一路图像,通过流媒体模块转发可有效节约网络带宽资源。此外,通过流媒体模块级联模式,
17、可有效缓解两个区域中因网络通信带宽引起的视频预览资源不足问题。6)云镜管理模块云镜管理模块可以实现用户根据权限拥有不同的控制级别,按优先级对云台进行控制,最多支持100 级;通过云台代理模块,去控制云台,能够实现网闸穿透等功能。7)网络管理模块网管模块对系统内联网设备进行实时运行状况监测,包括各种监控设备、模第 32 页块运行状况进行监视和管理,并能以各种图表的形式进行实时显示。主要提供资源管理、远程维护管理、故障管理、日志管理。对各种维护数据可以进行查询、统计,并生成相关报表。3.3 解码系统监控中心的上墙视频都是取自前端网传过来的压缩视频,需要将压缩视频流解码才能进行上墙显示。视频解码主要
18、分为解码器解码、视频综合平台解码方式。解码系统能支持主动解码和被动解码两种模式:1)主动解码又称动态解码,由解码器主动连接编码器请求数据流;解码上墙,远程录像回放上墙。2)被动解码解码器不会发起请求;其他设备向解码器上传数据,解码器只有接到数据以后才开始解码;电脑上录像文件回放上墙。3.3.1 解码器目前我们常用的解码器为海康 DS-6300D 系列和海康 DS-6400HD-T 系列。1)DS-6300D 系列DS-6300D 支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式,可支持高清720p视频流的解码输出,同时支持4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF 分辨率图像解码;支持BNC 和
19、VGA 同时解码输出;支持语音对讲、报警输入/输出、透明通道等功能,为大型电视墙解码服务提供强有力的支持。主要功能如下:支持解码图像叠加前端编码设备的智能分析信息;支持 VGA、BNC 接口解码输出;支持主动解码和被动解码两种解码模式;支持直连前端设备和通过流媒体转发的方式获取网络实时数据;第 32 页支持远程录像文件的解码输出;支持透明通道传输,可远程控制 DVR 或 DVS 上连接的云台。2)DS-6400HD-TDS-6400HD-T 支持高清 1080P 网络视频的解码输出;支持 VGA、HDMI、BNC 接口解码输出;支持多种网络传输协议、多种码流的传输方式,为大型电视墙解码服务提供
20、强有力的支持。主要功能如下:支持 HDMI、VGA、BNC 三种输出接口;HDMI 和 VGA 输出分辨率最高都支持 1920*1080;支持主动解码和被动解码两种解码模式;支持直连前端设备和通过流媒体转发的方式获取网络实时据;支持大屏拼接功能,最多支持 2*2、2*3、3*2、2*4、4*2 的大屏拼接;支持远程录像文件的解码输出;支持透明通道传输,可远程控制 DVR 或 DVS 上连接的云台。3.3.2 视频综合平台视频综合平台参考 ATCA(Advanced Telecommunications ComputingArchitecture 高级电信计算架构)标准设计,支持模拟及数字视频的
21、矩阵切换、视频图像行为分析、视音频编解码、集中存储管理、网络实时预览、视频拼接上墙等功能,是一款集图像处理、网络功能、日志管理、用户和权限管理、设备维护于一体的电信级视频综合处理交换平台。现阶段 XX 具有 B10、B11、B12 三系列产品,其中 B10 功能最为完善。主要功能如下:1)硬件结构4U,7U,12U 三种标准机箱可选,满足不同规模的监控需求;标准机架式设计,运营级 ATCA机箱系统;插拔式模块化设计,可根据需求灵活扩展;业务模块支持热插拔、双电源冗余、智能风扇自动调温,确保系统稳定第 32 页可靠;双高速无阻塞背板设计,满足大容量视频数据高速交换的需求;12U 机箱具备液晶屏,
22、实时显示设备状态信息。2)矩阵切换控制支持模拟、网络、数字视频信号的接入和切换输出;支持高清、标清视频切换及输出;模拟视频数字化后无压缩直接交换输出;支持键盘控制切换;模块化输入、输出板设计,可根据需求组合为各种规格的数字视频交换矩阵;支持多台视频综合平台光纤级联,扩展视频矩阵规模,实现多级矩阵级联管理。3)视频编码输入H.264 视频压缩标准;支持 BNC、VGA、RGB、HDMI、DVI、HD-SDI、光纤接入编码;支持复合流和视频流编码,复合流编码时音频和视频同步;支持双码流技术。4)视频解码输出支持 BNC、VGA、DVI、HDMI 输出显示;支持 BNC 支持 1/4 画面分割显示,
23、VGA、DVI、HDMI 支持 1/4/9/16 画面分割显示;支持 IPC、DVR、DVS 视频解码上墙显示;支持 1080P 及以下所有分辨率视频解码显示;支持 16 个预设场景,用户可以自定义每个场景电视墙布局。5)大屏拼接支持大屏拼接功能,最多支持 15 组大屏;支持最大 79 个子屏进行拼接;支持开窗和漫游功能,最多可实现开 4 个窗口。第 32 页6)智能分析支持视频场景智能分析报警图片上墙;支持穿越警戒面检测、进入区域检测、离开区域检测、区域入侵检测;支持徘徊检测、物品遗留检测、物品拿取检测、停车检测、人员聚集、快速移动检测;支持智能报警触发录像、定时录像、及其他方式报警录像;支
24、持视频场景突变报警;对于摄像机移动,遮挡等造成短时间内视频场景信息发生大范围的变化时产生报警。7)录像与存储支持定时录像、移动侦测录像;支持录像的预录与延时;支持冗余录像;支持录像文件的锁定与解锁;支持硬盘盘组管理;支持 NVR、CVR、NAS、IP-SAN 等网络集中存储方式。8)网络功能内置千兆交换机,具备多个千兆网口,用于网络视频的实时预览、解码上墙及网络集中存储等;支持 TCP/IP 协议簇,支持 RTSP、TCP、UDP、RTP、PPPoE、DHCP、DNS、DDNS、SADP 等协议;支持单播和组播;支持网络扩展信号量报警输入输出控制;支持远程控制模拟、数字视频的切换上墙;支持远程
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