军队多级指挥监控系统技术-方案书--毕业论文.doc
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1、军队多级指挥监控系统技术方案浙江大华技术股份有限公司总工办目 录1 概述31.1 背景概况31.2 营地环境对指挥监控系统的需求31.3 传统监控系统的弊端42设计依据及原则52.1 设计依据52.2 设计原则63 技术路线选择73.1 构架举例73.1.1 模拟监控73.1.2 数字监控83.1.3 模数结合监控83.2 架构选择94 系统设计(新建项目)104.1 总体设计104.2 前端监控点设计124.2.1 门岗监控点124.2.2 普通视频监控点154.2.3 巡逻车监控154.2.4 电子围栏164.3 指挥中心设计174.3.1监控管理平台184.3.2大屏显示系统184.3.
2、3网络存储系统204.4 和其他监控中心互连互通215 系统设计(改造项目)225.1 总体设计225.2 前端监控点设计245.3 指挥中心设计255.4 和其他监控中心互连互通256 软件结构和功能256.1三大系统统一平台276.2图像监控276.3报警286.4音视频存储及检索296.5和系统数据库的结合296.6电子地图和界面306.7日志和设备管理306.8用户权限管理316.9各系统的有效联动316.10系统升级326.11智能视频分析功能(可选)327 系统功能377.1报警联动功能377.2字符叠加387.3数字图像记录功能387.4控制功能397.5多功能轮巡397.6强大
3、的录像与回放功能397.7键盘对云镜及其他设备的控制417.8断电自动重启后自动恢复功能417.9使用维护简单、智能监控功能417.10完全适应现在的环境,远程控制辅助光源427.11系统管理功能427.12方便实现多级监控437.13电子地图功能437.14时间同步功能437.15远程音视频传输437.16视频动态检测447.17报警布防、撤防447.18安全保护功能447.19方便的扩充和升级448 系统特点448.1高稳定性和可靠性448.2开放性458.3互连互通458.4先进性458.5可扩充性458.6易操作性468.7易维护性468.8系统管理功能完备469 具体设备选型469.
4、1智能高速球技术参数469.2网络摄像机技术参数489.3光端机技术参数539.4网络视频服务器技术参数549.5 IP存储设备技术参数579.6硬盘录像机技术参数589.7图形图像工作站599.8卡口和超速抓拍系统619.10车载硬盘录像机629.11防雷元件649.12电源浪涌防雷器649.13电子围栏651 概述1.1 背景概况在部队驻地、仓库周边对相应建筑物、重要设施进行视频监控。搭建整套联网视频指挥系统,实现全国范围内各个点的联网监控、应急指挥处理。1.2 营地环境对指挥监控系统的需求营地指挥监控主要需要实现以下一些功能:可视化指挥、异常入侵报警、大范围联网、库房和设备保卫、门禁控制
5、、巡逻监控。l 可视化指挥:上级管理人员在进行远程控制指挥的时候,通过该系统,能够实时看到现场发生的情况。可视化的管理必将提高指挥的效率和效果。l 异常入侵报警:对营地周围进行视频监控和电子周界监控,预防闲杂人等进入、防止敌对势力进行破坏活动。同时也需要有效防止小动物等误入营地导致误报警等情况出现。同时,在各个出入口、岗亭,可以通过技术手段增强门岗的检查记录工作,做到可视、可控、可查。l 大范围联网:一般营地监控系统是独立存在于各个营地的,不同的营地之间无法实现监控数据的互连互通,更不用说军区内的联网甚至全国各军区之间的系统联网了。这就给指挥管理工作带来较大的难度和复杂度。新型的指挥监控系统,
6、必须具备良好的兼容性、扩展性,能够实现大范围的联网通讯功能。l 库房和设备保卫:针对弹药库等重要库房和发电机组等关键设备,需要额外增加监控报警系统,其安全等级要求需要参考银行金库安保工作。确保能够及时发现破坏性行为或者异常事故,避免意外,减少损失。l 门禁控制:营地的不同区域有严格的身份认证要求,需要保护机密资料。所以针对不同的身份,需要提供不同的出入权限。在营地各个区域,需要根据实际情况提供相应的门禁控制管理功能,并且门禁系统能够和综合管理平台连接,便于管理控制。l 巡逻监控:一些军区配备了巡逻车,巡逻车在外执勤的时候可能会遇到一些异常情况。所以需要为巡逻车配备一定的监控管理设备终端,能够及
7、时把期间遇到的情况反馈到监控中心。1.3 传统监控系统的弊端1、录像模糊不清传统监控系统以实时图像监视为主,对录像的要求比较低。所以传统监控系统的图像信息采用的还是比较陈旧的MPEG1、MPEG2视频压缩技术,图像的分辨率也以低分辩的CIF为主。已经无法满足新形势下综合监控管理系统的需求,所以我们需要引入先进的音视频压缩算法,如H.264,同时推广高清晰的分辩率,如D1录像格式。2、管理控制操作复杂传统监控系统以矩阵控制权限为主,一般只支持23级用户权限管理。而现今的视频管理系统以联网监控为主体,结合大型工矿企业多样化的职能设置,需要支持可灵活定义的权限管理和控制管理。3、监控系统相对独立传统
8、监控系统是比较独立的一套系统,虽然监控功能比较完善,但作为独立系统,需要单独配置管理人员,并且由于难以和其他系统通讯,造成联动信息缺失,无法发挥出更大的作用。随着软件平台技术、网络技术的发展和监控系统的迅速发展,现在视频监控系统能够和业务管理平台、报警联动平台等等实现一定程度的互连互通,通过平台间的配合达到112的效果。4、网络功能弱传统监控系统以本地视频监看为主,所以网络功能设计的比较弱。一般无法实现所有图像同时网传,或者一般提供的网络管理功能都比较简单。而新型的视频监控系统是以联网监控为基础的,具备丰富的网络管理功能和强大的网传存储能力。为多样化的功能扩展提供各种可能。5、录像空间固定传统
9、监控系统以DVR录像为主,录像信息受限制于每台录像设备装备的硬盘容量,想要进行扩容,就需要更换硬件,造成一定程度的浪费。而新型监控系统,可以通过网络传输进行录像的保存、查询、回放等各种功能,并且可以通过调整网络存储设备和调整存储策略,灵活地对每一路监控图像的录像空间进行自由配置,节省大量资源。2设计依据及原则2.1 设计依据本工程系统设计、配备的配置依据国家有关的设计规范、标准。所涉及的设备的产品标准、规范,验收标准、标准,均符合国家有关条例及规范。其工程设计、施工符合如下依据:1 安全防范工程技术规范2 安全防范工程程序与要求3 水利系统通信业务导则4 水利水电工程通信设计技术规程5 工业控
10、制计算机系统验收大纲6 工业电视系统工程设计规范7 视频安防监控系统技术要求8 建筑防雷设计规范9 建筑物电子信息系统防雷技术规范10 电子设备雷击保护导则11 计算机信息系统安全保护等级划分准则12 计算机场地技术条件13 电子计算机机房设计规范14 通讯系统机房设计15 中国信息技术设备安全标准16 工业企业通讯设计规范17 工业企业通讯接地设计规范18 电磁兼容 试验和测量技术19 远动设备及系统接口(电气特性)2.2 设计原则本工程系统设计原则以“先进、扩展、可靠、实用、合理”为指导思想。l 先进性系统采用先进的技术,包括先进的传输技术、图像压缩编码技术、存贮技术、控制技术,所采用技术
11、应是成熟的,且符合技术发展方向。l 扩展性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之间能互联互控,充分发挥整个系统的功能;不仅系统规模和功能易于扩充,还应方便与其他系统连接。l 可靠性系统功能满足部队监管系统对图像监控的基本要求,使用方便,图像清晰;系统具有高可靠性和高安全性,能长期稳定运行,使用具有升级能力的嵌入式设备。l 实用性系统的可用性强,长期应用于室外恶劣环境下,全天候稳定工作,不论白天还是夜晚,不论晴天还是雨天,都能有较好的效果。l 合理性在确保质量、实用性、先进性的前提下,系统要求采用较经济的方案,包括建设费用、升级和维护费用。 3 技术路线选择3.1 构架举例根据目
12、前市场广泛推广应用的动态监视系统,主要有以下四种实现方式:3.1.1 模拟监控模拟监控是指音视频信号以模拟方式传输、显示、存储;模拟视频系统中信息流的形态为模拟的视频信号,系统的网络结构主要是以种单功能、单向、集中方式的信息采集网络;优点l 矩阵切换器将分散的全硬件视频监控系统微型集中化,如将视频切换、对前端的控制等功能集合一起,一机处理,是技术上的一个突破;l 技术成熟、性能稳定。缺点l 传输对距离十分敏感,信号容易产生衰耗、畸变、群延时,并且易受干扰,使图像质量下降;l 联网方式单一,只能以点对点的方式监视现场,布线工程量极大;l 模拟信号的存储耗费需大量存储介质(如录像带),查询取证烦琐
13、。传统的监控系统,以模拟监控为主。3.1.2 数字监控数字监控是以音视频信号压缩后以数据包形式传输、记录的多功能、高度智能化的监控系统。随着计算机多媒体技术、视频压缩技术、网络通讯技术的发展、数字视频监控系统迅速崛起。优点l 数字化视频可以在局域网或广域网上传输图像数据,不受距离限制,信号不易受干扰,可大幅度提高图像稳定性;l 数字视频可利用计算机网络联网,网络带宽可复用,无须重复布线;l 经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中,查询十分简便快捷。l 施工简单,维护成本低缺点l 数字视频在图像进行远距离传输过程中,通过对图像的压缩和解压缩,图像清晰度受到一些影响;3.1.3 模数结
14、合监控模数结合监控即以DVR为中心组建监控系统。DVR具备显示、存储、查询、回放、云镜控制、网络传输等多种功能,能够同时实现模拟图像显示和数字图像传输。是监控系统从模拟监控方式向数字监控方式过渡的中间产品,也是目前应用最广泛的监控系统架构。优点l 视频图像可以在局域网或广域网上传输图像数据,不受距离限制,信号不易受干扰,可大幅度提高图像稳定性;l 视频可利用计算机网络联网,网络带宽可复用,无须重复布线;l 经过压缩的视频图像主要保存在DVR的硬盘上;缺点l 数字视频在图像进行远距离传输过程中,通过对图像的压缩和解压缩,图像清晰度受到一定的影响;l 各种功能均具备,但单项功能都不太强。比方说网络
15、传输功能、设备管理功能、录像存储查询功能等等。3.1.4 集中编码存储监控集中编码存储监控以光纤球、视频光信号与光纤集中编码器、IP存储组建监控系统。结合了数字监控系统与无压缩光信号的特点,具有高抗干扰、高清无损伤图片、监控中心的实时无延时、网络的不受限制等多种优点。能够同时实现无压缩光信号与网络图像信号传输。是目前推出的最优秀监控系统架构。优点l 抗干扰强、延时小、图像无损伤l 视频图像可以在局域网或广域网上传输图像数据,不受距离限制,信号不易受干扰,可大幅度提高图像稳定性;l 视频可利用计算机网络联网,网络带宽可复用,无须重复布线;l 经过压缩的视频图像主要保存在IP存储设备上,查询十分简
16、便快捷。缺点l 如果需要实时无损伤图片多路上墙,则要增加相应的交换设备,成本相对较高3.2 架构选择集中编码存储监控是新崛起的以图像视频压缩及计算机通信技术为核心的新型视频监控系统,该系统解决了模拟系统与数字系统的部分弊端,更适合远程智能数字视频监控管理,若根据实际情况选用不同图像压缩格式,可有效提高图像的清晰度。目前数字视频监视系统应用的压缩格式主要有:MPEG-4、H.264,这两种图像压缩方式可达到DVD图像的清晰效果,每路图像传输占用约512K2M网络带宽(根据压缩比不同将占用不同网络带宽)。数字监控系统适应范围较广,可利用各种数据通信网络如:SDH、DDN、ISDN、El、XDSL、
17、ATM等。因此采用光纤高速球前端音视频信号通过光纤,无压缩无损伤的传输到监控中心集中编码器上,通过宽带网络平台传输数据,最终通过监控中心的数字解码设备和软件、支撑软件等构成一个数字视频监控的大平台,为最上层的应用提供服务。该平台支持分布式结构、支持并发访问,采用全数字化处理,整个系统达到数字化、网络化、智能化。根据以上分析我们建议针对新建监控项目的营地,以数字监控为主,后期的便利性、扩展性可以得到较好的体现。针对已有监控系统的改造升级,以模数结合监控为主,因为传统监控系统以模拟监控为主,用模数结合监控系统进行改造,可以充分利用既有设备,有效降低改造难度和总体费用。4 系统设计(新建项目)4.1
18、 总体设计系统结构组成本次系统组成根据节点划分方法主要有前端数据采集部分,三级监控中心部分,三级网络数据传输部分。前端数据采集部分:根据各个营地的现状建设兼容各种模拟或数字、已建或新建、固定或移动摄像机,还包括各种相关安全防范如周界报警、门禁报警等以及智能分析系统的相关设备等。三级监控中心部分:主要是在三级网络节点上建立的集设备管理、数据处理与存储、视频显示与回放、视频上传与转发于一体的综合型视频监管中心,可以实现本地或是下一级监控中心的视频实时显示与存储、下一级监控中心或是前端设备的监测与管理、下一级监控中心或本地的服务的提供与权限分配等功能。实现管理调度、应急指挥、视频会议等系统功能三级网
19、络数据传输部分:主要是采用自下而上的原则设计视频数据传输通道,依托于监控中心三级建设原则,对应与监控中心分别设立三级监控中心数据传输网络接入层、二级监控中心数据传输网络汇聚层、一级监控中心数据传输网络核心层三层视频传输网络。4.2 前端监控点设计前端监控点主要包括:原有模拟监控点、高清门岗监控点、原有(新建)数字视频监控点、新建集中编码存储监控系统、巡逻车监控、电子围栏等等。 4.2.1 门岗监控点门岗监控点即几个营地出入口的视频监控和门禁系统。大门口的监控系统,要求能够记录下所有进出的车、人,结合电控门禁、车牌识别等功能,配合警卫工作,做到可视、可控、可查。在门岗监控点通过建设一套车牌抓拍系
20、统,配合后端车牌识别系统,能够对进出车辆进行高效的管理。系统拓扑图网络拓扑图描绘了本系统在联网情况下的位置以及联接方式。本卡口系统由于采用了高清摄像机,故一般大门只需一台高清摄像机即可。系统功能l 车辆捕获功能系统能对所有经过的车辆进行捕获并自动记录车辆图象信息,系统除了能够捕获在车道上正常行驶的车辆外,还具备捕获跨线行驶车辆的功能,并且具有自动选择有效图片(有汽车牌照)、删除垃圾图片的功能。系统采用了线圈检测与视频检测相结合的检测方式,保证了系统在检测到地感线圈故障的时候正常检测车辆并记录车辆图象信息。l 车辆图象拍照及硬盘录像功能系统集图象抓拍与硬盘录像于一体,无需集成硬盘录象机便可实现硬
21、盘录像功能。在车辆通过时,系统能准确拍摄车辆前部特写图像和整个车辆全景图像各一张,并将图像存储到磁盘相应目录下,车辆通过的信息写入相关数据库,并在全景图像中标明车辆通行数据,如时间、地点、车速、方向等。在环境无雾包括雨雪天情况下,对监控区域内的规范行驶的特写车辆图像包含车辆牌照等头部所有特征,能够看清楚车辆头部的情况,车辆全景图像能看清车辆类型、颜色、车牌号码和所载货物。每辆车分别按特写和全景存贮成两张照片,采用通用的“JPEG”压缩图像,并有时间、速度、地点、车牌号码和方向信息。系统采用大华一体化高清摄像机,具备智能成像和控制补光功能,能够在各种复杂环境(如:雨雾、强逆光、弱光照、强光照等)
22、下拍摄出清晰的图片。图象质量清晰可辨,能辨别驾驶人员的面貌特征,夜间图象具有强光抑制功能。同时,系统具有记录道路动态视频图像的功能。当超出最大存储容量时,自动对车辆信息和图片进行循环覆盖。系统特点l 采用全嵌入式结构,系统稳定可靠l 采用一体化设计,结构紧凑,安装使用方便l 内置2.5英寸大硬盘专用图象存储器,可存储数百万张图片l 集录像、抓拍于一体l 系统采用窄脉冲频闪闪光灯技术l 高清晰度成像,可清晰的看清车牌及驾驶人员面貌特征l 综合管理与远程维护功能高清夜间图象抓拍效果 4.2.2 普通视频监控点在视频监控点,根据具体的应用环境,有以下几种实现方式:l 通用建筑、库房监控:如果监控点比
23、较分散,建议架设网络摄像机、网络球机实现图像信息的采集、编码、网传功能。我们推荐使用的网络摄像机、网络球机支持内置SD卡进行录像数据的短时间存储,当网络出现短暂异常的时候,能够临时保存录像,当网络恢复正常的时候再上传。如果监控点比较集中,建议架设模拟摄像机、模拟球机,将相邻的几个监控点引入到一台或若干台网络视频服务器上,由视频服务器实现编码网传功能。我们推荐的网络视频服务器可以支持内置硬盘或SD卡,具备强大的网络适应能力。l 极端位置监控:在一些极端的位置,比方说山顶监控点、偏远岛屿上的监控点等情况,对于这种比较极端的监控点,我们推荐使用网络摄像机或网络球机无线传输的模式搭建前端监控系统。无线
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