小区视频监控系统设计方案.pdf

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1、小区视频监控系统设计方案 一.视频监控系统设计 对于小区安防监控系统来说，各种应用场景和监控产品以及相关的设计，选型直接关系到整个系统的效果，也直接影响到用户的使用情况。视频监控系统也是智慧小区中必不可少的系统之一，因为小区通常都是集居住、办公、餐饮、娱乐的为一体的综合性社区，来往的人员层次多，成份复杂。因此不仅要对外部人员进行防范，还要对内部人员加强管理，同时对重要的出入口、通道以及场所进行特殊的保护。视频监控系统的实现，一方面可以起到上述保护作用，另一方面还能在减少人员配备的同时可充分发挥设备始终如一的优越性。1、预防作用：电视监控报警系统能对图谋不轨的人形成威胁，使违法犯罪消除在萌芽之中

2、。2、监督作用：可对往来人员予以记录和监督。3、取证作用：在事件发生后，通过回放录像，可查看事件发生时的图像记录，为事件的调查解决提供最直接的证据。4、报警作用：如果安装报警设备，在报警的同时还可启动电话拨号器，通知指定部门。视频监控能实时、形象、真实的反映被监控控制的对象，使有关部门及时获取大量丰富的信息，极大的提高了管理效率和监测的自动化水平，是公共安全防范系统中的重要组成部分。一套技术先进、质量可靠、运行稳定的视频监控系统正越来越受到人们的重视，并成为衡量现代化管理是否上档次的一个重要依据。二、2.1 新建点位采用网络摄像机的优势 在新建监控系统和部分重要区域以及室外监控点采用高清IPC

3、模式。随着高清监控系统的普及，模拟摄像机+编码器的模式已经无法提供足够的监控分辨率，网络摄像机产品随之诞生。网络摄像机作为前端视频采集设备，可支持 H.264 HP 级别的视频编码格式，提供高分辨率低带宽的图像采集（1080P、4K 等更高级的图像效果）。采用电信级可靠性设计，满足复杂环境下的部署能力，支持 PoE 供电，大大简化监控系统的布线成本。H.264 HP 编码格式能够在保证高清图像质量的前提下将 IPC 的传输码流降至 2M(720P)、4M(1080P)或者更高，极大的降低存储空间，解决了智慧小区项目中采用全高清系统导致存储成本过高的问题；2.2 一般环境下摄像机的选型原则 在人

4、员较多的出入口和楼梯口需要安装具有宽动态功能的高清半球摄像机或者枪机。在停车场的出入口，车辆进出时，车灯光线很强，一般摄像机是无法正常获取视频图像的。需要在强光下也可获取到高清晰图像的摄像机，安装强光抑制枪机。小区外围停车场空间较大，光线充足，监视范围广，要求摄像机有较大的视野，安装高清网络摄像机，和快球型网络摄像机。高清网络摄像机采用 180拼接的方式进行大画面监控，比进行球机联动，球机自动跟踪进入监控区域的人员或者车辆。紧急情况下，可切换为手动模式进行 PTZ 操作。2.3 室外及周界场所 室外及周界场所夜间照度较低，在没有有效补光的情况下，需要摄像机配备红外灯进行补光，才能实现更佳的监控

5、效果。因此，在室外及周界场所，推荐选用宇视，海康威视或者大华带红外补光的低照度高清网络摄像机 室内场所在夜间通常不会进行补光或只有少量补光，因此，需要选择配备红外灯或支持低照度的摄像机。选用宇视，海康威视或者大华室内低照度高清网络摄像机。也可选用带红外补光的低照度高清网络摄像机。宇视，海康威视或者大华低照度网络摄像机与普通低照度网络摄像机对比 在室外环境中，其照度环境更为苛刻，普通的低照度摄像机仍然不能完整的呈现出彩色效果。此时需要采用星光级摄像机，可以在星光级的照度下（0.0002LUX）呈现出鲜明的亮度和色彩效果。2.4 夜间道路 出入口在夜间车辆进出时，往往因为车头大灯的照射，无法看清车

6、牌及车身细节。因此，需要选用支持强光抑制功能的高清网络摄像机。推荐选用宇视，海康威视或者大华支持强光抑制功能的高清枪式网络摄像机。2.5 小区出入口 传统的视频监控系统，用户如果需要对某一区域进行实时监控，跟踪触发规则的对象，最常见的做法是：安装一个人脸摄像机。可以对出入口人员进行人脸识别，对犯罪在逃危险人员可以及时告警。三.传输交换系统设计 传输交换系统是保证视频信号及控制信号能及时地传送到控制中心的保证，系统的带宽、延时、交换能力等都可能影响到系统的可用性和可靠性。同时，传输交换系统的实施也是平安小区项目中最耗时耗力、建设周期较长的一项工作。3.1 总体设计要求 承载网络应单独建设；应保证

7、网络带宽；应保证网络可靠性；应保证接入安全性；应降低接入线路成本；应保证网络对视频的承载能力。网络质量要求分析 小区监控业务特点 监控点多 大量（1K）监控点接入；每监控点流量大；所有图像清晰度要求高（码流2M）；整网流量巨大；存储流+实时视频，流量上 G（流量 2G）实时监控多 多点同时实时查看监控实时图像，实况流需要复制给多个点 流量同质性 多媒体流量占 99，并发少量控制信令；业务流量模型多；存储业务、实时业务混杂 业务持续性 安防监控专网需要 724 小时工作，不能出现故障、中断，要求网络每个节点高可靠、故障切换时间短 视频监控承载网络 高带宽、无收敛 千兆接入，万兆核心;各网络节点均

8、无带宽收敛 低时延、强复制 网络级联数量越少越好、低转发时延;专业组播网，组播流量按需快速加入、离开 业务分类、流量分路 多媒体流量隔离，互不干扰 高可靠 每个节点高可靠、故障切换时间短 平滑扩容、即插即用 扩容方便，设备增加不能影响原有业务正常运行;平滑扩容中，大部分设备可按需扩展，无影响。重点是核心层网络设备扩容需要拓扑自动发现、即插即用 安全需求分析 安全需求分析 安全保障需求是一个动态的需求，现阶段安全需求主要有：物理上安全需求 对机房场地的设计和建设按照相关的规定，采取一定措施以防止水灾、火灾、自然环境事故、防止设备被盗等。对提供的所有设备在本身上是安全可靠的。信息保密和完整性需求

9、防止数据在链路上被截获而造成泄密，保证数据的一致性，尤其是防止未经授权对数据新增、修改或破坏。数据的安全性 由于小区安防监控系统的建设关系到小区的安全，它的安全性就极其重要，因此，对数据的安全性要引起足够重视。接入终端的安全性 对接入终端要有很好的安全控制保障，有控制，有认证的接入。禁止非法用户使用各种攻击手段对网络进行破坏或者盗取数据 信息安全保密服务 信息安全保密服务包括：全方位的网络安全保密咨询、网络安全保密技术培训；静态的网络安全保密风险评估；特别事件应急响应等。3.2 骨干网总体设计 根据小区的建设规划，建议采用三层网路的设计方法，即接入层、汇聚层和核心层，其中摄像机直接接入接入交换

10、机，通过光纤汇聚到分布在小区各大楼弱电室的汇聚交换机，最后通过光纤最终接入到核心交换机。其中接入层交换机和汇聚交换机部署于楼层中的相关的弱电间，核心层交换机部署于核心机房或监控中心内。接入层和汇聚层交换机、汇聚层和核心层交换机通过光纤连接，从而保证数据的稳定传输。3.3 接入层设计 接入层主要是实现前端系统的高密度接入，前端图像采用以数字视频信号方式采集，再经过 IP 网络进行传输，作为数字视，海康威视或者大华频系统传输的基础平台，建设的网络系统必须能承载系统在最大化应用时所产生的所有数据流，同时为了保证网络大容量的接入。根据对小区各区域点位工勘的情况来看，摄像机的分布主要分为一种如单元楼为主

11、的室内环境，设备也多以半球为主，另一种则如小区大门出入口、周界和主干道为主的室外环境。根据环境的不同，综合降低施工成本和施工难度，最大程度的降低因线路施工对小区环境造成的影响和破坏。前端设备设备就近接入接入层交换机，接入层交换机通过光口接入汇聚交换机。3.4 汇聚层设计 汇聚层作为接入层数据汇聚的终点在小区小区三层组网中起到了承上启下的作用，本次设计小区汇聚层交换机的部署主要按照网格划分的思路，通过最短路径优化找到最合适的部署楼宇。汇聚层到核心层则采用光纤直连的方式以保证海量数据并发传输的带宽要求。四.视频存储设计 4.1 存储需求分析 小区安防监控系统的存储平台具体要求如下：要求监控控制平台

12、的数据库在纪录图像信息的同时，还应纪录与图像信息相关的检索信息，入设备、通道、时间、报警信息等，对于需要长期保存的信息可配置专用存储设备备份。图像存储设备满足采用 H.264 或 MPEG-4/2 视频编码格式进行图像存储。跟进需要扩展 G.711/等音频编解码器标准实现音频同步存储。在 AVS 系列标准成熟并且证明适用于监控领域后，宜优先考虑采用 AVS 标准。具有足够的扩展空间，存储的图像数据应保证 FULL D1(720576)以上的图像分辨率；应考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同

13、一数据源；支持图像纪录、网络回放的双工、双码流模式。设备管理：要求平台内的存储系统，在同一的管理平台下，实现对所有存储软硬件资源的配置及查询，系统性能的实时监视，系统设备的故障报警监视、故障诊断、及定位分析、报警日志的创建及维护等。安全认证：验证用户的访问权限和优先级，监测和纪录用户进行的访问和操作等；验证接入设备的合法性，并注册合法设备。4.2 监控系统存储模式对比分析 目前主流的监控存储方式一般有 DVR 直接分散存储和集中存储，其中直接存储方式包括：通过专用存储管理服务器转发 前端设备直写存储设备 采用 DVR 直接分散的存储方式，技术成熟，建设成本低，操作简便。可是 DVR 作为监控存

14、储，虽然实现了数字化存储，但是其稳定性和可靠性都不如专业 NVR 存储。首先 DVR 一般采用民用 IDE 硬盘，不提供 RAID 保护，不支持热插拔；而 NVR 专业存储采用企业级 SATA 硬盘，MTBF 达到 120 万小时，提供了 RAID 技术，并且支持热插拔。DVR 采用文件方式写入视频数据，大规模视频监控系统中形成大量文件，文件的检索、查询工作形成极大的瓶颈，按照每五分钟形成一个视频文件，14 天的文件数量将非常巨大，如此多的文件检索速度非常缓慢，一般需要几秒钟甚至更长时间。而 NVR 存储采用编码器端到端直接将视频数据以数据块方式写入存储，由于是裸数据写入，检索极其简单，直接定

15、位到数据块，检索速度大大提高(小于 1s)。DVR 中的视频文件分散在各个单个设备上，相互间没有联系，视频数据的综合利用非常困难，例如人像识别等技术在这样的分散文件系统中实现难度很大。而 NVR 设备通过统一的数据管理系统，以标准 API 接口，极大方便了数据综合，可以和应急指挥、GPS 定位等专业业务系统融合，融入整体弱电系统。更重要的是“所见非所得”问题。在矩阵上看到的实时图像很清晰，但是 DVR 由于本身性能的限制，难以提供高码流、高清晰的图像处理能力，尤其是大量动态图像发生时，存储的图像效果远远不如实时图像。而采用 IP 监控系统，编码器高性能处理视频数据的能力，“一次编码器全网数字化

16、传输”，解码器输出到监视器的图像效果完全等同于存储设备中的存储效果。因此对于专业性的小区安防监控系统来说，集中存储是必然的选择。基于流媒体服务器（存储管理服务器）转发的集中存储，是目前较为普遍的集中存储模式，但是该模式有一个根本性的缺陷难以得到彻底解决，即服务器的瓶颈问题。所有的前端的存储数据流都要通过一个或一组服务器进行转发，服务器的性能必然成为整个系统存储性能的决定性因素，随着存储量的上升，不仅存储设备需要升级，存储服务器也需要随之升级，极大的增加的扩容成本。同时，所有的存储流均要通过服务器转发，增加的系统故障点。而前端设备直写存储设备的模式，就有效的解决了上述问题。存储管理服务器仅需完成

17、前端设备和存储设备之间的信令管理，无需进行数据转发，极大的减轻了服务器的性能压力，消除了网络瓶颈，降低了扩容成本，提高了存储效率。4.3 存储需求分析 在小区安防监控存储系统建设中，必须考虑影像数据的保密性和对网络带宽的影响，监控录像数字化采用分布式存储集中管理的网络存储技术已经成为主流应用模式。IP 智能监控存储系统，采用专业标准的存储设备，进行分布式存储集中管理数据存储模式，有如下优点：监控画质清晰 可选 FULL HD（1080P）、HD（720P）、D1、2CIF、CIF 等多种不同清晰度监控画质，音频上可扩展支持必要的扩展 G.711/G.723/G.729 标准，确保实时监控画质、

18、音质。还原历史监控影像完全相同，并可支持高清，达到清清楚楚监控、事后取证准确、精准支撑决策的监控效果，真正实现监控系统部署的意义。存储系统的性能 由于存储系统不仅要支持多路摄像头的监控数据为并发实时顺序写入，同时要满足多级监控中心对同一数据源的多路并发随机读取，对于存储系统带宽、持续写性能、控制器处理性能要求很高。存储设备的控制性能、持续读写带宽必须需随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。业务可靠性高，监控数据安全性高 事后取证的保障 采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监

19、控数据安全、系统安全。存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储集中管理设计，配合虚拟化技术无限扩展能力，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。存储系统采用企业级 SATA 硬盘，其安全性远高于 IDE 硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。硬盘可实现 RAID 保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。录像影像资料的检索速度业务效率和快捷 快速精准的检索 采用数据块指针纪录技术，实现历史影像资料的基于指针数据库的检索，检索效率相对基于影像基于文件检索速度从数十分钟提高秒级，同时指针数据库考虑考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪

20、录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源。成熟标准的技术，开放兼容互通性 存储系统多采用标准化协议，系统兼容性风险较低。系 统 的 不 同 应 用 可 能 基 于 不 同 的 平 台（WIN2000 SUN SOLARISIBM AIXHP-UXLINUX等等），可能是一个异构环境，因此系统必须具备良好的开放性和互连性，才能确保存储备份系统基础设施功能的充分发挥。系统方便和 NAS、DAS、SAN 等各种结构的存储网络集成，并方便和以太网存储系统整合。可管理性 在统一监控模式下，可统一监控整个监控系统中的数十台，乃至数百台的存储设备的运行状态，实

21、现集中管理。另外，由于采用专业存储设备，降低了分布式 DVR 带来的维护工作量大、数据丢失频繁等问题，降低了日常维护工作量。经济性和投资保护 方案设计应具有前瞻性，在可预见的未来的设备改造中，要保证现有系统能最大程度的被继续使用，使目前的投资未来也能发挥较大的作用；方案设计能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运行，提供高效能和高效益。尽可能保留并延长已有系统的投资，减少以往在资本与技术投入方面的浪费。数据管理性 系统设备必须采用智能化、可管理的设备，最终能够实现监控、监测整个备份系统的运行状况。通过先进的管理策略、管理工具提高设备的运行性能、可靠性，从而简化维护工作。易用性 系统能够方便地

22、进行系统检测、监控、日常维护等方面的管理,具有良好的客户界面。4.4 监控存储系统特点 集中统一管理 存储设备可以在物理上分布部署，但是在逻辑上可以在一个界面下进行统一管理，满足今后对视频信息/资源进行综合利用的需要。高可靠性 采用企业级 SATA 磁盘，其平均无故障时间100 万小时，系统稳定可靠 NVR 是专业的存储设备，在散热、振动、数据保护方面均采用专门的设计（例如通过 RAID 技术进行数据安全保护，支持硬盘顺序加电，冗余的电源、风扇设计等）。扩容简单 多台 NVR 设备可以通过堆叠的方式不仅能实现容量的扩充，还能同步实现系统性能增长。采用块存储模式，支持秒级检索 与传统文件存储方式

23、不同，宇视 NVR 采用数据块的方式存储数据流，使存储粒度更加细腻，支持秒级检索和回放。4.5 存储系统配置 200 万像素摄像机采用 1080P（1920*1080）的图像分辨率格式进行存储，H.265 1Mbps/s 实时码率。单个摄像机 1 天存储量：10GB 由于小区安防系统对数据存储的可靠性要求严格,因此本系统的设计方案中采用 RAID5 数据保护加全局硬盘热备，另外考虑到监控系统的写入过程当中 8%的峰值漂移及整体存储空间 10%的冗余。五.显示控制中心设计 5.1 监控中心建设 为便于实现整体布线及未来的扩容，监控室、机房应同时考虑为地面架设防静电地板，地板下地面应经过处理，保持

24、光滑、平整、不起尘。在室内空间充足的情况下可就近安排建设情报会商研讨室，以便研讨室能观察到大屏显示。小区监控中心可参考以下模式进行布局:小区监控中心电视墙显示单元数量为 34 或者其他，采用 55 寸或者其他更大高清 LCD 液晶大屏拼接的模式。5.1.1 系统组成 监控中心应实现本辖区内设备的统一管理，图像调用以及所有用户权限统一分配和管理，保证整个系统性能稳定，具有处理突发事件的应急工作能力。通过 IP 方式接入下级各监控中心视频图像，实现对各级分控中心的管理、监督和指挥。可对各分控中心的视频资源进行实时预览和回放、报警系统状态查询、接警处警信息查询、基于 GIS 系统的监控管理操作等操作

25、。控制键盘：实现对前端摄像机的控制与切换；视频综合显控单元：输入端实现对各种视频源的综合接入和管理，支持网络视频源、模拟视频源的混合接入；输出端：实现对原有模拟矩阵系统的整合，支持大屏画面任意拼接、分割、图像漫游功能 电视墙：接受解码器输出的高清视频信号 PC 客户端：实时监控、录像下载、业务应用 仅通过一台设备就可以实现多种不同信号无损上墙显示与控制。5.1.2 大屏拼接方案 小区指挥中心大屏拼接采用 5 块 43 寸或者更大监视器拼接显示墙组成。具体拼接方案由现场勘察后进行详细设计。5.1.3 系统显示功能 1、多类信号接入 支持多种类型信号如模拟视频信号，计算机信号，高清 DVI/HDM

26、I 信号以及 IP 信号和网络计算机信号混合接入显示。各类信号源均可接入 DC 综合平台，信号经处理后以窗口的形式在拼接屏上任意位置任意移动、无级缩放、跨屏或者重叠等。各类信号均可同时在大屏幕上以各自方式显示，互不干扰。网络信号图像显示的数量与视频和 RGB 显示数量无关。2、超强解码性能 宇视，海康威视或者大华指挥中心解决方案从根本上摒弃了解码器的部件化设备，将解码功能完美的融合在视频综合显控单元，单口解码能力最高可达 4*1080P30，支持标准的 H.265、H.264 图像压缩格式，拥有自主知识产权的解码算法，解码效率高，图像清晰。3、一键上墙 传统大屏解决方案往往无法同时管理前端摄像

27、机和后端显示系统，必须通过两套软件来管理，这就给用户使用造成了不方便。宇视，海康威视或者大华指挥中心解决方案从根本上解决了这个问题，前端摄像机，存储，后端拼接屏显示控制通过一套软件来管理，提高用户的使用体验。控制方式可自主选择电脑，键盘或者无线终端等多种控制方式，系统采用全 IP 网络交换架构，方便维护及后期系统扩容。4、多样化控制方式 宇视指挥中心解决方案显控系统可以采用 PC 客户端，无线触控客户端以及键盘进行多样化控制。客户端管理界面 5.1.4 拼接大屏单元特点 基于工业级面板技术的宇视监视器单元采用 DID 液晶面板技术，除了拥有第一章中所介绍的独特优点外，还拥有 DID 液晶面板所

28、有的优点：1、优异的显示性能 由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不象阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示器画质高而且绝对不会闪烁，把眼睛疲劳降到了最低。宇视，海康威视或者大华监视器单元，采用专业的 DID 显示技术，亮度高达450cd/，并拥有极高的亮度均匀性；对比度高达 3000:1；10000K 的色温，即使在阳光下依然完美显示，画面清晰亮丽；色彩饱和度及还原度高；支持 VGAUXGA、WXGA 区间高分辨率信号；拥有双方向 178 度超宽广视角。2、没有电磁辐射 传统显示器的显示材料是荧光粉，通过电子束撞击荧光粉而显示，电子

29、束在打到荧光粉上的一刹那间会产生强大的电磁辐射，尽管目前有许多显示器产品在处理辐射问题上进行了比较有效的处理，尽可能地把辐射量降到最低，但要彻底消除是困难的。相对来说，液晶显示器在防止辐射方面具有先天的优势，因为它根本就不存在辐射。在电磁波的防范方面，液晶显示器也有自己独特的优势，它采用了严格的密封技术将来自驱动电路的少量电磁波封闭在显示器中，而普通显示器为了散发热量的需要，必须尽可能地让内部的电路与空气接触，这样内部电路产生的电磁波也就大量地向外“泄漏”了。3、可视面积大 对于相同尺寸的显示器来说，液晶显示器的可视面积要更大一些。液晶显示器的可视面积跟它的对角线尺寸相同。4、画面效果好 与传

30、统显示器相比，液晶显示器一开始就使用纯平面的玻璃板，其显示效果是平面直角的，让人有一种耳目一新的感觉。而且液晶显示器更容易在小面积屏幕上实现高分辨率.随着日益增长的更大信息量显示的需求，大型拼接屏幕墙需要更高的分辨率和更高密度的显示产品，使更高分辨率的图象(XGA-UXGA)实现更精密的显示。宇视，海康威视或者大华拼接控制器采用完全硬件的架构，无论是计算机信号还是视频信号、无论是单路还是多路都能满足实时显示的要求 5、动态图象无拖影 拥有超级数字驱动系统，具有国内最先进的频变技术和六基色技术.有效解决了因响应时间过慢而导致运动图面出现拖尾和残影现象，确保运动画面更清晰流畅，精确无残影。在播放监

31、控运动图象的时候能够更加清晰流畅的显示在大屏幕上。6、数字式接口 显示单元都是全数字式接口的，对接的控制系统输出的信号就是接数字信号，控制系统再也不需要像前期那样把数字信号转化成模拟信号再行输出了。这会使色彩和定位都更加准确完美，显示效果更佳。7、超薄屏体单元，便捷安装 目前市场上的大屏幕控制系统有很多 DLP 单元，由于 DLP 系统的光学结构是三次反射，导致其整机器的厚度最少在 80CM 以上，每个单元的体积非常庞大，给安装的空间有一定的要求；而监视器显示单元厚度仅有 13CM；只有 DLP 单元的三分之一厚度。8、功率消耗小 传统的显示器内部由许多电路组成，这些电路驱动着阴极射线显像管工

32、作时，需要消耗很大的功率，而且随着体积的不断增大，其内部电路消耗的功率肯定也会随之增大。相比而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动 IC 上，因而耗电量比传统显示器也要小得多。基于工业级液晶显示面板，宇视，海康威视或者大华专业拼接显示单元采用先进的供电系统、优良的散热设计，确保长时间稳定运行，故障率低，使用寿命达 50,000 小时或者 60，000 小时；专业 DID 液晶显示屏独有的技术，保证显示单元每日大于 24 小时的连续工作。各显示单元间拥有完美的色彩一致性，且长时间工作后图像质量（亮度均匀性、色彩一致性、拼接效果等）不会发生明显变化，无需定期调试。不需要耗材，维护成本最低，全寿命使用周期费用最低。