高清网络数字视频监控系统

第一章 系统概述

一、 系统组成

整个系统主要由前端225个监控点及液晶大屏监控管理中心构成。各监控系统主要由前端图像数据采集硬件和管理及视频采集部分（各类高清网络摄像机完成）组成，完成对本地区域的监控管理和向上级中心的数据转发功能；监控管理中心主要由网络视频数字矩阵及液晶电视墙等网络集中管理系统设备组成，完成对各监控点的视频解码上大屏、回放等。

二、 系统概要介绍

系统的主要目的是实现将前端连队的音频、视频系统上传到师部总控管理中心。将各连队监控系统，进行统一管理、数据转发和监控，实现连队训练、管理、教育学习的网络视频可视化。特别是当师部下达中央思想政治教育学习任务时做到统一管理、统一指挥，系统是一套“数字化、网络化、全方位”的智能网络监控管理系统，系统建设将达到“系统集成一体化、信息存储网络化、维护管理智能化”的目标。

1、系统网络组成

系统利用以太网络，设备通过TCP/IP协议交换音频、视频和数据信息，做到完全数字化和网络化。

2、监控管理中心平台具有强大的管理功能

 通过网络TCP/IP协议进行联网，实现将各远程音频、视频传输到师部监控系统总控中心。

 对所有网点监控设备进行集中配置和远程维护管理。

 统一视频压缩格式，实现监控视频流的实时传输，实现对远程录像进行网上视频浏览、资料检索等

 中心通过数字矩阵系统主机将网络视频信号解码输出到电视墙上，能够在一个电视画面上同时显示或轮巡显示多路图像。

 远程数字监控系统实现后，所有的控制由监控中心完成，实现前端监控系统和资料的统一规范化管理。

中心管理平台系统具备很好的开放性和扩展性，软件运行稳定可靠。

三、系统设计的依据

《工业企业通信设计规范》 (GBJ42-81)

《工业电视系统工程设计规范》 (GBJ115-87)

《安全防范工程程序与要求》 (GA/T75-94)

《建筑电气设计规范》 (GBJ16-83)

《民用闭路电视系统工程技术规范》 (GB50198－94)

《水力发电厂二次接线设计规范》 (DL/T5132－2001)

《防盗报警控制器设计规范》 (GPT75－94)

《防盗报警控制器通用技术条件》 (GB12663－90)

《电气装置安装工程及验收规范》 (GB 50204～50259－96)

《建筑电气安装工程质量检验评定标准》 (GBJ 303－88)

《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》 (GB50169－92)

《建筑工程施工现场供用电安全规范》 (GB50194－93)

四、系统应用优势

1．成本合理：整个系统由高清网络摄像机接入系统，实现统一的网络化、集成化管理，系统结构简单，使用设备较少。

2．扩容性强：如需要添加新的监控点，只要在原有基础上添加网络摄像机即可。网络集中监控管理平台系统软件可对其进行相关配置，布防，操作，与视频监控形成报警联动系统，无需另行敷设线路。

3. 操作方便：管理人员无需经过特别的培训即可操作整个系统，中心图像输出上墙可依靠计算机或专用矩阵系统键盘进行各种操作，操作界面均为中文版本，设备的连接，设置只需简单的几个步骤，根据产品说明书按步骤设置即可。

4. 维护便捷：整个系统设备不复杂，主要通过网线连接，排查，维护都非常方便。

5. 安全性高：先进的加密技术：用户登录时，在网络中传输的用户名和密码信息经过加密处理，他人无法通过网络截取用户信息；在监控中心，用户名和密码也同样采用加密技术进行存储，通过先进的加密技术，保证系统信息的安全性。

第二章 系统方案设计

一． 整体方案说明

整个系统主要由前端225个监控点及监控管理中心构成。各监控系统主要由前端图像数据采集硬件和管理及视频采集部分（各类高清网络摄像机完成）组成实现对本地区域的监控管理和向上级中心的数据转发功能，监控管理中心主要由网络数字矩阵系统和液晶电视墙等网络集中管理系统设备组成，完成对各监控点视频解码上大屏、回放、以及控制联动等，系统构建成一套全数字化、网络化综合管理平台，将硬件与软件有机结合，监控和管理不同类型的模拟视频监控系统、数字化网络监控系统。管理平台软件系统可大规模组网、多级别管理、跨区域联网，充分发挥数字化技术的优势，融入网络化全面应用的成果，平台系统软件采用先进的多媒体技术、自动控制技术、数据库管理技术及网络通信技术，融音视频处理、信息系统管理、系统控制及网络通信于一体，充分体现了智能化和高性价比原则，师部总控中心平台管理系统采用性能可靠、技术成熟、功能完善、体系先进的分布式结构，系统配置灵活、操作方便、布局合理，满足长时间稳定工作的要求，具有良好的标准性、开放性、集成性、安全性、可扩充性及可维护性，可根据需要可方便地进行网络逐级汇接，增减各类前端设备等，系统软件采用中间件技术，使用统一的视频编解码标准，符合大规模网络传输需要的、先进通用国际标准，所用软件、硬件、人机界面、通信协议和通信接口等遵循当前最新国际标准、国家标准、工业或行业标准。

师部总控中心系统拓扑图如下：

二．系统设计详述

1）网络视频监控中心的基本功能：

1. 实时图像浏览

中心视频图像在液晶大屏幕上显示。在网络带宽允许情况下，中心平台容量支持每个分监控点同时传输1路图像，并可平滑无级扩展。

（1）网络客户端能实时监视多路实时图像信息并实现一机同屏同时监视，监视画面实现1、4、6、8、9、10、12、13、16等画面分割，多个网络客户端能够同时监控任一前端图像。

（2）在液晶大屏和中心主控上实时显示前端任意一个监控点的图像。

（3）在网络条件支持下，位于不同地点的多个用户可同时在线观看系统内任意网点的实时视频资料，单个流媒体服务器模块能支持256路并发码流。

（4）摄像机分组：为查看方便，系统平台支持按照逻辑区域、设备类别等进行分组，用户应能直观的通过列表查看到前端所在位置，提高监控操作效率。

（5）轮巡：系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全网的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象应能任意设定，轮巡间隔时间可设置。除系统定义外，支持操作人员自己定义，编辑所需的巡视组。

（6）摄像机信息设置：能设置系统内所有摄像机的标题、IP、名称、所在区域、场所等信息。

（7）系统能通过统一的调整工具，支持实时设定前端设备的各种参数，如码率、品质、分辨率、制式、帧频、色彩、音量等。

（8）摄像机标注：可在图像的任意位置叠加设备通道名称、时间等字符信息以识别不同的前端。

（9）云台和快球控制：支持方向控制、自动扫描、预置位管理、光圈焦距管理、镜头缩放；云台速度可调；支持灯光、雨刷、电源开关控制；支持自定义辅助开关控制；支持摄像机锁定与解锁；方便进行云台／快球控制器的参数设定。

（10）画面抓拍：支持将任意实时图像存放成JPEG、BMP、MPEG-4、H.264或M-JEPG格式的图像。

2. 图像联网

各连队分监控点与总监控中心之间通过TCP/IP通道传输联网信息，总监控中心可以通过远程接入的方式，共享到其前端视频。总监控中心系统对各连队监控点前端设备编号支持映射，并充分考虑编号的预留空间。

系统联网过程中考虑到使用中的图像需求，具备流畅性优先和图像质量优先的可选策略，同时，合理利用双码流技术，充分发挥低速率码流在远程传输中的优势。

3. 用户集中认证

平台的中心管理模块具备强大的认证管理和权限管理功能，用户的权限由系统统一分配，支持用户组功能，支持位权限相近的用户划分到用户组进行权限分配，支持多用户区域管理、集中配置管理。

系统支持操作优先级，用户的操作指令按照优先级顺序进行处理。通过控制用户的优先级别，实现对低权限用户的限制。

4. 系统管理

系统能对全网图像资源进行统一管理，配合全网统一的权限体系，支持各级用户直观方便的查找定位获取图像信息。

系统管理平台提供日志和统计报表功能；提供全网统一的配置管理软件和网管软件，对系统内图像设备进行统一配置和管理。

5. 数字矩阵控制

兼容用户的矩阵控制方式，系统允许用户通过专用矩阵键盘操作切换图像，同时支持软件键盘，为用户提供良好的操作界面。

6. 系统兼容

网络视频管理平台系统具有强大的设备和系统兼容性能，兼容目前市场上主流的多家公司产品，系统不受限于用户选择不同厂家安保系统和设备的影响，可以最大限利用不同层次安保系统和设备，最大限度度降低用户对安保系统和设备的投入。目前系统兼容的设备厂家如下：

◆ 中科电华北十五所全系列产品

◆ 浙江大华部分产品

◆ 深圳华为部分产品

第三章 中心平台系统功能

中心网络视频监控管理平台系统采用分布式视频技术，适合超大规模集群使用，是稳定可靠、兼容面广、可扩展性强、智能人性化、多级管理的联网监控管理系统。网络视频集中管理平台是采用模块中间件技术架构的大型智能网络监控系统管理控制系统，专为现代复杂多变的网络监控系统而设计，采用目前先进的嵌入式计算机技术、通信技术和系统软件中间件技术，具备专业化、人性化的系统功能，它从可操作性、兼容性等方面直接提升网络集中监控系统的应用。总中心网络视频集中管理平台系统包括资源验证管理、用户管理、集中存储、流媒体数据转发、报警及电子地图管理服务、主控应用程序、网络虚拟数字矩阵等系统功能，采用windows操作系统，可以实现多台服务器集群、级联管理。主要实现对前端监控点送来的信号数据流进行集中处理和转发，根据系统的控制要求：分别送数字矩阵解码，输出电视墙浏览和存储备份服务器等进行数据处理，同时将数据流转发上级及其他控制中心。

一、资源验证、用户管理

实现整个系统网络内统一的资源、设备管理和认证，在该管理中完成添加配置前端设备以及平台中其他工作模块等，并为视频源浏览、控制等设置不同权限，不同用户只需登录到网络视频管理服务器，即可获取所有设备参数和管理控制权限。

资源验证管理模块的基本功能：

A、设备添加、分组、分级设定，设备目录树管理。

B、用户&用户权限管理，权限分配、集中认证、冲突检测。

C、连队人员：连队人员添加、分组、分级设定。

D、远程配置：设备远程参数配置、维护、软件升级。

E、校时服务：提供前端设备的校时管理任务。

F、电子地图：电子地图及预案地图的添加、分组、分级设定。

二、网络数据转发

网络数据转发模块实现把前端的音视频数据流通过网络转发给控制中心、客户端、数字解码矩阵、集中存储服务等后端应用程序模块。

如上图所示，网络转发具备以下作用：

A、实时视频转发，不同厂商视频图像的单播/多播转发。

B、控制信息转发，远程云镜控制信号转发。

C、报警信息转发，转发网络中的报警信息。

D、带宽管理分配。

监控中心系统平台通过TCP/IP网络连接到分监控系统，实现对分监控系统所有接入单位的图像观看和控制。

1.接入方式

中心系统平台直接访问前端设备

中心系统直接接入每个监控点的前端视频监控设备，在总控中心实现分监控系统前端设备的访问及管理。

网络参数

在IP网络上开展实时网络视频监控业务，网络本身必须对端到端的通信服务质量QoS提供保障。网络视频监控业务的QoS实现要求视频专用网在承载端到端的网络视频监控的视音频IP包码流时，做到延迟小、抖动低、丢包率低。其中对网络视频监控业务QoS影响最重要的指标是丢包率。

对于具有较高QoS的业务使用，视频专用网端到端通信的网络延迟、延时抖动、丢包率指标达到下表要求。

网络设备能够对网络的时延、抖动、包错序、丢包等问题采取策略进行恢复和补偿，可调整数据流量，以适应网络带宽的变化。

三、中心主控应用程序

实现系统内资源和设备的操作、控制、管理，远程实时图像浏览、循环切换监控、分组监控、云台控制、语音对讲、报警处理、智能报警联动、电子地图、数字解码矩阵控制、手动录像、抓拍、远程资料检索回放、前端设备的设置控制等。

（1）图像质量

1）采用有线网络传输数字图像，在采集、传输、存储三个方面分辨率达到720P（1280Χ720）的标准。

（2）系统网络时延

1）图像的一次编解码延时≥300毫秒。

2）每个IP网络传输控制命令数据的延时≥30毫秒，传输视频图像数据的延时≥30毫秒。

3）云镜控制延时≥400毫秒。

（3） 视频格式与编码

数字图像传输的压缩编码格式采用H.264 / Mpeg4,并支持在线升级程序，改进图像质量或者实时性要求。

四、网络视频数字矩阵

数字解码矩阵是网络化的电视墙切换控制器，通过控制中心来控制，实现系统内视频切换，分组循环切换等。

日志

强大的系统日志可以记录系统的操作、报警等信息，如可记录什么人在什么地方在哪个时间段里登陆了系统，系统在什么时候发生了什么样的报警事件等。系统日志可导出、打印等为用户提供方便地查询和信息备份。

五、双向音频功能

    连队学习室前端设备以及管理中心可以和平台主控中心进行双向语音对讲功能。同时双向语音功能也可用于管理人员之间的交流。对于会议室只做视频传输以及音频监听。

六、多画面监视功能

实时监视图像画面可以实现1/2/4/6/7/8/9/10/12/13/14/16等多画面分屏显示。

七、视频轮巡功能

支持目标窗口、多模式图像巡切组轮巡显示。

八、实时图像抓拍

实时监视图像抓拍：可以对正在监视或回放的图像进行抓拍，实现快照功能。

九、视频调整功能

视频调整：用户可根据实际场地环境进行视频的亮度、色度、对比度、饱和度等方面的调整：具有恢复默认设置功能，有效果实时预览窗口。

十、多用户切换功能

切换用户：值班人员切换使用系统。