网络高清安防视频监控系统的技术方案

　　一、监控系统架构及组网

　　网络高清方案由前端子系统和监控中心两大部分组成，其中前端子系统在各个点位部署高清网络摄像机及相应配套设备，监控中心主要部署存储设备、显示大屏、视频综合管理一体机、核心交换机、客户端PC等设备。此外，传输网络为前端子系统与监控中心的信息传输提供通道，主要包括光纤收发器、EPON设备和接入交换机等。

　　监控中心网络高清方案物理拓扑如下图所示：

　　

　　二、监控系统的需求

　　1）系统需要有中心平台进行统一管理，涵盖全方位的系统管理功能；

　　2）实现高清视频解码、拼接控制、大屏显示、平台管理等功能的一体化，监控中心设备组网结构清晰简单，便于维护；

　　3）系统需全IP网络化，从而实现灵活组网，便捷管理；

　　4）系统具备智能化属性，能对事件作出及时响应，事后检索效率高。

　　5）系统应满足高清视频的采集、传输、存储及显示，实现端到端的高清；

　　6）降低视频码率，提高视频预览的效果，降低存储成本。

　　三、前端设计

　　前端子系统根据不同场景的不同需求，选择超低照度、强光抑制、高清透雾、防红外过曝、3D数字降噪、超宽动态等功能的摄像机，保证在各种特定场景及环境下采集清晰的图像。

　　不同场景摄像机的选择：

　　1）室内场景

　　楼梯/走廊/电梯/出入口等室内通道采用高清红外半球型摄像机。

　　室内大型区域采用高清红外球机或高清枪式摄像机。

　　室内小型区域采用高清红外半球型摄像机。

　　2）室外场景

　　停车场、广场等室外大场景采用高清红外球机或高清枪式摄像机。

　　路面监控采用超低照度或红外高清枪机或球机。

　　制高点监控采用具有透雾功能的一体化云台或红外高清球机。

　　前端配套设施：

　　1）支架及立杆

　　监控点根据现场实际情况，可采用立杆安装、抱箍安装、壁挂安装以及吊杆安装等方式。其中抱箍、壁挂支架以及吊杆支架有成套产品，根据现场选择符合要求的产品即可。

　　2）室外机箱

　　室外摄像机的供电，信号等需要在室外进行采集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。

　　四、传输系统设计

　　传输网络主要作用是接入各类监控资源，为中心管理平台的各项应用提供基础保障。

　　1）网线直接接入：当前端IPC距离交换机小于100m时，可采用以太网线直接将前端设备接入交换机。

　　2）光纤接入：当前端设备距离交换机大于100m时，可采用一对光纤收发器实现点对点接入或者采用EPON实现点对多点接入。

　　考虑到网络传输过程及其他应用的开销，链路的可用带宽理论上为链路带宽的80%左右，为保障视频图像的高质量传输，带宽使用时建议采用轻载设计，轻载带宽上限控制在链路带宽的50%以内。

　　1）核心交换机到接入交换机的网络采用光纤传输，带宽建议达到千兆；

　　2）OLT到交核心换机之间的带宽需达到千兆；

　　3）一对光纤收发器之间，光纤收发器到接入交换机之间的带宽建议达到百兆。

　　五、监控中心设计

　　监控中心是整个视频监控系统的核心，部署存储设备、显示大屏、视频综合管理一体机、核心交换机、客户端等设备，可以实现视频存储、解码拼控、大屏显示、平台管理等功能。

　　1、存储设备

　　存储子系统采取的存储策略为：在竞赛指挥中心机房部署存储设备进行集中存储，实时存储前端采集的信息，存储周期为30天。存储设备集录像管理、存储和转发功能于一体，整体建设成本低、系统可靠性高、数据可靠性高。此外，存储设备集成了流媒体转发功能，支持从前端采集设备直接取流录像，平台和客户端可以直接从存储设备中取流实现预览和回放。视频存储子系统结构设计及视频流向如下图所示：

　　

　　2、显示拼接屏

　　监控中心可采用46英寸LCD拼接屏组成2行×2列的拼接大屏作为显示幕墙，不仅可以显示前端设备采集的画面、GIS系统图形、报警信息，其他应用软件界面等，还能接入本地的VGA信号、DVD信号以及有线电视信号，满足用户各种信号类型的接入需求。大屏显示结构示意图：

　　

　　显示大屏支持BNC、VGA、DVI、HDMI等多种接口，通过控制软件对需要上墙显示的信号进行显示，通过视频综合管理一体机可实现信号的实时预览、视频拼接显示、任意分割、开窗漫游、图像叠加、图像拉伸缩放等一系列功能。

　　1）单屏实时预览

　　通过先进的硬件技术及先进的图像处理算法，使画面有更好的色彩表现力。同时，严格控制不同屏的机芯部件性能，确保不同屏幕亮度、色彩的一致性，使得输入视频信号可以真实、高质量的显示。

　　2）视频拼接显示

　　将系统中多个或者全部屏幕作为一个整体进行画面显示。

　　3）画面分割显示

　　在大屏系统中选择任意选择一个屏幕单元进行4、9、16分割窗口，分别显示视频图像。

　　4）开窗漫游叠加显示

　　在系统中任意选择一个区域作为一个新的窗口，显示视频图像，可以任意拖动变换该窗口位置，并可以拉伸该窗口缩放图像大小。

　　3、解码拼控管理

　　采用视频综合管理一体机实现解码拼控及平台管理功能，视频综合管理一体机为软硬件一体化设计，在硬件层面上包含解码、大屏拼接控制功能，在软件层面上可实现一步到位的全方位系统管理功能，具体包括设备接入管理、报警处理、存储管理、流媒体转发、电视墙管理、用户接入、用户管理等功能模块。