智慧城市建设系统方案设计-20141208

智慧城市建设系统方案设计目录一、智慧城市建设方案架构二、智慧城市建设的三种模式三、传输网络设计四、视频存储设计五、解码控制显示设计六、智能视频行为分析设计七、视频管理平台设计一智慧城市建设方案架构一级监控平台—市公安局二级监控平台—区县公安局三级监控平台—派出所一级监控平台--市公安局一级监控平台，作为全市图像监控系统的联网汇集中心，并能实时预览调阅下级区县级的视频资源。一级平台实现全市视频图像信息点图像的调用和控制，包括视频信号的切换、控制和显示、实时画面和录像资料的调用和控制。二级监控平台—区县公安局二级监控平台汇聚该地区音视频、报警信息，负责与市公安局指挥中心、派出所监控室信息的交互。二级平台为区县公安局视频图像分管中心，负责对所辖派出所第三级平台进行管理和控制，整合接入第三级平台的视频图像资源以及区县各单位重要的视频图像资源，并向第一级平台提供视频图像资源。第二级平台应能调看辖区内视频图像信息的实时画面和录像，或者经过上一级公安机关授权，调看辖区外特定区域、地点的实时画面和录像。三级级监控平台—派出所三级监控中心，负责前端监控点汇聚和视频的转发、存储等功能，并向二级监控中心发送图像信息资源。第三级平台应能调看辖区内视频图像信息的实时画面和录像，或者经过上一级公安机关授权，调看辖区外特定区域、地点的实时画面和录像。二智慧城市建设的三种模式1、模拟标清模式早期建设的监控点，多使用标清模拟相机。2、数字高清模式近期建设的高清监控点，使用高清网络相机。3、模数混合模式对早期的模拟模式进行改造，增加新的高清网络监控点，并对之前模拟监控点进行兼容。模拟矩阵系统典型结构模拟构架的特点前端采用模拟摄像机，通过同轴电缆或光缆接入监控中心，通过视频分配器，视频图像分别接入模拟视频矩阵和硬盘录像机。中心通过模拟矩阵切换上墙显示视频图像，硬盘录像机多画面视频输出图像也可接入模拟矩阵系统。通过485控制码分器实现矩阵和硬盘录像机对前端云台镜头的控制，控制码分配器可定义优先级。多级管理中心之间通过光纤互联，矩阵之间通过光纤相连，实现模拟视频图像级联；通过IP网络实现网络视频图像级联，通过流媒体服务器实现多级流媒体转发。数字矩阵系统典型结构数字构架的特点全面支持高清，实现了高清视频从采集、传输、编码、存储、切换控制到显示的全面高清应用。前端网络摄像机采集高清视频图像，相对于普通监控可获取画面中更多的关键细节，使得单位面积监控点的密度大幅降低。后端在一二级管理中心机房部署高可靠、高性能的IPSAN专用存储设备，对重点前端监控点的实时视频进行全天侯集中存储。在一二级监控中心建设电视墙，高清解码器以及LCD拼接控制器设备，完成高清图像解码、高清图像输出、高清图像级联控制等功能，实现高清视频监控从切换控制到显示输出的全面应用。模拟向数字整合典型结构混合组网方式将模拟矩阵输出接入到视频综合平台输入板中，原有模拟矩阵和视频综合平台之间的互联由矩阵接入网关管理视频综合平台作为主要切换控制输出设备，可同时实现数字高清、IP高清、模拟标清视频图像的切换输出，通过视频接口输出到大屏幕；平台软件从视频综合平台干线输入端的编码通道中取编码视频流到平台客户端显示，如果需要上墙，平台软件可将视频流推送到本级或上级的视频综合平台中进行统一解码上墙；三视频传输网络设计智慧城市视频监控系统利用已建、新建或租用的光纤资源，建立数字化的视频信息传输交换平台，作为连接市公安局、各区县公安局、派出所的三级传输基础网络，这也是平安城市视频信息传输的骨干网络。视频信息传输交换平台中选用TCP/IP协议作为主要网络协议，同时支持UDP和组播传输方式。分局监控中心管理服务器CMS设备服务器DMS网络存储转发服务器MTS数据库服务器SS存储服务器视频综合平台已建模拟资源接入社会模拟资源接入接入服务器视频网闸公安网客户端公安信息网数据IP视频专网客户端`控制键盘IP高清模拟高清…派出所模拟高清高清解码器DVR/NVR…客户端`控制键盘IP高清模拟高清…派出所模拟高清高清解码器DVR/NVR……光纤收发器光纤收发器光纤收发器光纤收发器电视墙电视墙传输网络拓扑设计星形拓扑结构树形/总线形拓扑结构环形拓扑结构星型拓扑结构优点：故障易于诊断网络稳定性好网络容易扩展缺点：费用高，线缆利用率低依赖中央节点星型拓扑结构扩展星型拓扑结构优点：网络可靠性增强网络稳定性好网络容易扩展缺点：费用高，线缆利用率低布线难度增加扩展星型拓扑结构树形/总线形拓扑结构优点架设成本低、易安装易扩充缺点系统缺乏可靠性故障诊断困难传输效率低环形拓扑结构优点拓扑简洁骨干网络容错机制带宽利用率高缺点不适合小型网络组网星型拓扑详细设计公安自建视频专网星形拓扑模型星型拓扑详细设计租用运营商网络星形拓扑星型拓扑详细设计接入层网络设计公安自建专网方案接入层只需要使用接入交换机即可，通过接入交换机直接与前端监控设备和汇聚层相连。在派出所视频监控领域，采用千兆网口与汇聚层交换机相连，派出所中接入交换机按照堆叠方式使用，则单路接入交换机最多可以接入100路高清监控设备。租用运营商网络方案接入层设备除了使用接入层交换机之外，还要使用路由器接入到运营商网络，再通过运营商网络上行至汇聚层。一般电信运营商会在要求监控设备接入城域网，在城域网骨干结构中转发至当地公安机关监控中心，这种方式我们只要考虑接入层即可，汇聚层和核心层多采用网状方案架构，不需要集成商去考虑。星型拓扑详细设计汇聚层网络设计公安自建专网方案分局监控中心直接使用接入交换机接入到（双机热备）汇聚层交换机。对于大型和超大型平安城市建设方案，市局监控中心可以采用电信级核心交换机，同时增加汇聚层交换机数量，采用不同分局在汇聚层进行隔离的方式，则可以架设监控点位超万的大型城市监控网络。租用运营商网络方案汇聚层需要增加路由器接入到运营商网络。这里的接入带宽可以选用的有155M、622M、10G等POS接入方式，一般考虑到实际建设成本，大多选用155M进行接入，也就限制了实时高清视频接入的最大点数（理论最高8路），接入的视频监控区域也是防控重点区域。星型拓扑详细设计核心层网络设计公安自建专网方案核心层交换机必须使用电信级交换机，对于自建型视频专网，核心交换机背板转发带宽选择100G以上即可满足一般小型平安城市项目网络建设。租用运营商网络方案核心层交换机背板带宽一般选择1T以上，业内背板物理带宽一般均在3T以内，使用软件升级扩展方式可以到14.4T，但实际应用中极少。树形/总线拓扑详细设计树形/总线拓扑详细设计PON（PassiveOpticalNetwork）的接入方案分散监控点采用PON技术，根据监控点的分布情况，由各接入点引出若干条光纤，通过无源分光器，以树形的结构延伸到各监控点，所有前端监控设备共用一条物理传输线路，所有的数据发往同一条线路。实际应用中分光不超过三级。方案优点：线路高利用率/建设、维护成本低方案缺点：故障诊断困难/故障隔离困难适用范围：如果原监控网络已经很健全，建议沿用原网络接入和建设方案；对于原监控网络很少或空白的情况，尤其是区域面积较大，监控点位分布分散的情况，推荐使用PON的方式进行树形或总线形组网，可以减少网络建设方面的成本投入。环形拓扑详细设计环形拓扑详细设计汇聚层构建RPR环网（主要模式）接入层构建RPR环网RPR环形网络是由网络中若干节点，通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输，信息从一个节点传到另一个节点，简化了路径的选择。在城域网骨干和接入网，在分散的政务网、企业网和校园网中，都可以采用环状的网络。四视频存储设计分布式存储集中式存储混合式存储（分布式与集中式相结合）分布式拓扑设计分布式拓扑详细设计在派出所监控室就近部署网络存储设备，前端相机视频信息直接存储到网络存储设备内。分布式存储设备采用嵌入式NVR存储，可根据各派出所的相机接入情况对存储设备进行扩容。上级监控中心（区县/市局监控中心）对重要事件或区域的视频画面进行备份存储，采用IPSAN存储，确保数据信息存储的可靠性。当任一级监控中心存储设备出现故障时，通过视频传输专网可以存储到上一级或下一级监控中心存储设备，实现传输网内的存储容灾备份，故障恢复后自动实现数据补录和恢复。集中式存储集中式存储详细设计IP网络摄像机（包括网络球机、高清网络摄像机）分布在各个不同的派出所辖区，录像数据集中存储在上级监控中心（区县/市局监控中心）的网络存储设备中，采用IPSAN集中存储设备。派出所通过网络调用辖区范围内的视频图像，实现监控系统的实时监控和管理。混合式存储混合式存储详细设计在派出所选用嵌入式NVR分布式存储实现对前端监控视频图像的日常存储，在县(市、区)公安局、市局选用IPSAN存储设备分别对所辖范围重点监控区域的监控视频及抓拍图片进行备份存储，对案事件相关视频进行集中永久存储混合式存储优点缓解网络压力、降低故障率：平安城市的建设，监控点数量庞大，全部采用IPSAN集中存储的模式，网络带宽资源需求巨大；由于采用集中存储，因网络故障引起大面积监控点存储瘫痪的风险较高。采用NVR分布式存储模式，因图像资源都分布存储在前端，汇聚到中心的只有极少量实时图像中心调用或者是录像调用产生的流量，对汇聚网络压力小。有效降低成本：IPSAN要求的企业级硬盘是NVR需求的监控硬盘成本两倍多。另外，采用NVR存储，也大大节省了电费及UPS等相关投资成本、机房建设投资成本以及运行维护投入成本。混合式存储优点(续)升级和改造方便：目前城市监控基本采用的是模拟相机+DVR的模式，后续高清监控项目很大一部分将会是原有系统的改造而非全部新建。使用派出所NVR存储的模式，完全符合原有嵌入式DVR的网络结构和使用习惯，升级和改造非常便利，系统中较多设备可以利旧不需新建。多级备份，确保数据存储安全：派出所NVR存储实现对前端监控点的日常存储，区县级对重要区域视频录像采用IPSAN存储进行备份存储充分保证重要视频录像存储的可靠性与安全性。监控点存储空间计算1.标清D1（720×576）格式存储要求：单路图像按2M码流计算，图像保存30天。单路存储一天的容量计算=【2M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数）】/【8×1024】=21GB单路存储30天的的容量计算=21GB×30（天数）=630GB2．高清720P（1280×720）格式存储要求：单路图像按4M码流计算，图像保存30天。单路存储一天的容量计算=【4M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数）】/【8×1024】=42GB单路存储30天的的容量计算=21GB×30（天数）=1260GB3．高清1080P（1920×1080）格式存储要求：单路图像按8M码流计算，图像保存30天。单路存储一天的容量计算=【8M×3600（秒）×24（小时）×1（路数）×1（天数）】/【8×1024】=84GB单路存储30天的的容量计算=21GB×30（天数）=2520GB五解码控制显示设计微型派出所监控室方案设计小型派出所监控室方案设计中型派出所监控室方案设计派出所分控中心方案设计局(分/县区/市)监控中心方案设计微型派出所方案设计微型派出所方案详细设计对于未设置监控室、没有条件配置电视墙与安置视频存储设备的微型派出所，预留视频专网端口配置多口千兆交换机一台，配置视频专网PC客户端数台小型派出所方案设计小型派出所方案详细设计小型派出所监控室有独立管理前端摄像头的能力，在派出所监控室内部实现实时视频预览、视频录像、录像回放等功能，可以本地浏览相机视频信息，必要时能支持上墙（如2x2）显示。中型派出所方案设计中型派出所方案详细设计中型派出所通过部署高清解码器和NVR存储设备，可实现对较多路前端视频流的解码和存储，并控制其输出至图像显示器上进行高清晰显