多媒体网络监控设计方案

一、前言当今科学技术的飞速发展，社会已进入数字化、信息化时代。而利用高新技术预防、制止、打击犯罪，已逐渐在三大防范手段（即人防、制防、技防）中，占据了愈来愈重要的主导地位。二十世纪八十年代末到九十年代中期，随着各种新型安保观念的引入，社会各部门、各行业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统或联网报警系统。在银行、通讯、电力等国家重点部门，联网报警网络已基本形成，对预防和制止犯罪、方便企事业单位精细化管理、维护社会经济的稳定起到了重要作用矿业单位属于国家的重点安全防范单位。它具有规模多样化、分布广泛化、设施繁多、出入人员复杂、管理涉及领域广等特点，它作为当今社会能源的最重要组成部分、国家经济运作的重要环节，以其独特的功能广泛服务于国内各行各业中，因此提高矿业系统的科学管理和安全防范能力显得尤为重要。在矿业等分布式管理的行业，计算机网络的应用是很不成熟的。因此，矿业行业的远距离多媒体网络监控是行业管理的必要手段和可能手段。传统的远距离监控，图像传输一般采用光纤或微波进行传输，这样容易受到地形等方面的限制，且造价极高，用户难以承受。因此，应用和推广上都有较大的障碍。计算机系统的应用、普及，网络通讯技术及图像压缩处理技术以及传输技术的快速发展，使得安全技术防范行业能够采用最新的计算机、通讯和图像处理技术，通过计算机网络传输数字图像，可为实现远程图像监控、语音对讲及联网报警系统提供高效可行而且价格低廉的解决方案，建成高效可靠的远程视频监控、语音对讲与联网报警系统，为矿业系统的安全防范、高效管理提供更有力的技术保障。宽带技术与数字视频技术的发展，为多媒体网络监控提供了更加完美的解决方案。采用数字视频实况组播（广播）和监控模块相结合的数字化监控技术，为远程监控提供了全新的观念和更广阔的空间，实现了基于TCP/IP的点对点、点对多点、多点对多点的远程实时编码组播（广播）和监控、远程遥控摄像机的功能。二、设计原则、依据及范围1•设计原则远程多媒体监控必须具有集成化、数字化、城域化、网络化、智能化的特点。在实际应用中，根据不同目标对像和用户要求的不同，还应选择性的满足以下要求：１）先进性和实用性实用性和易于操作性、易于管理和维护，中心接收的信息与现场情况的时滞及相关处置应在要求许可的范围内，接收的视音频应基本是实时的、同步的，采用成熟的网络技术、设备及通信技术。２）可靠性与安全性包括三层含义：一是设备稳定可靠，能够满足长时间不间断工作的需要；二是信息网络与传递过程是封闭的、安全的，能够有效防范信息泄露；三是信息使用相应的安全控制措施。３）开放性与标准化开放性，一方面是指监控系统架构、网络传输协议是开放的，满足系统扩展的需要，能够与其他系统实现互联，另一方面是指前端节点的系统集成设备是开放式结构、通讯控制协议是能够交换的，支持大多数厂商的设备。４）经济性、可扩充性与可实现性就是系统能够兼容传统的电视监控系统，充分利用已有资源和设备，考虑功能设置时要兼顾经济投入，在组网设计中选择适当的设备，在满足经济条件许可的情况下提供尽可能优越的性能。可扩充性是指系统最终方案既能满足用户使用需要，又能保证技术是先进的，为以后的系统局部功能的扩展不至于增加过多的投入。５）扩展和升级建成的系统具有良好的可扩充性和升级能力，并且其扩充和升级以最低成本花费为前提。６）易于管理和维护将功能强大与操作简便相结合，考虑人机系统设计，采用有亲和力、方便使用管理的操作界面，增加必要的辅助服务功能，即中心可对前端节点的系统集成及相关设备可以进行远程操作控制，通过网络管理工具，可以方便地监控系统运行情况，对出现的问题及时解决。2•设计依据1）设计涉及的计量单位设计涉及的计量单位均采用国际单位SI制2）设计、施工及验收标准◆《中华人民共和国安全防范行业标准》(GA/T70-94)◆《民用闭路电视系统工程技术规范》(GB5198-94)◆EIA/TIA－568民用建筑线缆标准◆EIA/TIA民用建筑中有关通信接地标准◆EIA/TIA民用建筑通信管理标准◆《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-94）◆《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)◆《矿业场所风险等级和防护级别的规定》（GA38-92）◆《视频安防监控系统的技术要求》（GA/T367-2001）◆《入侵探测器通用技术条件》（GB10408.1-89）◆《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663-90）◆民用建筑电气设计规范（JGT/T16-92）◆彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-87）◆软件工程国家标准（GTB856）◆安全防范工程费用该预算编制办法（GA/T70-94）◆国家和行业现行的有关设计/施工与验收规范、标准3•设计范围1)前端关卡网点的摄像机、监控控制主机及其配件设施的选型；2)前端关卡网点通讯设备的选型及通讯方式的设计（暂不考虑）;3）控制中心通讯设备的选型及通讯方式的设计（暂不考虑）；4）上述功能的有机联动和集成（整体架构考虑）。三、系统概述多媒体网络监控系统是综合计算机IP视频技术、视频和音频数据压缩及解压缩处理技术、互联网应用技术相结合的系统，它是以计算机为核心、结合IP视频技术、计算机网络技术为一体的一种网络监控系统。是近年来网络IP视频应用发展的一个新方向，它涉及了计算机领域多种前沿技术。多媒体网络监控系统能将监控信息从监控中心释放出来，使用专有软件通过计算机网络使其能够到达世界的任一个角落，大大提高管理水平和效率。多媒体网络监控系统的突出优点在距离和控制等方面。多媒体网络监控系统已从传统的图像应用系统发展成为网络、数字媒介的综合应用。随着IP视频技术及网络技术的发展，当前的远程视频监控系统采用了先进的编码技术和网络传输技术，使之区别于以往的监控系统。本次矿业系统关卡网点多媒体网络监控系统工程，经过我公司技术人员的多次交流论证，结合现场情况，遵循有关矿业公共设施安全防范工程设计规范，结合我公司多年从事监控报警系统工程的设计、安装、调试和服务的实践经验和体会，本着适用、经济、稳定、可靠的原则，最大限度保护现有设备投资情况下，提出多媒体监控联网系统和关卡网点监控报警系统的设计方案。设计方案暂时考虑关卡网点现场的图像监控、录像存储功能，但是设备选型充分考虑将来系统的远程联网管理升级改造。从而构建一套功能完整、网络联动、规范严密、实时高效的矿业网络多媒体监控防范平台。1•需求分析矿业关卡网点遍及郊区，我们的设计理念是“结合现今行业发展水平，利用先进技术，采用安全可靠的设计方案，将监控系统集成化，网络化”。一是安全防范方面，能够快速接收相关报警信息或及时发现异常，进行情况判断，实施相应处置；控制目标对象人员的操作权限，及时掌握非法进入情况，进行联动相关设施处理；监督有关人员履行职责与规范运作情况；完成远程信息检索和取证等工作。二是业务监督方面，通过图像、声音监控及相关信息，了解现场情况，监督业务操作是否按规定人员、规定环节、规定程序来完成，服务质量是否达标准要求；同时提供所需的远程服务或咨询。三是设备管理方面，主要是掌握下层设备运行状况，发现设备运行问题，实施远程控制、诊断和维护。四是应急保障方面，通过与其他相关系统的信息共享，建立相关系统的预警机制；掌握相关设备的异常情况，以便采取应急措施。本系统设计力求使用积木式模块化的组织结构，并具有开放性的技术结构，不仅可以扩充系统容量，也可以扩充系统的功能。２•解决方案鉴于管理和服务的必要性（管理中心对各级网点的监视、报警录像、实时对讲），详细的规划说明如下。根据贵方要求实现的总体功能，通过分析电信数据网络发展、分布及保护现有投资的具体情况，采用各个关卡网点摄像机、数码音视频服务器相结合进行现场录像和存储。同时设备选型考虑将来联网升级改造的需求，可以实现通过网络控制云台和镜头，并且控制中心借助介质设备完成与前端网点的双向对讲、调看现场服务器存储的图像，更多功能参见“设备功能参数介绍”部分。我公司根据贵方需求结合相关经验、并经过对多个产品的调研，日本Conice网络数码实时音视频监控系统就是专为大、中型联网监控设计的（此项目主要选用4路视频输入的CDVR-5004系列产品），利用尖端的图像压缩技术和网络传输技术，将遥视、遥测、遥控合为一体，真正实现了多点无距监控。使用Conice网络数码实时音视频监控系统可以在监控中心通过网络实时监控各前端网点的运行状态（包括实现画面、硬盘使用情况等资料），能大大的提高管理水平、降低管理成本。Conice网络数码实时音视频监控系统适用于各种网络环境，即使在网络带宽最差的电话线上也可以基本实时的传输视音频数据，并可进行语音对讲；在带宽更好的情况下，可同时在网络上实时传输多路视音频数据。Conice网络数码实时音视频监控系统的另一大突出特点是将多媒体监控、数字录像和网络传输完美结合，使一台监控主机即可完成本地监控、本地存储及远程监控三大主要功能，可以完全取代传统的切换矩阵、录像机和传输系统，其高度的集成化为系统带来了控制简单、多种联动操作、成本低、维护方便等优点。Conice网络数码实时音视频监控系统由多个组件结合而成，系统容量可大可小、功能可加可减，可以灵活配合从而最好的满足用户需要。用户可根据自己的需要选择适合的系统配置，从而在成本最低的情况下得到最好的功能实现。Conice网络数码实时音视频监控系统可以跨地区使用，网点可以通过PSTN（普通电话线）/ISDN（一线通）/FR（帧中继）/DDN（专线）/ADSL/微波/卫星等各种方式与监控中心进行网络连接，在这个监控网络中，所有网点发生的情况都能得到及时的处理，所有网点的现场情况都能被实时的记录下来，其安全性、高效性、智能性、扩展性、易用性和通用性是以往任何监控产品所无法比拟的。本方案可以实现矿业系统的管理要求，又兼顾了网络带宽的现有技术条件。此监控系统提供了非常完善的权限控制功能，通过对不同用户设置不同的权限等级和密码，达到不具有回放、下载等高级权限的人员只能进行预设的开关机操作，从而保护了录像资料的完整性和安全性。由于录像存储分散在各关卡网点进行，从而避免使用昂贵的大型磁盘阵列，也大大增强了设备的可靠性和可维护性。3•系统的性能及特点本系统完全满足H．264协议标准，采用MPEG-4方式压缩，每路图像传输带宽384K左右。录相系统具备动态感知检测。远程监控系统可对镜头进行光圈、焦距、景深距离的控制等操作。对云台可做全方位控制。系统可以对云台的上下左右的转动进行全方位的远程控制。计算机视窗图形控制台软件代替传统的文字控制键盘。操作人员只需鼠标点按即可轻松的控制系统的各种设备，操作形象、简单，无须记忆各个烦琐功能。并且控制面板和媒体播放器集成方式更加方便客户端的操作。易使用性。系统软件在WINDOWS下开发与实现，人机界面友好、直观，全中文、图形化界面，无须记忆烦琐的功能键盘，极易操作，使用人员几乎不需要任何培训，就能操作使用。智能化的远程网络管理。系统提供支持TCP/IP协议的网络接口，充分满足局域网内用户对远端网点进行网络化的统一集中管理，并交互使用数据、图表、视频等多种信息。4•系统的核心技术本系统结合目前比较先进的网络技术，即：图像压缩和传输技术、图像控制技术、网络通讯技术。这是构成本系统的主要核心技术。１）图像压缩和传输技术（BZ-VC）远程监控和数码录像系统的关键是图像的数字化处理和图像压缩技术，其核心是图像压缩算法。与传统的电缆模拟传输或光缆模拟传输不同，远程监控采用数字化处理技术，将摄像机的图像信号转换成计算机所能处理的数据，通过网络或其它媒介将数据传输到另一台计算机或数字化设备上，然后再将数据还原成图像。数字化图像可在同一线路上传输多路图像信息。常用的压缩算法有：ISO的活动图像专家组（MPEG）在1991年11月提出了ISO/IECⅡ172标准草案，通称MPEG-1标准。该标准于1992年11月通过，1993年8月公布。它是为工业级标准而设计的，可适用于不同带宽的设备，如CD-ROM、Video-CD、CD-I等。MP