安防视频监控系统分析设计

安防视频监控系统分析设计

尹阿敏

（广西城市建设学校，广西，桂林，541003）

【摘 要】本文详细介绍了作为整个安防系统核心部分的视频监控系统的组成、功能和设计。重点介绍了视频监控系统的设计内容、设计要点，并给出一个设计实例，结合整个视频监控系统的施工给出一些建议。

【关键词】安防系统；视频监控；分析设计

引言

视频监控系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分， 它是一种先进的、防范能力极强的综合系统， 它通过使用摄像机及辅助设备直接观看被监控场所的一切情况，对被监视场所的情况一目了然。在GB/T50314-2006《智能建筑设计标准》和建设部颁发的《全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则》中都明确规定，安全防范系统应配备视频监控系统。视频监控系统能在人们无法直接观察的场合，实时、形象、真实地反映被监视控制对象的画面，现已成为现代化管理中监控的一种极为有效的观察工具，并为各种大型侦破刑事案件提供了重要的依据。因此，它广泛用于十字路口、银行、医院、小区、工厂厂区、港口码头等关键位置。同时，视频监控系统还可以与防盗报警系统等其他安全技术防范体系联动运行，使其防范能力更加强大。

1、视频监控系统的组成和功能

视频监控系统根据其使用环境、场所和功能具有不同的组成方式。一般视频监控系统由摄像、传输、控制、图像处理和显示等4部分组成。

（1）摄像部分。摄像部分的作用是把系统所监视的目标（视频图像）转换成检测信号，再经系统的传输部分送到控制中心进行控制、处理，还原成原来监视的图像信号。如果需要，还能将其记录、保存下来。摄像部分的核心是摄像机，它是光电信号转换的主体设备。

（2）传输部分。传输部分的作用是将摄像机输出的视频（有时包括音频）信号馈送到中心机房或其他监控点。控制中心的控制信号同样通过传输部分送到现场，以控制现场摄像机、镜头、云台和防护罩的工作。视频信号的传输方式有两类：一类是用电缆进行传输的有线方式，如同轴电缆、平衡对电缆、光缆、电话线、网络线等；另一类是用超高频、微波、毫米波等进行传输的无线方式。

（3）控制部分。控制部分的作用是在中心机房通过有关设备对系统的现场设备进行远距离控制。控制部分的主要设备有集中控制器和微机控制器。

（4）图像处理和显示部分。图像处理是指对系统传输的图像信号进行分配、切换、记录、重放、加工和复制等。显示部分则是使用显示器、监视器进行图像显示。图像处理和显示部分的主要设备有视频控制/切换器、显示器、监视器和录像机。

2、视频监控系统的设计依据

视频监控系统设计的主要依据有： GB50198-1994《民用闭路监视电视系统工程技术规范》、《工业企业通信设计规范》（该规范用于线路敷设）、GA/T 75-1994《安全防范工程程序与要求》、GA/T 70-1994《安全防范工程费用概预算编制办法》、GB 50348《安全防范工程技术规范》、GB 50395《视频安防监控系统工程设计规范》以及设计任务书、工程现场勘察结论等。

3、视频监控系统工程设计的要点

3.1 设备及配件选用原则

（1）摄像机在选择时，应考虑其性能，目前固体摄像器件摄像机因惰性小、灵敏度高、抗强光照射、几何失真小、均匀性好、抗冲振、没有微音效应、小而轻、寿命长、图形质量好的特点应用广泛。黑白摄像机的水平分辨率不得低于400线、彩色摄像机的水平分辨率不得低于300线，同时考虑摄像机的供电电压、照度、信噪比等技术指标。

（2）镜头宜优选定焦距、定方位摄像机，需要进行遥控监视的（带云台摄像机）应选用电动聚焦、变焦距、变光圈的遥控镜头。

（3）电动云台要根据回转范围、承受能力和旋转速度等3项指标来选择。一般选用带交流电机的云台，它的转速是恒定的，水平速度一般在3～4°/s，垂直转速为4°/s。如选用带直流电机的云台，可实现变速操作。

（4）电源线在一般情况下按AC 220V布线，在摄像机端再经适配器转换成DC 12V，电源线一般选用RVV2×0.5，RVV2×0.75，RVV2×1.0等。

（5）视频电缆选用75Ω的同轴电缆，通常使用的电缆型号为SYV-75-3和SYV-75-5。它们对视频信号的无中继传输距离一般为300～500m；当传输距离更长（1km及以上）时，可相应选用SYV-75-7、SYV-75-9或SYV-75-12的粗同轴电缆，这时因信号衰减需考虑使用视频放大器。

（6）各种镜头在民用建筑中的应用场合：广角镜头一般用于电梯轿厢内、大厅等小视距、大视角场所；标准镜头一般用于走道及小区周界等场所；长焦镜头用于远距离监视；变焦镜头用于景深大、视角范围广的区域；针孔镜头用于隐蔽监控。

3.2 设备设置部位

摄像机的设置部位根据GB 50395《视频安防监控系统工程设计规范》第六章规定，对于一般民用建筑，视频监控摄像点的分布主要有以下几处：小区或建筑物各个出入口；建筑物内部各主要通道、走廊、大堂等大面积、大空间场所；电梯轿厢；停车场出入口、停车场内部主要通道；重要建筑物周界。

4、设计实例

4.1某市为构建平安城市所设计的视频监控系统

根据客户总体需求：系统将建设市公安分局监控指挥中心 1 个，派出所的监控分中心 5 个（每个派出所分中心 1 个及其辖区内 30-60 个监控点），网吧监控中心 1 个。其中社会面监控点共 250 处，网吧内监控点按照全市 119 家网吧的不同情况灵活布置监控点。另外，还包括派出所视频系统及 98 处社会资源接入点。

4.2方案设计

依据客户治安监控系统的相关技术要求，该市所构建的平安城市监控系统设计以市局指挥中心为总监控中心，派出所及网吧管理中心为实战单位。派出所、网吧管理中心建设治安动态监控分中心，直接管控各监控点图像信息并可以接入社会单位的监控图像；在市公安分局 110 指挥中心建设治安监控总指挥中心，并可以上联上一级市局监控指挥中心。

系统设计考虑分二级监控中心，即市公安分局监控分中心（一级）和派出所、网吧监控分中心（二级），各级监控中心通过专用视频光纤连接在一起，各派出所向市局传输 8 路模拟图像，接入市局矩阵。视频专网的视频解码器和公安网的视频编码器使用模拟视频直接连接，可以向公安网用户提供网络数字视频，使用公安网计算机进行解码显示。

派出所、网吧监控分中心分别配置视频矩阵、视频分配器、字符叠加器、通信服务器、视频管理终端、视频显示设备、硬盘录像机、网络视频编码器等设备，完成本地图像显示、图像记录、图像数字化、区域视频资源管理等功能。前端监控设备包括各类摄像机、各种传输设备（光端机、防雷器）。公安自建前端主要通过光端机接入模拟视频。社会单位的视频资源设计考虑相互开放控制设备接口技术手段的方式接入到各自所管辖的派出所。

市局监控中心接收来自各监控分中心的模拟视频，接入视频矩阵，为大屏幕提供视频资源。

市局监控中心设计建设数据库服务器，用来存储各监控点摄像机信息、各级监控中心设备信息、GIS 信息等系统数据，建设视频监控信息集成平台，进行系统管理、WEB/GIS 、网络视频直播、录像数据管理、视频资源动态分配和调度。

派出所监控分中心与市局指挥中心的视频联网通过基于矩阵的模拟视频联网。基于矩阵的模拟视频联网通过视频矩阵进行联网，派出所矩阵输出的模拟视频经过光端机传输到市局指挥中心，接入市局矩阵。市局及各派出所分别配置视频编、解码器，可以对网络数字视频进行任意编、解码，并作为对模拟联网的必要的备份，市局同时配备视频跨网转换器，供公安网和 110 指挥网使用。

社会资源的接入：公安部门以外的政府、机关、单位或其他社会团体组织建设的监控系统图像，根据其对社会治安的重要性及影响程度，有选择地接入派出所监控分中心。对社会资源的控制权限设计按照以下模式进行分配：1、原有的摄像机：社会单位进行控制，派出所只看不控；2、新建的摄像机公安机关可看可控。

网吧监控中心与各网吧监控点利用网吧内现有的互联网光纤，基于 TCP/IP协议进行网络传输。网吧监控中心并通过光端机将图像接入市局监控中心矩阵。

具体结构如下图所示：

5、系统功能主要特点

5.1数字视频监控功能的实现

本系统在市局监控中心配置了8台视频编码器和40台视频解码器，在5个派出所监控室分别配置了8台视频编码器。所有的视频编码器均从本地视频矩阵输出接入模拟视频信号，并把模拟视频信号进行数字化，通过计算机网络进行传输，授权网络用户可以调看数字视频图象。

视频编码器、视频解码器和授权网络用户都接受当地视频网络管理服务器的管理，视频网络管理服务器在系统中注册所属视频编码器、视频解码器和授权网络用户，授权网络用户必须通过视频网络管理服务器的审查后，才能调用所管理的视频资源。联网的异地中心的视频资源的调用，必须通过本地视频网络管理服务器所向联网的上级视频网络管理服务器申请，申请通过后才能调用联网的异地中心所管理的视频资源。

本系统在各派出所监控室分别配置了8台数字硬盘录像机，各网吧分别配置了1台视频服务器。这些识字硬盘录像机把本地接入的模拟视频进行数字化并本地存储，网络授权用户可以调用或实时监控所接入的视频图像。

各派出所监控室同时分别配置的视频网络管理服务器管理本地的数字硬盘录像机，网吧中心所配置的视频网络管理服务器管理119个网吧的视频服务器。授权网络用户必须通过视频网络管理服务器的审查后，才能调用所管理的视频资源：数字硬盘录像机（或视频服务器）。

5.2多级视频联网功能

系统整个视频监控部分的核心设备设计安装了监控信息集成平台的视频网络管理服务器。通过它实现网内权限用户的管理，数字视频设备（数字视频编码器、解码器）及资料的统一管理。同样也是通过视频网络管理服务器，完成了对 6 个中心模拟矩阵的联网管理及统一控制。因此，通过视频网络管理服务器，完成了将模拟监控系统与数字视频系统的无缝、有效结合，从而将整个系统有机的结合为一个整体的系统，统一资源、统一权限、统一管理、易于扩展的新一代监控系统。

5.3其它视频监控功能

（1）系统远程图像传输功能：派出所或市局本地前端图像直接利用相应的千兆光纤网络进行传输，数字视频图像监控系统通过以太网接口实现远程图像传输，网吧、派出所的图像视频信号由视频编解码器或硬盘录像机采集并压缩成数字信号，经LAN 接口传送到网吧中心或市公安局。

（2）远程设备监控功能：市局监控中心的操作人员在得到控制权后可以对各个派出所的监控前端进行远程控制。如视频切换操作，选择监视不同监视点的图像；控制云台转动选择监视区域对象；调节摄像机镜头改变监视范围和观察效果；可选择多画面显示传输，以便对现场多个监视点进行综合监视；还可以对指定的现场设备开关进行控制等。

（3）视频动态检测功能：DVR 硬盘录像机具有视频动态检测功能，可以实现对每一个摄像机实现动态图像检测。每一路视频动态检测可划分为 192 个区域，可以自行设置检测区域，区域的灵敏度可以定义，因此，可以根据不同的摄像部位设置不同灵敏度的图像变化报警。

（4）远程报警及联动控制功能：派出所监控室内的每个硬盘录像机可以检测多达128 个报警信号，同时可控制多达 64 个联动设备。报警信号输入可来自烟感探测器、红外防盗报警探测器等各种报警检测设备，输出控制信号可配置与各个报警信号相关联。当监视点发生报警时，系统自动启动各种对应的联动设备，并将视频切换到相应的摄像机，开启灯光，自动录像。硬盘录像机发出语音报警提示。

另外，系统还支持多级管理、录像回放、多画面监视、报警布防、报警撤防、IE浏览、电子地图、视频点播等功能。

6、视频监控系统的实施建议

（1）摄像机在室外安装时，不要在超出温度、湿度或电源规格的状态下使用，同时避开光源较强的发光物体或直接瞄准太阳，不能让摄像机淋雨，否则都会影响摄像机的正常工作。

（2）安装时要注意摄像机本身电源的要求，正确接线。

（3）使用计算公式计算摄像机与电源线之间的最大电缆长度。

（4）接线时，不要将同轴电缆扭变成半径小于电缆直径10倍的曲线；不要使用卡钉电缆，即使园钉也不要使用，否则会引起误差。

（5）不要积压或加紧电缆，否则会使电缆的阻抗改变而降低图像质量。

7、结束语

视频监控系统是采用摄像机对被控现场进行实时监控的系统，随着视频监控设备的技术不断提升，使用全息技术、雷达技术和图像处理技术的摄像机将被广泛使用，所摄取的图像也将更加完美，清晰度不断升级，视频监控系统将在社会公共安全领域发挥不可代替的作用。

参考文献：

[1]吕 优， 张九根. 安防视频监控系统设计研究[J]. 低压电器， 2009.

[2]董春利.安全防范工程技术[M].北京：中国电力出版社， 2011.

[3]秦兆海，周鑫华.智能楼宇安全防范系统[M].北京：清华大学出版社， 2005.