福建省烟草监控系统设计方案

【摘要】本文结合福建省烟草监控系统工程介绍了数字视频监控系统的设计方法。

【关键词】数字视频监控系统

The Design Project of Fujian Province Tobacco Surveillance System

Abstract：This article unified the Fujian province tobacco surveillance system project to introduce the digital video surveillance system design method.

Keywords：Digital Video Surveillance System

项目概况

福建省烟草监控系统工程主要是由省烟草总局大楼和其他8个市的监控系统组成。系统在省烟草总局大楼设总控中心，在省其他8个市设分控中心，通过网络形成全省烟草监控系统的全数字化的统一管理。

系统可以将主要出入口、通道、重要设备和公共场所等情况通过图像的方式进行集中管理, 网络所及范围内，各部门领导及相关人员均可根据权限利用办公计算机监控到相应地点的情况，及时掌握并迅速处理相关事宜。

设计原则

1. 性能最优

针对烟草监管的特殊性，以最大限度地满足监管工作所需的功能要求为目标。

2. 开放性与兼容性

在总体规划系统方案时，采用标准化、规范化设计，使得系统具有开放性与良好的兼容性，便于设备、器材的选型，为系统今后技术建设的再发展提供便利条件。

3. 先进性和成熟性

在满足现有需求的前提下，充分考虑监管工作今后的“智能化、网络化、多媒体化”发展方向，选择合理、实用、便于扩展与升级和技术先进、有信誉保证并得到广大用户认可的产品和系统。

4. 集成性

采用具有和其他管理子系统集成的接口系统，采用同一软件平台以实现各系统的集中统一管理。

5. 可扩展性

系统采用可扩展器件，留有合理的扩展空间，以便根据将来发展需要进行适当地变动与再扩充。

6. 经济性

在实现先进性、可靠性、稳定性的前提下，尽量使整个系统所需投资合理，达到功能强、投资少，从而构成一个性能价格比较高的系统。

设计要点

1. 系统结构

本系统由前端摄像系统、视频编解码设备、传输网络、网络录像单元、视频监控管理系统和客户端单元组成。

音视频信号编码设备放置在靠近前端设备，将若干路模拟音视频信号数字化、编码压缩、转换为可以在网络上传输的数据包，通过IP网络传到监控中心。

在监控中心内，视频监控管理系统再将码流按需分发给解码设备、录像单元及相应客户端。

2. 前端摄像系统

系统共设计332台摄像机。省烟草总局大楼设计132台摄像机；其他8个市烟草分公司暂按每市25台摄像机设计，计200台。

省烟草总局大楼摄像机布置如下：室外日夜两用彩色转黑白高速球4台，分布在大楼室外四周；室内彩色高速半球摄像机3台，分布在一至三层大厅；室外固定枪型低照度彩色摄像机25台，分布在大楼四周及主要出入口；室内固定枪型低照度彩色摄像机97台，分布在大楼的出入口、电梯厅和重要场所等处；电梯轿厢配置3台电梯专用摄像机。

其他8个市烟草分公司暂按每市25台摄像机设计，具体配置根据现场决定。考虑到数字化图像的清晰度，本设计采用540电视线以上的摄像机。

3. 网络视频编、解码设备

（1）网络视频编码器

本设计采用Axis 241QA视频编码器。Axis 241QA视频编码器前端可接四路模拟摄像机，并且可以四通道全实时传输。它首先把模拟视频转换成数字视频，然后通过以太网进行全实时的信号传输，使远程监控简单可行。同时它可完成对摄像机控制信号的输出、摄像机联动报警保存的控制。

（2）网络视频解码器

网络视频解码器将经过网络视频编码器编码转换为数字信号视频图像解码，还原成模拟视频信号，并通过一定的切换方式在电视墙上显示，以便于管理人员的对监视画面的监视和观察。

本设计采用“安讯士” AXIS 292网络视频解码器。它能够将来自Axis网络视频产品的MPEG-4视频和音频流转化为模拟信号。

4. 传输网络

网络带宽包括前端设备接入监控中心、监控中心之间级联、用户终端接入监控中心和预留的网络带宽四部分。

（1）前端设备接入监控中心的网络带宽：至少为允许并发接入的视频路数×单路视频码率。

本设计采用目前市场上的主流分辨率CIF（352×288），CIF分辨率的单路视频码率按512kbps估算。烟草大厦局域网内将支持132台摄像机全实时图像传输，所需带宽为0.5M×132=66M左右，考虑到活动图像转发和录像，系统耗用带宽至少在100M以上，另外，网络系统尚需支持其它智能系统，如防盗报警、门禁控制、机电设备控制、火灾报警控制系统间的数据传输，应有约几十兆带宽的预留。

（2）监控中心之间级联网带宽：至少为并发级联视频路数×单路视频码率。

各分控中心，同时会有4-8路图像（包括录像）传送到总控中心，利用租用的电信光纤传输，带宽至少将占用到4M左右，如不考虑其它数据传输，需用专线带宽约5M。

（3）用户终端接入监控中心的网络带宽：至少为并发显示视频路数×单路视频码率。

（4）预留的网络带宽根据联网系统的应用情况确定。CIF分辨率的单路视频码率可采用512kbps估算，D1或4CIF分辨率的单路视频码率可采用1536kbps估算。

5. 网络录像单元

（1）功能概述

网络录像单元用于实现网络媒体数据的数字化录像、存储、检索、回放以及管理功能。

（2）存储设计

在本系统中的录像存储以分布式架构实现，在总控中心设置专用磁盘阵列，在各分控中心直接采用PC机和大容量硬盘直接存储。具体容量计算如下：

总控中心以MPEG 4方式,录像资料保存15天，存储空间占用情况。

设计参数

帧速：25f/s

存储容量：2.78K/帧（考虑音视频全双工传输）

摄像机：132台

压缩码率：512kbps。

录像存储：15天

250M×24 ×15×132/1024/1024 =11.88TB

按计算机存储特点及RAID冗余，约需磁盘空间12T。

分控中心以MPEG 4方式,录像资料保存15天，存储空间占用情况。

设计参数

帧速：25f/s

存储容量：2.78K/帧（按音视频全双工传输考虑）

摄像机：25台

压缩码率：512kb。

录像存储：15天

250M×24×15×25/1024/1024=2.25 TB

按计算机存储特点余，约需磁盘空间2.5T。

6. 系统供电

监控系统的供电采用集中――分散供电系统。监控中心设有UPS电源和一个总配电柜，大楼每三层设一个配电箱，由配电箱供电给相应层的摄像机和网络视频服务器。

7. 视频监控管理系统

（1）系统功能

本系统采用AXIS的Evip Professional视频管理软件来实现整个系统的视频图像进行管理。

本系统具有：能将后端的软硬件设置，实现与周界报警系统联动；实现报警呼叫时监控图像和监听声音同步切换及录像；以及系统任务设置、地图显示、图像自动轮巡、多画面分割、音视频报警、录音录像和录入查询资料等功能。

（2）系统组成

系统主要由监控主机、控制终端、磁盘阵列、视频解码器、电视墙等设备组成；

a. 监控主机

监控主机汇集前端的网络视频服务器，在监控主机上通过一套多功能视频监控应用软件完成对设备的统一管理、用户统一授权、图像资源统一管理等功能；

b. 控制终端

控制终端负责所有三可变摄像机的控制和屏幕墙的图像切换，所有在局域网络上通过授权的计算机都可以成为控制终端；

c. 磁盘阵列

前端所有监控点的图像资料统一保存在磁盘阵列；同时处理图像的检索、回放、归档；

d. 视频解码器、电视墙

视频解码器将前端传输过来的数字视频图像还原显示到模拟电视墙上，并通过控制终端控制画面切换；

8. 软件架构

软件采用Browse Server架构, 分为浏览端和服务器端；数据库采用MS/SQL；

软件运行环境服务器端为WIN2003 SERVER; 浏览端为WIN 2000/WIN XP；

9. 总控中心

（1）总控中心

在总监控中心，需实现同一时刻对区域内所有视频的录像、监控和管理等任务。

监控管理服务主要负责管理图像浏览、控制、录像等，使局域网内授权用户可以对图像的浏览控制，录像资料的查询和报警联动等。

图像存储服务可以对所有视频监控点的图像进行存储。

流媒体服务负责实时图像和录像资料的转发，确保带宽和系统资源的合理利用。屏幕墙控制服务控制电视墙的图像切换、控制和电子地图的显示，并可以电子地图的方式显示图像位置和图像切换等。

在总监控中心配置2台服务器负责前端设备管理、中央控制、用户管理、图像存储和图像，同时1台工作站支持等离子屏上电子地图和图像的显示和控制。

在总监控中心配置20台AXIS 292解码器，和一台PC机，用以还原显示和控制20台监视器和1台等离子屏。并实现多画面分割、镜头切换，轮巡和电子地图的显示，以高画质显示视像效果。

（2）分控中心

在各市分局的监控中心，需实现同一时刻对分公司内所有视频的录像、监控和管理等任务，在分公司分控中心安装1台服务器负责区域内前端设备管理、中央控制、用户管理、图像存储和图像。分控中心服务器独立成系统，与总控中心的服务器群为松散耦合，互相独立运行，从而确保整个系统的可靠性和稳定性。

10. 防雷系统

防雷系统包括直击雷防护、感应雷防护以及可靠的接地系统。为了防止直击雷对设备的危害，在摄像机立杆顶端加装避雷针。

为了防止感应雷对设备的危害，在摄像机电源室外安装DK-24AC10/3电源防雷器，视频信号线上安装对应接口的DK-10F/BNC视频防雷器，带云台的摄像机安装一只对应DK-12DCP控制线路防雷器，在监视器前分别安装对应接口的视频防雷器DK-10F/BNC。在防感应雷的接地体是利用设备控制箱的安装底座作为接地极。所有的防雷器也要与设备的安装底座相连。

在机房弱电配电输出端安装电源避雷器；在机房UPS输入端安装电源避雷器；在电源弱电井道处安装电源避雷器。

参考文献：

1、《数字视频技术.现代电视技术》2004.6

2、《视频安全监控系统技术要求》（GA/T367-2001）