● 安防监控典型解决方案

※ 许厂煤矿安防监控改造项目设计方案
※ 葛亭矿调度室监控大屏方案

一、需求概述

目前共有主井、副井、重介车间、装车站、煤厂和磅房等几个位置需要将现场图像实时传送到监控中心供监视和录像，同时还要能够各级管理人员及相关领导通过网络来实时查看摄像机图像和控制摄像机转动。系统必须支持多种级别的权限控制，较高级别的领导可以分配较高级别的摄像机控制权，在同时控制摄像机时，拥有较高级别的权限的优先。同时，系统还必须支持智能切换功能，可以按照预先设定或者手工操作将任意一路摄像机图像切换到监控中心的电视墙上显示输出。在发生报警时，要能够自动将该路图像显示在监控中心的电视墙上或监视工作站上。

考虑到系统的稳定和日常应用方便，系统必须具有以下功能特点：

1．系统要具有高度的稳定性和安全性

系统首先要结构简单，便于维护和管理。其次，系统服务器必须具有冗余备份的能力，即在服务器出现故障时，要能够自动切换到备份服务器，并且在主服务器恢复时，系统控制权又可以自动恢复到主服务器。

2．系统要具有应用上的方便性和灵活性

首先，考虑到在查看图像的同时，有时需要回放来确认刚刚查看的画面细节，所以必须要具有即时重放的功能，即查看的同时立即播放刚才看过的画面。

其次，要能够灵活控制切换操作，即可以将任意一种或多路摄像机图像切换到某一个监视器上显示输出。

另外，系统必须与现实应用相适应可以分配多种级别的控制权限，即可以为不同级别的管理人员分配不同的摄像机控制权限。当控制发生冲突时，较高权限的管理人员必须拥有更高的优先权。

3．要具有良好的先进性和扩展性

系统建成后，要能够确保在5-10年内处于先进水平，并且能够根据需要随时添加监视摄像机，要能够很好的保护原有的投资。

4．录像资料要能够查找方便

系统中的资料必须能够自动进行备份，在需要时要能够恢复到系统中利用系统的搜索引擎快速查找。能够随时对多个摄像机图像同时进行回放。

二、功能特点

SmartSight产品采用MPEG4硬件压缩技术，可以在64K-4M的低带宽占用情况下传输高清晰度的实时视频图像，通常情况下250K-400K即可实现30帧/秒的全实时监视。产品采用TCP/IP协议，可以基于局域网/广域网/Internet构建大规模的集中图像监控系统，是目前国际上建设远程数字监控系统的主流的产品。SmartSight产品在单系统中可以容纳1000个视频服务器，并可根据定制扩展至更多，可以非常方便地进行系统扩容。SmartSight产品具有软件和硬件同时解码显示的特点，可以适应各种类型的图像监视设备（如计算机、背投、监视器、电视墙等），并可很好的与传统的模拟系统融合。

通常情况下，监控系统需要建立多个分控中心，SmartSight产品可以很好的满足这种需求，可以在任何需要建立分控中心的地方设立监视工作站或监视器。由于SmartSight产品支持组播（Multicast），可以将视频图像以组播流的形式发送给多个用户，大大降低了对网络资源的占用。在存储方面，SmartSight支持网络分布式存储，使得存储空间几乎可以无限扩展，能够很好的满足长时间录像的需要。

此外，由于SmartSight产品完全是基于网络进行设计，所以整个系统的管理、软件功能、界面友好性等方面相对于其它产品都更显出色。其特点体现如下：

系统模块化结构

系统软件与硬件全部采用模块化结构，各模块功能明确。根据用户不同的要求组建模块从而实现多种配置与功能。根据用户不同的要求组建模块从而实现多种配置与功能。

高可靠性与稳定性

分站主机系统采用嵌入式结构与专用软件系统，可独立运行。

采用MPEG4编码

MPEG4编码技术的采用，可以使本系统相对于采用其它编码格式的系统提供更清晰的监视画面，并占用更小的硬盘空间。

网络兼容性强

系统前端主机提供10/100Base-T端口，可以直接接入以太网。而且传输是基于IP协议，可以跨越不同类型的网络，网络兼容性强。该特点可以使网络连通的任何地方都可以实现监控。

可控制传输带宽

分站主机数据传输带宽可根据需要限定，保证与其他设备共用网络通道传输数据时不相互影响。该功能的实现将避免用户因使用图像监控而增加网络负载，影响其它数据的传输。

远程维护

通过网络可对分站主机进行远程设置与维护，在系统遇到故障时可以远端恢复分站主机的运行。系统提供支持TCP/IP协议的局域网接口，充分满足局域网内用户对远端站点进行网络化的统一监控管理，并交互使用数据、图表、视频等多种信息。

软硬件紧密结合

监控中心可以通过软件解压用于网上监视，也可以通过硬件解压并接入监控中心的电视墙。突破以往只能以硬件实现远程监控的局限性，充分体现了软硬件结合，实时性、可靠性与灵活性、实用性并存。

应用了多播（Multicast）技术

多播技术可以在占用一条视频流带宽的情况下，为多个用户提供实时视频，非常适合于多个用户同时监视或建立多个分控中心的系统。

界面友好

图形化中文界面，面向对象程序设计，视频显示、报警联动、操作控制一目了然。

高度集成

产品提供RS232/422/485串口及I/O端口，可以接云台解码器，控制键盘及报警设备等。

音视频同步

产品可以集成全双工语音通信功能，实现音视频同步监控。

扩展性极强

系统可以随时根据需要增加监控点，目前可以容纳64路。并可根据软件定制扩展至更多。

支持IE浏览

可以使用标准的IE浏览器实时查看视频图像。

三、系统方案设计

根据以上需求，本方案采用SmartSight网络视频服务器做为系统的核心产品构建基于网络的图像监控系统。SmarSight产品以其先进的MPEG4视频压缩技术和强大的系统管理能力，可以很好的满足本项目的需求。考虑到有些现场布线存在着困难，部分监视现场的图像设计采用无线链路来传输图像，大部分监视点则采用架空的光纤网络进行传输。系统结构如下：

系统主要分为两部分，一是前端系统，即各监视现场的系统设备；二是中心端系统，即在监控中心的系统设备，包括分控中心的设备。

1．前端系统

前端系统主要指监视现场的系统设备。本项目中共有主井、副井、重介车间、装车站、煤厂及磅房等几个监视现场。前端系统主要由摄像机、视频编码器及网络传输设备构成。

摄像机根据监视点的实际需求配置PELCO SD53TC-PG-E1-X一体化球机及ES500-788C彩色摄像机等。PELCO SD53TC-PG-E1-X一体化球机可以提供高度稳定的性能，0.05Lux的超低照度可以在极暗的光线下提供高达480线的清晰画面，共有40个预置位，16倍变焦的能力可以观察周围几百米范围内的目标。如果考虑到投资成本节省，也可以配置功能相近的ES500-855D 高速球机来代替。ES500-855D 内置通风加热系统,无变形6寸球罩,自动光圈,彩色480线,360度旋转,80个预置点,27倍光学变焦,8倍电子放大,80个预置位；ES500-788C可以提供彩色480线的高晰度图像，0.01Lux照度可确保在较暗的光线下仍然可以提供较好的图像。

视频编码器采用SmartSight S1500e-T系列产品，该型号产品和nDVR系统软件配合较好，可以直接接入厂区局域网。在需要无线传输的监视现场采用S1100无线视频服务器来通过5.8GHz无线链路来传输视频图像。SmartSight产品系列中的S1100无线视频传输服务器集成了MPEG4视频压缩和无线传输功能，产品采用户外型设计，安装简单，性能稳定。同时由于设备采用户外一体化防水设计，工程施工和设备维护也非常方便。

各监视点主要设备配置如下：

1）煤厂

提升煤：配置1台Pelco 16倍高速球机、1台S1500e-T视频编码器；

锅炉房：配置1台Pelco 16倍高速球机、1台S1500e-T视频编码器；

2）磅房

北磅房：配置4台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器、1台画面分割器（支持远程控制）

南磅房：配置4台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器、1台画面分割器（支持远程控制）

3) 副井

绞车房：配置2台ES500-788C彩色固定摄像机、2台S1500e-T视频编码器

副井井口：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

4）主井

卸载：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

绞车：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

控制室：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

5）重介车间

101皮带：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

重介车间集控室：配置3台S1500e-T视频编码器，图像来自原有的摄像机

6）装车站

装车站轨道：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

501皮带：配置1台ES500-788C彩色固定摄像机、1台S1500e-T视频编码器

7）主厂房

摄像机已经具备，只需要配置4台S1500e-T视频编码器，图像来自原有的摄像机

8）供应科

配置1台Pelco 16倍高速球机、1台S1500e-T视频编码器

9）南大门

配置1台Pelco 16倍高速球机、1台S1100无线视频服务器

10）东大门

配置1台Pelco 16倍高速球机、1台S1500e-T视频编码器

2．中心端系统

中心端系统主要包括监控中心和分控点。监控中心主要系统服务器、监视工作站，无线接入点、视频解码器及电视墙等设备构成。

系统服务器是安装了视频存储和管理软件(SmartSight nDVR Server)的计算机。考虑到系统需求的要求，本方案采用SmartSight最新的视频存储和管理软件（nDVR Server Pro2.5），全中文界面，不仅可以很好的满足系统的需求，而且可以确保系统具有很强的升级能力和扩展性。系统服务器硬件建议采用Dell Power Edge2650Server，也可以自行选配其它品牌。硬盘空间将根据存储的天数要求单独配置。

监视工作站是运行SmartSight nDVR客户端软件的计算机，监视工作站登录到系统服务器后，可以进行实时查看图像、控制摄像机、录像回放及对系统进行配置和管理等操作。本方案建议监视工作站采用DELL 360特配型，也可以自行选配其它品牌。

中心端的接入点采用SmartSight S3100无线接入点。S3100可以将任意方向的组播流关闭，因而在采用存储服务器多播（为了节省带宽又能够满足多个用户同时查看图像经常采用该模式）模式时可以有效地防止多播流“倒流”会无线网段而影响图像效果。

视频解码器采用SmartSight S1500e-R，S1500e-R可以将来自编码器的摄像机数字视频流还原来模拟视频流，通过其BNC接口输出到电视墙上显示。由于nDVR Pro2.5支持矩阵功能，因此视频解码器的数量只需要与电视墙画面数量相同即可，不必与视频编码器一对一配置。系统软件可以实现将对多个编码器切换到少数解码器上的切换显示操作。电视墙由6台麦维21"600线超平彩色监视器构成。

此外，考虑到应用上的习惯性和灵活性，本方案建议在监控中心配置一台PELCO KBD300模拟控制键盘。SmartSight视频存储和管理软件支持采用模拟控制键盘来控制摄像机切换显示。PELCO KBD300通过串口连接到计算机上，即可控制将某一种或多路摄像机图像切换到某一个监视品上显示，其功能与操作传统的模拟矩阵一样，但比传统的模拟矩阵更加灵活和方便，而且不受输入和输出路数的限制和操作地理位置的限制。

3．特别说明

视频存储（录像）

SmartSight nDVR管理软件支持分布式存储功能，这使得可以根据需要几乎可以无限扩展硬盘存储空间及增加现场监视点。通常情况下，在图像效果较好时全实时存储的带宽占用为200M/路/小时。硬盘配置的大小可以按照该标准计算。

系统可以对存储的资源自动进行备份，备份的资料在需要时又可以恢复到系统中，从而使用系统提供的录像资料搜索引擎快速查找。

图像监视方式

SmartSight解决方案支持软件和硬件同时解码，即可以通过计算机来进行监视图像和控制摄像机，也可以将图像显示在由模拟监视器构成的电视墙上。一般电视墙配置在监控中心，其它各级领导可以通过自己的办公电脑即可以随时登录系统服务器来查看现场图像或者查找录像资料。

控制和管理

SmartSight图像监控系统是一个真正的网络化图像监控解决方案，所有系统资源的管理都是在线进行的。系统管理员在总监控中心可以对系统中的任何一个设备和用户进行配置和管理，甚至可以远程重启设备。

摄像机分组功能和完善的用户权限管理机制可以使每个管理人员只能查看权限内实际管辖的摄像机，而高级的管理人员则可以实时查看所有的摄像机。在控制方面，nDVR Pro2.5系统支持多达到256个级别的摄像机控制权限划分。低层管理人员可以设置相对较低的级别，而职位较高的管理人员则可以设置较高的级别，当发生冲突时，较高控制级别的人员具有优先权。

在操作方面，即可以通过键盘、鼠标来进行操作，也可以通过传统的模拟控制键盘进行操作，系统支持连接Pelco P、Panasonic、Radionics、AD2088-ASII、Pelco ASII、SamSung、Videolarm等多种协议的模拟控制键盘。在nDVR Pro2.5管理软件的强大虚拟矩阵功能支持下，监控管理人员即可以按照事先的设定自动显示图像，也可以灵活地将前端某个摄像机图像切换到电视墙上显示。

四、系统功能

1．监视和控制功能

列表显示所有摄像机：可以将所有摄像机以资源列表方式列出，可以同时查看一个或多个摄像机图像，支持1、4、6、8、9、10、12画面等多种分割显示方式，在一台监视工作站可以同时查看16路图像（双屏幕模式下可以同时查看32路）；

即时重放功能，即在监视的同时可以回放刚刚看过的图像；

支持多个布局页：可以建立多个布局页，每个布局页内可以包含多个摄像机图像，布局页之间可以通过手动进行切换，也可以自动轮巡；

支持摄像机序列：在同一个摄像机显示窗口或模拟监视器上按设置时间对多个监视点的图像循环显示；

局部图像放大：在监视的同时，使用鼠标画出一个区域就可以对该区域的图像进行数字放大；

支持电子地图：可以将实际环境中的摄像机映射到电子地图上，点击地图上的摄像机图标，即可查看该摄像机图像；

声光报警：在报警发生时，以声光等形式提示管理人员给予注意。

双向语音通话(可选)：在前端设备支持语音功能时，不仅可以监听监视点，而且可以和监视点进行双向通话；

实时查看系统日志：可以实时查看系统用户的登录、报警、设备状态等系统信息；

摄像机云台镜头控制：可以远程控制摄像机进行上、下、左、右转动及聚焦、变倍等动作，支持摄像机的预置位、模式及菜单设置等功能；

兼容模拟控制键盘：可以为监视用计算机配置模拟键盘，支持Pelco P、KBD-200、KBD-300、Radionics、Panasonic等型号的键盘；

支持email及短消息发送：可以向选择的用户之间发送短消息或电子邮件；

支持浏览器：可以通过标准的Web浏览器进行监视和控制；

强大的虚拟矩阵功能：可以通过与计算机相连接的模拟键盘控制摄像机的切换显示。

2．录像和回放功能

多种录像模式：支持手动录像、报警录像、按照时间表录像和动态侦测录像四种模式。手动录像即是在监视的同时点击图像右下解的红色按钮即可开始录像；报警录像是通过报警触发录像；时间表录像是根据预选编排的时间表进行录像；动态侦测录像是在图像的选定区域发生变化时启动录像；

存储的图像质量可单独设置：系统即可以按照监视时的图像质量进行存储，也支持单独设置存储的图像质量、帧速度等参数；

支持分布式存储：可以在一个系统中建立多个存储服务器（Archive Server），每个存储服务器可以同时对64个摄像机图像进行存储，存储服务器的数量不限；

支持多个搜索参数；可以按照摄像机（监视点）、时间、事件类型等多个参数的组合条件进行搜索；搜索结果以列表显示给出，双击某一个文件即可播放。

回放：可以按照不同的速率回放，支持按照正常速率的1倍、2倍、4倍、1/2倍及1/4倍速率进行播放，并可单帧播放；可以同时回放多个摄像机的录像资料。

存储和打印单帧图像：在播放的同时可以对某一画面图像以图片形式存储和打印；

回放进程控制：在回放录像资源时，支持拖动进程条、暂停等控制功能；

录像文件导出：录像文件以5分钟为一时间段存储为一个小文件，在导出时可以自动合并为任意长度的大文件；

支持IE浏览器：可以通过IE浏览器来回放存储的视频资料。

3．系统管理功能

资源管理：系统资源均以树状列表方式显示出，系统资源包括系统中的设备（视频编码器、监视工作站、视频解码器）及输助设备（报警设备、云台控制设备及音频设备等），系统可以实时显示出资源的连接状态并可对某些设备参数进行配置，如为摄像机（视频编码器）命名等等。

用户管理：设置用户名、密码并为每个用户分配不同级别的摄像机控制权限（支持256个级别）。用户只能访问权限内的系统资源，如只能查看或控制被授权访问的摄像机。

摄像机分组管理：可以对摄像机按照站点进行逻辑分组，分组主要是为了分配用户的权限，摄像机组只有分配给某个用户时，该用户才可以对摄像机进行监视和控制。为了方便管理，可以给摄像机和站点命名，以与实际现场位置相对应。

日志管理：系统日志会记录系统中发生的事件和信息，如报警事件、用户登录和注销、设备连接状态等信息，该日志可以在监视时被实时查看。