前言：
分享一套完整的視頻監控系統設計方案
正文：
一、系統設計描述
本工程生產視頻監控系統由主廠房區域、輔助車間區域等部分組成，主廠房區域、輔助車間生產區域、安防區域視頻監視系統聯網組成本期工程的生產視頻監視系統，通過在上述各區域內安裝的網絡監控攝像機組成數字化生產視頻監控系統，把數字視頻集成在一個統一的平臺上，採用分佈式集中管理的控制模式進行管理和控制，通過權限控制，系統局域網任意一臺計算機用戶登錄後，即可顯示全部其有權限的監控點位，用戶可對其進行實時觀看、控制、歷史回放或下載，實現整個生產區域視頻監視系統的網絡化、數字化和智能化。
採用IP系統架構，系統由前端IP攝像機、存儲管理服務器、視頻管理服務器、解碼器、電視牆等組成，系統由1000M/100M以太局域網、網絡攝像機、區域網絡交換機、主幹網絡交換機、監控中心管理平臺、IP存儲設備和監視終端等組成。聯網通訊介質應採用六類網線（不超過90米）或光纖（超過90米），通訊用的六類網線、光纖和監視用視頻電纜不應有中間連接頭，通訊協議採用TCP/IP。
基建施工階段在拼裝現場和備品備件存放現場需加裝高清攝像機監控採用永臨結合、有線無線融合方案實施，周界圍牆區域如無特殊情況採用永久方案實施，通訊及電源傳輸一次性敷設到位，後期儘量不作移位；施工期監控點位根據現場各施工單位進場時間及施工進度、區域即時設置，採用有線無線融合方式進行信號傳輸，電源利用就近施工配電取電（根據現場情況及需求調整）；整個燃機施工場地圈定的周界範圍、廠區內出入口、廠區內重要通道、重要部門等區域達到視頻系統全覆蓋；燃機投運後在拆除臨時監控點位後，依然要保證燃機周邊視頻監控全覆蓋，在燃機高點加裝高點位監控，達到整個燃機廠區外圍的全畫面顯示。
所有配電室區域、配電層應實現無死角監控，與鷹眼系統整合，實現人員進入配電室後攝像頭之間自動切換跟蹤，人員操作時定點監控；汽機房和燃氣輪機房區域重要設備、通道全部監控；餘熱鍋爐汽包和鋼架區域每層全面監控。集控室能夠對生產區域設備、人員全面監控，實現視頻監視、控制、圖像顯示、記錄和回放等功能。
鷹眼採用多項技術，包括移動終端設備應用、實時網絡、語音通訊、視頻設備控制、流媒體管理、二維碼識別等。利用以上技術支撐結合業務應用，系統可以實現運行管理整體操作流程控制、現場實時錄音及錄像、實時音視頻回傳、二維碼位置確認防止誤操作、現場操作人員與後臺協管人員實時語音通訊、遠程協助、操作內容錄製、操作內容解析說明等。
二、系統功能描述
視頻監控項目採用全IP解決方案，由前端部分、傳輸部分、中心控制部分、顯示部分、存儲部分組成。前端攝像機採集的網絡視頻信號通過以太網交換機組建監控專網傳輸至監控數據中心，數據中心安裝集中陣列存儲可以對網絡視頻信號進行集中錄像存儲，監控中心採用高清數字矩陣對網絡視頻信號進行解碼，並投送至電視牆進行顯示。
整個監控系統通過一套監控管理平臺進行集中管理，監控管理平臺還對整個系統用戶進行集中授權。通過監控客戶端和網絡控制鍵盤可以實現對系統的配置和操作，實現預覽、回放、雲臺控制、上牆切換、系統配置等操作。
系統架構圖
（前端攝像機類型僅為示意）
Ø 外場示意圖
Ø 支架安裝
電廠攝像機應根據所需監控的範圍、角度、場景以及現場條件來選擇安裝方法。出於安全因素及施工條件考慮，室外攝像機以支架安裝為主。
支架安裝應按以下原則：
l 電廠內運行有電氣設備，安裝時首先應考慮與高壓設備的安全距離；
l 攝像機支架的選擇必須滿足荷重要求，同時具備防鏽防腐功能。
l 安裝應牢固，不得歪斜，製作要美觀；
l 不具備條件可利用電廠現有照明燈杆配套U型抱箍安裝攝像機為主，立杆安裝為輔，立杆高度3m-6m高。
Ø 設備接線箱
所有的電源、光纖收發器、防雷器等前端輔助設備都安裝在設備箱內，內部安裝架的設計充分考慮設備的安裝位置，同時具有防雨、防塵、防高溫、防盜等功能。不便於在立杆上部安裝設備箱的，在地面設置設備機櫃，其設計按照相關的規範標準執行，同時應具有防塵、防雨、防破壞等功能。
2.1網絡結構設計
監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務於各類用戶。網絡結構如下圖所示：
傳輸網絡拓撲示意圖
1) 核心層
核心層是負責承載區域中心與電廠中心的視頻傳輸核心，主要功能是作為高速互聯的網絡主幹，實現節點之間實現優化分組吞吐量，優化傳輸性能等。
核心層主要設備是核心交換機，作為整個網絡的中樞，核心交換機的配置性能較高。
2) 接入層
Ø 前端視頻資源接入
前端網絡採用獨立的IP地址網段，完成對前端多種監控設備的互聯。前端視頻資源通過IP傳輸網絡接入監控中心或者數據機房進行匯聚。前端網絡接入目前通常採用以下幾種方式：對於遠距離傳輸，通常為點對點光纖接入的方式和點對多點的PON接入方式，部分施工區域前端攝像機採用無線網橋的方式點對點或點對多點的方式接入方式；對於近距離接入，可採用直接接入交換機的方式；
2.2網絡傳輸帶寬要求
考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質量傳輸，帶寬使用時建議採用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。
1) 核心層交換機到接入交換機的網絡採用光模塊來傳輸，帶寬需達到千兆以上，原有帶寬未達到要求的，增加帶寬；
2) 傳輸設備如光纖收發器到接入交換機之間的帶寬建議達到百兆；
3) 傳輸設備如光纖收發器之間的傳輸帶寬建議達到百兆；
結合項目實際需求，網絡帶寬規劃可做相應調整。
2.3傳輸方式的類型
視頻安防監控系統中，視頻信號的傳輸是整個系統非常重要的一環，這部分的造價雖然所佔比重不大，但關係到整個視頻安防監控系統的圖像質量和使用效果，因此要選擇合理的傳輸方式。目前，在高清監控系統中最常用的傳輸介質是雙絞線、光纖等方式。
Ø 視頻雙絞線傳輸
視頻雙絞線基帶傳輸是用六類以上的雙絞線，利用平衡傳輸和差分放大原理。這種傳輸方式的優點是線纜和設備價格便宜，傳輸距離相對較遠。
Ø 光纜傳輸
光纜傳輸技術是遠距離傳輸最有效的方式，傳輸效果也都公認的好，適於幾公里到幾十公里以上的遠距離視頻傳輸。具體實施是通過光纜把視頻編碼信號傳輸到監控中心的匯聚交換機上進行監控和存儲；控制信號通過匯聚交換機傳輸到前端設備，完成對前端高清攝像機的控制。
根據本次監控系統的整體構架及電廠的實地情況，對於不同場合、不同的傳輸距離，選擇不同的傳輸方式。
1) 室外場所一般距離監控中心較遠，且因進監控中心信號有防雷的要求，宜選用光纖傳輸方式傳輸信號，有效地避免了視頻信號受到雷擊和靜電干擾和破壞，確保視頻信號穩定可靠的採集和傳輸；
2) 前端90米半徑範圍內的監控點，採用網線接入到就近的光纖發射器，電信號轉換為光信號，通過光纖傳輸至監控中心光纖接收器，再轉換成電信號接入交換機中。
3) 當必須穿越複雜電磁環境時（如附件有大功率電動機）時，建議採用光纖傳輸方式。
2.3存儲系統
存儲子系統是為監控點提供存儲空間和存儲服務的系統，是為用戶提供錄像檢索與點播的系統。
l 存儲模式特點
支持高清應用：支持百萬像素級高清IP攝像機接入。
擴展便利：系統存儲容量、前端監控點數量、分控中心數量可基於IP網絡靈活擴展。
可管理性強：基於網絡實現對監控設備的統一管理，基於網絡實現對監控數據統一管理。
存儲可靠性高：CVR支持RAID技術，存儲服務可靠性高。
靈活的錄像配置方式：不同監控點可選擇不同時間長度、不同錄像方式進行錄像，且可動態更改。
成本優勢：施工、管理、維護成本，未來擴容、升級成本均低。
2.4解碼系統
解碼系統的主要是將前端網絡視頻監控信號還原成高清數字信號，輸出到顯示系統進行顯示。
本次解碼系統具有視頻解碼、拼接、控制等功能，它將原有的解碼設備、拼接控制設備集成到一體化的設備中，通過視頻監控管理系統的管理平臺軟件即可實現視頻解碼輸出、切換控制、大屏拼接等原來需要多套軟件才能夠實現的功能。可以支持多種輸出接口輸出，如：HDMI，DVI，VGA或者BNC。
2.5視頻管理系統功能
視頻管理系統通過WEB方式對系統視頻管理服務器（中心服務器）進行訪問，形成完整的WEB配置管理中心。可以對整個安防管理系統的組織結構、設備進行配置管理。包含：
l 組織結構配置管理
l 組織結構管理包括角色管理、用戶管理兩部分。
l 角色管理：
l 顯示部門角色信息
l 修改部門角色
l 刪除部門角色
l 增加新的角色
l 添加新功能到角色
l 刪除某角色的功能
l 用戶管理：
l 顯示部門用戶信息
l 修改部門用戶
l 刪除部門用戶
l 增加新的用戶
l 設備配置管理
l 設備配置管理管理系統中所有的設備，包括NVR服務器，視頻編碼器，視頻解碼器，IP攝像機等。
l 設備管理：
l 顯示設備信息
l 增加新的設備
l 刪除已有設備
l 修改設備信息
系統性能管理功能
視頻管理系統可以集中監控、管理綜合安防系統中其所管理的區域內所有集成子系統相關設備運行狀況，收集各種統計數據，用於監視或校正系統設備運行參數，為系統優化提供統計分析手段。
系統故障維護管理功能
視頻管理系統可以提供多種方式來實現視頻監控系統終端設備維護管理。
視頻管理系統的客戶端具有矢量電子地圖，操作人員可以通過圖形化界面集中監控中央級以及終端設備的通信狀態、運行狀態及故障情況。當出現狀態變化或故障時，電子地圖上的相關圖標會以閃爍的方式提醒操作員。同時，我們可以依照報警類型的報警事件級別，來指定相關類型報警時圖標的顏色。當一臺終端設備具有多個狀態或故障時，操作員可以操作圖表激活設備報警事件列表，以準確、完整、快速的對多種報警事件進行處理。在狀態變化後，圖表可以及時更新狀態信息，更新的時間不大於5s。
操作人員可以依據時間、設備地點、設備名稱、設備類別、報警事件級別、動作類型等多種過濾條件來查詢相關的報警和事件信息，返回的查詢信息大中包含了報警和事件的狀態及故障信息應包括時間、設備地點、設備名稱、設備類別、報警事件級別、動作類型等。
分佈式身份認證功能
視頻管理系統是針對大規模組網、多級管理聯網環境下的分佈式系統。是一套監控和管理不同類型數字視頻虛擬矩陣、數字化視頻存儲的系統，並且可以綜合管理防範報警系統、門禁及通道管理系統等。
視頻管理系統採用了分佈式身份認證機制，其優勢在於：
l 分佈式體系架構
l 大規模系統管理
l 不同設備權限管理
l 與組織結構相吻合
l 高級可靠認證技術
l 視頻管理系統分佈式身份認證機制實現方式如下所示：
用戶登錄:
l 用戶將在統一的認證中心認(中心管理服務器)證身份
l 客戶端界面、用戶操作權限根據認證字符串不同而有所變化
l 權限設置
l 訪問設備的權限
l 訪問軟件模塊的權限
l 權限在Web界面中進行配置
l 統一身份認證和權限控制
l 單點登陸
當一個用戶需要對監控網絡中的資源（或者和監控網絡中集成的系統）進行操作時，它首先到認證中心進行登陸獲得一個認證碼，認證中心可以根據不同的情況對用戶進行認證：
如果用戶的身份是在監控網絡自己管理的，那麼它就會讀取本系統的數據庫信息。如果用戶的身份是在行業客戶集中的數據中心管理服務器中保存的，它通過數據中心管理服務器認證用戶的身份。如果用戶的身份是在其他身份中心驗證的，那麼它就會把驗證請求分派到指定的身份驗證中心。
集中權限管理
當用戶對系統中任何監控資源進行存取，例如當用戶需要對NVR網絡視頻錄像系統進行存取時，它都需要提供這個認證碼，NVR網絡視頻錄像系統持該認證碼和資源及對該資源的操作到中心管理服務器去認證這個操作的可行性，中心管理服務器根據該認證碼到身份認證中心確認身份，然後根據該身份返回是否有權操作的狀態。
採用這種方式，一個用戶在整個系統中只需要進行一次登陸，並得到令牌。一旦登陸以後，他就可以持該令牌進行任何有權進行的操作。而權限的控制和客戶端完全沒有關係，當服務端發現該令牌無權操作時，它發送無權操作命令給客戶端，然後立刻切斷連接。
集中權限管理可以讓系統的維護人員在一個地方批量、方便、集中管理系統內部的所有資源、人員、角色，由於系統中的所有操作都要由權限管理中心許可，因此任何用戶的權限改變能夠即時反映到任何一個用戶對任何系統的操作。
行政組織架構管理
部門組織
系統可以支持多個組織機構的組織機構樹。
用戶信息和用戶角色關聯
一個組織中可以增加用戶，用戶包括用戶姓名、登陸名、密碼、級別。隸屬與某一個級別的組織，可以角色的配置，這將決定了在多人同時控制或佔用有限系統資源時（如雲臺控制和網絡帶寬資源獲取）的優先級判斷原則,級別可以根據需要來細化，如總經理、經理、主管、職員等。
衝突原則解決
中心管理人員正在操作時，低級別的用戶，如分控點工作人員不能控制，等高級別的用戶操作好後，若在一定的時間裡沒有操作，就設定該用戶以停止操作，低級別的才有權操作；
當低級別的用戶正在操作時，系統可以中斷低級別用戶，把控制權限交給高級用戶；
同級別的用戶競爭操作同一設備時，系統響應優先取得控制權的用戶，其他用戶需要等待對方操作完畢之後才可以獲得操作權限。用戶具備的權限是是由它的角色決定的。
角色管理
系統平臺的角色包括系統角色、用戶角色兩個類型。系統角色是針對功能的角色，它針對的對象就是某一用戶所屬組織的所有對象，一般系統的權限都可以通過系統角色簡單地完成配置；對某些用戶，他可能需要越級進行處理，那麼需要用戶角色，用戶角色是針對某一個或多個具體對象的具體功能的角色。
通過中心統一的數據管理中心，所有安防子系統的用戶均由中央級集中控制管理，包括用戶身份辨別和認證，登陸帳號和加密口令管理（重置、過期、新增），集中激活或禁用，以及訪問權限管理等。不同用戶可實現不同級別的操作權限。並實現所有操作的登錄，以備檢查，以防止未經審查或其他人員使用，從而影響系統的功能；並可以對所有操作員和維修人員的密碼進行管理。
通過自動發佈系統與各子系統同步，使得所有系統均立即得到用戶唯一表示的變更情況。當確認用戶身份後，可根據這些身份決定允許或拒絕對系統資源的訪問。在中央安全認證平臺的控制下，所有操作員對安防集成管理平臺的訪問都應有系統日誌記錄。
矢量電子地圖功能
系統當中，可採用矢量電子地圖的形式來對系統進行監控和操作。
針對上述需求，視頻管理系統一方面保留了使用平面地圖來實現監控點定位，支持AutoCAD、JPG、BMP、TIF等多種不同格式的固定圖片，實現平面地圖的多級鏈接管理方式。另一方面，還支持SHAPE格式的矢量電子地圖，操作員可以根據自己的需要，隨時對電子地圖進行縮小、放大和旋轉操作，此時地圖的效果不會失真。以滿足用戶高效、快速、準確地精確定位事故現場，提供地理位置信息，便於對應急事件的響應。
實時視頻監控功能
視頻管理系統可以通過視頻管理客戶端、電子地圖客戶端等多種形式來實現實時視頻的監控目的。可以人工選擇閉路電視監控系統攝像機圖像或報警聯動顯示相應區域攝像機圖像，以及對攝像機進行操作控制，包括控制參數設置、預置位設置、攝像頭特殊參數設置、鏡頭控制、雲臺勻速與變速控制等。還可對錄像進行存儲管理，通過時間、攝像頭編號、事件等信息進行錄像檢索和回放控制。
視頻客戶端主界面包括視頻列表區、視頻窗口區、報警信息顯示區、設置操作區和菜單
視頻列表管理
視頻列表以文件夾的形式存放用戶關注的視頻對象。每一個文件夾最多可以有16個視頻對象，且文件夾內部可以嵌套若干文件夾；一個文件夾代表一個用戶關注的對象集合，這個集合在視頻播放窗口區有特定的擺放位置。
l 播放視頻
l 拖拽視頻
l 添加視頻
l 查找視頻
實時監控
l 播放窗口：視頻播放窗口的左上角為狀態顯示燈，第一個燈代表視頻的類型（實時視頻/歷史視頻/報警視頻/巡更視頻/無視頻源），第二個燈代表該視頻通道的狀態（正在錄像/沒有錄像）。關閉按鈕來切斷無關視頻源，以節約網絡帶寬。
l 視頻交換窗口
l 全屏方式顯示
l 報警列表信息
l 報警視頻播放
l 報警日誌管理
l 多畫面預覽：分為1*1、2*2、3*3、4*4模式以及三種特殊畫面模式
l 視頻集合對象添加和保存
l 屏幕文字設置
l 雲臺快球控制
l 視頻參數調整
錄像查詢
錄像查找包括按時間查找錄像、按事件查找錄像、多路歷史視頻查找等功能
l 按時間查找
l 按事件查找
l 多路視頻查詢
l 錄像資源下載
集中報警功能
在視頻管理系統的客戶端可以通過列表報警和電子地圖圖形化顯示兩種形式來實現報警的集中顯示、定位和統一處理功能；可根據報警類型靈活的自主定義報警事件級別，報警事件級別可分為99級。報警信息來自報警管理服務器及門禁管理服務器。
報表管理功能
視頻管理系統具有設備報警記錄、操作事件歷史記錄、系統操作日誌等報表，並可對報表進行查詢、統計、打印，同時，也可以根據操作員的需求，對指定報表進行文件導出。
視頻管理系統可以按時間、人員、設備類型、報警事件級別、設備名稱、設備地點等多種過濾條件來查詢報警和事件資料。具備分類信息檢索功能，並可以提供自定義的按時間分類或事件分類等不同分類方式的報表。
2.6鷹眼系統
在配電室內安裝高清網絡攝像頭實現全範圍無死角24小時監控，每個配電室根據房間大小布置1-2臺無線AP，實現WIFI信號的全面覆蓋。配置一定數量的移動終端，可以無縫接入每個配電室內的無線網絡。
將每個配電室的視頻信號和網絡信號通過光纖分別接入集控室，在集控室內設置視頻顯示系統、工作機和系統基礎支撐平臺，系統建成後，可實現：實時監控報警、操作票實時功能、報警查詢功能、操作過程回溯和系統介紹五大功能模塊。
視頻顯示系統:將配電室內的所有視頻圖像實時的顯示在集控室內的大屏幕上
系統基礎支撐平臺:提供數據(操作票數據接口、流媒體數據處理)、網絡(網絡數據實時同步功能)、安全(數據備份以及系統備份服務) 框架的基礎應用。系統基礎支撐平臺是移動工作機、服務管理單元、後臺運行監管中心交互的支撐框架。
管理服務單元:提供操作票數據操作操作接口以及操作票整體流程監控。通過管理服務單元,管理人員可實現獲取及下發操作票、實現智能植入二維碼、實時音視頻後臺控制等。
將視頻監控與操作任務綁定，通過此功能，實現全程自動跟蹤監控和影音同步對講。同步監控和對講的實現，還能在發現有問題時，遠程立即終止操作，技術管理人員也可遠程協助重大操作，即安全又便捷。
操作完成後，將原來傳統的紙質操作票變為有聲音、有圖像的多媒體文件保存，生成了集原始操作票信息、語音信息、視頻信息於一體的多媒體操作票，便於日後審閱、學習培訓和追溯。
自動生成操作信息，提高工作效率，並可利用網絡共享操作信息，實現生產數據互聯互通；自動對接地刀閘、接地線的操作過程及目前狀態進行記錄，生成報表，一目瞭然，可有效控制危險源。
利用監控鏡頭的追蹤功能，可實現開關室實時監控報警，當有人進入配電室時遠程自動彈出監控畫面，進行實時跟蹤監控，避免人員無票私自作業，確保配電室安全。
