數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。由于視頻圖像的數(shù)字化，使系統(tǒng)可以充分利用計(jì)算機(jī)的快速處理能力，對(duì)其進(jìn)行壓縮、分析、存儲(chǔ)和顯示。系統(tǒng)建立在結(jié)構(gòu)化綜合布線的基礎(chǔ)上，利用有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行視頻傳輸，模塊化結(jié)構(gòu)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)規(guī)范、易于安裝、使用和維護(hù)。數(shù)字高清技術(shù)的普及應(yīng)用使圖像質(zhì)量有了質(zhì)的提高。近幾年來(lái)，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來(lái)越多地得到成功的應(yīng)用。本文以一個(gè)大型綜合性醫(yī)院門診醫(yī)技病房樓的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，闡述了數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方式，并對(duì)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

    系統(tǒng)需求

    項(xiàng)目總建筑面積13.1萬(wàn)平方米，總高度75米，地上16層，地下3層。地下部分包括地下車庫(kù)、設(shè)備用房、泵房、變配電室、部分科室用房，地上部分為各醫(yī)療科室及病房。

    要求對(duì)建筑物主要出入口、電梯廳、電梯轎廂、設(shè)備機(jī)房、藥房、掛號(hào)收費(fèi)處、地下車庫(kù)、等候大廳、走廊等部位進(jìn)行全方位監(jiān)控。采用數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，除安裝于電梯轎廂內(nèi)的模擬攝像機(jī)加視頻編碼器之外其余前端攝像機(jī)均采用720P數(shù)字高清攝像機(jī)。視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)采用接入-匯聚-核心三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，接入層使用千兆交換機(jī)，匯聚層至核心交換機(jī)之間使用雙鏈路冗余的萬(wàn)兆光纖鏈路。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    系統(tǒng)設(shè)計(jì)以安防專網(wǎng)為核心，主要包括前端攝像部分、傳輸部分、管理中心(包括存儲(chǔ)和顯示部分)組成。

    前端點(diǎn)位設(shè)計(jì)

    前端攝像部分以百萬(wàn)像素(720P)高清晰度IP攝像機(jī)(槍式、球型、半球型、云臺(tái))為主，同時(shí)在范圍較大的區(qū)域、人流密集的場(chǎng)所，配置高速球型一體化攝像機(jī)實(shí)施大范圍監(jiān)控，滿足監(jiān)控區(qū)域完全覆蓋。前端攝像機(jī)圖像信息以數(shù)字信號(hào)的方式通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸。攝像機(jī)能夠支持H.264/MJPEG等編碼格式，同時(shí)支持實(shí)時(shí)(25fps)雙碼流組合格式：H.264720p+H.264D1、H.264720p+H.264CIF、H.264720p+MJPEGD1等。通過(guò)對(duì)碼流大小的設(shè)置和調(diào)整適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬。共設(shè)置724臺(tái)攝像機(jī)，其中半球攝像機(jī)595臺(tái)、室內(nèi)快球46臺(tái)、室內(nèi)槍機(jī)43臺(tái)、電梯轎廂攝像機(jī)25臺(tái)(模擬轉(zhuǎn)數(shù)字)、室外快球5臺(tái)、室外槍機(jī)5臺(tái)(1080P)。

    傳輸部分

    視頻傳輸采用獨(dú)立的千兆主干網(wǎng)，與建筑物綜合布線系統(tǒng)物理隔離，保證系統(tǒng)的信息安全。視頻傳輸網(wǎng)絡(luò)由三層組成：一層是接入層交換機(jī)，由安裝于弱電間的交換機(jī)負(fù)責(zé)連接前端IP攝像機(jī)或編解碼器，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)接入功能，系統(tǒng)共設(shè)置36臺(tái)24口千兆接入交換機(jī);二層是匯聚層交換機(jī)，負(fù)責(zé)連接所有接入層交換機(jī)，在地下夾層弱電豎井設(shè)置3臺(tái)千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，用于連接本豎井內(nèi)各樓層的接入交換機(jī)，接入層交換機(jī)通過(guò)2根6類非屏蔽雙絞線(雙線備份)上聯(lián)至匯聚交換機(jī);第三層設(shè)置核心交換機(jī)1臺(tái)(雙電源、雙引擎)，安裝于地下夾層的消防控制中心，用于連接匯聚交換機(jī)，每臺(tái)匯聚層交換機(jī)通過(guò)2根4芯萬(wàn)兆多模光纖與核心交換機(jī)連接(雙鏈路冗余)。

    管理中心設(shè)計(jì)

    網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控中心設(shè)在地下一層設(shè)備夾層消防控制室內(nèi)，主要設(shè)備包括電視墻、控制與存儲(chǔ)、UPS電源等。

    1、電視墻

    監(jiān)控中心電視墻配置18臺(tái)32吋、4臺(tái)55吋液晶電視，32吋按照單畫(huà)面或四畫(huà)面分割輪詢顯示圖像，55吋液晶電視可以單臺(tái)分割多畫(huà)面(最大16畫(huà)面)或單畫(huà)面顯示。

    通過(guò)視頻解碼器設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)每路視頻可以做到1、4、9、16畫(huà)面分割顯示，可以滿足685路視頻同時(shí)顯示的基本要求。通過(guò)軟件設(shè)定和操作需要可以實(shí)現(xiàn)全部傳統(tǒng)模擬視頻矩陣所能實(shí)現(xiàn)的功能。

    2、控制與存儲(chǔ)

    系統(tǒng)按樓層劃分網(wǎng)段，通過(guò)核心交換機(jī)連接各層VLAN，保證各前端攝像機(jī)IP地址的唯一性。采用磁盤存儲(chǔ)方式，存儲(chǔ)設(shè)備具有千兆以太網(wǎng)接口，由管理平臺(tái)軟件直接管理其存儲(chǔ)策略。使用具有RAID備份技術(shù)的磁盤存儲(chǔ)器，單臺(tái)最大容量可達(dá)到24T。共配置3臺(tái)主機(jī)柜及15臺(tái)擴(kuò)展柜，系統(tǒng)總存儲(chǔ)容量430T，滿足錄像存儲(chǔ)30天的要求，并具有20%增容空間。

    視頻管理工作站通過(guò)一體化管理軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的控制管理，通過(guò)與門禁、報(bào)警系統(tǒng)的通信實(shí)現(xiàn)安防系統(tǒng)的集成聯(lián)動(dòng)控制功能。

    3、UPS電源

    系統(tǒng)采用集中UPS供電的方式，在監(jiān)控中心設(shè)置1臺(tái)100KVA三進(jìn)三出的UPS主機(jī)，為大樓內(nèi)安全防范系統(tǒng)、公共廣播系統(tǒng)以及智能化各子系統(tǒng)計(jì)算機(jī)設(shè)備提供不間斷電源。

    IP攝像機(jī)采用POE供電，視頻編碼器、快速球形攝像機(jī)及豎井內(nèi)的交換機(jī)電源均由弱電豎井內(nèi)UPS電源箱提供，監(jiān)控中心內(nèi)的服務(wù)器、磁盤陣列等設(shè)備由UPS主機(jī)提供電源，UPS不間斷供電續(xù)航時(shí)間為30分鐘。

    系統(tǒng)功能特點(diǎn)

    建立在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)便、可靠性高和易于擴(kuò)展的特點(diǎn)，在系統(tǒng)安裝調(diào)試、運(yùn)行管理、系統(tǒng)后期維護(hù)等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

    技術(shù)先進(jìn)

    構(gòu)建了專用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，前端攝像機(jī)采用POE供電，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能完善。采用開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議;采用符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，使系統(tǒng)具有較高的互操作性。系統(tǒng)的管理層次清晰明確，便于系統(tǒng)管理員進(jìn)行管理。系統(tǒng)的日常配置和操作通過(guò)工作站來(lái)完成，視頻存儲(chǔ)功能由網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)來(lái)完成。

    操作簡(jiǎn)便

    系統(tǒng)管理平臺(tái)采用圖形操作界面，形象直觀，可使操作人員方便地掌控現(xiàn)場(chǎng)狀況。主要設(shè)備的參數(shù)，如視頻編碼器、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)等，均可以結(jié)合權(quán)限管理進(jìn)行遠(yuǎn)程統(tǒng)一配置、調(diào)整、修改。系統(tǒng)具有有效的帶寬管理能力，可以根據(jù)使用需要，靈活的進(jìn)行帶寬管理。支持控制鍵盤操作和計(jì)算機(jī)界面操作，通過(guò)鍵盤可方便進(jìn)行攝像機(jī)切換/控制，錄像回放/查詢等功能;系統(tǒng)能對(duì)所有攝像機(jī)的圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示時(shí)進(jìn)行字符疊加(年、月、日、小時(shí)、分、秒、攝像機(jī)編號(hào)、其它如位置信息等)，便于將來(lái)的查詢和數(shù)據(jù)管理。

    可靠性高

    產(chǎn)品選型采用目前市場(chǎng)上的高端主流產(chǎn)品，數(shù)字式攝像機(jī)具有雙碼流輸出、工業(yè)級(jí)的平臺(tái)，保障了前端的圖像信息采集的安全穩(wěn)定。系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，如網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備等均支持RAID備份功能，確保故障后的數(shù)據(jù)和任務(wù)備份切換操作。系統(tǒng)可以提供各主要設(shè)備完整的安全管理機(jī)制，根據(jù)所投產(chǎn)品的情況，通過(guò)密鑰、密碼等方式，進(jìn)行操作權(quán)限(前端優(yōu)先、用戶優(yōu)先等)、優(yōu)先級(jí)等權(quán)限認(rèn)證和管理，有效防止非法用戶侵入。所有設(shè)備具有高度的可靠性和優(yōu)良的性能，自竣工以來(lái)整體運(yùn)行良好、穩(wěn)定可靠。

    擴(kuò)展性強(qiáng)

    擴(kuò)展性強(qiáng)是數(shù)字系統(tǒng)的固有特性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)在接入層交換機(jī)預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口信息點(diǎn)位、為園區(qū)現(xiàn)有建筑物視頻監(jiān)控系統(tǒng)預(yù)留了光纖通道及相應(yīng)的擴(kuò)展接口，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展和二次開(kāi)發(fā)。如與已有系統(tǒng)改造的系統(tǒng)融合、增加攝像機(jī)點(diǎn)位、存儲(chǔ)容量擴(kuò)展等，在增加過(guò)程中，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的運(yùn)行。主要設(shè)備在后期使用中升級(jí)過(guò)程中，具有良好的向下兼容性，與其他符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備之間具備良好的兼容性，如控制軟件與PTZ攝像機(jī)的PTZ協(xié)議兼容等。

    結(jié)語(yǔ)

    數(shù)字化是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，數(shù)字化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)為系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、集成化發(fā)展提供了基礎(chǔ)條件，為用戶提供了豐富的管理功能。采用標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議的產(chǎn)品使用戶的運(yùn)行維護(hù)可以基本實(shí)現(xiàn)即插即用，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。數(shù)字高清技術(shù)的應(yīng)用在提高圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上，也使圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、傳輸、圖像分析更加高效。以建筑物為單位的信息搜集、存儲(chǔ)單元為視頻監(jiān)控系統(tǒng)更大范圍的應(yīng)用管理提供了有效的手段。