海康威視解決方案 全數字視頻監控系統解決方案 （第一稿） 2 1 概述 .3 1.1 項目概況 . 3 1.2 設計原則 . 3 1.3 總體目標 . 3 1.4 設計依據 . 3 2 系統總體設計 .4 2.1 總體設計思路 . 4 2.2 系統定位 . 4 2.3 系統架構 . 4 2.4 系統關鍵業務流程 . 5 3 系統詳細設計 . 10 3.1 前端子系統 . 10 3.2 存儲子系統 . 13 3.3 解碼子系統 . 18 3.4 顯示控制子系統 . 21 4 應用軟件平臺 . 24 4.1 中心服務模塊 . 26 4.2 存儲服務模塊 . 27 4.3 流媒體服務模塊 . 28 4.4 電視墻服務模塊 . 29 4.5 報警服務模塊 . 31 4.6 配置客戶端模塊 . 32 4.7 操作客戶端模塊 . 36 5 附錄 . 41 5.1 海康威視簡介 . 41 5.2 成功案例 . 42 5.3 產品規格書 . 43 3 1 概述 1.1 項目概況 1.2 設計原則 1.3 總體目標 構建一套全數字網絡視頻監控系統； 實現 D1 以上高清晰圖像質量； 提供海量數據存儲系統和數據防丟失機制； 建設數字化監控中心； 建成的系統具備高可管理性、高可擴展性、易維護易升級。 1.4 設計依據 4 2 系統總體設計 2.1 總體設計思路 全數字網絡視頻監控系統由監控專網、監控設備和應用軟件組成。建成以 后是一套綜合性網絡視頻監控系統。 按照“抓應用、求先進、上臺階”的思路，在可靠運行的前提下借助先進的視頻監控技術提升系統的先進性，滿足未來 5-10 年的發展要求；完善監控系統的管理和運用，使監控系統對安保、業務的作用最大化；完善系統之間的聯動和應用軟件的功能，使用戶在運用本套系統時能充分感受到穩定、實用和便利。充分利用監控資源，發揮整體效益，做到系統具有可持續發展特性。 2.2 系統定位 全數字網絡視頻監控系統建設我們提出以下定位： 高起點的設計系統，系統具有先進性和可持續發展特性； 強調系統的實戰性，一切圍繞用戶業 務和安全防范展開，系統服務于實戰； 強調系統的聯動，將報警系統與監控系統結合起來，在一個平臺上實現報警聯動的功能； 強調系統資源的共享，讓本次建設的系統成為一個立體的、多層次的、全方位的、具備防御層概念的視頻監控系統，開放式平臺為系統資源二次利用、共享提供基石； 強調錄像圖像畫面的有效性和實時監控的有效跟蹤； 強調系統的穩定性和簡單操作性； 確保系統是一個安全可靠的信息系統。 2.3 系統架構 目前監控系統聯網架構模式主要有全數字和數模結合模式兩種，前者的典型 5 標志是采用網絡攝像機和數字矩陣，后者的典型標志是采用模擬 攝像機加視頻編碼器。通過實地調研對比分析，我們認為全數字更符合本次項目，原因如下： 全數字網絡視頻監控系統是當前網絡視頻監控最先進的架構，是網絡視頻監控今后的發展方向，其它網絡監控模式會逐步過渡到全數字模式； 全數字網絡視頻監控系統是實現高性價比的高清視頻監控的基石； 全數字網絡視頻監控系統易于擴容，易于開發應用新功能，是一套符合發展規律的、具有可持續性的、先進的網絡視頻監控系統； 全數字網絡視頻監控系統運作于監控專網內，對未來跨公網網絡監控系統改造具有指導意義。 故此，本系統架構按全數字模式設計網絡視頻監 控系統。 2.4 系統關鍵業務流程 全數字網絡視頻監控系統按安防規范分作幾個部分：采集部分（網絡攝像機）、傳輸部分（ IP 視頻專網、流媒體模塊）、存儲部分（存儲模塊）、顯示部分（電視墻模塊）和管理控制部分（中心服務模塊、客戶端），并單獨設計一個報警服務模塊來接收、轉發報警信號。 各服務模塊因信令交互構成一套有機整體，在網絡上合理部署服務模塊，優化信令（數據流）流程，使監控系統更好地運作，整體效能得以最大限度地發揮。系統關鍵業務流程如下圖所示： 圖 2.1 系統關鍵業務流程圖 6 圖 2.1 呈現以下幾類信令、數據交互： 1、 注 冊、管理、控制信令 包含注冊信令、管理信令和配置信令。前端設備和服務模塊都注冊到中心服務模塊上，接受中心服務模塊的統一管理和資源調度。 統一管理 ： 指 只有在中心服務模塊上注冊成功的組件才能使用，重要性尤其體現在對復雜前端設備的接入管理和后端客戶端的權限管理。 資源調度 ： 指 主要體現在存儲服務的調度、流媒體服務的調度等。 2、 實時流（預覽） 前端設備的實時流送至流媒體服務模塊，再轉發給 1 個（或多個）客戶端解碼顯示在 PC 顯示屏，亦可轉發給電視墻服務模塊解碼輸出到電視墻顯示。采用流媒體服務模塊一方面能減輕前端設備接入帶寬 的壓力和設備的處理壓力，另一方面能將用戶與設備隔離，確保系統的安全性。 通常前端設備的接入帶寬較少，所處環境也較惡劣；使用流媒體模塊以后，后端多路并發預覽也只需從前端獲取 1 次碼流即可，相應地降低了前端處理輸出多路碼流帶來的壓力和功耗。 其次，用戶若能直接訪問前端設備，會存在系統風險，存在用戶惡意破壞前端設備的可能。將它們隔離開，能從根本上杜絕這種風險。 3、 存儲流 前端設備根據錄像計劃將視頻流寫入存儲服務模塊。如前文所述，合理設計存儲系統能確保錄像過程高效、穩定、可靠。 4、 檢索指令、回放流 客戶端向存儲服務模塊發 起錄像檢索請求，后者從存儲介質中檢索出指定錄像并返回給客戶端解碼顯示，客戶端也可將回放流推給電視墻服務模塊解碼上墻回放。 5、 告警信令 可能存在的 11O 報警、視頻丟失報警、遮蔽報警、移動偵測報警、智能分析報警、設備運行狀態報警都將上傳到報警服務模塊，由它判斷報警歸宿和報警優先級，將報警信息轉發給合理的客戶端去處理。 7 系統組網示意圖 ： 圖 2.2 系統拓撲示意圖 圖 2.2 以功能模塊方式呈現 全數字網絡 視頻監控系統的 系統 拓撲架構。從圖可知系統分為 4 大塊，分別是： 已有監控資源、新建 監控資源、中心機房和監控中心。 新建 監控資源 指 本項目的前端子系統 ，散布在各監控點。 中心機房 設置在 監控中心旁，內部包含了 存儲 子系統 、管理控制 子系統 和集成聯動部分。是整個監控系統的核心，是軟件平臺的核心。 監控中心 一般 分 3 大塊，總控中心、分控 中心和查詢室，體現在 解碼 顯示部分、控制臺和操作位。 前端采集部分 采用網絡攝像機（或 /和）網絡半球作為主要的圖像采集設備，特點為圖像清晰度達到全實時 高清晰質量 ，分辨率 為 4CIF、 HD720p 甚至1600*1200；夜間照度較差又無補光措施的位置選用紅外網絡攝像機，復雜環境 8 選用 1只網絡高速球供機動監控使用。所有 攝像機都采用 6類線直接接入大樓監控專網。 網絡存儲部分 采用支持國際標準 iSCSI/NFS 傳輸協議的磁盤陣列作為核心存儲設備。支持國際標準的 iSCSI/NFS 傳輸協議的 網絡攝像機，能直接將視頻數據寫入 磁盤陣列。 其它 網絡攝像機需借助網絡視頻存儲模塊（ NVR）來輔助完成寫入視頻數據的操作， NVR 通過 SDK+API 獲取網絡攝像機的視頻數據，再以iSCSI/NFS 傳輸協議寫入磁盤陣列。 管理控制部分 包含了管理服務器、流媒體服務器、報警服務器和控制（配置客戶端）。管理服務器對全網監控設備和服務器實行統一的注冊管理功能， 包括對前端網絡攝像機的巡檢、配置、維護，工作異常的網絡攝像機將在平臺產生報警；監視存儲系統的工作狀態，監視電視墻服務器的工作狀態，設備工作異常產生報警信息，并產生相關的日志；管理控制中心和客戶端的登陸用戶名 /密碼，并為每個用戶分配對應的權限，用戶只能在授權范圍內操控監控資源。流媒體服務器將視頻數據轉發給分控客戶端使用；控制（配置客戶端）對整套網絡視頻監控系統執行配置操作。 多系統聯動部分 ，管理控制部分的報警服務器能接收來自報警主機和門禁主機的報警信號，通信基礎為互通協議。根據提前設置好的聯動策略，報警服務器會在收到報警信號之后，完成轉發功能，由監控中心執行接警處警工作，屬于預案體系中級別較高的報警信號來臨時，平臺將自動彈出報警點的圖像和報警點對應電子地圖的位置，并以“應急預案”的方式提示處警人員如何采取下一步動作。 顯示部分 采用高清解碼器構建高清數字矩陣，輸出高清圖像到高清電視墻，向下兼容解碼 D1 圖像，兼具傳統模擬矩陣的切換、輪巡等功能。每 1U 的高清解碼器可同時解碼輸出 4 路全實時 720p 的高清圖像。控制臺部分由操控客戶端和控制鍵盤組成，能完成：調看實時監控圖像，回放錄像文件，切換電視墻的顯示方式等等。操作位部 分由多臺 PC 客戶端組成，主要用于監控、追溯非杭州地區的監控點。 多級 聯網部分 ，軟件平臺支持將 已建監控系統 的視頻圖像都接入該平臺。選擇一套易于接入現有 DVR 的軟件平臺，一方面可保護用戶投資，實現可持續發展，另一方面可充分減小互聯對接的難度，避免利用視頻網關等二次編解碼對圖像造 9 成的損失。 10 3 系統詳細設計 3.1 前端子系統 1、 簡述 全數字網絡視頻監控系統的前端子系統包含了圖像采集和編碼服務兩種功能。主要滿足各級監控中心對各監控點圖像的調用和觀看。都將采用網絡攝像機提供數字圖像，網絡攝像機部署在監控點位，通過視頻監控專網匯 集到各區域中心，并完成數據轉發，供各部門調用。 2、 組成及選型原則 前端部分主要包括：攝像機、護罩、防雷器、補光燈、立桿等。本項目總共包括 xx 個監控點，選型原則是網絡攝像機（含網絡高速球）。 攝像機選型原則： 序號 位置 分辨率 選型 1 普通監控點 D1（ 704*576） 網絡攝像機 2 要求高清監控點 HD720p（ 1280*720） 高清網絡攝像機 3 開闊區域 HD1200p（ 1600*1200） 4 光照不良區域 D1 紅外網絡攝像機 5 要求跟蹤的復雜區域 D1 網絡高速球 6 難于布 線的監控點 D1 無線網絡攝像機 點位表 ： 單元樓 功能區 網絡 攝像機 高清網絡 攝像機 紅外網絡 攝像機 網絡 高速球 號樓 層 層 層 電梯 號樓 層 層 11 層 電梯 號樓 層 層 層 層 電梯 N 號樓 層 層 層 電梯 室外 地下室 總計 3、 前端工作方式 網絡攝像機（含網絡高速球）采集的視頻圖像在網絡攝像機內已完成視頻壓縮，通過六類線接入監控專網，直接輸出 IP 碼流（包含視頻、音頻、控制、報警等）。基于實時流與存儲流分離的原則，實時流送往流媒體交換并轉發給客戶端、數字矩陣等解碼顯示，存儲流直接寫入網絡存儲系統。 網絡攝像機采用 MPEG4/H.264 等先進編碼方式，標清攝像機輸出碼流為變碼率 1.5Mbps，圖像分辨率為 4CIF；高清攝像機輸出碼流為變碼率 3Mbps，圖像分辨率為 HD 720p。 網絡攝像機還提供報警輸入、輸出接口，靠近網絡攝像 機的報警點可以開關量形式直接送入網絡攝像機，并能在本地產生報警聯動輸出，如：打開射燈、蜂鳴器響。報警信號也能經過 IP 專網上傳至軟件平臺，并在監控平臺產生一系列的聯動功能，比如：自動彈出現場圖像、電子地圖上對應報警點和監控點圖標閃爍等。 用戶能遠程控制網絡高速球，能遠程配置網絡攝像機的參數和對其升級。軟件平臺還能通過 IP 網對網絡攝像機校時以及監測其工作狀態。若用戶配備 PoE交換機，網絡攝像機還可選配 PoE 模塊，實現以太網線對網絡攝像機的供電。 12 網絡攝像機可內置 SD 卡，當與網絡存儲設備之間無法通信時，產生的錄像文件將緩存在 SD 卡內。 4、 對比其它前端組成方式 攝像機作為視頻監控系統的圖像采集設備，它所獲取的圖像質量好壞，將直接影響到編碼圖像的質量進而影響到最終在監控中心呈現的圖像質量。與傳統模擬攝像機 +視頻編碼器的方式相比，網絡攝像機將帶來如下好處： 對比項 網絡攝像機 視頻編碼器 數據源 全數字信號處理 模擬信號數字信號混合 清晰度 可達到百萬像素、兩百萬像素 最高只能達到 D1（ 40 萬像素） 抗干擾能力 好，無模擬傳輸過程 一般，存在基帶傳輸的各類干擾 布線、安裝 便利，僅需一根網線 復雜，需要部署視頻線 、音頻線、控制線、電源線和網線 環境適應性 好。與傳統攝像機的工作環境 相當。 較差。工作在環境差的弱電井 內，會影響其工作穩定性。 平均成本 性價比高 性價比較低 關鍵指標對比詳解： 高清圖像質量 傳統模擬攝像機受 CVBS 傳輸系統的限制，水平 TVL 線理論最高僅有 625 線，PAL 制下 50 場掃描，而網絡攝像機的數字圖像處理芯片與編碼壓縮芯片之間直接傳輸數字信號，不再經過 D/A、 A/D 轉換，消除了數模、模數轉換帶來的圖像質量受損，消除了 CVBS 系統對圖像分辨率、幀率的限制，可輕松實現 1280*720、1280*960、 1600*1200 等多種高清畫質。 圖像傳輸無損耗 模擬攝像機的圖像信號經同軸線纜傳輸送入視頻編碼器時，圖像質量已有明顯損失，傳輸距離越遠損失越大。如下面兩幅測試圖所示： 在 0 距離時測試模擬攝像機輸出的信號特性，可知在主要包含圖像信息的2M6M 頻帶范圍內圖像質量優異；經過 1KM 同軸電纜傳輸以后，頻率越高的部分損失越嚴重，表現為圖像細節丟失。 13 圖 3.1 零距離測試信號特性 圖 3.2 1KM 距離測試信號特性 采用網絡攝像機即相當于在 0 距離時對模擬圖像進行編碼，采用模擬攝像機+視頻編碼器相 當于在 1KM 距離時對模擬圖像進行編碼，可知網絡攝像機輸出的圖像質量將優于視頻編碼器輸出的圖像質量。 網絡布點、接入靈活 相對于模擬攝像機加視頻服務器，只要有網絡接入的位置都能安裝網絡攝像機，部署更便捷。無需考慮視頻編碼器的存放位置、工作環境等因素，應用更靈活。 5、 前端設備選型 及主要參數 網絡攝像機推薦使用 DS- 高清網絡攝像機推薦使用 DS- 紅外網絡攝像機推薦使用 DS- 網絡高速球推薦使用 DS- 無線網絡攝像機推薦使用 DS- 防雷器推薦使用 補光燈推薦使用 立桿推薦使用 3.2 存儲子系統 存儲部分主要是對網絡存儲設 備進行選型，并優化網絡存儲結構以保證網絡存儲的可靠性。本項目設計的存儲系統需滿足 xx 個監控點按 xx 分辨率（ xx 碼率）保存 xx 天的要求。 14 1、 簡述 全數字網絡視頻監控系統的存儲服務子系統主要為實現各監控點在區域中心進行集中存儲、在總中心進行冗余存儲和管理而設計的，并且視頻存儲服務系統能夠向總控中心、區域分控中心、分控客戶端等用戶提供歷史視頻檢索回放等服務。 視頻存儲服務子系統支持 NAS、 IP SAN、磁盤陣列等方式的海量視頻存儲功能，支持快速定位檢索功能，支持對視頻存儲數據的查詢、管理、備份功能。 2、 設計思想 在設 計全數字網絡視頻監控系統的存儲部分時，我們依據以下設計思想： 監控系統的存儲壓力全部集中到監控專網，需解決大規模持續并發視頻數據寫操作的存儲難題。要考慮網絡故障以后，錄像數據的緩存以及網絡恢復以后的補錄技術。 關鍵錄像需冗余存儲，提高關鍵錄像可靠性。對關鍵錄像的定義是移動偵測觸發的錄像、報警信號觸發的錄像、電視墻顯示過的圖像。 系統平臺能集中管理所有存儲資源并統一調度，統一部署存儲策略。與存儲資源分布的物理位置無關，只要 IP 網可達，便可實現對存儲資源隨時隨地檢索和回放。 保障存儲數據的安全性，對訪問權限進行 集中管理與分配。存儲的數據無法被更改，利用水印技術檢測視頻數據在傳輸過程中是否被篡改。 存儲可無縫擴容。 3、 存儲架構 本方案采用分布式存儲與集中存儲相結合的存儲架構。分布式存儲體現在各管理區域中心安裝網絡存儲設備，保存本區域的視頻圖像；集中存儲體現在總中心安裝網絡設備，保存總中心直屬區域的視頻圖像和全網關鍵錄像的冗余數據。如下圖所示： 15 圖 3.3 存儲架構示意圖 區域存儲選用的網絡存儲設備秉著因地制宜的原則，根據具體環境選用NAS、 IPSAN、 NVR、 Hybrid DVR 等，作為開放式的存儲系統，均能為 IP 前端提供存儲服務，并接受軟件平臺的統一管理。 總中心選用 IPSAN 作為存儲設備，通過存儲服務器能提供豐富的存儲策略，比如：中心報警錄像、冗余錄像、電視墻顯示錄像和錄像備份。 存儲管理服務器可集中管理總中心和區域的存儲設備，監控它們的工作狀態，對存儲設備產生的報警進行提示，比如：錄像失敗、磁盤壞等。管理和分配錄像任務，部署錄像計劃以及設定錄像參數等。 所有存儲設備全部采用千兆以太網線接入監控專網，單臺 NAS、 IPSAN 接入IP前端數量較多，因此采用雙千兆冗余鏈路接入，以提升可靠性。 4、 錄像流程 16 圖 3.4 錄 像工作流程 IP 前端根據定時錄像計劃將實時數據寫入 NVR 或 H DVR，當接于 IP 前端或NVR/H DVR 上的報警觸發時， NVR/H DVR 會將對應通道的報警錄像保存一份冗余在總中心 IPSAN 內。 5、 存儲功能 視頻存儲功能 視頻存儲服務系統支持存儲服務器、磁盤陣列、 NAS、 SAN 等多種存儲設備。 視頻存儲服務系統支持手動錄像、計劃錄像、報警錄像，對這三種方式觸發的錄像方式如下： 手動錄像：當用戶在客戶端上選擇手動錄像后，將要錄像的攝像機信息存儲到數據庫對應的表中，并通知視頻存儲服務系統執行該條記錄。 計劃錄像： 用戶可以在客戶端軟件上制定錄像方案，并對錄像方案進行保存，當選擇執行某個錄像方案時，就會通知視頻存儲服務系統按照該方案進行計劃錄像。 報警錄像：當發生視頻報警時，視頻存儲服務系統會收到觸發視頻報警錄像的信息，視頻存儲服務系統便根據包含的攝像機信息進行錄像存儲。 網絡攝像機支持雙碼流，其中一路碼流用于視頻存儲。當有視頻存儲需要時，視頻存儲服務系統會主動連接網絡攝像機，對視頻流進行存儲。并可根據需要擴展支持 OggVorbis 等音頻編解碼標準實現音頻同步存儲。 視頻存儲服務系統支持節假日設定、錄像文件最大長度設定 、存儲容量設置 17 和狀態顯示等功能。 視頻存儲管理功能 支持對存儲的視頻數據進行管理和設置。 可設置當磁盤空間不足時處理方式（提 前預警、覆蓋）。 錄像狀態（計劃、手動、報警、運動檢測）顯示。 可檢測存儲設備的工作狀態，對異常情況報警。 視頻資料檢索功能 視頻存儲服務系統支持客戶端的歷史視頻檢索功能。系統支持客戶端按日期、時間、類型、服務器、通道檢索客戶端本地或遠程服務器端的錄像文件，系統以文件信息列表形式將檢索結果返回給客戶端。 視頻資料回放功能 視頻存儲服務系統支持同時回放多個服務器或本地的多個存儲通道的同一時間的錄像文件，最多可達 16 畫面同時同步回放，支持 1/4/6/9/16 畫面顯示。 回放時能夠支持暫停、播放、停止、快放、慢放、單幀步進、循環播放、精確定位到某幀、備份、調節音量、調節亮度色度對比度色調等操作。 視頻存儲服務器還能夠支持錄像剪輯，錄像文件下載等功能。 6、 存儲設備選型 區域中心存儲設備推薦使用 DS-9000HF-S 系列 每臺 DS-9016HF-S 可接入 16 只 IP 前端或 8 只高清 IP 前端，最大可掛接 8塊 SATA 硬盤 ，目前單塊硬盤可選用 1TB 容量。錄像保存周期如下： 前端接入類型 分辨率 /幀率 碼 率 總容量 保存周期 16 路標清前端 4CIF/25fps 1.5Mbps 8TB 32 天 8 路高清前端 HD720p/25fps 3Mbps 8TB 32 天 總中心存儲設備推薦使用 DS-A1016R 系列 每臺 DS-A1016R 最大可接入 180 只 IP 前端或 90只高清 IP 前端，最大可掛接 16 塊 SATA 硬盤。目前單塊硬盤可選用 1TB 容量。錄像保存周期如下： 前端接入類型 分辨率 /幀率 碼率 總容量 保存周期 18 60 路標清前端 4CIF/25fps 1.5Mbps 16TB 15 天 120 路 標 清前端 4CIF/25fps 1.5Mbps 16TB 7 天 30 路高清前端 HD720p/25fps 3Mbps 16TB 15 天 60 路高清前端 HD720p/25fps 3Mbps 16TB 7 天 DS-A 系列還有 24 盤位、 48 盤位供用戶選擇，目前最大可達到 24TB、 48TB的存儲容量。 3.3 解碼子系統 1、 簡述 視頻解碼服務子系統主要是為滿足不同監控中心對模式圖像應用需求而設置的，視頻解碼服務子系統可相應視頻顯示控制子系統的控制指令，并調用新建和已建的視頻資源。 視頻解碼服務子系統主要完成如下功能： 響應控制指 令：視頻解碼服務子系統響應視頻顯示控制子系統的視頻調用、切換功能 。 視頻調用功能：視頻解碼服務子系統可根據用戶調用指令，實現對制定視頻源的調用功能 。 視頻解碼功能：對接收的視頻，完成解碼，輸出模擬信號。 因為解碼子系統也按“交換”方式實現圖像的切換控制，與模擬矩陣相似，故稱為數字矩陣。 2、 數字矩陣工作方式 在監控中心采用多臺數字高清解碼器構成高清數字矩陣取代了傳統的模擬視頻矩陣來管理電視墻。它的主要功能與模擬視頻矩陣基本相同，都是基于交換的原理來管理前端視頻源切換上電視墻。 控制中心向數字矩陣發送相關預覽指令 ，高清數字矩陣從指定前端獲取高清數據流，并解碼由高清接口輸出到高清電視墻；由此能進一步實現切換、輪巡等操作 。 控制中心還能向存儲系統發 送檢索指令，存儲系統將相關的歷史碼流推給高 19 清數字矩陣，解碼上墻。 單臺高清解碼器可同時解碼四路 HD720p 高清碼流，實現單畫面顯示或四分割顯示。當然，也向下兼容解碼輸出 4CIF 的視頻圖像。 圖 3.5 解碼數據流向示意圖 3、 數字矩陣功能 高清解碼 效果 高清解碼器支持解碼 HD720p、 1280*960、 1600*1200 等多個高清編碼格式。為未來高清系統升級已經預留解碼資源，可 實現無縫升級。標清解碼器最高支持解碼 QCIF/CIF/2CIF/DCIF/4CIF 等多個標清編碼格式。 全實時解碼效果 預覽和回放時，畫面均可達到 25fps 全實時圖像畫質，隨著系統的不斷優化，未來將突破傳統的 25fps 限制，達到更高的幀率，比如 50fps。 優化的解碼方式 正對數據源不同，可設置更合理的解碼方式。當數據源為實時數據流時，可設置為實時性優先以降低延遲；當數據源為回放數據流時，可設置為流暢性優先以獲得更清晰流暢的回放效果。 單畫面和四畫面分割 目前業內首推支持高清視頻四分割顯示，更合理利用大尺寸 的高清顯示屏。 拖拽操作 可將任意高清監控頭拖拽至任意高清顯示屏解碼顯示。可將一組監控頭拖拽 20 至一組高清顯示屏解碼顯示。 多種輪切效果 由海康威視首推的 IP 矩陣概念實現基于 IP網絡的輪切功能。多個高清監控頭在 1個高清顯示屏中自動輪巡切換顯示；一組高清監控頭在一組高清顯示屏中自動輪巡切換顯示；輪巡間隔時間可由用戶自定義。靈活的切換模式有利于提高監控有效性。 4、 數字矩陣優勢 高清圖像質量 高清數字矩陣可無損地還原出原始編碼圖像的效果（與模擬系統不同，數字信號經過網絡傳輸后，不會因傳輸距離、線路質量等因素受到干擾）。 在標準的HD720p 分辨率格式下，還原出的模擬圖像可實現大于 700TVL 以上的圖像效果，確保圖像顯示質量。與此同時，還能解碼 HD960p、 1600*1200 的高清碼流。 易于搭建 高清數字矩陣采用成熟技術和產品，易于構建和維護；其次，數字解碼器的視頻輸入是通過網絡來完成，不涉及大量的模擬信號輸入，其安裝和管理都非常簡便； 易于部署 如上所述，高清數字矩陣的視頻輸入是通過網絡來實現的，只要有 IP 網絡的地方都可以部署數字矩陣，不受到信號傳輸距離的限制； 易于擴展 前端高清網絡攝像機的碼流經過網絡傳輸到高清數字矩陣后，經過解碼還原為非壓縮信號輸出到電視墻。也就是說，只要能夠接入網絡的視頻信號，均可作為數字矩陣的輸入端。這與傳統的模擬矩陣 M N的架構（例如 128 進 16 出矩陣，M=128， N=16）相比，其輸入數量幾乎是無限制的。 易于管理 與模擬系統不同，數字矩陣系統是標準的 IP 網絡模塊，可接入統一的視頻管理平臺進行統一管理，其視頻切換策略等均可通過電腦管理界面完成，不受到硬件的物理限制。而且通過管理平臺可方便的實現其工作狀態管理和在線保活等網管功能。 21 5、 解碼設備選型 標 清解碼設備選用 DS-6008D 多路視頻解碼器。能并發解碼顯示 8 路 4CIF全實時圖像，輸出接口為 8 個 BNC 口，通過 SYV75-5 電纜直接與監視器連接。 高清解碼設備選用高清解碼服務器。能并發解碼顯示 4路 HD720p 全實時圖像，輸出接口為 VGA，通過 VGA 線與高清顯示器或高清監視器連接。 3.4 顯示控制子系統 1、 簡述 視頻顯示控制子系統主要為實現總控中心、區域分控中心和全網視頻統一調用、控制及顯示而設計的，實現對數字視頻的遠程訪問、視頻流接收、數字視頻的解碼顯示和大屏幕視頻顯示控制等功能。以顯示 電子地圖 的形式，展示可用 的視頻資源，通過點擊 電子地 圖上視頻標識的方式，查看該處的視頻，以圖形化的操作方式，實現了視頻的統一調用及管理。 2、 組成及選型 顯示控制子系統由電視墻和操作臺組成。 監控中心效果圖： 圖 3.6 監控中心電視墻效果圖 電視墻包括 32 臺 19英寸液晶監視器及一個 30 600cm 的 LED 顯示屏。 22 根據實際工程實施經驗，建議控制臺到大屏幕的觀看距離不小于 3 米。同時，為了方便安裝維護，投影單元箱體后面至少需要保留凈空間 80 厘米。 3、 主要功能 視頻顯示控制子系統的主要功能如下： 監控視頻資源調用、控制功能，實現 對所有監控位及相關設施視頻進行統一調用、切換和控制的基本功能； 原有視頻資源調用接口功能，提供接入、調用、顯示視頻圖像； DLP 大屏幕多種顯示模式設置，支持根據用戶需要在 DLP 大屏幕上設置多種顯示模式，實現視頻、報警、地理位置等各種信息的展示功能； 基于電子地圖的視頻資源展示功能，可以通過電子地圖直觀顯示各視頻資源的分布，并可以通過電子地圖直接調用相關位置的視頻圖像； 基于列表的視頻資源展示功能，提供快捷的視頻圖像調用操作方式，實現攝像機圖像的快速調用； 視頻輪巡功能，可以對大屏幕指定的顯示單元預先設置輪巡 列表，人工、自動觸發視頻輪巡功能； 攝像機云臺的控制功能，可控制攝像機鏡頭的轉動、光圈、變倍、焦距等參數； 可以通過鍵盤操作，控制攝像機鏡頭的參數； 視頻解碼服務器控制功能，控制視頻解碼服務器視頻流的連接，從而控制大屏幕顯示圖像的內容； 歷史視頻檢索回放及智能檢索功能，可以根據攝像機的屬性、時間等條件檢索回放存儲的歷史視頻圖像； 報警視頻聯動處置功能，可立即響應園區內發送的視頻報警信息，對報警視頻進行實時查看、處置，并可以選擇在大屏幕上顯示。 4、 顯示控制設備選型 SMT-1922P 監視器 屏幕大小： 19 屏 幕模式： 4:3 最大分辨率： 1280 1024 23 CUBS 分辨率： 620TVL 亮度 : 300cd/ 對比度 : 1000:1 響應時間 : 5ms 可視角度 (上 /下 /左 /右 ):80/80/80/80 2路視頻輸入 /輸出 1路 Y/C 輸入 /輸出 1路 VGA 輸入 2路音頻輸入 尺寸： 412 (W) 398.5(H,連底座高度 ) 220(D,底座深度 )mm 24 4 應用軟件平臺 平臺軟件是一套定位在監控專網環境中使用的網絡集中監控軟件，以分布式系統設計理念為基礎，從監控業務中抽象出各功能模塊，各施其職、相對獨立，之間的信令 交互又使它們構成一個有機的整體。網絡視頻監控系統需要實現前端接入、網絡存儲、網絡接處警、監控中心圖像呈現與控制和集中管理的功能。 因此，平臺軟件包括以下功能模塊：中心服務模塊、存儲服務模塊、流媒體服務模塊、電視墻服務模塊、報警服務模塊、客戶端模塊。各服務模塊的物理承載形式為 Server，構成中心服務器、存儲服務器、流媒體服務器、電視墻服務器和報警服務器，客戶端模塊的物理承載形式為高性能 PC，構成配置客戶端和操作客戶端。各應用服務器的主要功能如下表所示： 軟件平臺各應用服務器主要功能 中心服務器 視頻安防監 控系統的“大腦”，統一管理視頻監控設備，包括：IP 前端、 DVR、 DVS、 NVR、 Hybrid DVR 及上述各應用服務器。 存儲服務器 網絡存儲服務的提供者，它依托于磁盤陣列等存儲介質為其提供存儲容量，陣列掛載方式支持 DAS、 NAS、 IPSAN、FCSAN 等。它能解決 IP 前端、視頻服務器（ DVS）的網絡存儲難題，也能為 DVR 提供中心備份存儲。多臺存儲服務器通過邏輯堆疊的方式構成存儲子系統，為大規模視頻監控系統提供海量、可靠的存儲服務。 流媒體服務器 把實時數據流轉發給多個用戶觀看，起到緩解前端設備壓力、 節 省網絡接入層帶寬和隔離內外網設備的作用。 電視墻服務器 實現數字矩陣功能的組成部件，兼具解碼、顯示輸出、輪巡切換等功能。軟件界面呈現上與真實電視墻一一對應，對它的操作結果將直接反應在電視墻上。 報警服務器 監控系統報警信息的匯聚點，接收報警信息并按優先級轉發報警信息給不同客戶端執行處警。過程記錄在報警日志中。 25 客戶端 配 置 客 戶 端 系統維護員的操作對象，它對設備、服務器、控制單元信息、用戶執行添加、修改、刪除等操作，維護中心服務器的數據庫信息。它還能配置錄像計劃、電子地圖、用戶權限、電視墻布局等 。 操 作 客 戶 端 用戶執行日常監控操作的對象，包括：預覽、 PTZ 控制、回放、切換上墻、報警處理、日志查詢等。根據分配權限的不同，控制中心具備分級功能，所能訪問的監控資源和使用的功能截然不同。 將各服務模塊組合使用便能構成多級視頻監控系統，結構示意圖如下所示： 圖 4.1 軟件平臺架構 26 4.1 中心服務模塊 中心服務模塊的軟件界面圖如下所示： 中心服務模塊擔當系統管理的角色，將完成以下功能： 設備與服務注冊管理 記錄設備和服務模塊的信息，設備包括 ： IP 前端、 DVS、 DVR、 Hybrid DVR，服務模塊包括：流媒體服務、存儲服務、電視墻服務、報警服務。 客戶端信息管理 記錄配置客戶端、操作客戶端的信息，包括用戶名、密碼和用戶權限（系統資源），在客戶端訪問監控系統前執行登陸驗證功能。 NTP 全網校時功能 對監控專網內全部設備啟用 NTP 校時服務，保持全部設備時間統一。可由操作員發起手動校時或中心服務器啟用定時自動校時功能。 自動切換備份存儲設備功能 為了確保錄像數據存儲的可靠性，當中心服務模塊發現存儲服務器出現損壞、掉線、宕機等異常情況時，會將存儲服務 自動切換到備用存儲服務器上，維系存儲服務正常運轉。 手機網關服務功能 中心服務模塊自帶手機網關服務功能，手機客戶端能登陸至監控系統使用權限范圍內的監控資源。也支持關閉手機網關服務。 27 內置 WebServer服務功能 中心服務模塊內置 WebServer 服務功能，維護員可通過 IE瀏覽器登陸管理頁面完成配置維護工作。也支持關閉 WebServer 服務。 4.2 存儲服務模塊 存儲服務模塊擔當管理集中存儲的角色，將完成以下功能： 磁盤分組管理功能 自動獲取可用磁盤分區，包括本地磁盤和網絡映射盤，用戶可將各磁盤分區指定到不同的磁 盤分組。用戶可利用磁盤分區大小來控制循環錄像保存的時間。 預分配技術 對磁盤執行格式化和預分配功能，確保未來使用中不產生磁盤碎片，磁盤不會因為長期運行而導致工作效率降低。 受損分區修復技術 存儲服務器因掉電或系統被惡意重啟導致磁盤分區（索引文件）遭受破壞，存儲服務器重啟后，對受損分區自動執行修復操作，確保存儲服務器能繼續正常工作。 主動更新錄像計劃 存儲服務器會自動從中心數據庫獲取最新的錄像計劃并執行，接受配置客戶端實時更新錄像計劃。 支持定時錄像計劃、移動偵測報警錄像計劃、報警錄像計劃，并提供預錄功能。 自動重連機制 因網絡異常或設備重啟導致丟失與視頻源的連接，存儲服務器將持續執行重連操作，偵測視頻源是否上線，直到恢復連接為止，繼續執行錄像計劃。 自動接續存儲服務 當存儲服務器遭遇掉電或惡意重啟后，重啟自動修復受損分區并恢復錄像服務。若存儲服務器受損嚴重，將報警信息自動上報中心，發出報警信息提示工作人員排障，給出排障的參考信息。異常信息保存在本地日志文件中。 故障自調整功能 28 存儲服務器出現程序崩潰、異常退出等情況時，將自動重啟以確保存儲服務正常工作。 VOD 點播服務 為客戶端提供錄像檢索、點播服務，支持按錄 像起止時間、錄像類型檢索錄像文件，播放歷史數據。支持播放過程中按時間定位功能，用戶可快速跳轉到某時間點的錄像。 錄像片段鎖定功能 支持用戶對重要錄像數據執行加鎖功能，防止執行循環錄像時重要錄像數據被覆蓋。當錄像數據被下載備份以后，可對其執行解鎖功能，釋放存儲空間。 數據補錄功能 當存儲服務器和備份存儲服務器均失效或網絡故障以后， IP 前端將數據緩存在本地 SD 卡內， DVS 將數據緩存在本地磁盤內，當存儲服務器或網絡恢復工作以后，將緩存的數據自動補傳至存儲服務器掛載的磁盤內，保證錄像文件的完整性。 S.M.A.R.T 檢測 存儲服務器對掛載的磁盤執行 S.M.A.R.T 檢測操作，當發現磁盤工作不正常或壽命將近時，主動向報警信息上報中心，提醒工作人員更換硬盤。 4.3 流媒體服務模塊 流媒體服務模塊的軟件界面圖如下所示： 29 流媒體服務模塊擔當數據流轉發的角色，將完成以下功能： 實時流轉發功能 將客戶端請求的實時流轉發給客戶端查看，若請求的實時流已經被流媒體服務器獲取，將執行復制分發工作，若請求的實時流未被流媒體服務器獲取，將執行連接獲取再轉發的工作。 連接情況統計功能 能統計 流媒體服務器的進出碼流數，每個通道碼流轉發路數、客戶端的請求路數以及實時流丟包率和延時。 故障自調整功能 流媒體服務器出現程序崩潰、異常退出等情況時，將自動重啟以確保存儲服務正常工作。 異常信息主動上報 流媒體服務器可將自身遇見的實時流斷流等異常信息上報中心，提醒管理員檢查斷流原因。異常信息記錄在本地日志文件中。 4.4 電視墻服務模塊 電視墻服務模塊的軟件界面圖如下所示： 電視墻服務模塊擔當管理電視墻顯示的角色，將完成以下功能： 遠程修改顯示參數 客戶端