高清监控模板方案(IPC+NVR+综合平台+拼接屏)

高清视频监控系统

设计方案

目录

第1章项目概述 (1)

1.1 设计依据 (1)

1.2 设计原则 (1)

第2章总体设计 (3)

2.1 设计思路 (3)

2.2 系统架构 (6)

2.3 功能设计 (6)

第3章前端子系统设计 (9)

3.1 摄像机选型 (9)

3.2 摄像机特色 (10)

3.3 点位部署（根据项目实际情况修改） (12)

3.4 前端配套设计 (12)

3.4.1 前端周边设备 (12)

3.4.2 防雷及接地 (12)

3.4.3 系统供电 (13)

第4章网络子系统设计 (14)

4.1 网络架构设计 (14)

4.2 网络设备选型 (14)

4.3 网络带宽需求 (15)

第5章存储子系统设计 (16)

5.1 存储要求 (16)

5.2 存储模式选择 (16)

5.3 设备选型 (17)

5.4 存储容量计算 (18)

5.5 存储设备配置计算 (18)

第6章显示子系统设计 (20)

6.1 系统概述 (20)

6.2 建设模式选择 (20)

6.3 设备选型 (20)

6.3.1 视频综合平台 (21)

6.3.2 液晶拼接屏 (22)

6.4 系统功能 (24)

第7章管理子系统设计 (28)

7.1 系统概述 (28)

7.2 软件功能 (28)

7.2.1 实时预览 (28)

7.2.2 录像回放 (28)

7.2.3 解码上墙 (29)

7.2.4 报警管理 (29)

7.2.5 日志管理 (29)

7.2.6 电子地图 (29)

7.3 软件特点 (29)

第1章项目概述

1.1 设计依据

本系统所涉及的设计标准、规范，产品标准、规范工程标准、规范包括： 《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T 16-2008

《智能建筑工程质量验收规范》GB50339-2003

《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T 50311-2007

《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

《视频安防监控系统技术要求》GA/T 367-2001

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-2011

《安全技术防范报警设备安全性要求和实验方法》GB16796-97

《防盗报警控制器通用技术条件》GB 12663-2001

《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303-2002

《建筑物防雷设计规范》(2000年版) GB 50057-94

1.2 设计原则

本方案设计遵从以下几个原则：

系统可靠性

系统的可靠性在安防系统部署时应放第一位，在系统设计、设备生产、调试等环节都严格执行国家、行业的有关标准和公安部门有关安全技术防范要求，贯彻执行海康威视质量管理体系，保证系统的可靠性。

系统稳定性

所有产品均为成熟稳定的产品，在配置成功的情况下能够实现无人值守，系统能够长时间稳定可靠工作。

系统开放性

系统支持各子系统互联机制，系统可提供二次开发接口，与其它系统、产

品进行集成。

系统先进性

系统设计采用模块式结构。将最先进的硬件产品和具有强大服务功能的系统软件结合。系统能够实现全面网络化管理，系统管理员和授权的用户可以在任一个客户端上获得相应的管理、控制、监视和检索回放功能。

系统安全性

系统的程序或文件有能力阻止未授权的使用、访问、篡改，或者毁坏。

系统扩充性

安防系统是一个相对开放的系统，系统有较大的扩充余地。

1）开放的硬件平台，具有多种通讯方式，为实现各种设备之间的互联、集成奠定良好的基础。

2）标准化和模块化的部件，具有很大的灵活性和容量扩展性。

3）遵守国家、地方标准和规范进行设计，为系统的扩展提供一个良好的环境。产品设计采用支持并符合国际标准、国家标准、工业标准及行业标准，使系统具有良好的兼容性，以利于现在和将来的联网集成，保证各供应商产品的协同运行，便于施工、维护和降低成本。

系统易操作性及实用性

1）采用全中文友好界面，方便准确地提供丰富的信息，帮助和提示操作人员进行操作，易学易用。

2）系统的操作简单、快捷以保证不同文化层次的操作者及有关领导熟练操作。

3）系统有非常强的容错操作能力，使得在各种可能发生的误操作下，不引起系统的混乱。

第2章总体设计

2.1 设计思路

由于受到成本的限制，高清在视频监控行业一直未得到有效地应用。而现在芯片技术及压缩算法的发展，高清的视频监控产品逐渐兴起。高清摄像机和高清视频编解码器也逐步得到应用和推广，高清视频监控系统提供的高质量视频图像，将为视频监控效果带来显著的提升。

（1）图像清晰度更高、细节更加清楚

传统的标清分辨率的图像对于多数的监控场景，基本上无法对细节进行分辨。而当发生案件时，从录像资料中很难对监控现场涉案的人员、物品准确认定，不具备很好的对侦破工作的指导性和法律质证能力。在一些重要的监控场所，应采用高清摄像机获取高清晰度的监控画面，更能清楚地呈现监控原貌。高清视频监控图像与标清视频图像清晰度的直观比较如下图所示：

高清和标清图像效果比对

1KM远距离高清图像细节呈现

（2）监控目标覆盖范围更广、提高监控效能

在传统的标清监控技术构架下，为了保证监控的覆盖率，尽可能的减少监控死角，需要安装部署相当规模数量的监控摄像机，监控系统规模不断扩大。但是规模庞大的监控资源，在同一时间里却只有极少部分能够得到实时的监控，而绝大多数监控图像被无差别的记录保存下来，从而形成了海量级的视频录像数据资料。而这些规模庞大的录像资料中也仅有极少部分因可能与某些已知的事件相关联而被备份以外，其他的录像信息则不断的被新的录像数据所覆盖。这就是典型的传统监控系统大规模、高成本、低效率的建设应用现状。

在高清监控技术构架下，单台高清摄像机能够相当于几台普通摄像机的监控覆盖面，且图像分辨率更高、信息量更丰富，因此采用高清监控可以非常有效的缩减系统规模，节省传输链路和设备，从而减少总体建设成本，高清监控技术将推动视频监控系统建设应用向着集约化、效能化转变。如图下图所示：一台高清摄像机即可覆盖整个十字路口，实现原先需要多个摄像机才能达到的功能。

高清视频监控的大范围覆盖效果图示

（3）高清摄像机能实现数字PTZ功能

高清摄像机不仅提升了图像清晰度，使得数字PTZ功能得以体现，也就是在整幅大图像中对某个局部细节进行放大或移动。而且这种大范围整幅图像监控拍摄，不会错过监控范围内的任何情况，给日后的调阅查证提供了有效手段。同时由于数字PTZ方式没有机械移动部件，设备也更经久耐用。

（4）有利于图像识别和智能视频分析的应用

图像识别和智能分析技术一直未能得到业界普遍期待的大规模应用，主要原因是识别的精确度离用户的期待还有不小的差距，而图像的分辨率则是影响识别精确度的主要因素。

高清摄像机图像信息高清摄像机采用先进的感光器使图像细节更加清晰、更加细腻，逐行扫描方式可以给我们提供更好的图像质量，有效解决了隔行扫描带来的梳状模糊现象，给智能分析等应用提供了有利的前提条件。

鉴于以上分析，本项目将采用高清视频监控解决方案进行设计。

2.2 系统架构

任何规模、任何形态、任何阶段的视频监控系统都可归纳为：由前端子系

统、传输子系统、存储子系统、显示子系统和管理子系统组成。

本次视频监控系统采用纯网络模式，前端全部采用网络摄像机，视频信号

通过接入交换机接入局域网传输。中心机房内部包含了存储子系统、显控子系统和管理子系统，是整个监控系统的核心。

系统结构图如下：

网络高清摄像机网络高清摄像机

NVR 视频综合平台

接入交换机接入交换机

核心交换机

网络高清摄像机接入交换机管理服务器管理客户端显示屏

Si

NVR

2.3 功能设计

分级管理功能

在安防控制中心建设管理平台，对于远程访问和控制的人员，可以通过授

权登录WEB 客户端，实现对摄像机云台、镜头的控制和预览实时图像、查看录像资料等功能。

全天候监控功能

通过安装的全天候监控设备，全天候24小时成像，实时监控安全状况；

昼夜成像功能

采用红外模式摄像，可见光成像系统的彩色模式非常适合天气晴朗、能见度良好的状况下对监视范围内的观察监视识别；红外模式则具有优良的夜视性能和较高的视频分辨率，对于照度很低甚至0LUX照度的情况下具有良好的成像性能；

高清晰度成像

部署高清晰度摄像机，采用高清晰度成像技术对区域内实施监控，有利于记录车辆、人员面部等细部特征。

前端设备控制功能

可手动控制镜头的变倍、聚焦等操作，实现对目标细致观察和抓拍的需要；对于室外前端设备，还可远程启动雨刷、灯光等辅助功能。

报警功能

系统对各监控点进行有效布防，避免人为破坏；当发生断电、视频遮挡、视频丢失等情况时，现场发出告警信号，同时将报警信息传输到监控中心，使管理人员第一时间了解现场情况。

集中管理功能

在监控中心可实现对各监控点多画面实时监控、录像、控制、报警处理和权限分配。

回放查询功能

有突发事件可以及时调看现场画面并进行实时录像，记录事件发生时间、地点、及时报警联动相关部门和人员进行处理，事后可对事件发生视频资料进行查询分析。

电子地图功能

系统软件多级电子地图，可以将区域的平面电子地图以可视化方式呈现每一个监控点的安装位置、报警点位置、设备状态等，有利于操作员方便快捷地调用视频图像。

设备状态监测功能

对于系统前端节点为网络摄像机，软件平台能实时监测它们的运行状态，

对工作异常的设备可发出报警信号。

第3章前端子系统设计

3.1 摄像机选型

根据国家、行业及各地方标准（如《智能建筑设计标准》、浙江省《安全技术防范系统建设技术规范》等）对前端摄像机设置的描述，为满足项目中不同环境的使用需求，获取更优质的监控画面，海康威视研发团队根据摄像机的使用环境将多种图像处理技术嵌入到摄像机中，分别为：红外技术、低照度技术、宽动态技术及强光抑制技术，并已将其应用在特定的产品当中。项目实施过程中，我们可以结合实际的应用场景选用相应技术的摄像机：

在夜晚或较封闭的场所，由于光线几乎为零，如夜晚的星空环境，建议采用红外摄像机，通过摄像机本身发射的红外光进行补光，达到监控的目的；在光线较为微弱，还有一丝光线，如地下车库，一般采用低照度摄像机，利用它的高度感光特性，捕捉低照度环境的图像；在明暗反差较大的环境，为了避免摄像机图像出现过曝或过暗的情况，通常采用宽动态摄像机，减少环境光对监控图像效果的影响；在机动车的出入口、通道，为看清出入车辆的车牌，可采用强光抑制摄像机以避免车灯的眩光，可将车灯对摄像机的影响降到最低。

为详细记录监控区域的实时图像，在本方案中设计采用全高清网络摄像机进行监控，主要从技术成熟度进行考虑：现阶段网络化的技术发展已足够支撑大数据量的传输，并且网络的数据传输效率在飞速向前发展，网络的带宽已不再是海量数据传输的瓶颈；同时，海量存储技术已走向成熟，海康威视存储系统已完全能轻松完成海量存储的艰巨任务，让数据存储更高效、更安全。因此，如今的配套技术已经完全能够支撑全高清视频监控方案。

从市场的客观需求考虑，高清化的需求在如今越来越迫切。根据我司对以往案发事件的调查，许多案件在侦破过程中，调取案发录像时出现了无法清晰识别当事人的尴尬局面，只是客观的将事件经过记录下来，无法通过案发录像提供当事人信息，给案件的侦破工作加大了难度。高清视频监控技术可以从根本上解决这一问题，下图是在高清网络摄像机的帮助下截取的视频单帧图像，

在高分辨率的图像中，我们可以轻松看清目标物在距摄像机较远位置的图像细节。

综合上述的技术成熟度及现今的业务发展需求，采用全高清网络摄像机监控方案是未来视频监控行业的必然趋势。本方案也正是迎合现今的实际需求，在上述背景下提出，同时海康威视也是想通过公司的研发成果，将视频监控技术带向新高度。

3.2 摄像机特色

海康威视网络摄像机产品形态各不相同，每种产品形态采用科学、合理的结构进行设计，从结构上保证产品质量和监控图像质量。在以往结构设计的基础上，IPC还有以下几点突出的设计：

散热设计

据统计，电子设备的失效率有55％是温度值引起的。如果摄像机温度低10度的话，产品的使用寿命可以提高一倍。海康威视进行精密的散热设计，选用

高效的散热材料，使摄像机的温升控制在较低的水平，工作温升比华南厂家低10度左右。

防水设计

海康威视拥有多项专利防水设计，防水性能优越；采用先进高效防水检测工艺，全系列室外摄像机产品出厂100%检测防水性能。

除雾设计

需要打开外罩调节镜头的防水型摄像机在湿度高且温差大的环境下，内部可能会起雾凝结；为解决起雾问题，海康威视在摄像机内部装有防水透气膜和干燥剂，能快速有效散走雾气。

防虚焦设计

海康威视所有定焦摄像机均采用高效胶质材料点胶锁死，所有变焦摄像机均采用专业校准技术矫正，有效防止镜头虚焦现象出现。

防刮擦设计

半球罩刮花后，红外光照射到刮痕处会出现漫反射，造成红外反光。海康威视全系列红外半球采用PC加硬半球罩，具备防刮花功能，有效防止红外半球反光现象。

3.3 点位部署（根据项目实际情况修改）

****************

3.4 前端配套设计

3.4.1 前端周边设备

1.安装支架

室内摄像机的安装固定，根据摄像机型号和现场情况可采用壁装、吊装及角装等多种形式的安装支架，安装高度应不低于2.5m。

安装在室外的摄像机，当可借助建筑物附着安装时，选用相应的安装支架安装；若无合适的建筑物供附着安装，则需要选用视频监控专用立杆，安装高度应不低于3.5m。

2.室外端接箱

室外摄像机的供电、信号等需要在室外进行汇集，需用专用的防水箱进行端接。端接箱内部安装架的设计充分考虑设备的安装位置，同时具有防雨、防尘、防高温、防盗等功能。不便于在立杆上部安装设备箱的，在地面设置设备机柜，其设计按照相关的规范标准执行，同时应具有防尘、防雨、防破坏等功能。

3.4.2 防雷及接地

对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。

前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：

1、直击雷防护

在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。

2、供电设施的雷击电磁脉冲防护

电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220V电源进线以及室外防水箱到摄像机的低压电源线路进行避雷接地。220V电源进线避雷标称放电电流不小于10KV，接地线缆建议不小于6mm2。

3、均压等电位连接技术

等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10?。

3.4.3 系统供电

系统设备建议采用UPS供电，电源质量建议满足下列要求：

1)稳态电压偏移不大于±2%；

2)稳态频率偏移不大于±0.2Hz；

3)电压波形畸变率不大于5%。

第4章网络子系统设计

4.1 网络架构设计

该部分是视频监控子系统的重要组成部分，也是保障前端网络摄像机图像本案中采用树型网络架构，可视工程

的规模大小构建二层网络架构或三层

网络架构。

建议在非超大规模的视频监控系

统建设中，优先采用二层网络架构，

以减小数据的转发、中继环节，优化

网络，使数据传输更安全、高效。

视频监控系统95%以上的数据流

是单向传输，方便数据的汇聚收集和管理；其次，该网络架构更有助于将故障点影响最小化，在系统故障排查、检修时不会波及其它区域监控设备上传输，可将系统检修模块化、区块化；另外，在施工及系统扩充时也会给项目带来极大好处，即该架构有较好的扩展性，可将就近的网络摄像机通过同一网络设备间内接入系统，安装调试的工作量大大降低，也为工程建设节省了大量的管线成本。

4.2 网络设备选型

网络中链路带宽利用率最高约80%，其中20%作为包头数据的开销。如：100M 端口作为视频（数据）传输最大速率为80Mbps，且网络端口带宽使用率一般在60-70%左右。

为使数据传输安全、高效，接入层设备需求百兆带宽，上联带宽不低于千兆带宽；

核心交换机交换容量建议大于等于所有数据流量总和的4倍，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。

为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用工业级网络产品。

4.3 网络带宽需求

网络带宽主要考虑前端接入交换机带宽和中心整体网络传输带宽，前端高清摄像机接入带宽需求如下：

中心整体网络带宽根据实际接入高清摄像机数量具体计算。

第5章 存储子系统设计

5.1 存储要求

存储的图像数据采用全高清模式，录像数据保存30天。实际系统建设可按照不同区域的要求设定储格式和存储时间，但需考虑后期系统扩容或升级的预留空间。

存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索，允许多用户同时检索、调用录像。

5.2 存储模式选择

存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务，本方案采用嵌入式NVR 存储的存储架构，为用户提供录像检索与点播。

嵌入式NVR 可部署在监控中心，也可部署在前端汇聚点。嵌入式NVR 直接从前端设备或者通过流媒体服务器取流进行存储，存储架构及数据流通方式如下：

网络高清摄像机网络高清摄像机NVR 视频综合平台

接入交换机接入交换机

核心交换机

网络高清摄像机接入交换机管理服务器管理客户端显示屏

Si

NVR 实时流

回放流图例：

嵌入式NVR存储具备如下特点：

建造成本低

采用嵌入式NVR存储，具有多写少读的特性，使用监控硬盘就已经可以满足需求；嵌入式NVR采用专用的软硬件系统，根据监控应用“量身订做”，降低了功耗，提高了运行寿命和稳定性；嵌入式NVR对运维人员的技术要求相对不高，大大降低了后期运维成本。

存储可靠性高

采用嵌入式操作系统，不会因病毒等原因导致无法使用或者异常关机重启，确保系统高可靠性；采用就近存储、快速存储、分散存储的策略，保证数据尽可能早的存储，有效规避网络异常等问题，把单点故障的风险降到最低。

数据安全性高

采用磁盘预分配技术，保证在硬盘循环记录过程中，杜绝文件碎片的产生；采用独有的文件保护技术，支持目录区冻结保护，可彻底解决由于断电断网引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题；基于特有的文件系统，将多路并发随机访问变为顺序访问，优化写策略，同时减少由硬盘磁头工作时频繁长距离寻道带来的性能下降和寿命下降的问题；支持非工作硬盘休眠技术，一方面延长硬盘寿命，另一方面也可降低整机功耗；支持硬盘smart预警技术，在硬盘彻底损坏之前提前预警，同时录像切换到下一块硬盘录像；支持硬盘分组管理、通道配额设置，冗余录像、重要录像文件保护等机制，在提高数据安全性的同时，可针对实际应用提供更加灵活的配置和管理机制。

5.3 设备选型

数字硬盘录像机（NVR）是目前应用最为广泛、技术成熟的网络摄像机接入和存储设备，海康威视针对NVR录像存储做了很多创新和努力，旨在提高录像数据的安全性、可靠性，延长磁盘使用寿命。

1、磁盘预分配技术

在传统的磁盘读写操作中，创建/删除文件不仅需要修改分区表，还会产生磁盘碎片。海康威视独特的磁盘预分配技术在写录像时采用索引进行文件管理，