數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。由于視頻圖像的數(shù)字化，使系統(tǒng)可以充分利用計算機的快速處理能力，對其進行壓縮、分析、存儲和顯示。系統(tǒng)建立在結(jié)構(gòu)化綜合布線的基礎(chǔ)上，利用有線或無線網(wǎng)絡(luò)進行視頻傳輸，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。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，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)越來越多地得到成功的應(yīng)用。本文以一個大型綜合性醫(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)及實現(xiàn)方式，并對系統(tǒng)的主要特點進行了簡要介紹。

    系統(tǒng)需求

    項目總建筑面積13.1萬平方米，總高度75米，地上16層，地下3層。地下部分包括地下車庫、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。

    要求對建筑物主要出入口、電梯廳、電梯轎廂、設(shè)備機房、藥房、掛號收費處、地下車庫、等候大廳、走廊等部位進行全方位監(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)的模擬攝像機加視頻編碼器之外其余前端攝像機均采用720P數(shù)字高清攝像機。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，匯聚層至核心交換機之間使用雙鏈路冗余的萬兆光纖鏈路。

    系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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

    前端點位設(shè)計

    前端攝像部分以百萬像素(720P)高清晰度IP攝像機(槍式、球型、半球型、云臺)為主，同時在范圍較大的區(qū)域、人流密集的場所，配置高速球型一體化攝像機實施大范圍監(jiān)控，滿足監(jiān)控區(qū)域完全覆蓋。前端攝像機圖像信息以數(shù)字信號的方式通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸。攝像機能夠支持H.264/MJPEG等編碼格式，同時支持實時(25fps)雙碼流組合格式：H.264720p+H.264D1、H.264720p+H.264CIF、H.264720p+MJPEGD1等。通過對碼流大小的設(shè)置和調(diào)整適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬。共設(shè)置724臺攝像機，其中半球攝像機595臺、室內(nèi)快球46臺、室內(nèi)槍機43臺、電梯轎廂攝像機25臺(模擬轉(zhuǎn)數(shù)字)、室外快球5臺、室外槍機5臺(1080P)。

    傳輸部分

    視頻傳輸采用獨立的千兆主干網(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，由安裝于弱電間的交換機負責(zé)連接前端IP攝像機或編解碼器，實現(xiàn)視頻信號接入功能，系統(tǒng)共設(shè)置36臺24口千兆接入交換機;二層是匯聚層交換機，負責(zé)連接所有接入層交換機，在地下夾層弱電豎井設(shè)置3臺千兆網(wǎng)絡(luò)交換機，用于連接本豎井內(nèi)各樓層的接入交換機，接入層交換機通過2根6類非屏蔽雙絞線(雙線備份)上聯(lián)至匯聚交換機;第三層設(shè)置核心交換機1臺(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，每臺匯聚層交換機通過2根4芯萬兆多模光纖與核心交換機連接(雙鏈路冗余)。

    管理中心設(shè)計

    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、UPS電源等。

    1、電視墻

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

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

    2、控制與存儲

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

    視頻管理工作站通過一體化管理軟件實現(xiàn)系統(tǒng)的控制管理，通過與門禁、報警系統(tǒng)的通信實現(xiàn)安防系統(tǒng)的集成聯(lián)動控制功能。

    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100KVA三進三出的UPS主機，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)計算機設(shè)備提供不間斷電源。

    IP攝像機采用POE供電，視頻編碼器、快速球形攝像機及豎井內(nèi)的交換機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主機提供電源，UPS不間斷供電續(xù)航時間為30分鐘。

    系統(tǒng)功能特點

    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、操作簡便、可靠性高和易于擴展的特點，在系統(tǒng)安裝調(diào)試、運行管理、系統(tǒng)后期維護等方面都具有明顯的優(yōu)勢。

    技術(shù)先進

    構(gòu)建了專用的計算機網(wǎng)絡(luò)，前端攝像機采用POE供電，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、功能完善。采用開放式的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，標準的通信協(xié)議;采用符合國際標準和工業(yè)標準的設(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)管理員進行管理。系統(tǒng)的日常配置和操作通過工作站來完成，視頻存儲功能由網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機來完成。

    操作簡便

    系統(tǒng)管理平臺采用圖形操作界面，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)硬盤錄像機等，均可以結(jié)合權(quán)限管理進行遠程統(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，靈活的進行帶寬管理。支持控制鍵盤操作和計算機界面操作，通過鍵盤可方便進行攝像機切換/控制，錄像回放/查詢等功能;系統(tǒng)能對所有攝像機的圖像進行存儲和顯示時進行字符疊加(年、月、日、小時、分、秒、攝像機編號、其它如位置信息等)，便于將來的查詢和數(shù)據(jù)管理。

    可靠性高

    產(chǎn)品選型采用目前市場上的高端主流產(chǎn)品，數(shù)字式攝像機具有雙碼流輸出、工業(yè)級的平臺，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制，根據(jù)所投產(chǎn)品的情況，通過密鑰、密碼等方式，進行操作權(quán)限(前端優(yōu)先、用戶優(yōu)先等)、優(yōu)先級等權(quán)限認證和管理，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，自竣工以來整體運行良好、穩(wěn)定可靠。

    擴展性強

    擴展性強是數(shù)字系統(tǒng)的固有特性，系統(tǒng)設(shè)計在接入層交換機預(yù)留了網(wǎng)絡(luò)接口信息點位、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)的擴展接口，便于系統(tǒng)的擴展和二次開發(fā)。如與已有系統(tǒng)改造的系統(tǒng)融合、增加攝像機點位、存儲容量擴展等，在增加過程中，不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的運行。主要設(shè)備在后期使用中升級過程中，具有良好的向下兼容性，與其他符合國際標準的設(shè)備之間具備良好的兼容性，如控制軟件與PTZ攝像機的PTZ協(xié)議兼容等。

    結(jié)語

    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)平臺為系統(tǒng)的標準化、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。采用標準通信協(xié)議的產(chǎn)品使用戶的運行維護可以基本實現(xiàn)即插即用，有效地提高了系統(tǒng)的可靠性和可維護性。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、傳輸、圖像分析更加高效。以建筑物為單位的信息搜集、存儲單元為視頻監(jiān)控系統(tǒng)更大范圍的應(yīng)用管理提供了有效的手段。