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4.2每个支行投资造价19
第一章需求分析
一、前言
经济水平和科学技术的飞快发展带来了整个社会生活水平的提高,与此相伴的是各种危害到社会安定的手段的进步,安全犯罪也已经不再局限在原来的模式里,可谓无孔不入,其手段和方法的先进性在某些方面来说动摇了现有的安全防范机制的地位,并且引导了安全防范手段的进步。
安全工作越来越显得重要。
为了对付各种各样的经济刑事犯罪,保护国家和人民群众的生命财产的安全,保障在新技术形势下的国防建设需求,保证各行各业和国家重点部门的正常运转,采用高科技手段预防、制止犯罪和国防现代化建设已成为安防领域里的共识。
八十年代末到九十年代中,随着国外各种新型安保观念的引入,各行各业及居民小区纷纷建立起了各自独立的闭路电视监控系统或报警联网系统,特别是在监狱、银行、通讯、电力、国防等国家重点部门,联网报警网络已基本形成,对预防和制止犯罪,维护社会稳定起到了巨大作用。
然而,传统的模拟视频监控及报警联网系统受到当时技术发展水平的局限,电视监控系统大多只能在现场进行监视,联网报警网络虽然能进行较远距离的报警信息传输,但存在的传输的报警信息简单,不能传输视频图像,无法及时准确的了解事发现场的状况,报警事件确认困难,系统效率较低,无形中增大了安保人员的工作负担。
而像银行、电力、军队、矿业等分布式管理的行业,远距离监控是行业管理的必要手段。
传统的远距离监控,图像传输一般采用专门光缆或微波进行传递,容易受到地形和线路的限制,且造价极高,一般用户难以接受,因此,不易推广应用。
那么如何将远程图像监控和报警联网系统以及宽带多媒体视频服务体系有机的结合起来,做到既可进行远距离的监控、图像传输、联网报警,又具备智能调控、方便的历史资料查询及大数据量保存的功能,且造价合理,能够更加有效的预防、打击犯罪,将安全防范技术提高到一个新的水平,已成为当前技防工作发展的一个方向。
随着计算机的普及、应用,网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展,采用最新的计算机、通讯、图像、编码、解码、存贮处理技术,通过网络线路传输数码图像,可为实现联网报警及远程图像监控提供高效可行且价格低廉的解决方案。
二、煤矿安全生产
三、用户需求
广西省有14个市县,60多个煤矿企业,200多个矿井,矿井从坑口到龙口的距离有2-5公里,需要在龙口安装一台摄像机和烟雾、瓦斯探测器。
在坑口安装视频编码采集设备能够通过无线网络将视频信号传送到煤矿企业。
煤矿企业必须能够将视频信号通过电信网络传送给市县安监局以及省安监局。
第二章解决方案
2.1系统结构
针对用户需求,建议用户采用以下解决方案:
如上图的拓扑结构,在矿井的龙口安装一台摄像机和烟雾、瓦斯探测器,通过光纤传输设备将一路视频信号和一路485控制信号传送到坑口;
由于矿井内一般比较昏暗,建议采用黑白摄像机,并且由于矿井内潮湿,需要高性能室外防护罩。
烟雾和瓦斯探测器连接到一个报警解码器,报警解码器通过485接口连接到光纤收发器。
坑口安装一台单路视频编码器,接收从矿井传上来的视频和报警信号,采用XtreamProducer系列监控工作站XF6001A,由于该系统强大的数据处理和系统集成能力,可以实现在一个嵌入式平台上完成数字图像视频采集、实时压缩、网络传输、防盗报警、远程控制等功能,由一个简单的设备来完成以往需要由PC主机加视频压缩卡组成的系统才能完成的功能,从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并降低了使用难度。
XF6001A可以接入4路视频信号,采用切换式对一路信号进行数字化采集、MPEG4压缩,通过以太网口将压缩后的视音频数据输出。
同时XF6001A还可以接收来之网络的控制命令实现对前端云台和镜头的控制。
建议在坑口安装一台带云台的摄像头,它和矿井内的摄像头的视频信号一起接入XF6001A,可采用切换方式来实时监看。
在坑口和煤矿企业之间采用2.4Ghz的WLAN无线网桥作为传输手段,点对点方式的无线网桥设备最高速率可达11Mbps,传输距离可达30公里,在传输距离小于20公里的情况下可以保证2Mbps的带宽。
由于系统采用MPEG4算法,对于一般的图像需求,512K带宽即可达到监控需求,对于需要高清晰度质量的视频,1.5M带宽可以达到接近DVD的效果。
所以采用2.4Ghz的WLAN无线网桥可以满足应用需求。
在每个煤矿企业内配置一台二级监控服务器,它可以实时接收矿井的视频编码器发送过来的视频流,并向企业网内的用户、市县安监局用户和省安监局的一级服务器转发数据流,同时它也可以根据需要将视频流存储在服务器上并供用户对历史资料的查询。
企业的管理者可以在企业局域网内通过自己的桌面PC对下属矿井进行实时监控。
当矿井有报警发生时,服务器会立刻接收到告警信息,并通知相关用户。
二级服务器可采用XtreamServer系列的XFServer-30。
企业通过2M或10M的宽带接入电信的IP网络(具体带宽根据企业下属矿井的数量而定,下面有详细的参数计算),市县安监局通过ADSL接入电信宽带网络,用户可以直接从企业的二级监控服务器接收视频流进行实时监控。
在省安监局设置一级服务器,一级服务器向省一级用户提供服务,它管理下属所有市县二级服务器,从各个服务器接收下属所有矿区的视频流和报警信息。
同时为了防止企业擅自更改历史数据,可以在一级服务器做集中存储。
一级服务器采用XtreamServer系列的XFServer-200,如果系统规模进一步扩展,在中心可采用服务器集群的方式。
2.2参数计算
2.2.1矿井到企业带宽需求
系统采用的视音频压缩技术为当前业界最先进的MPEG4技术,这是网络视频领域最先进的压缩编码方式,同时是事实上的互联网视频应用最新标准。
通过这一技术,可以在很小的带宽内实现高清晰度的视频传输,并且支持可变码流压缩,视频帧可调,分辨率可调,灵活地应用在不同场所。
本方案中采用的视频分辨率为国家公安部规定的视频监控标准分辨率,即352×
288,视频帧为25帧,实现完全实时监控。
在这个标准下的单路视音频码流为512K左右。
在一些特殊环境可考虑使用720×
576,1.5M带宽码流。
由于矿井到企业间比较适合使用无线传输方式,所以采用2.4G的WLAN无线网桥传输,它可以提供2M~11M带宽。
如果采用512K码流,则每个矿井可以提供4路视频信号的扩展空间。
2.2.2企业到电信
不同企业下属的矿井数量不同,一期我们考虑每个矿井有一路并发视频流,则如果企业所有矿井的视频流都需要上传的话,则企业到电信的带宽需要
512K×
N×
M(N为企业下属矿井的数量,M=1为每个矿井并发视频流)
考虑到实际使用需求,一般上级对一个企业的并发视频流不会超过4个,所以企业到电信可采用2M专线。
企业二级服务器做集中存储,需要每天24小时存储7天,每小时存储容量为230M(512Kbps×
3600/8),则系统所需存储容量为:
230M×
24×
7×
M(N、M定义同上)=38G×
M
2.2.3市县安监局
市县安监局采用ADSL连接到电信宽带网,由于他们使用ADSL连接到二级服务器接收视频流,使用的是ADSL的下行带宽,可以达到1~2M,足够使用。
2.2.4省安监局
整个广西有近60个煤矿企业,按每个企业2M上行带宽,则如果省安监局要实时监控监控所以企业,则所需带宽为60×
2M=120M,但考虑到实际使用中不会实时监控所有企业的4路视频流,所以从省安监局到电信采用100M带宽已经足够使用。
第三章系统设备介绍
3.1系统功能
此网络监控系统由北京讯飞信息技术有限公司完全自主开发并于2000年4月正式推出的代表目前国内最高水平的多级远程监控系统,国内首家通过公安部MPEG4网络多媒体监控系统认定产品,也是整合图像监控、安防监控、环境监控、设备监控等集成监控系统平台。
该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求最高的军队、银行、水利、公安、钢铁等部门领域有大量的应用。
下面我们简单介绍讯飞网络监控系统的组成及其功能:
3.1.1系统特点
∙先进的网络通讯、数字视频处理和传输技术
∙基于MPEG-4/H.264算法的业内顶尖压缩技术
∙组播技术、支持异构网络、自适应速率控制
∙多级分层次控制,集中管理,集中和分布数据存储
∙安全可靠,具有合理的授权机制
∙具有良好的可扩展性,系统可以平滑扩展
∙友好使用的操作界面,可以通过IE浏览监控;
维护管理简单、质量稳定可靠
3.1.2嵌入式监控工作站XF6001A
中央处理单元:
TIDSPTMS320C6211×
2,4Mbyteflash,64MbyteSDRAM(48Mbuffer)操作系统:
实时操作系统(RTOS)
视频端口:
1-4路PAL(或NTSC)复合视频输入,1.0Vp-p75?
,BNC接口
音频端口:
1路麦克风信号输入,1路扬声器信号输出
音频压缩:
G.729/G.723
图像压缩:
MPEG4、24位彩色
图像分辨率:
352×
288象素
图像调整:
色调、对比度、饱和度和亮度独立调整
图像帧率:
1-25帧/秒(PAL)或1-30帧/秒(NTSC)
网络连接:
10BaseT/100BaseTX以太网接口,RJ-45连接器
网络协议:
TCP/IP,UDP,HTTP,TFTP,BOOTP,RTP
传输带宽:
9.6k-2Mbps
报警输入:
指定区域内运动物体检测
外接传感器:
报警输出、并行口电平输出、TCP/IP数据包
安全机制:
管理员和用户凭密码访问
时钟:
年、月、日、时、分、秒实时时钟
并行口:
四位并行输入,连接外部传感器,TTL电平或指定电平,高电平有效;
四位并行输出,高电平有效(5V)
串行口:
一个RS-485口,对云台、变焦镜头等进行控制,可接收RS-485接口设备的数据
保存参数:
系统的缺省设置参数可修改并保存
软件升级:
通过网络升级,通电时按下选择开关升级键进入系统升级模式
工作环境:
温度:
0oC-50oC(40-125oF),湿度:
20-80%RHG。
保存环境:
-20oC-60oC(40-125oF),湿度:
20-95%RHG。
电源:
DC12V/3A外接电源
看门狗:
监视DSP、视频通道、网络控制器及电源的状态,异常时自动使系统复位
平均无故障工作时间:
10,000小时
电磁兼容性(EMC):
GB9254、FCCClassA、CEEN55022/1987,EN50082-1/1992
安全性:
EN60950,UL,CSA
3.1.3总控工作站XtreamController
实时监控:
同时接收网络中任何16个监控点的音视频数据并解码显示,可实现1、4、9、16画面分割多画面监看;
可以对监控点编组自动轮巡查看;
监控工作站和总控工作站可以是一对一、一对多、多对一、多对多;
远程控制:
经过权限认证能控制任何一个被授权的监控点的云台及镜头。
支持异构网络:
支持能够承载IP数据的各种网络(电信网、互联网、数据专线、卫星、无线),支持跨路由器的远程实时监看、远程检索查看历史资料、远程控制;
支持组播功能。
多种显示模式:
1、4、9、16画面分割多画面监看,可以所有路或单路全屏显示,可以接大屏幕投影或背投。
树状设备管理:
采用树形结构组织各监控点,操作方便;
具有良好的可扩放性,不受监控点数目的限制。
集中报警处理:
下属的监控工作站报警信息自动接收,并以声光和手机短信方式提示管理员。
远程配置:
对下属的监控工作站进行远程参数配置、系统重启动等维护操作。
状态监测:
能够实时检测下属监控工作站的在线情况,动态检测连接通道的网络带宽。
手动存储:
对于实时监控的任意多路音视频数据可以手动存储在服务器。
3.1.4监控服务器XtreamServer
用户管理:
服务器提供了用户帐号的开户、修改、删除、密码修改等维护操作;
对于每个用户可以指定他有权进行操作(包括浏览/控制/管理)的监控点集合。
对于用户,他只需要登陆服务器即可以对给予他授权的所有设备进行操作。
设备管理:
提供了对监控工作站及其下属通道监控点的添加、删除、修改等维护操作;
对于大规模应用,为了便于对监控工作站按区域进行层次化树状管理,添加了“汇聚点”的概念,汇聚点与监控点的关系就像文件夹和文件的关系,将处于相对集中的监控点(和低层次汇聚点)包含再高层次汇聚点下。
当监控工作站启动和服务器连接成功后,服务器将自动获取监控工作站及其下属通道的连接信息,存储在动态数据库中,用户登陆后可以浏览到被授权的在线监控点。
权限控制:
传统监控系统采用的是单一化权限控制。
比如将用户按权限的高低分为10级,则某用户对所有的设备具有通用的权限。
这显然是不符合实际应用的,比如:
某集团下属三个厂,张三是一厂的保卫科长,他的权限是3级(可以浏览和控制),则他可以浏览控制三个厂的所有监控点,而实际他只对一厂的监控点可以浏览控制,对二厂三厂的监控点他只允许浏览,对某些涉密监控点他甚至连浏览的权限都没有。
本系统在采纳了大量用户的需求下,采用了更符合大规模应用,多级交叉的权限控制机制。
系统具备8级权限:
管理权,控制权1,。
。
,控制权6,浏览权,系统已经做到每个用户对于每个监控工作站具备的权限可以独立设置。
同一用户在系统中不是具备唯一的权限,而是对不同监控工作站具备不同权限。
如李四对监控工作站A具备控制权1,对监控工作站B具备浏览权,对监控工作站不具备任何权限。
系统采用了更合理权限冲突检测机制:
高优先权用户夺取低优先权用户的控制权;
同一优先权用户控制权冲突时,保持一定的锁定时间后大家再次竞争控制权;
如果较高级优先权用户设定锁定后,低优先权用户无法控制。
用户登陆服务器后,他所可以查看的监控点信息是他必须至少具备浏览权的监控点集合,无法访问未授权的监控点。
同样的,在查询历史资料时,用户只可以对授权的监控点的历史资料进行查询。
根据用户在多级监控体系结构中所处的物理位置的不同,可以采用以下多种模式,而在大部分应用中,由于系统中存在各种用户,通常是多种模式的结合使用。
a)服务器单播转发模式
在这种模式下,用户(包括总控中心)若想监看某个监控点时,并不是直接连接到监控工作站接收数据,除了局域网环境,一般情况下监控工作站的出口带宽很宝贵,如果N个人同时连到监控工作站监看,则会占用N份出口带宽;
而在本模式下,监控工作站的数据是直接发送到服务器的,且每个监控点只会发出一份数据,用户登陆服务器,从服务器接收服务器转发的单播数据,这样不管有多少人实时监看,每个监控点只会占用一份出口带宽;
并且在服务器和监控工作站之间提供了控制机制,对于某个监控点,如果没有用户在监看,监控工作站会停止输出到服务器的数据,最大成都节省带宽。
根据多级监控的实际情况,大部分用户是和服务器是在同一层次,甚至在更高层次,对于和服务器之间不支持多播的用户可以采用本模式,对于和服务器之间支持多播的用户可以采用“服务器多播转发模式”,对于和监控点在同一层次的用户可以采用“本地模式”。
b)服务器多播转发模式
本模式和a)基本类似,差别在于对于a)而言,对每个监控点,服务器需要实现1-N的数据转发(N表示同时在线观看此监控点的用户数),而对于本模式,服务器实现1-1的单播转多播数据转发,对于和服务器在同一个局域网的用户,可以直接接收多播数据。
c)本地模式
对于某个监控点,如果只有和监控点在同一层次(同一局域网内)的用户在监看,如果还采用a)或b)模式,则反而多占用了出口带宽,这个时候用户可以直接连接到监控工作站接收单播/多播数据,服务器提供权限控制和监控点信息发布。
集中存储:
基于硬盘录像机应用的监控系统,历史资料分散的存储在各个硬盘录像机本地硬盘,对于大规模的监控应用,这种方式存在比较多的弊端:
查询不方便:
当用户想查看某个监控的历史资料时,它必须知道是在哪台硬盘录像机上,而这些信息一般只有管理员清楚,对于使用用户根本不关心这些信息;
对于有些需要进行关联查询的情况,如果关联的监控点不在同一台硬盘录像机,则查询起来非常麻烦;
备份工作量巨大:
由于前端硬盘容量的限制,存储时间有限,
数据安全性差:
由于前端硬盘录像机存放环境及包含措施远不如监控中心,数据文件被环境或人为破坏的概率大大增加;
同时由于硬盘录像机一般采用普通硬盘,而集中存储服务器采用专业化海量存储设备,设备的使用寿命和可靠性也不可同日而语。
基于网络摄像机或嵌入式前端设备的,由于这些设备一般不提供本地存储设备,所以一般只能作为实时浏览或客户端在浏览时手动存储在客户端机器。
显然无法满足用户的需求。
而采用集中存储方式克服了以上的弊端,而根据用户实际的网络环境不同,我们提供了多种集中存储模式,这些模式可以单独或混合使用。
网络同步集中存储
同步存储方式是指服务器实时接收监控点的数据,并存储在服务器上,这种方式适用于网络带宽足够需要存储的监控点的数据流量总和,像局域网或宽带网。
比如假设每个监控点输出带宽384K,则存储50路需要18M的总带宽;
如果每个监控点输出带宽512K,则存储50路需要25M的总带宽。
一般情况下不是所有的监控点都需要同步集中存储,用户可以根据监控工作站和监控服务器之间的带宽分配情况有选择的对重要部位进行同步集中存储。
服务器的存储模块可以看出一个特殊的用户,所以对于某个监控点,当服务器在进行同步集中存储时,若有其它用户实时监看此监控点,不会再额外占用监控点到服务器的带宽。
网络同步集中存储提供了手动存储和定时存储两种方式,当用户在实时监看时觉得需要保存时,可以用手动存储方式将资料保存在服务器上;
管理员可以配置定时存储任务(如可以设置每个工作日8:
00~18:
00将监控点A的数据存储到服务器),服务器存储模块根据设定好的策略定时启动或停止存储。
服务器对同步集中存储的监控点数目主要受网络带宽、IO吞吐能力及硬盘容量的限制。
网络异步集中存储
对于监控工作站和服务器之间带宽较小的情况,可以采用异步集中存储。
实时的数据文件存储在监控工作站上,可以服务器由服务器发起请求,通过网络把监控工作站上的数据文件定期转存到服务器上。
一般情况下,异步存储可以安排在非工作时间完成,这样可以避免对业务数据的冲击。
比如可以设定定时任务,在每天20:
00到第二天6:
00以及节假日进行转储。
在服务器上可以设置转储占用的网络带宽,比如服务器到监控工作站A之间是ADSL,则可以设置转储带宽为512K;
到监控工作站B之间是2MDDN专线,则可以设置转储带宽为1M(另1M可以留着其它业务数据备份使用)。
这样可以最大程度利用带宽并以最快速度转储文件。
有些情况下由于转储带宽太小,无法将监控工作站所有文件转储,比如监控工作站A接有16路,每路每天存储10个小时,按512K带宽输出(每路每小时180M字节),则一个星期的存储总量为:
180M/小时路×
10小时/天×
5天×
16路=144G。
假设转储带宽为512K,每天20:
00以及节假日进行转储,总共转储时间为5天×
10小时/天+2天×
24小时/天=98小时,则总转储容量为98小时×
180M/小时=18G,可以看出转储的数据量低于数据生成的数据量。
这种情况下可以有两种办法:
1)减少转储的监控点数,可以根据转储可用带宽计算转储监控点数,将重要点的重要时段进行转储;
2)利用手工集中存储方式,见下。
手工集中存储
这种方式是定期手工将监控工作站上数据文件通过专用的转储工具转储到活动存储设备上(如活动硬盘),在将活动存储设备送到中心监控服务器,再利用转储工具将数据文件转储到服务器的磁盘阵列或磁带上。
对于有些用户的实际情况,无法进行集中存储时,我们也提供了资料信息在中心数据库的集中管理,尽管时间数据文件存放在前端监控工作站,但服务器数据库记录了所有监控点历史资料的文件描述信息,用户在服务器可以统一查询所有监控点的历史资料,当需要点播实际数据文件时,由服务器将用户的点播请求重定向到存放文件的监控工作站完成流方式点播。
资料查询:
整个系统中包含的所有视音频数据,报警数据,其它用户数据(如银行发号机数据)在服务器的数据库均记录有它们的索引信息,用户在服务器上可以查询到所有对他授权的数据信息,并且根据实际数据文件存放的位置不同,提供多种点播方式:
对于集中存储在服务器上的数据,直接从服务器以流媒体的方式点播。
而传统的监控系统的远程点播一般是将网络盘映射为本地硬盘使用打开本地文件的方式播放,这种方式在局域网内还可以实现(尽管实际使用很不方便),如果是跨路由器则无能为力了。
对于分布存储在监控工作站上的数据,由服务器自动重定向到相应的监控工作站上进行流媒体方式点播,用户根本不用关心数据文件的物理存放位置。
提供了完善的流量控制机制,不会产生短时间流量风暴冲击网络。
而现存的监控系统均存在此问题。
Linux平台:
监控服务器采用Linux操作系统,和Win2000/WinXP相比,Linux的优势是很明显的。
Windows在网络处理性能上明显劣于Linux;
Windows平台容易受病毒感染导致系统无法正常工作;
对于服务器来说,稳定性是第一重要因素,Linux胜出一筹;
Linux对大容量磁盘存储系统的支持更好;
Linux的服务器集群技术是windows无法相比的;
系统的升级和深层次开发容易实现。
3.2产品资质证书
图3-1软件著作权登记证
图3-2产品检测报告
图3-3软件产品登记证书
图3-4软件企业认定证书
图3-5高企协会员单位
第四章系统投资预算
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- 参考 方案 煤矿