娱乐场所视频监控系统方案设计

    在某市，长时期以来各种各样的事故和刑事犯罪案件在网吧及娱乐场频频发生，严重地影响了这些场所的正常经营和人员的人身安全。除此而外，有些犯罪活动对国家重点部门的正常运转起到了破坏性的损害。为了保护国家和人民群众的生命财产的安全，需要有一套完整的网络视频管理系统，以科技手段强化该市网吧及娱乐场所的安全管理。

    设计目标

    安防部门对网吧、娱乐场所网络监控系统的需求归纳为以下几点：

    在每个网吧、娱乐场所的出入口及重要部位分别装有监控摄像机，将监控视频信号输入到网络视频服务器，并通过现有的宽带网络和ADSL链路传输到公安分局

    管理指挥中心。

    前端系统具有图像移动报警功能，在报警产生后，系统自动响应报警，将报警画面自动切换到显示器上，报警同时开始硬盘录像。前端系统可接入烟感报警设备等，如有报警会发出声光警示，同时远程监控(客户)端也能得到提示信息。

    系统可实现无人值守，自动布防、自动运行、自动摄录、自动报警、自动传送。

    远程控制中心能对下级前端系统进行监察，报警时能强行切换到报警现场图像，并可进行日程编排和自动巡视前端重要监控部位。

    系统具备安全管理功能，能实现分级权限控制和分级密码设置；

    根据权限的不同，可进行图像切换、云台控制、报警、撤布防等操作；

    可以将各监控点的图像送到市局监控中心，网络中具有授权的监控计算机能对任意监控点图像进行实时浏览，并控制前端的云台、摄像机等设备；

    远程传输视频图像要传送稳定、清晰，动态性能良好。

    系统设计

    系统设计思路

    本系统是典型的分布式系统，前端系统彼此独立分散。这样的系统结构以传统模拟方式来实现是非常困难的。为解决这个问题我们推荐使用北京××××××(先进视讯科技)有限公司专业的网络视频解决方案------iDVR系统平台以及AV系列网络视频服务器。本设计方案的核心部分是iDVR软件，这个软件基于B/S(浏览器/服务器)结构，运行在Windows2000/XP平台，具有多服务器结构，系统可以管理数千只摄像机。摄像机与摄像机之间、摄像机与服务器之间、摄像机与用户之间没有地理位置的界限。

    远程视频监视系统的最基本的要素是网络。随着城市互联网、城域网的不断扩容和完善，使组建网络化、数字化、智能化的网吧及娱乐场远程安全监视系统已成为可能。

    本网络视频监控系统具有下面一些显著的特点：

    网络化结构-“一线多能”

    视频、音频、数据在同一条网络线路上传输，前端摄像机直接接入网络视频服务器，模拟视频信号转换为标准的IP包，上传TCP/IP网络。这种信号和传输方式可以利用已有的LAN和INTERNET网络，方便地远程传输视频信号。

    网络化结构-方便日后扩展

    网络化结构使得日后系统的扩展工作变得极其容易。仅仅需要找到一个信息点(网络接入点)就可以。

    分布式结构-系统更加安全

    由于前端系统均被分散地安装于远端的监控点，即使单个设备或某个前端系统发生故障也仅仅涉及到这个设备和前端系统，不会波及到整个系统。

    传统的DVR系统所有的摄像机信号必须连接到DVR，实际是一个集中控制系统。一旦DVR主机失效，整个系统就会崩溃。

    分布式存储-系统更加灵活

    该系统平台基于B/S(浏览器/服务器)结构，这种结构可提供多台及种类的服务器，比如可以根据实际需要灵活地配置存储服务器(Archiver)、目录管理服务器(Directory Server)和转发服务器Idvr Server。

    存储服务器(Archiver)可以在目录服务器(Directory)的管理下任意地分配和切换需要存储的摄像机图像。可以理解存储服务器与摄像机的关系是“软性”关系， DVR所能够存储的是通过视频电缆连接的摄像机图像，而iDVR系统可以选择任一路网络上的摄像机图像进行录制，使系统具有极大的灵活性。

    分布式存储、分布式观看-更加方便使用

    该系统的远程监控客户端可以分散在网络的任何地点，数量没有限制。假如客户端的权限不进行限制，那么每一个客户端都可以观看网络上的任一个图像。系统的B/S结构以及多服务器结构有效地保证了本功能的实现。

    强大的多点组播-更加灵活的网络机制

    图像存储和图像浏览可以同时进行。

    系统功能

    网络化图像传输

    在互联网(专网)内以及公安系统内部网，任意一个被授权用户都可以通过浏览器观看任一摄像机的实时图像。每一个授权用户可以观看的图像在理论上数量没有限制。

    多存储服务器图像记录

    图像记录在若干个Archiver(存储服务器)端，可以分布在网络的各个地方。图像存储是灵活的、分布式结构。这对于要求长时间、大容量记录的场所至关重要。多个大容量Archiver甚至能为几千支摄像机连续24小时提供图像记录。

    图像回放

    网络内的任意授权用户可以通过Archiver(存储服务器)回放其授权范围内的任意图像，不管这路图像在什么区域。

    图像监视

    网上被授权的操作人员通过显示器或模拟监视器可以监看任意的摄像机图像。

    虚拟矩阵

    系统支持软件方式完成的“虚拟矩阵”(Virtual Matrix)功能。支持通过AV1320R解码器将网络视频信号还原为模拟视频信号，利用模拟监视器(电视墙)来显示摄像机图像，并完成图像的矩阵切换功能。

    图像输出

    支持各种格式的图像、图片输出，图像可以制作为光盘，使用标准的播放软件播放。

    报警管理

    系统能提供多种类报警编码器(iDVR可以管理AV1320e-T/AV3304/AV3309的输入节点)每一个编码器都具有1到多个独立的输入节点。这些输入节点都可以连接传统的入侵探测器，如门磁、红外探测器等入侵检测设备。这样，通过iDVR的报警管理功能，用户不必再额外安装专门的报警控制设备。在发生入侵时，iDVR会自动记录现场情况，能召回显示相应摄像机的图像，以声、光方式通知值班人员。iDVR具有同时处理多任务能力，对于多个地方的同时报警情况也可以及时处理。

    技术方案设计

    前端子系统

    每个网吧或娱乐场所设置1个到9个监控点，配置相应的视频编码器，并进行视频的本地存储和压缩编码，之后数字视频信号通过现有宽带网络或多路ADSL传输到各派出所的监控中心(三级中心)，在三级中心通过客户端软件对前端的监控点进行管理、浏览和控制，并可实现VM(虚拟矩阵)功能，以电视墙模拟方式进行浏览监视。实施的方案如图3。

    二级监控中心(分局监控中心)

    参见拓扑图4，二级监控中心(分局监控中心)配置目录服务器、存储服务器、转发服务器，将本分局辖区内的所有摄像机基于网络连接在一起，组成了一个功能非常强大的网络视频系统，实现了对辖区内各派出所的联网监控管理。

    Archiver提供图像的存储、回放、服务。每一个Archiver服务器可支持网络内任意位置的多个摄像机的图像存储、浏览。在二级监控中心为了保障系统的正常运转，目录服务器和录像服务器都可以采用双机热备份方式。

    通过软件中的虚拟矩阵功能，在监控中心的电视墙上可以任意显示前端编码设备的图像。原则上有多少个监视器就配置多少个解码器。

    互联网的授权用户都可通过登陆目录服务器查看所辖区内的任意一路图像及录像文件。

    系统整体构架图

    联网视频监控系统实现了各监管人员能随时浏览本辖片区的任意一路摄像机图像。若前端系统有报警，则在监控中心除有声光报警外，同时进行录像，并可以联动到110 指挥中心或直属派出所。具体构架图如图5。

    系统内所有的模拟摄像机经视频编码器数字化压缩后上传到TCP/IP网络。通过各服务器以及数据库对网络上的视频流进行管理。AVinfo iDVR(Ver3.0)系统软件管理平台具有管理几千个视频流的能力，支持多服务器结构，远程监看客户端的数量理论上没有限制。

    固件(firmware)升级可以通过网络远程进行，所有的维护、参数设置全部通过网络远程进行。

    系统管理

    网络内合法用户可以按照它的级别权限使用IE浏览器，通过登陆转发服务器观看摄像机图像。(图6)

    系统管理员进行站点管理，设备管理、用户管理等各项管理，包括配置、修改、删除等。

    站点管理：自动搜索并显示设备服务器、转发服务器、录像服务器的信息，包括名称、IP地址，可修改站点名称，可删除无效站点。设备站点下会显示所有曾经出现过的设备，若不再使用某设备，可将其删除。

    系统可以有4种类型的用户，包括管理员、超级用户、一般用户和浏览用户，可分别被授予不同的权限。同一类型的用户又可以设置64级不同的权限，可以单独为各个用户分配镜头组和电子地图。系统能方便地设置电子地图，布置镜头，并将地图分配给用户。

    设备管理：提供编码器、解码器、矩阵及附属设备等的增加、修改、删除及参数配置，以及设置某编码器归属哪个录像站点。

    设备分组将系统中的镜头进行分组管理，便于监控管理。可将整个组的设备一次性地分配给某个用户，而不必一个个地单独配置。

    完善的日志管理，对各个用户的操作进行不可人为修改的记录，以备查询。

    由于网络视频系统的传输方式是组播，网络内的编码器在没有客户浏览时并不向网络发送视频流，仅仅发送数据量非常小的监听IP包，因此网络内部的码流压力并不是很大。同时，我们使用了若干个分布式Server以及对应的具有组播管理功能的交换机对组播进行管理，这样有效地降低了各个区域之间的网络压力。

    图像存储

    使用多录像服务器(Archiver)进行远程图像存储。

    视频信号即使在压缩之后其数据量也是非常大的。以500个摄像机测算。

    MPEG4平均码流(CIF格式/25帧/秒数据量)260M/h。3天的数据量：

    260M(dates)*24(h)*500(cameras)*3(day)=9630,000M=9360G磁盘空间。

    系统已经充分地考虑到了这个问题，它提供多个Archiver以及FOS Service(故障切换服务)。系统可以以分布式结构构建。系统规划者可以将整个系统划分为若干区域，每一个区域由一个Archiver负责。这样能充分地降低系统的存储风险。图像的存储可以由每一个独立的但彼此相互关联的Archiver负责。系统规划的Archiver的数量没有限制。另外，每一个Archiver负责管理的摄像机(camera)是通过软件指定的，用户可以灵活的将某个(或某些)摄像机调入或调出某个Archiver，可以理解为摄像机(Camera)与存储服务器(Archiver)之间的关联是“软性”的连结。

    AVinfo iDVR系统的优点

    ※、能够提供高质量、真色彩、实时、运动图像。

    网络设备和通讯协议的差错隔离、差错恢复、数据误码监控和噪声监控等种种手段保证了数据传输的高可靠性。

    数字化的解决方案建立在宽带网络的基础上，数字视频监控系统与现成的网络交换设备(如路由器、集线器等)有机结合，共同完成与模拟监控系统中视频切换矩阵相似的功能。

    ※、传输距离不受限制

    突破传输距离的局限性，可在局域网、城域网、广域网范围内轻松地实现监控图像的远程传输。

    ※可以实现网络数据加密传输

    采用数字传输方式，可以很容易的对图像信息进行高等级的加密，保证图像信息的安全性。

    ※可以实现用户权限认证

    容易实现验证网络监控者的身份，认证合法用户权限，并根据用户权限，合理调配视频资源。

    ※友好的管理界面

    人性化、形象化的软件界面使操作人员易学、易懂，操作灵活自如。

    ※存储、回放方便，便于图像后处理

    录像的信息被压缩存储在硬盘上，图像永远保持清晰不变，便于永久保存

    图像信息的数字化，方便了存储、查找和检索。

    v录制的图像可任意多次拷贝、编辑、打印，不会对图象质量产生丝毫影响。

    利用网络实现存储信息的远程传输。

    结束语

    本监控系统经在网吧及娱乐场所安装试运行后均收到了很好的效果。根据反馈信息，系统实现了能实时地浏览监视每个网吧及娱乐场所的功能要求，降低了事故的发生率和犯罪率，并保证了对突发事件的及时处理。