數字監控平臺在大型展館中的應用

中信集團武漢市建筑設計院 孫雁波

閉路電視監控系統的功能是對建筑內重要位置進行宏觀監視，以便于隨時掌握建筑內的各種活動情況；在特殊情況下，還應對防火、防盜所發現的異常情況進行監視取證，能在人們無法直接觀察的場合實時、真實地反映被監視控制對象的畫面。閉路電視監控系統已成為人們在現代化建筑管理中的一種極為有效的監控工具。

1 閉路電視監控系統發展歷程

閉路電視監控系統的技術發展歷程，經過了模擬閉路電視監控、基于微機平臺的數字閉路電視監控（DVR）、基于IP網絡傳輸的數字監控平臺，以及并行發展的IP全數字化監控等幾個階段。

1.1 模擬閉路電視監控系統

模擬監控系統發展較早，常被稱為第一代監控系統，其系統特點為：

1）視頻、音頻信號的采集、傳輸、存儲均為模擬形式，質量最高。

2）經過幾十年的發展，技術成熟，系統功能強大、完善。

3）模擬視頻系統局限性：

A. 只適用于較小的地理范圍

B. 與信息系統無法交換數據

C. 監控僅限于監控中心，應用的靈活性較差

D. 不易擴展

1.2 基于微機平臺的數字閉路電視監控系統（DVR）

DVR是近幾年迅速發展的第二代監控系統，采用微機和Windows平臺，在計算機中安裝視頻壓縮卡和相應的DVR軟件，不同型號視頻卡可連接1/2/4等路視頻，支持實時視頻和音頻，是第一代模擬監控系統升級實現數字化的可選方案，實現遠程視頻傳輸（超過1～2km）的系統。

DVR系統特點：

1）視頻、音頻信號的采集、存儲主要為數字形式，質量較高

2）系統功能較為強大、完善

3）與信息系統可以交換數據

4）應用的靈活性較好

DVR系統從監控點到監控中心為模擬方式傳輸，與第一代系統相似存在許多缺陷，要實現遠距離視頻傳輸需鋪設（租用）光纜、在光纜兩端安裝視頻光端機設備，系統建設成本高，不易維護且維護費用較大。

隨著信息處理技術的不斷發展，嵌入式DVR系統近幾年異軍突起，由于其可靠性高、使用安裝方便在銀行系統應用特別廣泛，我們通常稱嵌入式DVR為2.5代監控系統。

1.3 基于IP網絡傳輸的數字監控平臺

網絡傳輸的數字監控平臺就是將傳統的模擬視頻信號轉換為數字信號，通過計算機網絡來傳輸，通過智能化的計算機軟件來處理。系統將傳統的視頻、音頻及控制信號數字化，以IP包的形式在網絡上傳輸，實現了視頻/音頻的數字化、系統的網絡化、應用的多媒體化以及管理的智能化。

1.4 IP全數字化監控

除實現網絡化傳輸方式外，將用于前端信號采集的攝像機數字化，視頻信號的模數轉換在傳輸前完整打包，真正做到從前端采集、信號傳輸、中心控制的全面數字化。

2 展館對閉路電視監控系統的需求分析

“會展經濟”的出現給展覽場館的興建和展覽業的發展，帶來了無限的商機，同時也提出了這類場館建筑中的建筑智能化的課題。作為建筑智能化中的重要組成部分——閉路電視監控系統應考慮：

·滿足展館大人流量的監視功能；

·提供實時、高清晰的監控圖像；

·提供海量視頻信息的高質量可靠存儲方案；

·提供開放的、先進的系統架構；

·滿足系統的圖像的遠程調用；

·實現與其它系統的聯動功能；

·提供有效的管理和維護方案；由于展館的建筑結構復雜，所以系統在建設時主要解決以下幾個難點問題：

·解決視頻圖像的遠距離傳輸問題；

·解決晚間監控圖像的畫質問題；

·解決由于點位分布廣而造成的管線敷設難的問題；

·解決多級控制中心之間的通訊聯網問題；

·解決會后的系統利用和管理問題；

·解決展館監控系統與其他建筑的系統聯網；

3 閉路電視監控系統的設計實例

某博覽中心展館建筑為兩層，分為地面層（一層）和展館層（二層）兩個層面, 總建筑面積為466558m2，建筑總高度27.5m。地面層內設置車庫、快速人行通道、商業等配套用房，以形成復合型的會展中心。地面層呈環形布置，此范圍內設置15m寬環形車道。展館層有12座國際標準化展廳、外圍同時設環形貨運通道，上下環路通過6處坡道進行連通。

下面以此工程為實例，對閉路電視監控系統的設計予以論述。

3.1 設計思路

通過我們對展館工程以及整個博覽園區的功能理解，展館的閉路電視監控系統按以下的思路設計：

·視頻監控

實時視頻監控范圍包括：展館登錄區域、展廳連接通道、展廳區域、停車區域、配套商業區域、周界區域以及各類自動水平、垂直交通工具及通道口等，實現全方位覆蓋，基本做到不留死角。

·網絡架構

基于展館的建筑特點，需要對各類電視監控系統的網絡架構針對展館的實際作一比較分析：

基于微機平臺的數字閉路電視監控（DVR）系統在解決信號傳輸方面仍采用模擬布線方式，需用到大量的電纜及光纜，不利于工程實施及后期維護；并且在系統大規模組網及信息共享方面，基于微機平臺的方式穩定性很差。

IP數字化監控從技術上均能滿足展館的要求，但其投資價格較高，性價比較差。

而數字監控平臺在傳輸方面基于計算機網絡平臺，信息共享和組網方式與IP數字化監控相同，且投資價格合適，故為了便于展館的閉路電視監控系統與整個博覽園，乃至整個城區的監控系統聯網，展館的電視監控系統選擇基于IP網絡傳輸的數字監控平臺系統。

以上是傳統方式從攝像機到監控中心的示意圖，從圖中可以看出：監控中心需要大量的視頻電纜和設備分布。對于走線橋架和機房承重有很高的要求，大量的設備對于機房空調、機房裝修都有很高的要求。

最關鍵的是，當我們的攝像機分布調整或者當工程需要增加部分攝像機時，可能以前選配的矩陣容量正好達到配置極限，需要更換矩陣、重新的排線。矩陣每提高一個規格，價格將會成倍的增長。排放的成捆的線纜也不利于維護，當出現故障時，很難理清哪根電纜是需要的。

圖1 模擬式閉路電視監控系統示意圖

圖2 數字式閉路電視監控系統示意圖

以上是按照數字方式建設的示意圖，在監控中心的設備數量很少，線纜也很少。監控中心的管理非常方便，噪聲也小，熱量也小，對于裝修和空調的要求較低，對于機柜數量的要求也少（200路系統傳統模式需要12個機柜，數字方式僅需要2個機柜），綜合成本低。當需要增加攝像機時僅需要增加攝像機和編碼器就行了，對于系統不會造成影響，后續改動和擴充的成本低廉。維護方面借助網絡手段可以方便的進行排查，而且數字系統的報警機制更豐富。

·遠程監視

視頻圖像通過網絡上傳到監控中心，監控中心可以監控各個位置的實時情況；遠程授權用戶可以通過互聯網絡瀏覽監控圖像，以及調用歷史監控圖像資料。

·系統聯動

報警信號上傳時，綜合安防平臺報警點圖像自動彈出；監控中心實現遠程控制。同時把報警信號上傳至園區安防中心及公安機房。

·接口開放

要求系統具備很好的開放性，有利于系統的擴展及延伸。

3.2 系統架構

通過對功能需求分析，大型展館閉路電視監控系統的應采用基于IP網絡傳輸的數字監控平臺解決方案。

整個系統分為：視頻源部分、傳輸及交換部分、存儲部分、顯示部分及控制及管理部分五大部分。

圖3 IP智能監控解決方案示意圖

3.3 系統特點

上述系統具有以下特點：

·先進的體系架構

系統充分整合了IP網絡、視頻、IP SAN存儲、信令等領域的技術優勢，同時借鑒了NGN“下一代網絡(Next Generation Network)”中信令控制與媒體流交換分離的先進理念，其構架體系具備開放性、標準化和先進性。

·高清晰的圖像質量

系統采用最新的專業圖像技術，可提供FULL D1高清晰圖像分辨率，支持MPEG2/MPEG4/H.264編碼格式，編碼帶寬最高可達8M，尤其針對展館高動態圖像監控場合，系統可以為用戶提供最高質量的高清晰圖像。滿足技防辦對視頻圖像的要求。

·專業可靠的IP SAN存儲

圖4 分層架構圖

系統采用IP SAN作為監控數據存儲設備，可以滿足展館在分布式部署的同時實現集中管理、跨域共享、平滑擴容、兼容互通等。

·靈活方便的管理模式

系統根據展館業務管理模式的特點，采用集中式的管理方式。通過視頻管理服務器和數據管理服務器不僅可對前端設備進行集中的管理和控制，還可對分布在各區域的存儲終端設備進行遠程的集中管理。

4 結束語

為了進一步滿足社會經濟發展與人們文明生活的高標準要求，創造一個安全、舒適、溫馨、高效的辦公與生活環境，第一、二代模擬監控系統由于其局限性很難滿足展館建筑的使用功能，而對于數字化監控平臺和IP全數字監控方式，則需從項目的具體實際出發，有針對性地加以選用，做到配置合理、技術先進、性能價格比高，具有可擴展性、開放性和靈活性。

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