CN202095044U

CN202095044U - 一种智能大厦建筑建设期间安防系统

Info

Publication number: CN202095044U
Application number: CN2011202824722U
Authority: CN
Inventors: 池建华
Original assignee: BEIJING CHICHENGWANLI HONGYUAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING CHICHENGWANLI HONGYUAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2011-12-28
Anticipated expiration: 2021-08-05

Abstract

一种智能大厦建设期间的安全保卫装置，包括安防管理平台主系统，其包括由电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备组成，构成由视音频监控装置为主体的安防集成管理装置；电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备之间通过网络实现互联；该装置还包括网络摄像机，通过硬件兼容网络数字硬盘录像机，以及报警装置和巡更装置的网络音视频监控管理装置。

Description

一种智能大厦建筑建设期间安防系统

技术领域

本实用新型涉及安防系统领域，尤其涉及一种智能楼宇的综合性安全防卫系统的构建及其检测方法。

技术背景

对于现在的智能楼宇而言，常见三大弱电系统：安防系统(Security System)、楼宇自控系统(BAS)、综合布线系统(PDS)基本上互无交集，而火灾自动报警系统(FAS)更是独立于其它弱电系统之外。各种弱电系统基本处于“各自为政”状态。

目前，国际最先进的安防系统，应为以“物联网”为主体的理念式智能系统。但由于技术发展程度的制约，此系统尚处于“概念”阶段。而目前国内安防行业用量最多的主流系统，还是以传统的模拟摄像机结合数字化的硬盘录像机(或视频编码器)为系统构建方式，结合B/S及C/S网络架构实现网络化。做为视频监控的主要手段，硬盘录像机比较好地解决了传统图像存储及回放等技术难题，且存储设备费用低、效率相对比较高，具有网络传输、远程传输和循环存储等特点。与此同时，硬盘录像系统的数字化和传输网络化等先进技术可以实现与防盗报警等系统联网联动，及时准确地反馈现场信息，为报警事件提供充分可靠的依据。但是也由于硬盘录像机属于集中存储设备，因此硬盘录像机架构也暴露了如下的不足：布线工程比较复杂，系统的扩容比较麻烦，对网络适应能力比较弱，设备的统一管理也比较难。

较为先进的安防系统，是以“互联网”为基础，以高清网络摄像机IPC为主体的纯数字IP智能安防管理系统平台。但由于IPC数字系统尚无国家标准，且工程造价与传统模数结合系统相比较高，故此现阶段广泛使用的网络数字化系统还是将视频服务器(DVS)功能与传统模拟摄像机合二为一，实现数字网络摄像机IPCamera功能的“准数字”系统。以硬盘录像机(或视频编码器)做为数字化手段，将传统的模拟摄像机的模拟视频转换为网络数字视频，再由后端系统软件进行集中管理，以实现视频监控系统的数字化。这是目前网络视频系统构建的主流方式。如果说网络摄像机IPCamera代表的是“先进、智能”，那么硬盘录像机DVR代表的就是“成熟、稳定”。

但总体而言，基于网络架构的安防系统尚处于探索阶段，与其它弱电系统尚未形成紧密结合的有机整体。

对于智能楼宇建筑的建设阶段而言，更是如此。无论是安防系统的构建，还是与其它系统的结合，都远未达到实际应用的阶段，主要还是以“人防”、“物防”为主，“技防”比重较低。

发明内容

为解决上述的技术问题，提供了一种智能大厦安防系统及其检测方法，目的在于提升智能楼宇建设的技术水平，大大节省人力资源的同时，加强安防保卫工作的可靠性。

本实用为一种智能大厦建设期间的安全保卫装置，包括安防管理平台主系统，其包括由电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备组成，构成由视音频监控装置为主体的安防集成管理装置；电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备之间通过网络实现互联；该装置还包括网络摄像机，通过硬件兼容网络数字硬盘录像机，以及报警装置和巡更装置的网络音视频监控管理装置。

本实用还可集成了监控、门禁、报警三大安防子装置，包括GPS定位设备、多种无线网络传输设备。

本实用还可与其它智能子装置，包括建筑设备自动化设备(BAS)、背景音乐播放器设备(BCM)、火灾自动报警设备(FAS)进行联动。

本实用安防集成管理装置具有

设备，监控摄像机、录像机及报警设备。

1.设计原则

(1)、系统的稳定性

在系统设计上，考虑到智能楼宇对系统安全性与稳定性的高要求，系统采用多种技术手段保证系统的稳定性。服务器均采用嵌入式Linux操作系统，可自由上下电，支持7×24的工作能力。系统在意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败，并可选配双机热备模式；路由器选用思科、3COM等国内外知名品牌网络设备，完全融入大厦原有网络平台，达到电信级稳定标准；前端设备选用国际知名品牌“三星”的安防产品，保证设备质量。

(2)、综合性

根据大厦的实际要求，综合布线系统、计算机网络系统未包含此次招标范围内。本方案设计依托于大厦既有的千兆网络，采用划分VLAN的方式，现在要求实现的网络视频监控、安防报警等系统也需要利用智能楼宇的计算机网络平台(可在现有基础上进行适当改造、升级，合理划分使用带宽)。

(3)、安全性

本方案设计中，智能楼宇视频平台需要实现与智能楼宇系统之间的视频应用联网。在实际应用中，通过划分专用边界系统(即划分VLAN)，实现了在视频网与营业网之间在物理隔离的情况下智能楼宇视频平台图像的应用。

系统构建与稳定的C/S架构之上，不但给系统提供实时性保障，也能给系统提供运行环境的安全性保障。系统提供完善的用户和权限管理模式，能保障系统的应用级数据安全。唯一与外网联系的3G手机视频，归入智能楼宇数据保密系统管理。

(4)、实时性

本系统是一套全实时的交互式控制平台，无论是媒体数据、控制数据、报警数据还是录像数据和系统状态数据，都能在第一时间通过网络到达用户桌面，或以手机视频方式。

附图说明

图1为通过麦克风向场所进行语音对讲或广播示意图；

图2为音视频监控示意图；

图3为视频分析示意图；

图4为视频智能分析动作示意图；

图5为视频系统架构示意图；

图6为移动视频数据网络布署示意图；

图7为管理控制系统示意图；

图8为报警联动流程图；

具体实施方式

系统总体结构设计

智能楼宇视频监控系统所要监控的区域包括整个大厦及周边环境，要求无监控死角，场所如下：

■大厦大堂

■各层楼梯间

■电梯轿厢

■大面积空间及各层重要通道口

■车库出入口及车库场景

■周界外围

■材料堆场

智能楼宇视频监控系统将分布在以上区域，前端采用网络摄像机200多支，通过网线将网络摄像机的数字视频接入机房，通过安装在机房的视频联网专用交换机连接到专门为视频监控系统建立的VLAN安防网络上。

视频监控系统的数字图像信号，进行网络控制、传输、存储，系统各监控中心或监控室通过视频解码器将数字视频信号通过软解压方式在图形工作站上显示，并在各视频接入机房内设置网络视频存储系统进行通用存储、报警存储及指定存储。

视频存储系统用于直接记录网络上的数字视频，视频存储系统能提供支持每路视频流以4CIF/25IPS图像记录的能力，也可对重点场所的HD高清图像存储。

系统设监控中心，在主控中心设置服务器、工作站、大屏幕电视墙，用于观看和控制实时视频和回放记录的图像；系统的配置通过工作站来完成，系统的管理，包括优先级、权限、数据库、系统状态、系统安全、报警等的管理由系统管理主机来完成。

各楼层，地面及地下停车场，周界等区域，均采用网络摄像机，以D1画质标清视频传输为主，重点部位采用百万像素高清摄像机，某些场所采用模拟摄像机结合视频编码器方式接入。

各前端摄像机与本区域报警探测器连接，监控中心内管理服务器与报警主机连接，实现报警与监控无缝整合。

本系统依托于智能楼宇专网，构建视频VPN专网。

系统构建及设计理念实现说明

本系统设计理念为：将以往的监控系统以事后取证为主要目的之“滞后理念”，转化为事件发过程中及时处理为主要安防手段的“实时理念”。并根据此设计思路，在传统的安防系统监控方式上，设计了很多及时响应概念。下面逐一对各响应机制做实现描述。通过这些联动响应，虽然不能完全处理所有突发事件，但可以及时响应及处理80％以上事件，大大的提高了系统的智能化，使安保人员的工作效率及处理事件的手段得到很大增强。

方案1：建立“报警信息库”，划分不同报警信息等级，对不同等级以不同方式处理。在本系统界定中，前端报警方式多种多样，有各种报警探测器、手动报警按钮、摄像机或编码器智能分析报警、报警主机等。首先，本方案界定“五级报警等级”，并根据报警方式等级划分的高、低，以不同方式体现监控中心安保人员注意，并采用“手动”或“自动”不同措施进行应对。

划分报警等级，会使复杂的报警信息处理条理化、简单化，使安保人员既不会24小时紧盯监控屏幕，也不会因安保人员疲惫疏漏一些重要的突发事件，极大的提高“技防”有效性。

报警等级及响应方式如下：

说明：“预案”模式报警联动：PVG视频网络平台中，报警联动功能可设置“预案”模式。可在平台中通过“预案”设计，可联动网络视频、GIS地图及时间计划表，实现AI/AO或DI/DO的报警信息控制，已经近似于简单的PLC控制。既可设置功能单一的简单动作“预案”，也可将多个“预案”进行联动，设置类似“宏”概念的复杂预案。采用“预案”模式，可对系统内的复杂报警联动功能进行逻辑化设置。

方案2：改变传统视频监控系统单一视频监看模式，采用音视频同传模式，重要场所建立“音视频交互”机制。建立自动响应的“语音库”，根据不同报警信息等级的高、低，采用“人为模式”或“自动模式”的语音响应；

项目中所选择的前端三星网络摄像机IPC均具备一路双向音频功能。在网络摄像机的音频输入口安装麦克风或拾音器，在音频输出口安装音箱或广播喇叭，即可实现音频对讲功能。在监控中心通过麦克风可向任意一个场所进行语音对讲，或者向全网进行音频广播；也可在监看图像的同时，监听现场环境声音或现场人员对话。如下图1所示。

由于网络摄像机具备音、视频同传功能，故麦克风可选用广域拾音器和定向拾音器两种音频采集方式，将以往传统模拟监控系统的视频监看改变为音视频监控，网络视频监控系统是区别于模拟视频监控系统的一大显著特性。其系统工作示意图如图2所示。

本方案设计在各楼层、地下停车场、周界、营业厅及金库等场所设置若干“语音对讲器”。客户或安保人员可手动按报警按钮，请求与监控中心对话。监控中心安保人员也可根据监看到的报警画面，主动对特点区域内广播。

拟定与“背景音乐及公共广播”系统联动，可在不同的广播分区内，由安保值班人员播放不同提示音。客户端软件内将存储若干条自动提示语音，建立“语音库”，也可由中心安保人员主动广播警示，其内容如下：

a)在自助智能楼宇内，有客户进入，则“语音对讲器”自动播放：“您已进入监控区域，请注意您的个人信息，以防被盗”等；

b)在自助智能楼宇内，发现有人故意破败ATM机，则中心安保人员在对讲音箱内广播“您已经被监控，请停止破坏ATM机行为”等；

c)在金库内，有值班员或其他人进入，，则“语音对讲器”自动播放：“您已进入重点监控区域，请注意遵照**管理规定”等；

方案3：建立分布式智能视频分析系统，前端摄像机及后端服务器同时进行视频分析。目前安防监控领域里，很多项目都采用了“智能视频分析”功能，但无法解决“误报”与“漏报”的矛盾。当灵敏度设置较高时，“误报”较多；设置较低时，“漏报”较多。“视频分析”需要大量的数据运算，如果在前端IPC或DVS内实现，因DSP处理能力不足使准确度较差；如果在后端服务器Server内实现，则出现服务器不堪重负而导致系统运行故障。

本系统方案所选择的三星IPC，内置A1DSP，本身具备视频分析功能。东方网力的PVG系统，外置智能视频分析仪。通过前端、后端的结合，对系统内视频分析的结果取“交集”及“并集”，建立视频分析响应及联动机制。“并集”用于录像(防漏报)，“交集”用于监看(防误报)，使系统的准确度大大提高。如图3所示。

视频分析动作机制设定：

●IPC摄像机及监控中心配置智能分析仪均触发报警录像。

●当智能分析规则被触发时，智能分析系统会向视频管理控制服务器发送报警信号。当视频管理控制服务器同时收到IPC及视频分析仪的报警信号后会执行以下动作：

自动将报警图像切换到监控客户端上，提示保安人员。

通知存储系统，自动在发生报警情况的视频图像中加入帧标记。今后用户根据帧标记检索当时发生的视频录像，极大地提高了检索效率。

视频智能分析仪及前端IPC的智能分析报警方式不同，系统通过规则设定主要实现如图4系统结构图所示应用。

越界报警

在智能楼宇各出入口摄像机图像画面中根据用户需求设定虚拟界限，当有人穿越此虚拟界限时，智能分析系统会自动发现这一行为，并向视频管理控制服务器发出报警信号。

越界规则的制定，系统可以自动发现翻越围墙、私自出入智能楼宇等违规行为，有效地提高智能楼宇安全管理效率。

越界规则可以根据实际使用需求实现自动布防、撤防。一般在智能楼宇日常工作时间执行该规则，在上学、放学时暂停该规则，避免不必要的误报。

物品滞留及物品遗失

在智能楼宇各出入口摄像机图像画面中设定场景图像，如有物品长时间滞留某地，网络摄像机自动检测滞留物品，并向服务器报警；也可对设定场景内物品图像定位，如有物品遗失，场景图像长时间检测不到遗失物品，则摄像机向服务器报警，提示遗失物品位置。

人员聚集

在智能楼宇各场所摄像机图像画面中设定人员聚集分析规则，当摄像机图像中出现部分人员聚集时，智能分析系统会自动判断出人员聚集行为，同时向视频管理控制服务器发出报警信号。

人员聚集规则的设定，系统可以自动判别智能楼宇各出入口是否有人员聚集，第一时间通知到智能楼宇保安人员处，提前预警，可有效减少安全隐患。

人员聚集规则同样提供自动布防、撤防，避免不必要的误报。

人员徘徊

在智能楼宇各场所摄像机图像画面中设定人员徘徊分析规则。系统设定一个停留时间，同一人员在设定时间内一直在摄像机画面中出现，系统会判定其为徘徊人员，向视频管理控制服务器发送报警通知。

人员徘徊规则的设定，系统可以自动判断在智能楼宇各出入口的逗留人员，提前将自动识别的情况告诉智能楼宇保安人员。

视频诊断

对网络内的各路视频进行诊断，给出视频的品质评价结果，主要包含以下内容的评价：噪声评估，雪花评估，黑帧，亮度失衡和颜色失真，清晰度，镜头遮挡，镜头抖动，画面冻结等。其典型应用是：通过视频诊断定时地扫描网络内的摄像头，及时发现故障，发出故障维修单，缩短故障的发现时间，加快维修的反应速度，保证系统高可靠的运转。

通过智能分析，可实现以下功能，如：

a)指定区域报警功能：在智能楼宇停止营业时间段，指定区域仍然有人走动，则系统自带报警；

b)在大厦大堂入口，可对出入指定人员进行视频追踪拍摄；

c)在公共区域(如阅历区)，有人忘记或故意遗留物品，系统可自动报警提醒；在展览区，有人取走物品，系统可自动报警提醒；

d)停车场内，有车辆驶入、驶出时，系统可自动报警提醒。

方案4：建立3G手机实时浏览机制，配合报警响应机制完成“音视频交互”。3G最高可提供2M下行带宽，使手机实时浏览成为安防监控领域一大臂助。考虑智能楼宇的安全性要求，手机视频浏览与转发必须通过智能楼宇内部设置的网络安全，通过防火墙及数据加密，确保网络视频的安全性。而且，必须采用视频插件及LESSIONS授权的方式限定浏览的智能手机及其用户，并由智能楼宇保卫部门监管。

3G手机视频系统功能：

手机目前已经成为一种通用的无线智能手持设备。目前已经有相当多的手机终端已经具有了播放视频和播放图像的能力，这就为监控系统扩展到无线应用领域提供了可能。3G手机视频极大的增强了用户操作的灵活性，使智能楼宇保卫部门及相关领导可随时随地查看现场情况。本系统平台属于数字图像处理系统，所以将其在基于数字网络技术的无线通讯网络中传输，不需要经过太多的转换，本身即具备了得天独厚的优势。

然而，作为目前在国内的商用的无线系统，主要以CDMA 1X和GSM/GPRS为主，3G系统正处于大规模推广运用中。而这些2.5G的数据无线系统的速率相对较低，所以，在播放上需要进行特殊的处理。

在用户上，我们建议本系统提供三种针对性的服务：

1、公众服务。本系统能够将其中重点地区的视频图像提供给欧亚管理人员查询，则使欧亚管理人员提前知晓物流港区人流、车流及货物分布，结合官方网站信息，能更清晰的了解物流港区最新产品，比通过其他的方式更加直观，而且便于欧亚管理人员在运维时获得相应的服务及直观信息；

2、监管服务。物流港区管理人员、专柜总部管理人员无论身处何地，可通过本系统提供的移动视频功能，了解物流港区的人流统计及实时的经营状况，以便决策经营手法；

3、应急服务。当应急情况发生时，物流港区决策者不管身处何地，可以快速对监控资源进行浏览，有利于决策者快速了解情况，便于决策，增加决策手段。

如果建立上述三种不同的服务，则需要对连接到系统的手机进行区分和管理。所以，我们还需要建设一套针对本系统的管理控制系统，能够对连接进行动态的管理。

3G手机视频系统架构：

根据上述的分析，我们设计手机视频子系统的中的实时视频系统架构如图5所示：

该系统架构的使用如下：

1、智能转码服务器，通过平台互联协议取得视频源，并通过TCP协议接收实时的H.264码流，将其转换成手机可识别的流媒体格式，发送给智能移动流媒体服务器

2、智能移动流媒体服务器管理智能转码服务器，接其发来的流媒体数据，响应移动用户的RTSP请求，并将流媒体分发给移动用户。

WAP网关作为用户登录的网关。当用户登录到该网关后，可以选择所需要浏览的视频源。如果该用户可以浏览，则WAP网关将服务器地址交给手机浏览客户端，该客户端对其进行访问。

3G手机视频网络环境要求

1、客户提供20M以上带宽视频专网

2、提供公网IP

3G手机视频系统安全：

由于移动视频数据网络属于公网，所以本系统将分为不同的安全区域进行部署。其部署架构图如图6所示。

如图，本系统将分为两个安全区域，通过一个防火墙上的不同分区，将其逻辑上分为两个安全网段进行分割。其中图中防火墙左侧属于非军事化区(DMZ)。我们将智能转码服务器和智能移动流媒体服务器均部署在这个区域。该区域通过VPN专线等方式连接到监控平台中。

我们将智能转码服务器和智能移动流媒体服务器通过防火墙进行地址映射(NAT)，将该地址与部署在公网上的WAP网关进行映射。

在防火墙外，我们部署一台WAP网关。该网关将部署WAP Portal和BDS等WAP应用。通过防火墙的NAT，我们将提供一个公网地址供手机访问。

在DMZ区，我们将部署一台集成的安全网关。该网关将集成入侵检测，URL过滤和病毒防护于一体。

对于系统的支持能力，假设每个系统的服务请求带宽为CIF 25帧300Kbps，则100个并发流将有30Mbps。考虑到部分冗余，其支持能力大致在45Mbps左右。1个智能移动流媒体服务器可以级联多台智能转码服务器。智能移动流媒体服务器组播能力大约在2000用户左右。

系统特点：

●基于堆叠技术，无缝扩展并发能力，为大规模部署奠定基础。

●基于GSM/GPRS/CDMA1X/3G的网络带宽进行优化，支持大部分的市场终端；

●充分利用全数字化的图像信息管理系统，发挥平台的功能；

●采用最成熟流、应用最广泛的移动流媒体架构；

●支持业务集成功能和动态扩展能力；

●支持与本视频系统的权限目录结合，提高可管理性和安全性；能够体现资源的增值服务功能。

方案5：建立“主动防御”机制。对特殊场所，有限度的设立警示及防御设备，包括广播语音提示、激光警示等。前面已描述主动语音警示，即由监控中心安保人员通过“语音对讲器”或通过背景音乐系统，对报警事件进行语音提醒。还在停车场、大厅两处装配“激光指示灯”，与监控摄像机配合，起到警示作用。特别注意的是，必须由安保人员主管确认，此项功能才能启用。

根据以往网络视频监控系统经验，系统容易存在如下隐患：

1、图像延迟、滞后时间较长；

2、3G视频稳定性较差；

3、视频平台占用带宽对网络的影响

4、系统安全性：3G视频接口

本方案设计将消除及避免。

系统总体说明

系统主要设备分布为：网络摄像机及附属设备--汇聚监控视频及报警信息通过网络接入机房；视频管理服务器、磁盘阵列--六层监控中心机房；；电视墙/监视器/监控键盘/图像工作站--监控中心/分控室。

前端每个网络摄像机采用H.264/MPEG4/MJPEG通过IP网络传输视频流。视频可以通过解码器显示在大屏幕拼接电视墙上，也可以在安装有视频管理软件的工作站上显示。关于电视墙构建，将在专门部分论述。

磁盘阵列通过DAS结构交换机集中放置在各个机房，机房在本地录像并本地存储。

控制中心工作站负责系统虚拟矩阵的操作，包括视音频实时播放，PTZ控制，录像回放，图像检索，报警管理，轮巡，组显示和组轮询。

1.网络设备

1.前端监控点网络带宽计算

前端链路建设实际上就是前端摄像机与监控中心联网问题。按照每路百万像素图像应该最大需要5M带宽，每路D1画质图像最大需要2M带宽。(每路图像在CIF的情况下的时候，带宽在384K～512K之间可调)。

通过对各楼层及汇集点的流量计算，使带宽控制在合理范围内。

2.监控中心最大峰值带宽计算

监控中心也是系统的数据处理中心，数字视频监控会产生大量数据传输将会带来数据流的压力，以及设备交换压力，为了达到数据传输的高速稳定性，高端智能交换机作为中心的核心交换设备。

3.网络阻塞

监控系统初步设计方案采用分布式的多服务器群的设计理念，利用流媒体技术，完成视频信号的存储和转发，避免客户端直接访问前端摄像机，降低网络流量，避免了大流量数据造成网络阻塞的问题，同时由于这种结构，使得系统在部分子系统出故障时整个系统不会瘫痪，仍然能正常运行。在有限带宽下处理大流量数据主要采用以下技术避免网络堵塞：

4.基于发端的速率控制

因为TCP重传造成的时延对于实时业务质量的影响是不能承受的，通常采用UDP包来传输实时业务。但UDP包没有提供拥塞控制和质量保证的机制，所有需要在UDP的上层加上拥塞控制的机制。这个过程主要是通过调整视频编码的速率使其适应网络带宽。

2.系统平台组成及功能说明

1.视频管理控制系统

管理控制系统是平台的管理控制服务单元，和各智能楼宇的视频管理控制设备共同完成图像信息系统的管理和控制功能，包括用户及权限管理、干线管理、矩阵和键盘控制、报警信息的接收与处理以及业务支撑信息管理等。

管理控制系统采用分布式体系结构设计，各级平台和指挥中心的图像管理控制设备可独立自成系统，通过全网统一的控制协议实现互联互控，任意单个图像节点的故障不影响整个系统工作。

管理控制系统具备工业级的高稳定性，采用优化定制的Linux操作系统，具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持7＊24小时连续工作，具备双机热备份功能。

功能介绍：

分布式系统构架

●采用符合SOA体系的目录分布式对象管理技术，将各种资源都存储在目录数据库中，单节点的目录数据库是树形/层次结构，多个节点之间通过上下级关系组成更大的层次结构的分布式目录。根(整个系统)、用户、用户组、摄像机、监视器、编解码器、键盘、矩阵、报警、配置、存储通道、节目文件、串口、巡检、布防计划等等都是对象，应用DNS架构，每个对象在全网有唯一的名字，如av/11pvg.com，真正实现了统一资源和统一编号，构筑出类似于INTERNET的视频网络(Video Internet)

●采用分布式体系结构设计，每个图像节点均可实现局部自治，在结构上不存在系统故障点，当上级平台出现故障，下级单位仍可继续工作，任意局部故障不影响系统的正常工作，类似于互联网(Internet)的设计可在体系结构上充分保证图像系统的稳定性。

●图像节点之间可以灵活设定上下级关系，按照行政隶属关系划分层级，全网中的层级数没有限制，设计上没有系统容量的限制，可满足“视频项目”项目上千万台摄像机的全国性联网需求

●分布式的体系结构，便于统一规划，分步实施，各图像节点可同时分布实施，通过统一的控制协议实现互联互控。

工业级的高可靠性

●采用优化定制的嵌入式Linux操作系统，支持自由上下电，意外重启后始终保持文件系统的一致性，不会造成系统启动失败，启动时间少于15秒。具有抵抗病毒与非法入侵的能力，支持7*24小时连续工作。

●具有网络容错能力，支持网络断线重连，即当用户调阅图像时，网络出现中断，当网络恢复正常后，系统可自动重新建立连接，恢复用户调阅的图像。

●管理控制系统支持自动同步功能，授权用户对系统进行设置修改后，系统可将自动对全网进行更新，各图像节点状态始终处于一致的状态，即使某很短时间内状态发生了变化，但整个系统的各个图像节点很快能重新同步。

●自动恢复功能：当某些视频转发服务器由于某种情况意外重启，系统提供部分自动恢复机制，可恢复转发服务器之间的视频连接通路，避免需要用户重新发起视频请求。

●活动通知功能：指视频转发器之间的活动通知，视频转发器检测到对端服务器不活动，经过一段时间(可设置，如10分钟)须释放有关资源。

●系统支持具备各节点及其主要设备调整到同一时间

●管理控制系统支持通过组播协议自动发现网络上的设备，更换编码设备无须停止系统运行。

双机热备(可扩展)

●管理控制系统支持双机热备功能。管理控制系统包括管理服务程序和后台数据库，管理控制系统支持两个部分的设备。如图7所示。

安全性、权限和级别

●系统的权限体系符合ACL(Access Control List)模型，保证设计上的完备性。

●采用Kerberos安全论证机制，支持用户帐号的全网漫游，用户在全系统中只需要记住一个帐号和密码就可以访问任何有权限的图像资源

●支持用户分组：用户可以划分成组，一个用户可隶属于多个组，对组进行授权将作用到该组中的所有用户。

●支持权限继承：下级图像节点可直接继承上级节点的权限，方便系统的配置管理。

●支持用户级别的设定和PTZ抢占：每个用户都拥有一个级别属性，和用户的行政级别相对应，级别高的用户可以抢占级别低的用户对图像资源的PTZ控制权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知

●支持锁定和解锁：图像资源可以被锁定，对锁定的资源，不管用户的级别如何，使用前必须先解锁。级别高的用户可以解除级别低的用户对某资源的锁定。可以做到当遇到重要事件，直接挤占或屏蔽其他下级浏览视频权限，用于给控制中心显示需要。

●支持精细化权限设定：可针对任何一个用户，针对任何一个图像资源进行精细权限设置，比如可为每个用户设置对每个摄像头的权限(是否可以实时监控、录像文件点播、云台控制等)，权限类型和用户级别数量都没有限制。

●控制权限具有一定的驻留时间，驻留时间可根据用户要求进行设置，避免了频繁抢占控制的现象。

矩阵控制

●采用统一的设备控制接口，以支持不同厂家不同型号的矩阵和云台控制

●统一的设备控制接口的目标是只需要增加一些独立的设备驱动模块，集成到整个系统后即拥有通用设备具有的功能。

●支持组合矩阵，即支持通用的几种组合矩阵模型来扩展矩阵的输入输出容量

●支持基于串口的控制设备，也支持基于IP的控制设备

●目前已支持市场上所有的主流矩阵，包括MAX1000、AB、PELCO、Infinova、Bosch、VCON、Panasonic、NPE、红苹果、科力等，增加一个新的矩阵接入，只需要3天时间。

报警处理

●管理控制系统要求支持多种型号报警盒和报警主机的连接，连接方式可为串口、485或IP网络方式；支持远程报警及联动控制，支持报警联动工作表，支持报警参数设置，可在指定的PC客户端显示报警输入\输出、运动检测、视频丢失的细节信息列表，可设定报警显示次序。

●管理控制系统应能够对所有的监控用户进行人工或自动的审计跟踪，并保存审计记录。审计的内容应包括用户注册、验证、权限设置、注销等；系统应能对所有用户的所有操作过程进行记录，记录的内容应包括登录时间、重要控制动作、修改设置、报警处理、退出时间等等。对记录的资料采取严格的防护措施，不允许更改和删除。

●报警信息将通过客户端程序直观表现，并直接将报警数据写入数据库中进行保存。与报警数据相对应的视频图像将被加入特殊标签，方便日后查询。

键盘和宏语言

●管理控制服务器可直接连接MAX1000的矩阵键盘，不需另外增加协议转换器，操作员可以通过键盘完成绝大多数实时监视的操作。

●管理控制系统支持键盘的全网漫游，即全网的任何一个用户都可以使用同一用户帐号和密码登陆使用全网的任意一个键盘，

●支持多个监视器组成大屏幕，支持监视器权限设置和锁定，支持监视器和键盘复杂的对应关系并在屏幕上显示

●支持宏语言来编写宏程序，实现特殊功能；可录制键盘操作过程并保存为宏语言的程序

●在监视器上可以按预设的摄像机浏览序列自动切换；可以为每个键盘用户设定总会话时间；可以设定键盘的型号、串口等物理参数

●支持PC机模拟的虚拟键盘，即虚拟键盘是一个模拟实际键盘功能的应用程序，其界面、功能和实际操作方法和真实键盘基本一致；在一台PC机上可以同时运行任意多个虚拟键盘

干线管理

●具备模拟干线和数字干线管理能力，干线管理的方式有：路由选择、复用、锁定和抢占、抢占后处理和预留

●干线的路由选择是指每一次需要干线的时候能找到全网中最优(经过的节点数最少、尽可能复用原来干线、抢占的代价最小等)的一系列干线。支持任意拓扑结构的视频网络。

●干线复用是指多个节点上的用户查看同一个摄像机的时候要尽可能复用原来干线，避免占用新的干线

●在干线被占满，且有高级别用户需要查看新的摄像机的时候，就会发生抢占，抢占时总是抢占路径最短、抢占的代价最小(最高级别最低)的干线；同时，在高级别的用户锁定干线时，要保证低级别的用户不会抢占这些干线

●在高级别的用户抢占了干线时，原来占用干线的用户必须得到友好的通知。

●干线可以预留给一些节点和这些节点上的用户。

2.视频转发系统

视频转发系统是平台的流媒体服务处理单元，物理上由视频转发服务器组成，可实现数字图像的请求、接收和分发。

视频转发服务器通过网络接收编码器、硬盘录像机或其他视频转发服务器发送的数字码流，再通过网络实时转发给多台PC客户端或解码器，特别设计的流媒体技术可保证转发过程的图像质量和低延迟，以满足大量用户同时访问同一视频源的需求。

视频转发系统采用分布式体系结构，可实现分布式部署，数字图像可进行多次数字转发，网络连接方式可以为单播、组播和TGP方式。

视频转发系统具备高稳定性，支持防错冗余配置。

功能介绍：

■视频转发服务器支持分布式部署，可将图像在平台、指挥中心、汇聚点间进行多次数字转发。

■数字码流支持一个源分发给一个或多个的用户，其网络连接方式可以为单播、组播和TCP方式

■数字码流在分发过程中的保证图像质量的前提下每个节点的延迟不超过10ms

■视频转发服务器支持从一个网络地址转发到另一个网段的网络地址(即网络地址转换NAT)

■视频转发服务器单台服务器可支持100路图像的并行转发并增加视频源标签，多台设备可集群部署并支持负载均衡，即系统将均匀分配各台视频服务器的转发能力。

■视频转发服务器支持自动恢复功能，即当视频转发服务器意外重启，系统提供自动恢复机制，可恢复转发服务器之间的视频连接通路，避免出现图像显示中断。

■支持活动通知功能，视频转发服务器检测到监控用户对视频资源无任何操作，经过一段时间(可设置，如10分钟)将释放有关资源。

POSA架构

■采用PVG先进的POSA流媒体架构，将软件进行开放式的分层设计，能够在不改变上层应用软件的基础上，通过开放相应的驱动程序，实现和多个厂家不同型号和编码格式的数字编码设备进行互通，目前已能兼容海康、DVMUX、博康、大华等公司的MPEG2/MPEG4/H.264设备。

视频源标签

■视频转发服务器支持视频源标签功能，即系统可以在转发时自动或手动为每一路图像增加事件标签，标签包含视频源的基本信息，同时也可实时接收智能前端或编码器传送的智能视频内容分析信息，对事件做分析并定义，转发相应告警信息到指挥中心，并同时建立实时视频通道或直接转发相关视频到特定的显示区域。

防错冗余

■每台视频转发服务器都配置了若干条数字干线，通过冗余的数字干线配置，一旦网络出现故障，视频转发系统的自动路由机制将自动找寻可利用网络，保证应用。

数字干线管理

■数字干线指视频转发器之间用于传递数字图像的视频干线，根据网络容量，视频转发服务器之间的数字干线可以为1条或多条。

■系统具备数字干线的管理能力，干线管理的方式有：路由选择、复用、锁定和抢占、抢占后处理

■干线的路由选择是指每一次需要干线的时候能找到全网中最优(经过的节点数最少、尽可能复用原来干线、抢占的代价最小等)的一系列干线

■干线复用是指多个节点上的用户查看同一个摄像机的时候要尽可能复用原来干线，避免占用新的干线

■在干线被占满，且有高级别用户需要查看新的摄像机的时候，就会发生抢占，抢占时总是抢占路径最短、抢占的代价最小(最高级别最低)的干线；同时，在高级别的用户锁定干线时，要保证低级别的用户不会抢占这些干线

■在高级别的用户抢占了干线时，原来占用干线的用户必须得到友好的通知

接口支持

■可与PVG的客户端软件PowerExlore连接，实现完整的实时浏览和控制功能，并提供完整的开发控件-PIX控件，方便二次集成开发。

3.视频存储点播系统

图像存储点播系统提供数字分布式的存储方案，在系统中，通过图像存储点播系统能够进一步优化图像存储点播设备的存储功能，更合理有效的利用存储资源，为用户提供全网共享的无限存储空间，存储容量和地点均不应受限，分布的视频资源对用户而言要求是统一而完整的，通过图像存储点播系统的任意客户端软件均可看到全网的视频资源，并随时能够进行在线点播和检索查询。

图像存储点播系统通过网络对下属的多台图像存储点播设备进行资源和调度管理，图像存储点播设备的数量可根据需要灵活配置。

功能介绍：

●视频存储服务器可实时进行数据流量的监视与统计，根据统计实时分配数据流的走向，充分利用资源。

●在发生重大事件时，视频存储服务器能够将事件视频图像指定转发到相应地区实现存储。

●视频存储服务器能够将报警图像存储在特定的存储区域中。

●分布式存储结构：录象内容可存储在PC客户端、视频存储服务器、专用存储设备或带硬盘的视频编码器上，用户可通过客户端软件对全网的录象文件进行统一管理。

●支持存储服务器、磁盘阵列、NAS、SAN等多种存储方案。

●支持手动录象、自动定时录像、动态感知录像、报警联动录像、视频丢失报警录像、循环录像和报警预录像。

●支持录像按帧加标记，即系统可以在录像时自动或手动为每一个图像帧加标记，从而为视频数据的结构化处理奠定基础。

●支持三种标记方式：A手动B事件关联C识别处理

●PVG-RECSYS充分考虑到智能系统的发展需求，其帧标记的功能，可为智能图像提供事件标签添加和检索的接口，统一的开发控件PIX，可方便的提供给其它智能图像分析系统，将PVG的图像和智能分析结果集成显示。

本系统选用IP SAN，1400路实时图像存储15天共需130T存储容量，因此在每个网通汇聚点配备130T存储空间来满足项目视频存储需要。

●IP SAN技术的特点和优势：

ISCSI(Internet Small Computer System Interface)是由IETF(InternetEngineering Task Force，国际互联网工程任务组)组织在2003年2月11日完成定义的一种基于IP网络协议的数据存储协议标准。其根本点在于应用IP网络协议承载SCSI的命令，使数据块得以在广泛成熟部署的以太网环境下进行传输。通过ISCSI协议，借助千兆/万兆专用的以太网络连接应用服务器和存储设备，这样的解决方案称为IP SAN。

经过多年发展，IP技术已经非常成熟，IP网络实现了最高的可管理性和互操作性。IP-SAN作为一种崭新的存储架构和新的技术发展趋势，拥有SAN的一切优势，相比FC-SAN，其是一个开放、高性能、高可靠、高可扩展性的存储资源平台。它通过高速以太网络连接服务器和后端存储系统，继承了FC-SAN作为SAN的优点，弥补了FC的不同厂商之间兼容性差、维护和扩容成本高昂等方面的不足，并具备以下的自身优势：

●突破了距离的限制。相比FC的10公里传输距离的限制，IP跨长距离的扩展能力，轻松实现了远程数据共享、复制和恢复。

●较低的系统成本。充分利用现有的TCP/IP网络资源，人才易于获得，管理简单，减少了培训和人力成本。

●开放的IP标准。性能和容量的弹性扩展灵活方便，能自适应应用的改变。

●已经验证的传输设备保证运行的可靠性。以太网从1G向10G及更高速过渡，只需通过简单的升级便可得到极大的性能提升，充分保护了用户投资。

在视频存储系统中，我们将遵循上述要求。将项目中的存储系统当成一个资源库，通过视频存储点播系统不停的往资源库中写入视频数据，视频存储满足图像存储的需求。用户通过数字显示终端来实现数据查询，点播。

视频存储系统选用千兆网络数据接口，数据吞吐量大，单台服务器能够实现100个并发存储流。在系统中庞大的数据存储后的读写优化采取帧标记的形式提高速度。用户可按照查询条件来迅速查看所需资源。

图像质量是安保监控系统的核心，过去受限于网络带宽和存储成本，大多数行业普遍存储CIF(352X288)分辨率方式进行存储，导致经常出现案件录像不清楚的情况，根据目前技术发展的情况，本项目采用D1(720×576)分辨率进行录像存储。

网络带宽方面，若采用D1分辨率，使用H.264编码，当画面运动剧烈时，每路图像的带宽占用最高为2M，正常运动情况下的带宽占用为1.2-1.5M，运动轻微时仅为几百K。同时，本系统支持的数字干线管理策略，可保证在多用户访问单一视频资源时不会出现线路拥塞现象，而是根据权限分配数字干线的使用。存储容量计算

本系统存储容量和以下几方面因素有关：

●摄像机数量

●图像压缩格式

●图像分辨率

●图像帧速度

●存储码流

●图像保存时间

存储容量计算如下：

码流Mbps/8×3600×24×存储天数×视频路数/1024/1024＝存储容量TB

另外为了确保录像存储空间充足，建议预留10％的冗余。

为保证数据安全，存储系统采用RAID-5标准构建，以确保数据安全。

系统特点

1、应用平台稳定运行措施

稳定性是安防系统最基本和重要的要求，本系统应用了多种设计和技术，可提供电信级的高可靠稳定性：

●采用“系统组网”的设计思路，选用成熟稳定的网络视频管理平台产品，不需再进行复杂的定制开发，产品采用符合SOA的面向对象的分布式设计，经过严密的需求分析和体系结构设计，借鉴电信级软件的开发经验，经过严格的测试流程，是面向视频联网的专业见频监控平台产品

●分布式体系局部自治的设计，有效避免了系统级故障的出现

●系统各服务器均采用嵌入式产品，平台软件采用Linux操作系统，防备病毒困扰

●核心视频管理控制服务器支持双机热备。

●系统支持防错冗余，实时视频、历史录像及报警联动均支持抗毁性设计

2、先进可靠的录像方案

本系统采用专业的的存储产品，单机可支持128路图像的并发录像，并可同时20路图像的并发点播，支持防错冗余，在多个大型项目中成功应用。

系统采用先进的存储方案，比早期存储体系具备更高的性能价格比，支持RAID5、热插拔、电源冗余，可保证录像数据的稳定，提供完备的存储管理软件，可实现大型存储系统的各项功能。

3、海量流媒体分发

本项目应用的一个特点，是需要支持大容量数字图像的多级转发和并发录像，在技术基础上，要求平台软件具备大容量稳定的流媒体服务能力。

流媒体(Streaming Media)是指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流，具有连续性(Continuous)、实时性(Real-Time)和时序性(Continuation)的特点。为保证流媒体的质量，需要应用专业技术，解决从编码缓存、网络传输、网络接收、并发访问等一系列问题。

4、完备的权限干线管理

小型视频监控系统往往忽视用户权限和干线管理，大型的复杂系统会包括众多的用户和操作员，不同用户对共享的视频资源(摄像机、编解码器、录像文件等)有不同的操作需求和控制权限，当突发事件出现时，领导和管理者将同时需要看到事故点图象，紧缺的干线资源必须按照权限予以分配，系统的权限和干线管理至关重要。

本系统具备完备的权限体系，可实现任何用户针对全网任何一个图像资源进行权限设置，如可针对每个用户设置摄像头的权限，是否可以实时监控、历史点播、云台控制等。

同时，系统支持用户优先级级别管理，对同一个资源，如果两个用户均具备相应的权限，级别高的用户可以抢占级别低的用户的对该资源的拥有权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知。支持Keboros加密算法实现用户权限的全网漫游

本系统具备完善的干线管理机制和优化透明的动态路由选择算法。支持星型、树型、环型任意拓扑结构的视频网络，支持干线的复用、抢占和预留。

5、强大的配置维护管理和网管功能

复杂的分布式网络视频系统需要实现多个子系统的互联，初次安装调试可能会需要进行几千甚至上万参数的配置，实际运行中也经常需要新增设备或进行参数调整，这些工作已无法通过简单的命令行语句来完成，依托开发人员来完成系统设置和维护将导致系统实施成本剧增并无法完成向业主的交接。

系统提供专业的配置管理软件、维护管理软件和网管软件，通过全网一致的图形和表格把相关概念集中起来，使得复杂的配置网管和维护管理变得简单可行。

系统通过程序自动探测所有数字设备的地址，并且能够直接通过网络进行配置管理和控制，所有管理功能，都能够在任意远端通过网络进行。数字设备具备即插即用的功能，只需要接入以太网分配IP地址，连接摄影机就可以随时观察远程图像；通过软件可监控所有编解码器的状态，方便定位故障设备，在系统运行状态下可以对各编解码器进行维护、检修、升级，而不会影响整个系统。

系统支持全网设备的自动轮巡，可定时对全网设备的运行状态进行检测，满足内保平台对设备管理的要求。

系统提供基于SNMP协议的完备的网管功能。

6、报警信息的集成管理

在视频系统中，报警系统可作为独立的设备，也可被纳入到统一的平台管理下，用户不需要再另外购买独立的报警软件，视频管理控制服务器可通过RS232/485或IP网络直接接收报警主机的传送的各类报警信号，实现本地的报警联动功能，并可将报警信号转发至核心平台的管理控制系统进行集中处理，可在指定的PC客户端显示报警输入\输出、运动检测、视频丢失的细节信息列表，可设定报警显示次序，并支持报警联动工作表和报警参数设置。

7.报警联动设计

报警系统现状

各智能楼宇将要建设紧急报警系统，当智能楼宇内发生各种紧急情况时，智能楼宇能够及时将入侵信号告知监控中心人员。在智能楼宇门卫处设置有报警按钮，当确认有报警情况发生时，保安人员会触发报警按钮，智能楼宇报警主机会将报警信号发送至监控中心报警主机，监控中心也会知道哪个智能楼宇有报警触发。

但是，当前的报警系统仅仅实现了警情的通知，监控中心用户没有任何渠道来了解报警地点的状况。另外，报警信息也不能传递给公安机关，无法实现第一时间的警情响应。

在这种现状下，我们提出报警系统与视频监控系统的联动。

报警系统与视频监控系统的联动

为了使报警系统能够得到更高效的应用，应当实现与视频监控系统的联动。视频监控系统可以提供丰富的视频资源，让用户在收到报警信号的同时可以第一时间看到报警发生地点的视频图像。另外，通过监控中心的边界系统，可以将报警信号及视频图像同时提供至公安系统，公安机关可以更及时地判断警情，处理警情。

在本项目中，有两种报警触发方式及处理方式。

一种是通过智能视频分析系统触发报警，，当视频图像中出现了触发分析规则的情况，智能视频分析系统会发出报警信息至视频管理控制服务器。视频管理控制服务器收到报警信号后会执行以下动作：

●自动将报警图像切换到智能楼宇保卫室监控客户端上，提示保安人员。

智能楼宇视频管理控制服务器在接收到报警信号后，将报警图像切换到监控中心监控客户端上。

通知存储系统，自动在发生报警情况的视频图像中加入帧标记。

报警联动流程如图8所示。

另一种报警触发是通过设置在智能楼宇门卫处的报警按钮将报警信号传输至智能楼宇报警主机，智能楼宇报警主机将报警信号发送给智能楼宇管理控制服务器。视频管理控制服务器在收到报警主机发来的报警信号后会执行以下动作：

智能楼宇视频管理控制服务器将报警信号发送给监控中心管理控制服务器，监控中心管理控制服务器在接收到报警信号后，将报警图像切换到监控中心监控客户端上。

Claims

1.一种智能大厦建筑建设期间安防系统，其特征在于：包括安防管理平台主系统，其包括由电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备组成，构成由视音频监控装置为主体的安防集成管理装置；电视监控设备、防盗报警设备、门将管理设备、GPS定位设备、巡更管理设备之间通过网络实现互联；该装置还包括网络摄像机，通过硬件兼容网络数字硬盘录像机，以及报警装置和巡更装置的网络音视频监控管理装置。

2.如权利要求1所述安防系统，其特征在于：所述的安防系统可以与如下设备连接：建筑设备自动化设备、背景音乐播放器设备、火灾自动报警设备。