技术方案
1 项目概述
本项目根据某大酒店监控项目的实际管理需求，采用现代化的技术手段，建设一套数字化、网络化、高清化、集成化的综合安防系统。具体需求如下：
1）监控前端建设：在室内走廊、室外公共区域增加网络高清摄像机。
2）存储系统建设
存储系统作为监控系统的记录、回查中心，根据管理需求，和安全级别不同，采用不同的存储标准及存储设备。根据实际的监控要求，部分要求较低的监控点位可以根据需要，降低存储标准，满足正常使用可以保证系统更长的存储记录时间。
3）监控中心建设
主要用于公共区域安全监控管理，设安保监控中心及设备间。其中包括装修改造、机房整理工程：对现有监控中心及设备机房进行装修改造，设备机房、监控室更新防静电地板；更新控制室空调；更新新风系统；改造原有配电控制设备并移机至设备间北侧房间；拆除整理设备机房等。
4）供电及防雷系统建设
系统配电采用分布式集中供电，以建筑物为单位配置供电集结点，每个集结点配置一个PDU电源分配器，前端设备由就近集结点供电；中心设备利用原有UPS设备。
室内及壁装监控摄像机等电口接入摄像机采用POE供电，室外枪机和快球等光口接入摄像机摄像机采用12V或24V电源供电。
根据现场的环境，安装于室外立杆的摄像机均需配置电源防浪涌保护器。摄像机采用地线的方式接入到原有电杆的防雷系统上。
接地系统：严格按照国标50348要求控制中心综合接地电阻按照规范小于1Ω，设备的工作接地，保护接地（包括屏蔽接地和建筑防雷接地）共同合用一组接地体的联合接地方式。
1.1 系统设计原则
为了达到国内领先的目标，该系统设计应该充分考虑系统的合理性、先进性、实用性、可靠性、稳定性和可扩展性的原则。
l 合理性原则
为了保证整个系统从设备配置到系统构成的合理性，系统设计根据实际状况和建设治安防控系统的具体要求，充分满足用户在使用中的各项功能要求。为了保证系统的顺利使用以及与已建成系统集成的顺利进行，本系统的建设需要提供开放的软件接口，提供底层的API，从而为将来开发出实用而简易的集成软件，完成系统集成打好基础。
l 先进性原则
当前，计算机及通信技术高速发展，使得系统的设计不但要考虑充分利用当前的最新技术，而且还必须考虑随着技术的进一步发展，能在系统中不断溶入新技术，使系统始终充满活力，始终保持一定的先进性。在视频监控系统的设计中，对所有设备和相应软件的设计中，应该选用国际先进的视频监控设备和系统，从而既保持传统监控系统图像质量高的特点，同时能够彻底解决监控系统数字化、网络化过程中的瓶颈问题。真正实现国内先进水平的目标。
l 实用性原则
系统的建设应以实用性为基本原则。系统功能必须满足监、控、存、查、管、用的基本要求，硬件和软件平台界面友好、易学易用、使用方便、图像清晰；采用统一的系统标准和通信协议，使整个系统中各个子系统间能互联互控，充分发挥整个系统的功能。
l 可靠性原则
保证安防监控系统安全、正确地完成相应功能，保证系统的完整性、正确性和可恢复性，系统的不稳定因素要从硬件、软件系统协同运行中给予充分的防止。如有发生也应做到可即时地恢复，所有产品均具有正式的出厂合格证明和权威机构的质量认证。
本系统的规模无论在网络、系统平台，还是在系统应用方面都具有相当的规模，系统的运行可靠性是主要性能之一。保证对系统提供24小时不间断服务。
系统的可靠性主要表现在以下几个方面：
前端摄像系统的可靠性
信号传输系统的可靠性
数字编解码系统的可靠性
视频存储系统的可靠性
视频管理服务器的可靠性
网络系统的可靠性
软件系统的可靠性
系统在设计上采用以下容错办法：
后备电源系统
主要设备的备品、备件
RAID 5容错机制
硬盘MTBF≥10 万小时
图像数据远程复制技术
l 可扩展性原则
可扩展性原则主要体现在系统横向和纵向的扩展能力上。在系统横向扩展方面，智能视频监控系统在满足当前视频监控需求的基础上，应该非常方便的扩展容量，可方便实现更大容量的视频监控系统。在纵向扩展方面，视频监控系统具有良好的兼容性和通用的软硬件接口，用户可在其基础上进行二次功能开发（如图像智能分析等）。
随着系统以后的扩展，用户容量将会不断扩大，新的业务功能的要求将会层出不穷。这要求系统具备良好的可扩展性，所以在系统建设的初期，首先立足于近期的应用需求进行系统配置，而以系统的可扩展性来保证今后5~10年内的发展需求。
系统的各个组成部件选用标准的硬件和软件，各个子系统的设计模块化，使系统可以通过模块堆叠的方式进行扩展；各部分、各小系统的接口规范化，从而使软、硬件能够平滑升级或更新，网络节点的增减对网络性能的影响不大。系统的可扩展性主要表现在以下几个方面：
视频管理系统的可扩展性
视频存储系统的可扩展性
网络系统的可扩展性
数据库系统的可扩展性
外围设备的可扩展性
应用软件系统的可扩展性
l 安全保密性原则
整个信息系统安全的问题，是系统建设中一个优先考虑的关键，所以整个系统数据要充分安全，要严格实行操作按级管理，对关键数据实施特殊保护，各种操作要做好记录，便于查找。图像传输网络的建设需符合公安部的有关规定，充分考虑网络的安全性和保密性。
由于本系统涉及到对楼宇内的实时监控、数据传输量大及使用人员多，故安全性和保密性就显得十分突出和重要。在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。
l 网络的安全性
数字图像网络借助于单位数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。
l 软件系统的安全性
操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设定。系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。
l 应用程序级的安全性
所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统。所有的操作人员均应规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。所有的操作、错误均应有日志记录，并可以根据工号或操作查询。除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。
1.2 系统介绍
目前，整个安防监控行业已经进入了网络监控的时代，各行业联网监控需求的快速增长，对监控系统建设提出了全新的要求。普通监控厂商由于能力限制，很难涉足开发酒店监控系统的各个方面，在实现网络监控需求时其重点还是在各个子系统之上去考虑上层软件的设计。当酒店监控范围不断扩大，海量的视频存储需求不断增加，业务需求越来越复杂和灵活时，由于普通监控厂商无法从网络监控的整体架构角度对所有网络监控的组件进行优化，只能依靠上层软件被动的去整合异构非标的硬件、不同厂商存储、网络等，系统设计已经存在一些不可逾越的瓶颈。因此，才会出现依靠流媒体服务器、网络转存服务器、设备代理服务器等组件来实现不同异构设备之间的媒体处理和信令处理，当面对海量多媒体信息管理存储的需求，这些设备的集群、负载均衡、故障倒换等可靠性设计以及其整体架构的性能瓶颈已经成为阻碍酒店安防监控发展的重要因素。
因此，本次某大酒店监控项目安防监控系统设计采用安防监控系统解决方案本质上是一个通用的支撑多媒体综合监控、会议通信、语音通信、信息发布应用的中间件平台，即可以支撑管理平台组件也可以支撑多媒体编解码终端设备和多媒体应用存储设备，基于联网监控需求对整个酒店安防监控系统的所有组件进行融合优化，满足酒店安防监控系统的全局看、控、存、管、用业务需求，它的出现能够解决当前酒店安防监控系统不可逾越的瓶颈，满足多媒体融合应用的需求，同时更好的支持合作伙伴面对客户提供个性化增值应用解决方案。
2 系统架构设计
系统采用模块化设计思路，分为前端采集系统、传输交换系统、管理控制系统、视频音频存储系统4大部件。
3 前端采集系统
前端采集系统通常包含数字视频编解码器和IP网络摄像机。前端采集系统支持H.265,H.264、MPEG4等多种标准编码格式，并可提供各种不同分辨率规格及接入能力，可支持实时流和存储流双流设计，码流可以根据用户需求任意调整。前端采集设备应采用电信级制造工艺，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。
4 传输交换系统
采用网络资源对前端视频传输的数据进行接入、汇聚、交换，通过设备自身安全特性和防火墙等实现对边界安全接入的控制，同时可通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。
5 管理控制系统
包括专用的视频管理服务器、数据管理服务器、客户端和流媒体服务器，视频管理服务器是用于集中认证、注册、配置、控制、报警转发控制的专用信令服务器，可以实现完善的视频编解码设备网络管理功能，支持多台信令管理服务器相互协同工作组建多级多域的管理平台。
数据管理服务器主要功能为管理存储设备、存储资源和视频数据，支持对系统所有存储资源进行全方位的监控和管理，支持不间断的视频检索、回放等业务。
客户端可以提供友好方便的人机界面功能，包括监控对象的实时监视监听、查询、云台控制、接警处理。
6 视频音频存储系统
专业的IP存储技术和强大的数据管理服务器构建完善的网络存储系统，存储资源可以根据需求分布式部署并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部署，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能，同时视频图像的NAS备份功能。
7 系统组网拓扑
本方案设计拓扑如下：
 

方案说明：
如上图所示，综合安防管理平台是整系统的视频图像系统的核心控制管理中心，通过该平台完成整个系统内所有图像资源的联网图像的调度、管理、分发和互通功能；通过视频管理服务器完成视频图像的接入、认证、权限分配；通过流媒体服务器完成实时图像分发、实时图像的调阅和分发功能。
酒店区域重要场所联动报警、门禁、对讲和消防等安防之系统，实现联动显示，解码上墙；对于设备监控，联动消防报警实现联动显示，解码上墙。
8 前端产品选型和设计
对于酒店安防监控系统来说，各种应用场景和监控产品已经相关的设计，选型直接关系到整个系统的效果，也直接影响到用户的使用情况。
网络摄像机的建设
在新建监控系统和部分重要区域以及室外监控点采用高清IPC模式。
随着高清监控系统的普及，模拟摄像机+编码器的模式已经无法提供足够的监控分辨率，网络摄像机产品随之诞生。网络摄像机分为标清网络摄像机和高清网络摄像机两类。标清网络摄像机可提供D1（720×576）分辨率视频图像采集；高清网络摄像机可提供720P（1280×720）和1080P（1920×1080）两种分辨率视频图像采集。
网络摄像机作为前端视频采集设备，可支持H.265 HP级别的视频编码格式，提供高分辨率低带宽的图像采集（720P、1080P、4K等更高级的图像效果）。采用电信级可靠性设计，满足复杂环境下的部署能力，支持PoE供电，大大简化监控系统的布线成本。
对于街道街道楼、办公楼、宿舍楼等建筑出入口的宽动态场景、狭长的走廊、低照度场所均能提供相应功能的产品。尤其针对街道建筑中常见的个别监控点位超长（超过100米）情况，优化后的半球和枪机均支持不增加任何附加设备即可传输至150米~250米；



H.265 HP 编码格式能够在保证高清图像质量的前提下将IPC的传输码流降至2M(720P)、4M(1080P)，极大的降低存储空间，解决了智能楼宇项目中采用全高清系统导致存储成本过高的问题；
对于电梯半球，采用无线组网的方式品，它集成了TDMA、AC Management、RateCtrl、AllChannel、AutoAck、InfoSync、Traffic Shaping、VLAN、802.1x等多种功能，使系统更稳定，传输距离更远，吞吐率高，抗干扰性强。适用于室外中短距离，点对点，点对多点传输，应用示意图如下：

一般场环境下摄像机的选型原则
在人员较多的出入口和楼梯口需要安装高清的半球摄像机或者枪机。
在电梯安装广角半球型摄像机，并通过视频编码器进行编码接入。
空间较大，光线充足，监视范围广，要求摄像机有较大的视野，安装高清网络摄像机，和快球型网络摄像机。高清网络摄像机采用180°拼接的方式进行大画面监控，进行球机联动，球机自动跟踪进入监控区域的人员或者车辆。紧急情况下，可切换为手动模式进行PTZ操作。
室外及周界场所
室外及周界场所夜间照度较低，在没有有效补光的情况下，需要摄像机配备红外灯进行补光，才能实现更佳的监控效果。因此，在室外及周界场所，推荐选用带红外补光的低照度高清网络摄像机。
室内场所在夜间通常不会进行补光或只有少量补光，因此，需要选择配备红外灯或支持低照度的摄像机。选用室内低照度高清网络摄像机，也可选用带红外补光的低照度高清网络摄像机。

 
普通低照度网络摄像机与低照度网络摄像机对比
在室外环境中，其照度环境更为苛刻，普通的低照度摄像机仍然不能完整的呈现出彩色效果。此时需要采用星光级超低照度摄像机，可以在星光级的照度下（0.0002LUX）呈现出鲜明的亮度和色彩效果。

 
低照度网络摄像机与星光级超低照度网络摄像机对比
建筑出入口场景
酒店内建筑出入口往往光线反差比较大，普通摄像机很难看清进出人员的面部细节。因此，需要选用支持宽动态的高清网络摄像机。推荐使用支持宽动态的高清枪式网络摄像机。也可选用支持宽动态的高清网络半球或枪式摄像机。

 
普通网络摄像机与宽动态网络摄像机对比
室内及室外大场景监控
室内及室外动点通常选用高速球型摄像机。但普通室外高速球型摄像机透明罩易老化污损，需要经常进行维护。室内高清球机采用低功耗无风扇设计，可通过PoE+进行供电，简化布线。室外高清球机创新的采用高透玻璃并增加水镀膜，避免灰尘和雨水的附着。
室内走廊
室内走廊为狭长型监控区域，采用普通16：9分辨率摄像机监控时的有效监控场景较小。因此，需要选用支持9：16分辨率的网络摄像机。
 

普通网络摄像机与走廊模式网络摄像机对比
网络摄像机性能特点
采用H.264 High Profile编码算法：网络摄像机采用H.264最高级别的编码算法，在确保更佳的图像质量的同时，大幅降低码流带宽。720P高清码流可低至2Mbps，1080P高清码流可低至3～4Mbps，大幅降低系统的存储成本。
业界领先的低延时：网络摄像机通过合理的网络优化，可实现行业领先的网络延时。端到端延时可低至100～140毫秒，接近模拟监控系统80～100毫秒的延时水平，远低于行业普通厂商300毫秒左右的延时级别。
灵活的OSD叠加：网络摄像机可实现灵活的OSD设置和叠加。将其他设备采集的楼层、环境温度、湿度、车牌信息、承重、云台信息等叠加到视频图像当中并进行存储。实现更有效率的视频监控。
9 存储设计方案
9.1 存储需求分析
安防监控系统的存储平台具体要求如下：
要求监控控制平台的数据库在纪录图像信息的同时，还应纪录与图像信息相关的检索信息，入设备、通道、时间、报警信息等，对于需要长期保存的信息可配置专用存储设备备份。
图像存储设备满足采用H.265或MPEG-4/2视频编码格式进行图像存储。跟进需要扩展G.711/等音频编解码器标准实现音频同步存储。在AVS系列标准成熟并且证明适用于监控领域后，宜优先考虑采用AVS标准。
具有足够的扩展空间，存储的图像数据应保证1080P(1920×1080)以上的图像分辨率；
应考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源；
支持图像纪录、网络回放的双工、双码流模式。
设备管理：要求平台内的存储系统，在同一的管理平台下，实现对所有存储软硬件资源的配置及查询，系统性能的实时监视，系统设备的故障报警监视、故障诊断、及定位分析、报警日志的创建及维护等。
安全认证：验证用户的访问权限和优先级，监测和纪录用户进行的访问和操作等；验证接入设备的合法性，并注册合法设备。
9.2 监控系统存储模式对比分析
目前主流的监控存储方式一般有IPSAN直接分散存储和集中存储，其中直接存储方式包括：
通过专用存储管理服务器转发
前端设备直写存储设备
因此对于专业性的酒店安防监控系统来说，集中存储是必然的选择。
基于流媒体服务器（存储管理服务器）转发的集中存储，是目前较为普遍的集中存储模式，但是该模式有一个根本性的缺陷难以得到彻底解决，即服务器的瓶颈问题。
所有的前端的存储数据流都要通过一个或一组服务器进行转发，服务器的性能必然成为整个系统存储性能的决定性因素，随着存储量的上升，不仅存储设备需要升级，存储服务器也需要随之升级，极大的增加的扩容成本。同时，所有的存储流均要通过服务器转发，增加的系统故障点。
而前端设备直写存储设备的模式，就有效的解决了上述问题。存储管理服务器仅需完成前端设备和存储设备之间的信令管理，无需进行数据转发，极大的减轻了服务器的性能压力，消除了网络瓶颈，降低了扩容成本，提高了存储效率。
本项目彩用一体化综合安防应用服务器，可实现的功能与大型专用平台基本相当。通过视频管理服务软件，实现IP视频监控系统的统一管理、统一控制、统一存储、统一媒体转发调度。软件系统各部件之间采用标准的信令、媒体、存储和视频编解码协议，实现电信级的高可靠性保证，满足电信级和高端行业应用的可靠性要求。
9.3 存储设备选型分析
存储需求分析
在酒店监控项目安防监控存储系统建设中，必须考虑影像数据的保密性和对网络带宽的影响，监控录像数字化采用分布式存储集中管理的网络存储技术已经成为主流应用模式。IP智能监控存储系统，采用专业标准的存储设备，进行分布式存储集中管理数据存储模式，有如下优点：
监控画质清晰
可选FULL HD（1080P）、HD（720P）、D1、2CIF、CIF等多种不同清晰度监控画质，音频上可扩展支持必要的扩展G.711/ G..723 /G.729标准，确保实时监控画质、音质。还原历史监控影像完全相同，并可支持高清，达到清清楚楚监控、事后取证准确、精准支撑决策的监控效果，真正实现监控系统部署的意义。
存储系统的性能
由于存储系统不仅要支持多路摄像头的监控数据为并发实时顺序写入，同时要满足多级监控中心对同一数据源的多路并发随机读取，对于存储系统带宽、持续写性能、控制器处理性能要求很高。存储设备的控制性能、持续读写带宽必须需随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性能的瓶颈。
业务可靠性高，监控数据安全性高
事后取证的保障
采用标准、专业存储设备集中存储监控录像，保障监控数据安全、系统安全。
存储容量不受限制，存储系统采用分布式存储集中管理设计，配合虚拟化技术无限扩展能力，监控录像保存周期和保存数量可随需延长。
存储系统采用企业级SATA硬盘，其安全性远高于IDE硬盘，可保障监控数据的安全性，事后监控、调阅、调查有充分保障。
硬盘可实现RAID保护，并采用热备盘进行二级保护，进一步保障监控数据的安全性。
录像影像资料的检索速度－业务效率和快捷
快速精准的检索
采用数据块指针纪录技术，实现历史影像资料的基于指针数据库的检索，检索效率相对基于影像基于文件检索速度从数十分钟提高秒级，同时指针数据库考虑考虑对录像文件的采取防篡改或完整性检查措施；支持按图像来源、纪录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时并发访问同一数据源。
成熟标准的技术，开放兼容互通性
存储系统多采用标准化协议，系统兼容性风险较低。
系统的不同应用可能基于不同的平台（WIN2000 \SUN SOLARIS\IBM AIX\HP-UX\LINUX等等），可能是一个异构环境，因此系统必须具备良好的开放性和互连性，才能确保存储备份系统基础设施功能的充分发挥。
系统方便和NAS、DAS、SAN等各种结构的存储网络集成，并方便和以太网存储系统整合。
可管理性
在统一监控模式下，可统一监控整个监控系统中的数十台，乃至数百台的存储设备的运行状态，实现集中管理。另外，由于采用专业存储设备，降低了分布式DVR带来的维护工作量大、数据丢失频繁等问题，降低了日常维护工作量。
经济性和投资保护
方案设计应具有前瞻性，在可预见的未来的设备改造中，要保证现有系统能最大程度的被继续使用，使目前的投资未来也能发挥较大的作用；
方案设计能以较低的成本、较少的人员投入来维持系统运行，提供高效能和高效益。尽可能保留并延长已有系统的投资，减少以往在资本与技术投入方面的浪费。
数据管理性
系统设备必须采用智能化、可管理的设备，最终能够实现监控、监测整个备份系统的运行状况。通过先进的管理策略、管理工具提高设备的运行性能、可靠性，从而简化维护工作。
易用性
系统能够方便地进行系统检测、监控、日常维护等方面的管理,具有良好的客户界面。
IPSAN监控存储系统特点
l 集中统一管理
存储设备可以在物理上分布部署，但是在逻辑上可以在一个界面下进行统一管理，满足今后对视频信息/资源进行综合利用的需要。
l 高可靠性
采用监控级SATA磁盘，其平均无故障时间≥100万小时，系统稳定可靠。VX1624-EB基于专业的监控存储设备，在散热、振动、数据保护方面均采用专门的设计（例如通过RAID技术进行数据安全保护，支持硬盘顺序加电，冗余的电源、风扇设计等）。
l 扩容简单
多台NVR设备可以通过堆叠的方式不仅能实现容量的扩充，还能同步实现系统性能增长。
l 支持iSCSI直存，消除服务器瓶颈
VX1624-EB支持前端设备通过iSCSI协议直接写入数据，无需通过服务器转发转存，提升系统可靠性，消除系统瓶颈。
l 采用块存储模式，支持秒级检索
与传统文件存储方式不同，IPSAN采用数据块的方式存储数据流，使存储粒度更加细腻，支持秒级检索和回放。
IPSAN是专业的数据存储，为高可靠性监控解决方案，IPSAN集iSCSI存储、写缓存镜像、数据永久保护技术与业界顶级的磁盘管理技术于一体，具有高性能、高可靠性，灵活扩展性、高密度、简单易用等特点，并提供全方位的冗余设计为用户数据安全保驾护航。
本项目采用VX1624-EB系列IPSAN，存储时间为60天，需要2台VX1624-EB，需要48块8TB硬盘。
IPSAN的产品特别包括：
l 高速镜像写缓存，写缓存通过×8 PCIe2.0进行控制器之间镜像，保证故障切换后用户数据的完整性
l 虚拟IP动态迁移，当控制器故障发生切换时，故障控制器上的业务IP自动迁移到另一控制器上，保证业务的连续性
l 支持iSCSI块直存技术，解决文件存储固有的碎片问题
l 视频专用缓存算法，极大的提升了磁盘访问性能，并延长硬盘使用寿命
l SSD Cache，对热点数据进行缓存，大幅提升热点数据的访问性能
l 动态调整重建速度，根据当前系统繁忙情况自动调整重建的速度
l 秒级重建，只重建数据发生变化的条带，可将重建时间缩短至秒级,
l 快速重建，通过拷贝方式重建数据，在较短时间内将数据迁移至热备盘
l 磁盘预拷贝，支持磁盘健康管理，对有风险的磁盘提前进行数据预拷贝
l RAID自动巡检和磁盘故障修复、磁盘坏块重映射功能有效降低磁盘故障
l 硬盘容错处理，在阵列多个磁盘错误的情况下，仍然保证业务可持续
l 提供阵列N+1备份，阵列失效，数据自动切换，保证业务连续性
l 阵列多块磁盘失效，视频数据可读，保证数据的可用性
l RAID超级块的多备份设计，提高阵列的可靠性
l 数据保险箱功能，在系统异常断电时可以继续供电以保证将缓存数据写入数据保险箱，保证数据的完整性
l 支持链路聚合和动态故障切换，在保证数据读写带宽的同时保障数据通路的可用和畅通
l 配合IMOS平台，实现前端缓存补录保护，N+M保护
高品质的硬件设计
l 独具创新的4U高24盘位，589mm深度，适用于最广泛的机柜安装，且节省空间
l 基于Intel64位多核处理器、支持ECC DDR3内存和64位专用存储操作系统，保证系统在7*24小时海量视频数据连续存取时的稳定性和可靠性，系统可用性达到99.999％
l 电源、电池、风扇模块化冗余设计，支持热插拔及在线更换
l 系统watchdog功能，在系统故障时将强制系统进入安全模式，高速缓存中的数据将被存入数据保险箱，数据保险箱存储介质可以和阵列硬盘一起漫游到新系统，系统恢复安全、简便
l 独有双BIOS设计，保证系统可靠启动和更新BIOS
l 硬件过载保护机制，当温度异常升高达到硬件保护门限，则系统会自动关机以保护磁盘数据
l 采用磁盘顺序加电方式，降低启动冲击电流，确保系统电源安全
l 独特磁盘防尘防震设计，有效阻挡灰尘，降低硬盘共振传递以及外界冲击
三维线性扩展
l 逻辑资源的在线无缝扩容，可实现本设备的跨阵列纵向扩容和跨设备的横向扩容
l 标配8个千兆业务接口，可再扩展8个千兆业务接口，或4个万兆业务接口，后端扩展模块支持4个x4 SAS Gen 2接口。
简易维护管理
l 图形化多设备统一管理、监控存储配置一键操作、全面的实时环控监测
l 强大全面的告警机制，支持指示灯告警、邮件告警、蜂鸣告警、短信告警、数码管告警、SNMP告警等
绿色环保节能
l 对没有数据流量的硬盘进行休眠，减少硬盘功耗，提高磁盘的使用寿命
l 风扇多级调速技术，智能温控风扇转速，降低系统能耗
存储容量及配置
本项目共有153路4Mb/s高清前端监控镜头，1080P图像，25帧/S视频24小时不间断存储60天历史图像数据。数量庞大的高清监控镜头，需要有一套能满足视频流并发性能的存储系统。为保证足够的网络带宽来满足海量视频流的存储与读取，以及对数据安全性的考量，本项目采用分布式架构的存储，通过聚合存储节点的网络带宽、硬盘I/O、CPU计算性能、缓存等存储部件来满足视频周期性存储的需要。
高清视频图像存储空间
本次项目拟新建和利旧视频监控153个高清视频监控，视频存储60天。采用ISCSI存储。
采用1080P（1920*1080）的图像分辨率格式进行存储，4096Kbit/s实时码率，保存60天。
单个摄像机1天存储量：4096K*3600*24/1024/1024/8=42.1875GB
153个摄像机60天4096Kbps码流存储数据量：378TB
硬盘数量为48块8T硬盘
10 承载网络设计
总体设计要求
保证网络带宽；
保证网络可靠性；
保证接入安全性；
降低接入线路成本；
保证网络对视频的承载能力。
网络质量要求分析

 
安全需求分析
安全保障需求是一个动态的需求，现阶段安全需求主要有：
物理上安全需求
对机房场地的设计和建设按照相关的规定，采取一定措施以防止水灾、火灾、自然环境事故、防止设备被盗等。
对提供的所有设备在本身上是安全可靠的。
信息保密和完整性需求
防止数据在链路上被截获而造成泄密，保证数据的一致性，尤其是防止未经授权对数据新增、修改或破坏。
数据的安全性
由于“某大酒店监控项目安防监控系统”的建设关系到酒店的安全，它的安全性就极其重要，因此，对数据的安全性要引起足够重视。
接入终端的安全性
对接入终端要有很好的安全控制保障，有控制，有认证的接入。禁止非法用户使用各种攻击手段对网络进行破坏或者盗取数据
信息安全保密服务
信息安全保密服务包括：全方位的网络安全保密咨询、网络安全保密技术培训；静态的网络安全保密风险评估；特别事件应急响应等。
11 安防监控中心设计
安防监控控制室
监控中心控制室包括电视墙和控制台两个部分。
中心屏显系统：中间采用12块46寸显示器，可滚动显示有关信息。配备综合显控单元连接，获取高清视频信号。操作台配有高性能的管理服务器，实现多路视频上墙显示、拼接显示等功能。
视频解码器选型
视频显示部分完成视频信号的解码及输出显示，这部分主要包括监控媒体终端，还包括电视墙、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
监控媒体终端同时具备视音频解码、输出和网络接入功能，可以把来自前端采集设备传送过来的组播IP数据包进行数字化解码，还原成模拟视音频信号后输入到电视墙、大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
此外，方案还提供客户端软件，该软件可以通过视频管理服务器对监控媒体终端的输出进行灵活的控制，实现数字矩阵的功能。同时内置软件解码工具，支持多路视音频信号的软解码，使得用户可以直接在PC上对监控内容进行实时查看或历史回放查看。
监控图像的显示有两种方式：
第一种是用PC机的软件解码来观看图像；
第二种方式为通过硬件解码器的方式将IP数字图像解码成模拟信号上电视墙。
综合显控单元主要功能是从网络上获取视音频数据流，将数字信号转换还原为模拟信号，输出到监视器、电视墙、多媒体大屏幕、调音台、功放等模拟视音频设备。
视频解码器作为后端各级监控中心的视频、音频信号输出设备，需要具备以下功能：自适应各种视音频编码方式；支持高码流视频解码能力；设备稳定可靠适合长时间运行；易管理，配置简单。
12 管理平台
管理平台介绍
管理平台主要包含酒店常用的功能和业务，集视频监控系统、报警系统、门禁系统、消防报警系统和酒店车辆管理等模块，为酒店提供应急指挥、运维管理、移动监控等服务，满足一线安保人员日常工作要求，提高日常工作效率。
软件架构决定从根本上决定了可视化报警管理平台所能提供的业务服务的规模和水平，采用最先进的技术架构，支持多种安防子系统的快速接入，提供丰富的客户端呈现方式，支持手机、2D人机交互界面，满足不同用户的实际需求。

 
管理平台需求分析
作为整个酒店安防监控管理系统的中心和心脏，所有的前端数据都要传输到该处进行分析、处理、存储和转分发。该部分重点要考虑如下的功能需求：
1）实时图像点播
根据需要，可将前端的任一路或者任几路图像调用到显示设备进行直观显示，以了解现场实时情况，进行快速的分析处理。
2）轮切业务
根据定制的任务，进行自动切换显示，以对切换组内的前端区域进行宏观的观察控制。支持DC和客户端的轮切。
3）远程控制
根据需要，对前端的一体化摄像机进行旋转、放缩、转速、雨刷、红外、加热、辅助照明等控制，支持监控中心和前端的双向语音和语音广播，通过前端的扬声设备对区域内的有关人员发送语音信息。
4）历史图像检索和回放
通过设备、通道号和时间段（可选），或通过报警信息，用户可以检索到已经录制的历史图像列表，并根据需要进行回放观看；也可以通过拖拽时间指针实现可以对回放进行正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧播放、暂停抓拍、录像下载等操作。可以控制图像的分屏显示、全屏显示、多路视频同步回放。
5）报警管理
系统支持视频报警、报警报警、门禁系统、消防报警系统和车辆管理系统的报警信号接入，当系统布防时，一旦接收到报警信号，系统将按设置的联动关系表启动相应的报警联动项目，比如声光报警装置、制定的分控/客户端提示、调出对应区域的视频图像等等，及时通知提醒职守人员，以方便职守人员进行快捷的观察分析和处理。支持报警联动存储，在报警联动时将对应图像存储。
6）用户和权限管理
支持多级用户管理、用户组管理、角色管理，每个用户有独立的用户名和密码。通过角色管理实现用户的权限管理。系统有一或多个系统管理员，对全网的用户有配置权限，可选择用户对设备的操作权限。不同级别的用户和管理员有不同的优先级别。
7）分控及客户端管理
分控及客户端的注册管理、用户权限等级管理、在线监控等。
8）良好的人机交互界面
客户端支持图形化的配置界面，所有的增删改查操作全部可以通过图形化的操作完成，所见即所得。提供日志功能和日志报表功能，整网设备运行情况一幕了然。系统支持电子地图功能，支持通过导航地图快速定位关注的区域，在电子地图上可以直观的显示摄像头的分布和各种详细信息。
9）合法性、一致性控制
接入系统的前端设备（编码器、解码器、客户端等）必须向中心管理服务器进行注册成功后才能联入系统进行工作，在注册过程中利用安全性机制（SIP协议/RFC3261）审计终端的合法性。前端设备同数据管理服务器之间有保活机制，以保证终端与视频管理服务器之间的通讯正常。管理服务器主动发起的配置轮询，以检查各前端设备的配置是否一致并自动按中心设备进行修改。
10）时间同步
OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息，监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进行时钟同步。支持NTP客户端，最大可支持3个NTPserver配置。
11）设备监控和控制
对联入的设备进行在线监控和在线故障诊断报警，支持断线重建、自动连接等功能。
12）集中管理和批量配置
管理员在权限范围内，可以对所有终端进行集中的配置，同时支持批量配置管理。支持编解码器的批量增加，支持编解码器设备通道的模板配置。提供了电信级的可维护性，减轻了管理员的工作量。
13）日志管理
系统运行日志包括：设备启动、保活失败、配置不同步、故障和故障恢复等信息（设备ID、状态变化、时间）。系统操作日志包括：某用户的登入、退出、对系统配置的修改、控制等。告警日志包括：温度过高、视频丢失报警、运动检测告警、外部告警、设备离线等。系统支持针对各个设备的运行状态的报表功能。
14）存储管理
对系统内的存储设备进行统一管理，资源策略、监控存储设备工作状态、分配存储资源、制订存储计划、数据安全性管理等功能。
13 视频监控系统
监控系统功能及其业务流程
一、实时图像点播
如图所示，实时图像点播业务包括视频采集、传输交换、管理控制控制和显示四个主要环节。
在管理员的控制下，将摄像机的图像实时在视频监控客户端和解码器后的电视上播放出来的业务流程如下。
控制环节：
 
首先管理员通过视频监控客户端的业务控制界面，选定编码器下的摄像机为视频源，客户端和解码器下的电视为显示设备。
业务申请提交之后，VM3.0通过SIP协议，向编码器下发指令：按照指定格式编码后将媒体流发送到某组播地址上；向客户端件和解码器发送指令：在某组播地址上接收媒体流，视频监控客户端和解码器向交换机发送IGMP报文，加入组播组，交换机上即刻建立转发表，用于组播报文的转发。
二、云台控制
视频监控客户端选择一个云台摄像机后，可以进行远程控制。
首先系统会判断用户对摄像机是否有控制权限，如果没有，客户会拒绝用户的控制请求，并在视频监控客户端上提示出来。
在用户操作云台控制后，监控客户端将控制指令通过该云台的云台控制协议的信令格式，以SIP协议的方式发送给视频管理服务器，视频管理服务器将控制报文转发给编码器；编码器收到云台控制指令后，通过RS485总线将控制命令发送到云台。
全部用户对云台的控制权限分为9个等级，高优先级的用户可以抢占低优先级用户的控制权限；如果一个用户正在进行重要的操纵，可以选择锁定云台，此时高优先级客户也无法抢占，操纵完成后，用户释放云台或者admin管理员强制释放云台，其他用户才可以进行操作和抢占。因为所有云台控制都是通过IP网络，经由VM3.0进行中转，因此可以实现全网的云台控制权限的统一分配；云台控制只有信令部分，数据量非常小，对平台的性能没有影响。云台控制界面如下：

 
三、历史图像存储
用户可以通过DM3.0给每一个摄像机配置存储计划，指定存储资源，也可以手动给摄像机配置存储资源，配置时需要指定摄像机对应的IP SAN设备、存储空间以及数据保留期（天数或空间大小）及录像存储时段等（可以按周或天配置存储计划，每天可以指定4个时间段；另外，最大还可以配置16个例外的天计划）。同时还支持存储和告警的联动，当用户配置告警联动，指定联动动作为录像存储，告警出发后，则启动执行报警联动录像存储，每次报警联动录像的时间可以配置。
四、历史图像的检索与回放
数据管理服务器上的数据库中记录了设备、通道、时间、报警同图像存储物理位置的对应关系，通过设备、通道号和时间段（可选），或通过报警信息，用户可以检索到已经录制的历史图像列表，双击即可播放。播放流程如下：
1、中心存储的录像回放采用标准的rtsp协议完成。媒体流为标准的TS流。
2、Web客户端根据指定的时间段信息，先向VM3.0发起查询对应时间段的录像rtsp url信息。VM3.0转发该请求给DM3.0，DM返回正确的rtsp url信息给VM，VM收到给返回给客户端。
3、客户端根据得到的rtsp url直接先DM发起录像回放请求。
4、DM3.0将IPSAN存储的数据块转换为TS流通过RTSP协议发送给客户端。
5、回放过程中，客户端可以通过标准的rtsp信令进行录像的回放控制。
五、双向语音对讲
当触发编码器上凤凰箝位电路的对讲开关后，监控点可以通过连接在编码器音频输入口上的麦克风向监控中心讲话，反馈现场情况；此时的视频流和音频流做到唇音同步。
监控中心根据观察到的情况，通过连接在编码器上音频输出口的扩音器向监控现场喊话。
音频流的建立过程和视频流的建立过程相类似，都是在视频管理服务器管理下，通过SIP协议对编码器和视频监控客端进行控制。
系统支持双向对讲，编码器支持回声抵消功能，防止喇叭和麦克风之间产生声音回路，导致回授噪音。
六、友好的人机交互界面
视频监控客户端支持图形化的配置界面，所有的增删改查操作全部可以通过图形化的操作完成，所见即所得。
系统对设备、监控关系、报警、巡检结果等提供报表功能，整网设备运行情况一目了然。
当终端运行异常时，根据级别的不通，系统以多种方式通过告警台提示管理员确认问题，改变了传统监控系统中要靠人一一确认设备是否正常运行，大大减轻了系统维护管理的工作量。
系统支持批量配置，当终端和摄像机数目超过一定数量级别时，批量配置是系统中必不可少的功能，否则整个监控网络的维护根本无从谈起。
七、用户权限与管理
系统支持域管理
最多7层，呈树型组网，对应某一级行政区划
各种设备都归属在一个域下
每个域可以有自己的管理员和操作员
用户管理
支持多级用户管理，每个用户有用户名和密码，通过MD5加密的方式到服务器上进行验证，保证可靠性。
整个系统有一或多个系统管理员，对全网的用户有配置权限，可选的对设备有操作权限。
域管理员用户，可以对域内的编解码器、图像采集和显示设备进行增、删、改、查，为云台设置预置位，新增域和子域的新用户。
普通用户对摄像机和显示器的权限包括：查看配置信息，看实时监控，远遥，看回放，下载录像，配置轮切计划；管理员可以指定某用户对于某摄像机或显示器具有某种权限；为配置方便，也可以指定某用户对于某域内的所有摄像机或显示器具有某种权限（权限的批量配置）。
当某用户需要临时访问非管辖区域内的历史或实时图像时，可以向管理员申请授权。
云台控制冲突
用户分为9个云台控制的优先级；同级或高级用户可以抢夺控制权
用户获得控制权后，可以选择锁定。锁定后不能再被抢夺。
八、日志管理
整个系统的日志管理分为三类：系统运行日志、操作日志和告警日志
系统运行日志包括：设备启动、保活失败、配置不同步、故障和故障恢复等信息（设备ID、状态变化、时间）
系统操作日志包括：某用户的登入、退出、对系统配置的修改、控制等
告警日志包括：温度过高、视频丢失报警、遮挡报警、运动检测告警、外部告警、设备离线等。
系统支持针对各种告警信息提供统计报表，基于报表，提供基于告警类型和告警时间等的查询功能。
九、轮切业务
轮切业务基于实时监控，是对多路实况进行轮流查看的业务。
轮切业务实现过程：
首先通过视频监控客户端配置轮切计划，确定被显示的摄像机列表，以及每个摄像机的图像在播放中需要逗留的时间。确定了轮切方案，在执行之前还需要为方案选择一个显示设备。
轮切方案被提交到视频管理服务器之后，服务器通过SIP信令周期性的控制编解码器，从而在监视设备上周期性的循环显示各个摄像机的实时监控信息。
十、终端合法性，状态一致性检查
编解码器和监控客户端启动后，必须向视频管理服务器发起注册，在注册过程中利用SIP协议（RFC3261）的安全性机制审计终端的合法性。只有完成了注册过程，终端才能接入到视频监控专网，开展业务。
在运行的过程中，如果终端实时检测到异常，将信息保存到本地，上报到视频管理服务器，在客户端管理界面的告警台上提示给系统管理员。当视频管理服务器管理的域内的服务器类设备（例如数据管理服务器、流媒体服务器、IP-SAN，也包括视频管理服务器自身）出现故障时，视频管理服务器也会及时将告警信息推送到客户端上，并以稍高级别的告警提示管理员。
终端注册成功后，需要周期性的向视频管理服务器发送保活。保活是为了保证终端与视频管理服务器之间的通讯正常，采用的一种心跳检测机制。各种服务器同数据管理服务器之间也有同样的保活机制。一旦设备检测到心跳断开，说明对端设备出现了问题，此时除了发送告警信息，系统将同时按照预先设定的方案采取措施，例如将业务切换到备份设备上，在数据管理服务器和视频管理服务器进行业务切换的过程中，所有已经建立的实时监控业务和历史回放业务都不受影响。保活的默认周期是10s（推荐），有时为了提高系统在故障时的恢复速度，也可以将周期适当缩短。
视频管理服务器主动发起的配置轮询，是为了保证服务器上记录的配置与下发到编解码器上实际的配置一致。配置轮询的时候，如果出现配置不一致，将以视频管理服务器记录的配置为准，自动启动配置下发，强制终端更新的配置。同时视频管理服务器将记录日志，并启动告警提示。
十一、时间同步
OSD信息、历史图像时间索引、回放检索等都要求系统具有准确一致的时钟信息，监控网络中的大量服务器和终端设备都需要进行时钟同步，手工一一同步在精度上和工作量上都不能满足需要，因此一个健壮可靠的监控系统必须提供自动的时钟同步机制。
视频监控系统支持域内全部设备均使用标准NTP服务器作为时间同步来源的配置，也支持域内设备根据视频管理服务器的系统时间进行域内设备进行自动时间同步。
十二、集中管理和批量配置
当系统内存在大量终端设备时，管理员不可能分别登陆到每个设备上配置各种参数。视频监控系统提供了集中的配置管理功能，管理员在权限范围内，可以对所有终端进行集中的配置，同时支持批量配置管理，提供了电信级的可维护性，减轻了管理员的工作量。
视频监控系统功能特点
基于IMOS的智能楼宇方案相对传统监控解决方案，具备以下特点：
先进的系统架构
创新的OS设计：IMOS是IP监控、视讯会议等多媒体产品共有的基础软件平台。其本质上是一个通用的支撑多媒体安防监控、视频会议、语音通信等多媒体通信与信息处理业务并融合了中间件技术的操作系统。全面遵循IMS体系结构。
全面的数据库支持：IMOS平台对内部数据对象统一封装。提供了数据库访问的通用接口通用数据模型。能兼容各种主流数据库，如Oracle、Microsoft SQL Server等。让融诸多业务于一体的智能楼宇系统能进行统一的数据库管理。
海量的接入能力
高性能的服务调用模型：采用先进的iMF(Intelligent Message Frame)消息中间件技术。服务调用速度可达每秒数万次，远远超过了普通粗粒度调用技术每秒数百次的并发能力。大大提高了软件运行效率，是海量并发量的技术保证。
创新的结构化存储
媒体流数据的结构化存储：创新的将结构化存储技术应用到流媒体数据的存储中，把流媒体数据块直存到NVR中。效率高，没有文件瓶颈，不会出现文件打包失败导致的文件丢失，极大的提高了存储的可靠性。同时，避免了传统文件存储的分割，打包的时延，极大得提高了读写、检索和数据传输效率。数据可以随存随看，检索可以精确到秒，传输时延极低。
灵活安全的存储管理：IMOS监控平台中，存储可以灵活部署在各级监控中心。通过DM3.0可以对分布式部署的存储资源实现存储设备和存储空间的集中管理和数据集中备份，保障了存储资源和数据的安全性管理。
全面的网络技术
异构网络的高适应性：目前的楼宇一般都是有线网络+各种无线网络模式，如蜂窝移动通信网络、卫星网络、GPRS、WLAN、移动自组织网络(MANET)、Wi-Fi、无线传感器网络(WSN)等。将专业成熟的网络技术完美的融合到多媒体应用中，平台系统支持双网段技术。使得IMOS平台适应光网、单/组播等楼宇环境，终端适应NAT、PPPoE、3G等各种网络接入。
高可靠系统设计
管理平台的热备份：视频管理服务器可实现双机热备，保障系统平台的可靠性。
动态负载均衡的智能集群：高并发大负荷的流媒体服务器支持集群，通过动态负载均衡算法，可以根据各个服务器的能力和动态负载，将流媒体分发请求动态均衡负载到各个流媒体服务器上。对故障服务器的业务，实现秒级承接，平滑得承接到其余流媒体服务器。
全局化的资源管理
抽象资源技术：IMOS平台将监控平台中所有组成单元抽象为资源。例如组织、EC、Camera、计划、告警、资源组等等都是资源，对可管理对象进行了统一的抽象，任何可管理对象也可以作为资源进行管理，资源本身不仅具备层次关系，也可以任意划归。从而给用户带来无比丰富灵活的角色、权限、组织管理功能。这样一方面可以实现对用户权限的精细灵活划分，又可以使权限划分的操作变得更简洁。
全局资源管理：通过抽象资源技术，域、虚拟域被虚拟为全局的资源，也可以把多个下级域抽象为一个虚拟域，可以对跨域资源进行灵活简洁的权限控制。
开放的安防中间件
平台级的中间件和SDK：IMOS作为支撑多业务高开放的多媒体操作系统，提供基于业务逻辑层和基础设层的SDK接口，整个系统架构中除了底层的OS层，其他各层的组件、应用都可以快捷的实现合作开发和融合。合作开发不再局限于不同产品的对接和不同平台间的数据调用。智能楼宇内部的各种行业化应用完全可以在IMOS提供的SDK上提供各种层次的开发，让IMOS专注与应用开发，发挥其优势，避免大量基础平台开发风险并降低成本。让合作开发变得方便、快捷，合作开发的产品和形式更丰富，可以大大提高的智能楼宇的安防能力。
视频智能分析
在周界、保密要害等区域需要视频智能分析的功能，让前端摄像机自动报警，建设探测时间。用户常用的智能分析主要包括：跨越警戒线、进入区域、人员聚集等功能。
人员聚集：
常用于大门广场附近，但现场人员超出一定人数，能自动报警，并在客户端上弹出相应的画面，通过对一定区域的密度检测实现：
密度监测在警戒区域被覆盖面积超过或低于设置的百分比时触发报警。警戒区域的大小、位置，目标大小等均能设置。
进出区域：
一般用于重要区域的防护，警戒区域范围内出现活动物体，检测跟踪并报警，且球机能自动跟随移动，直到人员走出监视区域，球机自动回到预置位。
跨域警戒线：
一般用于酒店周界、重要建筑物周界等区域，穿越警戒线时自动报警，分单向和双向报警，与入侵检测功能类似，但更突出对于线状周界的防护，绝对不允许跨越警戒线。当移动目标从一个指定的区域移动到另一个指定区域时，能触发报警。指定区域的大小、位置、灵敏度、方向等均能设置。移动目标的大小可设定。