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大楼综合安防管理系统解决方案

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第 一 章 概述 7
1.1 背景介绍 7
1.2 需求分析 8
1.3 设计原则 9
1.4 设计依据 10
第 二 章 总体设计 12
2.1 设计思路 12
2.1.1 总体设计一步到位 12
2.1.2 子系统独立分控、总体集成 12
2.1.3 安防措施综合而全面 12
2.2 系统集成框架 12
2.3 总体配置 13
2.3.1 视频安防监控系统 15
2.3.2 入侵报警系统 15
2.3.3 停车场管理系统 15
2.3.4 智能一卡通系统 16
2.4 综合管理应用说明 16
第 三 章 方案亮点 20
3.1 统一的管理平台 20
3.2 多方位的系统联动 20
3.3 便捷的功能设计 20
3.4 丰富的产品支持 21
3.5 灵活的系统扩展 21
4.1 系统组成 23
4.1.1 系统逻辑结构 24
4.1.2 系统物理结构 25
4.2 前端系统设计 26
4.2.1 前端系统结构设计 26
4.2.2 IPC结构特点 27
4.2.3 IPC功能亮点 29
4.2.4 SMART IPC特色功能 33
4.2.5 前端配套设施 39
4.3 监控传输网络设计 41
4.3.1 概述 41
4.3.2 设计要求 41
4.3.3 传输网络设计 42
4.3.4 网络可靠性设计 45
4.3.5 网络安全性设计 46
4.3.6 网络管理规划 46
4.3.7 设备选型说明 46
4.4 监控中心系统设计 47
4.4.1 概述 47
4.4.2 系统结构设计 48
4.4.3 存储子系统 48
4.4.4 解码拼控子系统 56
4.4.5 大屏显示子系统 65
4.4.6 监控中心及机房配套设施 72
4.5 方案优势分析 74
4.5.1 全高清 74
4.5.2 全网络 74
4.5.3 高集成化 75
4.5.4 高智能化 75
4.5.5 高可靠性 76
4.5.6 高扩展性 77
4.5.7 高易用性 78
第 五 章 入侵报警系统设计 86
5.1 系统组成 86
5.2 前端报警设计 87
5.2.1 写字楼报警点设计原则 87
5.2.2 入侵报警点设置建议 87
5.3 传输网络设计 91
5.4 管理中心设计 92
5.5 系统功能 92
5.6 入侵报警系统优势 96
5.6.1 容量大 96
5.6.2 扩展性好 96
5.6.3 互通能力强 96
5.6.4 管理功能多 96
5.6.5 融合性好 96
第 六 章 停车场管理系统 97
6.1 系统组成 97
6.1.1 车辆入口 97
6.1.2 车辆出口 98
6.2 停车场管理 98
6.2.1 内部车辆进入管理 98
6.2.2 外部车辆进入管理 99
6.2.3 内部车辆外出管理 100
6.2.4 外部车辆外出管理 101
6.3 系统功能 102
6.4 停车管理系统优势 104
6.4.1 车辆快速通行 104
6.4.2 高清图像 104
6.4.3 一卡一车 104
6.4.4 防止换车 105
6.4.5 解决丢卡争议 105
6.4.6 系统结构简单稳定 105
6.4.7 多业务融合 105
6.4.8 集成度高、利旧性好 105
第 七 章 智能一卡通系统 106
7.1 门禁管理系统设计 106
7.1.1 系统组成 106
7.1.2 前端门禁点设计 107
7.1.3 系统功能 115
7.1.4 门禁管理系统优势 118
7.2 电梯层控管理业务 119
7.2.1 电梯层控业务简介 119
7.2.2 电梯层控系统集成架构 120
7.2.3 电梯层控功能介绍 122
7.3 在线巡查管理业务 123
7.3.1 在线巡查业务简介 123
7.3.2 巡查系统集成架构 123
7.3.3 在线巡查功能介绍 124
7.4 消费管理业务 125
7.4.1 消费管理业务简介 125
7.4.2 消费系统集成架构 126
7.4.3 消费管理功能介绍 127
7.5 访客管理业务 128
7.5.1 访客管理业务简介 128
7.5.2 访客系统集成架构 129
7.5.3 访客管理功能介绍 129
第 八 章 综合管理平台 132
8.1 平台功能 132
8.1.1 综合管理功能 132
8.1.2 业务模块功能 136
8.2 平台架构设计 137
8.2.1 平台架构图 137
8.2.2 平台组成 138
8.3 综合管理平台优势 139
8.3.1 全面的系统集成 139
8.3.2 灵活的模块化设计 140
8.33 合理的服务架设 140
8.3.4 便捷的操作体验 141
8.3.5 精细化的权限设定 141
8.3.6 全方位的安全特性 142
8.3.7 智能网管与维护 142
8.3.8 良好的扩展和兼容特性 142
第 九 章 机房基础配套设计 144
9.1 机房的防静电与接地系统设计 144
9.1.1 机房的静电防护解决方案 144
9.1.2 接地系统的设计 145
9.2 机房的电源防雷系统设计 145
9.2.1 雷电造成的破坏性及后果 145
9.2.2 电源防雷设计 146
9.2.3 信号防雷设计 147

第 一 章 概述
1.1 背景介绍
写字楼原意是指用于办公的建筑物，或者说是由办公室组成的大楼，主要作用为集中进行信息的收集、决策的制定、文书工作的处理和其他形式的经济活动管理。写字楼的开发在不断的发展进步，为了顺应互联网技术与社会经济的的飞速发展，写字楼项目的弱电智能化系统已经成为项目建设的基本要求，主要宗旨在提高大厦的整体运行效率，写字楼的智能化是通过一系列基于领先技术的通讯自动化系统、楼宇自动化系统、办公自动化系统、消防自动化和安全防范自动化系统（简称“5A”系统）的投入使用，使每栋写字楼都成为一个蕴涵有巨大能量的信息化坐标，入驻企业可以随心所欲应用相关信息转换，对入驻企业的办公和日常活动提供实质性帮助，深入满足入驻企业的多方面需求。
对于现代化写字楼而言，”5A”系统中的安全防范系统已成为必不可少的建设内容，鉴于频繁发生的写字楼相关治安与违法事件，安全防范系统的建设日益受到重视，系统建成后为写字楼的正常使用提供安全保障，并提供多种便捷的技术手段，辅助物业的日常管理。对写字楼投资者而言，改进安全防范系统的设计，采用先进具备一定先进性的高科技产品，为入驻企业带来更加舒适、安全、便捷、高效的办公环境和良好的信息化服务平台，有利于为写字楼营销创造亮点，通过提高系统的先进性与可靠性，有利于为投资者的品牌树立良好的口碑。
本方案将根据写字楼的不同防范区域按照相应的防护要求，本着因地制宜、积极稳妥、注重实效、严格要求的原则，着眼于实际，为切实提高工作效率、创造安全环境，实现“以人为本、科技管理”的目标而设计，为用户提供一套最优化的写字楼安全防范综合管理方案。一旦出现了入侵、盗窃等犯罪活动，安全防范系统能及时发现、及时报警，自动记录犯罪现场以及犯罪分子的犯罪过程，以便及时破案，节省了大量人力、物力。在写字楼周界、出入口，关键通道与关键区域等安装了多系统、多层次的安全防范系统，能大大减少物业管理工作量，从而提高效率，减少开支。
1.2 需求分析
写字楼安全防范系统设计时一般要求运用先进的技术手段，在一定区域范围内警戒可能发生的入侵行为，在写字楼周界与建筑内关键区域设置入侵报警设备，对发生的报警信息及时捕获并记录相关影像；采用车辆管理系统对车辆进出与车位信息进行管理，同时实现写字楼智能一卡通应用，包括门禁管理、消费管理、访客管理、电梯层控等子系统应用与统一管理，满足写字楼的实用性性、舒适性、安全性和经济性需求，为入驻企业提供安全、便捷、舒适的日常办公环境，为物业管理提供高效、优质的技术手段以有效地进行写字楼的综合管理。
在此基础上，新一代的写字楼智能化系统强调后端整合、统一管理、资源共享、合理联动等，在功能上创造许多亮点的同时，为投资者带来更多的投资价值。
结合写字楼的环境特点，根据《民用建筑电气设计规范》与《智能建筑设计标准》等相关规范内容，对写字楼安全防范系统进行需求分析如下：

n 安全技术防范系统宜由综合安防管理系统和若干个相关子系统组成。相关子系统宜包括入侵报警系统、视频安防监控系统、出人口控制系统、电子巡查系统、停车库(场)管理系统等。
安全
技术
防范
系统
安全防范综合管理系统
入侵报警系统
视频安防监控系统
出入口控制系统
电子巡查管理系统
汽车库（场）管理系统
其它特殊要求技术防范系统
n 写字楼综合安防管理系统设计，应贯彻国家关于智能建筑设计的方针政策，做到技术先进、经济合理、实用可靠。
n 系统设计应以增强写字楼的科技功能和提升写字楼的应用价值为目标，以写字楼的功能类别、管理需求及建设投资为依据，具有可扩性、开放性和灵活性
n 综合安防管理设计应集系统、服务、管理及其优化组合为一体，向用户提供安全、高效、便捷、健康的办公环境。
n 不同功能的建筑安防子系统，通过统一的信息平台实现集成，以满足写字楼的使用功能为目的，确保对各类系统监控信息资源的共享和优化管理，具有对各安防子系统进行数据通信、信息采集和综合处理的能力。
n 为维护公共安全，综合运用现代科学技术，为应对火灾、非法侵入、自然灾害、重大安全事故等危害生命财产安全的各种突发事件，提供长效的应急辅助机制。
n 满足对写字楼的物业管理需要，实现数据共享，以生成优化管理所需的相关信息分析和统计报表。
n 采用先进、成熟的技术和可靠、适用的设备，适应技术发展的需要。
n 提供高效、便利工作环境的同时，适应人们舒适度的要求。
n 集成的通信协议和接口应符合相关的技术标准。
n 系统具有容错性、易维护性和可扩展性。
n 具有良好统一的人机交互界面。
n 与消防火灾报警系统实现互联，可实现安全技术防范系统作为火灾自动报警系统有效的辅助手段。
n 系统应以结构化、模块化和集成化的方式实现组合。
n 采用基于地理信息的分析决策支持系统，结合大屏幕显示系统为指挥调度、紧急疏散与逃生、事故现场紧急处置提供可视化导引。
1.3 设计原则
综合安防系统要求在设计中采用先进、集成、安全、可靠的技术，同时考虑功能需求的变化和应用技术的快速发展，要求整个系统性能具有开放性、标准化、可扩展、性价比高，以此确保系统建成为技术先进、实用可靠、经济合理、具有国内外先进水平的综合安防系统。
n 先进性：在保证开放性和实用性原则的基础上，采用先进的存储、管理技术，适当的网络组合，使其发挥最佳的集成效果，保证在相当长一段时间内系统整体处于先进水准。
n 集成性：本方案所设计的安全防范系统是一个相对开放的系统，不同产品之间的标准接口，满足各系统之间的联动或系统集成需要，设计以符合国际标准或国际流行标准为原则。
n 安全性：系统设计时考虑多级安全防范措施，包括加密传输、身份认证等多种方法组合防护，根据不同的需要进行不同的安全等级设计，最大程度地保护整个安全防范系统得自身安全。
n 可靠性：选择系统及设备时，不能一味地追求设备的先进性，更重要的是考虑系统设备的适用性与方案的可靠性，使其长期地发挥其功效；
n 开放性、可扩展性：近几年来，安防系统的技术发展非常快，因此，今天的安防系统必须适应明天的发展，可以迅速扩展，同时保护已有投资。系统兼顾目前的安全防范需求和今后较长时期的安全防范技术发展需要，即确保系统具有良好的可缩放性。
n 实用性：安全预警是系统建设的目的。如果脱离开的实际使用目的而只是简单堆砌一些安全防范技术，那无异于空中楼阁。安全防范系统设计的实用性建立在对用户需求的仔细理解基础上。
n 标准化：系统应满足在扩充及更换部分设备时的通用性及可替换性。
1.4 设计依据
Ø 《智能建筑设计标准》GB/T50314-2006
Ø 《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB/T50311-2007
Ø 《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198－94
Ø 《计算机软件开发规范》GB8566－88
Ø 《电子计算机机房设计规范》GB50174－93
Ø 《防盗报警控制器通用技术条件》GB12663－90
Ø 《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-2008
Ø 《商用写字楼电信布线标准》EIA/TIA-568
Ø 《工业企业通信设计规范》GBJ42－81
Ø 《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94
Ø 《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38－92
Ø 《写字楼防雷设计规范》GB50057-2010
Ø 《入侵报警系统工程设计规范》GB50394-2007
Ø 《安全防范系统验收规则》GA308-2001
第 二 章 总体设计
2.1 设计思路
系统设计过程中充分考虑各个子系统的信息共享要求，对各子系统进行结构化和标准化设计，通过系统间的各种联动方式将其整合成一个有机的整体，使之成为一套整体的、全方位的写字楼综合管理系统，达到人防、物防和技防充分融合的目的。
2.1.1 总体设计一步到位
在系统总体设计中，充分利用建筑智能化综合管理平台的集成性、开放性扩展性，实现各子系统的管理和信息最大程度的共享，同时考虑今后系统的扩充及增容等。
2.1.2 子系统独立分控、总体集成
每个子系统既可独立工作，也可通过综合管理平台与其它子系统有机地协同工作、联动防范，构成一个完整的安全技术防范体系。系统操作与处理在统一的人机界面完成，实现分散监视、控制和集中管理、统一调度的目的。
2.1.3 安防措施综合而全面
系统设计中采取多种安全防范措施，以求达到周密、到位的安全防范目的。本案综合管理系统主要由视频监控系统、入侵报警系统、门禁管理系统和停车场系统组成。基于海康威视iVMS-8700智能建筑综合管理平台，系统将实现各项业务间的联动管理，如入侵报警系统探测到警情、或门禁系统识别到强行开门、或停车管理系统发现黑名单后，可通过综合管理平台设置触发视频监控系统进行抓图、弹窗显示、录像存储，同时联动平台控制端与对应语音通道开始对讲、发送短信或邮件通知管理人员等，实现众多联动功能。
2.2 系统集成框架
综合安防系统主要由视频监控系统，入侵报警系统、车辆管理系统与智能一卡通系统组成，其中智能一卡通系统包括门禁管理、电梯层控、在线巡查、出入口管理、消费管理、访客管理等子系统。系统设计还包括各子系统间联动控制的实现。

对于写字楼安防综合管理系统的建设，不应该是对各个子系统进行简单堆砌，而是在满足各子系统功能的基础上，寻求内部各子系统之间、与外部其它智能化系统之间的完美结合。本案设计安防综合管理系统主要依托于智能建筑综合管理平台，统一各子系统数据库，提供统一的系统管理基础组件，来实现对视频监控系统、入侵报警系统、停车场管理系统及智能一卡通等子系统的综合配置与管理。
2.3 总体配置
系统整体由前端各子系统，中间传输部分及管理中心监控部分组成。
前端子系统主要负责输入数据的采集，同时接收来自管理中心或控制器发送的控制命令，执行相应的动作等，各子系统保留传统系统结构，同时考虑资源共享（具体描述见相应章节）。
传输部分总体基于以太网架构，采用TCP/IP协议进行通讯，但根据实际需求与产品选型情况，前端接入部分可兼容多种通讯方式。
管理中心监控部分提供一套智能建筑综合管理平台，可实现各子系统的统一管理，包括操作界面统一、管理与运行数据统一等。根据系统规模的大小，可进行单台服务器集中布署，负责运行所有系统管理功能，也可模块化布署，各功能服务器独立布署，分布式运行等。

根据写字楼地理位置、周边环境及内部建筑结构功能分布，在建筑内部及室外等公共区域采用摄像监控为主，以便监控中心能及时了解写字楼安防区域情况，进行必要控制；并配置入侵报警系统、车辆管理系统及智能一卡通系统，与视频监控系统配合，实现写字楼内外区域安全的同时，建立起一套完善的、功能强大的技术防范体系，以满足本写字楼对安全和管理的需要，配合人员管理，实现人防与安防的统一与协调。
安全技术防范系统宜包括下列设防区域及部位：
n 周界，宜包括写字楼、建筑群外层周界、楼外广场、写字楼周边外墙、写字楼地面层、写字楼顶层等；
n 出人口，宜包括写字楼、建筑群周界出人口、写字楼地面层出入口、办公室门、写字楼内和楼群间通道出入口、安全出口、疏散出口、停车库(场)出人口等；
n 通道，宜包括周界内主要通道、门厅(大堂)、楼内各楼层内部通道、各楼层电梯厅、自动扶梯口等；
n 公共区域，宜包括会客厅、商务中心、购物中心、会议厅、酒吧、咖啡厅、功能转换层、避难层、停车库(场)等；
n 重要部位，宜包括重要工作室、重要厨房、财务出纳室、集中收款处、建筑设备监控中心、信息机房、重要物品库房、监控中心、管理中心等。
2.3.1 视频安防监控系统
系统通过监控网络对写字楼室外主要出入口及主要车道、进出楼栋的主要出入口、大楼大厅、各楼层电梯厅、电梯轿厢、楼梯口、走廊、重点机房、地下停车库的主要车道、电梯前厅及轿箱进行监视，监视图象传送到监控中心。监控中心对整个写字楼进行实时图像的监控和记录，使监控中心人员充分了解写字楼内的人员活动情况和动态。远程授权用户可以通过网络浏览监控图像，以及调用历史监控图像资料。
2.3.2 入侵报警系统
采用总线方式联接前端的探测器。总线方式扩展容易，并可实现分区域的控制和管理。同时，防盗报警系统采取信号联动的方式与视频安防监控系统相结合应用，系统除接收和响应前端探测器的报警信号外，同时联动监控设备（如联动监视系统所对应的画面自动突出显示，并自动录像等）实现综合、实时的监控防盗监测控制功能。
2.3.3 停车场管理系统
在地下停车库出入口均考虑双向进出，具有收费、远距离读卡、余位显示、对讲等功能。道闸及岗亭设置在地面。对于购停车位及长租停车位的车辆，采用遥感开闸装置，车辆缓速（不停车）出入地下车库。在夜间，停车库管理系统能自动开启专用照明灯具，并具有记录持卡人及车辆画面的抓拍功能。实现访客车辆计时计费功能，对于临时访客车辆，采用进口发卡机自动发卡及开闸，出库交卡人工读卡交费出库。
2.3.4 智能一卡通系统
1) 在线巡查系统：在监控不易监视的地方设置离线式巡查点，具体根据实际情况及物业管理需要设置巡查点，定期按照指定路线进行巡查的保安巡逻，弥补技防系统的不足，保证大厦的安全。
2) 门禁系统：在所有消防通道门上，设置门禁读卡器及电控锁，无卡人员不能随意从消防疏散楼梯进入办公搂层，在消防状态时，电控锁可自动开启；
3) 电梯控制系统：在客运电梯的读卡器安装在电梯轿厢内，将地下层设置为开放层，写字楼标准层设置为私密层。当外来人进入的时候，必须要到一层接待处领取智能卡才能进入电梯，进入相应的楼层。
4) 出入口管理系统：在写字楼主要出入口设置人员通道闸机与车辆进出读卡设备，进入写字楼区域内需持授权卡刷卡或其它认证方式（指纹、指静脉等）进入，访客可经物业管理人员临时授权进入；
5) 消费管理系统：写字楼办公区域内的商家可配置消费终端机，企业员工可持卡进行消费；
6) 访客管理系统：可通过一卡通平台接收企业访客预约，为访客提供临时权限卡，并对相关人员道闸、门禁、电梯及停车场进行临时授权；
2.4 综合管理应用说明
Ø 门禁事件联动
人员进出受控区域需要经过管理中心授权，在受控门刷卡，或输入已授权密码、指纹等身份认证信息才被允许进入受控区域。系统实时监测门的开关状态、刷卡记录及设备运行状态等，如探测到强行开锁（撬门）、尾随进入、同一卡片反传、门长时间保持开锁等异常事件，根据管理人员预先设置的联动策略，可联动声光报警、受控门附近的摄像机抓图，录像存储，联动电子地图提示该门的具体位置，联动客户端对讲通道提醒管理人员对现场喊话、发送短信确保通知到位、发送E-MAIL告知上层管理人员等。

Ø 报警输入联动
建筑各区域安装不同的报警探测器对违法入侵行为进行实时监测，如周界安装红外对射探测器防止翻墙，主要出入口安装双鉴红外探测器、主要窗边安装红外双向幕帘探测器、玻璃墙边安装玻璃破碎探测器，以及其它各种根据需要安装的不同报警探测器等，报警输入信号可触发声光报警、关联门禁锁死、关联摄像机进行抓图、录像存储、电子地图提示警情具体位置与相关信息、联动智能球机进行云台与镜头控制，跟踪录像，将警情发送用户手机等。

Ø 视频检测联动
在安装有智能产品的基础上，系统可对现场图像进行针对性分析，按照管理人员设定的规则产生内部报警信号进行联动。如建筑关键区域为了防止人员长时间逗留，可设置徘徊检测，设定区域有人进入时产生内部报警，可联动声光提示、客户端对讲、录像存储与智能球机预置点等；为了防止儿童误入景观水池，可在附近安装摄像机，通过在跨线检测，在水池边划定边界，一旦有人员跨线进入将产生内部报警信号，可联通抓图、语音提示、录像存储、电子地图显示等提醒管理人员与现场人员注意。

Ø 消防报警联动
当紧急情况发生时，消防通道的门能自动打开。当紧急状态发生时，消防系统直接通过门禁消防模块，控制相应区域的门禁打开，以配合消防人员疏散人群及灭火抢险。通过调整和合理安排电源的布线方式，结合接入楼层弱电井的消防信号，直接通过电源的切换，当紧急状态发生时，系统能够满足断电开门的功能。门禁消防联动结合消防分区进行划分，要求消防干触点信号接入相应区域的弱电间，以便门禁系统接受并强切相关区域的受控门；接收消防信号后，响应区域的门被强制打开并同时向消防系统提供消防的反馈信号，以便消防系统确认。系统可联动响应区域的摄像机存储录像，联动声光报警，并将该区域图像上墙显示，将报警信息通过短信发送管理人员等；

Ø 胁迫报警联动
当用户受到违法人员胁持，强迫对入侵报警设备进行撤防、或强迫进入授权区域时，用户可通过输入胁迫码进行撤防（或开门），胁迫码具备普通密码的功能，同时可将报警信号在违法人员无法察觉的情况下暗送至管理中心，通过设置联动策略，可联动声光报警、即时弹窗显示报警点附近的摄像机画面、联动智能球机预置点看清细节、联动录像存储、发送报警短信至管理人员手机等。
Ø 设备异常联动
设备异常通常包括设备防拆报警、设备掉线等。前端设备及设备箱均设置防拆报警功能，当违法人员想通过拆卸设备摆脱安防监测时，防拆报警信号可联动摄像机图像上墙显示、智能球机预置点、抓图、录像存储、发送短信给管理人员等，以及时到现场制止。

第 三 章 方案亮点
本方案旨在设计一套有别于传统写字楼的综合性系统，项目实施后将为投资方带来明显的系统亮点与经济效益。
3.1 统一的管理平台
系统通过综合管理平台可将若干安防子系统进行统一配置与管理：
Ø 统一数据库，内部信息相互联通，有利于信息传递
Ø 通过软件设计实现的业务联动，简化系统联动设计；
Ø 智能网管实时监测系统运行数据，方便运行维护；
Ø 统一界面、控制逻辑与配置方式等，提升管理效率
3.2 多方位的系统联动
系统基于智能建筑综合管理平台对传统定义的多个安防子系统进行业务整合，实现丰富的功能联动机制，通过多个子系统功能互补避免安防疏漏，提高安防管理的业务自动化程度，对安防事件防患于未然，对安防警情及时响应。
Ø 全面的联动触发事件设计
Ø 可配置多种联动结果响应警情
Ø 支持短信、电子邮件等远程告警
Ø 可设置软硬件联动输出，与周边设备联动（如路灯控制等）
3.3 便捷的功能设计
系统从终端用户的角度出发，考虑日常应用的便捷与合理性进行业务流程设计，同时从管理方的角度出发，为管理业务提供更多高效的自动化管理手段：
Ø 可配置全局预案实现管理业务自动化
Ø 全局电子地图监管功能，为管理员提供直观的图形化监控界面；
Ø 功能全面的大屏幕显示方案；
Ø 支持手机、PAD等远程客户端访问；
3.4 丰富的产品支持
可靠的产品为优化解决方案提供基础。海康威视经过多年的研发与行业经验，可为用户提供全系的安防产品及选型服务。
3.5 灵活的系统扩展
系统基于模块化设计，可根据后期需求进行灵活扩展而不影响整体软硬件框架，同时支持多种标准接口
Ø 基于以太网TCP/IP通讯，同时兼容RS485等其它通讯方式接入；
Ø 提供SDK/OPC/WEBSERVICE等多种标准接口

第 四 章 视频监控系统设计
4.1 系统组成
本方案视频监控系统的总体设计思路如下：
1) 前端设备均采用高清IPC，从而实现高清视频采集，同时为满足前端多种应用场景的不同需求，推荐不同类型、不同功能的IPC；
2) 采用NVR存储模式对实时视频进行分布式存储，实现存储系统的高可靠、高性价比；
3) 部署模块化、集成化的视频综合平台，结合高清显示大屏实现视频图像、电子地图、电脑信号的上墙显示、拼接控制等功能；同时视频综合平台还配置服务器板卡，为部署平台软件提供必要环境，实现软硬件一体化；
4) 建立统一的视频信息管理应用平台，实现对系统的统一管理；同时引入视频质量诊断技术，保障系统稳定运行；
5) 充分考虑原有系统利旧，实现新老系统的无缝对接，降低成本，减少资源浪费。
系统采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、高清编码、高清传输、高清存储、高清显示；系统基于IP网络传输技术，提供视频质量诊断等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化”的视频图像监控系统，满足用户在视频图像业务应用中日益迫切的需求。本方案主要实现以下目标：
建成统一的中心管理平台：通过管理平台实现全网统一的视频资源管理，对前端摄像机、编码器、解码器、控制器等设备进行统一管理，实现远程参数配置与远程控制等；通过管理平台实现全网统一的用户和权限管理，满足系统多用户的监控、管理需求，真正做到“坐阵于中心，掌控千里之外”。
实现系统高清化与网络化：本方案以建设全高清监控系统为目标，为用户提供更清晰的图像和细节，让视频监控变得更有使用价值；同时以建设全IP监控系统为目标，让用户可通过网络中的任何一台电脑来观看、录制和管理实时的视频信息且系统组网便利，结构简单，新增监控点或客户端都非常方便。
系统具备以下特征：
1) 系统具备高可靠性、高开放性的特征：通过采用业内成熟、主流的设备来提高系统可靠性，尤其是录像存储的稳定性，另外系统可接入其他厂家的摄像机、编码器、控制器等设备，能与其他厂家的平台无缝对接；
2) 具备高智能化、低码流的特征：运用智能分析、带有智能功能的摄像机等提高系统智能化水平，同时通过先进的编码技术降低视频码流，减少存储成本和网络成本，减弱对网络的依赖性，提高视频预览的流畅度；
3) 具备快速部署、及时维护的特征：通过采用高集成化、模块化设计的设备提高系统部署效率，减少系统调试周期，系统能及时发现前端监控系统的故障并及时告警，快速相应；
4) 具备高度整合、充分利旧的特征：新建系统能与原有系统高度整合、无缝对接，能充分利用原有监控资源，避免前期投资的浪费。
4.1.1 系统逻辑结构
整个方案从逻辑上可分为视频前端系统、传输网络、监控中心和应用管理平台四部分内容，视频存储、视频解码拼控和大屏显示等内容在监控中心部分进行设计。另外，方案对系统利旧方面进行了简单说明，符合众多项目设计的实际需求。下图为系统拓扑图：

图1. 系统逻辑结构图
4.1.2 系统物理结构

图2. 系统物理结构图
前端部分：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等，前端网络摄像机将采集的模拟信号转换成网络数字信号，按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行视频图像的传输。
传输网络部分：传输网络部分主要是对前端接入到核心交换机之间的网络进行设计，前端系统通过光纤收发器等网络传输设备将新建前端网络高清摄像机连接至监控中心的接入交换机，再通过接入交换机将网络信号汇聚到中心的核心交换机，监控中心端的接入交换机负责PC工作站和NVR存储等设备的接入。
监控中心部分：监控中心采用NVR将高清视频图像进行存储，解决数据落地问题；配置视频综合平台，完成视频的解码解码、拼接；监控中心部署LCD大屏用来将视频进行上墙显示等。系统可将模拟摄像机、网络摄像机和数字摄像机都接入到视频综合平台，实现统一的管理平台、统一的切换控制系统和统一的显示系统，实现对整个系统的统一配置和管理。
平台部分：应用管理平台部署在视频综合平台的服务器板卡上，形成一体化的配置，应用管理平台可以对高清视频和用户进行统一管控，并且配置PC工作站进行预览、回放、下载等操作。
4.2 前端系统设计
海康威视视频监控前端系统可根据不同场景的不同需求，灵活选择合适的前端监控产品，既能满足路面固定点、路面可控点、出入口、室内等常规场景的监控需求，又能满足制高点、大场景的远距离、大范围和大视场的特殊场景的监控需求。海康威视网络高清摄像机，通过其全新的硬件平台和最优的编码算法，提供最高效的处理能力和最丰富的功能应用，旨在给用户提供更优质的图像效果、更丰富的监控价值、更便捷的操作管理和更完善的维护体系。
4.2.1 前端系统结构设计
前端摄像机选型应根据不同应用场景的不同监控需求，选择不同类型或者不同组合的摄像机，可以选择固定枪机与球机搭配使用、交叉互动原则，以保证监控空间内的无盲区、全覆盖，同时根据实际需要配置前端基础配套设备如防雷器、设备箱等以及视频传输设备和线缆。
针对具体监控点位的实际情况，摄像机、补光灯（选配）安装于监控立杆上，网络传输设备、光纤收发器、防雷器、电源等部署于室外机箱。监控网络摄像机前端部署结构如下图所示：

图3. 监控前端部署结构示意图
4.22 IPC结构特点
海康威视网络摄像机产品形态各不相同，每种产品形态采用科学、合理的结构进行设计，从结构上保证产品质量和监控图像质量。在以往结构设计的基础上，IPC还有以下几点突出的设计：
4.2.2.1 散热设计

据统计，电子设备的失效率有55％是温度值引起的。如果摄像机温度低10度的话，产品的使用寿命可以提高一倍。海康威视进行精密的散热设计，选用高效的散热材料，使摄像机的温升控制在较低的水平，工作温升比华南厂家低10度左右。
4.2.2.2 防水设计

海康威视拥有多项专利防水设计，防水性能优越；采用先进高效防水检测工艺，全系列室外摄像机产品出厂100%检测防水性能。
4.2.2.3 除雾设计

需要打开外罩调节镜头的防水型摄像机在湿度高且温差大的环境下，内部可能会起雾凝结；为解决起雾问题，海康威视在摄像机内部装有防水透气膜和干燥剂，能快速有效散走雾气。
4.2.2.4 防虚焦设计

海康威视所有定焦摄像机均采用高效胶质材料点胶锁死，所有变焦摄像机均采用专业校准技术矫正，有效防止镜头虚焦现象出现。
4.2.2.5 防刮擦设计

半球罩刮花后，红外光照射到刮痕处会出现漫反射，造成红外反光。海康威视全系列红外半球采用PC加硬半球罩，具备防刮花功能，有效防止红外半球反光现象。
4.2.3 IPC功能亮点
4.2.3.1 超低照度
海康威视摄像机采用业界高端传感器和DSP，具备很高的感光度，在光照条件极差的条件下也可获得色彩还原度较高的画面。

图4. 超低照度摄像机对比效果示例图
4.2.3.2 强光抑制
在夜间监控车辆道路、出入口等情况下，往往因为车光线太强严重影响视频图像质量，海康威视产品中广泛采用强光抑制技术来解决此种困扰，有效抑制强光点直接照射造成的视频图像模糊，能自动分辨强光点，并对强光点附近区域进行补偿以获得更清晰的图像。

图5. 强光抑制开启与关闭效果示例图
4.2.3.3 高清透雾
雾霾天气下，空气中的液滴和固体小颗粒使户外监控的质量降低，图像显得色彩黯淡、对比度低，一些重要目标的细节难以观察，视频监控的实用性受到很大影响。海康威视产品中网络高清摄像机和球机大多具备高清透雾功能，基于大气透射模型，区分图像不同区域景深与雾浓度进行滤波处理，同时融合图像增强技术与图像复原技术，获得准确、自然的透雾图像。

图6. 没有高清透雾功能的监控效果示例图

图7. 有高清透雾功能的监控效果示例图
4.2.3.4 红外增强
针对夜间或光线不好的场景下图像质量差的问题，海康威视推出红外摄像机和红外球机，采用阵列红外灯使红外距离最远可达150米，并结合3D降噪技术可以获得清晰的夜间图像。

图8. 红外监控效果示例图
4.2.3.5 3D数字降噪
3D数字降噪功能能够降低弱信号图像的噪波干扰。由于图像噪波的出现是随机的，因此每一帧图像出现的噪波是不相同的。3D数字降噪通过对比相邻的几帧图像，将不重叠的信息（即噪波）自动滤出，从而显示出比较纯净细腻的画面。海康威视产品中广泛采用3D时空域联合降噪处理，结合准确的噪声强度估计算法，在光照理想、噪声较低时图像清晰细节没有损伤，光照不足时噪声明显抑制，图像细节大量保留，有效提升视频监控图像质量。

图9. 降噪前图片示例

图10. 降噪后图片示例
4.2.3.6 新一代宽动态
监控环境中常会遇到光线明暗反差过大的场景，利用宽动态技术，场景中特别亮的部位和特别暗的部位同时都能看得特别清楚。普通摄像机获取的是背景清晰但是前景较暗的图像，宽动态摄像机能获取前景和背景都清晰的图像。海康威视采用业界高端传感器并结合自主研发算法，海康威视新一代WDR基于动态范围达120db的多重曝光Sensor，采用局部亮度映射与图像增强相结合的处理算法，在逆光环境下能够清晰地保留暗处细节并抑制亮处过曝，大幅提升宽动态场景的图像质量。

图11. 宽动态摄像机图片效果示例图
4.2.4 SMART IPC特色功能
海康威视推出SMART IPC系列产品，包括网络高清枪机、网络高清筒机和网络高清半球，在传统IPC的基础上，又在智能编码、智能侦测、智能控制上取得了很大的突破，通过先进的编码技术、图像感知与处理技术等在保障甚至提高监控图像质量的前提下，大幅度降低视频码流，使得在有限的网络带宽的条件下传输高质量的视频图像数据，并且通过丰富多样的功通满足不同环境的监控要求，提升视频监控系统的智能化水平。

图12. SMART IPC亮点图
4.2.4.1 智能编码
1) 低码率
u 同等图像质量下，720p码率只需1~2M，1080p码率只需3~4M；
u 码率最多降低3/4，存储空间最多减少3/4，带宽占用最多减少3/4。
2) ROI（感兴趣区域编码）

图13. ROI示意图
u ROI可将码流资源按需分配，将有限的资源集中在一块或多块感兴趣区域，提升感兴趣区域（如车牌、人脸）图像质量；
u 在保证关键区域图像质量的前提下，码率至少可降低1/2。
3) SVC（可伸缩视频编码技术）

图14. SVC示意图
u SVC使得网络摄像机编码后的视频流具有伸缩能力，配合后端支持SVC的NVR，可实现对任意时间段录像抽帧压缩，压缩后可将录像时间延长3倍；
u 海康720pIPC低码率+ROI综合运用可节省3/4的存储空间，一块2T硬盘，可存储4路720pIPC录像47天。
4) 多码流

图15. 多码流示意图
u 支持多路独立编码码流，双路实时高清码流；
u 每路码流可分别设置不同分辨率、帧率、编码格式(H.264/MJPEG/MPEG4)；
u 总带宽提升至80