大亚湾核电站网络视频监控系统解决方案

　　第1章 项目概况和设计目的

　　1.1 项目概况 此项目为中广核集团负责的大亚湾核电项目在建期间的施工现场视频项目。目前中广核集团已经建立了一整套完整的视频监控管理体系，已建成的项目主要包括各基地生活区的安防监控系统已运行电站的应急系统。但是对于核电项目在建期间的施工现场视频监控目前还没有建立。为了实现对现场施工安全的监督，检查和有效管理，节省开支，提高工作效率，需要建立施工现场施工区域的视频监控系统。

　　1.2 需求分析和设计目的： 目前需要建设视频监控的项目范围包括公司下属的各项目基地现场施工区域，目前包括红沿河项目，宁德项目，阳江项目，岭澳二期，台山项目及防城港项目。中广核总部会对各项厂项目视频监控系统进行统一规划，根据现场项目建设进度，逐步完善系统建设。所有的现场视频监控系统将联入集团统一的视频监控体系。监控项目规划的原则为：

　　l 统一规划，分步实施由于各项目建设的进度有差异，监控联网平台的规划上统一技术标准，根据项目进度逐步将监控点纳入监控平台。监控联网平台能满足未来多基地视频信号的接入需求

　　l 安全性系统硬件设备具有防破坏性的安全性功能，整个系统，网络，设备，中心机房，防雷击，过载，断电和人为破坏，软件不受病毒感染，黑客攻击，具有高度的安全和保密性;系统应用软件具有高级用户权限管理模式，避免超越权限范围的监看，控制，设置，能够有效地避免非法操作。 l 经济性充分利用悠悠的线路，设备，降低平台造价。

　　l 稳定性产品成熟，高可靠性 l

　　可扩展性由于项目逐步建设，系统后期具有容量和功能上的延展性 l 视频信号质量要求按照光电级视频质量标准进行设计，系统的任何一个节点都应能够获得完全一致的高质量视频信号。系统能够为上一级监控中心提供高质量的视频信号源。

　　1.3 实施范围 根据“统一规划，分步实施”的原则，本次安保系统建设即岭澳二期现场安全保卫系统主要包括以下部分：前端视频监控终端，传输网络，监控中心及软件系统建设。根据岭澳二期现场项目建设进度，监控系统将进行二期建设，但二期建设不包含在本次建设范围之内。

　　3.1 前端监控终端 岭澳二期现场安全保卫系统对以下位置进行监控：核岛厂房，常规岛厂房，辅助厂房及现场施工区域内厂房外一下重点区域。岭澳二期现场安全保卫系统监控点具体位置如下：

　　监控点位置 监控要求 摄像机数量 分控点 备注

　　3MX厂房南大门入口 3MX厂房0米南大门入口向内监控 1 3MX

　　4MX厂房南大门入口 4MX厂房0米南大门入口向内监控 1 4MX

　　3MX 28米东南，西北拐角 3MX19米整个平台控制 2 3MX

　　4MX 28米东南，西北拐角 4MX19米真个平台控制 2 4MX

　　3PX内东西墙各一个 3PX厂房内部监控 2 3PX 球机云台

　　3PX外入海口 3PX外入海口监控 1 3PX 球机云台

　　3RX环吊 3RX19米平台监控 3 3RX 球机云台

　　4RX环吊 4RX环吊19米平台监控 3 4RX 球机云台

　　3RP龙门吊 3RP龙门吊向外监控 1 3RP 球机云台

　　4RP龙门吊 4RP龙门吊向外监控 1 4RP 球机云台

　　3NI主控室 3NI主控室监控 1 3NI 球机云台

　　4NI主控室 4NI主控室监控 1 4NI 球机云台

　　YB灌区 YB灌区加药系统监控 1 YB 球机云台

　　NX 0米主通道 NX 0米主通道两端监控 2 NX 球机云台

　　NX570大厅 NX570大厅监控 1 NX

　　3KX 20米水池上方 3KX 20米水池上方监控 1 3KX 球机云台

　　4KX 20米水池上方 4KX 20米水池上方监控 1 4KX 球机云台

　　LX连接塔 LX连接塔中间通道监控 1 LX

　　合计 26

　　系统共26个监控终端，其中要求使用无线高速球型摄像机终端16个，其他的采用无线枪机型摄像机终端。监控终端分布式独立运行，独立完成图像采集，视频的压缩编码和远程无线传输。

　　3.2 传输网络 项目难点分析和解决办法：该项目最大的难点是实际的施工环境要求及施工环境的限制，以及监控点的图像信号传送到监控中心所需要的传输距离以及传输带宽。使用传统的模拟监控无法适应施工环境，也无法满足传输距离远和施工难度大的问题。因此本系统监控终端到监控中心的信号传输采用微波无线的传输方式：1)对于厂房内完全封闭的区域监控，用先汇聚在转发的方式。先在室内用无线网桥接收，将视频信号汇聚，然后通过网线将室内无线网桥连接到室外的一台无线网桥。室外无线网桥通过无线传输，将视频信号传输之监控中心，2)对于厂房外的区域监控，也使用先汇聚在转发的方式。先用若干无线接收网桥接收个前端视频信号，将视频信号汇聚，在汇聚点安置交换机，然后通过网线连接若干台无线转发网桥。无线转发网桥通过无线传输，将视频信号传输之监控中心，

　　3.3 监控中心 本系统包括监控中心建设，实现以下功能：1)架设无线网桥接收前端无线监控信号;2)对所有监控信号进行统一访问管理;3)能够保存至少一个月的监控视频信息，能够随时调阅。

　　3.4 软件系统 提供客户端多画面视频监控软件，对视频进行集中管理和访问。

　　系统分析：根据以上的分析，以无线传输的方式，全面部署系统各区域的视频监控点，在总监控中心实时地视频监控整个系统的实况;而且通过简单的接入互联网或专线，上级其他各相关部门也能够利用桌面办公PC迅速、直观、准确的了解监控区域的情况以及在发生突发事件时的现场状况。

　　最佳的通讯传输网络：微波无线网络，解决铺设线缆难度大，传输的距离远等问题。

　　128位加密，简单布网，无布线工作.

　　2Km

　　ZY3009

　　互联网，其它城市观看

　　监控中心

　　PC

　　局域网交换机

　　路由器

　　PC

　　MTV

　　PC

　　监控中心

　　前端施工区域汇聚点发送网桥

　　第2章 流媒体监控系统特性

        致远诚微波无线远程视频系列产品，不仅具备一般摄像机所具有的各种功能，而且在其图像压缩格式(流媒体格式)、微波无线传输方面都具有其独特的优势，并且作为网络摄像机，更是做到了真正的微波无线远程视频监控的特点。

　　2.1 致远诚系统总特性： Ø 分布式处理架构：该系统前端的网络摄像机、网络视频服务器系列产品独立完成图像采集、视音频的压缩和传输，在整个系统中形成图像处理的分布式结构。 Ø 开放式网络和可扩展性：分布式图像处理结构使得每个前端设备作为网络节点不依赖集中控制点，它是基于聚合而不是分层原则的。这样，在需要添加或者减少监视点时可在所需的地方添加前端设备，实现逐阶段扩展。并且在高度分布式监视点中，所有前端设备均可跨多个设备进行管理，即单机独立可成系统，也可以轻松互联，架设大型的流媒体系统。 Ø 延伸视野：该系统使用最节省的图像传输手段实现远程实时视频监控，让所有相关的工作人员无论身在何处，只需要通过电脑在互联网上就可以实时远程视频监视的任何监视点，达到人人可以远程监控监视点的情况。 Ø 远程集中监控：各前端设备的远程视频情况全部集中到调度中心，特别是当画面发生变化(有人入侵、设备产生火花等)的时候，动态检测录像会自动集中到调度中心。也可以实现传统视频监控系统的功能(防盗监控、防火灾监控、环境监控、管理监控)。 Ø 设备简约：前端利用摄像机进行视音频的采集和处理，传输过程采用五类线、微波无线或者CDMA方式，而且可以做到双向传输。后端采用利用电脑实现图像的显示和存储。整套系统采用的设备简约，无需铺设过多的线缆、无需配置专门的视频采集卡、控制云台、硬盘录像机等设备。 Ø 集中管理：可使用Media Player 实时观看，亦可通过致远诚 Player实时播放器实时观看和控制一路画面，Multiviewer客户端多画面分割器远程管理(一台电脑上可同时显示16路画面、控制48路图像)，MultiViewer服务器端软件可轻松架设大型媒体发布中心。 Ø 方便使用：可直接利用鼠标在电脑上对摄像端进行远程控制，包括远程PTZ(云台)控制、远程WEB配置管理、内嵌键盘、运动检测自动录像(FTP/Mail发送)、主动推播、自动端口映射、穿透防火墙等功能，操作简单、方便。 Ø 节省资源：先进的WMV格式，使得存储的录像可以占据更小的电脑硬盘空间：典型全实时(25帧，200K)每小时90M，使得电脑可以存储更长时间的录像或者利用剩余的空间去处理其他的事务。

　　2.2 数字微波无线视频监控特性： Ø 成熟稳定的数字微波通讯：致远诚微波无线摄像机采用低功耗设计，系统集成度高(例：ZY806WA=模拟摄像机+云台+视频编码器+流媒体服务器+控制解码器+网桥)，系统采用最成熟的802.11B直列扩频数字微波无线技术，传输距离远、抗干扰能力强、系统运行稳定，解决了铺设线缆施工困难和施工费用高等问题。 Ø 点对多点特性：致远诚微波无线摄像机系列产品，可设定为“客户端”、“AP-接入点(基站)”、“网桥(网桥+AP模式)”等三种工作模式，可以灵活组网，轻松架设大型微波无线流媒体监控系统。详见下图“典型应用图”。

　　典型5公里

　　无线-无线桥

　　同时接收多路

　　无线网桥：ZY3009

　　网络交换机

　　路由器防火墙

　　客户端软件

　　上级监控中心

　　区域监控中心

　　典型5公里

　　无线网络摄像机：ZY806TW

　　微波无线私有网络：128位加密确保专网的安全，施工方便，不需铺设光纤，灵活组网

　　典型无线监控系统图 

　　其他设备：报警或云台控制设备。提供RS485连接以及红外报警连接接口。

　　Ø 有线汇聚，无线传输特性：在前端几个摄像机距离不是很远的情况下，可以将网络线摄像机通过交换机汇聚到一起，然后接入到一个微波无线摄像机，从而一起将视频信号传输到监控中心。详见下图“典型应用图”。

　　Ø 中心节点，绕道传输特性：中心节点传输，解决了微波需要直线传输的弱点。在有楼层等其他障碍物阻挡微波传输的情况下，微波无线摄像机可以借道连接,绕开障碍物，将信号传输到后端监控中心。详见下图“典型应用图”。

　　(各种以太网)

　　有线汇聚无线传输

　　中心节点

　　借道连接绕开障碍物

　　点对多点无线传输

　　典型应用图

　　定向天线

　　ZY3009：数字微波无线网桥。

　　无线传输

　　5类网线

　　示例：

　　交换机

　　ZY806TW：数字微波无线网络摄像机,直接输出流媒体图像。

　　PC(电脑)

　　Ø 空中加密确保数据安全传输：在数据传输网络中针对安全性较弱的无线数据链路,为确保数据传输安全,在WEP加密认证的基础上建立虚拟专用网络系统(VPN)，并引入高强度数据加密以确保传输安全。详见下图“空中加密数据安全传输视图”。

　　MAC

　　地址过滤

　　VPN

　　传输过滤

　　安全有线网络

　　VPN: IPSEC

　　摄像机数据: 64/128 bit WEP

　　VPN: IPSEC

　　中心点数据: 64/128 bit WEP

　　VPN: IPSEC

　　中心网桥

　　无线网络摄像机

　　802.11ab/g 无线网络，WEP认证加密

　　VPN 加密通道

　　空中加密视频、控制、管理数据的安全传输

　　安全有线网络

　　空中加密数据安全传输视图

　　2.3 流媒体系统特性

　　Ø 流媒体压缩方式：致远诚的网络摄像机和网络视频服务器系列产品，在MPEG4纯硬压缩的基础上加入了通讯智能检测(传输智能缸)和运动估计的特性，使得编码出来的视频流便是流媒体格式，是Windows的流媒体格式-微软的核心ASF(Advanced Stream Format)。 Ø 世界领先兼容性：致远诚的流媒体格式，在Windows操作系统的电脑中不需安装任何软件和插件，直接使用Media Player便可直接实时播放或录制播放致远诚系列产品输出的音视频信号或文件，全球(2004年安装了Windows操作系统的PC的保有量为8.20亿台)有超过5亿台PC可以直接播放致远诚远程系列产品的信号。 Ø 低码流高清特性：致远诚的流媒体技术，可实现清晰经典全实时配置：352x288像素200Kb,25帧;176x30094像素60Kb,25帧;手机远程监控变为现实,同时也可通过个人电脑轻松地进行远程监控。 Ø 图像流畅连贯性：流媒体的关键技术之一是通讯的智能检测和智能视频流的缓冲，在如今广域网通讯带宽波动比较大的情况下，在视频传输时我们仍然可以留用有效的带宽，从而有效控制视频播放的速度，使视频能够流畅、连贯的传到监控中心，这是其他压缩格式所无法做到的。 Ø 电信级运营平台：致远诚的网络摄像机直接输出流媒体格式的视频流，并且内嵌的流媒体服务器与Media Service无缝连接，这样运营商可快速轻松架设大型流媒体运营平台。采用Media Service流媒体发布中心，同时管理千万台致远诚网络摄像机实时流媒体源成为现实。 2.4 网络摄像特性： Ø 网络、数字图像信号输出：这个是模拟摄像机与网络摄像机最基本的区别，也就是说网络摄像机组成中不仅包含了模拟摄像机的设备，但在其基础上又添加了具有更高集成的其他设备和功能。详见下图“网络摄像机的结构”。

　　有线网络

　　图像传感器电子快门

　　色度带通滤波

　　梳状滤波控制器

　　钟形滤波/相位解调/微分器 

　　电机调光圈,焦距.聚焦

　　色差反馈

　　梳度,对比度,饱和度控制

　　DSP 致远诚WMV 流媒体编码

　　流媒体视频

　　致远诚软件控制协议， 致远诚通信协议，通信处服务，控制服务器

　　AD-模数转换

　　无线网络

　　CCD模拟摄像机

　　数字化处理

　　网络摄像机的结构

　　Ø 单机独立可成系统特性：网络摄像机单机不仅可完成各种信号的AD(模拟数字)转换和处理，而且可以提供统一的网络传输模式，在一条五类线上便可实现视音频信号和控制信号的双向传输，摄像机单机便可组成一套流媒体监控系统。详见下图“网络摄像机单机成系统”。 Ø 简化监控系统特性：单独一个信道便可以进行视频、音频、控制等各种型号的传输，后端也不需要采集卡之类设备，直接在电脑中进行视频的解码、图像的显示、存储和对前端摄像点的控制，大大简化了传统监控的DVR系统，详见上图“网络摄像机单机成系统”。 Ø 远程无限监控特性：网络摄像机不仅可以组成局域网，更可以接入Internet组成广域网。先进的流媒体系统，即使在网络带宽波动比较大的情况下，亦可实现清晰、连贯的图像传输，真正做到远程的监控。 Ø 手机远程监控特性：在后端，不仅可以通过电脑对前端摄像机进行实时的监控，同时也可以利用手机看到实时、清晰、流畅的流媒体图像，真正让视野漫游无限，业务尽在掌控之中。 第3章 流媒体监控系统 3.1 .1施工区域系统结构：

　　室外监控区域：摄像机，网桥，交换机。

　　ZY3009

　　ZY3009

　　监控中心

　　IP CAM

　　ZY3009

　　ZY3009

　　监控中心

　　IP CAM

　　室内监控区域：摄像机，网桥，交换机。

　　施工区域至监控中心结构图

　　128位加密，简单布网，无布线工作.

　　2Km

　　若干ZY3009

　　互联网，其它城市观看

　　监控中心

　　PC

　　局域网交换机

　　路由器

　　PC

　　MTV

　　PC

　　若干ZY3009

　　中继转发网桥

　　监控中心接收网桥

　　球机与枪机的使用：球机内置相机，带有云台控制，可控制水平360度旋转，上下90度旋转。自动聚焦，变焦。枪机，不可转动方向，手动变焦，定焦。

　　Ø 前端视频设备：网络摄像机、视频源、数字编码设备、传输接口，分布式独立运行，独立完成图像采集、视频的压缩和远程无线的传输。 Ø 在室内监控区域，根据实际情况。在各监控点架设无线网络摄像机，设置在5.8GHz发射，在室内用无线网桥接收。接收连接到交换机或直接连接到室外无线转发网桥。室外无线转发网桥将信号发送向汇聚点的网桥。 Ø 在前段施工现场设置两个汇聚点(即中继)，每个中继架设8台室外无线网桥ZY3009，4台做接收网桥，接收前端摄像机和网桥发送来的监控点视频数据。8台做转发网桥，将信号转发至监控中心。 Ø 为满足监控图图像清晰度的要求，需使用D1+CIF视频效果的摄像机，若使用D1效果，最小数据流为1M/秒。因此需要传输带宽也为1M。每个网桥工作一个无线传输信道，每个网桥能接收4台D1，1M无线摄像机的信号。四台接收网桥，可接收16台摄像机的信号。2个中继，可接收32台摄像机的信号。 Ø 在监控中心，根据实际需要，架设8台ZY3009室外无线网桥。设置在5.8GHz，接收前方中继的各转发网桥发送来的所有前端摄像机数据。无线网桥通过网线连接到交换机。监控中心电脑也连接至交换机，监控中心电脑可以管理所有的前端摄像机。从而实现大带宽大范围远距离无线传输。 Ø 传输网络：包括ADSL、宽带、专线、WIFI接入Internet设备、局域网的网线(有线和无线)和网络设备。 Ø 图像显示和录像设备：主要采用PC架构，根据图像显示和录像的路数进行配置，并且根据实际的需求安装相关的软件。 Ø 软件系统：客户端端软件(Multiviewer),客户端软件。最大16分屏，可同时管理48路摄像机。