中信集團(tuán)武漢市建筑設(shè)計(jì)院 孫雁波

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的功能是對(duì)建筑內(nèi)重要位置進(jìn)行宏觀監(jiān)視，以便于隨時(shí)掌握建筑內(nèi)的各種活動(dòng)情況；在特殊情況下，還應(yīng)對(duì)防火、防盜所發(fā)現(xiàn)的異常情況進(jìn)行監(jiān)視取證，能在人們無法直接觀察的場(chǎng)合實(shí)時(shí)、真實(shí)地反映被監(jiān)視控制對(duì)象的畫面。閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)已成為人們?cè)诂F(xiàn)代化建筑管理中的一種極為有效的監(jiān)控工具。

1 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展歷程

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展歷程，經(jīng)過了模擬閉路電視監(jiān)控、基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字閉路電視監(jiān)控（DVR）、基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字監(jiān)控平臺(tái)，以及并行發(fā)展的IP全數(shù)字化監(jiān)控等幾個(gè)階段。

1.1 模擬閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

模擬監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展較早，常被稱為第一代監(jiān)控系統(tǒng)，其系統(tǒng)特點(diǎn)為：

1）視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)均為模擬形式，質(zhì)量最高。

2）經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術(shù)成熟，系統(tǒng)功能強(qiáng)大、完善。

3）模擬視頻系統(tǒng)局限性：

A. 只適用于較小的地理范圍

B. 與信息系統(tǒng)無法交換數(shù)據(jù)

C. 監(jiān)控僅限于監(jiān)控中心，應(yīng)用的靈活性較差

D. 不易擴(kuò)展

1.2 基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（DVR）

DVR是近幾年迅速發(fā)展的第二代監(jiān)控系統(tǒng)，采用微機(jī)和Windows平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)中安裝視頻壓縮卡和相應(yīng)的DVR軟件，不同型號(hào)視頻卡可連接1/2/4等路視頻，支持實(shí)時(shí)視頻和音頻，是第一代模擬監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的可選方案，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻傳輸（超過1～2km）的系統(tǒng)。

DVR系統(tǒng)特點(diǎn)：

1）視頻、音頻信號(hào)的采集、存儲(chǔ)主要為數(shù)字形式，質(zhì)量較高

2）系統(tǒng)功能較為強(qiáng)大、完善

3）與信息系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù)

4）應(yīng)用的靈活性較好

DVR系統(tǒng)從監(jiān)控點(diǎn)到監(jiān)控中心為模擬方式傳輸，與第一代系統(tǒng)相似存在許多缺陷，要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離視頻傳輸需鋪設(shè)（租用）光纜、在光纜兩端安裝視頻光端機(jī)設(shè)備，系統(tǒng)建設(shè)成本高，不易維護(hù)且維護(hù)費(fèi)用較大。

隨著信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式DVR系統(tǒng)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(tǒng)應(yīng)用特別廣泛，我們通常稱嵌入式DVR為2.5代監(jiān)控系統(tǒng)。

1.3 基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字監(jiān)控平臺(tái)

網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字監(jiān)控平臺(tái)就是將傳統(tǒng)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來傳輸，通過智能化的計(jì)算機(jī)軟件來處理。系統(tǒng)將傳統(tǒng)的視頻、音頻及控制信號(hào)數(shù)字化，以IP包的形式在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，實(shí)現(xiàn)了視頻/音頻的數(shù)字化、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、應(yīng)用的多媒體化以及管理的智能化。

1.4 IP全數(shù)字化監(jiān)控

除實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化傳輸方式外，將用于前端信號(hào)采集的攝像機(jī)數(shù)字化，視頻信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換在傳輸前完整打包，真正做到從前端采集、信號(hào)傳輸、中心控制的全面數(shù)字化。

2 展館對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的需求分析

“會(huì)展經(jīng)濟(jì)”的出現(xiàn)給展覽場(chǎng)館的興建和展覽業(yè)的發(fā)展，帶來了無限的商機(jī)，同時(shí)也提出了這類場(chǎng)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(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)考慮：

·滿足展館大人流量的監(jiān)視功能；

·提供實(shí)時(shí)、高清晰的監(jiān)控圖像；

·提供海量視頻信息的高質(zhì)量可靠存儲(chǔ)方案；

·提供開放的、先進(jìn)的系統(tǒng)架構(gòu)；

·滿足系統(tǒng)的圖像的遠(yuǎn)程調(diào)用；

·實(shí)現(xiàn)與其它系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能；

·提供有效的管理和維護(hù)方案；由于展館的建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)主要解決以下幾個(gè)難點(diǎn)問題：

·解決視頻圖像的遠(yuǎn)距離傳輸問題；

·解決晚間監(jiān)控圖像的畫質(zhì)問題；

·解決由于點(diǎn)位分布廣而造成的管線敷設(shè)難的問題；

·解決多級(jí)控制中心之間的通訊聯(lián)網(wǎng)問題；

·解決會(huì)后的系統(tǒng)利用和管理問題；

·解決展館監(jiān)控系統(tǒng)與其他建筑的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；

3 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)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(gè)層面, 總建筑面積為466558m2，建筑總高度27.5m。地面層內(nèi)設(shè)置車庫、快速人行通道、商業(yè)等配套用房，以形成復(fù)合型的會(huì)展中心。地面層呈環(huán)形布置，此范圍內(nèi)設(shè)置15m寬環(huán)形車道。展館層有12座國際標(biāo)準(zhǔn)化展廳、外圍同時(shí)設(shè)環(huán)形貨運(yùn)通道，上下環(huán)路通過6處坡道進(jìn)行連通。

下面以此工程為實(shí)例，對(duì)閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)予以論述。

3.1 設(shè)計(jì)思路

通過我們對(duì)展館工程以及整個(gè)博覽園區(qū)的功能理解，展館的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)按以下的思路設(shè)計(jì)：

·視頻監(jiān)控

實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控范圍包括：展館登錄區(qū)域、展廳連接通道、展廳區(qū)域、停車區(qū)域、配套商業(yè)區(qū)域、周界區(qū)域以及各類自動(dòng)水平、垂直交通工具及通道口等，實(shí)現(xiàn)全方位覆蓋，基本做到不留死角。

·網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

基于展館的建筑特點(diǎn)，需要對(duì)各類電視監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)針對(duì)展館的實(shí)際作一比較分析：

基于微機(jī)平臺(tái)的數(shù)字閉路電視監(jiān)控（DVR）系統(tǒng)在解決信號(hào)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(shí)施及后期維護(hù)；并且在系統(tǒng)大規(guī)模組網(wǎng)及信息共享方面，基于微機(jī)平臺(tái)的方式穩(wěn)定性很差。

IP數(shù)字化監(jiān)控從技術(shù)上均能滿足展館的要求，但其投資價(jià)格較高，性價(jià)比較差。

而數(shù)字監(jiān)控平臺(tái)在傳輸方面基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，信息共享和組網(wǎng)方式與IP數(shù)字化監(jiān)控相同，且投資價(jià)格合適，故為了便于展館的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)與整個(gè)博覽園，乃至整個(gè)城區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，展館的電視監(jiān)控系統(tǒng)選擇基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)。

以上是傳統(tǒng)方式從攝像機(jī)到監(jiān)控中心的示意圖，從圖中可以看出：監(jiān)控中心需要大量的視頻電纜和設(shè)備分布。對(duì)于走線橋架和機(jī)房承重有很高的要求，大量的設(shè)備對(duì)于機(jī)房空調(diào)、機(jī)房裝修都有很高的要求。

最關(guān)鍵的是，當(dāng)我們的攝像機(jī)分布調(diào)整或者當(dāng)工程需要增加部分?jǐn)z像機(jī)時(shí)，可能以前選配的矩陣容量正好達(dá)到配置極限，需要更換矩陣、重新的排線。矩陣每提高一個(gè)規(guī)格，價(jià)格將會(huì)成倍的增長(zhǎng)。排放的成捆的線纜也不利于維護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，很難理清哪根電纜是需要的。

圖1 模擬式閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

圖2 數(shù)字式閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

以上是按照數(shù)字方式建設(shè)的示意圖，在監(jiān)控中心的設(shè)備數(shù)量很少，線纜也很少。監(jiān)控中心的管理非常方便，噪聲也小，熱量也小，對(duì)于裝修和空調(diào)的要求較低，對(duì)于機(jī)柜數(shù)量的要求也少（200路系統(tǒng)傳統(tǒng)模式需要12個(gè)機(jī)柜，數(shù)字方式僅需要2個(gè)機(jī)柜），綜合成本低。當(dāng)需要增加攝像機(jī)時(shí)僅需要增加攝像機(jī)和編碼器就行了，對(duì)于系統(tǒng)不會(huì)造成影響，后續(xù)改動(dòng)和擴(kuò)充的成本低廉。維護(hù)方面借助網(wǎng)絡(luò)手段可以方便的進(jìn)行排查，而且數(shù)字系統(tǒng)的報(bào)警機(jī)制更豐富。

·遠(yuǎn)程監(jiān)視

視頻圖像通過網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以監(jiān)控各個(gè)位置的實(shí)時(shí)情況；遠(yuǎn)程授權(quán)用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)瀏覽監(jiān)控圖像，以及調(diào)用歷史監(jiān)控圖像資料。

·系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

報(bào)警信號(hào)上傳時(shí)，綜合安防平臺(tái)報(bào)警點(diǎn)圖像自動(dòng)彈出；監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。同時(shí)把報(bào)警信號(hào)上傳至園區(qū)安防中心及公安機(jī)房。

·接口開放

要求系統(tǒng)具備很好的開放性，有利于系統(tǒng)的擴(kuò)展及延伸。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

通過對(duì)功能需求分析，大型展館閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)采用基于IP網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字監(jiān)控平臺(tái)解決方案。

整個(gè)系統(tǒng)分為：視頻源部分、傳輸及交換部分、存儲(chǔ)部分、顯示部分及控制及管理部分五大部分。

圖3 IP智能監(jiān)控解決方案示意圖

3.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

上述系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

·先進(jìn)的體系架構(gòu)

系統(tǒng)充分整合了IP網(wǎng)絡(luò)、視頻、IP SAN存儲(chǔ)、信令等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)借鑒了NGN“下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network)”中信令控制與媒體流交換分離的先進(jìn)理念，其構(gòu)架體系具備開放性、標(biāo)準(zhǔn)化和先進(jìn)性。

·高清晰的圖像質(zhì)量

系統(tǒng)采用最新的專業(yè)圖像技術(shù)，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(dá)8M，尤其針對(duì)展館高動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)控場(chǎng)合，系統(tǒng)可以為用戶提供最高質(zhì)量的高清晰圖像。滿足技防辦對(duì)視頻圖像的要求。

·專業(yè)可靠的IP SAN存儲(chǔ)

圖4 分層架構(gòu)圖

系統(tǒng)采用IP SAN作為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備，可以滿足展館在分布式部署的同時(shí)實(shí)現(xiàn)集中管理、跨域共享、平滑擴(kuò)容、兼容互通等。

·靈活方便的管理模式

系統(tǒng)根據(jù)展館業(yè)務(wù)管理模式的特點(diǎn)，采用集中式的管理方式。通過視頻管理服務(wù)器和數(shù)據(jù)管理服務(wù)器不僅可對(duì)前端設(shè)備進(jìn)行集中的管理和控制，還可對(duì)分布在各區(qū)域的存儲(chǔ)終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的集中管理。

4 結(jié)束語

為了進(jìn)一步滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人們文明生活的高標(biāo)準(zhǔn)要求，創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適、溫馨、高效的辦公與生活環(huán)境，第一、二代模擬監(jiān)控系統(tǒng)由于其局限性很難滿足展館建筑的使用功能，而對(duì)于數(shù)字化監(jiān)控平臺(tái)和IP全數(shù)字監(jiān)控方式，則需從項(xiàng)目的具體實(shí)際出發(fā)，有針對(duì)性地加以選用，做到配置合理、技術(shù)先進(jìn)、性能價(jià)格比高，具有可擴(kuò)展性、開放性和靈活性。

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