企業(yè)工廠安防解決方案

1、工廠高清安防解決方案一、系統(tǒng)概述 1.1 背景分析 廠的現(xiàn)代化管理手段越來越豐富，準確性也越來越高，各種先進的技術(shù)手段比如視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可有效的加強對各種場合，特殊設備以及人員的直觀管理，及時、有效的反映重要地點區(qū)域的現(xiàn)場情況，增強安全保障措施，同時進一步規(guī)范各崗位的生產(chǎn)管理。目前監(jiān)控手段已經(jīng)樂聲為擴展性的新一代高清視頻監(jiān)控解決方案。 1.2 需求分析 系統(tǒng)主要滿足兩大部分的需求，一是工廠公共區(qū)域安全防范的需要；二是工廠生產(chǎn)區(qū)域監(jiān)控管理的需求。 工廠安全防范 周界視頻監(jiān)控系統(tǒng)：在工廠周界區(qū)域部署感紅外的固定高清網(wǎng)絡槍式攝像機，滿足全天候24小時監(jiān)控。 園區(qū)監(jiān)控：在工廠園區(qū)一些制高點安

2、裝云臺攝像機，實施大范圍監(jiān)控 出入口監(jiān)控：在廠房出入口、園區(qū)出入口以及其他重要區(qū)域的出入口安裝高清攝像機。 廠房內(nèi)部：在廠房內(nèi)部部署大范圍監(jiān)控的攝像機，以滿足對整個廠房的全局監(jiān)控。 庫區(qū)監(jiān)控：在庫房內(nèi)外部署攝像機，嚴密監(jiān)視現(xiàn)場情況。 生產(chǎn)區(qū)域管理 重要設備監(jiān)控：在車間、廠房一些重要的設備處安裝高清攝像機，對設備運行狀態(tài)、防盜、防破壞進行監(jiān)視。 生產(chǎn)過程監(jiān)視：對于一些生產(chǎn)線上、操作崗位進行重點監(jiān)控，記錄操作過程和生產(chǎn)線上的生產(chǎn)過程。 其他需求 整個系統(tǒng)應該采用模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化架構(gòu)，滿足結(jié)構(gòu)簡單化和系統(tǒng)可擴展的需求 利用平臺管理軟件來統(tǒng)一管理前后端物理設備和虛擬軟件模塊，做到模塊化部署、集中

3、化管理的新一代監(jiān)控功能。 視頻監(jiān)控管理平臺應能與紅外報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等實現(xiàn)聯(lián)動，滿足協(xié)同管理、統(tǒng)一調(diào)度。二、系統(tǒng)設計 2.1 總體設計 系統(tǒng)分為前端監(jiān)控資源采集、視頻傳輸、后端平臺組建、多系統(tǒng)聯(lián)動建設等幾部分，整個系統(tǒng)采用全網(wǎng)絡數(shù)字視頻監(jiān)控架構(gòu)，前端都采用高清網(wǎng)絡攝像機進行視頻采集，通過攝像機的網(wǎng)絡端口直接接入到工廠視頻傳輸網(wǎng)絡中去，傳輸?shù)胶蠖诉M行集中存儲和管理。傳輸主干網(wǎng)采用千兆光纖網(wǎng)，后端通過HD-VMP集中管理平臺來完成整個視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集中預覽、控制、管理、存儲以及視頻分發(fā)等功能。實現(xiàn)工廠高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)集中管理?？傮w設計嚴格遵循用戶要求和行業(yè)規(guī)范，

4、滿足用戶功能需求為主要目的，提高安全防范管理效率。 2.2 前端監(jiān)控資源采集 前端監(jiān)控資源的采集主要是指現(xiàn)場視頻、音頻等信息的采集，當然也涉及個別點位有前端報警聯(lián)動信號的輸入。系統(tǒng)設計中前端點位的布置是否合理，以及所采用的設備是否恰當都是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。 前端監(jiān)控設備根據(jù)用戶需求分析全部采用網(wǎng)絡數(shù)字攝像機。通過需求分析我們得知總共約有200多個點位，我們選用基于基于標準的H.264 Main Profile Level 4.1算法的百萬像素網(wǎng)絡攝像機來采集前端視頻，根據(jù)每個監(jiān)視區(qū)域的范圍不同選用合適的高清鏡頭，它采用500萬像素的逐行掃描圖像傳感器，攝像機采集壓縮后的有效分辨率為

5、最高可達1920*1080，1280*720，預覽和回放的圖像線數(shù)也達到了700-1000TVL廣播級圖像畫質(zhì)， 而且動態(tài)視頻為全實時30幀/秒。 由于高清網(wǎng)絡攝像機的顯示比例為標準的16：9寬屏顯示比例，具有比傳統(tǒng)模擬攝像機更大的可視范圍，而且由于有效像素和分辨率更高，所得到的視頻畫面比傳統(tǒng)模擬攝像機更清晰地效果。同時其他需要動態(tài)監(jiān)視的區(qū)域我們設計采用電動二可變鏡頭+云臺+高清攝像機的方式來組建，如果對監(jiān)控現(xiàn)場清晰度要求不是很高的區(qū)域可以選擇采用FULL-D1畫質(zhì)的網(wǎng)絡高速球來部署，網(wǎng)絡高速球是基于標準H.264的FULL-D1畫質(zhì)進行壓縮和傳輸，由于采用了最新的算法和壓縮模塊，使得整個清晰

6、度也比原來的模擬攝像機加非標H.264算法視頻編碼器的效果更好。而且和其他網(wǎng)絡攝像機攝像機一樣，從球機出來就是網(wǎng)絡數(shù)字信號，通過攝像機本身的標準網(wǎng)絡接口就可以直接接入到視頻傳輸網(wǎng)絡中去，并入整個監(jiān)控網(wǎng)絡中，實現(xiàn)統(tǒng)一管理；無須再攝像機和后端管理系統(tǒng)中間再增加額外的設備，減少故障環(huán)節(jié)、簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時我們還建議在各個廠區(qū)的制高點架設1080P全高清網(wǎng)絡攝像機配合大倍數(shù)鏡頭和云臺實現(xiàn)全范圍的高清監(jiān)控，以便掌握整個園區(qū)的狀況。 2.3 網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)  網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)的組建對于高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的組建至關(guān)重要，如果傳輸系統(tǒng)不能滿足網(wǎng)絡視頻流的傳輸要求，那么網(wǎng)絡監(jiān)控也就無從談起。本系

7、統(tǒng)總共有200多臺網(wǎng)絡數(shù)字攝像機，分布在多個廠區(qū)，我們設計每個廠區(qū)的建筑物內(nèi)部根據(jù)攝像機點位的分布采用雙絞線進行匯聚，然后統(tǒng)一接入光纖主干網(wǎng)進行傳輸。部分公共區(qū)域、獨立區(qū)域的點位可就近單獨敷設傳輸資源；根據(jù)產(chǎn)品特點，每路1080P全高清網(wǎng)絡攝像機的傳輸帶寬為4Mbps，720P高清網(wǎng)絡攝像機的推薦傳輸帶寬為2Mbps，標清FULL-D1的傳輸帶寬為1Mbps；所以在為視頻監(jiān)控系統(tǒng)劃分傳輸通道時應考慮每個區(qū)域匯聚后到中心的傳輸帶寬，同時各個廠區(qū)匯聚交換機和監(jiān)控中心的核心交換設備也應該具備較強的數(shù)據(jù)交換能力和承載突發(fā)多用戶大容量的高峰訪問能力，以便網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)的快速交換，滿足數(shù)據(jù)訪問請求的快速響應

8、。由于前端攝像機主要由720P構(gòu)成，因此每個廠區(qū)各自到監(jiān)控中心的主干光纖帶寬資源已經(jīng)完全夠用，中心核心交換機建議采用背板帶寬和包轉(zhuǎn)率較高的千兆交換機來承擔。視頻監(jiān)控傳輸網(wǎng)絡可以根據(jù)要求與工廠內(nèi)部局域網(wǎng)規(guī)劃到一起，或者通過物理設備將兩個網(wǎng)絡互聯(lián)起來。這樣工廠其他部分就可在獲得授權(quán)后直接前端攝像機的視頻資源。網(wǎng)絡傳輸示意圖 2.4 集中監(jiān)控管理平臺設計 系統(tǒng)建設覆蓋多個區(qū)域和多個用戶群體，工廠成立集中監(jiān)控指揮中心，因此我們設計采用二級架構(gòu)，即工廠指揮中心為一級監(jiān)控中心，保衛(wèi)部門和其他管理部門為二級中心，指揮中心具有最高權(quán)限可對所有設備以及下屬兩個分中心用戶群體的視頻監(jiān)控終端進行集中管理，

9、統(tǒng)一調(diào)度；指揮中心完成視頻數(shù)據(jù)存儲和轉(zhuǎn)發(fā)任務， 各個分中心或者其他用戶通過工廠公司內(nèi)部局域網(wǎng)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺中的轉(zhuǎn)發(fā)服務器，獲得視頻和其他相關(guān)的監(jiān)控資源。      2.4.1 集中用戶驗證服務設計 用戶驗證服務是整個網(wǎng)絡視頻監(jiān)控的核心模塊，它完成所有設備信息和用戶信息的注冊、驗證、授權(quán)、訪問控制等功能。   我們設計在指揮中心部署一臺集中用戶驗證服務器（安裝用戶驗證軟件模塊）來完成所有前端網(wǎng)絡攝像機的信息注冊、后端軟件模塊注冊以及用戶信息的驗證；同時可根據(jù)用戶需求部署冗余備份用戶驗證服務器，以便當主認證服務器故障時，可啟動備用冗

10、余用戶驗證服務器，繼續(xù)提供驗證服務，保障指揮中心和其他用戶可繼續(xù)訪問視頻監(jiān)控系統(tǒng)；用戶驗證服務器采用專業(yè)級服務器配置，如雙千兆網(wǎng)口、至強服務器中央處理器、專業(yè)服務內(nèi)存、服務器電源、高速總線帶寬等。 2.4.2 集中管理控制  對于大型的多級聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，如何有效的對前后端物理設備、虛擬軟件模塊進行統(tǒng)一管理、控制、信息收集、處理等都是首要考核的條件，VMP管理平臺中的集中管理控制模塊是針對管理員對系統(tǒng)的配置、操作而設計的。  我們設計指揮中心部署一臺集中管理控制服務器（安裝管理控制軟件模塊），保衛(wèi)分中心和生產(chǎn)管理部門各自部署一臺副控管理控制服務器（安裝副控軟件模

11、塊）；集中管理控制服務器硬件配置采用了滿足高清網(wǎng)絡視頻圖像處理能力的專業(yè)級服務器，能夠同時支持8畫面高清720P圖像解碼預覽、滿足全范圍信息收集顯示、具有快速響應等功能。分中心通過向指揮中心驗證服務器進行用戶驗證，通過后獲取各自管轄區(qū)域的視頻監(jiān)控資源。 2.4.3 存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)設計 本解決方案中，針對工廠視頻監(jiān)控的需求分析，我們設計將存儲服務和轉(zhuǎn)發(fā)服務部署在同一硬件平臺上，以滿足系統(tǒng)的可靠性和合理性。         存儲轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)主要用于完成前端攝像機傳回的網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)存儲和分發(fā)任務，通過存儲軟件模塊和轉(zhuǎn)發(fā)軟件模塊

12、的組合部署同步完成數(shù)據(jù)的存儲和數(shù)據(jù)分發(fā)。通過前端點位設計可知，整個系統(tǒng)有200多路高清網(wǎng)絡視頻數(shù)據(jù)流，按照15天的存儲時間計算也會有上百個TB的存儲容量，如此大的存儲容量對于視頻監(jiān)控來說最佳的存儲方式主要有基于IP-SAN架構(gòu)的區(qū)域存儲解決方案和基于網(wǎng)絡視頻存儲服務器的分散式存儲解決方案。為了滿足功能實用性、系統(tǒng)可靠性的需求，我們設計采用分散式的HD-VMP視頻存儲服務器解決方案。同時利用每臺分散式存儲服務器的強大網(wǎng)絡資源可同步做視頻流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務，那么每臺服務器就只需要承受幾十路視頻存儲和并發(fā)，存儲轉(zhuǎn)發(fā)服務器之間不會相互影響，各自負責相關(guān)區(qū)域的存儲，當某臺服務器出現(xiàn)故障時不會影響到其他區(qū)域，

13、提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性、冗余性。2.4.4 電子地圖系統(tǒng)設計 在工廠高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像機數(shù)量眾多，如果僅僅靠集中管理控制模塊或者是其他監(jiān)控終端來瀏覽視頻圖像資源和控制前端設備，是不利于發(fā)揮集中網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、數(shù)字化、簡單化的基本理念的，只有通過完善的后端管理平臺和操作平臺快速查詢和定位圖像資源才能及時的對所有攝像機覆蓋的區(qū)域進行監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)可疑行為，事發(fā)后也能及時切換到現(xiàn)場。因此針對大型網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)而開發(fā)的報警電子地圖模塊解決了上述難題，它通過GIS電子地圖載入，將前端攝像機，乃至前端報警探測器等在電子地圖上進行標注，通過點擊電子地圖上的點位標注圖標調(diào)用該點的

14、視頻圖像，而且還可將報警系統(tǒng)集成到一起實現(xiàn)報警聯(lián)動提示，當報警點位產(chǎn)生報警信號后會自動聯(lián)動附近關(guān)聯(lián)的攝像機的圖像在電子地圖上彈出進行現(xiàn)實顯示，也可彈出到電視墻上進行顯示。且攝像機本身具備的移動偵測功能也可向中心電子地圖服務器進行聯(lián)動提示。在高清網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，通過這些方式在配合前端高清攝像機的清晰圖像可以快速定位某一個點位的攝像機，當發(fā)生異常行為后可自動切換該點位的攝像機進行圖像顯示。        在本系統(tǒng)中指揮中心配置一臺報警電子地圖服務器，還可通過大屏顯示系統(tǒng)來顯示，不管從功能上還是從系統(tǒng)的先進性上都會有很好的體現(xiàn)，將所有點位通過地圖形式表現(xiàn)出來，直觀方便，其他分中心可通過客戶端或者是電子地圖軟件模塊向中心下載地圖信息，實現(xiàn)多級地圖聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。2.4.5 監(jiān)控中心拼接顯示系統(tǒng)