視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)建議書

高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)建議書

2016.02

書目

1.項(xiàng)目概述錯誤!未指定書簽。

1.1.項(xiàng)目建設(shè)背景錯誤!未指定書簽。

L2.項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)錯誤!未指定書簽。

1.3.項(xiàng)目建設(shè)原則錯誤味指定書簽。

1.4.設(shè)計規(guī)范錯誤!未指定書簽。

1.5.項(xiàng)目建設(shè)難點(diǎn)分析錯誤!未指定書簽。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計錯誤!未指定書簽。

2.1.系統(tǒng)架構(gòu)選擇錯誤!未指定書簽。

2.1.1.架構(gòu)概述錯誤!未指定書簽。

2.1.2.全交換技術(shù)及流媒體對比錯誤床指定書簽。

2.2.系統(tǒng)架構(gòu)圖錯誤!未指定書簽。

2.3.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計說明錯誤味指定書簽。

3.前端子系統(tǒng)設(shè)計錯誤味指定書簽。

3.1.前端采集部分設(shè)計錯誤!未指定書簽。

3.1.1.前端性能設(shè)計錯誤保指定書簽。

3.1.2.點(diǎn)位分布設(shè)計錯誤味指定書簽。

3.1.網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計錯誤!未指定書簽。

3.1.1.視頻碼流傳輸帶寬錯誤味指定書簽。

3.1.2.網(wǎng)絡(luò)傳輸難點(diǎn)分析以及解決方案錯誤保指定書簽。

3.2.攝像機(jī)選型介紹錯誤味指定書簽。

3.2.1.產(chǎn)品特點(diǎn)錯誤!未指定書簽。

4.存儲子系統(tǒng)設(shè)計錯誤!未指定書簽。

4.1.系統(tǒng)概述錯誤!未指定書簽。

4.2.存儲系統(tǒng)分析錯誤味指定書簽。

4.3.流媒體轉(zhuǎn)存方式的弊端錯誤!未指定書簽。

4.4.裸數(shù)據(jù)塊直存原理錯誤味指定書簽。

4.5.一秒不丟解決方案錯誤味指定書簽。

4.6.存儲容量計算錯誤床指定書簽。

4.7.存儲產(chǎn)品介紹錯誤味指定書簽。

4.7.1.產(chǎn)品特點(diǎn)錯誤!未指定書簽。

5.管理平臺設(shè)計錯誤!未指定書簽。

5.1.平臺基本要求錯誤味指定書簽。

5.2.平臺主要組成模塊錯誤味指定書簽。

5.2.1.中心管理服務(wù)模塊錯誤床指定書簽。

5.2.2.數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊錯誤保指定書簽。

5.2.3.流媒體服務(wù)模塊錯誤味指定書簽。

5.2.4.存儲管理服務(wù)模塊錯誤床指定書簽。

5.2.5.存儲服務(wù)器錯誤味指定書簽。

5.2.6.報警管理服務(wù)模塊錯誤味指定書簽。

5.2.7.設(shè)備接入服務(wù)模塊錯誤保指定書簽。

5.2.8.聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模塊錯誤味指定書簽。

5.2.9.視頻檢索服務(wù)模塊錯誤味指定書簽。

5.3.平臺基礎(chǔ)功能錯誤!未指定書簽。

5.3.1.實(shí)時監(jiān)控錯誤保指定書簽。

5.3.2.錄像回放錯誤床指定書簽。

5.3.3.綜合查詢錯誤!未指定書簽。

5.3.4.信息公告錯誤味指定書簽。

5.3.5.設(shè)備管理錯誤!未指定書簽。

5.4.平臺增加功能錯誤!未指定書簽。

5.4.1.預(yù)案管理錯誤!未指定書簽。

5.4.2.用戶管理錯誤!未指定書簽。

5.4.3.權(quán)限管理錯誤保指定書簽。

5.4.4.網(wǎng)名各對■講錯誤!未指定書簽。

5.4.5.告警處理錯誤!未指定書簽。

5.4.6.存儲管理錯誤保指定書簽。

5.4.7.告警管理.錯誤!未指定書簽。

5.4.8.日志管理錯誤!未指定書簽。

5.4.9.時鐘同步錯誤保指定書簽。

5.4.10.任務(wù)安排錯誤!未指定書簽。

6.系統(tǒng)特色錯誤!未指定書簽。

6.1.水平解析度高，實(shí)現(xiàn)圖像高清楚錯誤!未指定書簽。

6.2.H.264編碼，節(jié)約存儲成本錯誤!未指定書簽。

6.3.網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)，保障錄像實(shí)時流暢錯誤!未指定書簽。

6.4.眩光抑制，保障圖像不曝光錯誤!未指定書簽。

6.5.夜間弱光環(huán)境，保障圖像無噪點(diǎn)錯誤!未指定書簽。

6.6.塊直存，保障錄像一秒不丟失錯誤床指定書簽。

6.7.智能切片，實(shí)現(xiàn)錄像快速檢索錯誤味指定書簽。

6.8.開放融合的系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)及第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動錯誤味指定書簽。

1.項(xiàng)目概述

1.1.項(xiàng)目建設(shè)背景

處于長株潭三市中心結(jié)合點(diǎn)，從長沙、株洲、湘潭三市中心區(qū)動身，均可

在25至30分鐘內(nèi)到達(dá)。匯合湖南地區(qū)規(guī)模最大、經(jīng)營品類最全的奧萊品牌直

營店，削減中間商環(huán)節(jié)，確保全年可享最低折扣；同時保證100%正品經(jīng)營，讓

您精打細(xì)算過奢侈生活；配套設(shè)施的一應(yīng)俱全，更為人們供應(yīng)吃喝玩樂購的一

條龍服務(wù)，擁有停車位3000多個。如今，已然成為長沙又一標(biāo)記性建筑。

隨著商場規(guī)模擴(kuò)大，商場的安防工作日益重要，如何更好的對商場內(nèi)的各

種工作做到更好的平安防范，建立一個平安購物公園，除了加強(qiáng)日常巡邏、保

衛(wèi)工作外，視頻監(jiān)控將是一個特別有力的手段，可達(dá)到7*24小時巡邏的效果。

為提高保衛(wèi)力度及進(jìn)一步提高員工、客戶人身平安及商戶財產(chǎn)平安等，能

夠?qū)赡馨l(fā)生的事情進(jìn)行事先預(yù)防、告警，已經(jīng)發(fā)生的事務(wù)進(jìn)行事后分析、查

證。商場擬先改造更換200個模擬監(jiān)控點(diǎn)及新建一套標(biāo)準(zhǔn)、開放的高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)

控系統(tǒng)，并及之前模擬監(jiān)控系統(tǒng)并行運(yùn)用，從而實(shí)現(xiàn)區(qū)域的高清全覆蓋監(jiān)管。

1.2.項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)

詳細(xì)建設(shè)目標(biāo)如下：

(1)商場現(xiàn)有1000個模擬監(jiān)控點(diǎn)位，本次擬將其中200個點(diǎn)位模擬攝像機(jī)

改造更換為高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。

(2)新建一套高清智能網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，全部200個前端采納200W像素高清

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)。通過高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)來對商場區(qū)域進(jìn)行事前防范，有效監(jiān)管，

提高處警效率，并能夠進(jìn)行事后追蹤處理。

(3)采納基于技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)來建設(shè)系統(tǒng)，既保證整個系統(tǒng)的平

安，又能發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)無所不在的優(yōu)勢。

(4)全部監(jiān)控點(diǎn)位接入現(xiàn)有監(jiān)控中心，采納作為存儲設(shè)備，基于協(xié)議，前

端采集的實(shí)時視頻圖像，通過支持協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將監(jiān)控圖像干脆打包成

數(shù)據(jù)包采納裸數(shù)據(jù)塊的方式干脆寫入盤陣。全部監(jiān)控錄像存儲30天。

1.3.項(xiàng)目建設(shè)原則

本項(xiàng)目方案設(shè)計遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。

在采納成熟技術(shù)和適用裝備的基礎(chǔ)上，充分考慮系統(tǒng)功能及性能的先進(jìn)性和長

遠(yuǎn)發(fā)展，確保系統(tǒng)高效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)資源共享。確保建成后的系統(tǒng)兼容性強(qiáng)、平

安牢靠、便于擴(kuò)展和維護(hù)。其具有以下原則：

(1)先進(jìn)性：在理念、架構(gòu)、技術(shù)，設(shè)計等方面要具有肯定的先進(jìn)性、前瞻

性，在充分考慮技術(shù)先進(jìn)性的同時，盡量采納成熟技術(shù)。

(2)平安性：視頻監(jiān)控平臺是監(jiān)控系統(tǒng)的核心組件，也是平安保衛(wèi)工作的重

要手段，對平安性要求較高。因此在設(shè)計和實(shí)施過程中要充分考慮平安性管理，

保障接入的平安性、設(shè)備平安性、應(yīng)用的平安性。

(3)可擴(kuò)展性：視頻監(jiān)控系統(tǒng)是一個按部就班、不斷擴(kuò)充的過程，監(jiān)控系統(tǒng)

平臺充分考慮肯定時期內(nèi)監(jiān)控需求的發(fā)展和變更，采納科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)，支持?jǐn)U

展和集成，同時接口能夠進(jìn)行二次開發(fā)，滿意后續(xù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展需求。

(4)敏捷性：能夠在包括管理范圍、管理功能、管理數(shù)量、呈現(xiàn)方式等方面

供應(yīng)敏捷、多樣的擴(kuò)展實(shí)力?？擅艚莸卦O(shè)計、敏捷的前端接入。

1.4.設(shè)計規(guī)范

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計必需依據(jù)國際、國家和本地區(qū)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行。本設(shè)計

將依據(jù)和參照以下的設(shè)計規(guī)范和要求進(jìn)行：

＞《平安防范工程技術(shù)規(guī)范》(50348-2004)；

＞《平安防范工程程序及要求》(75-94)；

＞《平安防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則》(308-2001)；

＞《平安防范系統(tǒng)通用圖形符號》(74-2000)；

＞《平安防范系統(tǒng)》(33334-2001)；

＞《平安防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)信息傳輸、交換、限制技術(shù)要求》

(28181-2011)；

＞《民用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(50198-94)；

＞《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計規(guī)范》(115-87)；

＞《音頻、視頻及類似電子設(shè)備平安要求》(8898-2001)；

＞《測量、限制和試驗(yàn)室用電氣設(shè)備的平安要求》(4793-2001)；

＞《信息技術(shù)設(shè)備的平安》(4943-2001)；

＞568A,569A國際電子工業(yè)協(xié)會通信線纜、通訊路徑和空間標(biāo)準(zhǔn)

＞11801結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)

＞協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

＞138182協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

>10,100標(biāo)準(zhǔn)802.3,802.3U

＞《中華人民共和國通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（926）

＞《電視系統(tǒng)視頻指標(biāo)》472-3

＞《電氣指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》422485

＞《電子設(shè)備雷擊愛護(hù)導(dǎo)則》7450-87

1.5.項(xiàng)目建設(shè)難點(diǎn)分析

在本次視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)中過程中，需考慮以下細(xì)微環(huán)節(jié)，以保證系統(tǒng)牢靠

性和易用性。

1、合理的系統(tǒng)架構(gòu)問題：

監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)的合理性，保障了整個系統(tǒng)后續(xù)的業(yè)務(wù)擴(kuò)展和穩(wěn)定性，是否能

設(shè)計一種先進(jìn)的架構(gòu)采納牢靠的技術(shù)，能保障錄像一秒不丟失，能消退服務(wù)器

的性能瓶頸，即使視頻管理服務(wù)器宕機(jī)也不影響視頻錄像的存儲和上墻查看，

海量的數(shù)據(jù)檢索能否達(dá)到快速檢索和回放。

2.、監(jiān)控攝像機(jī)的夜間監(jiān)控圖像質(zhì)量問題：

監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)位分布于室內(nèi)及室外環(huán)境中，在夜晚或光照條件不好的環(huán)境下，

如何保證監(jiān)控攝像機(jī)獲得到清楚可用的圖像質(zhì)量。

3、設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性問題：

在防雷、防水、防塵和凹凸溫環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)波動的適應(yīng)性上，應(yīng)當(dāng)具備專用的

設(shè)計防護(hù)。

4、牢靠存儲的問題:

存儲系統(tǒng)是視頻監(jiān)控的核心部分之一，要求保證一秒鐘的錄像都不丟失，如

何通過合理的設(shè)計，保證任一秒鐘圖像都能牢靠存儲，在浩大的存儲數(shù)據(jù)面前

如何做視頻數(shù)據(jù)的秒級檢索。

2.系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1.系統(tǒng)架構(gòu)選擇

2.1.1.架構(gòu)概述

目前監(jiān)控廠商主流的解決方案有“流媒體”和“全交換”兩種架構(gòu)。

流媒體架構(gòu)對流媒體服務(wù)器架構(gòu)下的軟件、服務(wù)器設(shè)計提出了很高的要求，

特殊是在海量視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，大容量視頻訪問和存儲要求流媒體服務(wù)器

具備高牢靠集群設(shè)計，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。一旦流媒體服務(wù)器宕機(jī)，整個監(jiān)控系統(tǒng)

癱瘓。

“全交換”架構(gòu)和“流媒體”架構(gòu)最大的不同在于，對海量視頻的轉(zhuǎn)發(fā)處理

由高性能交換機(jī)通過組播協(xié)議來承載，詳細(xì)的說，則是由實(shí)時視頻訪問用戶所

在的交換機(jī)來負(fù)責(zé)高清視頻的復(fù)制分發(fā)，在主干網(wǎng)上同一路視頻只占用一路帶

寬，交換機(jī)的整體架構(gòu)在牢靠性和分發(fā)效率上要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于流媒體服務(wù)器架構(gòu)。

2.1.2.全交換技術(shù)及流媒體對比

全交換技術(shù)及流媒體對比如下:

流媒體全交換加媒體全交換

通過流媒體服務(wù)器完成媒

體流的復(fù)制分發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)功

能。

干脆利用交換機(jī)完成媒體流復(fù)

每臺流媒體服務(wù)器的轉(zhuǎn)發(fā)

制分發(fā)及轉(zhuǎn)發(fā)。

和轉(zhuǎn)存實(shí)力在300-500M

交換機(jī)背板交換實(shí)力可達(dá)

左右，以6M高清碼流計

6.12T,以6M高清碼流計算，支

媒體流傳算，支持50-80路，系統(tǒng)

持80萬路，圖像延時300以下

送碼流轉(zhuǎn)發(fā)性能依靠于流媒

碼流交甚至更低。當(dāng)遠(yuǎn)程多路訪問時，

體服務(wù)器單機(jī)性能和數(shù)

換自動選擇盡可能遠(yuǎn)的交換機(jī)進(jìn)

量，簡潔產(chǎn)生瓶頸，且圖

行數(shù)據(jù)復(fù)制分發(fā)，顯著降低主干

像延時大。當(dāng)遠(yuǎn)程多路訪

網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力，節(jié)約用戶投資。

問時，對主干網(wǎng)絡(luò)帶寬要

求高，帶寬租賃成本高，

用戶投資巨大。

受方案架構(gòu)限制，轉(zhuǎn)發(fā)采通過背板交換，每路用戶獨(dú)享帶

圖像流暢

納共享模式，同時閱讀的寬，多用戶訪問時實(shí)時圖像仍舊

度

用戶數(shù)越多，實(shí)時圖像的清楚流暢，延時300以下甚至更

延時越大，流暢度變差。低。組播技術(shù)是解決大規(guī)模系統(tǒng)

中多用戶并發(fā)訪問的關(guān)鍵。

通過媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)的存

儲碼流和實(shí)時預(yù)覽碼流必用戶可依據(jù)需求敏捷獨(dú)立設(shè)置

需一樣，造成錄像需求和存儲碼流和實(shí)時預(yù)覽碼流的編

雙碼流支

實(shí)時預(yù)覽需求相互制約，碼格式、碼流大小和傳輸協(xié)議，

持

無法兼顧，折中性質(zhì)的方實(shí)時圖像清楚度最優(yōu)的同時，提

案造成圖像效果不能達(dá)到高錄像牢靠性，節(jié)約磁盤空間。

最優(yōu)。

轉(zhuǎn)存：視頻流通過服務(wù)器直存：采納端到端的方式把視頻

轉(zhuǎn)存，一旦服務(wù)器故障就圖像干脆寫入存儲設(shè)備，不須要

會造成錄像停止，該服務(wù)經(jīng)過流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)存，即使管

存儲方式器也是整個系統(tǒng)最大的瓶理服務(wù)器故障，錄像也不停止。

頸。塊存儲：采納數(shù)據(jù)塊方式存儲，

文件存儲：基于文件的存平安性更高，同時支持秒級回

存儲

儲，不支持秒級回放。放。

因?yàn)閿?shù)據(jù)流須要定期進(jìn)行

文件打包后才能存儲，所

即時回放無文件打包過程，支持秒級回

以無法支持即存即看，須

實(shí)力放，即存即看。

要等待5-30分鐘后才可

以回放。

因?yàn)閿?shù)據(jù)以文件格式存

儲，假如文件頭損壞則文采納塊直存技術(shù)，將數(shù)據(jù)從前端

件內(nèi)數(shù)據(jù)全部不行讀取，以裸數(shù)據(jù)塊形式干脆寫入磁盤

數(shù)據(jù)平安數(shù)據(jù)牢靠性不高；當(dāng)非法陣列，無文件系統(tǒng)所以在非授權(quán)

獲得磁盤后可干脆讀取回狀況下數(shù)據(jù)無法篡改、無法干脆

放所記錄的錄像，數(shù)據(jù)平下載、無法讀取錄像。

安性不強(qiáng)。

產(chǎn)生文件碎片，運(yùn)用時間數(shù)據(jù)流不經(jīng)過文件打包處理過

越長可用存儲空間越少。程，存儲效率更高不產(chǎn)生文件碎

存儲效率當(dāng)存儲數(shù)據(jù)量大、文件數(shù)片，磁盤存儲運(yùn)用效率持續(xù)保持

量多時查詢時間很長、運(yùn)高水平。錄像支持秒級查詢，瞬

用效率低。間定位取得所需錄像。

以服務(wù)器為核心。以電信級交換機(jī)為核心，架構(gòu)，

是一種折中方案，可以應(yīng)將信令及業(yè)務(wù)承載碼流相分別。

系統(tǒng)架構(gòu)

用于不同帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并專網(wǎng)搭建，牢靠性高，適合專業(yè)

存的狀況，適合通用客戶?？蛻簟?/p>

平臺及

全部數(shù)據(jù)流都須要流經(jīng)一省去流媒體服務(wù)器，將業(yè)務(wù)交給

架構(gòu)

臺或多臺服務(wù)器，信令服電信級交換機(jī)來完成，同時通過

牢靠性務(wù)器、流媒體服務(wù)器和錄將信令流及業(yè)務(wù)承載碼流相分

像管理服務(wù)器發(fā)生故障都別，從設(shè)備及架構(gòu)兩方面顯著提

會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)高系統(tǒng)牢靠性，即使服務(wù)器出現(xiàn)

轉(zhuǎn)，造成錄像丟失、實(shí)時故障，正在進(jìn)行的預(yù)覽和錄像也

預(yù)覽中斷甚至平臺停止工不會發(fā)生中斷或丟失。

作。

采納流媒體方案的友商多

須要涉及，組件來自多家無設(shè)備，供應(yīng)統(tǒng)一完整解決方

系統(tǒng)整合廠商。案。

桂產(chǎn)品組合的堆砌，拼湊，方案耦合融合度高，后繼維護(hù)便

各廠商后繼問題解決協(xié)調(diào)利。

難度大。

困難：

簡潔：1臺管理服務(wù)器；網(wǎng)絡(luò)支

須要部署一臺平臺管理服

持組播時，不用配置媒體轉(zhuǎn)發(fā)服

管理平臺務(wù)器、多臺流媒體服務(wù)器、

務(wù)器。在不須要錄像備份功能

困難度錄像存儲管理服務(wù)器、數(shù)

時，只需部署一臺服務(wù)器就可搭

據(jù)庫服務(wù)器等多種服務(wù)

建和管理1000路系統(tǒng)。

器。

可以支持多級級聯(lián)，但是

不具備在級聯(lián)的系統(tǒng)上設(shè)支持分級分域功能，支持7級級

分級分權(quán)置不同的組織架構(gòu)，無法聯(lián)，每一級平臺可以支持128個

分域支持實(shí)現(xiàn)虛擬域的功能，不能下級域，每個域設(shè)置獨(dú)立的資

對每個域設(shè)置獨(dú)立的資源、權(quán)限、用戶。

源、權(quán)限、用戶，不具備

一套監(jiān)控平臺來滿意不同

組織部門的運(yùn)用。

實(shí)現(xiàn)了前端編碼器、后端解碼

器、監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、存儲和平

監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)、存儲、平臺

臺軟件包括服務(wù)器的統(tǒng)一管理，

軟件常常涉及不同廠家的

將網(wǎng)管及業(yè)務(wù)限制平臺的技術(shù)

管理維護(hù)產(chǎn)品，無統(tǒng)一管理，維護(hù)

應(yīng)用至監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時自動監(jiān)測

成本高，故障定位解決不

系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，縮短了故障發(fā)

剛好。

覺、定位和解決的時間，系統(tǒng)的

管理維護(hù)性能更強(qiáng)、效率更高。

大規(guī)模系統(tǒng)中碼流數(shù)據(jù)量

大，需配置多臺流媒體服以直存方式存儲到存儲設(shè)備中，

存儲成本務(wù)器做轉(zhuǎn)存工作，且文件無需轉(zhuǎn)存服務(wù)器，越大規(guī)模的系

碎片影響磁盤空間可用統(tǒng)，成本優(yōu)勢越明顯。

率，成本高。

成本分由于每臺流媒體服務(wù)器的

析轉(zhuǎn)發(fā)和轉(zhuǎn)存實(shí)力在

機(jī)房設(shè)備主要有數(shù)據(jù)管理和視

機(jī)房建設(shè)300-500M左右,以500路

頻管理2臺服務(wù)器以及存儲陣

成本大量高清視頻的典型項(xiàng)目

歹U,占用空間小。

為例，須要10臺以上的服

務(wù)器來處理,購置服務(wù)器、

機(jī)柜成本高。

需增加流媒體服務(wù)器、錄

后期擴(kuò)建無需增加流媒體服務(wù)

后期擴(kuò)容像存儲服務(wù)器，當(dāng)大規(guī)模

器，不需增建機(jī)房和增加主干網(wǎng)

成本擴(kuò)容時還須要擴(kuò)建機(jī)房，

絡(luò)帶寬租用，成本低。

增加骨干網(wǎng)帶寬，成本高。

能耗成本流媒體服務(wù)器耗電量高無需流媒體服務(wù)器，能耗低

包括運(yùn)維人員成本、修理

及替換成本。設(shè)備種類越

多，出現(xiàn)單點(diǎn)故障的狀況系統(tǒng)故障點(diǎn)少，結(jié)構(gòu)精簡，修理

運(yùn)維成本

就越多。流媒體因?yàn)榉?wù)及替換成本低。

器數(shù)量多，運(yùn)維成本高于

全交換方案。

鑒于技術(shù)的先進(jìn)性和牢靠性，本次設(shè)計采納全交換架構(gòu)的解決方案。

2.2.系統(tǒng)架構(gòu)圖

此次高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，采納200萬像素1080P高清攝像機(jī)進(jìn)行前端

建設(shè)，共改造建設(shè)前端點(diǎn)位200個。

本期監(jiān)控系統(tǒng)的所要實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)功能為:

1.在商場部署高清攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將視頻通過專設(shè)線路傳輸?shù)奖O(jiān)

控中心。

2.部署存儲系統(tǒng)，采納高牢靠的存儲設(shè)備對視頻信號進(jìn)行同步數(shù)字存儲，

以便日后隨時調(diào)看。

3、前端攝像機(jī)選用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，可以通過雙絞線或者光纖干脆連接至各接

入層交換機(jī)當(dāng)中；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采納二級架構(gòu)，接入層交換機(jī)連接至核心交換機(jī)當(dāng)

中；

4、監(jiān)控系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，全部設(shè)備只須要就近接入到監(jiān)控專網(wǎng)當(dāng)中，

就可以被數(shù)據(jù)中心的管理服務(wù)器集中管理?；诰W(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)敏捷的應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)

可達(dá)的環(huán)境增加監(jiān)控客戶端，就可以高效便捷的建立新分控中心。

5、在前端設(shè)備的接入：可以依據(jù)設(shè)備所處的環(huán)境敏捷選擇。近距離100米

范圍內(nèi)可以通過網(wǎng)線干脆接入，遠(yuǎn)距離超過100米可以采納光纖+光電轉(zhuǎn)換器的

方式接入。

2.3.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計說明

此次監(jiān)控系統(tǒng)可分為監(jiān)控中心、監(jiān)控點(diǎn)兩個主要部分。監(jiān)控中心是業(yè)務(wù)限制

核心和設(shè)備機(jī)房中心，主要擔(dān)當(dāng)工作人員監(jiān)控指揮工作和設(shè)備安裝部署；前端

監(jiān)控部分實(shí)現(xiàn)教室攝像頭的圖像采集、編碼，以及監(jiān)控數(shù)據(jù)的接入、匯聚和上

傳。

整體監(jiān)控系統(tǒng)邏輯上分為平臺設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、監(jiān)控中心應(yīng)用系統(tǒng)、擴(kuò)展應(yīng)

用系統(tǒng)、前端視頻編碼設(shè)備、后端視頻解碼設(shè)備。

管理控制層應(yīng)從刖

如上圖，整個系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備搭建的傳輸系統(tǒng)；監(jiān)控平臺設(shè)備包括核心功

能限制服務(wù)器、存儲系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的配置、管理、限制和數(shù)據(jù)存儲。

同時平臺還供應(yīng)開放接口，便于及第三方擴(kuò)展應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行對接開發(fā)應(yīng)用；監(jiān)

控中心通過管理客戶端和大屏的顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的限制和監(jiān)管。對于

各個監(jiān)控點(diǎn)，可以納入整個平臺進(jìn)行統(tǒng)一建設(shè)。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)由統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺進(jìn)行操作、管理和維護(hù)，采納全構(gòu)架設(shè)

計，前端監(jiān)控點(diǎn)監(jiān)控數(shù)字圖像通過監(jiān)控專網(wǎng)輸?shù)奖O(jiān)控中心，進(jìn)行24小時實(shí)時錄

像存儲和輪巡顯示；

前端采納高清楚攝像機(jī)，在前端監(jiān)控點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖像采集和編碼；前端高清視頻

圖像通過視頻專網(wǎng)接入監(jiān)控中心；監(jiān)控的每一路圖像能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量1080P閱

讀及存儲回放，建立一套完善的網(wǎng)絡(luò)集中存儲，視頻圖像的保存時間為存儲30

天。

3.前端子系統(tǒng)設(shè)計

本次設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)由前端采集、傳輸、存儲、平臺管理等部分組成，各部

分介紹如下：

3.1.前端采集部分設(shè)計

作為大量前端監(jiān)控點(diǎn)部署設(shè)備,必需采納高性能設(shè)備:采納嵌入式結(jié)構(gòu)設(shè)計,

穩(wěn)定牢靠；具備工業(yè)防護(hù)設(shè)計，符合監(jiān)控系統(tǒng)部署要求；供應(yīng)強(qiáng)大的圖像編碼

實(shí)力，保障高質(zhì)量的圖像效果；支持標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議和視頻編碼方式。

3.1.1.前端性能設(shè)計

1）為提高前端視頻采集系統(tǒng)穩(wěn)定性，全部攝像機(jī)供電電壓統(tǒng)一12V或者供

電，考慮到部分點(diǎn)位電壓不穩(wěn)定，全部攝像機(jī)滿意土25%電壓范圍變更。

2）攝像機(jī)支持寬溫工作，考慮到湖南地區(qū)的全年氣溫變更較大、濕度高，

本次設(shè)計中，前端攝像機(jī)工作溫度滿意-30℃-60C的范圍。

3）本次設(shè)計中前端攝像機(jī)支持66防護(hù)等級，實(shí)現(xiàn)下雨不掛水跡，溫差不起

水霧，內(nèi)部不吸灰塵，提高了攝像機(jī)壽命和便利了后期維護(hù)，能有效保障圖像

的清楚度。

4）在本次監(jiān)控系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)夜間良好的監(jiān)控質(zhì)量，采納高清紅外一體

機(jī)進(jìn)行圖像的采集；同時為了保障圖像的清楚流程，攝像機(jī)必需具有很高的網(wǎng)

絡(luò)自適應(yīng)實(shí)力，能在5%的網(wǎng)絡(luò)丟包狀況下，仍能保障圖像質(zhì)量不受影響。

詳細(xì)設(shè)備性能詳見設(shè)備選型設(shè)計。

3.1.2.點(diǎn)位分布設(shè)計

本次高清網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，擬改造更換200個監(jiān)控點(diǎn)，以便直觀地了

解和駕馭監(jiān)控區(qū)域的動態(tài)狀況，彌補(bǔ)人防不足等狀況發(fā)生。一旦有人身和財產(chǎn)

平安受到威逼，能夠剛好調(diào)查取證，增加威懾力，提高商場安保中心的管理水

平。

點(diǎn)位分布如下：

監(jiān)控系統(tǒng)點(diǎn)位表

序

布點(diǎn)位置球機(jī)槍機(jī)半球備注

號

室外

1

室內(nèi)

2合計200

3.1.網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)計

3.1.1.視頻碼流傳輸帶寬

此次項(xiàng)目采納H.264編碼方式，1080P采納2碼流進(jìn)行傳輸。

3.1.2.網(wǎng)絡(luò)傳輸難點(diǎn)分析以及解決方案

在監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，是一個很重要的環(huán)節(jié)，它干脆影響到整個監(jiān)

控系統(tǒng)的圖像顯示效果以及存儲的高效性和平安性。在大規(guī)模的監(jiān)控點(diǎn)位下，

保證圖像不卡頓，不丟失，錄像清楚完整。

監(jiān)控線路采納新建設(shè)的傳輸網(wǎng)。設(shè)計如下:

網(wǎng)絡(luò)接入方式:

1、以太網(wǎng)電口接入

在室內(nèi)考慮到攝像機(jī)離交換機(jī)距離較近，采納以太網(wǎng)電口進(jìn)行接入。

3.2.攝像機(jī)選型介紹

依據(jù)環(huán)境需求，本次設(shè)計在商場區(qū)域，依據(jù)須要選擇最適合視場角的紅外一

體機(jī)。同時為了保障夜間圖像質(zhì)量，攝像機(jī)采納200萬像圖像傳感器，支持

1080P(1920*1080)最大30幀/秒，攝像機(jī)必需夜間紅外補(bǔ)光，并具有功能，能依

據(jù)畫面亮度剛好調(diào)整紅外燈強(qiáng)度以防止紅外過曝，導(dǎo)致圖像模糊；

3.2.1.產(chǎn)品特點(diǎn)

光學(xué)特性

?自動日夜轉(zhuǎn)換功能()，實(shí)現(xiàn)日夜監(jiān)控

?高清光學(xué)玻璃視窗，透光率提升6%,更適合高清監(jiān)控應(yīng)

用

?采納紅外增透面板，提升紅外透光率

?3D降噪，畫質(zhì)干凈整齊

編碼特性

?H.264編碼，高效圖像壓縮

?三碼流套餐實(shí)力，滿意不同帶寬及幀率的實(shí)時流、存儲

流需求，支持手機(jī)監(jiān)控

?9:16走廊模式，縱向場景下有效監(jiān)控區(qū)域提升一倍

網(wǎng)絡(luò)特性

?支持供電(可選)，更多供電選擇

?支持，國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

品質(zhì)結(jié)構(gòu)

?寬溫設(shè)計，溫度范圍-30C~60℃

寬壓愛護(hù)，容忍電壓波動±25%

4防雷，供應(yīng)平安保障

66防護(hù)等級，更長運(yùn)用壽命

4.存儲子系統(tǒng)設(shè)計

4.1.系統(tǒng)概述

存儲設(shè)計首要考慮的問題是錄像一秒不丟。錄像的意義在于案發(fā)事后取證能

夠快速精確的定位。假如事故的錄像不能剛好快速找到或者丟失，那么對于視

頻監(jiān)控系統(tǒng)來說，是不行想象的。

本次存儲系統(tǒng)設(shè)計中，采納作為存儲設(shè)備，基于協(xié)議，前端采集的實(shí)時視頻

監(jiān)控圖像，通過支持協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，將監(jiān)控圖像干脆打包成數(shù)據(jù)包采納數(shù)

據(jù)塊的方式干脆寫入盤陣。

設(shè)計中全部監(jiān)控點(diǎn)位接入監(jiān)控中心集中存儲存儲30天；

4.2.存儲系統(tǒng)分析

在視頻監(jiān)控的存儲系統(tǒng)建設(shè)中，必需考慮影像數(shù)據(jù)的保密性和對網(wǎng)絡(luò)帶寬的

影像，監(jiān)控錄像數(shù)字化采納分布式存儲集中管理的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)已經(jīng)成為主流

應(yīng)用模式。智能監(jiān)控存儲系統(tǒng)，采納專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的存儲設(shè)備，進(jìn)行分布式存儲集

中管理數(shù)據(jù)存儲模式，有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、存儲系統(tǒng)的性能

由于存儲系統(tǒng)不僅要支持多路攝像頭的監(jiān)控數(shù)據(jù)為并發(fā)實(shí)時依次寫入，同時

要滿意多級監(jiān)控中心對同一數(shù)據(jù)源的多路并發(fā)隨機(jī)讀取，對于存儲系統(tǒng)帶寬、

持續(xù)寫性能、限制器處理性能要求很高。存儲設(shè)備的限制性能、持續(xù)讀寫帶寬

必需需隨著攝像頭數(shù)量的增加和存儲容量的擴(kuò)展而同步提升，以滿意監(jiān)控系統(tǒng)

的帶寬、性能須要。

2、數(shù)據(jù)平安的保障

采納標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)存儲設(shè)備集中存儲監(jiān)控錄像，保障監(jiān)控數(shù)據(jù)平安、系統(tǒng)平

安。

存儲容量不受限制，存儲系統(tǒng)采納分布式存儲集中管理設(shè)計，協(xié)作虛擬化技

術(shù)無限擴(kuò)展實(shí)力，監(jiān)控錄像保存周期和保存數(shù)量可隨需延長。

解決方案對數(shù)據(jù)平安進(jìn)行多重愛護(hù)：硬盤級別，存儲設(shè)備級別。

存儲系統(tǒng)采納硬盤，其平安性遠(yuǎn)高于硬盤，可保障監(jiān)控數(shù)據(jù)的平安性，事后

監(jiān)控、調(diào)閱、調(diào)查有充分保障。硬盤可實(shí)現(xiàn)5冗余技術(shù)進(jìn)行愛護(hù)，采納熱備盤

進(jìn)行二級愛護(hù)，即使有一塊硬盤出現(xiàn)故障，也能即使利用熱備硬盤復(fù)原數(shù)據(jù)，

進(jìn)一步保障監(jiān)控數(shù)據(jù)的平安性。

為了保證系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)據(jù)的牢靠性，提高存儲的效率和削減存儲的中間環(huán)

節(jié)，存儲系統(tǒng)完全支持前端網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)/編碼器干脆通過協(xié)議將壓縮的數(shù)字視頻

信息以數(shù)據(jù)塊的形式干脆寫入存儲盤陣上。本項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)干脆通過協(xié)議將

壓縮的數(shù)字視頻信息以裸數(shù)據(jù)塊的方式寫入到監(jiān)控中心的存儲磁盤盤陣列上。

3、快速精準(zhǔn)的檢索

采納數(shù)據(jù)塊指針紀(jì)錄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)歷史影像資料的基于指針數(shù)據(jù)庫的檢索，檢

索效率相對基于影像基于文件檢索速度從數(shù)特別鐘提高秒級，同時指針數(shù)據(jù)庫

考慮考慮對錄像文件的實(shí)行防篡改或完整性檢查措施；支持按圖像來源、紀(jì)錄

時間、報警事務(wù)類別等多種方式對存儲的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，支持多用戶同時

并發(fā)訪問同一數(shù)據(jù)源。

存儲的數(shù)據(jù)同時客戶端的隨時下載的，讀取，當(dāng)用戶須要查看存儲陣列中已

保存的視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)時，可通過授權(quán)的視頻監(jiān)控客戶端干脆點(diǎn)播相應(yīng)位置的視

頻監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行歷史圖像的查看。

4.3.流媒體轉(zhuǎn)存方式的弊端

存儲設(shè)備在業(yè)界有著特別廣泛的運(yùn)用，大都是采納文件或者是數(shù)據(jù)庫等結(jié)構(gòu)

化的數(shù)據(jù)形式，但是監(jiān)控視頻存儲采納傳統(tǒng)的文件形式，特殊是面對高清視頻存

儲時，并不是很合適的。

因?yàn)椴杉{文件形式對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，只是把的存儲模式簡潔的移植到了

專業(yè)的存儲設(shè)備上來，受限于較低的處理實(shí)力，為了便于對原來就不多的錄像數(shù)

據(jù)進(jìn)行管理，自然而然的就采納了性能效率都不太高但是消耗處理資源很少的文

件系統(tǒng)，這樣，一般的監(jiān)控廠家就一脈相承的把文件存儲方式轉(zhuǎn)移到了集中存儲

中來了。

文件存儲方式不適合高清模式下監(jiān)控視頻存儲主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

這是由監(jiān)控視頻的特點(diǎn)確定的，及傳統(tǒng)的文檔數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不同，高清

監(jiān)控視頻“無頭無尾”，隨時間的持續(xù)線性增加，屬于非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，以流的模

式存在。強(qiáng)行將“高清流”切片成一個一個的文件形式，會帶來這樣那樣的問題:

第一：簡潔形成圖像丟失。

假設(shè)以5分鐘的圖像為一個文件，那么假如當(dāng)存儲到2分鐘的時候，系統(tǒng)發(fā)

生故障，已經(jīng)存入的2分鐘歷史圖像由于并沒有形成一個完整的文件（還須要3

分鐘的圖像存儲才能形成一個完整文件），并沒有存入存儲設(shè)備中去，這樣就丟

失了2分鐘的歷史圖像，往往是這2分鐘內(nèi)發(fā)生的事務(wù)導(dǎo)致了故障的發(fā)生，卻沒

有記錄下來，這是監(jiān)控系統(tǒng)無法容忍的。

其次、錄像的查詢效率低下。

假如須要立刻知道當(dāng)前時間前一瞬間發(fā)生了什么事務(wù)，但是由于沒有達(dá)到文

件形成的時間長度，所以無法馬上查看當(dāng)前錄像。解決這類問題的干脆方法是縮

短文件的時間段，比如1分鐘一個文件，甚至半分鐘、15秒一個文件，這樣就會

帶來另外一個問題，形成大量的磁盤碎片，奢侈大量的空間一一我們知道機(jī)中的

小文件越多，空間奢侈就越嚴(yán)峻。而且在調(diào)用存儲錄像的時候，須要常見的打開

關(guān)閉文件，降低了讀取效率，寫入也存在同樣的效率問題。

作為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的高清監(jiān)控視頻，我們把它進(jìn)行純粹的非結(jié)構(gòu)化存儲一一

就象傳統(tǒng)錄像帶存儲一樣，用流的方式進(jìn)行記錄一一怎么樣呢？這樣又會帶來檢

索的問題，假如以流的方式存儲，那么磁盤空間就無法索引，只能通過時間進(jìn)行

線性檢索。假如是磁帶存儲，那這樣做是唯一的方法，而磁盤是可以通過“磁盤、

磁道、簇”進(jìn)行三維檢索的，通過時間來進(jìn)行線性檢索就極大的降低了檢索效率,

造成了資源奢侈。

第三、流媒體服務(wù)器成為整個系統(tǒng)瓶頸

文件格式的存儲大部分都是由流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)存的方式進(jìn)行的。單臺流媒體

服務(wù)器的硬盤配置是有限的，不能無限擴(kuò)展及延長，所以單臺流媒體服務(wù)器的處

理性能是肯定的，和前端碼流成反比，即前端碼流越小，流媒體服務(wù)器能處理的

路數(shù)越大，當(dāng)前端碼流步入高清時代時，單臺流媒體服務(wù)轉(zhuǎn)存的錄像則變小，當(dāng)

整個系統(tǒng)中的前端路數(shù)肯定是，碼流越大，流媒體服務(wù)器的處理路數(shù)越少，則配

置的臺數(shù)約多，帶來的商務(wù)成本壓力越大。

4.4.裸數(shù)據(jù)塊直存原理

“塊直存”提高監(jiān)控存儲的數(shù)據(jù)管理效率。其創(chuàng)新性主要體現(xiàn)在：

■創(chuàng)建性的采納了“時間索引+塊數(shù)據(jù)”的專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，拋棄了傳

統(tǒng)的文件系統(tǒng)，提高監(jiān)控數(shù)據(jù)的管理效率。

■創(chuàng)建性的采納了基于協(xié)議的直存技術(shù)，拋棄了傳統(tǒng)的流媒體服務(wù)

器，簡化系統(tǒng)架構(gòu)。

以下就它的各層含義加以分析。

第一，監(jiān)控專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

“塊直存”的數(shù)據(jù)管理方式拋棄了傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)，采納底層的數(shù)據(jù)塊作為

基本的存儲單元，同時創(chuàng)建性的采納了一種專用于監(jiān)控存儲的專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，

通過數(shù)據(jù)塊+專用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩部分相結(jié)合，來實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控存儲的結(jié)構(gòu)化管理。

通過深化分析文件系統(tǒng)的設(shè)計機(jī)制可以發(fā)覺，監(jiān)控數(shù)據(jù)丟失的根本緣由是對

元數(shù)據(jù)的過度依靠，元數(shù)據(jù)類似于這些錄像數(shù)據(jù)的組織關(guān)系。錄像數(shù)據(jù)丟失的

絕大部分緣由并不是磁盤介質(zhì)上的數(shù)據(jù)消逝了，而是因?yàn)檫@些散落在磁盤介質(zhì)

上的數(shù)據(jù)的“組織關(guān)系”被破壞了（比如文件系統(tǒng)中病毒、異樣斷電導(dǎo)致文件損

壞等）。那么，假如能脫離文件系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)及其“組織關(guān)系”統(tǒng)一管理起來，

讓每個攝像機(jī)的錄像數(shù)據(jù)高度自治，甚至可以基于錄像數(shù)據(jù)重構(gòu)出數(shù)據(jù)的“組

織關(guān)系”，自然就能解決因文件系統(tǒng)損壞而帶來的錄像數(shù)據(jù)丟失的問題。

進(jìn)一步的分析和探討監(jiān)控系統(tǒng)中的音視頻數(shù)據(jù)發(fā)覺，監(jiān)控數(shù)據(jù)具有以下特征:

1）任何兩個攝像機(jī)之間的錄像數(shù)據(jù)在組織上都不具有相關(guān)性；

2）攝像機(jī)的錄像數(shù)據(jù)可以基于I幀組來進(jìn)行組織，在肯定的預(yù)置條件下每個

I幀組的大小特別接近；

3）攝像機(jī)的錄像數(shù)據(jù)剛好間高度相關(guān)，且具有肯定唯一的映射關(guān)系，完全可

以運(yùn)用嚴(yán)格遞增的時間來作為錄像數(shù)據(jù)的索引。

以上分析表明，基于文件系統(tǒng)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理方式已不適合，而應(yīng)當(dāng)采

納結(jié)構(gòu)化的監(jiān)控數(shù)據(jù)管理機(jī)制，以此徹底避開文件系統(tǒng)對系統(tǒng)帶來的不利影響。

這種新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)采納I幀組作為監(jiān)控數(shù)據(jù)的最小組織單元，時間作為每個數(shù)據(jù)

單元的索引，并且把索引和數(shù)據(jù)保存在一個完全獨(dú)立的邏輯存儲空間上，這就是

“塊直存”的基本原理，如下圖所示。

基于索引+數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在“塊直存”的系統(tǒng)中，“塊”存儲可理解成自定義的一種文件系統(tǒng)，在裸盤

上進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫；錄像的索引可以認(rèn)為是數(shù)據(jù)的自描述元素（可以稱之為“元數(shù)

據(jù)”），錄像的索引和數(shù)據(jù)形成獨(dú)立的、完整的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全由自

己管理，不再由操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)管理，徹底避開了由于文件系統(tǒng)緣由而導(dǎo)致

的錄像丟失問題。

通過時間索引+塊數(shù)據(jù)存儲這種組合，還大幅提高了數(shù)據(jù)管理的效率。在錄像

檢索上，可以基于時間索引進(jìn)行，而不再以單個文件為單位，因此可以快速定位

到隨意時間的錄像，檢索速度大幅提高。在檢索的顆粒度上，也不再受文件大小

的限制，可以實(shí)現(xiàn)秒級別甚至毫秒級別的連續(xù)檢索。此外，在資源的管理上，由

于監(jiān)控錄像空間的大小是可預(yù)見性，因此完全可以采納預(yù)安排的方式來劃分存儲

空間，從而使得空間資源得以安排安排，避開了文件系統(tǒng)運(yùn)用過程中產(chǎn)生的大量

文件碎片。

設(shè)備完成某個監(jiān)控點(diǎn)視頻數(shù)據(jù)塊的存儲工作后，依據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的地址、寫入視

頻數(shù)據(jù)的起始和終止時間，自動生成一個塊索引值。（數(shù)據(jù)管理服務(wù)器）和存儲

設(shè)備之間通過機(jī)制進(jìn)行通信，獲得最新的視頻存儲信息。對全部監(jiān)控圖像的檢索

等通過完成。

這種方式不僅具備良好的可擴(kuò)展性，同時，由于對視頻數(shù)據(jù)的存儲和檢索回

放等都是干脆通過數(shù)據(jù)塊操作完成的，因此可實(shí)現(xiàn)對歷史圖像的隨時回放及精確

到秒級的檢索，滿意客戶應(yīng)急響應(yīng)的監(jiān)控需求。

其次，前端設(shè)備到的直存。

“塊直存”的數(shù)據(jù)管理方式拋棄了流媒體服務(wù)器，在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，采納前

端設(shè)備（編碼器、）直寫存儲的方式，實(shí)現(xiàn)了全局性的存儲資源讀寫訪問。

這些年來，技術(shù)的進(jìn)步為視頻監(jiān)控系統(tǒng)中存儲體系架構(gòu)的變革奠定了堅(jiān)實(shí)的

基礎(chǔ)，主要表現(xiàn)在：

1）編碼設(shè)備中的運(yùn)算處理實(shí)力越來越強(qiáng)，在供應(yīng)基本的編碼、傳輸功能之外,

編碼設(shè)備還有大量的空閑資源可供利用；

2）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更加成熟，器件成本持續(xù)下降，前端編碼設(shè)備供應(yīng)百兆或千兆接

口已不存在成本方面的限制；

3）基于協(xié)議的存儲技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，專業(yè)存儲更加平民化。

基于這些技術(shù)進(jìn)步，在中創(chuàng)新性的集成了模塊，使得可以基于協(xié)議端到端地

把錄像數(shù)據(jù)寫入存儲設(shè)備中。詳細(xì)如下圖所示:

基于流媒體服務(wù)器的存儲模型前端設(shè)備直寫存儲模型

媒體服務(wù)器的存儲模型、前段設(shè)備直寫存儲模型對比

相對于傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的流媒體服務(wù)器的存儲模型，前端設(shè)備直寫存儲模型具

有以下幾大明顯的技術(shù)優(yōu)勢：

■全的解決方案，輕松破解模擬視頻信號接入的工程難題；

■錄像數(shù)據(jù)基于協(xié)議在編碼設(shè)備和存儲設(shè)備之間傳輸，保證了錄像

的牢靠性；

■簡化了系統(tǒng)架構(gòu)，避開了流媒體服務(wù)器的瓶頸問題，不僅降低了

系統(tǒng)的，而且管理運(yùn)維更便利。

4.5.一秒不丟解決方案

前端采集的實(shí)時視頻監(jiān)控圖像，通過支持協(xié)議的視頻編解碼器將監(jiān)控圖像干

脆打包成數(shù)據(jù)包采納裸數(shù)據(jù)塊的方式干脆寫入磁盤盤陣。通過自身的數(shù)據(jù)管理

服務(wù)模塊進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的管理，實(shí)施監(jiān)控數(shù)據(jù)寫入過程，可完成視頻數(shù)據(jù)實(shí)施

存儲和存儲系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)控。采納數(shù)據(jù)塊指針紀(jì)錄技術(shù)，實(shí)現(xiàn)歷史影像資料的

基于指針數(shù)據(jù)庫的檢索，檢索效率相對基于文件檢索速度從數(shù)特別鐘提高秒

級，同時指針數(shù)據(jù)庫考慮對錄像文件的實(shí)行防篡改或完整性檢查措施；支持按

圖像來源、紀(jì)錄時間、報警事務(wù)類別等多種方式對存儲的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，

支持多用戶同時并發(fā)訪問同一數(shù)據(jù)源。

4.6.存儲容量計算

要求全部監(jiān)控點(diǎn)錄像保存周期為30天。

滿幀率下不同碼流的單路視頻存儲容量如下表所示:

計算公式：存儲容量（）=（碼流/1024/1024/8）X影響系數(shù)X60秒X60分

鐘X24小時X天數(shù)

2561.100.1212.900

5121.100.2425.801

7681.100.3638.701

10241.100.48311.602

15361.100.72517.402

20481.100.96723.203

30721.101.45034.805

40961.101.93446.406

51201.102.41758.008

61441.102.90069.609

71861.103.39281.415

81921.103.86792.813

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采納H.264高壓縮編碼，1080P辨別率能夠壓縮在4的碼率。

1080P辨別率4M碼流單個攝像機(jī)24小時容量:46.406；30天容量1392.18。

4.7.存儲產(chǎn)品介紹

依據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)分析、需求及目標(biāo)，為保障存儲錄像的牢靠性、錄像一秒不

丟失、達(dá)到秒級回放、錄像存儲的平安性，本次存儲陣列必需支持協(xié)議，能夠?qū)?/p>

現(xiàn)錄像從前端采集設(shè)備干脆通過裸數(shù)據(jù)塊的方式存儲到磁盤陣列。

4.7.1*產(chǎn)品特點(diǎn)

支持即插即用

支持標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

支持、輸出，最高辨別率支持1080P

支持同步回放、即時回放

支持按事務(wù)查詢、回放錄像

支持硬盤.屬性檢測

支持警前警后錄像

支持，快捷訪問

支持、、等多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

支持手機(jī)客戶端訪問

5.管理平臺設(shè)計

視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺是視頻監(jiān)控系統(tǒng)整體解決方案的系統(tǒng)核心。通過視頻監(jiān)控

系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一管理、統(tǒng)一限制、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一媒體調(diào)度。

依據(jù)建設(shè)要求，本次視頻監(jiān)控管理平臺必需符合《平安防范視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系

統(tǒng)信息傳輸、交換、限制技術(shù)要求。

控制流

i<—>服務(wù)器VM

?A實(shí)時觀看流

!--------?存儲流

'--------?歷史回放流

注加控制告警(SIP)

服務(wù)器DM

檢索數(shù)頻表

IPSANweb^戶端

解碼器

IP專網(wǎng)

組播技術(shù)

在監(jiān)控管理平臺的設(shè)計中，最關(guān)注的應(yīng)當(dāng)是管理平臺的牢靠性。由于監(jiān)控系

統(tǒng)管理平臺是整個系統(tǒng)的管理核心，往往管理平臺發(fā)生故障會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱

瘓。采納雙機(jī)熱備等技術(shù)手段雖然能夠部分解決牢靠性的問題，但仍存在風(fēng)險。

因此，本次設(shè)計中采納創(chuàng)新的基于架構(gòu)的交換的監(jiān)控系統(tǒng)管理平臺解決方案。

設(shè)計中采納先進(jìn)的全交換架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了媒體流及信令流的分別。視頻管理平臺

服務(wù)器只須要跟整個系統(tǒng)各部件之間交互限制信令，而不須要處理媒體信息。存

儲數(shù)據(jù)流由前端攝像機(jī)干脆發(fā)送給存儲設(shè)備，實(shí)時監(jiān)看的數(shù)據(jù)流則由攝像機(jī)干脆

發(fā)送給解碼器和客戶端。這樣的架構(gòu)，可以大大提升整個系統(tǒng)的牢靠性。

5.1.平臺基本要求

1.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)采納模塊化（插件）開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速設(shè)備接入，保證

系統(tǒng)穩(wěn)定性。任何插件的修改升級不能影響已經(jīng)完成的功能模塊；

2.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)具備平臺服務(wù)層、平臺應(yīng)用層及界面呈現(xiàn)層三層架構(gòu)模式

而開發(fā)，確保新需求的增加不涉及到軟件核心的變更；

3.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)采納和相結(jié)合的架構(gòu)；

4.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)采納數(shù)據(jù)庫代理、數(shù)據(jù)庫中間件等數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，不能

干脆對外開放數(shù)據(jù)庫通訊端口，保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)平安牢靠；

5.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)支持面對服務(wù)體系架構(gòu)的設(shè)計思想，服務(wù)應(yīng)基于2.0技術(shù)

和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使監(jiān)控軟件能便利被上層架構(gòu)業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成；

6.系統(tǒng)平臺軟件應(yīng)支持公安部統(tǒng)一運(yùn)用的密鑰認(rèn)證方式，保證身份認(rèn)證的平

安性;

7.系統(tǒng)平臺各服務(wù)系統(tǒng)要求支持分布式部署方式，可以依據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展要求分

批部署，敏捷擴(kuò)充；

8.系統(tǒng)平臺應(yīng)兼容主流的嵌入式、、，攝像機(jī)等數(shù)字編解碼設(shè)備、視頻數(shù)字矩

陣以及磁盤陣列等集中存儲設(shè)備；

9.系統(tǒng)平臺各服務(wù)系統(tǒng)宜支持熱備或互備部署方式，防止單點(diǎn)故障，提升系

統(tǒng)牢靠性。系統(tǒng)平臺支持平滑的擴(kuò)容升級，擴(kuò)容升級不影響現(xiàn)有業(yè)務(wù)。

5.2.平臺主要組成模塊

5.2.1.中心管理服務(wù)模塊

中心管理服務(wù)模塊是平臺的核心管理單元，負(fù)責(zé)組織機(jī)構(gòu)資源，解碼資源，

編碼資源，平臺服務(wù)器資源等各種資源的管理，配置，認(rèn)證。對各種資源供應(yīng)統(tǒng)

一的分級配置管理及查詢。供應(yīng)平臺用戶管理，權(quán)限安排，統(tǒng)一鑒權(quán)認(rèn)證，支持

公安認(rèn)證方式，用戶權(quán)限級別細(xì)分。供應(yīng)完善的操作日志，告警日志，配置日志

的記錄和查詢。供應(yīng)各種安排任務(wù)，實(shí)現(xiàn)校時，云臺復(fù)位，數(shù)據(jù)庫維護(hù)，錄像備

份等自動化管理。供應(yīng)模式和模式的支持，滿意各種用戶操作需求。供應(yīng)平臺的

對接服務(wù)接口，便利第三方平臺對視頻業(yè)務(wù)的接入集成。

5.2.2.數(shù)據(jù)庫服務(wù)模塊

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲平臺中全部須要記錄的數(shù)據(jù)信息。對系統(tǒng)內(nèi)容全部須要維

護(hù)和運(yùn)用的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲管理。供應(yīng)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，查詢，修改和刪除。支持?jǐn)?shù)據(jù)

定期備份，雙機(jī)熱備，數(shù)據(jù)異樣復(fù)原功能。支持大數(shù)據(jù)量存儲，針對大數(shù)據(jù)量采

納優(yōu)化后的存儲和查詢策略。

5.2.3.流媒體服務(wù)模塊

流媒體服務(wù)器供應(yīng)視頻流轉(zhuǎn)發(fā)、第三方設(shè)備取流接入服務(wù)等功能，支持負(fù)載

均衡，在多臺流媒體服務(wù)器之間通過負(fù)載算法，可選擇空閑的流媒體服務(wù)器供應(yīng)

視頻轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。支持國際標(biāo)準(zhǔn)的視頻傳輸協(xié)議，可將一路視頻流分發(fā)成多路，削

減設(shè)備連接數(shù)壓力。

5.2.4.存儲管理服務(wù)模塊

存儲管理服務(wù)器供應(yīng)對本級全部存儲設(shè)備的管理功能以及錄像點(diǎn)播回放服務(wù)

功能?？晒芾泶鎯υO(shè)備的存儲劃分、存儲策略、存儲內(nèi)容和存放方式，愛護(hù)全部

的錄像索引；管理全部錄像的錄像安排，包括本地錄像安排，平臺錄像安排；為

錄像的視頻通道安排空間，支持多種錄像檢索方式。

5.2.5.存儲服務(wù)器

實(shí)現(xiàn)對音頻/視頻的接收存儲、錄像回放服務(wù)等功能。存儲服務(wù)器接受存儲管

理服務(wù)器的管理，支持從攝像機(jī)或流媒體服務(wù)器中獲得媒體流并存儲在所連接的

存儲介質(zhì)中，并保存所存儲資料的索引。支持對存儲管理服務(wù)器錄像檢索指令、

回放懇求指令、錄像下載指令等進(jìn)行反饋。

5.2.6.報警管理服務(wù)模塊

報警管理服務(wù)器接受全部的告警消息（包括設(shè)備告警，服務(wù)器告警，智能識

別告警，卡口告警），接受客戶端或者其他服務(wù)器的告警訂閱，處理告警聯(lián)動。

將收到的告警存入數(shù)據(jù)庫，依據(jù)用戶的訂閱規(guī)則將告警分發(fā)給用戶，依據(jù)告警聯(lián)

動規(guī)則，實(shí)現(xiàn)告警聯(lián)動。供應(yīng)告警事務(wù)布防功能。

5.2.7.設(shè)備接入服務(wù)模塊

實(shí)現(xiàn)平臺和前端設(shè)備對話的模塊，供應(yīng)本級平臺設(shè)備的接入注冊功能，對前

端設(shè)備發(fā)來的信令，依據(jù)告警、心跳、一般信息等分類進(jìn)行分揀處理。

5.2.8.聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模塊

供應(yīng)用于平臺級聯(lián)/互聯(lián)的信令服務(wù)及媒體流推送服務(wù)，信令服務(wù)用于供應(yīng)平

臺信令路由、信令限制、信令交互等功能，供應(yīng)路由信息的傳遞、信令的轉(zhuǎn)發(fā)以

及平安認(rèn)證等功能；媒體流推送服務(wù)用于實(shí)現(xiàn)平臺級聯(lián)/互連視頻流的推送。

5.2.9.視頻檢索服務(wù)模塊

視頻檢索服務(wù)模塊供應(yīng)對視頻錄像的智能化檢索服務(wù)，在錄像檢索回放過程

中可設(shè)置智能排查規(guī)則，提取規(guī)則內(nèi)的要點(diǎn)錄像片段，并具備人臉排查、車輛排

查、視頻濃縮播放等智能檢索功能，節(jié)約歷史錄像資料排查所用的時間，提高視

頻檢索效率。同時支持視頻管理、視頻編輯、視頻增加等功能。

5.3.平臺基礎(chǔ)功能

5.3.1.實(shí)時監(jiān)控

實(shí)時閱讀：支持多種規(guī)格畫面的組合顯示方式；支持中屏顯示和全屏顯示兩

種顯示方式；支持主碼流子碼流切換；支持一機(jī)雙屏同時監(jiān)視。

遠(yuǎn)程限制：支持前端云臺或快球的旋轉(zhuǎn)和自動掃描、鏡頭的變倍變焦、預(yù)置

位的設(shè)置和啟動、巡航軌跡的設(shè)定和啟動；支持對攝像機(jī)的燈光、雨刷、加熱器、

電源、聲光告警設(shè)備等開關(guān)限制；支持通過機(jī)鍵盤的上下左右按鍵、鼠標(biāo)拖曳等

方式實(shí)現(xiàn)云臺限制。

圖像抓拍：支持實(shí)時監(jiān)控時的圖像抓拍功能；支持單張抓拍或者連續(xù)抓拍;

抓拍后馬上提示抓圖結(jié)果并供應(yīng)快捷查看功能。

圖像抓錄：支持實(shí)時監(jiān)控時的圖像抓錄功能，操作者可針對隨意視頻圖像，

進(jìn)行臨時抓錄。

電子放大：支持實(shí)時閱讀圖像時的電子放大功能，可以對某區(qū)域的圖像畫面

進(jìn)行放大，放大到整個窗口。

攝像頭查找：支持監(jiān)控點(diǎn)的模糊查詢，便利監(jiān)控點(diǎn)的快速定位。對于在告警

列表中的告警可以干脆點(diǎn)擊定位到預(yù)覽列表樹上的監(jiān)控點(diǎn)。

分組管理：可以依據(jù)實(shí)際須要，按管轄區(qū)域、巡管路途、警員編號、警員權(quán)

限劃分監(jiān)控點(diǎn)位組。

輪巡預(yù)案：應(yīng)支持圖像的自動輪巡監(jiān)視功能，可設(shè)定輪巡預(yù)案，輪巡預(yù)案可

對輪巡畫面分割，輪巡圖像通道，輪巡的碼流類型，輪巡間隔時間等進(jìn)行配置，

支持組內(nèi)輪巡、分組輪巡、組合輪巡、分時輪巡。支持手動調(diào)用輪巡；支持輪巡

過程中的暫停及手動翻頁功能；支持輪巡預(yù)案的導(dǎo)入導(dǎo)出功能。

字符疊加：可以在監(jiān)控畫面上疊加所屬轄區(qū)（某市、某區(qū)、某派出所）、監(jiān)控

點(diǎn)名稱、預(yù)制點(diǎn)位置、日期時間、錄像狀態(tài)等字符和信息；可對同一個監(jiān)控點(diǎn)針

對不同預(yù)置位疊加不同的字符，可調(diào)整字符疊加的位置和字符的點(diǎn)陣。

數(shù)字矩陣：支持實(shí)時圖像硬解碼或軟解碼輸出至電視墻上顯示的功能；支持

輪巡預(yù)案解碼輸出；軟解碼輸出支持畫中畫功能；支持不同圖像格式解碼還原顯

示輸出。

5.3.2.錄像回放

即時回放：操作者在預(yù)覽畫面時，發(fā)覺有異樣行為時，可馬上回放剛才發(fā)生

的情景錄像，可設(shè)置按大小保存回放數(shù)據(jù)和按時間保存回放數(shù)據(jù)；對于當(dāng)前即時

回放的錄像數(shù)據(jù)可進(jìn)行保存。

常規(guī)回放：可選擇回放的通道、日期和時間段、錄像類型等條件檢索錄像，

檢索到相應(yīng)錄像片段后，可進(jìn)行錄像播放，不同類型的錄像，會有不同的顏色區(qū)

分；支持多通道同時回放；支持回放錄像上電視墻等功能。

分段回放：支持錄像的分段回放功能，可對同一路通道的錄像資料，分為幾

個不同的時間片段同時進(jìn)行回放，便利快速的查找所要的錄像段。

事務(wù)回放：支持依據(jù)事務(wù)進(jìn)行錄像的檢索，系統(tǒng)各類報警或者設(shè)備的輸入報

警發(fā)生時，會有相應(yīng)的報警錄像產(chǎn)生，事后，可以依據(jù)報警的類型和時間去快速

定位錄像。

標(biāo)簽回放：支持對監(jiān)控點(diǎn)的某段時間內(nèi)錄像數(shù)據(jù)添加標(biāo)簽，并對該段錄像數(shù)

據(jù)進(jìn)行附加說明，并且可以對已經(jīng)被標(biāo)記的錄像進(jìn)行查詢和回放。支持模糊查詢

錄像數(shù)據(jù)標(biāo)簽信息，便利對重要視頻信息的查找，同時支持對錄像數(shù)據(jù)標(biāo)簽的刪

除功能。

回放限制：錄像回放時支持單畫面、4畫面、暫停、播放、單進(jìn)、單退、快

進(jìn)、剪輯、抓幀、下載等操作。

錄像秒級定位：應(yīng)具備高精度、敏捷的錄像搜尋引擎，錄像回放可精確定位

到秒級。

5.3.3.綜合查詢

告警查詢：可實(shí)現(xiàn)對本級平臺報警業(yè)務(wù)的統(tǒng)一查詢，可依據(jù)不同報警類型，

分別查找相應(yīng)時間段內(nèi)的報警記錄；

日志查詢：可實(shí)現(xiàn)本級平臺不同用戶各操作日志、配置日志、設(shè)備故障日志

等日志的查詢，便利實(shí)現(xiàn)管理；

工作記錄查詢：可實(shí)現(xiàn)對本級平臺不同用戶工作記錄的查詢，包括可實(shí)現(xiàn)對

交班日志、違規(guī)日志、一般日志等。

5.3.4.信息公告

平臺公告：通過本級平臺發(fā)布的平臺公告，只要操作人員登錄到本級平臺就

可以查看該公告內(nèi)容;

個人信息：通過本級平臺發(fā)布的個人信息、，指定的操作人員登錄到本級平臺

后可以查看該信息內(nèi)容。

5.3.5.設(shè)備管理

對本級平臺聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行管理，同時向上級平臺上傳管理信息，支持設(shè)備進(jìn)

入聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時向管理平臺進(jìn)行注冊登記并進(jìn)行合法性認(rèn)證，具備組織機(jī)構(gòu)管理、

通道分組管理等功能，支持對組織機(jī)構(gòu)所轄設(shè)備資源的添加及管理，設(shè)備主要參

數(shù)應(yīng)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的查詢及配置，應(yīng)支持設(shè)備軟件的批量更新升級。

5.4.平臺增加功能

5.4.1.預(yù)案管理

系統(tǒng)支持通用預(yù)案、告警預(yù)案管理。預(yù)案包含一系列任務(wù)，各任務(wù)可以設(shè)置

成嚴(yán)格依據(jù)依次執(zhí)行，也可以設(shè)置成隨意依次執(zhí)行。一個任務(wù)可以定義一系列

動作，比如告警聯(lián)動到電視墻和客戶端播放、聯(lián)動到開關(guān)量輸出、聯(lián)動到預(yù)置位、

聯(lián)動