数字监控平台在大型展馆中的应用

中信集团武汉市建筑设计院 孙雁波

闭路电视监控系统的功能是对建筑内重要位置进行宏观监视，以便于随时掌握建筑内的各种活动情况；在特殊情况下，还应对防火、防盗所发现的异常情况进行监视取证，能在人们无法直接观察的场合实时、真实地反映被监视控制对象的画面。闭路电视监控系统已成为人们在现代化建筑管理中的一种极为有效的监控工具。

1 闭路电视监控系统发展历程

闭路电视监控系统的技术发展历程，经过了模拟闭路电视监控、基于微机平台的数字闭路电视监控（DVR）、基于IP网络传输的数字监控平台，以及并行发展的IP全数字化监控等几个阶段。

1.1 模拟闭路电视监控系统

模拟监控系统发展较早，常被称为第一代监控系统，其系统特点为：

1）视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式，质量最高。

2）经过几十年的发展，技术成熟，系统功能强大、完善。

3）模拟视频系统局限性：

A. 只适用于较小的地理范围

B. 与信息系统无法交换数据

C. 监控仅限于监控中心，应用的灵活性较差

D. 不易扩展

1.2 基于微机平台的数字闭路电视监控系统（DVR）

DVR是近几年迅速发展的第二代监控系统，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接1/2/4等路视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案，实现远程视频传输（超过1～2km）的系统。

DVR系统特点：

1）视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高

2）系统功能较为强大、完善

3）与信息系统可以交换数据

4）应用的灵活性较好

DVR系统从监控点到监控中心为模拟方式传输，与第一代系统相似存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设（租用）光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护且维护费用较大。

随着信息处理技术的不断发展，嵌入式DVR系统近几年异军突起，由于其可靠性高、使用安装方便在银行系统应用特别广泛，我们通常称嵌入式DVR为2.5代监控系统。

1.3 基于IP网络传输的数字监控平台

网络传输的数字监控平台就是将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。

1.4 IP全数字化监控

除实现网络化传输方式外，将用于前端信号采集的摄像机数字化，视频信号的模数转换在传输前完整打包，真正做到从前端采集、信号传输、中心控制的全面数字化。

2 展馆对闭路电视监控系统的需求分析

“会展经济”的出现给展览场馆的兴建和展览业的发展，带来了无限的商机，同时也提出了这类场馆建筑中的建筑智能化的课题。作为建筑智能化中的重要组成部分——闭路电视监控系统应考虑：

·满足展馆大人流量的监视功能；

·提供实时、高清晰的监控图像；

·提供海量视频信息的高质量可靠存储方案；

·提供开放的、先进的系统架构；

·满足系统的图像的远程调用；

·实现与其它系统的联动功能；

·提供有效的管理和维护方案；由于展馆的建筑结构复杂，所以系统在建设时主要解决以下几个难点问题：

·解决视频图像的远距离传输问题；

·解决晚间监控图像的画质问题；

·解决由于点位分布广而造成的管线敷设难的问题；

·解决多级控制中心之间的通讯联网问题；

·解决会后的系统利用和管理问题；

·解决展馆监控系统与其他建筑的系统联网；

3 闭路电视监控系统的设计实例

某博览中心展馆建筑为两层，分为地面层（一层）和展馆层（二层）两个层面, 总建筑面积为466558m2，建筑总高度27.5m。地面层内设置车库、快速人行通道、商业等配套用房，以形成复合型的会展中心。地面层呈环形布置，此范围内设置15m宽环形车道。展馆层有12座国际标准化展厅、外围同时设环形货运通道，上下环路通过6处坡道进行连通。

下面以此工程为实例，对闭路电视监控系统的设计予以论述。

3.1 设计思路

通过我们对展馆工程以及整个博览园区的功能理解，展馆的闭路电视监控系统按以下的思路设计：

·视频监控

实时视频监控范围包括：展馆登录区域、展厅连接通道、展厅区域、停车区域、配套商业区域、周界区域以及各类自动水平、垂直交通工具及通道口等，实现全方位覆盖，基本做到不留死角。

·网络架构

基于展馆的建筑特点，需要对各类电视监控系统的网络架构针对展馆的实际作一比较分析：

基于微机平台的数字闭路电视监控（DVR）系统在解决信号传输方面仍采用模拟布线方式，需用到大量的电缆及光缆，不利于工程实施及后期维护；并且在系统大规模组网及信息共享方面，基于微机平台的方式稳定性很差。

IP数字化监控从技术上均能满足展馆的要求，但其投资价格较高，性价比较差。

而数字监控平台在传输方面基于计算机网络平台，信息共享和组网方式与IP数字化监控相同，且投资价格合适，故为了便于展馆的闭路电视监控系统与整个博览园，乃至整个城区的监控系统联网，展馆的电视监控系统选择基于IP网络传输的数字监控平台系统。

以上是传统方式从摄像机到监控中心的示意图，从图中可以看出：监控中心需要大量的视频电缆和设备分布。对于走线桥架和机房承重有很高的要求，大量的设备对于机房空调、机房装修都有很高的要求。

最关键的是，当我们的摄像机分布调整或者当工程需要增加部分摄像机时，可能以前选配的矩阵容量正好达到配置极限，需要更换矩阵、重新的排线。矩阵每提高一个规格，价格将会成倍的增长。排放的成捆的线缆也不利于维护，当出现故障时，很难理清哪根电缆是需要的。

图1 模拟式闭路电视监控系统示意图

图2 数字式闭路电视监控系统示意图

以上是按照数字方式建设的示意图，在监控中心的设备数量很少，线缆也很少。监控中心的管理非常方便，噪声也小，热量也小，对于装修和空调的要求较低，对于机柜数量的要求也少（200路系统传统模式需要12个机柜，数字方式仅需要2个机柜），综合成本低。当需要增加摄像机时仅需要增加摄像机和编码器就行了，对于系统不会造成影响，后续改动和扩充的成本低廉。维护方面借助网络手段可以方便的进行排查，而且数字系统的报警机制更丰富。

·远程监视

视频图像通过网络上传到监控中心，监控中心可以监控各个位置的实时情况；远程授权用户可以通过互联网络浏览监控图像，以及调用历史监控图像资料。

·系统联动

报警信号上传时，综合安防平台报警点图像自动弹出；监控中心实现远程控制。同时把报警信号上传至园区安防中心及公安机房。

·接口开放

要求系统具备很好的开放性，有利于系统的扩展及延伸。

3.2 系统架构

通过对功能需求分析，大型展馆闭路电视监控系统的应采用基于IP网络传输的数字监控平台解决方案。

整个系统分为：视频源部分、传输及交换部分、存储部分、显示部分及控制及管理部分五大部分。

图3 IP智能监控解决方案示意图

3.3 系统特点

上述系统具有以下特点：

·先进的体系架构

系统充分整合了IP网络、视频、IP SAN存储、信令等领域的技术优势，同时借鉴了NGN“下一代网络(Next Generation Network)”中信令控制与媒体流交换分离的先进理念，其构架体系具备开放性、标准化和先进性。

·高清晰的图像质量

系统采用最新的专业图像技术，可提供FULL D1高清晰图像分辨率，支持MPEG2/MPEG4/H.264编码格式，编码带宽最高可达8M，尤其针对展馆高动态图像监控场合，系统可以为用户提供最高质量的高清晰图像。满足技防办对视频图像的要求。

·专业可靠的IP SAN存储

图4 分层架构图

系统采用IP SAN作为监控数据存储设备，可以满足展馆在分布式部署的同时实现集中管理、跨域共享、平滑扩容、兼容互通等。

·灵活方便的管理模式

系统根据展馆业务管理模式的特点，采用集中式的管理方式。通过视频管理服务器和数据管理服务器不仅可对前端设备进行集中的管理和控制，还可对分布在各区域的存储终端设备进行远程的集中管理。

4 结束语

为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、舒适、温馨、高效的办公与生活环境，第一、二代模拟监控系统由于其局限性很难满足展馆建筑的使用功能，而对于数字化监控平台和IP全数字监控方式，则需从项目的具体实际出发，有针对性地加以选用，做到配置合理、技术先进、性能价格比高，具有可扩展性、开放性和灵活性。

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