视频监控系统升级改造经验浅析

陈世鹏，谢 芳，程赐豪

（海峡之声，福州 350001）

众所周知，视频监控系统在社会上各行各业都有着广泛的应用，如防盗、道路交通，数据监控等等，它不仅可以有效减少劳动力，还能实时录像，为事后取证提供渠道。鉴于不断升级的安全形势要求，传统的模拟视频监控慢慢被淘汰，改造升级的监控系统与网络、数字、智能技术相结合，将以往“被动监控”转化为“主动监视”，在达到传统监控系统要求的同时，还能实现自动检测、识别安全威胁等功能[1]。

1 视频监控系统改造项目背景

1.1 传统模拟监控结构介绍

传统模拟监控采用视频线传输模拟信号，依据现实情况，如图1所示，门岗值班室分三个方向共设三路模拟摄像头，一台DVR 硬盘录像机，视频记录时间大概为28天。DVR 硬盘录像机设一台独立显示器，可供门卫查看，但对监控设备无统一操作功能。该套系统仅具备实时查看与视频录像功能，无法与控制中心实现互联互通。

图1 传统监控分布图

1.2 现实需求

按照六个重点部门七个点位都需纳入监控范畴的现实需求，为进一步提高安防监控水平，对改造升级的视频监控系统提出如下要求：

（1）以网络传输手段，实现六个重点部门视频监控互联互通。

（2）使用高清数字摄像头，提高画面清晰度。

（3）实现监控系统智能化，增加视频告警功能。

（4）控制室设立统一操作中心，包括调整摄像头角度、设置自动告警等。

2 系统设计方案

2.1 监控网络结构拓扑设计

图2 网络视频监控结构图

为全面升级视频监控系统，达到互联互通、中心管控、视频告警等目的，本次升级改造采用网络手段传输所有视频信号，再通过功能软件实现实时告警，变传统的被动监控为主动监视，结构设计如图2所示：

结构设计显示，整套视频监控系统共分为三个部分：视频信号采集、信号传输、后端处理。

2.1.1 视频采集

为获取良好的监控画面质量，六个部门七个点位视频信号采集依赖于市场主流使用的网络高清摄像头，将原先门岗3个传统的模拟摄像头及财务部门、档案室、车库统一更换使用清晰度为1080P 的枪式网络数字摄像头，并在办公大厅安装球形摄像头，该球形摄像头可通过后台操作实现多角度转换，方便大厅内零死角监控。

2.1.2 信号传输

网络摄像头利用网络媒介将视频信号传输至硬盘录像机，传输手段主要通过双绞线，但因现实情况特殊，车库与办公大厅、办公大厅与门岗距离较大，且为室内环境，距离超过双绞线最佳传输距离（＞100m），为有效传输网络信号，必须先将双绞线传输的电信号利用光电转换设备转换为光信号，再利用单模光纤进行传输，为节约成本，这里考虑使用四芯单模光缆（两芯作为主用光纤用于传输，另外两芯作为备用），当光信号传输至室内后，再利用相对应的光电转换器转换回电信号进行传输。

2.1.3 后端处理

当所有部门的视频信号通过网络传输到控制室后，利用网络交换机将信号集中至一路，传输到硬盘录像机进行存储。为方便察看及处理，控制室配备一台终端计算机，计算机可通过标准的网络浏览器访问硬盘录像机IP 或者直接访问网络摄像头IP 察看实时画面，当访问办公大厅的球形摄像头时，可后台操作该摄像头，实现包括调整视频角度、放大缩小画面等功能。

2.2 需要注意的地方

（1）IP 地址设置。在接入摄像头之前，需要为每个摄像头及硬盘录像机提前设置IP 地址，地址应配置在同一网段才能实现互联互通。

（2）使用光纤传输的考虑。如今市场上的光纤主要分单模和多模两类，与多模光纤相比，单模光纤的优势表现如下：一是传输距离更远，单模光纤传输距离可达五千米以上；二是传输速率更快，单模光纤传输速率在100Mb/s 至1Gb/s 之间，以激光为信号传输媒介，具有更高精准、高效的传输能力，后期新增监控点位也不会因带宽受限；三是单模光纤比多模光纤直径更小，更易于穿管敷设，更适合用于传输远程信号。

由于光纤及跳线本身使用的材质较为娇气，在穿管及使用过程中，即使在有保护套的情况下也不能过度弯曲和环绕，否则容易损坏，更重要的是会增加光传输衰减，会严重影响视频信号质量。

3 网络数字智能监控系统的优势

3.1 数字化优势

从前端视频采集部分分析，网络数字摄像头较模拟摄像头最根本的优势是视频信号的所有处理过程都是数字化。如今市场上数字摄像头像素可达上千万，无疑清晰度比模拟摄像头更高，在传输过程中，高压缩编码率的数字信号还能提供更快的传输效率、更高质量的视频画面，后端存储也能大大减少硬盘占用空间。以此来看，从信号的采集、传输再到存储，都比模拟监控系统更能够适应如今的安防监控需求。

3.2 网络化优势

因视频信号基于网络进行传输，任何装有标准Web 浏览器的PC 终端，只要连接入监控局域网，即可通过用户登录进行管理和查看视频图像，用户可以远程实现如录像设置，云台控制，报警设置，双向对讲，升级管理等功能。如要增加监控点位，只需为摄像头分配好IP 地址，并将其连接入监控局域网即可，大大提高监控系统扩展功能。

3.3 智能化优势

本次监控系统升级改造引入智能分析视频软件，智能视频分析是人工智能研究的一个分支，是一种基于目标行为的智能监控技术[2]。传统监控设备主要依赖于值班员的肉眼观察，但由于人生理上的弱点，有很大可能性错过监控画面内的各种危险因素。带有智能监控功能的摄像头可以实现以下四个功能：一是行为异常监测；二是值班员离岗检测；三是监控画面故障检测；四是入侵检测。这些智能功能能够改变以往单一的监控模式，真正达到用摄像机代替人眼、变事后取证为主动防御的安防目的[3]。

4 结束语

现如今，社会上各种不安全因素层出不穷，网络智能化视频监控系统应运而生，被应用在各个不同的领域，发挥着不可替代的重要作用。本文只是通过视频监控系统的改造实践，阐述了改造过程中得出的经验和体会，且因监控需求并不复杂，应用到的监控技术属常用范畴，展现的内容也只是监控领域的一小部分。在网络技术不断发展、智能水平不断提高的现今社会，监控技术早已与诸如云计算、大数据、物联网等重要技术结合发展，潜力不可估量。