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来源: | 作者:pmoe8352c | 发布时间: 2020-03-07 | 227 次浏览 | 分享到:

1.1.1 系统组成

医院视频监控系统主要由以下几部分组成监控中心、前端视音频监控点、通信网络系统。

监控中心部署流媒体服务器和磁盘阵列,流媒体服务器用于医院内部调取视频的实时流转发以减轻主控中心压力,磁盘阵列用于存储医院本地相关重要点位。

前端视频采集点位采用高清监控摄像,部署于医院内外部重点位置,详细点位分布和设备型号选择见4.1.3前端视频监控点设计。

通信网络系统主要是借用医院已有的医院内部网络来进行视音频数据的传输。

1.1.2 监控中心设计

监控中心作为医院综合安防管理系统的核心部门,有着非常重要的地位和作用,主要负责系统日常操作和日常维护等,具体可以分为系统组成服务器、控制和高清显示设备以及录像存储系统等。

1.1.2.1 系统服务器

监控系统服务器主要包括以下几种服务器

1、管理服务器:是整个系统的核心组件,提供统一的认证、授权、管理服务。作为管理服务器,对系统内的用户、角色、权限、视频监控设备、报警设备、各种服务器进行集中配置管理;作为应用服务器,提供各类安防监控业务。提供完善的日志管理和审计功能。

2、存储服务器:当发生紧急事故或视频监控中心对图像要求安全要求比较高时,监控中心对相应视频信息做二级备份存储,视频数据在本地存储的同时,视频流传到总站监控中心,由监控中心再进行一次存储,以此达到热备份存储的目的。

3、流媒体服务器:支持实时视频数据的转发及分发;支持存储数据的回放点播(VOD);支持Qos管理,对带宽进行合理使用;支持用户和事件的优先级管理;支持级联和分布式部署;支持视频流相关的统计信息。

4、电视墙及解码器:支持软件解码大屏输出,支持解码卡、解码器、模拟/数字矩阵控制输出,支持键盘、3D摇杆控制,支持高清解码输出,支持文件回放上墙,支持报警联动上墙;支持对其它标准客户端软解码VGA输出的协同控制

5、WEB服务器:为系统管理、流媒体、报警转发、集中存储检索等所有应用服务器提供统一WEB访问配置界面,为前端监控设备提供统一远程监视、查询、系统管理预维护、参数设定、设备监测等B/S访问界面。采用专用的WEB服务器中间件,WEB2.0技术,AJAX设计。

6、报警服务器:为系统实现所有报警(触发)事件的管理、分发以及与技防联网报警系统等集成信息的分发及上传服务。支持的联动方式有客户端联动(视频图像、声光显示、信息叠加)、云台联动、通道录像、报警输出联动、EMAIL通知、短信发送、通道抓图等方式。并提供完善的报警日志管理,方便事后查询检索。

1.1.2.2 控制和高清显示系统

控制和显示系统主要为实现医院值班室对医院监控范围内视频监控的统一调用、控制及显示而设计的,实现对数字视频的远程访问、视频流接收、数字视频的解码显示和大屏幕视频显示控制等功能,主要包括解码控制子系统和显示子系统。

4.1.2.2.1解码控制系统

解码子系统的主要是将前端网络视频监控信号还原成高清数字信号,输出到显示系统进行显示。

解码控制字系统架构的参考图如下:

 

与一般解码子系统相比,本次设计解码子系统不仅是个单纯的视频解码子系统,而是一个集视频解码、数字输入、拼接、控制、漫游等功能于一体的视频综合管理平台,它将原有的解码设备、拼接控制设备集成到一体化的设备中,通过视频监控管理系统的管理平台软件即可实现视频解码输出、切换控制、大屏拼接、画面开窗、漫游等原来需要多套软件才能够实现的功能。它可支持多种数据源同时接入,如:网络编码接入,光纤数字接入,SDI信号接入,DVI信号接入,VGA信号接入,BNC模拟信号接入。也可以支持多种输出接口输出,如:HDMI,DVI,VGA或者BNC。

视频综合平台有如下一些特点:

Ø 拼接灵活性,操作便捷

支持多种拼接方式,用户可以根据需求任意切换任意组合,可以实现开窗,漫游,拼接等功能,操作简单,在客户端软件中通过拖动实现轻松配置。

图像显示是通过客户端软件控制视频综合平台进行输出给显示单元进行显示。客户端软件根据监控中心图像监控的需要设置显示策略,并控制视频综合平台实现图像的解码输出。除此之外,还可以实现报警联动输出,报警弹图像,图像轮巡,回放录像上墙等功能。

Ø 支持高清图像拼接上墙

传统的监控分辨率4CIF为704x576,随着监视器分辨率的提高,以及拼接屏的使用,4CIF分辨率的效果逐步降低,而视频综合平台支持接入1080P或者UXGA(1600x1200)分辨率的图像,很好的解决了图像质量的瓶颈,并且配合DVI或者HDMI等输出高清接口,让拼接屏的图像显示质量有了一个质的提高。

Ø 集成度高,性能好

可以对BNC,VGA,SDI,光纤等输入源进行编码压缩,采用海康威视自主研发的针对高清视频监控有特别优化的编码算法,并搭配TI高性能芯片,实现高压缩,低延迟。编码压缩的数据可以配合网络存储设备进行存储备份。

可以解码1080P和UXGA及以下分辨率的编码图像数据,并使用BNC、VGA、DVI、HDMI等输出接口进行输出。

支持BNC,VGA,光纤输入的原始数据直接上墙,减少编码和解码的延迟以及降低图像质量的损耗。

具有强大的网络传输功能,接入视频综合平台的图像数据经过编码压缩以后,利用IP传输交换技术完成视频图像的分发,在保证信息安全的基础上,各业务部门的桌面终端(PC)均可访问权限范围内的视频资源,支持调看实时视频图像、PTZ控制和回放录像资料。

具备报警输入和输出功能,可以实现红外对射等开关量报警输入设备的接入,还可以实现485和232信号量报警输入。可以实现指定规则下联动报警输出,还可以提供直流电压为报警设备供电。

具备云台控制功能。

Ø 扩展性、兼容性强

对老系统改建可以在不改变原有监控系统的基础上进行扩展,保护用户投资。

不同视频综合平台之间使用光纤或者网络方式进行级联,并且可以对各级的平台进行统一的管理。



 

Ø 降低施工难度

视频综合平台是可插拔板卡结构,针对不同的大屏要求可灵活增减板卡,机架式结构易安装,便于施工,集成度高省去了很多周边设备,更易布线及调试。

Ø 稳定性高,维护方便

系统可以按照需求全天24小时、一年365天全天连续工作,所以视频综合平台必须具有高可靠性、高稳定性等特点,以保证连续正常运行。

传统的大屏幕系统一般由码器、矩阵、大屏控制器构成,组成比较复杂,每个环节都有可能存在不稳定因素,而且环节越多导致了排查错误约困难,而我司的视频综合平台将编码、矩阵以及大屏控制器整合在一起,在满足功能需求的基础上操作简便、维护简单、管理简捷。

4.1.2.2.2高清显示系统

医院的视频监控显示子系统大屏拼接推荐使用海康威视液晶屏该屏是采用三星原装DIDDigital Information Display)液晶面板为核心技术的一体化单元。DID面板的革命性突破在于超高亮度、超高对比度、超耐用性以及超窄边应用,解决了液晶显示应用于大屏幕公共显示的技术障碍。一般来说,电视或电脑所用液晶屏的亮度只有250~300cd/m2,采用DID面板的液晶屏幕亮度则高达700~1000 cd/m2,对比度高达3000:1~10000:1,比传统电脑或电视液晶屏要高出一倍。采用DID面板的专业液晶监视器即使是在强光照射下也清晰可见。

稳定运行寿命超长,维护成本低:液晶显示技术是目前最优异的平板显示技术之一,尤其是DID液晶屏,整机有50000小时的使用寿命且长时间工作后图像稳定没任何变化。液晶显示技术没有任何需要定期更换的耗材设备,所以维护、维修成本极低。

全自动温控系统:DID液晶拼接单元配备有自动温度控制电路设计,可根据屏幕实际工作温度自动调节散热风扇的散热能力,在保证屏幕工作安静的同时,使DID液晶屏幕始终在最佳工作温度,提高了整机可靠性,有效延长屏幕的使用寿命。

环保健康:与传统的背投式(包括CRT背投、LCD背投和DLP等)拼接系统相比,LCD液晶拼汞、镉、铬等),有利于接系统发热量小、无辐射、无闪烁、不伤眼、不含有害物质(如铅、观看者的身体健康,是新一代的环保健康拼接系统,在欧美一些发达国家,LCD拼接系统已取代传统的背投式拼接系统成为主流。

拼接方式任意选择,单元尺寸灵活,使用场所适应性强:DID-LCD液晶屏可以选择任意拼接(M*N),屏的大小亦有多种选择,40寸、46寸等多种规格,可以满足不同场所的需要

此外,海康威视液晶大屏幕具有高亮度、高对比度、快速响应时间、宽视角、超窄边等特点

Ø 高亮度

常规电视、电脑显示器等显示设备亮度值介于250~300 cd/m2之间,海康威视液晶拼接屏的亮度值介于600~1500 cd/m2之间高亮度保证了画面显示质量,可以更加真实反映出信号源的本身的画面质量。

Ø 高对比度

海康威视液晶拼接屏的对比度高达2000:1~3000:1高对比度可以更有效的凸显画面的本身的层次感,画面过渡更显细腻,有助于观看者有效捕捉到画面中的每一个细节。

Ø 快速响应时间

真正8ms响应时间,有效消除画面的拖尾现象,画面更加流畅,更佳的适应高速动态画面显示。

Ø 超宽视角

水平、垂直178°的超宽视角,站在任意角度观看视觉效果均保持良好。卓越的显示性能在组成超大拼接大屏幕墙时显示效果尤佳,有利于用户处于各个角度观看时看到一致的图像效果。

Ø 超窄边结构  

海康威视液晶拼接屏双边综合拼缝仅为.7mm。多种可选尺寸可以满足不同客户的需求。

1.1.2.3 存储子系统

医院视频监控系统录像存储采用集中存储的方式进行规划和设计,避免采集前端发生恶意事件或事故时导致的录像丢失。

监控系统的集中存储方式采用存储设备直接到前端设备取流,避免经过流媒体转发而带来的流媒体转发瓶颈,采用效率更高的CVR存储模式。

存储子系统是为监控点提供存储空间和存储服务,本方案采用网络盘阵CVR存储的存储架构,这种存储模式省去了网络存储服务器,因此存储不再受网络存储服务器性能的影响,存储更加高效稳定,并节省了一定的成本。

4.1.2.3.1视频存储技术要求

录像数据存储在网络盘阵高速设备上。存储的图像数据可通过网络接口以时间、通道等方式进行检索,允许多用户同时检索、调用录像。 

实际系统建设可按照不同的存储格式和存储时间来计算存储空间,同时需为今后增加设备预留一定的空间。 

支持N+1的存储策略,在N台工作机正常工作时,备份机通过CVR进程心跳监控这N台工作机,同时备份机中保存对应的工作机配置(编码器配置和录像策略配置)。当工作机发生故障时,备份机通过CVR进程心跳监控发现工作机故障,接管异常工作机之前的CVR服务工作,备份机启用保存的工作机配置并启动CVR服务继续录像,备份机工作中,用户可检索、查看备份机中的录像。可以考虑在控制中心配备一台冗余网络盘阵,对整个系统进行N+1备份。

4.1.2.3.2存储系统架构

 

CVR存储架构

1) 直写存储流:存储设备直接到设备取流并存入设备中,当流媒体服务器故障或平台故障时,存储流仍然可以正常工作。 

2) 视频预览流:教一楼机房的流媒体服务器将实时视频流转发给各个客户端。

3) 点播视频流:客户端向存储服务器发起回放请求,存储服务器根据文件索引信息查询到符合条件的录像文件列表,并进行排序,客户端直接从CVR读取录像片段。

4.1.2.3.3CVR存储的优势

1)架构简化、降低成本 

支持视频流经编码设备以CVR方式直接写入存储设备,省去存储服务器(PC NVR)成本,避免服务器形成单点故障和性能瓶颈,独特的文件结构确保监控服务的高稳定和高性能。 

内置VTDU模块,可直接实现视频流的多路实时转发,省去VTDU服务器成本投入。 

2)直接视频管理:录像、回放、检索

支持策略录像和报警录像,支持客户端、平台直接访问,实现对监控数据的直接下载、检索、浏览和回放等。可获得极高的录像导入、导出速度,提供更流畅的录像回放质量,且不占用DVS/DVR资源,不占用前端网络带宽资源。

3)高性能服务: 写入、检索、回放

CVR数据流直接对裸磁盘块进行写入,极大提升并发读写的性能,减少文件碎片的产生;同时录像、检索、回放等控制信令和视频流数据通过高速PCI-E内部总线传输,实现点对点串行传输,也大大提高了数据传输率。

例如,单台网络网络盘阵采用4CIF码流,可支持290路并发写入,同时30路回放。对于CVR系统录像资源,可以灵活、快速检索和回放;基于时间检索机制,实现视频点的准确定位。 

4)录像可靠,数据完整

a) RAID技术、关键部件冗余(电源/风扇/网口)、数据镜像等

b) N+1热备机

N台存储工作机外,单独配置一台设备作为服务热备机,当任何工作机出现故障时,热备机会自动接管录像业务,保证录像数据的完整。

c) 智能补录

当网络出现故障,可结合前端编码设备实现录像接管,并在网络恢复后将前端视频数据透明化复制至网络盘阵,提升了网络存储的可靠性与灵活性。

d) 录像备份

结合编码设备主子码流或流媒体服务器,可实现视频数据在DVR/CVR或CVR/CVR之间生成多重备份。

5)视频服务高稳定VSPP技术

采用独特的VSPP视频流预保护技术,彻底解决由于断电断网引起的文件系统不稳定甚至文件系统损坏而导致的监控服务停止、数据只读或丢失等故障问题。

相比PC NVR存储模式,网络盘阵空间需要在存储服务器端格式化成本地文件系统后才能使用,但是断网、断电等突发事件,服务器端文件系统出现损坏或非及时刷新,从而易导致磁盘空间的不可访问。

6)录像锁定和归档

支持对录像段锁定,在循环覆盖录像卷时,不会覆盖被锁定的录像。同时可提供专用归档卷,对关键视频进行长期归档保存。

7)开放性,易管理性

支持接入协议:RTP/RTSP/SIP/私有SDK/私有平台协议,同时支持CIFS/NFS/iSCSI/

HTTP/SNMP等协议; 

提供全套二次开发API支持

提高全套的API接口,为监控管理平台及其它应用系统的灵活集成提供标准套件。

4.1.2.3.4存储空间计算

1) 存储网络存储容量计算

单个通道24小时存储1天的计算公式∑(GB)=码流大小(Mbps)÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。

标清D1(720*576)格式

1.5Mbps码流计算,存放1天的数据总容量 1.5Mbps÷8 ×3600秒×24小时 X(1天)÷1024=15.8GB。

30天需要的容量∑(GB)=15.8GB×30天=474GB

200个通道为例:

200个通道的容量∑(TB)=474×200÷1000=94.9TB

2) 存储设备配置

200个标清通道(D1格式)保存30天为例:

计算存储总量为94.9TB,格式化后的总容量=94.9÷0.9(格式化损失容量比例)≈105.4 TB。

1.1.3 前端视频监控点设计

医院监控点位选择的原则主要依据以下几个需求:

1) 出入口的车辆和人员安全管理需要;

2) 外部和内部人员流动的实时监控需要;

3) 医院内部重要区域(病房、ICU病房、手术室、婴儿房、内窥镜室、DSA室)或单位办公室出入管理的需要;

4) 监控中心设备和人员状态远程管理的需要;

根据上述安防管理需要,医院主要监控点位包括:

1) 医院周界:监控范围较大,防止非法翻越;

2) 主要出入口:监视车辆和人员出入,可结合停车场管理系统;

3) 室外停车场:监控停车场车辆,防范盗窃或破坏;

4) 门诊大厅:监视进出医院的人员和大厅内部情况;

5) 地下室:监视地下室车辆和人员;

6) 电梯:监视电梯内部人员,防范电梯内犯罪事件;

7) 电梯厅:监视电梯出入和等候人员,了解人员出入电梯情况;

8) 楼梯口:监视楼梯口情况,减少监控盲点;

9) 楼层通道:监视通道人员流动情况,监控重点单位门口;

10) 楼层顶部:防止人员进入顶部,防范跳楼的危害社会公共安全的事件发生;

11) 病房(包括ICU病房等重点监控区域):监管病人日常状况;监视医护人员护理服务过程。

12) 婴儿房:防止婴儿被抱错、盗取,将风险降到最低;监视医护人员护理服务过程。

13) 护士站:护士执勤情况,实现远程查岗。

14) 监控中心:监视监控系统设备运行状态和工作人员执勤情况,实现远程查岗。

2、摄像机选型:

前端监控摄像头安装范围大小、好坏及它产生图像信号的质量将影响整个系统的质量,结合医院的监控特点,我们在选择摄像机时按照以下原则:

1) 医院周界及园区出入口是入侵防范的第一道防线,周界采用室外快球摄像机和红外摄像机全天候记录视频信息;大门出入口及其他与外界相通的出入口,选用高清室外快球及枪式摄像机,快球带红外功能,全天候清楚的辨别出入人员的面部特征,并实现快速定位及追踪目标;枪机带强光抑制,清晰记录进出机动车牌号;

2) 室外停车场占地面积广,夜间具有环境光线,但光线不甚理想的场合,采用低照度摄像机,以获得良好的图像效果;地下停车场灯光差、死角多,是案件多发区,选用红外枪机对整个地下室进行监视,设计不留死角;

3) 大楼门诊大厅,因为人流量较大,人员情况复杂,监控的任务较重,针对这种情况,采用多台摄像机同时监控的方式,安装多台摄像机指向不同的方位,并结合高清室内半球,可实现在一个监控点同一时间内对不同方位的实时监控(即“X+1”方式组建),加大了监控的范围。同时,对于门口点位,进行智能化分析,如人脸抓拍、人流量统计等

4) 医院挂号收费大厅及各层的收费均是现金流动较大的场合,记录交易情景对于医院的日后查证以及平时的安全管理有着重要意义,同时在监控点位的布置上尽可能增加连续监控的画面,针对现金流动形成专门的监控通道,以保证对现金的重点监视。选用彩色高清摄像机与挂号收费柜台一一对应;

5) 满足医院美观和隐蔽的要求,室内公共区域如过道及电梯厅采用彩色半球吸顶安装;

6) 手术室、ICU病房、婴儿室、护士站、药品存储室内以及监控中心等区域选用高清红外半球摄像机,图像清晰,支持ICR红外滤片式自动切换,自动彩转黑功能,实现昼夜监控;在该区域前端设置拾音器,实现音视频同步记录;

7) 医院是7*24常年无休的特殊场所,为实现全天候24小时监控需要,尤其是没有灯光环境下的监控需要,如楼道等区域,摄像机要求具备红外夜视功能;

8) 医院重要的房间,例如药房、库房、材料室、贵重物品存放机房均是监控重点部位,采用定角度监控,摄象机需要有较高的清晰度;

9) 彩色半球、红外半球和枪式摄像机的分辨率应达到130万像素以上,彩色黑白自动转换,画面清晰逼真;

10) 球形摄像机应具备彩转黑低照度的特点,分辨率在百万像素以上。

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