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技術(shù)文章

奧運(yùn)項(xiàng)目-監(jiān)控系統(tǒng)工程技術(shù)方案（可提供下載）

閱讀：2230發(fā)布時(shí)間：2006-12-27

2008北京奧運(yùn)
監(jiān)控系統(tǒng)工程

技
術(shù)
方
案

深圳市道奇科技有限公司
2005年8月

目錄
一、方案簡介 2
二、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼胺謱咏Y(jié)構(gòu) 2
1、數(shù)據(jù)采集層 3
2、數(shù)據(jù)交換處理層 4
3、數(shù)據(jù)應(yīng)用層 6
4、監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向 6
三、系統(tǒng)設(shè)備 8
1、視頻服務(wù)器 8
2、攝像機(jī) 11
3、其他前端設(shè)備 14
4、中心服務(wù)器 14
5、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 17
6、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)/存儲(chǔ)服務(wù)器 17
7、網(wǎng)絡(luò)矩陣服務(wù)器和顯示服務(wù)器 18
8、報(bào)警服務(wù)器 21
9、DDNS Server 22
四、網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 22
1、監(jiān)控中心骨干網(wǎng)絡(luò) 22
2、DDN專線接入 23
3、城域網(wǎng)寬帶接入 23
4、ADSL寬帶接入 23
5、光纖直接接入 23
6、跨網(wǎng)關(guān)處理 23
7、動(dòng)態(tài)IP解決方案 24
五、音視頻壓縮技術(shù) 24
1、H.264（MPEG-4 Part 10） 24
2、數(shù)據(jù)流控制 27
3、圖像質(zhì)量與帶寬 28
六、使用說明書 28

一、方案簡介
2008年北京奧運(yùn)會(huì)即將到來，奧運(yùn)會(huì)比賽期間的安全問題不僅僅關(guān)系到比賽期間的人員及財(cái)務(wù)的安全，而且關(guān)系到北京及整個(gè)中國在對(duì)世界的影響。為確保奧運(yùn)會(huì)的順利進(jìn)行，我們專門針對(duì)奧運(yùn)會(huì)比賽現(xiàn)場及北京市城市監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，研發(fā)出一套現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方案。本方案通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的充分利用，以及對(duì)現(xiàn)代視頻壓縮、傳輸技術(shù)的充分發(fā)揮，使整個(gè)奧運(yùn)會(huì)包括比賽場館、關(guān)鍵通道、賓館/酒店以及市區(qū)道路進(jìn)行一體化監(jiān)控。
二、監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼胺謱咏Y(jié)構(gòu)

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

由上圖可以看出，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)交換處理層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層等三個(gè)層次，每個(gè)層次獨(dú)立完成相應(yīng)的功能。每個(gè)層次技術(shù)上*獨(dú)立，并具相互關(guān)聯(lián)，完成由下至上的數(shù)據(jù)服務(wù)，可以簡單的理解為下一層次為上一層次提供數(shù)據(jù)服務(wù)，上一層次控制或者受控于下一層次。
本系統(tǒng)可以采用分布式管理（根據(jù)不同的片區(qū)，設(shè)立分控中心），也可以采用集中管理（只建立一個(gè)中心），由于采用模塊化設(shè)計(jì)，不管是哪一種方式，管理和操作都是一樣，沒有本質(zhì)的區(qū)別，*的區(qū)別是：前者把設(shè)備分區(qū)域擺放，可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源；后者對(duì)監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)資源要求較高。
1、數(shù)據(jù)采集層
數(shù)據(jù)采集層是收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的*設(shè)備組，其核心設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器（Network Video Server，簡稱：NVS，本文以后簡稱NVS）。主要負(fù)責(zé)現(xiàn)場音視頻數(shù)據(jù)的采集，并可以通過輸出開關(guān)信號(hào)，對(duì)現(xiàn)場外圍設(shè)備進(jìn)行控制，達(dá)到收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)并實(shí)時(shí)解決危情的目的。從下圖中可以看出數(shù)據(jù)采集層的主要功能：

圖2 數(shù)據(jù)采集層

從上圖中可以看出NVS的主要功能：
① 現(xiàn)場的視頻（攝像機(jī)）、音頻（拾音器、麥克風(fēng)）進(jìn)行高質(zhì)量音視頻壓縮；
② 采集報(bào)警（報(bào)警傳感器）等模擬或開關(guān)量信號(hào)進(jìn)行采集處理；
③ 按照標(biāo)準(zhǔn)將上述信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字化壓縮、傳輸；
④ 如發(fā)生報(bào)警，按照用戶的設(shè)置將必要的控制信號(hào)輸出控制燈光、警號(hào)等設(shè)備；
⑤ 如用戶需要，提供高清晰現(xiàn)場抓怕功能；
⑥ 如果需要，可以和監(jiān)控中心或者其它遠(yuǎn)程現(xiàn)場進(jìn)行語音對(duì)講。
2、數(shù)據(jù)交換處理層
數(shù)據(jù)交換處理層是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，核心設(shè)備是若干臺(tái)大型數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器（中心服務(wù)器）、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器、報(bào)警服務(wù)器等多臺(tái)服務(wù)器。下圖中簡單的描述了數(shù)據(jù)交換處理層的主要設(shè)備，本文后續(xù)會(huì)專門講述各個(gè)設(shè)備的用途及相互關(guān)系。

圖3 數(shù)據(jù)交換處理層

從上圖中可以看出，數(shù)據(jù)交換處理層主要負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理。主要功能是對(duì)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)收集層收集回來的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)以及報(bào)警信息的處理。主要設(shè)備包含中心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)/存儲(chǔ)服務(wù)器、顯示服務(wù)器及報(bào)警服務(wù)器等。
它的主要任務(wù)是：
① 通過網(wǎng)絡(luò)把現(xiàn)場所有音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)，采用專門的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器和磁盤陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)保存，確保數(shù)據(jù)的可靠性。
② 把所有音視頻信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，需要現(xiàn)場音視頻信息的用戶在經(jīng)過*后可以遠(yuǎn)程查看現(xiàn)場情況以及遠(yuǎn)程下載/回放已經(jīng)錄制好的音視頻數(shù)據(jù)。一般來說，轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器可以和存儲(chǔ)服務(wù)器使用同樣的服務(wù)器，以便充分利用網(wǎng)絡(luò)資源和計(jì)算機(jī)資源。
③ 通過大型電視墻預(yù)覽現(xiàn)場視頻。可以對(duì)現(xiàn)場所有視頻進(jìn)行分組，然后在電視墻上循環(huán)切換顯示，對(duì)于重要的場景可以使用單獨(dú)的電視墻進(jìn)行獨(dú)立輸出顯示。
④ 對(duì)于現(xiàn)場的報(bào)警信息使用專門的報(bào)警服務(wù)器進(jìn)行輸出和處理，通過大屏電子地圖直觀的顯示即時(shí)報(bào)警信息。
⑤ 采用專門的數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)本監(jiān)控系統(tǒng)的所有信息進(jìn)行集中存儲(chǔ)。主要包括：設(shè)備信息、設(shè)備狀態(tài)信息、用戶信息及權(quán)限信息、視頻分組信息、報(bào)警聯(lián)動(dòng)信息、報(bào)警處理信息、音視頻數(shù)據(jù)保存信息（索引）等各種系統(tǒng)信息。
⑥ 數(shù)字視頻網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)中zui核心的設(shè)備，擔(dān)負(fù)著承上啟下、數(shù)據(jù)交換處理的責(zé)任。
⑦ 對(duì)數(shù)據(jù)采集層而言，數(shù)據(jù)交換處理層是后臺(tái)處理系統(tǒng)，前端收集的所有數(shù)據(jù)必須經(jīng)過數(shù)據(jù)交換處理層后才能轉(zhuǎn)向其他層次。
⑧ 對(duì)于數(shù)據(jù)交換處理層，主要由中心服務(wù)器進(jìn)行管理，通過對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理，其中，主要包括：
● 對(duì)系統(tǒng)、用戶、網(wǎng)絡(luò)等系統(tǒng)資源及安全進(jìn)行管理；
● 對(duì)前端數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理，特別是對(duì)前端報(bào)警數(shù)據(jù)將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存儲(chǔ)；
● 負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)、管理數(shù)據(jù)應(yīng)用層與數(shù)據(jù)采集層之間的數(shù)據(jù)交換；
⑨ 對(duì)于數(shù)據(jù)應(yīng)用層，數(shù)據(jù)交換處理層主要負(fù)責(zé)為數(shù)據(jù)應(yīng)用層提供*和數(shù)據(jù)服務(wù)。
注：嚴(yán)格來說，電視墻和報(bào)警信息處理應(yīng)該屬于數(shù)據(jù)應(yīng)用層，本文把他歸為數(shù)據(jù)交換處理層的目的是能讓我們更加容易理解本系統(tǒng)。

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