县雪亮工程综合监控解决方案技术建议书[共52页]

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1、县雪亮工程综合监控解决方案技术建议书目 录1.项目概述51.1项目背景51.2建设要求51.3建设原则51.3.1统一平台，资源共享51.3.2法规遵从，统一规范51.4设计原则61.5设计依据72.系统总体架构设计82.1需求分析与建设目标82.2平安区县乡镇系统设计82.2.1采集子系统92.2.2视频存储子系统92.2.3传输网络子系统102.2.4显示与控制子系统102.2.5综合实战业务管理平台子系统102.2.6运维管理与视频诊断平台子系统112.2.7监控系统的社会资源接入112.2.8其他业务设计113.系统前端设计123.1需求分析与建设目标123.2产品选型设计133.2.

2、1红外高清筒形摄像机133.2.2红外高清球型摄像机134.视频存储子系统设计134.1文件系统存储方式弊端134.2需求分析与建设目标144.3存储技术架构分析144.4关键技术需求144.4.1高性能需求154.4.2高可靠性需求154.4.3丰富的备份业务需求164.4.4完善的管理维护需求164.5产品选型设计174.5.1乡镇派出所存储系统设计174.5.2县公安局存储系统设计175.传输网络子系统设计185.1传输网络需求分析185.2传输网络设计195.2.1行政村（社区）接入层网络设计205.2.2乡镇派出所汇聚层网络设计235.2.3县公安局核心层网络设计255.2.4组播设

3、计265.2.5 QoS设计275.3网络系统可靠性设计286.显示与控制子系统设计296.1控制系统需求296.2显示系统需求306.3县公安局监控中心显示系统316.4派出所NVR方案及建设317.综合实战业务管理平台方案建设337.1综合实战业务管理平台需求与建设目标337.1.1业务组成多样性能力337.1.2业务流程优化能力337.1.3实战业务能力337.2综合实战业务管理平台关键技术需求338.运维管理与视频诊断平台子系统358.1运维管理与视频诊断平台建设目标358.1.1分级分域分权管理能力358.1.2统一网管能力368.1.3视频诊断分析368.1.4高可靠性和扩展性系统

4、设计368.1.5运维管理平台关键技术需求368.2系统平台整体架构设计408.2.1县公安局监控管理中心平台408.2.2县公安局总控中心418.2.3派出所分控中心419.监控系统社会资源接入429.1新增监控资源的标准协议接入429.2区县已有监控系统平台的接入439.2.1原有系统平台通过统一规范接入439.2.2原有监控平台通过SDK方式接入439.2.3原有系统纯模拟接入449.3区县无监控平台资源接入459.3.1原有前端数字系统的接入459.3.2已建模拟矩阵系统的整合接入4510.系统安全性设计4510.1网络安全性设计4510.2文件存储的安全漏洞4610.3业务控制与权限

5、细分4610.4业务备份与容灾系统4710.5告警预案4710.6离线告警与资产管理4710.7平台及设备联动报警管理4711.大数据扩展设计4811.1大数据扩展建设目标4811.2大数据扩展需求分析4811.3大数据挖掘关键技术需求5111.3.1治安嫌疑识别5111.3.2业务统计挖掘5111.3.3录像智能检索与浓缩521.项目概述1.1项目背景为深入推进“平安区县乡镇”建设，维护社会安全稳定，提升全省社会治安防控水平，经省政府同意，决定在全省开展平安防护网区县乡镇以及农村、社区监控系统建设，通过在辖区内的出入口、公共聚集场所及治安复杂场所安装视频监控设备，实现对城乡重点区域部位的全天

6、候视频监控，切实发挥安全技术防范设施在预防、发现、制止、打击刑事犯罪和社会管理中的作用，有效提高社会整体防控能力和公共安全水平，增强群众安全感，提升群众幸福指数，为我省经济社会好发展、快发展、大发展创造良好的社会治安环境。1.2建设要求本次共需新建社会治安监控点XXXX个，改造接入XXXX个，计划XXXX年XX月XX日前完成全部社会治安监控点的建设任务。项目主要是在县辖区内各镇、各村（小区）以及主要的出入口、道路、公共活动场所、等新建720P以上的高清网络摄像机，实行二十四小时监控。XX县平安区县乡镇视频监控系统采用分层架构、物理分布部署、逻辑统一管理；形成区县公安局视频监控管理平台、乡镇派出

7、所分控中心（或村警务室）二级架构建设，实现各级监控管理系统能独立运行、上级平台对下级平台设备具有管理、监控、实况查看、录像回放、远程维护等功能，同时能够与市级平台进行对接，以方便市局应急指挥。XX县平安区县乡镇系统可分为两类监控资源、两级监控中心：n 两类监控资源：1、 公安局自建视频监控资源即自建视频监控点；2、 社会视频监控资源接入；n 两级监控中心：1、 县公安局监控中心；2、 各乡镇派出所分控中心；1.3建设原则1.3.1统一平台，资源共享建立统一图像信息综合共享应用管理平台，对各类重要视频监控、社会资源进行整合接入和管理，避免重复建设和资源浪费，实现社会治安防控和应急指挥视频图像资源

8、的一体化调用和共享，最大限度地发挥系统建设的整体效能。1.3.2法规遵从，统一规范系统建设必须遵循国家的相关法律法规，所有前端建设必须在公共部位，不允许侵犯公民及单位的隐私权；在前端点建设附近必须有明确标识提示，不扰民、不侵民。系统建设应首先遵循国家规范，然后遵循国际上较为通用的通用技术标准。不同建设主体新建设的图像综合平台，应遵循统一的技术标准，以GB/T 28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求为基础，以系统架构、信令处理、媒体流交互等核心技术为核心，以图像信息综合应用为体现，实现互联互通、资源共享。新建的前端接入应遵循ONVIF标准实现无缝接入，视频编码方

9、式应遵循H.264视频编码标准，平台间互联应遵循GB/T 28181-2011安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求，网络管理应遵循SNMP简单网管协议，并有完善的MIB库。通过标准的遵从，实现多种前端、多种平台的数字互通。1.4设计原则系统在设计时遵循以下设计原则：平安区县乡镇视频监控系统的建设应以“实用、可靠、先进、经济、开放、安全”为指导思想，并综合考虑施工、维护以及操作因素，使得设计方案具有科学性、合理性、可操作性。n 实用性原则：监控系统覆盖面和图像质量须满足管理部门实战需求，图像质量必须满足监控使用要求，提供清晰、可分辨的图像；图像联网须满足县公安局所属各派出所分控中

10、心平台之间互联互通的需求；数字图像实时监视和图像回放查询界面友好，系统安装、使用、维护简便，满足不同部门的使用需求。n 可靠性原则：监控系统采用的主要安防设备须经过具有公安部批准的相应资格产品检测中心的测试，质量达标，性能稳定，能持续有效运行。n 先进性原则：采用成熟、主流的技术构建系统平台，充分兼顾需求和技术的发展，充分考虑与其他系统的连接，建设可扩展的、开放的平台。主要设备可采用搭积木的模块式方便扩容，保护原有投资。n 经济性原则：在确保实用性、可靠性、先进性的前提下，注重系统建设成本和投入的阶段性，以技术建设与应用机制的协调发展，确保系统效益。n 开放性原则：系统应遵循开放系统的原则。系

11、统应符合国家标准和行业规划，能提供软件、硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口和工具，使系统具备良好的灵活性、兼容性、扩展性和可移植性。n 安全性原则在考虑系统的安全性和保密性时，除应考虑各种外界干扰外，还需在各个环节提供安全、保密措施。系统的安全性和保密性可从以下方面加以保证。（1）网络的安全性数字图像网络借助于单位数据专网，因此不允许与其他非内部专网进行物理链接。（2）软件系统的安全性操作系统级的安全规范必须满足国际C2级标准，可以保证不被身份不明的黑客所攻击。数据库的超级用户帐号即密码由服务器的系统管理员设定，数据库的一般用户帐号和权限由数据库超级用户（数据库管理员）设

12、定。系统维护人员可随时方便地对数据进行备份和恢复。（3）应用程序级的安全性所有的操作人员进入系统前均应登录自己的帐号和密码，并通过权限管理服务器认证，核对准确后方可进入系统。所有的操作人员均应规定相应的级别及权限，任何越权的操作必须被拒绝。所有的操作、错误均应有日志记录，并可以根据工号或操作查询。除了用户管理的基本资料外，工作人员不得对用户的其它资料和数据进行更改和操作，除非有用户指定授权人的授权。n 灵活性原则对任何一种设备，都可以通过管理服务器进行集中配置，管理服务器可以对指定范围内的设备进行批量的配置。1.5设计依据（1）城市联网监控报警系统设计方面：n 安全防范视频监控联网系统信息传输

13、、交换、控制技术要求（GB/ T28181）n 城市监控报警联网系统技术标准（GA/T669-2008）n 全国公安机关图像信息联网总体技术方案n 公安部关于城市报警与监控系统的建设、管理、应用规范性文件（公安部科技信息化局汇编2009年3月）（2）安防视频监控系统设计方面：n 视频安防监控系统技术要求（GA/T367-2001）n 安全防范监控数字视音频编码技术要求（GB/T 25724-2010）n 民用闭路监视电视系统工程技术规范(GB50198-2011)n 工业电视系统工程设计规范（GB50115-2009）n 安全防范系统通用图形符号（GA/T74-2000）n 综合布线系统工程设

14、计规范 （GB/T50311-2007）（3）视频监控图像质量方面：n 电视视频通道测试方法（GB3659-83）n 彩色电视图像质量主观评价方法（GB7401-1987）（4）视频系统网络设计方面：n 信息技术开放系统互连网络层安全协议（GB/T 17963）n 计算机信息系统安全（GA 216.11999）n 计算机软件开发规范（GB8566-88）n 公安信息通信网边界接入平台安全规划（试行）视频接入部分（公科信【2011】5号）（5）视频系统工程建设方面：n 安全防范工程费用概算编制办法（GA/T70-2004）n 安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）n 安全防范工程技术规范(

15、GB 50348-2004)n 视频安防监控系统工程设计规范（GB 50395-2007）n 电子计算机机房设计规范(GB50174-2008）n 建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)n 建筑物电子信息系统防雷技术规范(GB50343-2004)n 安全防范系统雷电浪涌防护技术要求(GA/T670-2006)n 民用建筑电气设计规范(JGJ16-2008)（6）视频系统工程验收方面：n 公安交通电视监视系统验收规范（GA/T509）n 安全防范系统验收规则（GA308/2001）n 中国电气装置安装工程施工及验收规范（GBJ232-90.92）n 综合布线系统工程验收规范(GB503

16、12-2007)（7）其他n 平安城市建设相关地方规范与标准n 公安部警用地理信息系统系列标准规范n 省“天网覆盖”工程设备地址属性规范622.系统总体架构设计2.1需求分析与建设目标本次项目建设拟在区县辖区内各个区域、乡镇及村（小区）新建高清摄像头，并在乡镇派出所或者（村警务室）建立作为一级存储单元的分控中心，县公安局建立监控中心和数据中心作为二级存储单元的总控中心，并对本辖区内的各个乡镇以及村（小区）的监控资源进行统一控制和运维管理。县局总控中心能随时调用各个前端摄像机的监控图像，定期或随时提交防区环境状况及人员活动情况报告，必要时总控中心能与监控前端之间能通过监控网络直接进行语音通话，重

17、要点位与重要时间段的录像进行异地备份。另外，部分已建设监控系统的社会资源也需要接入到县局平台。2.2平安区县乡镇系统设计考虑到本次项目的广泛性和复杂性，采用分布式存储、统一控制的架构，一方面能够本地流量集中、节省网间流量和线路租用成本，另一方面派出所分控中心与县局总控中心能够协同作战，当派出所辖区内出现紧急事件时，县局领导可通过总控中心指挥调度各方资源、“现场指挥”等，同时当县局总控中心出现网络故障等情况的时候派出所分控中心完成本地警务自治。在管理上以乡镇派出所为单位，能够对本辖区内的监控资源进行统一管理和运维，强化一线的警务责任意识。因此，设计本方案的拓扑如下：2.2.1采集子系统采集子系统

18、由网络摄像机、报警输入输出装置、语音输入输出装置等设备组成。其中网络摄像机集成了摄像机和编码器的功能，支持H.264编码格式，支持实时流和存储流双流输出，支持端到端的数据块状网络存储，采用电信级制造工艺，可以基于各种现场光照条件与工程实际应用环境提供清晰、流畅、智能调整的图像，可以基于各种网络环境高质量、可靠的满足各类网络监控前端编码、存储和解码的需求。每个派出所在辖区内主要路口、广场部署XX个720P以上分辨率的高清摄像头，被位于派出所的NVR设备进行本地管理和存储。并且摄像头增加报警按钮，当触发警情后，监控中心能自动弹出报警信息，同时自动将报警发生前后的录像存储到派出所的分控NVR设备上和

19、总控中心的存储设备IP SAN上2.2.2视频存储子系统基于iSCSI标准的块直存技术和强大的数据管理服务器构建完善的视频存储系统，存储资源可以根据需求分布式部属并加以统一资源管理和调度，支持动态存储资源管理、在线部属，可以基于统一平台满足不同存储质量、容量和服务质量的客户需求，可以提供完善的备份和存储生命周期管理功能。每个派出所部署XX台NVR做本地化存储、分布式部署，将存储与信令处理、媒体转发处理相分离，且可以用来减少前端存储占用的带宽。针对录像的高可用性需求和高可靠性需求，提供完善的RAID磁盘保护技术，重要点位、重要时间段、报警录像采用双存储和备份的方式存储到县局监控中心，实现异地存储

20、备份。县局总控中心采用IPSAN作为备份存储设备，强大的存储性能和全面的RAID冗余技术、磁盘热备技术引擎能够提供超大规模路数的监控存储带宽和99.999的电信级高可用性，通过扩展柜可以提供满规格256路高清724小时的存储，并且结合存储管理集群系统可以扩展到更长的流存期。2.2.3传输网络子系统整个系统采用IP网络传输监控视频图像，不存在图像衰减问题，同时可以通过媒体转发或组播方式支持多个监控终端（客户端）对同一监控点的并发监看，系统可实现无阻塞交换，避免瓶颈，保障这样大规模监控系统的“监、控、查、管”综合性能。XX县平安区县乡镇视频监控项目基于已有的城域网，统一互联各个派出所。为适应平安区

21、县乡镇的低带宽的接入需求，场所部署NVR做本地化存储，向乡镇派出所以上的管理机构仅提供低码率的单路实况、多路图像融合为一路的虚拟通道编码图像、录像回放与下载业务。局出口处部署媒体转发服务器，将前端接收到的码流在内网做多流复制，避免前端发送多路重复码流，节省前端接入带宽。乡镇派出所内网搭建全千兆的汇聚网络，提供无阻塞的IP承载网络。2.2.4显示与控制子系统XX县平安区县乡镇项目采用分布式显示与控制方式。在派出所以NVR为中心设备构建经济型显示与分控中心，提供HDMI、VGA、BNC等多路视频输出接口，支持1080P、720P的显示分辨率对前端图像进行预览、云台控制、回放、多画面轮巡、报警处理、

22、语音广播与对讲。在县公安局部署统一监控中心和数据中心，以液晶拼接大屏为核心显示设备，对监控资源进行安全防范与指挥调度。中心配置嵌入式多路高清解码器或万能解码器，将前端的压缩图像还原解码成模拟图像接入中心电视墙，通过客户端的灵活控制和系统报警联动，实现数字矩阵的功能（预览、云台控制、回放、多画面轮巡）。同时，通过客户端实现报警处理、报警联动、以及与前端的语音广播与对讲。2.2.5综合实战业务管理平台子系统XX县平安区县乡镇项目采用统一的管理、实战与运维相结合的方式。在区县公安局部署数据中心，以便对监控系统进行统一管理和维护。管理平台主要包括视频管理服务器、数据管理服务器和媒体交换服务器。视频管理

23、服务器是整个监控业务系统的核心信令服务器，用于整个系统的认证注册管理、系统设备管理、WEB服务以及相应的公安实战应用，包括全系统的认证、管理、配置、控制、报警等服务，提供服务请求响应（实时视频监看、云台控制、语音对讲、电子地图、录像检索回放下载）、系统管理（设备管理、设备监测、权限管理、组织划分），公安实战应用（警情录入、案件串并联、GIS地图、视频巡逻、动态可视域、网格追踪、轨迹重现、现场还原、四色预警、接警处境），并可以通过双机热备和N+1备份等方式进行业务系统的冗余保护。视频监控管理平台还需要支持对已有设备的利旧接入和其他厂家设备的统一接入。数据管理服务器主要用于构建监控存储业务的集群系

24、统，提供各种高级存储服务和VOD点播服务，如备份管理、存储生命周期管理、缓存补录管理等。媒体交换服务器主要用于构建监控媒体流的集群系统，提供非监控专网单播客户对监控专网组播视频源的转换访问和分发服务。2.2.6运维管理与视频诊断平台子系统 运维管理、视频诊断平台都是为了方便后期监控系统维护而建设的平台。运维管理服务器能够提供设备的批量配置和管理、支持对摄像机录像的批量下载、设备拓扑分析，视频质量诊断管理、录像状态侦测管理、设备状态检测、设备异常告警、设备远程控制等功能。视频诊断服务器能够提供视频质量诊断（视频亮度异常检测、偏色检测、视频信号丢失检测、遮挡检测、对比度异常检测、画面冻结检测)、录

25、像状态侦测（前端的录像状态检测、平台接入的第三方前端的录像状态检测、高速的录像巡检）、统计查询（视频诊断结果的实时查询、录像状态侦测结果的实时查询）等功能。2.2.7监控系统的社会资源接入在建设本次平安区县乡镇监控系统前，部分专业行业自行建设的视频系统，有覆盖局部特定区域的系统，也有纵向广域的大系统，它们都针对特定行业的监控需求部署。例如人防监控系统、环保污染源视频监控系统、政府和各行业应急指挥视频监控系统、银行网点和金库重点监控系统等。另外除公安和专业行业的视频监控资源外，还有覆盖面较广的社会视频监控资源，例如运营商全球眼监控、网吧监控、娱乐场所监控、楼宇智能监控、小区监控、各社区监控、超市

26、治安监控、商铺监控等等。这些视频资源都由各自业主进行自行建设，覆盖面广，非常分散。区县辖区内社会资源接入分两种情况，一种是新建的社会资源接入，另一种为已建的社会资源接入。且部分已建的社会资源监控系统，有的是模拟监控系统、有的是数字监控系统，存在品牌杂乱、设备过老，系统方案不一等缺陷。本系统需要整个原有杂乱的社会资源监控系统，以便县局总控中心监管、调阅前端视频资源、应急指挥等。2.2.8其他业务设计n 系统安全性设计由于实时视频远程监控系统是基于视频专网的一个网络系统，在构架面临来自内部网络和外部网络两个方面攻击的可能。安全需要从物理安全、网络安全和业务安全三方面进行考虑。对于网络安全，除了对网

27、络设备的管理和防护外，还需要在网络关键处和外联边界处配置入侵检测和审计设备，便于事后检查。业务安全包含了系统级的安全控制和管理制度。系统级的安全主要是对系统数据的保护。系统数据的安全性包括用户视音频信息的安全性和监控用户信息的安全性。登录图像监控系统时需要进行身份认证，依据身份信息分配相应权限，用户身份验证的信息存储在平台管理服务器的数据库中，平台管理服务器应拒绝非法用户使用图像视频监控系统。n 大数据扩展设计平安区县乡镇项目已经涉及到海量数据处理（各种社会接入、核心治安点接入），而后续面临的可能不仅仅是初建阶段的数据，还有监控系统中不断产生的数据，如录像数据容量等。那么随着音视频、图片、事件

28、等数据的积累，怎么从海量数据中提取有效数据呈现给用户进行分析将成为热点，且通过对海量数据结构化、业务智能化、以及数据全维度的深度应用，实现对各行各业各式各样的自动化系统实现完美对接将成为以大数据为核心大安防体现。3.系统前端设计3.1需求分析与建设目标项目主要是在区县辖区内主要监控点位、场所以及各乡镇等安装XX路720P以上分辨率的高清网络摄像机。重要的公共活动场所、县委、镇委等重要场所安装XX台高清720P网络摄像机，并预留动态扩容到XX路的扩容能力，其中重点部分安装XX台1080P高清网络摄像机，实行二十四小时监控，并存储XX天数据。为确保实现实用、可靠、先进、安全的预期监控效果，使监控系

29、统功能最大化，前端摄像机要求具有以下功能：n 透雾功能。区县/乡镇重点部位监控点多位于室外，对可视距离要求高，同时考虑到我省雾霾天气多的气候特点，要求前端摄像机具有透雾功能，在雾霾天气下拍摄图像清晰；n 防抖功能：区县、乡镇、村屯等重点部位监控摄像机多安装在横杠、立杆上，为确保摄像机在立杆抖动的环境下图像质量依旧良好，要求摄像机具备数字防抖功能；n 宽温支持：针对我省“冬季寒冷，夏季炎热”的气候特点，要求部署在室外环境的摄像机具有较宽的工作温度范围；n 宽压支持：考虑到乡镇、村（社区）的供电系统稳定性较低，要求摄像机具有宽泛的工作电压范围（25%）；n 高压缩编码：为节约存储和带宽建设成本，要

30、求摄像机具有具有高的编码压缩能力（支持H.264 High Profile编码），确保在低带宽下能传输高清视频；能够对画面中重点区域进行重点编码，其他区域非重点编码，从而降低网络要求并减少后端存储成本；n 本次建设作为区县、乡镇联网监控项目，为避免因为网络问题导致关键视频丢失，要求摄像机在网络丢包情况下（5%）的情况下能够自适应，保证播放效果良好；n 走廊模式：对于区县、乡镇、村（社区）中某些特殊监控点，比如狭长的社区走道，农村自建道路等一些特殊监控点时，为保证摄像机的监控效果，提高监控效率，要求摄像机支持走廊模式，确保资源利用最优化；3.2产品选型设计根据不同场合及需求选用不同的摄像单元，本

31、次方案选用红外筒形网络摄像机、红外红外球型网络摄像机。其中球机达到IP67防护等级，激光红外补光可达200米以上。前端采用IP摄像机通过以太网直接接入到派出所（或村警务室）网络硬盘录像机。对于点位较近（100米以内）的网络摄像机，直接采用网络线缆直接连接；对于点位较远（大于100米）的网络摄像机，采用光电转换器进行转发和传输。3.2.1红外高清筒形摄像机可选用如HIC2201E、HIC2401E等，根据具体项目，补充参数介绍。3.2.2红外高清球型摄像机可选用如HIC6501EX22/S-IR、HIC6621EX22/S-IR等，根据具体项目，补充参数介绍。4.视频存储子系统设计4.1文件系统

32、存储方式弊端1、文件系统容易形成图像丢失假设以5分钟的图像为一个文件，那么假如当存储到2分钟的时候，系统发生故障，已经存入的2分钟历史图像由于并没有形成一个完整的文件（还需要3分钟的图像存储才能形成一个完整文件），并没有存入存储设备中去，这样就丢失了2分钟的历史图像，往往是这2分钟内发生的事件导致了故障的发生，却没有记录下来，这是监控系统无法容忍的。2、文件系统易损坏写文件会导致文件系统元数据市的频繁持续更新，因此文件系统的元数据市很容易损坏，导致文件系统不可用。3、文件系统大规模读写性能低下文件系统经IO过操作系统的封装，在数据长时期持续写入的情况下，开销要大于直接裸盘写入，降低性能。在磁盘

33、上存在大量录像文件时，系统的录像检索效率会下降60%80%。另外，磁盘上的大量文件在多次删除重建后，数据在物理磁盘上的位置将变成不连续，导致数据写入的随机性加大，从而降低录像数据的写入性能。4、及时回放加剧文件系统碎片如果需要马上知道当前时间前一瞬间发生了什么事件，但是由于没有达到文件形成的时间长度，所以无法立即查看当前录像。解决这类问题的直接方法是缩短文件的时间段，比如1分钟一个文件，甚至半分钟、15秒一个文件，这样就会带来另外一个问题，形成大量的磁盘碎片，浪费大量的空间我们知道PC机中的小文件越多，空间浪费就越严重。而且在调用存储录像的时候，需要频繁的打开关闭文件，降低了读取效率，写入也存

34、在同样的效率问题。5、以文件系统为架构的流媒体服务器成为整个系统瓶颈文件格式的存储大部分都是由流媒体服务器转存的方式进行的。单台流媒体服务器的硬盘配置是有限的，不能无限扩展及延伸，所以单台流媒体服务器的处理性能是一定的，和前端码流成反比，即前端码流越小，流媒体服务器能处理的路数越大，当前端码流步入高清时代时，单台流媒体服务转存的录像则变小，当整个系统中的前端路数一定是，码流越大，流媒体服务器的处理路数越少，则配置的台数约多，带来的商务成本压力越大。4.2需求分析与建设目标视频监控系统作为人类视觉在空间和时间两个维护的延伸，落到实处即为：实时的看和控是视觉在空间上的延伸，录像的存和查则是视觉在时

35、间上的延伸。因此高清模式下监控录像的存储、检索和回放，在监控系统的建设和使用中，占据着举足轻重的地位。此次平安区县乡镇项目的视频存储子系统设计参照安全防范工程技术（GB50348-2004）、安全防范视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求（GB/T28181-2011），具体需求分析如下：n 图像存储设备满足采用H.264 Main Profile级视频编码格式进行实时存储，所有图像本地需要存储不低于1个月（XX天）；n 关键点位的录像需要实时备份到县公安局，并保存XX天以上；n 已立案的相关点位录像需要统一备份到市公安局，并保存XX天以上；n 统一规划建设的存储设备实现联网，提供对历史

36、记录监控图像的联网调用手段，同时提供基于记录时间、摄像机编号、监控地点、图像来源、报警事件类别等多种图像检索方式；n 前端存储设备应考虑对录像采取非授权修改和删除，录像的修改与删除必须经过业务的权限核查，业务系统并对录像的操作能够记录在案以便后期回溯与核查；n 要求平台内的存储系统，在同一的管理平台下，实现对所有存储软硬件资源的配置及查询，系统性能的实时监视，系统设备的故障报警监视、故障诊断、及定位分析、报警日志的创建及维护等。4.3存储技术架构分析监控存储系统不同于普通的存储系统的架构设计，特别是面对百路以上的大规模监控系统的724小时大规模的读写需求时，视频录像数据的读写模式从前端IPC或

37、编解码器的写入模式及整体方案的规划和维护都大大的不同于普通的数据存储模式。主要有如下特征：n 恒定流量的高并发写入n 存储空间的提前规划n 录像视频的生命周期管理4.4关键技术需求考虑到XX平安区县乡镇视频监控项目的视频业务特征及其对于网络存储的可靠性要求，存储部分需要满足以下几个方面。4.4.1高性能需求n iSCSI“裸数据块”直存技术前端网络摄像机与IP SAN或NVR设备建立iSCSI连接，然后直接采用“数据块”的方式将媒体数据写入存储设备中。通过这种方式，监控媒体数据的存储不需要转换为视频文件，也不需要流媒体服务器，实现了基于iSCSI的“块直存”，从而有效的规避了引发“哑铃效应”的

38、文件系统问题和流媒体服务器性能瓶颈问题。n 录像资料的快速秒级检索对媒体数据的存储和检索回放等都是直接通过iSCSI数据块操作完成，可实现对实况图像的及时回放、对历史图像的精确到秒级的录像检索和精准回放，满足安防应急响应的监控需求。n 存储系统的性能由于存储系统不仅要支持多路摄像头的监控数据为并发实时顺序写入，同时要满足三级监控中心对同一数据源的多路并发随机读取，对于存储系统带宽、持续写性能、控制器处理性能要求很高。存储设备的控制性能、持续读写带宽必须需随着摄像头数量的增加和存储容量的扩展而同步提升，以满足监控系统的带宽、性能需要，要求磁盘与控制器必须交换式连接方式，存储设备不可有内部带宽、性

39、能的瓶颈。n 视频存储的安全防护非文件系统类型、以逻辑块为单位的非结构化存储，以“0101”的方式将裸数据块直接存储在阵列上，所有对录像的修改和删除必须经过业务系统，从而可以实现业务系统对用户录像操作的鉴权与记录。4.4.2高可靠性需求n 设备级存储可靠性通过磁盘扇区的微代码处理、多级坏道替换、磁盘扇区Remap等技术提高存储数据的容错性。支持在线式内嵌UPS电池和数据保险箱功能，异常停电时可以继续供电以便把写缓存数据保存到数据保险箱中，完全保证用户数据的完整性。支持电源短路保护，当电源出现短路时，系统会自动切断磁盘供电，保护磁盘免遭过载电流的冲击，最大限度地保护数据的安全。n 阵列级存储可靠

40、性支持RAID 0、1、5、6、10等RAID级别，提供多种热备盘（Hot spare Disk）安全保护机制。在RAID重建功能中，重新设计了新的重建算法，通过无感知局部重建、快速重建、重建重构等方式，有效保证了在阵列降级情况下的数据恢复速度，提升了系统的可靠性。n 方案级存储可靠性支持前端缓存补录，在网络或中心存储等异常时，前端设备会启动缓存功能，将视频数据存在本地的存储设备上(如：U盘、移动硬盘和SD卡等)。同时，后端链路或设备恢复正常后，会自动将补录到的录像上传到后端存储上，避免造成数据丢失。同时在统一的监控管理平台上，能对该时间段的录像进行检索、回放、删除等管理操作。支持N+1备份（

41、“N”表示系统中NVR数量，“1”表示备用NVR），当系统中某一台NVR设备出现故障的时候，备用NVR能够无缝替换原有设备，并保证原有设备上的所有业务不中断。当系统恢复正常后，备用NVR中的存储数据重新可以备份到中心存储中，保证数据的完整性。（是否可以和双直存结合，形成替换后的直接备份；另能否将备份NVR的录像重新导入到原有NVR中）4.4.3丰富的备份业务需求n 存储的N+M保护通过把“N”个在线存储阵列和“M”个冗余存储设备部署在一个局域网里，能将前端摄像机的数据自动存放到冗余存储阵列设备上。当在线存储恢复正常后，又自动的恢复到之前存储设备上。根据用户需求，灵活调整主用、冗余存储设备的数目

42、，比传统阵列支持双控保护技术的方案整体可靠性和灵活性更高，且全系统保护成本更低。n 在线实时备份基于块存储的双存储技术，不仅能同时将数据写入到主用、备用存储资源上，并且能保证块直存方案的高性能、高扩展、高可靠等优势。实现存储的异地容灾、提高存储可靠性的同时，克服中心备份服务器的存在的备份性能瓶颈n 基于抽帧多次备份的存储生命周期管理支持录像一次备份的同时，可对重要监控点的录像数据进一步进行二次备份。在备份时，可配置指定监控点的抽帧备份，即只备份录像的I帧等关键帧数据，从而可以有效节约备份存储空间，实现监控录像的存储生命周期的管理。n 多条件一次备份所有在线存储资源可以通过设定备份计划对关键资源

43、进行一次离线备份，备份的触发条件也可以是手动触发和指定的报警信号联动触发备份，实现对报警数据的集中保护。4.4.4完善的管理维护需求n 磁盘热插拔：当某块磁盘出现故障，通过热插拔功能可以在线拔出故障磁盘，更换新磁盘，而不会对磁盘造成损害，也不会影响系统的正常运行。n 统一的存储录像管理通过全局性的资源统一划分和调度，实现数据的全局性管理，可实现存储录像资料物理上分散、逻辑上统一管理。n 存储的强扩展可通过磁盘扩展柜实现设备的在线容量扩展，无需停机和暂停业务，给用户带来更安全、快捷的扩容方式。n 磁盘漫游：海量数据进行搬运或者更换主机时，不需要像其他产品一样要求硬盘拆卸前后位置一一对应，也无需对

44、主机重新配置信息，硬盘的位置可任意改变，却不丢失数据，这是一个很重要的功能。4.5产品选型设计综合以上对视频监控系统的业务需求，乡镇派出所的本地存储系统设备选型为： NVR存储设备；县公安局的备份存储系统的设备选型为：IP SAN存储设备。4.5.1乡镇派出所存储系统设计考虑到乡镇派出所的本地化存储对于系统可靠性、综合接入能力、易维护能力，考虑到XX路典型接入需求和后续动态扩展到XX路的能力需求，采用XX盘位嵌入式NVR系统，结构紧凑，功能强大，具有完善的音视频处理能力。支持最高1080P等多种分辨率的网络视频接入，支持VGA、HDMI高清输出。存储容量计算方法：按照每个乡镇派出所（或村警务室

45、）辖区部署10个720P 2Mbps High Profile摄像头为例，配备大容量的 3T 硬盘满足规范要求存储 15 天的图像硬盘空间。硬盘容量计算公式：720P 摄像机单路=3Mbps*3600*24*15/8/1024/1024=0.465TB，即单路720P摄像头存储15天需要0.465TB 容量，10个720P摄像头需要3.1TB容量。按照3TB硬盘的实际存储空间2.94TB计算，需要2块3TB硬盘。考虑到后续高清摄像头扩容，本地存储设备采用XX盘位NVR，并预留语音对讲、报警输入输出等接口。（按项目需求进行选型）4.5.2县公安局存储系统设计考虑到县局总控中心的高密度备份需求，要

46、求产品集视频数据管理、iSCSI存储、RAID5计算、数据的永久保护技术与业界顶级的磁盘管理技术于一体，具有高性能、高可靠、高密度、高扩展性、高易用性等特点。(根据具体项目选择IPSAN 型号)假设10个派出所、派出所5个1080P 4Mbps码流，县局在18:00-次日06:00对所有10个派出所的高清摄像头进行重点时间段备份（07:00-08:00、11:00-12:00、13:00-14:00、16:30-17:30）。备份服务器数量=向上取整10路10小时备份时间段4Mbps备份倍速向下取整min备份并发数备份带宽4Mbps备份倍速5个摄像头每园区例如，某备份服务器性能为最大并发路数3

47、2路、最大备份带宽256Mbps、最大备份倍速为两倍速；则，按照每个摄像头为4Mbps，该备份服务器备份并发路数为32路，按照每个场所5个摄像头计算，则该备份服务最大同时备份6个场所；由于采用多倍速备份，则，每个场所的4小时录像2小时就可以备份完，10小时的备份时间段里能备份36个场所；最后可以计算如果需要并发备份10个派出所，则最少需要28台备份服务器。备份IPSAN数量=备份服务器数量备份服务器备份带宽IPSAN最大写入带宽例如，某IPSAN的最大写入带宽为1024Mbps，按照上面的28台备份服务器、256Mbps备份带宽，需要7台备份IPSAN。备份IPSAN硬盘数量=备份服务器数量备

48、份IPSAN数量10小时备份时间段4Mbps备份倍速向下取整min备份并发数备份带宽4Mbps备份倍速5个摄像头每园市436004Mbps30天 / 8 /1024 / 1024 /3TB例如，7台备份IPSAN、28台备份服务器，每台备份IPSAN对应4个备份服务器，每个备份服务器10小时的备份时间段里能备份36个场所，所以每台备份IPSAN需要容纳144个场所的备份容量、对应720个摄像头，4Mbps4小时30天0.20599365TB，720个摄像头需要148.315428TB存储空间，需要3TB硬盘50块，考虑到RAID5冗余和热备盘12.5%的硬盘冗余量，共需要57块3TB硬盘。（自

49、填：根据上述提供的我司IP SAN特性以及商务情况，选择适合普教应用场景的IP SAN；如果遇到商务压力比较大的，建议直接将中心IP SAN存储去掉，VM直接采用8500）5.传输网络子系统设计5.1传输网络需求分析IP视频监控业务的实时性决定了其对于高可靠性承载网络的需求，在网络带宽、丢包率、时延以及抖动方面都提出了高于普通数据业务的要求。视频监控现在主要有以下特点：n 监控点多，大量的监控点接入；n 每监控点流量大，所有图像清晰度要求高；n 整网路流量巨大存储流和实时视频，流量上G；n 实时监控多，多点同时实时查看监控实时图像，实况流需要复制给多个点；n 流量同质性，多媒体流量占99，并发

50、少量控制信令；n 业务流量模型多存储业务、实时业务混杂；n 业务持续性，安防监控专网需要724小时工作，不能出现故障、中断，要求网络每个节点高可靠、故障切换时间短。这样对于视频监控承载网络来说，必须需要具有高带宽、无收敛、低延时、强复制、业务分类、流量分路、高可靠性、平滑扩容、即插即用等要求。从大数据扩展的角度来看，网络作为“云管端”中的管道，需要对“云”（服务）和“端”（采集前端）两侧均有良好的技术支撑，主要体现在高性能无阻塞转发、高健壮性冗余传输、虚拟化技术、统一网络管理、智能QoS部署、丰富的网络接入、多层面安全部署等方面，这对云计算数据中心的网络接入设备也提出了同样的要求。XX县平安区

51、县乡镇监控项目传输平台计划建成一个覆盖XX县县区、各乡镇、村屯，实现以区县、乡镇为核心，以行政村、社区为接入的互联互通的数据网络业务传输平台。既实现了资源共享，又使其在整个业务传输平台上的各种应用如监控等子系统相互独立。本着先进性、实用性和经济性相统一的原则进行网络设计，使综合业务传输平台具有高性能、高可靠性、高安全性、高可扩展性、标准化和易管理的特点，能灵活地根据用户的需求提供不同网络业务的服务保证，为XX省乡镇联网相关业务系统提供统一的、优质的网络基础业务传输平台。综合业务传输平台采用模块化、层次化设计的思想，建设XX省区县乡镇村屯以及监控点接入网络。区县及乡镇的核心之间通过千兆光纤相连，

52、核心层设备双核心星型组网，前端监控接入点接入到接入交换机，接入交换机通过千兆光纤与核心交换机相连。5.2传输网络设计视频监控承载网络采用千兆接入，万兆核心，各网络节点均无带宽收敛；网络级联数量越少越好，低转发时延；专业组播网组播流量按需快速加入、离开；多媒体流量隔离，互不干扰；每个节点高可靠、故障切换时间短；扩容方便，设备增加不能影响原有业务正常运行；平滑扩容中，大部分设备可按需扩展，无影响；重点是核心层网络设备扩容需要拓扑自动发现、即插即用。对于平安乡村类的方案，可以通过在分布场所增加存储和分控中心，组建分布部署的分控中心，减少对视频专网汇聚能力要求。分布部署方案使用NVR作为本地人机分控和

53、本地化存储，可实现本地视频资源的自治，即使分控和主控中心网络中断，也不会影响分控中心的任何业务。考虑到此平安乡村项目具有接入区域分布范围广、接入场所与设备多等特点，将联网的视频监控承载网分三级结构：核心层、汇聚层、接入层。5.2.1行政村（社区）接入层网络设计接入层主要是实现平安区县乡镇内前端系统的高密度接入，前端图像采用以数字视频信号方式采集，再经过IP网络进行传输，作为数字视频系统传输的基础平台，建设的网络系统必须能承载系统在最大化应用时所产生的所有数据流，同时为了保证网络大容量的接入，需要接入层设备支持QoS分类、队列功能，保证接入网络的效能得到最大限度地提升。为简化布线，IPC产品需要

54、支持POE供电，利用综合布线系统可以进行集中供电，进一步降低了系统的布线成本和TCO整体成本。同时，对于超过100米的摄像头建议内置SFP光模块，减少光猫带来的故障点。对于接入交换机的选型，要求：n 交换机支持所有端口线速转发，包转发率5.4Mpps、整机交换容量32Gbps以上，满足了用户对高带宽的需求。n 设备支持2个GE上行，采用2个固定10/100/1000兆自适应电口和2个复用的通用SFP端口，并且SFP端口既可以支持百兆光模块，也可以支持千兆光模块，在降低用户成本的同时，更好的考虑了后续升级的实际需求n 支持PoE plus（Power over Ethernet plus）技术，

55、通过以太网对所连接的监控前端进行远程供电，从而使得不必在使用现场为设备部署单独的电源系统，能够极大地减少部署终端设备的布线和管理成本n 支持端口限速功能，防止恶意侵占网络带宽，也为网络带宽的精细化管理提供了手段n QoS至少支持SP（Strict Priority）、WRR（Weighted Round Robin）、SP+WRR三种队列调度算法，支持每个端口4个输出队列，可以以不同的优先级将报文放入端口的输出队列n 支持通过FTP、TFTP实现设备的远程升级，支持SNMP v1/v2/v3，可支持Open View等通用网管平台，以及iMC智能管理中心。支持CLI命令行，Web网管，Teln

56、et，HGMP集群管理。1、光纤传输模式（点对点）前端摄像头到派出所采用点对点光纤传输模式；前端摄像机可采用带有SFP光口，后端交换机也采用SFP光口设计。前端摄像机也可采用RJ45电口设计，设计和监控中心端采用光纤收发器连接。点对点光纤传输方式具有视频信号稳定，图像清晰，受自然条件影响较小等特点。我们为经济实力较强、光纤铺设条件较好、农村光纤覆盖率较高的地区选位布点，积极与联通、移动、电信、广电等部门谈判，压低价格租用光纤线路建设视频监控系统，确保视频图像高质量传输。前端摄像头点对点裸光纤方案也可以用户在村中敷设光纤，光纤可采用地埋和架空两种方式。架空式要注意架空线路距离地面高度避免刮碰造成

57、线路中断影响视频监控业务。2、WLAN无线传输模式根据无线传输模式综合成本低、组网灵活、功能强大、利用灵活等特点，我们在地势平坦(无遮挡)、行政区域较大、村屯较多的乡镇，选定传输功率大、传输距离远的5.8G室外高性能无线设备，进行视频数据传输，实现了室外无线监控点对点和点对多点组网应用。此种方式只需一次性投资，无须挖沟埋管，便于安装，价格低廉，作用明显，易于在农村推广。5.2.2乡镇派出所汇聚层网络设计汇聚层作为接入交换机的主节点，主要承载汇聚节点的高可靠性传输链路，作为高速互联的网络主干，实现节点之间实现优化分组吞吐量、优化传输性能等，进一步保证网络的安全性与优化性，是视频专网建设的核心。网

58、络设备不仅要支持双引擎，双电源，保证关键部位设备冗余，另外为了最大限度地保证网络可靠性，可配置2台汇聚交换机，每台交换机采用双链路上联至不同核心节点。另外为进一步提升汇聚层设备的可靠性的设计，建议每台设备两台以上的设备互做备份，应用交换机堆叠技术，将两台汇聚设备虚拟成一台网络设备，实现两台汇聚设备实现统一管理，保证主备设备实现无缝切换，零丢包，加强网络的稳定性和可靠性。网络虚拟化技术可将多台网络设备（成员设备）虚拟化为一台网络设备（虚拟设备），并将这些设备作为单一设备管理和使用，使冗余设备逻辑上体现为一台设备，设备间链路简化为聚合链路，这样的另一好处是提升了多条链路的带宽利用率，因此降低了管理

59、网元的数量，简化了互连关系，网络连接可以变的更简单，更可靠，同时降低了运维和管理的成本。通过虚拟化技术实现以下的优点：n 简化管理。虚拟化堆叠形成之后，用户连接到任何一台成员设备的任何一个端口可以登录虚拟化堆叠系统，这相当于直接登录虚拟化系统中的Master设备，通过对Master设备的配置达到管理整个虚拟化堆叠以及堆叠内所有成员设备的效果，而不用物理连接到每台成员设备上分别对它们进行配置和管理。n 简化网络运行。虚拟化形成的虚拟设备中运行的各种控制协议也是作为单一设备统一运行的，例如路由协议会作为单一设备统一计算。这样省去了设备间大量协议报文的交互，简化了网络运行，缩短了网络动荡时的收敛时间

60、。虚拟化技术的这一特性是常见的集群技术所不具备的，后者仅仅能完成设备管理上的统一，而集群中的设备在网络中仍然分别作为独立节点运行。n 强大的网络扩展能力。通过增加成员设备，可以轻松自如的扩展堆叠系统的端口数、带宽和处理能力。n 保护用户投资。由于具有强大的扩展能力，当用户进行网络升级时，不需要替换掉原有设备，只需要增加新设备既可。很好的保护了用户投资。n 高可靠性。堆叠的高可靠性体现在多个方面，比如：成员设备之间堆叠物理端口支持聚合功能，堆叠系统和上、下层设备之间的物理连接也支持聚合功能，这样通过多链路备份提高了堆叠系统的可靠性；堆叠系统由多台成员设备组成，Master设备负责堆叠的运行、管理

61、和维护，Slave设备在作为备份的同时也可以处理业务，一旦Master设备故障，系统会迅速自动选举新的Master，以保证通过堆叠的业务不中断，从而实现了设备级的1:N备份。虚拟化是网络可靠性保障的最优解决方案。n 高性能。由于虚拟化设备是由多个支持虚拟化特性的单机设备堆叠而成的，虚拟化设备的交换容量和端口数量就是虚拟化内部所有单机设备交换容量和端口数量的总和。因此，虚拟化技术能够通过多个单机设备的堆叠，轻易的将设备的核心交换能力、用户端口的密度扩大数倍，从而大幅度提高了设备的性能。n 毫秒级故障恢复。通过跨设备链路聚合技术，将多条物理链路聚合成一条逻辑链路，链路之间故障切换不需要MSTP等复

62、杂的计算和收敛，最高可以达到50毫秒的故障自动恢复。n 骨干网采用双核心保障可靠性和扩展性。在整网配置两台高端核心交换机作为整个网络的核心交换节点，避免了单点故障对整网的影响范围，从而提高了整个网络的安全性。n 汇聚交换机采用万兆双链路上行保障高带宽。汇聚设备采用双链路上行，既保证高带宽，又保证了业务的可靠性，一条物理链路故障时不影响业务的正常运行5.2.3县公安局核心层网络设计核心层主要承载接入节点与数据中心的核心转发。作为高速互联的网络主干，实现节点之间实现优化分组吞吐量、优化传输性能等，保证网络的安全性与优化性，是视频专网建设的核心。核心层的建设目标是一张高可靠、高性能、无阻塞的数据网。

63、因此建议采用以光纤为链路，核心交换机引擎和电源和业务板卡的冗余配置，最大限度的降低单点故障的危险，通过与下层双链路互联的方式，保证即使出现了设备的故障或线路损坏的情况下，也能保障图像能够传输。每台设备两台以上的设备互做备份，应用交换机堆叠技术，将两台汇聚设备虚拟成一台网络设备，实现两台汇聚设备实现统一管理，保证主备设备实现无缝切换，零丢包，加强网络的稳定性和可靠性。核心层是负责承载视频专网内的数据中心与广域网接入。需要承载视频的实时流、存储流、回放流、分发流等大容量的数据，需要的是一张高可靠、高性能、无阻塞的数据网。以CLOS交换架构的交换机可以做到严格的无阻塞、可重构、可扩展，相比传统的CrossBar架构在突发流量处理、拥塞避免、递归扩展上均有巨大的提升。针对高速的数据包交换系统，以CLOS架构而设计的信元动态路由选路方式能负荷分担地均衡利用所有可达路径，结合信元拆分和重组技术，实现严格的无阻塞交换。通过充分利用所