xx工业电视监控系统改造项目解决方案
陕西奥德科技有限公司
2007年11月6日
目录
1概述 (1)
2系统简介 (1)
2.1现有系统状况 (1)
2.2改造系统目标 (2)
3设计原则 (2)
4整体解决方案 (3)
4.1无线接入站 (4)
4.1.1系统拓扑图 (4)
4.1.2无线解决方案 (4)
4.1.3前端监控点 (6)
4.1.4各站点配置 (7)
4.2有线接入站 (7)
4.2.1系统拓扑图 (7)
4.2.2有线解决方案 (7)
4.2.3各站点说明 (9)
4.3监控中心 (11)
4.3.1油站监控中心 (11)
4.3.2一输监控中心 (13)
5主要设备 (18)
5.1无线部分 (18)
5.2有线部分 (23)
5.2.1综合管理服务器---HP Proliant DL360 G5 (23)
5.2.2数字矩阵---BNC-DIVSS-JZ (24)
5.2.3操控终端--- HP XW6400 (25)
5.2.4交换机—思科3750-24 (26)
5.2.53049 (27)
5.2.6DVS---BNC-IPV8000系列 (27)
5.2.7DVR---BNC-IPV8000HF-系列 (28)
5.2.8摄像机---SDZ-310PD (29)
5.2.9防爆云台---NTAR-3000B (30)
5.2.10室外解码器---BN-800B (31)
5.2.11防爆护罩--- NTAR-8008 (32)
5.2.12防爆箱---JXDⅡ-5 (33)
5.2.13防爆红外灯---LE100FB (34)
1概述
根据xx工业电视监控系统改扩建的需求，2007年10月26日－31日，我公司会同该处管道技术研究所专业人员进行了详细调研，针对调研的情况和改扩建的需求，制定改扩建方案如下。
2系统简介
2.1现有系统状况
xx的工业电视监控系统于2002年初建成使用，已连续运行五年多，由于应用时间较早，经过几年来的全天候连续运行，系统目前暴露的问题较多：
一、随着xx生产建设规模的不断扩大，化子坪等新建站还没有电视监控系统，
需要新建；部分场站扩建后，有的生产要害区域存在监控缺失的问题，需
要完善扩容；
二、是经过几年的连续运行,许多设备老化,性能严重下降,部分摄像头和云台由
于长期运行,机械器件转动不灵甚至不能正常操控,反复维修后问题无法根
除,尤其是部分设备已退出市场(更新换代),无法采购到所需备品配件,致使
维修无法进行,给生产指挥和现场实时监控带来较大的影响;
三、是由于建设较早,当时所采用技术相对已落后,由于站内图像采取微波传输,
调度中心监控图像质量较差,无法操控,鉴于当时油田公司对图像数据传输
格式没有统一,系统采取了软解压技术,设备设施环节很多,且多位建设厂方
独有技术,扩容难度较大,目前各场站监控图像信号只能传输至我处调度室,
不能到达相关管理人员桌面,更无法及时、高质量的传送到质量安全环保
处、生产运行处等上级部门，不能满足油田公司实现工业现场统一安全监
管和信息化系统有效整合要求。
2.2改造系统目标
经过调研分析，在资金允许的前提下，确定改造主要分为四个方面的内容：
一、图像传输链路的改造，将原有图像采用模拟无线微波传输改造为数字无线
微波传输，以提高图像传输的质量、稳定性，便于后期的扩容需要；
二、现场至调度中心数据图像传输由软件压缩、解压改为硬件压缩编码，编码
格式采用成熟技术的H.264压缩标准，可以全面提高图像显示和操控质量；
三、更换原有硬盘录像系统，采用嵌入式硬盘录像系统，性能提高的同时，运
行更加稳定可靠，便于维护；
四、操控方式多样化，支持WEB浏览方式的访问，也支持客户端软件的访问，
只要有登录的口令，均可在内部局域网的计算机上登录查看任一监控点的
图像，操作简单、快捷。
3设计原则
一、标准化：网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的图像传输和共享。
本系统采用的产品均遵循网络协议和传输标准的要求。
二、可扩展性：由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要
增加前端设备和升级软件，不用添加其他附加设备，以保证用户的投资。
三、可用性和可靠性：我们的方案在充分考虑用户实际情况的基础上，选用最
新的H264视频服务器（BNC-IPV8000）作为视频服务器，采用了嵌入式的
操作系统，减少了其他因素造成故障的可能性。
4整体解决方案
结合客户实际需求，针对各前端站监控条件的不同有两类改造方案：一种是以宽带无线网络技术为核心的改造方案；另一种是以嵌入式DVR技术为核心的改造方案。
对于方案一：在需要架设无线网络的场站内，选择制高点装配一套宽带无线网桥基站系统，对整个场站的监控点进行全方位覆盖；在各监控点装配无线网桥远端站和DVS （视频服务器），替代原有模拟无线视频监控系统，从而实现将各监控的图像进行数字编码并上传至“站监控中心”，在“站监控中心”的服务器就可以实时查看各监控点视频图像，并对其进行控制，如对云镜动作的控制等，同时进行录像、存储，并将相关的图像资料实时上传至总监控中心。
对于方案二；对有线资源丰富的场站，为了节省投资，保留原有的铜线资源是明智地选择，相对而言进行数字化改造就比较简单了，这里推荐采用业界成熟稳定的产品----嵌入式DVR（数字硬盘录像机）替代原有的PC式硬盘录像机，这样以来在即保护了投资，又使系统变得更加健壮、稳定。
对各场站监控中心的改造：针对以宽带无线方式传输的场站，配置一台操作/录像服务器，配上相应的系统软件即可实现对前端监控点的实时查看、云镜控制、视频录像及录像检索等功能；针对有线传输的场站配置一台17英寸液晶显示器，和一套控制键
盘，从而可以实现对前端各监控点的实时查看、云镜控制、视频录像及录像检索等功能操作。
对前端摄像机、解码器的改造：我们建议保留原来防爆云台、防爆箱（盒）外，对所有的摄像机和解码板统一进行更换新品，这样既保证了系统的稳定性，有保证了系统的兼容性，降低了维护成本，替换下来的设备还可以作为应急实用。因为，原来的摄像机、解码板大部分均出现老化现象，已经不适应或达不到监控的实际需求了，随着时间的推移，故障会越来越多，零星的更换会反而会增加费用，耽误时间，对于不同的解码版还存在兼容性问题，若因为这些问题影响到安全生产就得不偿失了。
对于传输改造：各场站与总监控中心之间依然采用原有的2M专网。
对总监控中心的改造：我们推荐采用数字矩阵+数字视频综合管理系统为平台的改造方案，以替代在用的七拼八凑的老系统，从而实现一套功能齐全、性能先进的视频监控中心。所有授权用户均可以通过局域网对前端图像点位进行控制、查看等做相关操作。为了保护投资，原有再用电视墙依然可以再用。（整体网络结构正如上图所示）
4.1无线接入站
4.1.1系统拓扑图
4.1.2无线解决方案
依据客户要求和现场的实际情况，本着经济实用的原则，设备选型、功能配置力求先进、实用、经济并且系统具有可扩展性。
对于该系统的基本要求如下：
1、无线网络传输覆盖范围大，可覆盖半径应超过5公里；
2、系统支持图象传输能力强，工作稳定性好；
3、系统支持802.1Q VLAN功能并具备QOS保障功能；
4、系统设计简单、安装、使用方便，适合经常移动使用；
5、采用的无线网络设备的抗干扰能力强，保密性好，安全、稳定、可靠；
6、系统需具有良好的非视距传输能力；
7、系统所选设备要求实用、技术先进、性价比高；
8、系统扩展功能强，具备承载新的业务的能力。
无线传输设备选择必须满足几个条件：
1、室外型无线网络传输设备，因为视频监控设备都是安装在室外，所以要求设备都必须满足室外型的要求。避免由于环境的因素导致整个系统出现不稳定状况。
2、无线设备必须支持组播传输，因为视频设备都是通过组播方式进行传输的，所以必须要求无线链路设备必须支持组播传输。
3、无线设备必须支持组播隔离的功能，网络设备对组播的处理和广播包类似，所以要求点对多点无线网络传输设备必要有针对各个远端点之间组播隔离的功能，这样才能更避免由于组播的影响导致整个监控系统瘫痪。
我们推荐的以色列奥维通5.8G无线产品为室外专用的电信级无线传输产品并专门针对视频传输做了相应的应用设计。建议采用以色列奥维通5.8G无线产品以点对多点方式组网建设，具有覆盖范围广、可靠性高且节省投资的优点。
视频编解码部分，选用H264视频服务器（BNC-IPV8000）和视频监控管理软件来组建本项目的视频监控系统；
示意图如下：
中心安装两套以色列奥维通BreezeACCESS VL-AU-120基站设备和1副全向天线，提供54M 总接入带宽，供远端监控点接入使用；
场区单个的监控点安装奥维通BreezeACCESS VL-SU-6远端接入设备，多路监控点安装VL-SU-54远端接入设备，直接对准场区监控中心的基站即可。系统提供6M/54M 的接入带宽，完全满足图象传输要求。该设备为集成天线、设计简单、集成度高，安装简单，通过设备LED 指示灯即可知道系统与基站通信情况。该系统为5.8G 室外专用无线宽带接入产品，这种产品通信距离远，工作稳定性、可靠性高，采用OFDM 调制技术，具有非常强的非视距传输能力，是场区监控应用的理想传输设备。
4.1.3 前端监控点
每个无线远程监控点包括无线传输系统、视频编码系统、摄像机和云台系统。摄像机输出的模拟视频信号通过视频线缆联接到视频编码器得视频输入端，视频编码器的485接口通过485控制线和云台解码器相连，通过接收还原监控中心的控制键盘或视频监控服务器发送的云台、摄像机的控制信息，驱动云台、摄像机进行旋转、变焦等等一系列的控制。视频编码器的网络接口通过网线联接到网络交换机上，无线设备通过网线
油田局域网
联接到网络交换机，将视频编码器输出的视频流媒体传输到监控中心。
4.1.4各站点配置
考虑到无线的带宽问题，我们对单个的监控点，采用6M的客户端设备，对2－3个监控点，采用54M的客户端设备，对10个以下接入点，配置1台54M的中心，对10个以上接入点，配置2台54M的中心设备。
4.2有线接入站
4.2.1系统拓扑图
（有线部分视频监控点组网示意图）
4.2.2有线解决方案
如上图所示，采用原有的视频同轴线缆和RS485控制线，分别作为视频信号和控制信号的传输网络，分别连接到新替换的嵌入式硬盘录像机的视频输入口和RS485控制口上，通过网络键盘对前端各监控点摄像机的进行云镜控制操作，同时也可以控制硬盘录像机。
嵌入式硬盘录像机作为本部分的核心设备之一，用自身的RJ45网口与100M交换机互联，融入到本地局域网。
设备选型
1.嵌入式硬盘录像机：推荐选用北京国基科技出品的BNC-IPV8000HF-S系列录像
机，产品线较为齐全，分为4路/6路/8路/10路/12路/14路/16路等7个系列产品。
本系列硬盘录像采用H.264技术，每路图像最大采用4CIF格式进行编码，实时单路最大显示图像画面为704x576，在保证图像清晰度的同时，为保证合理实用本地录像的硬盘空间，可以采用CIF进行录像，其像素为352*288。
2.录像机专用硬盘: 作为视频图像的存储核心器件，硬盘的选择的好坏是至关重要
的，这里推荐的是7x24小时的录像机专用Seagate SV35 Series系列硬盘。保证录像的稳定性和耐久性，确保录像资料的安全。
3.网络控制键盘：推荐选用BNC-IPV1000K网络键盘，用于对DVR和前端各摄像
机的操作。
4.显示器：推荐采用17寸液晶显示器，直接用于硬盘录像机的视频显示。
5.红外摄像机系统：采用具有感红外功能彩色转黑白一体化摄像机，外配100米红
外灯，再配上原来的防爆云台和护罩，即可完成相关监控点的改造工程。摄像机采用三星SDZ-310PD；红外灯选用LE系列隔爆型红外灯，推荐每个监控点配置2盏红外灯，以保证效果。
6.防爆云台：防爆云台采用NTAR-3000B型号。云台特点及功能参见产品说明。
7.防爆箱：采用JXDⅡ-5型防爆接线箱。产品特点及功能说明参见产品说明。
8.防爆护罩：采用NTAR-8008带雨刷型全天候防爆防护罩。
9.室外解码器：推荐采用BN-800B系列室外解码器。
4.2.3各站点说明
经实地考察，有线部分的监控场站有5个，分别是：杨家油库、沿河湾站、东营站、化子坪站、王窑站等；以上各站的监控点数量各有不同，分别为：18套、9套、6套、4套和6套，总计监控点为43个，对应路数的嵌入式硬盘录像机5台，其中有42台带云台摄像机、1个固定摄像机。更详细资料请参见下表：
4.2.3.1杨山油库站
如调查表所示，杨山油库固定摄像机1套，带云台摄像机17套，其中有10套需要更换为红外摄像机；需要将原来的PC是硬盘录像机更换为嵌入式硬盘录像机，因嵌入式录像机支持最大视频输入数为16路，所以这里要配置16路和台4路的嵌入式硬盘录像机各一台，才能满足18路视频输入的需要，剩余的2路视频作为将来新增监控点备用。对应于本站的具体型号为BNC-IPV8016HF-S和BNC-IPV8004HF-S。
为满足每路图像存储15天，且要预留20%的空间的要求，按照CIF格式进行编码录像、固定码流为512k，就需要为BNC-IPV8016HF-S配置4块500GB的硬盘，为BNC-IPV8004HF-S配置1块500GB的硬盘。
具体配置见下表：
4.2.3.2沿河湾站
按照“调查表”统计结果，沿河湾站共有9带云台的摄像机，所以，这里推荐
配置一台10路输入的硬盘录像机，具体型号：BNC-IPV8010HF-S；为满足到每
路图像存储15天，且要预留20%的空间的要求，按照CIF格式进行编码录像、固定码流为512k，就需要为BNC-IPV8010HF-S配置2块500G的硬盘。
具体设备配置表：
4.2.3.3东营站
按照“调查表”统计结果，东营湾站共有6带云台的摄像机，所以，这里推荐
配置一台6路输入的硬盘录像机，具体型号：BNC-IPV8006HF-S；为满足到每路
图像存储15天，且要预留20%的空间的要求，按照CIF格式进行编码录像、
固定码流为512k，就需要为BNC-IPV8010HF-S配置2块500G的硬盘。
具体设备配置表：
4.2.3.4化子坪站
按照“调查表”统计结果，化子坪站是新上监控系统的场站，要新增4套带防
爆云台/护罩的摄像机，4套防爆解码箱，含有4套解码板。其中1个监控点需
要配置红外灯，为了保证夜视效果，推荐为这个监控点配置2盏红外灯。配置
一台4路输入的硬盘录像机，具体型号：BNC-IPV8004HF-S；为满足到每路图像
存储15天，且要预留20%的空间的要求，按照CIF格式进行编码录像、固定
码流为512k，就需要为BNC-IPV8004HF-S配置1块500G的硬盘。
具体设备配置表：
4.2.3.5王窑站
按照“调查表”统计结果，王窑站共有6带云台的摄像机，所以，这里推荐配
置一台6路输入的硬盘录像机，具体型号：BNC-IPV8006HF-S；为满足到每路图
像存储15天，且要预留20%的空间的要求，按照CIF格式进行编码录像、固
定码流为512k，就需要为BNC-IPV8010HF-S配置2块500G的硬盘。
具体设备配置表：
4.3监控中心
4.3.1油站监控中心
各油站监控中心根据有线和无线两种情况的不同，分为两类结构方案，如下图所示：
简要说明：
1.无线站监控中心：配置1台录像服务器，安装DIVSS系统软件，实现对本站各
监控点视频图像的存储、录像检索、无线设备/DVS设备管理及云镜控制等功能。
2.有线站监控中心：配置相应型号的嵌入式网络硬盘录像机、显示器、网络控制键
盘，从而实现对本站各监控点视频图像的存储、录像检索、DVR控制及云镜控制等功能。同时也可以选配（或利用现有的PC）一台PC工作站作为本地监控的管理终端实用。
4.3.2一输监控中心
一输监控中心作为整体监控网络的监控中心，是配置最为复杂的部分。除了现有的电视墙（12个显示器组成）之外，其它设备及功能均需要改造重新设计。
方案设计概述：结合要求，我们采用“分布式存储、统一管理、统一调度、统一转发、轮巡显示”的思路进行方案设计，这种设计方案是业界成熟且先进实用的方案。所有功能均由一套软件配上相应的硬件服务器来综合实现，软件系统采用国基通业科技的数字智能视频监控平台---DIVSS。
DIVSS系统说明：
数字视频监控系统---DIVSS综合应用平台，秉持了传统与技术进步兼容并蓄的理念，按照信息化理论和软件工程的思想，充分深入用户的需求，系统架构完整，独特的分布式技术和多级网络拓扑结构使其易于组建大型监控系统，并提高了系统可靠性、安全性；基于Internet（Intranet）和WEB技术，用户使用起来更加方便。
DIVSS综合应用平台的总体架构如下：
主要包括以下功能：
DIVSS WEB服务：提供本级监控平台的WEB登录、用户认证、功能应用发布等。
DIVSS 数据库服务：采用Microsoft SQLServer2000，提供本级监控平台的数据服
务、多级目录服务。
DIVSS 录像服务：提供本级监控平台的集中网络录像服务。
DIVSS 采集服务：提供本级监控平台的数据采集（告警采集）服务、告警联动服务。（备选）
DIVSS 视频转发服务：提供本级监控平台的视频转发服务（最大可支持200同时人在线）。
站点及设备管理：提供本级平台内的站点配置、设备接入以及上下级平台的目录管理。
用户及权限管理：提供本级平台内的用户授权和认证管理。定义了用户对设备的操作权限、访问数据的权限和使用程序的权限。用户有权获取所辖范围内的历史图像和实时监视图像，当需要获取非管辖范围内的历史图像和实时监视图像时，需要获得有效授权。对前端设备进行独占性控制的锁定及解锁功能。
报警管理：提供本级平台的报警联动、布防/撤防管理。（备选）
录像策略管理：提供本级平台的分布式录像、集中式网络录像的策略管理，包括存储与回放。
实时监视：按照指定设备、指定摄像机进行图像的实时调阅、云镜控制，支持图像抓帧，支持多种方式的图像轮巡显示方式，比如单画面、多画面的轮训，轮巡时间间隔可以任意设定。
远程采集数据监测：对各级平台的采集数据进行远程集中监测。（备选）
远程设备运行监测：对各级平台的设备运行状况进行远程集中监测。
数字视频矩阵：在各级监控平台，通过数字视频矩阵支持电视墙显示。
电子地图：为用户提供摄像机定位的电子地图服务，用户可以及时获取并更新地图信息，方便直观地定位和察看前端监控点的图像。（备选）
录像检索与回放：支持对分布式录像、集中式网络录像的检索与回放。
短消息中心：提供本级平台告警时向指定的手机号发送告警短消息。（备选）
通信状态与设备故障监测：动态监测前端通信状态及设备健康状况。（备选）
服务器（硬件）：HP Proliant DL360 G5(435944-AA1)
数字矩阵服务器：研祥工控机定制,最大支持16路图像输出，在满足现有点站数量的同时又具有一定的扩展能力。
控制终端：HP XW6400
方案说明：如上图所示；
1.DIVSS综合管理服务器，提供流媒体转发、WEB服务、权限认证/授权、系统
管理等服务；因本系统是基于B/S结构，所以凡是油田公司网内用户，只要
具备相应的权限，在本人桌面均可实现对任一场站、任一摄像区域的查询和
控制。且同时支持200人在线。利用权限认证/授权功能，即可灵活的设定
不同的场站、部门、公司领导不同的权限。
2.数字矩阵负责将前端每个场站的视频图像进行解码并分别输出到相应的监
视器上，每个监视器负责显示一个场站的视频图像。因为，每个场站到总监
控中心的传输带宽只有2M，所以为了保证图像的清晰，我们建议采用单画面
轮巡的方式显示每一路图像。轮巡间隔和轮巡方案可以根据用户需求自行设
定。这样的好处是既能清晰的看到图像，又能很好的利用网络带宽，同时不
至于让监视器产生固定背景，起到保护监视器的作用。
根据电视墙的监视器数量配置DIVSS数字视频矩阵，每台数字视频矩阵支持n→16（即n个IP视频源切换成16路模拟图像）路视频图像信号到电视墙上，并通过数字矩阵的功能进行图像切换、轮巡、控制等。平台对电视墙的格局不作限制。
在数字矩阵计算机上访问WEB服务器的IP地址，登录时选择电视墙登录方式，进入遥视界面。在管理中，进行电视墙输出设置，选定每一个摄像机在电视墙上的显示位置，在系统软的支持下，就可以实现对网络中所的摄像机进行电视墙切换。
硬件结构主要有：工控机、视频解码卡及控制软件构成。若配置16路视频输出，需要配置4块视频解码卡即可，若需要输出更多视频，就需要再配置一台数字矩阵，因为，目前一台数字矩阵的最大输出数为16路，不过再多的输出也没有太多的意义，因为，我们可以选择多种轮巡方式，对前端所有图像进行轮巡切换显示，如果，必须同时显示图像的话，我们还可以通过多配几台浏览终端来满足要求，但这样需要更大传输带宽，这对目前传输网络是不现实的。
例如，下辖100个监控摄像机，在监控中心配置一台16路输出的矩阵，同一时间在大屏幕上显示16路图像，每次轮巡时间为1分钟，约每5分钟就可以将100路图像轮巡显示一遍，另外，在每台本地终端上也可以同时显示不同的16路图像。
工作流程图
3.操控终端是方便管理员日常值班需要，通过该终端可以对整体网络的运维和
管理。