文/胡伟 上海海容信息技术有限公司产品总监 责任编辑/付留芳

　　网络监控选型

　　网络监控，指的是采用网络摄像机以及响应的存储设备，将视频图像在前端数字化后通过网络传输、存储、控制、解码、管理的监控系统。网络监控的选型通常需要根据客户的需求来做综合的判断，以合理的产品选型和系统架构满足客户的需求。客户需求通常需要通过下面几个方面来分析。

　　客户使用环境。客户的使用环境直接决定了系统的建设规模要求，和前端设备的主要规格，客户使用环境相对简单，对于前端摄像机产品的选型也就相对统一，产品形态不会太多，主要在对应镜头焦距上区分监控范围和距离。环境复杂的情况下，前端产品需要从包括红外距离、低照度功能、宽动态功能、IP防护等级、工作温度范围，甚至防爆等各方面来对应不同的应用环境。

　　工程造价预算。如何在客户预算之内合理安排系统的配置，选型相当重要，使得客户的预算使用在刀刃上。同时需要关注客户最关注的点，是监控点位需要尽可能的做到全覆盖，还是监控画面清晰度要尽可能的高，或者是录像存储时间要尽可能的长，又或者是录像文件的安全保障性最好等等。都需要在产品选型上做到最优的配置。

　　监控画面像素要求。根据上海地方标准要求，室外的监控画面图像分辨率应该达到1080P，所对应的前端高清网络摄像机应该达到200万像素或者以上;室内监控画面图像分辨率应该达到720P，  所对应前端网络高清摄像机应该达到130万像素或者以上。

　　录像存储周期。录像存储周期根据客户的不同需求主要是对存储设备及内部配置的硬盘容量进行精确的计算和设计，这其中有几个方面的因素需要考虑，首先是前端摄像机的码流大小，由于目前市场现在H.264和H.265编码方式的产品都已经成为了市场的主流产品，采用不同编码标准的前端产品其码流大小会有不同的存储空间要求，不同的录像存储方式如实时录像和动态检查录像也会对录像存储空间具有影响;其次，对于不同行业的视频存储要求也都有着相关的标准，一般的社区、园区要求存储周期达到一个月，金融行业要求达到3至6个月，部分特殊行业的录像存储时间最高要求达到2年。最后，对于存储设备的选择也非常关键，一般监控项目采用嵌入式NVR产品，对于录像存储安全性要求高，并且支持数据恢复功能的一般采用支持RAID功能的大盘位网络存储设备。硬盘的选择也非常重要，NVR产品应该选择监控专用硬盘，带RAID功能的网络存储设备需要选择企业级的硬盘用于存储。

　　显示控制终端要求。显示控制终端是监控机房里的核心系统，主要用于监控人员对于监控画面的实时监看和管理控制，通常由监视器或者液晶拼接为代表的显示终端，解码器和数字矩阵为代表的解码系统，以及控制键盘一起组成。显示控制终端也可以根据监控点位的多少和客户管理控制的要求或大或小，或繁或简。上海地方标准对于监控显示终端有着明确的要求，监视器分为多画面显示和单画面轮训两类，摄像机数量在16～128台时，应按16:1的比例配置1台用于16画面的显示终端，此外，再配置显示终端，显示1幅图像的切换画面(可以用小屏单画面或大屏4画面显示图像)。其中，用于16画面显示的每个画面尺寸应不小于5英寸，显示图像的清晰度应不低于400线;显示图像切换的画面尺寸应不小于10英寸，除系统清晰度为400线外，切换显示图像的清晰度应不低于600线。在摄像机数在128～512台时，应配置8台16画面显示的显示终端，当摄像机数超过128台时，16画面进行轮巡显示，每次画面轮巡切换间隔不大于 5秒，且不大于4组16画面进行轮巡。此外，再配置显示终端，显示 8﹢(X-128)÷32 幅切换画面(可以用小屏单画面或大屏4画面显示图像)。

　　同时，我们还需要综合各方面因素来给客户进行选型的服务工作。

　　监控从各部分工作单元来分析：前端监控摄像机部分，摄像机产品需根据项目环境、客户要求选择合适的产品类型，室外一般选用红外一体化防水摄像机保证产品在白天和夜晚都有很好的成像效果，出入口一般选用200万像素以上的高清枪型摄像机配合灯光辅助系统能够做到出入人员面部特征的清晰可辨，部分周界区域选择网络高清球机做到大范围、多角度的监控。由于智能分析功能目前日趋成熟，在部分特殊应用环境里也可以采用带智能分析的摄像机产品，做到区域目标跟踪，人脸车牌的识别，提高监控效率。

　　传输部分，对于传输部分上海地方标准对于监控传输系统的要求有着较为明确的规定：一级交换机每个接入端口带宽应≥100M，宜不超过24个接入端口，应具有 2个1000M以太网端口;对于摄像机分布较为分散的系统，一级交换机可适当选择8口、16口交换产品(1000M以太网端口应不少于1个)，二级交换机每个接入端口带宽应≥1000M，支持网络管理功能，支持网络风暴抑制，支持VLAN划分;三级交换机除满足二级交换机的性能指标外，还应根据系统规模另行专业设计。同级交换机之间不应级联和堆叠。

　　交换机的基本参数应符合下列规定：

　　一级交换机：交换容量(背板带宽)应≥19.2Gbps、包转发率应≥6.5Mbps;

　　二级交换机：交换容量(背板带宽)应≥192Gbps、包转发率应≥36Mbps;

　　网络交换机的交换能力大于网上所有类型各个接口带宽总和的2倍。

　　存储部分，选择合适的存储设备是监控系统的核心，目前监控系统最重要的功能就是对于视频录像的存储，一方面需要选择稳定的存储设备，另外一方面还需要存储设备具有良好的兼容性，能够向前对摄像机产品向后对管理和控制系统都做到良好的兼容，方便用户的系统升级与扩展。同时存储设备也要能够良好的兼容不同品牌不同规格不同容量的硬盘，在存储策略上也要能够做到智能和科学，并且保持相对较低的功耗。

　　上海市地方标准对于存储设备的相关要求为：

　　对于小于32路的系统，采可用II类机录像设备(嵌入式NVR)进行存储;

　　对于大于32路128路的系统，采可用II类机(嵌入式NVR)或III类机(网络集中存储设备)录像设备进行存储;

　　对于小于512路的系统，可采用II类机或III类机或磁盘阵列进行存储;

　　对于II类机录像设备进行存储的，单台II类机录像设备接入前端摄像机数量应不超过16路。

　　对于30天图像保存总容量大于640TB小于1.2PB(或大于512路小于1024路的系统)应采用TB级或PB级高密度磁盘阵列进行存储;

　　对于30天图像保存总容量大于1.2PB(或大于1024路的系统)应采用PB级高密度磁盘阵列进行存储。

　　记录设备应符合下列规定：

　　应支持按图像的来源、记录时间、报警事件类别等多种方式对存储的图像数据进行检索，支持多用户同时访问同一数据资源;

　　在实时存储的同时应满足备份存储，并宜支持异地容灾、数据迁移和远程镜像;

　　应有不可修改的系统特征信息(如：系统“时间戳”、跟踪文件或其他硬件措施)，以保证监控系统记录资料的完整性;

　　应支持时间同步;

　　应具有日志功能。

　　录像设备存储时间应符合相关技术标准的要求，不完全是30天的要求。

　　在测算系统保存容量时，对系统码流的测算应与摄像机检测报告标称的码流值相一致，且应以系统清晰度和主观评价标准为主要依据。(主张720P用4Mbps、1080P用8Mbps，不用高压缩比的码流)。

　　当项目中有720P和1080P两种规格的摄像机，在配置II类机时，应遵循向下兼容的原则，如16路720P的接入数量不能等同于8路1080P。

　　网络监控的系统架构分析

　　目前网络监控的系统架构综合起来按照系统传输管理的层级分为三个等级。一级网络架构(如图1)最为常见也最为简单，随着设备的增加，系统结构的增加系统复杂度也逐步的增加，每一个层级的监控系统架构都对应着一定的应用面和行业用户。

图1 一级网络架构

　　一级网络监控系统架构也是最简单的监控系统，监控点位相对较少，客户功能要求简单，通常仅仅作为录像存储使用，通常使用的也是最简单系统架构为：前端+存储+显示;前端网络摄像机通过网线直连带多网口路由功能的NVR配合显示器进行画面显示。这种系统架构在一些小的营业店面最常见，通常只有4～8路摄像机，配1台NVR简单的实现录像存储和监控功能。

　　监控点位规模增加到一定数量就需要配置交换机产品来进行视频图像数据的传输，系统架构为：前端+传输+存储+显示;这个时候除了考虑网络传输的距离之外还要考虑网络交换机的数据吞吐能力，综合考虑摄像机的主辅码流大小，摄像机的数量，通常所有前端传输节点实用带宽(估算值)应≤网络交换机传输带宽的45%(配置值)以保证视频图像传输的实时性。

　　二级网络监控系统架构(如图2)相对于一级监控系统架构增加了监控中心的接入层交换机，用于连接存储设备、管理设备和显示控制设备。二级网络架构的监控系统一般监控点位已经达到一定规模，客户的监控管理要求也更加复杂和细化，一般的商务楼宇，大型社区，工厂等环境采用的就是这类的二级监控架构。

图2  二级网络架构（存储设备在中心）

　　二级网络监控系统(如图3)的另外一种系统架构是分布式存储，存储设备分布在前端的各个监控网点，管理设备和显示控制设备在主监控中心，类似于地市级银行二级联网和连锁餐饮酒店采用的就是这类的系统架构。

图3  二级网络监控架构（存储设备在前端）

　　三级网络监控架构(如图4)在二级网络监控架构基础上将存储设备单独拿出来作为一个独立的网络层级，由前端一个等级，存储一个等级，管理控制显示一个等级组成，三级网络监控的架构适用于大型的网络监控系统，将成百上千路的监控视频汇聚到二级存储架构中，采用专业大盘位的网络存储设备集中存储。再由第三级管理控制系统对存储数据进行统一管理、解码、流媒体转发等相关操作。大型金融机构如银行的省市地三级联网架构和电力系统。

图4  三级网络监控架构

　　结语

　　网络监控安装，前端摄像机部分与模拟摄像机安装类似，在传输部分由于采用网络传输，对于网络线缆的选择和信号传输距离需要做到心中有数，另外对于特殊位置比如电梯内的监控点位安装和线缆的选择也需要选择合适的产品。对于网络监控系统工程而言，工程前期与甲方的沟通非常关键，细致的分析甲方的需求并且根据甲方的预算和项目所对应的行业标准是项目成功的关键。