视频安防监控系统在“鸟巢”中的应用 - 安防知识网

国家体育场智能化系统一要保障2008奥运会的出色举办，二要“以人为本”、个性化、符合国际惯例，三要实现中国特色综合信息服务体系。它基本实现任何人、任何时间、任何奥运相关场所都能安全、方便、快捷、高效地获取丰富、无语言障碍的个性化服务。

　
设计原则
智能化系统设计总体上坚持“经济实用、适度超前”的原则，采用标准化、模块化的开放式结构，在保证系统可靠性、安全性和先进性的同时，本着经济、实用、合理的原则，使智能化的档次与整体建筑水平相匹配，并具有灵活的可扩展性。

系统设计
国家体育场作为2008年北京奥运会的主会场，对安全防范有很高要求，奥赛期间为一级风险建筑，按照甲级防护要求设防，并采用分层分区的严密防范体系。

它是一项集人防、物防、技防为一体的安全防范工程，将现代电子、通信、信息处理、自动控制和多媒体等高新技术及产品应用于入侵报警、出入口控制、视频安防监控、电子巡查、防暴安全检查等方面，以数字化闭路电视监控为核心，通过集成将每个系统融为一体，构成一个具有自动化、智能化的功能设置完善、综合防范能力强的现代化安全技术防范系统。

系统对整个体育场内实施全覆盖监控，及时掌握控制赛场内各种可疑现象及突发事件的出现，具有统一、高可靠、高安全、集成、先进、可靠、易操作性，严格执行国家标准，作为一个有机的整体对体育场馆进行监控和管理。

另外，系统具有纵深防护的能力，防护体系由实体屏障、监视区、防护区、禁区四部分构成；具备防恐怖入侵、防盗窃、防抢劫、防破坏的功能，包含了针对可能发生的紧急事件而制定的预案，具有对紧急事件进行有效处理的功能和发生事件后的“取证”功能；有效地对所有通道进行科学有序的管理；利用报警系统对无人活动时的重点区域进行自动监测；利用CCTV系统的可视手段满足监督管理要求及发生案件后的查证；有效地提高预防和抵抗事故、灾害的发生，加强防御控制的能力；提高工作效率、综合利用保安人员和安全防范工程为体育场馆安全服务（如可作为消防系统的火灾复核确认及其指挥、调度、疏散的管理手段等），这些也是安防系统建设的总要求。

设计思想
国家体育场的安防设计指导思想是“中心管理，功能分区，系统分层”。
所有的安防系统都基于中心控制平台进行管理，这是安防系统发展的趋势，也是最适合国家体育场安防系统的管理方式。中心管理控制平台首先是对各系统的信息进行收集、汇总，掌握现场情况，由控制中心人员对紧急情况进行处理，合理分配资源，进行处理。系统的核心是“中心管理”。

比赛场馆一般可以分为观众区、比赛区、休息区、媒体区、主席台等部分，由于防护主体不完全一样，防护环境不同，因此采用的技术手段和防护措施也不同。根据不同的区域要求不同，安防系统防范采用“功能分区”是最合理的办法。 [nextpage]

“系统分层”是指中心安防平台作为安防最高层，能协调工作，而各子系统作为下一层，完全能保持系统的独立性，在安防中心不干涉的条件下能自成系统工作。事实上，这对于安防系统也是必要的，它最大程度保持系统的安全，使之处于一个高效安全的状态。

功能规划
安防系统是为了保证人员的安全，在奥运会期间，可以把人员分为以下几类：运动员，观众，比赛工作人员，新闻媒体工作人员，奥组委官员及赞助商代表，VIP重要人物。

另外，在安防系统的设计中也需要考虑材料的节约，减少不必要的浪费，对设备合理进行分配，减少一次性使用设备的投入，同时充分考虑系统的扩展和可持续发展问题。

对于本项目视频监控、门禁、防盗、在线巡更系统的设计，基本设计宗旨是全景考虑，以人为本，隔离防护。全局考虑是指针对建筑安防管理的需求，综合技术、成本、集成、施工、管理、维护等各方面因素，提出性价比最优的系统解决方案。

而根据国家体育场的设计规划，安全防范系统的子系统包括：视频安防监控、入侵报警、周界防范、紧急求助、出入口控制、电子巡查、停车场管理、防暴安全检查、“一卡通”系统，以及安全防范系统集成平台。以下，主要对视频安防监控系统作着重介绍。

视频安防监控系统
闭路电视监控系统由前端设备、传输交换系统、管理服务器、工作站、控制设备、显示设备、输出设备、视频记录设备、相关软件和其他辅助设备等组成。它们可以完成对现场图像信号的采集、切换、控制和记录，满足控制区域覆盖严密、监视图像清晰、运行可靠、操作简单、维护便利的要求。

用于闭路电视监控系统的计算机网络系统属专用网络系统，其布线和网络设备同国家体育场的综合布线系统和计算机网络系统物理分开。此网络采用基于IP应用的标准以太网结构，由核心层和接入层两级构架组成。核心层配置两台核心交换机，采用以太网技术互联。接入层交换机则通过两条千兆光纤链路与两台核心交换机相连。服务器、工作站等设备直接与核心交换机相连。

奥赛期间，第四层将设置为临时现场安保指挥室，作为公安部门临时指挥场所，永久安防控制室作为它的辅助与补充。0层中央控制管理室与第四层的安保指挥室实现信息双向交流互通，满足赛时的使用要求。

系统采用独立专网或专线传输各类信息，并包含必要的有线、无线转接装置，形成以有线传输为主、无线传输为辅的传输系统，在控制层与管理层通讯中断的条件下，不影响现场执行设备的正常动作。

系统设计要具有一定的冗余性，以利于系统扩展时对功能和容量的要求，符合国家体育场可能进行的扩展要求（见图1）。

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核心技术
视频监控系统历来是安防系统的核心部分，视频监控数字化的关键技术就是压缩方式，我们采用MPEG的第4个版本——MPEG-4。它发布于1998年，采用了物件的观念，即压缩之前先将影片中各个主要物件区分开来。MPEG-4的压缩率可以超过100倍，而仍然保有极佳的音质和画质，可用最少的数据获得最佳的图像质量，满足了低码率应用的需求。另外，它还把提高多媒体系统的交互性和灵活性作为一项重要的目标，更适合于交互式AV服务以及远程监控。在奥运场馆监控系统中，MPEG-4标准实际上具有广泛的适应性和可扩展性。

系统结构与配置
根据招标文件的具体需求，国家体育场的安保系统必须具有标准化、稳定性、可靠性、扩展性、经济性、兼容性等特点。系统既可以满足安防管理需要，也可以满足多个安全管理部门共享现场视频信息的管理需要。于是，基于节约成本/方便预留及便于集成的综合考虑，我们采用数字视频管理系统来构建本视频监控系统。

该系统很好地支持预留设施的扩展，全数字结构可以轻松地在需要时通过增设数字视频IP编码设备来整合增加的视频信号，通过简单的软件设置就可以真正地把永久设施和临时设施整合为一个整体，以最快捷最简便的方式来管理、配置和控制所有的视频。通过使用最先进的IP网络技术，并配合其他数字视频产品使用，使用户的安全工作开展更有效率，并节约了人力和物力，提高保安员所能发挥的作用。

摄像机
根据应用场所的不同，选择不同的类型和指标来满足具体的需要，因此，快速球型摄像机必须充分保证大场景的精确监视需求；室外型另配有加热器和散热风扇，以适应北京四季温差较大的需要。对于带云台的摄像机，我们统一都采用快速球形摄像机，实现了云台、解码器、镜头、护罩和摄像机的一体化，更适合在工程中应用。

编解码器
采用数字视频编码器，可以连接4路摄像机，且每路视频均具有独立的IP地址。另外，本系统所采用的控制中心的解码器和前端解码器，提供了一个完美的途径来建立一个数字化的安防网络，而不需要更换所有的模拟设备。它内置MPEG-4压缩技术，可在任何10/100BaseT以太网网络上传送高质量的视频、同步的音频以及数据，可以把模拟摄像机、监视器和键盘连接到网络上。

其它的外围设备也可以连接到该解码器上用于增强功能。例如，报警设备、音频输入和输出、RS-485设备以及串行数据线路都可以与之连接，并且，采用内置式串行端口可从联网的PC机上或者与其连接的键盘上控制PTZ摄像机等。

交换机
视频专用网络在每个弱电竖井提供交换机，供编码器接入，交换机提供10M/100M自适应端口，选用设备与网络系统的设备为同一品牌的相同系列。端口数量是接入摄像机数量的110%，即系统考虑10%的冗余；弱电竖井的交换机通过光纤连接到控制中心的核心交换机上；在控制中心相应配置接入层交换机，实现管理服务器和其它服务器的接入，整个安防网络形成一个独立运行、独立管理的网络。 [nextpage]

图像监视
系统的视频图像显示方式主要由两种方式：数字和模拟显示。

用户通过客户端或其它网络终端，利用连接到桌面的TCP/IP网络并浏览，完全基于网络进行数字化显示，还可以实现对图像的检索、回放等功能。

另外，系统也可以通过数字编解码器对网络上的视频数据进行解码，然后接到模拟监视器上实现电视墙监视。而在系统的控制中心同时配有管理工作站、模拟电视墙和DLP显示，操作员可以根据需要灵活地对现场状况进行监控。

视频图像虚拟矩阵控制
本系统采用两台视频管理服务器，一备一用，对视频进行管理，实现整个视频图像的切换。系统接入的所有视频的控制可通过数字视频管理软件，由网络上的服务器或客户端来实现，即视频图像虚拟矩阵控制。

该软件由两个基本的子系统，即服务器软件模块和工作站软件应用程序，此外还有软件开发包SDK组成。整个视频监控解决方案支持从一台到数百台的摄像机容量，并支持一个个单体的数量增加。

服务器软件模块可以被安装在多台服务器上，可对在局域网或广域网上传输的文件进行分配管理，系统对于服务器或PC没有数量限制，正是安装了管理子系统的服务器或PC形成了分布式文档管理系统。

工作站软件应用程序则由系统配置工具、视频图像浏览器、文件播放器、网络视频图像浏览器、移动实时浏览器和一个事件报告生成器组成。

通过这两个基本管理子系统，再结合数字编解码设备即可实现对视频流安全高速传输的控制。另外，软件开发包SDK可以在第三方的应用程序内嵌入监控和存档播放应用程序等。

系统存储
本系统采用两种存储方式：本地存储和中央存储。

除了本地存储之外，系统也可以通过SAN或NAS方式实现集中存储功能。NAS与SAN是新型数据存储模式中的两个主要发展方向。当要求给许多客户提供文件共享的接入时，NAS一般来说是可选的方法。与SAN相比，NAS 技术是相对成熟的。尽管有一些SAN文件共享解决方案存在，但它们一般是针对特定的要求，多个服务器要求高速接入通过私有的轻量级协议来实现共享数据。

根据标书要求，视频系统兼有视频服务器的本地存储和NAS方式进行视频的集中存储，以满足项目对于视频数据存储的需要。中央存储的空间为10TB。两种存储方式的组合，可以有效提高系统的冗余，减少网络的数据流量，保证系统的正常运行和事件处理能力。

系统功能
该数字视频管理软件解决了由几百台摄像机组成的安防网络的监控和维护问题，可以提供集中或远程监视网络摄像机需要的所有工具和重要实时信息，尤其适用于多中心和多摄像机需求的应用场合，具有多种功能： [nextpage]
·易于安装和配置，可以自动检测到网络上的摄像机并通过简单配置来进行控制，而且，其操作均采用Windows“点击”的方式来进行，无需特别的培训就可以直接使用；
·可以让保安员在任何地点对摄像机的监视和控制更加容易，它实时的显示和配置工作站软件可以提供远程的配置和浏览工具，支持小到32达到1000台以上的不同摄像机数量的系统规模；
·具备虚拟矩阵功能，根据报警系统的信号和实时事件的触发对数字视频码流进行路由；
·定制化满足用户的具体需求，开放式的结构能和门禁、楼控等系统集成，支持多达20种PTZ控制协议，且内置有对于主要门禁系统集成的支持插件；
·视频存储功能为数字硬盘机的存储提供补充和备份，通过增加基于网络和PC的存储系统，其特殊的安全保护和压缩技术使记录的数据可以为法庭作证所接收（系统典型界面可参见图2）。