【安防知识网】由加油站前端监控点传回的数字视频信号经过北分中心机房交换机进行汇聚之后传入数据/流媒体服务器，进行统一的视频管理、控制及存储转发，数据/流媒体服务器负责流媒体数据转换和显示设备工作状态、记录前端监控设备主动报警和选择性记录重大突发事件。

第五章系统集成方案
5.1中心系统配置 
        由加油站前端监控点传回的数字视频信号经过北分中心机房交换机进行汇聚之后传入数据/流媒体服务器，进行统一的视频管理、控制及存储转发，数据/流媒体服务器负责流媒体数据转换和显示设备工作状态、记录前端监控设备主动报警和选择性记录重大突发事件。

        两台边界服务器，对上级政府部门提供身份认证等服务。

        监控服务器（管理坐席）功能是执行对所辖片区的管理以及对前端网络视频服务器设置的功能，接受并处理所辖片区的的报警，实时调用显示任意一路视频图像或回放任意一路的历史录像资料，执行对任意监控点摄像机镜头的控制，执行在紧急报警情况下录像取证功能。

5.1.1数据/流媒体服务器 
        执行系统管理以及对前端网络视频服务器设置及管理的功能，实时调用显示任意一路视频图像或回放任意一路的历史录像资料，执行对任意监控点摄像机镜头的控制，执行接警录像功能。对众多用户的访问服务进行转发。

        因为中石油旗下拥有147座加油站，按平均每个加油站安装8个监控点，实际同时上传4路来计算，那么整个监控网络中共有1200余路图像最大并发上传600路左右，图像路数极为巨大。而且因为本次设计的前端加油站与北京分公司之间的带宽为4MB，实际分配给监控业务的带宽应为2M按照CIF格式每路视频流384K~512KB/S来计算2MB除以512KB/S等于4，也就是说前端加油站和北京分公司之间只能最大通过4~5路视频流，也就是说最多可以允许4~5个用户同时调用一路图像或者一个用户同时调用4~5路图像，为了突破这个带宽的瓶颈，为了实现多用户（几十个甚至几百个）同时调用同一个前端加油站的图像，所有前端设备传出的视频流及各种信号都先汇集到北京分公司中心机房，然后由数据/流媒体服务器统一接受各个用户的请求、统一分发，前端设备及用户均要通过数据/流媒体服务器进行管理和流媒体的转发。根据数据/流媒体服务器的重要性，数据/流媒体服务器的稳定性和高效性就表现的尤为重要。而且根据中石油北京分公司现状分析，北京分公司的实时上传图像量最大应在600路至800路之间。所以数据/流媒体服务器所承受的压力也是比较大的，在此本方案选择IBM的X3650服务器作为数据/流媒体服务器，在实际使用上利用两台X3650服务器做冗余服务，在一台服务器宕机时，另一台服务器可代替其工作，提高系统稳定性和可用性。两台服务器通过交换机联入网络。 [nextpage]

5.1.2边界服务器 
        根据本此方案实际情况，及北京市图像信息管理系统要求，中石油下属的加油站、油库的前端监控图像需要对上级政府部门开放，提供服务。所以在这里设计两台边界服务器，对上级政府部门提供身份认证等服务。

5.1.3监控服务器（管理坐席） 
        根据中石油北京分公司的实际情况，有147座加油站，按平均每个加油站安装8个监控点来计算，那么整个监控网络中共有1200余路图像。按照9个片区划分。根据9个片区的划分，及北京分公司监控中心需求实际情况在此设计9台监控服务器（管理坐席）。其中有配送动态3台，主管2台，加油站图像监控1台，油库图像监控1台，车队GPS监控1台，液位监控1台。

5.1.4存储系统 
        为各个服务器提供安全高效的海量存储。

        下图为磁盘存储系统连接图：

[nextpage]        监控中心建立备份中心，以视频图像文件存储为主。存储需求如下：

A.支持前端接入点147家加油站在本地DVR存储失效时，主要位置的4路图像在监控中心进行为期2天的异地备份；
B.支持远程报警时在报警位置的4路联动的视频信息在监控中心存储，并保存1年。
C.其他一些应用程序使用（操作系统、数据库系统、GIS地图等等）

        我们总结出存储计算公式如下：

A类情况计算公式
260M×48H×4L×5U/1024/1024＝0.5T
公式说明
在监控中心进行保存的视频文件每路每小时为260M
2天为48小时
每个前端接入点（加油站）有4路图像需要备份
147家加油站设备最高故障并发率为3％，取整后计为5家
/1024/1024M换算成T。

B类情况计算公式
260M×2H×365×4L×15U/1024/1024＝11T
公式说明
在监控中心进行保存的视频文件每路每小时为260M
警情出现时长按2小时计算
保存365天
每个前端接入点（加油站）有4路图像需要备份
147家加油站有10％出现警情，取整后计为15家
/1024/1024M换算成T。

C类按实际情况估算为2T的空间
由此可以估算出系统存储容量需求为A+B+C＝13.5T
考虑到以后其他业务的需求，考虑到扩展性。推荐增加20%的备用容量。
即13.5×1.2=16.5T
组成RAID5需要500G硬盘34块
公式为：
16.5T/500G=33因为组成RAID5需要多出一块硬盘，所以总体需要硬盘34块。[nextpage]

1.主要存储（磁盘存储） 
        方案使用了IBMDS4200磁盘存储系统作为存储设备。DS4200是高性能的光纤通道存储产品，利用500G的SATA硬盘。做成RAID5以经济的价格满足您对高性能的需求。高可用SAN存储解决方案，适用于关键业务应用，无单点故障，存储可实现灵活升级。满足您对数据保护，可靠性，可用性及可扩展性的苛刻要求。

        选择SAN存储解决方案，因为SAN存储解决方案有以下优势。

        SAN的优势可以表现在以下几个方面：

a)高数据传输速度： 
        以光纤为接口的存储网络SAN提供了一个高扩展性、高性能的网络存储机构。光纤交换机、光纤存储阵列同时提供高性能和更大的服务器扩展空间，这是以SCSI为基础的系统所缺乏的。同样，为企业今后的应用提供了一个超强的可扩展性。

b)加强存储管理： 
        SAN存储网络各组成部分的数据不再在以太网络上流通从而大大提高以太网络的性能。正由于存储设备与服务器完全分离，用户获得一个与服务器分开的存储管理理念。复制、备份、恢复数据趋向和安全的管理可以中央的控制和管理手段进行。加上把不同的存储池(StoragePools)以网络方式连接，企业可以以任何他们需要的方式访问他们的数据，并获得更高的数据完整性。

c)加强备份/还原能力的可用性： 
        SAN的高可用性是基于它对灾难恢复，在线备份能力和对冗余存储系统和数据的时效切换能力而来。

d)同种服务器的整合： 
        在一个SAN系统中，服务器全连接到一个数据网络。全面增加对一个企业共有存储阵列的连接，高效率和经济的存储分配可以通过聚合的和高磁盘使用率中获得。

        综合SAN的优势，它在高性能数据备份/恢复、集中化管理数据及远程数据保护领域得到广泛的应用。

2.备份存储（磁带存储） 
        对于需要长时间保存的数据、保护数据和降低成本。通过结合使用磁带和磁盘技术，有助于满足这些需求。磁盘备份有助于满足快速检索某些数据应用程序的需求，而磁带则以经济有效的方式满足大多数的数据备份、长期归档和数据保护需求。这里采用磁带的方式备份需要长期保存的数据。[nextpage]

        方案选择了IBM的TS2230磁带机作为备份存储，新的IBMSystemStorageTS2230Ultrium3磁带机以最新一代（第3代）的LTO技术提供突破性的性能、容量和可靠性，以满足小型到中型环境的备份、归档和业务连续性需要。容量和吞吐量超过上一代LTO技术两倍还多，支持简化和合并备份需求以降低IT操作成本。

5.1.5服务器及存储部分设备详细配置

[nextpage]

[nextpage]

5.1.6网络设备配置 
        考虑到公司原有内部网络设备均采用CISCO的网络设备，便于管理及以后维护管理；同时设备选性充分考虑业务实际需要。此次网络规划使用CISCO的核心交换设备为CISCO3560系列。

CISCO3560系列介绍 

        Cisco®Catalyst®3560系列交换机是一个企业级独立式配线间交换机系列，支持安全融合应用的部署，并能根据网络和应用需求的发展，最大限度地保护投资。通过将10/100/1000和以太网供电(PoE)配置与万兆以太网上行链路相结合，CiscoCatalyst3560能够支持IP电话、无线和视频等应用，提高了员工生产率。

CiscoCatalyst3560系列的主要特性：
CiscoTwinGig转换器模块，将上行链路从千兆以太网移植到万兆以太网
PoE配置，为所有48个端口提供了15.4WPoE
模块化电源，可带外部可用备份电源
在硬件中提供组播路由、IPv6路由和访问控制列表
带外以太网管理端口，以及RS-232控制台端口

总结 
        所以这次链路建设包括了147条4M光纤专线（加油站）的建设及1条100M光纤专线（北京分公司进线），所有加油站、油库、分公司通过ISP的机房汇集组成一个北京分公司私有的城域网。

5.2大屏显示部分设计 
        根据中石油北京分公司的实际情况和需求选择DLP大屏加18台21英寸组成监视墙作为监视器。

        本次方案配置了2台80英寸的DLP投影单元做2×1拼接为一整体（尺寸为3.2M×1.2M），用户可以对整体的屏幕进行分割使用，显示各种图像资料。[nextpage]

大屏实际尺寸图：

 
大屏显示部分设计说明 
        在这里我们配置了20路前端加油站的模拟的图像，还有4路PC的VGA信号输入大屏。大屏的分割使用可以按实际业务进行分割显示，如图：

        上图为监控中心大屏显示部分实际规划，由左自右依次为：9画面加油站现场状态监控（及报警待处理区）、报警大画面弹出显示区域、GIS电子地图显示区域（可以直观的显示加油站的位置等信息）及液位及二次配送情况显示。9画面加油站现场状态监控（及报警待处理区）。

        根据用户实际需求，本DLP监视墙显示系统配置如下：

        配置DLP做显示，DLP可以在控制下显示多画面及单画面，相应有拼接墙控制器，多屏处理器，多屏拼接处理器，大屏幕处理器，数码拼接处理器，主要功能是将一个完整的图像信号划分成N块后分配给N个视频显示单元（如背投单元），完成用多个普通视频单元组成一个超大屏幕动态图像显示屏。可以支持多种视频设备的同时接入，如：DVD、摄像机、卫星接收机、机顶盒、标准计算机A信号。电视墙处理器可以实现多个物理输出组合成一个分辨率叠加后的超高分辨率显示输出，使屏幕墙构成一个超高分辨率、超高亮度、超大显示尺寸的逻辑显示屏、完成多个信号源（网络信号、RGB信号和视频信号）在屏幕墙上的开窗、移动、缩放等各种方式的显示功能。[nextpage]

下图为显示系统示意图： 

        通过以上的监控中心电脑管理解决方式，不仅完全实现了系统的功能要求，在图像显示效果上更胜于传统方式，而且监控中心无须配备复杂、昂贵的大路数矩阵切换系统、画面分割器等就可以实现画面分割、切换、调用放大等功能。

大屏显示系统设备详细配置

[nextpage]

5.3中心机房机柜配置图

图5.3.1中心机房机柜配置图

5.4加油站本地业务数据系统配置 
        加油站作为最前端的管理监控中心，要求在配置性能优越的管理服务器进行管理和控制。所有的加油站和监控中心会连成一个局域网，进行联网报警监控，整个网络采用分布式集中管理，因为原有的视频系统配置了硬盘录像机，而且输入路数是针对原有点位设置，本着改建并举、注重节约的原则，原有系统予以保留，供原有点位监控、录像。配备视频分配器将视频信号采集到网络视频服务器上，按照前端点位数目来配置相应路数的视频服务器。供视频信号编码和网络传输。[nextpage]

        由于整个系统属于网络化管理，所有用户需要在监控中心注册、所有操作都是由严格权限划分的，对于从监控中心获取的数据信息，也有相应的控制。前端监控系统必须有支撑统一管理、统一认证、监控报警联动功能的系统，因此需要配备一台台式机，如果加油站原有电脑，可以进行利用。网络视频监控系统平台的实现方式是在服务器上安装网络视频监控管理系统软件，通过对软件的相应配置实现管理、录像、监控、报警、联网等功能。与中心平台软件系统构成一个统一的分布式、集中化管理的网络视频监控系统。并预留POS机、烟感、温湿度、可燃气体探测器、IC卡系统等接口，实现本地数据业务管理。本地采用工控机存储本地业务数据，并定时上传至中心。

        具体资源配置：

网络视频服务器的作用：
A：将摄像机采集到的模拟图像压缩编码后转为数字信息进行网传；
B：将采集的报警信息进行处理网传。
C：数据信号输入
D：音频传输
E：传输各种联动控制信号

网络视频服务器的选型： 
        在此次项目中，选用四路的网络视频服务器，原因如下：[nextpage]

        市场上的设备主要为1路、2路、4路；由于网络视频服务器的主处理芯片主要来自国外，因此在价格上是路数越低价格相对越高，而且此次的联网监控，很多硬件算法需要特殊处理，经过合理选择，4路的视频服务器性价比是最符合这个项目的，整个标准要求可以任意调用任一路图像，因此需要按照前端点的路数安装对应路数的视频服务器。

        结合加油站、油库实际需要，参考地标对于系统软件的相关要求，前端系统需具备的功能如下：

[nextpage]

5.5前端子系统整合 
        前端系统包括摄像机、镜头、护罩、支架、网络视频服务器、联网监控报警模块等设备，由于加油站的特殊需求，前端的视频采集摄像机采用高清晰、低照度摄象机，对于特殊区域采用红外辅助光源的摄象机，道路出入口需要安装道路专用摄像机，有背光补偿功能，具有强光抑制功能，以确保能在强光线下获得最佳摄像效果。在前端摄像机信息的采集及安全探测设备的应用中，所有的视频采集设备及探测设备全部接入到具有网络传输功能的DVS中，DVS提供音视频输入，同时每款设备均可提供报警输入及报警输出。DVS通过光纤与所属的监控中心相接，形成网络通路，进行数字信息的传输。

监控点位分布 
        参照安监局及内保局相关文件，在如下区域需要加装前端监控设备（摄像头）：

[nextpage]

        基于上述点位需求，目前各加油站在点位上缺少道路出入口摄像机，有些泵岛缺少点位，详细的增加点位设备详见Excel表格《147座加油站联网改造详细》。

       主要设备具体技术规范如下：

1．日夜型彩色半球 
        收银室、财务室、便利店位于加油站站房，因其特殊的工作环境和地理位置，要求摄像机视角要宽，图像清晰[最低480线]，尽可能满足所有角落的视频信息都能准确反映：摄像机应能满足低照度处理能力[最低：彩色0.06Lux；黑白0.05Lux]，可以实现光线极差环境下的监控，具有双滤光片感红外功能，以达到白天的彩色模式自动转换到夜晚黑白模式，满足此工作环境下全天候24小时的监控。

2．道路专用摄像机 
        在加油站的整体架构布局中，进出入口处于人流和车流密度较大，开放复杂的环境下，视频采集设备要求提供宽阔的视角，清晰准确的色彩还原，从而获取高质量的图像满足实时监控记录，为日后的流动分析，录像存储，视频转发提供真实还原现场。对于上述要求，具有低照度环境处理能力[正常：0.2LUX-F1.2,低照度：0.001-场累积]彩色黑白日夜转换，提供高清分辨率[最低480线]是满足功能要求的必备条件，同时能够快速适应逆光环境，在进出车辆的前灯强光环境下，摄像机能够快速准确记录到车牌号码，提供逼真的色彩还原，降低垂直光斑，为监控中心提供真实完整的监控效果。

3、彩转黑低照度一体化摄像机 
        泵岛（罩棚）和卸油罐区是加油站的工作区和保护区，要求满足全天候24小时监控。是监控重点关注的对象，摄像机须满足低照度[最低480线]彩色日夜转换功能[最低要求--正常：0.4LUX-F1.2,低照度：0.003-场累积],具有双滤光片感红外功能，达到从白天的彩色模式自动转换到夜晚黑白模式。针对加油站光线反差大，现场环境较差的工作状况，摄像机必须能够快速，精确地进行响应，从而获取高质量的画面效果，不会产生噪点，脱尾等现象。同时摄像机能够拥有锐度，镜像处理能力，确保画面达到锐利，清晰的完美影像效果。[nextpage]

5.6改造系统配置
表格一、原有设备列表

表格二、增加设备列表 

[nextpage]

        上面表格红色为在原有改造基础上需增加的设备。147站详见《147座加油站联网改造详细》。

与传统方案对比：
1、真正做到人防、物防、技防的完美结合：前端报警探测器预警，视频、音频监控系统复核报警信息，喊话系统提醒。系统功能更加丰富：此系统不仅限于视频监控系统，而是一套立体的安全防范体系。
2、预留了丰富的接口：系统平台不但支持各种报警信号、数据采集信号，还预留了指挥调度系统，与应急平台接口。
3、系统应急联动功能：在系统建有成熟的预案库，当有异常事件发生时，系统会自动起用相应的预案。（本文由中盛益华 张孝伟提供）