天津港第一港埠有限公司视频监控系统的改造

温颖

一、项目概述

天津港第一港埠有限公司（以下简称一公司）是天津港股份有限公司全资子公司，主要从事港口装卸、仓储、代理、咨询、工属具加工制造等业务，装卸货类以钢材、设备、集装袋等件杂货为主，是北方最重要的钢材进出口基地。公司装卸设备、工艺全国领先，拥有各类机械设备160余台，装卸工属具达八大类共193种，能满足各种作业需求。公司占地面积60.5万平方米，库场总面积34.7万平方米，最大可堆存量达70万吨;岸线总长度1179米;共有6个万吨级深水码头泊位，平均吃水10.5米，最大可靠泊5万吨级船舶，可满足7条万吨级船舶同时靠泊作业;年均周转船舶数千余艘次，年吞吐量达1100万吨以上。

高清视频监控系统的建设将为一公司的安全提供有力保障。强化和规范现场管理，创造良好作业秩序，保证生产作业安全高效，是公司生产管理的重点，随着公司生產作业的持续繁忙，进一步扎实做好现场管理管控工作更加体现了其重要性。本项目主要对现有视频监控系统进行高清改造，进一步提升现场管理能力和水平，促进公司生产作业秩序的顺畅，提高安全质量工作保障能力和文明生产面貌的不断改观。

二、项目目标

1、视频监控基本覆盖码头各个生产作业场所，实现全方位的视频信息采集;

2、在监控中心（如有）或局域网内部的任意一台授权计算机可以远程观看所有摄像机的图像信息，并可以控制摄像机（仅智能高速球）的云台，实现变焦、变光圈、聚焦的功能;

3、通过计算机观看图像时，系统需支持多种灵活方式（如：Client程序方式、Web浏览方式、通过SDK开发包开发的客户端浏览方式等），支持windowsXP、windows7、windows8等操作系统（含32位、64位系统）;

4、视频监控系统可以与天津港（集团）调度指挥中心平台实现无缝对接，完成视频信号上传。

5、支持对实时视频进行图片拍照，支持对拍照图片进行保存和打印;

6、支持用户登录和使用权限管理，支持根据用户分配监控摄像机的浏览权限、控制权限、软件功能使用权限，支持锁定云台控制。支持管理员屏蔽某一普通用户观看前端摄像机图像;

7、支持录像文件回放功能，支持16画面分割显示回放录像。

8、系统提供完整的SDK开发包，便于用户针对此系统进行二次开发，支持用户将图像浏览功能集成到用户自己的应用程序主窗口中;

9、系统用户通过程序观看图像时可在观看图像的同时，通过系统自带的应用程序将实时视频录像保存在服务器上（手工触发系统对指定摄像头的录像），并支持将录像保存在浏览者计算机的本地硬盘上（浏览者在浏览实时图像的同时，在本地指定文件夹内以文件方式保存所浏览的图像）;

10、摄像机采用网络摄像机，通过现场或楼内现有的以太网络（TCP/IP协议）传输到公司内部网络;

11、具有安全级别控制功能，能够实现完善的安全策略管理。

三、系统功能描述

本项目为一公司视频监控系统升级改造扩容项目，公司原监控系统为早期投入建设使用的模拟系统为主，并于2015年底应天津市交委要求新建一套独立网络高清视频系统用于将新建视频上传至市安监局。

截至本项目实施前，一公司视频监控系统为模拟、网络两套系统并立且仍以模拟为主体。模拟系统此处不再多做赘述，关于网络系统部分的架构分别由前端网络高清摄像机、光传输设备、网络交换设备、网络NVR高清存储设备以及中心管理系统平台组成，前端设备采集视频图像转换为网络信号通过光纤汇入监控系统专网部分取流存储至网络高清硬盘录像机内，部分取流至管理平台实现实时监控功能，凡接入专网内的PC、笔记本、手机移动设备等均可随时查看系统内所接入的视频资源。

3.1前端视频采集部分介绍

本次改造在原系统基础上增加前端采集网络高清摄像机22台，网络信号在前端汇聚各点位附件的工业级交换机后通过光缆汇入原系统平台，其中5个为原有海关监控设备（模拟）采用以太网光端机将模拟信号、RS485信号及新建高清网络信号共同传输至中心机房汇入原系统平台。

传统的闭路监控系统（包括以DVR为主的区域监控系统）采用视频线缆或者光纤传输模拟视频信号的方式，对距离十分敏感，且跨地域长距离传输不够经济便利（相比网络视频监控系统-网络视频监控），一般以局部的区域进行集中监控，远距离的传输一般采用点对点的方式进行组网，整个系统的布线工程大，结构复杂，功耗高，费用高，需要多人值守;整个系统管理的开放型和智能化程度较低。

网络视频监控系统采用灵活的租用方式（主要采用IP宽带网），多个用户可以共用一套中心控制平台，用户投入、使用简便，用户能远程进行浏览与控制，原则上任何可以上网的地方都可以进行浏览与控制。它还引入了许多新的数字化技术成果（如图像识别技术），弥补了传统视频监控系统的不足，提供了增值业务能力，扩展了功能和范围，提高了系统的性能和智能化。

3.2后端存储系统介绍

后端存储增加24盘位磁盘阵列2台，以保障此次新增监控点与原监控点合并存储，存储时间不低于90天。

3.2.1存储系统的功能简述：

（1）网络摄像机直接编码输出视频码流，写入磁盘阵列;

（2）存储服务器与网络摄像机、磁盘阵列、中心平台服务器之间信令交互，管理和控制录像存储过程、录像数据、录像检索过程等等;

（3）中心平台服务器从磁盘阵列获取录像数据进行回放。

（4）满足监控系统图像存储管理功能并方便单独调取：视频保存90天，所有的数据附带时间信息，并于服务器时间自动同步。

3.2.2存储模式简述：

高清化海量的视频数据必须依赖于强大的存储设备，本案采用磁盘阵列直接存储方式。

本项目物理拓扑结构（如下图），存储设备中集成了录像服务软件，视频图像由前端摄像机通过流媒体协议直接写入存储。

（1）磁盘阵列与交换机之间通过双千兆链路连接，可达2000Mbps数据带宽，支持负载均衡;

（2）720P录像码率为2Mbps，1080P高清录像码率为4Mbps，

（3）磁盘阵列支持平滑扩展，实现存储容量的无缝扩容;

（4）磁盘阵列多台存储服务器支持N+1热备方式，某台存储服务器损坏时，热备服务器自动启动并接替工作;

（5）单台磁盘阵列最大可支持24个盘位的海量存储;

（6）本存储系统支持200个客户端并发访问。

3.2.3存储数据量的计算方式：

单个通道24小时存储1天的计算公式∑（GB）=码流大小（Mbps）÷8×3600秒×24小时×1天÷1024。

按4Mbps码流计算，存放1天的数据总量3Mbps÷8 × 3600秒× 24小时×（1天）÷1024=42GB

90天需要的容量∑（GB）=42GB×90天=3780GB

42个点位的总容量为42*1260G

格式化损失：IPSAN模式格式化损失为8%-10%，CVR格式化损失为5%-7%;

RAID损失：每组RAID5中有1片盘的容量用于存储校验数据;热备盘用来做故障替换，不存储实际数据;

设备选择：不同系列产品对并发录像数支持不同，根据实际项目前端码流和并发路数选择;不同盘位的设备配置的RAID和热备盘数量不同，一般为8-12块硬盘一组RAID，16/24盘位配置2组RAID和1片热备盘，48盘位配置4组RAID和2片热备盘（具体配置可根据项目情况进行调整）。

本系统监控系统选用2台24盘位磁盘阵列，保证信息独立存储并便于调取，并满足监控视频图像存储管理功能要求。