生產經營管理的高效性、實時性直接影響到企業(yè)的生產效益和成本控制。當前，工廠的建設、管理正向著信息化、智能化的方向發(fā)展。通過在企業(yè)內部安裝一整套局域網上的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，安全生產人員可實時監(jiān)控各個設備的運行狀況，安保人員可實時監(jiān)控廠區(qū)的出入口、道路、重點建筑等重要場所的人員流動情況，企業(yè)相關部門的領導也可以在辦公室隨時監(jiān)控整個企業(yè)的運作情況。
一、建設目標及任務
該廠區(qū)生產車間安裝安防監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的是：實現生產車間區(qū)域的安全生產。主要安裝區(qū)域為5個生產車間、1個成品倉庫、1個倉庫過道。其中1、2、3號生產車間、倉庫過道和成品倉庫均在一樓，4號生產車間在二樓，5號生產車間在三樓。1、2、3、4號生產車間均有4條生產線，生產線為雙排坐人，人員較為密集，5號車間為3條生產線。半成品倉庫主要放置準備罐裝的原料。倉庫過道為連接車間和倉庫的區(qū)域。相對重要的區(qū)域為車間的充填室和半成品倉庫。車間的包裝室及倉庫過道為次重要區(qū)域。為確保車間的安全生產，需要對重要區(qū)域(即車間充填室的生產線)進行全方位無死角的監(jiān)控，并其它公共區(qū)域進行巡航掃描。對于次重要區(qū)域則進行巡航掃描。
二、需求分析
工廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的初步設計方案要滿足現有資源和網絡需求的性能;前端監(jiān)控子系統(tǒng)、監(jiān)控中心視頻管理系統(tǒng)的建設均滿足公安部《關于開展城市報警與監(jiān)控技術系統(tǒng)建設工作的意見》的性能要求，力求系統(tǒng)穩(wěn)定運行、數據存儲可靠，視頻數據定期歸檔。根據政府部門要求和企業(yè)內部安全生產管理相關需求，并根據國家有關標準，結合工廠視頻監(jiān)控需求制定出網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能實現以下目標：
1)信息采集功能。前端監(jiān)控系統(tǒng)采集視頻并按照傳輸要求進行壓縮、編碼處理，轉換成能夠通過接入網關，滿足在數字交換網上傳輸的信息格式。
2)信息傳輸功能。對經過壓縮、編碼處理的視頻信息，按照工作流程在工廠專網中進行傳輸，根據安全管理權限，構成各級傳輸網絡系統(tǒng)。同時能夠滿足監(jiān)控系統(tǒng)管理需要，傳輸至上級系統(tǒng)并存儲信息。
3)信息處理功能。各級系統(tǒng)對接收到的視頻信息等，按信息含意和歸屬進行處理，對調用的存儲信息進行處理。
4)信息存儲和備份功能。監(jiān)控中心服務器對視頻信息、系統(tǒng)日志，均應存儲;存儲和備份的歷史數據信息，可在網絡系統(tǒng)中依據權限回放。
5)系統(tǒng)控制功能。依據授權將網絡用戶發(fā)出的控制命令傳送到前端系統(tǒng)，實現監(jiān)控中心及授權用戶對前端任意一路監(jiān)控圖像的調用和控制。
三、設計思路
網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設將保證廠區(qū)各個職能部門人員對職責范圍許可內的視頻信息情況及時、準確的了解、掌握，監(jiān)控系統(tǒng)實現系統(tǒng)化、科學化、現代化地統(tǒng)一管理，切實滿足公安行業(yè)對于圖像系統(tǒng)的管理和業(yè)務需求等要求進行該工程建設。系統(tǒng)依托網絡，建成覆蓋整個廠區(qū)的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，初步統(tǒng)計在生產線上及倉庫等部位架設XX個監(jiān)控點。設計方案充分考慮后期的擴容、管理變更等可能的建設要求，并遵循技術先進性、架構合理性、統(tǒng)一的技術標準、經濟性、實用性、規(guī)范性、可維護性、可管理性、安全性、開放性等原則。
本次設計思路如下：
1、采用服務器集群結構，實現“大容量、多畫面處理、實時錄像和回放、聯(lián)網遠程監(jiān)控”的目標。
2、便于以后用戶的安裝、操作和今后的維護便利。
3、考慮了各種兼容要求和擴容要求：包括現有數字設備的接入、控制及監(jiān)控點后期擴容、系統(tǒng)規(guī)模擴容、臨時授權用戶遠程監(jiān)控等各種可能擴容方式下對現有網絡的兼容和便利性，設計的系統(tǒng)能夠滿足兼容和平滑擴展的要求。
4、系統(tǒng)設計對網絡傳輸路由具有良好的適應性，可以在局域網、廣域網、城域網、無線網絡等各種方式下運行。根據網絡資源的情況，在不同的網絡帶寬下可以靈活設置編碼格式，獲得不同的圖像質量。
5、本次設計的系統(tǒng)是標準和開放的，系統(tǒng)軟件全部采用通用的主流標準;如系統(tǒng)采用標準的TCP/IP協(xié)議、接口標準通用等;適合生產廠區(qū)安保系統(tǒng)各個標準子系統(tǒng)的集成。
6、系統(tǒng)考慮了操作冗余、數據安全和遠程鑒權等技術手段，保障系統(tǒng)安全運行和不受外部入侵，完善的身份認證能力，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
7、方案采取實用的原則，不追求高端設備的堆砌，而是本著實用的原則進行科學的配置建議，以求達到最大的技術性價比。
四、網絡視頻監(jiān)控架構
數字網絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵設備是網絡攝像機和平臺化監(jiān)控系統(tǒng)軟件。本項目采用瑞典AXIS公司的網絡攝像機及中盛益華的CSVision網絡視頻管理平臺軟件搭建系統(tǒng)。根據生產廠區(qū)網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求，結合實際情況，所有視頻的傳輸、切換主要是由寬動態(tài)高速網絡球機、高清網絡攝像機及CSVision網絡視頻監(jiān)控管理平臺軟件來完成。系統(tǒng)結構如圖一：
1、監(jiān)控中心配置
生產廠區(qū)監(jiān)控中心放置安裝CSVision視頻管理平臺客戶端及服務器軟件的PC機、網絡存儲磁盤陣列等設備。服務器負責存儲及轉發(fā)前端網絡攝像機發(fā)送過來的視頻流，單臺視頻管理服務器支持75路D1(按照2Mb碼流計算)畫質圖像的存儲的同時轉發(fā)400路視頻流，服務器系統(tǒng)可以通過級聯(lián)的方式使多臺服務器級聯(lián)成為一個整體的監(jiān)控系統(tǒng)，方便用戶的使用。
客戶端軟件負責解碼顯示服務器轉發(fā)的實時視頻或者錄像數據，如果有用戶需要查看監(jiān)控圖像，只需要安裝CSVision監(jiān)控平臺客戶端軟件，經過中心管理員的授權后，可通過客戶端登陸到服務器上實現對整個監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)看。客戶端可以根據具體情況增加，只要PC與本網絡相連即可，中心則無須增加任何設備。若監(jiān)控點發(fā)生問題，值班人員及時通知事發(fā)地點的值班人員或親自處理。
2、網絡需求分析
前端監(jiān)控點網絡帶寬計算：前端鏈路建設實際上就是前端網絡攝像機與監(jiān)控中心聯(lián)網問題。AXIS高清網絡攝像機及寬動態(tài)網絡高速球機需要2Mb帶寬。以監(jiān)控中心最大 峰值帶寬計算：監(jiān)控中心也是系統(tǒng)的數據處理中心，數字視頻監(jiān)控會產生大量數據，傳輸過程中將會帶來數據流以及設備交換壓力，為了達到數據傳輸的高速穩(wěn)定性，采用千兆交換機作為中心的核心交換設備。
3、存儲空間計算
視頻存儲采取監(jiān)控中心集中存儲的方式，所需磁盤陣列容量的計算方法：網絡攝像機占用的帶寬約為2M/bps，每一路碼速率(Kb)/8=A (注：除以8是從Bit到Byte的轉換，設備碼速率的單位為Kbit,而磁盤容量最小單位是Byte);A×3600秒×24小時=B(注：B為每天所需要的存儲空間);B×網絡攝像機數量×錄像需要保存天數=C(注：C是所有網絡攝像機需要保存天數的總計存儲空間);最后得到的“C”就是最后所需的錄像空間的大小，單位是KB。按照1000KB=1MB，1000MB=1GB，1000GB=1TB轉換即可計算出所需的總計存儲空間。
根據上述計算公式，單路視頻存儲一小時需要約880MB磁盤空間，一天24小時錄像需要約21GB空間。
4、安全體系
本網絡監(jiān)控系統(tǒng)設計所考慮的安全體系主要包括物理安全、用戶權限安全、監(jiān)控設備管理安全、網絡阻塞等。
1)物理安全。物理安全性主要分設備自身安全性和網絡安全性。
2)用戶權限安全 ：對于整個系統(tǒng)的用戶安全性，建議采用身份秘密認證系統(tǒng)對整個系統(tǒng)的用戶進行整個認證。每一級機構的用戶只要在自己所屬的監(jiān)控中心開設帳號、分配權限即可。以此設立用戶權限(可細分為圖像瀏覽、控制、語音等權限)。
3)監(jiān)控設備管理安全 ：所有前端監(jiān)控的信息和權限由設備管理服務器管理，設備管理服務器的權限由目錄服務器管理，形成一個統(tǒng)一管理機制。所有的設備登陸必須經過用戶認證才能夠登陸。
4)網絡阻塞 ：生產廠區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方案采用分布式的多服務器群的設計理念，利用流媒體技術，完成視頻信號的存儲和轉發(fā)，避免客戶端直接訪問前端網絡攝像機，降低網絡流量，避免了大流量數據造成網絡阻塞的問題，同時由于這種結構，使得系統(tǒng)在部分子系統(tǒng)出故障時整個系統(tǒng)不會癱瘓，仍然能正常運行。在有限帶寬下處理大流量數據主要采用以下技術避免網絡堵塞：基于發(fā)端的速率控制，抽幀策略，打包策略，訪問策略。
5、監(jiān)控平臺主要功能
該系統(tǒng)是基于分布式多級架構的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，支持AXIS全系列網絡攝像機的接入。單服務器系統(tǒng)同時支持75路D1畫質(或者150路CIF畫質)視頻實時存儲、不低于400 路圖像轉發(fā)、2000 個監(jiān)控點的管理。系統(tǒng)支持多服務器的級聯(lián)擴展，可實現瀏覽、錄像及管理通道的無限擴展，更能滿足客戶全方位監(jiān)控的要求。主要功能包括：圖像瀏覽與控制，多級電子地圖，音視頻存儲及查閱，時間條回放，基于錄像文件的快照搜索，書簽，雙向語音功能，防區(qū)聯(lián)動報警，門禁集成，用戶管理，日志管理功能等。