超大規(guī)模建筑的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

楊通清，胡琦

超大規(guī)模建筑的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)

楊通清，胡琦

（上海建坤信息技術(shù)有限責(zé)任公司）

根據(jù)國家會(huì)展中心工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，分析了超大規(guī)模建筑的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的安全需求，提出了511安全防護(hù)體系，據(jù)此對(duì)前端產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制核心系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并總結(jié)了工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為類似的項(xiàng)目的建設(shè)提供參考。

【Abstract】According to their own experience in the project of National Exhibition and Convention Center ,the authors introduce the construction of a very large scale video surveillance system. In this paper, the safety requirements for exhibition hall are analyzed. By analyzing the architectural characteristics, the security system of the exhibition hall is proposed and expounded that contains the cameras、network architecture and control center. In the end，the author summed up the project implementation experience.

超大規(guī)模建筑；數(shù)字視頻監(jiān)控；技防監(jiān)管平臺(tái)

【Keywords】uper large building; digital video surveillance system; safety supervision platform

1　引言

近年來，中國的城市化快速發(fā)展，大型城市的超大體量標(biāo)志性建筑不斷出現(xiàn)。成都興建了當(dāng)今世界最大單體建筑——19×105m2新世紀(jì)環(huán)球中心，上海也有國家會(huì)展中心……。超大體量建筑功能復(fù)雜，運(yùn)營中的安全風(fēng)險(xiǎn)極大，給安全管理帶來巨大的挑戰(zhàn)，亟需創(chuàng)新應(yīng)用信息技術(shù)工具，滿足安全、高效及優(yōu)質(zhì)服務(wù)的要求。

2　工程概況

國家會(huì)展中心位于上海市西部，用地面積 85.6hm2，總建筑面積約147×104m2，建筑高度43m（見圖1）。工程要求立足長三角、服務(wù)全國、面向世界，以“一流場(chǎng)館，一流配套、一流建設(shè)”為目標(biāo)，匯全球的視野、展中國的精神，并充分體現(xiàn)以人為本、科學(xué)性、實(shí)用性和標(biāo)志性的場(chǎng)館建設(shè)理念。

國家會(huì)展中心的安保監(jiān)控管理設(shè)置1個(gè)總控中心E1，3個(gè)辦公區(qū)域分中心A0，B0，C0，1個(gè)酒店分中心D0。A0， B0，C0，D0的視頻圖像在分中心一層消防安保室存儲(chǔ)并上墻顯示，其他區(qū)域展廳和商業(yè)區(qū)的視頻圖像在E1消防安?？偪刂行募写鎯?chǔ)并上墻顯示。E1消防安?？偪刂行哪苋我庹{(diào)用所有視頻圖像。

為了確保國家會(huì)展中心的安全，整個(gè)項(xiàng)目數(shù)字監(jiān)控點(diǎn)位布置了3500個(gè)，門禁點(diǎn)位設(shè)置了2400道，報(bào)警點(diǎn)位布置了1000個(gè)，并設(shè)置了電子巡更系統(tǒng)。確保整個(gè)國家會(huì)展中心主要位置全覆蓋，安全上做到萬無一失。

圖1　國家會(huì)展中心總平面圖

首先分析國家會(huì)展中心的安全需求，根據(jù)建筑物的格局，提出511安全防護(hù)體系，并對(duì)前端產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和控制核心系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后實(shí)現(xiàn)了體系的目標(biāo)。

3　國家會(huì)展中心“511”防護(hù)體系

根據(jù)多方的技術(shù)驗(yàn)證，以及國家會(huì)展中心的周邊地理環(huán)境和建筑格局，設(shè)計(jì)形成了本身獨(dú)特的“511”防護(hù)體系?！?”代表5道外圍防線；“1”代表展廳的立體防線；“1”代表重點(diǎn)區(qū)域防護(hù)。其體系結(jié)構(gòu)如下。

1）第一道防線：沿著國家會(huì)展中心建筑紅線的21個(gè)大門和5個(gè)地鐵出入口進(jìn)行布置，以1個(gè)攝像頭監(jiān)視10m寬的標(biāo)準(zhǔn)配置寬動(dòng)態(tài)槍機(jī)，并以球機(jī)進(jìn)行輔助。

2）第二道防線：在北區(qū)室外展覽區(qū)的四周布置了寬動(dòng)態(tài)槍機(jī)和模擬球機(jī)，對(duì)20多萬平方米的室外展區(qū)進(jìn)行監(jiān)控。為了對(duì)外來的車輛進(jìn)行監(jiān)控，在北邊下客區(qū)和南邊下客區(qū)的主干道設(shè)置了幾十個(gè)槍機(jī)和球機(jī)進(jìn)行把控。

3）第三道防線：國家會(huì)展中心有很多主干道，在這些主干道上，設(shè)置了頭尾相連的槍機(jī)，不足的地方用球機(jī)進(jìn)行輔助?？梢院苋菀椎貙?duì)路面車輛進(jìn)行跟蹤監(jiān)視。

4）第四道防線：在辦公樓和展廳之間，展廳與展廳之間，間隔18m的通道，可以行車卸貨。因此，每條道路都布置了6個(gè)攝像機(jī)，頭尾相連，全方位監(jiān)控。

5）第五道防線：每個(gè)展廳有幾十個(gè)出入口，大小不一。18m寬的大門采用2個(gè)槍機(jī)把守，出入口兼電梯廳的采用2 個(gè)1080P半球把守，小門采用720P半球把守。

6）立體防線：展廳內(nèi)高32m以上，因此要對(duì)展覽設(shè)備和人流進(jìn)行有效監(jiān)控。采用了3層立體防線。第1層由出入口攝像機(jī)組成，第2層由8m高的8個(gè)球機(jī)組成，第3層由制高點(diǎn)的4～6個(gè)球機(jī)組成。這樣，可以從上下、前后、左右進(jìn)行全方位的監(jiān)控。

7）重點(diǎn)區(qū)域防守：重點(diǎn)區(qū)域指的是展廳、F1、F2、F3的安檢通道、E1核心商業(yè)圈。這些地方人流比較密集，采用了槍機(jī)把守通道，球機(jī)輔助監(jiān)控的方式。

整個(gè)國家會(huì)展中心的設(shè)計(jì)體現(xiàn)了由外到內(nèi)，由下到上的設(shè)計(jì)思路，力爭(zhēng)能對(duì)這個(gè)超大型建筑物進(jìn)行有效的監(jiān)控。

4　前后端設(shè)備的技術(shù)規(guī)格與技術(shù)設(shè)計(jì)

4.1前端設(shè)備

根據(jù)國家會(huì)展中心建筑格局，在建筑對(duì)外出入口、地下室出入口、展廳出入口、室內(nèi)主要出入口、樓層出入口、樓梯出入口、電梯轎廂、電梯廳等關(guān)鍵區(qū)域?qū)嵭斜O(jiān)控，視頻監(jiān)控系統(tǒng)能與其他公共安全子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，提供有效的報(bào)警區(qū)域的圖像。視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有監(jiān)視、控制和數(shù)字圖像錄像、控制等功能。攝像機(jī)技術(shù)規(guī)格見表1。

根據(jù)技術(shù)防范布點(diǎn)要求，整個(gè)國家會(huì)展中心設(shè)置了720P半球1674個(gè)，1080P半球198個(gè)，1080P槍機(jī)1090個(gè)，模擬半球114個(gè)，模擬球機(jī)161個(gè)。

攝像機(jī)的安裝高度按照技術(shù)防范要求并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況實(shí)施。

4.2后端設(shè)備

在總控制中心（E1）和分控中心（A0，B0，C0，D0），分別放置中心管理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)服務(wù)器和擴(kuò)展陣列、高清視頻解碼器、客戶端、網(wǎng)絡(luò)控制鍵盤。A0，B0，C0，D0分別設(shè)置4套視頻管理平臺(tái)，在E1設(shè)置3套視頻管理平臺(tái)（每套管理平臺(tái)管理視頻數(shù)量不超過800路視頻，避免系統(tǒng)過于龐大）。這幾套視頻管理平臺(tái)分別有管理各自系統(tǒng)的獨(dú)立數(shù)據(jù)庫，可以單獨(dú)管理各自區(qū)域；同時(shí)，總控中心可以通過聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)父子站點(diǎn)管理，實(shí)現(xiàn)父站點(diǎn)瀏覽子站點(diǎn)的實(shí)時(shí)圖像和歷史視頻。

表1　攝像機(jī)技術(shù)規(guī)格表

我們使用了27臺(tái)HUS-NVR-7200A和86臺(tái)HUS-NVR-EC16。采用Raid5+Hotspare方式，硬盤損耗按照8%計(jì)算，共使用了1808塊3T硬盤。另外，配置了1臺(tái)HUS-NVR-7200A作為NVR 的N+1冗余，配置了2臺(tái)HUS-IPSSTM流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器作為“熱點(diǎn)”狀態(tài)下轉(zhuǎn)發(fā)使用。

采用中央集中化的架構(gòu)。所有相關(guān)配置數(shù)據(jù)都將被存儲(chǔ)在中心VMS數(shù)據(jù)服務(wù)器。其他的所有服務(wù)和應(yīng)用，如VMS數(shù)據(jù)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)和客戶端，都將從中心數(shù)據(jù)服務(wù)器上讀取相應(yīng)的配置數(shù)據(jù)。

5　監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)組成

為了提高整個(gè)國家會(huì)展中心網(wǎng)絡(luò)傳輸速度，采用2層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，220個(gè)弱電間接入的交換機(jī)采用雙鏈路鏈接至核心交換機(jī)，并按建筑物理格局分割成不同的VLAN，每個(gè)VLAN控制在255個(gè)攝像頭以內(nèi)，防止出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。中心監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)見圖2.

4個(gè)分控和E1總控都是采用了雙核心交換機(jī)，各自對(duì)管轄區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和管理。

圖2　國家會(huì)展中心視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

圖3　總控中心操作界面效果圖

6　集中核心控制系統(tǒng)與技防監(jiān)管平臺(tái)

總控中心采用1臺(tái)數(shù)?；旌暇仃嚱y(tǒng)一管理和顯示，支持模擬視頻輸入與IP視頻輸入，解碼格式為H.264，支持?jǐn)?shù)字、模擬視頻統(tǒng)一解碼并通過HDMI接口解碼上墻；支持IP視頻1/4/9/16畫面分屏顯示，并提供控制球機(jī)、運(yùn)行系統(tǒng)巡視和成組切換等功能。總控中心操作界面效果如圖3所示。

混合解碼切換矩陣把系統(tǒng)中所有模擬和數(shù)字的管理平臺(tái)無縫結(jié)合起來，進(jìn)行統(tǒng)一權(quán)限、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一編號(hào)、統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字式視頻矩陣管理。利用混合解碼切換矩陣，可以將前端的任意一路攝像機(jī)信號(hào)切換到任意一路電視墻上，用戶可以通過模擬鍵盤調(diào)用矩陣視頻和網(wǎng)絡(luò)視頻，只需在鍵盤上輸入目標(biāo)視頻源的唯一編號(hào)即可，用戶可以通過同一個(gè)鍵盤實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)視頻的統(tǒng)一切換。

國家會(huì)展中心建設(shè)了技術(shù)防范監(jiān)管系統(tǒng)平臺(tái)，能接入至市技術(shù)防范監(jiān)管平臺(tái)，與上海安全技術(shù)防范監(jiān)督管理平臺(tái)相兼容，包括：

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：自動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)防范設(shè)施及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)監(jiān)測(cè)情況對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；

圖像上傳：定時(shí)截取并上傳指定通道的圖像或圖片，以提供管理部門進(jìn)行查閱、比對(duì)；

運(yùn)行登錄：通過驗(yàn)收、維保及操作人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)防范設(shè)施運(yùn)行情況進(jìn)行操作，給管理部門提供了解驗(yàn)收、維保及操作情況；

信息查詢：各級(jí)部門或公安部門相關(guān)管理人員，可通過技防監(jiān)管系統(tǒng)查詢所管轄各區(qū)塊技術(shù)防范項(xiàng)目基本信息、設(shè)備運(yùn)行信息、圖像圖片比對(duì)、設(shè)備故障信息、維護(hù)保養(yǎng)信息等，并生成相應(yīng)的報(bào)表，及時(shí)掌握本建筑技術(shù)防范設(shè)施實(shí)際運(yùn)行和維護(hù)情況。

本監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過內(nèi)部開發(fā)和優(yōu)化，能夠很好地與第三方進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制：可以接入市場(chǎng)上支持ONVIF2.0的比較常見品牌的攝像機(jī)，只要攝像機(jī)提供接口控制協(xié)議；

可以和VC模數(shù)混合矩陣連接，通過模數(shù)矩陣可以直接調(diào)用攝像機(jī)碼流或者通過存儲(chǔ)矩陣調(diào)用圖像。

7　超大規(guī)模建筑數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程建設(shè)的體會(huì)

超大規(guī)模建筑數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)工程建設(shè)具有很大的挑戰(zhàn)性，主要是功能區(qū)復(fù)雜、終端設(shè)備數(shù)量多面積廣、工期緊。經(jīng)過國家會(huì)展中心的深化設(shè)計(jì)和施工，我們對(duì)建設(shè)超大型安防系統(tǒng)有深刻的體會(huì)，總結(jié)如下。

1）需要成立專家組。專家組由行業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)豐富的人士組成，在初設(shè)階段、設(shè)計(jì)階段、深化階段、施工階段、驗(yàn)收階段進(jìn)行廣泛且專業(yè)的指導(dǎo)，可以讓整個(gè)項(xiàng)目少走彎路，節(jié)約時(shí)間。

2）接受公安市局和分局的指導(dǎo)。由于項(xiàng)目特殊，為了避免項(xiàng)目建設(shè)出現(xiàn)缺漏或者與安防要求有偏差，此項(xiàng)目多次受到了公安部門的高度關(guān)注，因此也做出了相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)整，避免后續(xù)進(jìn)行返工。

3）分階段預(yù)驗(yàn)收。由于國家會(huì)展中心建設(shè)體量大，國家會(huì)展中心會(huì)展計(jì)劃又很緊密，如果完全建設(shè)好再開展，時(shí)間來不及。因此，國家會(huì)展中心進(jìn)行了分階段分區(qū)域預(yù)驗(yàn)收，把先期開展所用的區(qū)域先行建設(shè)完畢，投入使用，后續(xù)緊跟著施工。最后，在國際汽車展之前完成了建設(shè)任務(wù)。

4）以勞力換時(shí)間。由于國家會(huì)展中心建設(shè)時(shí)間很緊張，竣工時(shí)間無法調(diào)整，因此只能以勞動(dòng)力換時(shí)間。

5）相關(guān)單位高度協(xié)同。國家會(huì)展中心體量比較大，由多家施工方承包了不同的標(biāo)段，以及機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)、安防設(shè)備安裝調(diào)試。隨著各個(gè)建筑區(qū)域的施工不斷進(jìn)展，各方單位在業(yè)主的領(lǐng)導(dǎo)下通力合作，按時(shí)按質(zhì)完成預(yù)定的進(jìn)度。

同樣，在具體的實(shí)施細(xì)節(jié)上，也有對(duì)策，詳見表2。

表2　針對(duì)性工作對(duì)策表

8　結(jié)束語

超大規(guī)模建筑的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，必須根據(jù)建筑功能特點(diǎn)與運(yùn)營安全需求，提出有針對(duì)性的安全防護(hù)體系，并將視頻圖像信號(hào)上傳給上級(jí)，為智慧城市的管理提供基礎(chǔ)。由于超大規(guī)模建筑的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的規(guī)模很大，在建設(shè)過程中，更應(yīng)重視工程的總體技術(shù)設(shè)計(jì)和多實(shí)施方的工作協(xié)調(diào)，才能保證項(xiàng)目的質(zhì)量與進(jìn)度。

Construction of Digital Video Surveillance System for Super Large Building

YANG Tong-qing, HU Qi

（Shanghai Jiankun Information Technology Co., Ltd.）