基于办公网络传输的厂区监控系统建设

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【摘要】 视频监控系统目前已广泛应用于社会生活中的各个方面，它为安全保卫，交通管理，金融监管，工作监督等事务提供了很大的辅助作用。企业里的视频监控系统，既能促进厂里的安全保卫工作，又对一些重要的生产经营过程起到监控、监管的作用。基于厂内已有的局域网系统建设视频监控系统，有效利用了现有资源，减少了投资成本，又能方便快捷的在局域网内使用。

【关键词】 办公网络 视频 监控

一、视频监控发展简述

视频监控以其直观、方便、信息内容丰富而广泛应用于许多场合。随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展，视频监控技术也有了长足的发展。目前视频监控已经在教育、政府、医院、酒店、运动场馆、城市治安等多种领域得到了广泛的应用，对各项管理工作起到了重要的作用。

视频监控系统的发展大致经历了三个阶段：（1）模拟视频监控系统：主要是在在20世纪90年代初以前，以模拟设备为主，主要由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成，采用视频电缆将摄像头产生的模拟信号传输至显示装置，主要应用于小范围内的监控，监控图像一般只能在控制中心查看，通过手动切换视频矩阵来显示不同监控内容。这种方式对传输距离有限制，布线量大，维护成本高，录像检索回看困难。（2）本地数字视频监控方式。数字视频监控系统从20世纪90年代中期开始出现，以数字控制的视频矩阵替代原来的模拟视频矩阵，以数字硬盘录像机DVR替代原来的模拟录像机，将原来的磁带存储模式转变成数字存储录像，实现了将模拟视频转为数字录像。这类监控系统功能较强，便于现场操作；但稳定性不够好，结构复杂，视频前端的采集、压缩、通信等较为复杂，可靠性不高；功耗高，费用高；需要有多人值守。（3）远程网络视频监控系统。20世纪90年代末，随着网络技术的发展，基于Web服务器技术的远程网络视频监控开始得到应用。其主要原理是：视频服务器内置一个嵌入式Web服务器，采用嵌入式实时操作系统。摄像机等传感器传送来的视频信息，由高效压缩芯片压缩，通过内部总线传送到内置的Web服务器。网络上用户可以直接用浏览器观看Web服务器上的图像信息。系统可以直接接入以太网，具有方便灵活、即插即看等特点。数字化视频监控克服了模拟闭路电视监控的局限性，可以在计算机网络上传输图像数据，基本上不受距离限制，信号不易受干扰，可大幅度提高图像品质和稳定性。网络带宽可复用，无须重复布线，经过压缩的视频数据可存储在磁盘阵列中或保存在光盘中，检索查询简便快捷。

二、现状及项目需求

大唐户县第二热电厂装机容量为2×300MW，厂区占地面积约500亩。实行新厂新制的管理模式，厂区值班人员相对较少。由于部分基建用地尚未退耕，正式围墙还未修建，更加增加了安防保卫的难度。在本系统建设前基本采用保安人员定时巡查的方式，但这种方式漏洞太多，使不法分子的盗窃行为有了可乘之机。厂区不时发生盗窃事件，而且由于没有线索致案件无法侦破。急需通过技防手段加强安全保卫工作。

燃料作为火力发电厂中的最大成本源，燃料管理在电厂管理中占据着举足轻重的地位。为了加强对燃料进厂、过衡、采样、制样和化验等过程的管理，需要对这些关键环节进行视频监控，便于规范操作、实时监督及事后追查。

三、建设方案介绍

（1）监控点

经过和安保部门和燃料部门多次现场踏勘，确定了监控点75个，其中侧重于安防的监控点53个，侧重于燃料管理的监控点27个。另外，计划将早先建设的材料库周边的五个摄像头也接入本系统。本次摄像头及相关配套设备等均需满足D1画质要求。

（2）监控中心

视频监控系统主要设备拟部署在监控中心，监控中心布置在综合办公楼一楼，计划配备专人轮流值班。监控中心需安装监控相关的服务器、存储装置和监控电视墙等设备。在监控中心设置语音喊话功能，能直接向煤场喊话。

在燃料重衡值班室内也计划安装显示设备，实时监控过衡及拉煤车情况，并且实现语音喊话功能。

（3）组网施工

本项目中的监控点位置遍布整个厂区，如果完全按照传统的施工方式，即由各个监控点向监控中心敷设线缆，在监控中心进行信号的汇聚，将进行大量的开挖和线缆敷设工作。这种方式工作量大，施工成本高，施工周期长，开挖工作对正常的生产秩序也会造成较大影响。

考虑到厂区在基建期时，已经敷设了通往现有的全厂大部分建筑物的办公网络，各个网络点都设置了网络交换机。所以本次考虑利用现有的办公网络进行视频监控的信号传输。

具体施工方案为：根据已经确定的视频监控点位置和现有的网络汇聚点的位置，确定各个监控点就近的网络接入点，在汇聚点安装硬盘录像机或者视频服务器（这个根据汇聚的监控摄像头的数量来确定，一般四个以上的汇聚点采用8路硬盘录像机，四个及以下的汇聚点采用视频服务器）。线缆施工只进行由监控点至网络汇聚点之间的施工，网络汇聚点至监控中心的信号传输利用现有的办公网络资源进行传输。在位于办公楼内的信息网络机房和监控中心之间敷设联络线缆，保证信号能够顺利由信息网络机房传输至监控中心。

（4）用户浏览

除在监控中心安排专人进行24小时值班外，需具备通过厂内局域网浏览、回看的功能，能根据不同用户设置不同的权限，权限需细化到每一个摄像头的浏览、控制及回放上。

四、项目建设过程

（1）网络地址规划和网络带宽估算

由于本项目是使用厂内已有的办公网络进行数据传输，监控使用的IP地址需要和办公网络使用的IP地址进行有效隔离，保证监控网络和办公网络的正常运行。所以需提前对本项目使用的IP地址进行规划，并满足厂内局域网的整体规划。

相比办公网络内传输的业务数据，监控的视频数据对网络的带宽占用更大。所以提前需对监控系统建成后可能产生的网络带宽进行估算，防止由于数据量过大影响厂内生产办公业务的数据传输。

厂内各个汇聚点的交换机均是采用双路光纤链路接入到信息网络机房的核心交换机CISCO 6509的千兆光口的，汇聚点到核心交换机之间的理论带宽为1000M bps；各个汇聚点使用的交换机均为CISCO 2950，端口的理论速度为100M bps。

根据汇聚点监控摄像头最多的点来估算：目前汇聚点最多有15个摄像头。D1画质的摄像头的比特率为1.5M bps，也即每路占用带宽为1.5M bps，故15×1.5=22.5M，即监控视频上行带宽占用带宽最多不超过22.5M bps。

核心交换机下行带宽占用最大的为监控中心，监控中心摄像头总计80个，占用带宽为80×1.5=120M bps，监控中心设备和核心交换机之间均是采用千兆连接，故现有网络状况可以满足要求。

（2）先进行监控中心的建设，以方便后续各汇聚点摄像头安装时的调试工作。监控室内主要是服务器、存储设备的安装调试、监控电视墙的安装调试，值班员操作台的安装、UPS装置的安装及与信息网络机房的网络连接。

将监控操作主机和电视墙服务器合二为一，使用了一台工控机，工控机输出画面即为监控主画面。在工控机上安装了3块4屏输出的硬解码卡，用于将电视墙服务器的输出转换为模拟信号输出至12台20监视器。

存储管理服务器和流媒体管理服务器共用一台IBM 3250服务器，实现对存储设备的管理和流媒体的管理。监控系统管理服务器单独使用一台IBM 3250服务器，用于管理接入系统的设备和用户。

电视墙使用一台52液晶显示器作为主显示画面，可进行最大5×5分屏显示，在周围安装20显示器12台，作为单幅画面监视用。

存储设备使用了海康威视的DS-A1024R，配置了15块1T硬盘，做RAID 5设置，可以存储全部点数的历史录像资料20多天。

在监控室和信息网络机房之间敷设了多根千兆双绞线，用以将监控中心设备与核心交换机连接。

（3）各个汇聚点设备安装，监控摄像头安装及线缆敷设。

借助原有的网络机柜，在各个汇聚点安装硬盘录像机和视频服务器。硬盘录像机使用的是海康威视的DS-8008HF-S（8路输入），每个硬盘录像机配置3块1T的存储磁盘。视频服务器选用的是海康威视DS-6102HF（双路）和DS-6101HF（单路）。

按照安装难度和使用的迫切性，先进行了室内的摄像头安装工作，同步进行室外部分摄像头线路敷设的开挖工作，同时进行线缆敷设和调试工作，保证接入摄像头的正常运行。摄像头选用的是国产品牌贝斯特的摄像头，种类有有半球、枪机和球机，根据不同位置的监控要求选用了不同种类和性能参数的摄像头。

（4）系统整体联调。

对接入本监控系统的所有设备逐个进行测试，调整安装角度，业务部门的相关人员进行确认，规范各个监控点的设备命名，设置摄像头的控制权限，设置录像规则，进行值班人员培训，系统建设基本完成。

五、建成效果

经过约七个月的施工，整个项目全部完成。新安装摄像头75个，接入原材料库摄像头5个，安装8路硬盘录像机8个，安装2路视频服务器13个，安装单路视频服务器2个。监控中心的服务器、存储设备、电视墙工作正常，所有监控点画面清晰，录像完整，录像正常。重衡值班室分监控画面操作控制正常，监控中心和重衡值班室的喊话功能正常。

经过功能测试，达到了项目预期目标。

六、经验总结

（1）项目整体规划非常重要。在设计阶段，尽可能多的将各种因素考虑周全，邀请有经验的技术人员对方案进行评审，减少后期施工出现的各种问题。（2）信息技术部门要和业务部门密切协作，确定合理可行的摄像头安装方案，达到既能满足业务部门要求，又能控制工程造价的双方满意效果。（3）视频监控技术发展很快，监控系统首要是满足业务需求，既不能盲目追求最新技术，但同时也要考虑系统后续的功能扩展和容量增加的需求。

七、结束语

本文介绍了一个发电厂用于安防和燃料采制化过程监督的视频监控系统的建设过程。通过使用厂内的办公网络传输监控视频信号，减少了施工量，降低了造价，对同类型企业视频监控系统建设具有一定的参考借鉴意义。