多功能综合性建筑群视频监控系统设计探究

摘要：视频监控系统通过实时监控、记录与智能分析，提升了建筑安全性和异常事件的快速响应能力，在多领域发挥着重要作用。文章就以某多功能综合性建筑群视频监控设计为例，详细解读了视频监控系统的设计，其中包括前端摄像机点位、信息传输系统、供电系统、储存管理系统、显示控制系统等要点内容，此外，还分析了网络交换机相关配置。最终，项目视频监控系统建设顺利完成。文章技术内容丰富，可为同专业人士提供参考。

关键词:视频监控；综合性建筑群；储存管理；网络传输交换机

引言

多功能综合性建筑群作为新型地产形态已渗透到社会发展中，逐渐成为城市建设的主力军。这类建筑群不仅容纳了多种功能区，而且面临着复杂的人流、物流管理需求，这对区域的安全控制提出了前所未有的挑战。视频监控系统作为现代安全管理不可或缺的组成部分，可以完美的运用于多功能综合性建筑群的安全控制中。为此，本文结合实际案例，探讨视频监控系统的设计与实现，为多功能综合性建筑群提供全面、系统的视频监控解决方案[1]。

1. 项目概况

沪苏龙湖苏州铁塔商业项目是集商业、娱乐、办公及附属设施于一体的多功能综合性建筑群，项目地址位于苏州市相城区元和街道嘉元路南、澄和路东、纪元路北，建筑面积248598㎡，本项目地下二层，商业裙房地上六层，办公地上二十层；商业及办公消防控制室均位于一楼，商业三网机房位于地下一层。项目主要是通过H.264技术，高清甚至超清的视频监控部署，监控整个多功能综合性建筑群范围，提高管理效果，加强安全保障能力，有效震慑和打击犯罪行为，保障综合性建筑安全。

系统基于网络传输技术，提供视频质量诊断等智能分析技术，实现全网调度、管理及智能化应用，为用户提供一套“高清化、网络化、智能化”的视频图像监控系统，满足用户在视频图像业务应用中日益迫切的需求[2]。

2. 系统整体设计

系统采用全数字架构，前端通过采用由弱电井UPS/强电应急回路供电高清网络摄像机，接入至交换机，通过交换机联网进行数据交互；后端设置视频综合管理平台，采用DVI、HDMI信号输出方式接入显示设备，通过视频综合管理平台结合高清显示大屏实现视频图像、电子地图、电脑信号的上墙显示、拼接控制等功能；视频监控存储则是根据项目体量办公区域采用硬盘录像机存储，商业区域采用磁盘阵列存储，存储容量不少于30天，考虑到后续反恐要求，需要预留90天的视频存储空间；项目存储服务器、系统工作站及显示拼接屏分别设置于1F办公及商业消防兼安防控制室。

系统建成后，应能实现所有摄像点能同时录像，并通过网络接至存储设备进行存储，可以实现按D1存储格式满足30天的存储需要，并可随时提供调阅及快速检索，图像应包含摄像机机位、日期、时间等，系统需要预留与项目IBMS平台对接的通讯接口。

3. 监控系统设计重点

3.1 前端摄像机点位设计

系统采用高清视频监控技术，实现视频图像信息的高清采集、高清编码、高清传输、高清显示，具体点位设置如下：在商场及办公车行出入口设置了车辆抓拍摄像机，用于实现抓拍车身、车牌及前排司乘人员；在商场及办公楼主要出入口设置人脸抓拍摄像机，用以抓拍进出商场及办公楼人员的人脸图片；在商场及办公车行及人行出入口辅助设置全景摄像机，拍摄进出人员的体貌特征及车辆的全身；在地库机动车道、地面的室外车道、商场卸货区及车辆集中停放区域设置网络枪式摄像机用以记录及显示过往人员的行为特征和机动车辆的行驶情况；在商场的服务台及收费处，办公楼前台位置设置带拾音功能的半球摄像机，用于事后音频复核；在商场及办公楼公共走廊、电梯厅及电梯轿厢内设置电梯专用摄像机用于监视人员行为特征；在商业外广场设置球形摄像机辅助监视整体广场画面；在商场及办公楼的重要设备机房设置低照度枪型摄像机用于监视重要设备机房内的情形，辅助管理；

3.2 信息传输系统

根据项目点位设置情况，在设计上该项目上办公室内、商业室内等前端点位至交换机距离不超过75米，直接通过网线接入至接入层交换机，考虑到项目室外景观及装修效果，业主提出室外不设置汇聚箱，需要将室外监控点位直接接入至室内弱电井汇聚，出现很多点位传输距离超过75米，针对此类点位通过采用光纤收发器点对点光纤接入方式接入至接入层交换机进行数据传输。

3.3 供电系统

该项目分为办公及商业两部分，前端监控点位总量比较大，考虑到每台前端监控点位分别布置通信网线及供电电源线会导致整个系统线缆量会非常庞大，线缆施工非常耗费人工，故而项目上提出是否可以采用通过POE供电方式代替由监控机房UPS提供交流电至本地设备箱内转换成直流电供电方式，从而减少电源线的布置。

根据多年的深化设计经验，考虑到POE供电需要使用网线传输，网线不过关或者传输距离较远时会引起线路损耗增大，压降过大，带不动设备，从而导致监控图像时断时续问题，以及由于POE供电对设备整体供电要求较高可能会导致设备整体稳定性下降问题，且从网络设备应用经验来看，POE供电的故障率在网络产品非常高，会给维护带来不便等问题，结合该项目情况给出室外及一些重要出入口摄像机继续采用布置电源线通过本地设备箱设置摄像机电源形式进行供电，在室内等区域采用POE供电方式供电的解决方案。

3.4 储存管理系统

3.4.1 办公区域

办公区域设置194路摄像机，采用IPC+NVR分布式存储架构，设置32路NVR，共计设置7台；商业部分设置1399路摄像机，考虑到其其扩展性和管理性，采用IPC+IPSAN磁盘阵列分布式存储架构的解决方案，设置48盘位磁盘阵列9台。

本项目办公区域共选用7种类型的摄像机，共计194台，具体见下表1：

表1办公区摄像机

该区域摄像机单路数储存容量为：1（路数）×4Mbps（码率）÷8bits（位）×3600（秒）×24（小时）×30（天）÷1024（GB）÷1024（TB）÷0.9（损耗）=1.38TB；总路数容量为：194（路数）×1.38（TB）≈267.72TB；计算冗余后容量为：：267.72×1.1（冗余）≈294.49TB；

采用6T硬盘进行储存则需要294.49TB/6≈50块。

摄像机总数量为194台，视频存储NVR主机按每台32路配置，则：194÷32≈7台；按照每台NVR放置8块硬盘计入，则需要配置56块硬盘。

3.4.2 商业区域

本项目商业区域共选用10种类型的摄像机，共计1399台，具体见下表2：

表2商业区摄像机

该区域摄像机单路数储存容量为：1（路数）×4Mbps（码率）÷8bits（位）×3600（秒）×24（小时）×30（天）÷1024（GB）÷1024（TB）÷0.9（损耗）=1.38TB；总路数容量为：1399（路数）×1.38（TB）≈1930.62TB；计算冗余后容量为：1930.62×1.1（冗余）≈2123.68TB。若采用6T硬盘作为储存阵列则需要：2123.68TB/6≈354块硬盘；考虑到摄像机总数量为1399台，视频存储阵列主机按每台48盘位配置，默认是做4个raid，最少2个热备盘，最终需要磁盘阵列为：354/42≈9台、RAID+热备盘6*9=54块、硬盘共计354+54=408块（6T）。

3.5 前端摄像机点位信息传输系统供电系统储存管理系统显示控制系统

该项目办公区域共计设置194个监控点位，商业部分设置1399个监控点位；根据苏州市旅馆、商务办公楼、城市综合体安全防范系统技术要求（2016版）中显示设备数量的配置要求及客户管理需要。为此，本项目在办公区域设置了21台LCD显示屏作为显示使用，在商业区域设置了32台LCD显示屏作为图像显示使用。结合设置于商业及办公消防控制室视频综合平台，完成视频的解码、拼接及显示，并通过视频综合平台，实现对整个系统的统一配置和管理。

4. 网络传输交换机配置分析

据苏州市旅馆、商务办公楼、城市综合体安全防范系统技术要求（2016版）中对于网络设备的设置要求，监控系统需采用数据结构独立的专用网络或者采用VLAN的独立网段，不可与其他弱电系统共用一个网段，且考虑到前端摄像机点位变化及以后系统的扩容问题，前端交换机端口数使用不超过70%，如24口交换机使用不超过17-18个端口，8口交换机使用不超过6个端口；数字视频安防监控系统网络系统交换层应不超过三层，不采用桌面型网络交换机且室外设备箱交换机需要设置为工业级交换机[3]。

基于以上分析，该项目办公区域采用二层网络架构，接入层交换机设置于楼层弱电间，每层设置，根据前端接入摄像机数量分别配置1台8口交换机、15台16口交换机、7台24口交换机，核心层交换机设置于1F消防控制中心，核心交换机配置一台，核心交换机配置双电源、双交换引擎，以及1块24口光口板和1块24口电口板；

商业区域采用三层网络架构，接入层交换机设置于楼层弱电间、地库设备箱、地库弱电间等位置，根据前端接入摄像机数量分别配置19台8口交换机、48台16口交换机、64台24口交换机，考虑到核心交换机的接入，在商业单体内10个弱电间1F分别设置汇聚，共计设置10个汇聚层交换机，商业内楼层交换机先接入至汇聚交换机，由汇聚交换机接入至核心交换机，地库设备箱及弱电间接入层交换机直接接入至核心层交换机，核心层交换机设置于1F消防控制中心，核心交换机配置一台，核心交换机配置双电源、双交换引擎，以及1块48口光口板和2块24口电口板；

5. 结论

总体来说，视频监控设计要以系统稳定可靠、拓展性强为前提，要求监控画面不卡顿、图像不中断，安全不泄密。在规划和架构网络系统时，要综合摄像机码流、网络带宽、传输数据量、具体网络环境，以及用户对监控系统的具体要求等因素，合理规划设计，并选择合适的监控设备[4]。文章选取了某多功能综合性建筑的监控系统设计项目进行实例分析，阐述了前端摄像机点位、信息传输系统、供电系统、储存管理系统、显示控制系统的设计要点，并分析了其网络传输交换机的具体配置，旨在以此为视频监控安防领域提供一份助力。

参考文献

[1]孟陈.某三甲医院变电所综合监控系统设计探析[J].安徽建筑.2021,28(09).118-119

[2]蒋佳,袁校柠,孙大方.基于ARM平台的智慧社区网络视频监控系统设计[J].电子设计工程.2020,28(17).160-164

[3]苏州市旅馆、商务办公楼、城市综合体安全防范系统技术要求（2016版）

[4]关宝丰,黄燕佳,关劲飞.某商业综合体安防视频监控系统设计浅析[J].现代建筑电气.2022,13(12).13-17+37