数字视频监控系统在大型医院中的应用

　　数字视频监控系统相对于传统视频监控系统具有明显的优势。由于视频图像的数字化，使系统可以充分利用计算机的快速处理能力，对其进行压缩、分析、存储和显示。系统建立在结构化综合布线的基础上，利用有线或无线网络进行视频传输，模块化结构使系统结构规范、易于安装、使用和维护。数字高清技术的普及应用使图像质量有了质的提高。近几年来，数字视频监控系统越来越多地得到成功的应用。本文以一个大型综合性医院门诊医技病房楼的数字视频监控系统为基础，阐述了数字视频监控系统的结构及实现方式，并对系统的主要特点进行了简要介绍。
　　
　　系统需求
　　
　　项目总建筑面积13.1万平方米，总高度75米，地上16层，地下3层。地下部分包括地下车库、设备用房、泵房、变配电室、部分科室用房，地上部分为各医疗科室及病房。
　　
　　要求对建筑物主要出入口、电梯厅、电梯轿厢、设备机房、药房、挂号收费处、地下车库、等候大厅、走廊等部位进行监控。采用数字视频监控系统，除安装于电梯轿厢内的模拟摄像机加视频编码器之外其余前端摄像机均采用720P数字高清摄像机。视频传输网络采用接入-汇聚-核心三层网络结构，接入层使用千兆交换机，汇聚层至核心交换机之间使用双链路冗余的万兆光纤链路。
　　
　　系统结构
　　
　　系统设计以安防专网为核心，主要包括前端摄像部分、传输部分、管理中心(包括存储和显示部分)组成。
　　
　　前端点位设计
　　
　　前端摄像部分以百万像素(720P)高清晰度IP摄像机(枪式、球型、半球型、云台)为主，同时在范围较大的区域、人流密集的场所，配置高速球型一体化摄像机实施大范围监控，满足监控区域*覆盖。前端摄像机图像信息以数字信号的方式通过TCP/IP网络传输。摄像机能够支持H.264/MJPEG等编码格式，同时支持实时(25fps)双码流组合格式：H.264720p+H.264D1、H.264720p+H.264CIF、H.264720p+MJPEGD1等。通过对码流大小的设置和调整适应网络带宽。共设置724台摄像机，其中半球摄像机595台、室内快球46台、室内枪机43台、电梯轿厢摄像机25台(模拟转数字)、室外快球5台、室外枪机5台(1080P)。
　　
　　传输部分
　　
　　视频传输采用独立的千兆主干网，与建筑物综合布线系统物理隔离，保证系统的信息安全。视频传输网络由三层组成：一层是接入层交换机，由安装于弱电间的交换机负责连接前端IP摄像机或编解码器，实现视频信号接入功能，系统共设置36台24口千兆接入交换机；二层是汇聚层交换机，负责连接所有接入层交换机，在地下夹层弱电竖井设置3台千兆网络交换机，用于连接本竖井内各楼层的接入交换机，接入层交换机通过2根6类非屏蔽双绞线(双线备份)上联至汇聚交换机；第三层设置核心交换机1台(双电源、双引擎)，安装于地下夹层的消防控制中心，用于连接汇聚交换机，每台汇聚层交换机通过2根4芯万兆多模光纤与核心交换机连接(双链路冗余)。
　　
　　管理中心设计
　　
　　网络视频监控中心设在地下一层设备夹层消防控制室内，主要设备包括电视墙、控制与存储、UPS电源等。
　　
　　1、电视墙
　　
　　监控中心电视墙配置18台32吋、4台55吋液晶电视，32吋按照单画面或四画面分割轮询显示图像，55吋液晶电视可以单台分割多画面(zui大16画面)或单画面显示。
　　
　　通过视频解码器设备，可实现每路视频可以做到1、4、9、16画面分割显示，可以满足685路视频同时显示的基本要求。通过软件设定和操作需要可以实现全部传统模拟视频矩阵所能实现的功能。
　　
　　2、控制与存储
　　
　　系统按楼层划分网段，通过核心交换机连接各层VLAN，保证各前端摄像机IP地址的*性。采用磁盘存储方式，存储设备具有千兆以太网接口，由管理平台软件直接管理其存储策略。使用具有RAID备份技术的磁盘存储器，单台zui大容量可达到24T。共配置3台主机柜及15台扩展柜，系统总存储容量430T，满足录像存储30天的要求，并具有20%增容空间。
　　
　　视频管理工作站通过一体化管理软件实现系统的控制管理，通过与门禁、报警系统的通信实现安防系统的集成联动控制功能。
　　
　　3、UPS电源
　　
　　系统采用集中UPS供电的方式，在监控中心设置1台100KVA三进三出的UPS主机，为大楼内安全防范系统、公共广播系统以及智能化各子系统计算机设备提供不间断电源。
　　　
　　IP摄像机采用POE供电，视频编码器、快速球形摄像机及竖井内的交换机电源均由弱电竖井内UPS电源箱提供，监控中心内的服务器、磁盘阵列等设备由UPS主机提供电源，UPS不间断供电续航时间为30分钟。
　　
　　系统功能特点
　　
　　建立在网络技术基础上的数字视频监控系统具有技术*、操作简便、可靠性高和易于扩展的特点，在系统安装调试、运行管理、系统后期维护等方面都具有明显的优势。
　　
　　技术*
　　
　　构建了的计算机网络，前端摄像机采用POE供电，系统结构合理、功能完善。采用开放式的网络构架，标准的通信协议；采用符合标准和工业标准的设备，使系统具有较高的互操作性。系统的管理层次清晰明确，便于系统管理员进行管理。系统的日常配置和操作通过工作站来完成，视频存储功能由网络硬盘录像机来完成。
　　
　　操作简便
　　
　　系统管理平台采用图形操作界面，形象直观，可使操作人员方便地掌控现场状况。主要设备的参数，如视频编码器、网络硬盘录像机等，均可以结合权限管理进行远程统一配置、调整、修改。系统具有有效的带宽管理能力，可以根据使用需要，灵活的进行带宽管理。支持控制键盘操作和计算机界面操作，通过键盘可方便进行摄像机切换/控制，录像回放/查询等功能；系统能对所有摄像机的图像进行存储和显示时进行字符叠加(年、月、日、小时、分、秒、摄像机编号、其它如位置信息等)，便于将来的查询和数据管理。
　　
　　可靠性高
　　
　　产品选型采用目前市场上的主流产品，数字式摄像机具有双码流输出、工业级的平台，保障了前端的图像信息采集的安全稳定。系统中的关键设备，如网络存储设备等均支持RAID备份功能，确保故障后的数据和任务备份切换操作。系统可以提供各主要设备完整的安全管理机制，根据所投产品的情况，通过密钥、密码等方式，进行操作权限(前端优先、用户优先等)、优先级等权限认证和管理，有效防止非法用户侵入。所有设备具有高度的可靠性和优良的性能，自竣工以来整体运行良好、稳定可靠。
　　
　　扩展性强
　　
　　扩展性强是数字系统的固有特性，系统设计在接入层交换机预留了网络接口信息点位、为园区现有建筑物视频监控系统预留了光纤通道及相应的扩展接口，便于系统的扩展和二次开发。如与已有系统改造的系统融合、增加摄像机点位、存储容量扩展等，在增加过程中，不影响现有系统的运行。主要设备在后期使用中升级过程中，具有良好的向下兼容性，与其他符合标准的设备之间具备良好的兼容性，如控制软件与PTZ摄像机的PTZ协议兼容等。
　　
　　结语
　　
　　数字化是视频监控系统的发展方向，数字化的视频监控系统平台为系统的标准化、集成化发展提供了基础条件，为用户提供了丰富的管理功能。采用标准通信协议的产品使用户的运行维护可以基本实现即插即用，有效地提高了系统的可靠性和可维护性。数字高清技术的应用在提高图像质量的基础上，也使图像数据的存储、传输、图像分析更加。以建筑物为单位的信息搜集、存储单元为视频监控系统更大范围的应用管理提供了有效的手段。