二十一世紀是信息時代，隨著社會信息化進程的快速發(fā)展，信息技術的應用已逐漸滲透到人類生存、活動的各個領域。隨著國家經(jīng)濟建設的發(fā)展，港口業(yè)務發(fā)展迅速，內陸港和進出口港都對港口業(yè)務建設的數(shù)字化提出了很高的要求，數(shù)字化港口是港口建設的發(fā)展方向。運用數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)將大大地提高海關邊檢部門的工作效率，有效的減少海關邊檢監(jiān)護人員。

建設目標與任務
    XX市港口管理局圖像信息管理系統(tǒng)的建設目標是充分利用視頻壓縮技術、軟件組態(tài)技術、多媒體網(wǎng)絡等高新技術手段，建設覆蓋XX市港口行政管理系統(tǒng)內碼頭前沿的船港界面、集裝箱作業(yè)過程、危險貨物作業(yè)過程、重大危險源、引航、進出港車輛、人員、船舶、貨物情況的覆蓋面廣、技術兼容、高效實用的圖像信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像信息的科學管理。

需求分析
1、功能需求
    面對“數(shù)字港口”時代的到來，適應數(shù)字化管理的需求；XX市港口管理局監(jiān)控系統(tǒng)的功能需求有：
· 信息采集功能；
· 信息傳輸功能；
· 信息處理功能；
· 信息存儲和備份功能；
· 錄像查詢及播放功能；
· 系統(tǒng)控制功能；
· 系統(tǒng)報警功能。

2、性能需求
    XX市港口管理局網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的初步設計方案，滿足現(xiàn)有資源和網(wǎng)絡需求的性能；前端各個企業(yè)監(jiān)控子系統(tǒng)、市港口管理局監(jiān)控中心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(shù)據(jù)存儲可靠，視頻數(shù)據(jù)定期歸檔。

設計思路
    通過租用電信（網(wǎng)通）網(wǎng)絡的方式，建成覆蓋管理局下屬20幾個碼頭企業(yè)的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在管理局建設1個視頻監(jiān)控中心，負責對包括所有前端監(jiān)控視頻源的整個監(jiān)控系統(tǒng)的管理，同時預留與上級省級港口管理部門聯(lián)網(wǎng)的接口，方便整個港務系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。對于企業(yè)原有的本地監(jiān)控系統(tǒng)，部分以DVR為核心的監(jiān)控系統(tǒng)無需添加額外設備即可直接接入系統(tǒng)中，設計方案充分考慮了后期的擴容、管理變更等可能的建設要求，本次設計思路如下。
· 根據(jù)要求，本次設計采用二級結構，實現(xiàn)“大容量、多畫面處理、實時錄像和回放、聯(lián)網(wǎng)遠程監(jiān)控”的目標；
· 本次設計系統(tǒng)便于以后系統(tǒng)用戶的安裝、操作和今后的維護便利；
· 系統(tǒng)設計考慮了各種兼容要求和擴容要求：包括監(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(xiàn)有網(wǎng)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； [nextpage]
· 系統(tǒng)設計對網(wǎng)絡傳輸路由具有良好的適應性，可以在局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)等各種方式下運行。根據(jù)網(wǎng)絡資源的情況，在不同的網(wǎng)絡帶寬下可以靈活設置編碼格式，獲得不同的圖像質量；
· 本次設計的系統(tǒng)是標準和開發(fā)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；適合化工系統(tǒng)各個標準子系統(tǒng)的集成；
· 系統(tǒng)考慮了操作冗余、數(shù)據(jù)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；
· 在技術性價比上，方案采取實用的原則。

    數(shù)字網(wǎng)絡綜合監(jiān)控系統(tǒng)的關鍵設備是DVR和平臺化監(jiān)控系統(tǒng)軟件。攝像機送來的視頻信號在DVR數(shù)字化后由高效壓縮芯片壓縮，通過內部總線送到網(wǎng)絡接口發(fā)送到網(wǎng)絡上，網(wǎng)絡上用戶可以直接在PC機上通過監(jiān)控客戶端軟件觀看DVR傳送過來的攝像機所拍攝的圖像，還可以控制攝像機鏡頭和云臺的動作或對系統(tǒng)進行配置操作。網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)妥善處理了數(shù)字與模擬系統(tǒng)的結合。

總體框架
    根據(jù)XX市港口管理局網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)要求，結合實際情況，設計如下方案：視頻的傳輸、切換主要是由DVR硬件設備及綜合管理軟件來完成。而網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理現(xiàn)主要分為分權限管理，在管理局建設一個視頻監(jiān)控中心，負責對所有監(jiān)控視頻源的集中管理，在港口企業(yè)內將企業(yè)所轄區(qū)域的前端視頻源進行上傳?？紤]到未來整個行業(yè)的聯(lián)網(wǎng)，本系統(tǒng)還提供能與上級港務部門連接的網(wǎng)絡接口，系統(tǒng)結構如圖1。

分布設計
1、碼頭企業(yè)監(jiān)控
    前端攝像機的視頻、音頻信號直接輸入到DVR，實現(xiàn)在港口企業(yè)內部視頻的實時瀏覽及本地存儲，DVR完成模擬信號數(shù)字化后通過網(wǎng)絡將視頻信號傳到管理局視頻監(jiān)控中心,同時在企業(yè)安裝客戶端的機器也可以通過訪問位于管理局視頻監(jiān)控中心的管理服務器實現(xiàn)對權限許可范圍內圖像的瀏覽及操作，如圖2所示。

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2、管理局視頻監(jiān)控中心
    在管理局視頻監(jiān)控中心放置管理服務器、監(jiān)控客戶端、大屏幕液晶電視等。所有前端監(jiān)控點的圖像資源通過監(jiān)控網(wǎng)絡傳入位于市管理局的視頻監(jiān)控中心的管理服務器上，管理服務器負責對所有圖像的存儲及轉發(fā)，客戶端通過登陸管理服務器負責管理所有的監(jiān)控資源，并且通過權限設置以滿足不同部門、不同用戶的網(wǎng)絡監(jiān)控的功能需求。結構如圖3。

框架結構
    該軟件系統(tǒng)是一套采用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術及多媒體信息壓縮、解壓技術實現(xiàn)的數(shù)字圖形監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)控的視頻、音頻、告警、控制信號可傳至網(wǎng)絡內的每一個節(jié)點，用戶可以利用計算機網(wǎng)絡在不同地點同時監(jiān)視、控制遠程某一或某些場所，同時具有動態(tài)感知、視頻存儲、告警管理等功能，如圖4 。

功能與性能
    在充分的系統(tǒng)功能需求的基礎上，公司自主研發(fā)的核心軟件管理平臺，基于增強型C/S（客戶端/服務器）架構。系統(tǒng)采取多級服務器結構，作為核心軟件的運行環(huán)境。軟件主要功能如下：
· 監(jiān)視功能：根據(jù)監(jiān)控點的實際情況，提供全天候及全方位的畫面監(jiān)視功能；
· 圖像遠程調節(jié)：系統(tǒng)通過矩陣的控制功能來操作前端活動云臺的運動方向，攝像機的焦距及景深來達到最佳的監(jiān)控效果；
· 音視頻存儲功能：可以通過錄像計劃對音視頻信息進行記錄，可采用硬盤、磁盤陣列多種存儲介質，有本地和遠程兩種存儲方式；
· 日志信息查詢：通過查詢此日志了解與分析系統(tǒng)運行情況；
· 圖像傳輸功能：利用DVR壓縮編碼后，將模擬音、視信號轉換成數(shù)字信號通過以太網(wǎng)絡把數(shù)據(jù)傳送到遠程用戶，實現(xiàn)網(wǎng)絡內計算機的遠程觀看；
· 圖像聯(lián)網(wǎng)功能：各級目錄管理中心內安裝各分級CSVision遠程網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，在實時觀看的同時還可調用遠程目錄管理中心的錄像資料。相關部門領導也可通過中心的內部網(wǎng)絡隨時隨地監(jiān)看或調用各級目錄管理中心的圖像，使本系統(tǒng)更好地為化工系統(tǒng)服務；
· 配置管理：系統(tǒng)配置包括：設備參數(shù)、攝像機管理、錄像計劃、報警計劃、用戶權限等，方便系統(tǒng)進行維護與管理； [nextpage]
· 權限管理：為了保證系統(tǒng)保密性、安全性，系統(tǒng)權限細化到每個功能；
· 多級電子地圖：用最直觀的方式來管理鏡頭和調閱圖像；通過平面圖快速地了解地理位置，通過點擊相關的攝像頭，直觀的掌握事發(fā)點的事件情況。多叉樹型的地圖結構，可以實現(xiàn)多級的地圖層次管理；
· 時間條同步回放及快照檢索：利用圖像快照迅速鎖定事發(fā)點；
· 虛擬鏡頭：以多種視頻拼接技術提高圖像分辨率或將全景監(jiān)控和局部監(jiān)控完美結合；
· 心跳管理：實時掌握系統(tǒng)內設備和應用的健康狀態(tài)；
· 支持巡視組管理：輕松建立含電子地圖、布局、鏡頭等多元素的瀏覽模式；
· 報警功能體現(xiàn)：結合電子地圖與圖像雙重報警。

安全體系
1、物理安全
物理安全性主要分軟件自身安全性和網(wǎng)絡安全性。
· 軟件自身安全性，服務端提供完善的事件日志和系統(tǒng)診斷功能；整套軟件包括日志管理、設備巡檢、客戶端巡檢、服務器巡檢、服務器工作上下文診斷、故障弱化功能；有效的避免了故障的發(fā)生，并能第一時間自愈；
· 網(wǎng)絡安全性，采取租用網(wǎng)通（電信）專線，保證了系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基本物理安全性。
2、用戶權限安全
監(jiān)控系統(tǒng)的整體架構通過多目錄服務器來統(tǒng)一管理的用戶和監(jiān)控設備的權限管理。
3、監(jiān)控設備管理安全
統(tǒng)一的監(jiān)控設備管理機制，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。
4、網(wǎng)絡阻塞
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攝像機，降低網(wǎng)絡流量，避免了大流量數(shù)據(jù)造成網(wǎng)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。