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 一、前    言
     现今的世界是一个科技飞速发展的世界,伴随着各方面的进步将带来社会一系列的变革。随着新科技、新技术的不断发展和完善,势必也将对整个监控行业提出更高、更远的要求。银行属于特殊的部门,而现代化的先进保安控制系统是保证其安全运营的手段之一,是管理者视觉的延伸,也是现代化管理的手段。运用先进的技术手段,对重要部门提供有效的保护,是安全防范系统追求的目标。
     银行监控系统的根本目的就是为了保证银行安全、可靠运作,防止意外事件发生,并在万一发生意外之后,能够及时、准确的提供图像记录。
二、系统简述
     21世纪是监控系统全面进入到计算机网络的时代,废弃传统系统,选择以计算机为核心的多媒体监控管理系统为今后向更高、更远的发展奠定了基础。用计算机作为监控的中心,并且把多媒体技术、网络技术、视频图像储存技术应用到监控上,其目的就是要在实现其强大的监控能力的同时充分体现出高度的智能化、安全性和可靠性。由于银行各支行、网点分布都是以离散方式分布的,如何使各点的图像、语音信息传送至中心,实现远程联网监控是我们此次系统设计的目标。
     根据各银行营业网点远程监控系统设计规划的工作需要,为了更好的利用现代化的科技手段为银行用户管理工作服务,采用数字监控系统是一个必不可少的工具。
银行营业网点远程监控系统由监控中心、远程传输网络、营业网点监控前端等三级组成,采用计算机和网络技术,实现远程数字化监控、多级联动报警、基于WEB的视频信息浏览等综合性应用。
     本方案充分利用银行本身高科技的便利以及宽带网络的丰富资源,应用于基于计算机网络的数码监控技术,将多媒体监控的控制和管理、及监控视频图像的处理全部纳入计算机网统一管理。多媒体监控系统采用硬盘记录监控图像,可方便地实现内部计算机信息网远程画面监视用INTERNET网远程画面监视。
三、系统设计说明
一、设计原则
1. 功能齐全:该系统集视频监控、数字录像、网络控制、报警输出于一体,并使其有机的结合起来,完成全方位防护。
2. 技术先进:所选设备技术性均具目前领先水平。
3. 实用可靠:整个系统可随时监视防范区域内的人员活动情况,防患于未然。
4. 投资合理:该系统品质优良,性价比高,返修率低在满足系统实用需求的基础上,尽可能地为用户降低工程造价。
5、全面考虑:根据用户监控整体情况特点布置监控网络。并全盘考虑整个网络的联网控制和联网传送视频信号。
6、重点保护:对用户监控系统重要部位加强防护力度,及时了解现场情况。
7、网络设计的原则:
(1)网络的可靠性—网络中单点故障不会使局部网络失去与整个网络的连接,多点故障不会造成整个网络被分成几个互不相连的部分。
(2)网络的层次化和模块化结构—网络的物理结构、逻辑结构和地址空间的层次化和模块化,利于网络的构件和扩展。
(3)网络的标准化和易扩展性—网络的结构,技术和产品的标准化,结构的易扩展,技术和产品的可连续性。
(4)网络业务的适应多业务发展需求,提供高质量的可服务于图象、话音、数据的业务网。
(5)网络路由协议的健壮性及开放性—应具有很好的收敛性和可扩展性,同时其网络额外开销是极小的,且受到国际标准的支持,保证不同设备互通。
(6)网络的易管理和维护性—全国可进行统一或分布管理,网络维护简单有效。
(7)网络安全性—是指防止非法访问者通过互联网对网络节点进行攻击的能力。从网络设备来来讲,防止外部攻击主要靠路由器实现,配合完善的防火墙技术,提供安全路由器的解决方案。
二、系统说明
  本系统的传输部分由电信提供营业网点2Mbit/专线,采用星型网络拓扑结构。
1、银行营业网点远程监控系统的设计分为三部分:
第一部分以银行远程营业网点为单位建立监控前端,对其管理范围内的重要部位安装监控前端设备(摄像机)及数字监控系统主机。
第二部分利用银行远程网点的计算机网络及远程传输网络,将远程网点监控主机与监控中心连接在一起,组成本单位的监控网络系统,实现分散监控,集中管理、资源共享、统一控制的需要。网络协议采用TCP/IP协议。
第三部分为建立“监控中心”,利用连接各远程营业网点计算机网络的快速传输通道上,实时采集、显示各远程营业网点上传的视频信号,并实现对远程网点监控前端的远程实时控制。主要安装数码监控系统副控主机。同时,在领导办公室可设置相应的PC副控。
2、各级监控网的功能标准制定如下:
远程营业网点:银行各远程营业网点重要部位,主要安装监控前端设备(摄像机)及监控前端系统主机。以各个远程营业网点为单位安装监控主机,根据每个网点的具体要求安装摄像机。
远程传输:利用宽带网远程传输网络,将远程营业网点监控主机与分行监控中心连接在一起,组成本单位的监控网络系统。远程上传采用带宽的快速传输通道上,以INTERNET拨号上网为方式,建立系统内部联网,以提供强大的数据处理能力。网络协议采用TCP/IP协议。
监控中心:利用连接各远程网点计算机网络的远程快速传输通道上,实现采集、显示各远程网点上传的视频信号并实现对远程网点的远程实时控制。能够对各远程网点监控场所进行录像/报警联动录像。能够对营业网点本地监控图像作数字多画面显示/ 电视墙显示。
3、各级监控网络系统设计功能如下:
(1)电子地图(中心)
(2)视频切换
(3)数字多画面图像存储
(4)活动视频图像存储
(5)录像信息的回放控制
(6)前端设备(摄像机)报警管理
(7)视频报警联动(报警信号的自动处理)
(8)可选择多种报警联动项目:报警联动录像、报警联动摄像机抓拍
4、网络(TCP/IP协议)所实现的远程功能:
(1)远程控制前端设备(摄像机)
(2)活动图像远程传输
(3)报警信息的自动传送
(4)硬盘记录监控图像
(5)录像信息的远程回放
5、数字视频和声音传输原理
我们设计的银行监控系统解决方案采用了当今计算机行业最前沿的多媒体流传送技术,这里我们对多媒体流技术的应用和发展作一个简单的介绍。
(1)流媒体的概念
     数字视频和声音传输所涉及到的一个重要概念是所谓的“流媒体”概念。所谓流媒体是指视频、声音和数据从源端同时向目的地传输,它可以作为连续实时流在目的地被接收。这里的源指的是服务器端的应用,而目的地或称接收端是指客户端应用。流数据从服务器端应用传输后可由客户端应用接收并显示或回放,一般是客户端应用接收到足够的数据并将之存储在缓冲区后便立即将视频显示出来,或将音频回放出来。流媒体的一个重要特征是对时间的敏感性,这正是实时性要求高的应用所必需的,所以这类应用与流媒体密不可分就十分自然的了。流媒体的实现主要取决于网络带宽和压缩算法的提高。今天,随着网络协议的改善、网络基础设施和压缩技术的发展,流媒体的实现已经变得越来越容易了。
(2)流媒体传输方式
     流媒体的传输技术主要有三种:点对点(unicast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)。多址广播又称为组播。点对点的特点是流媒体的源和目的地是一一对应的,即流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后只能到达一个目的地(客户端应用)。组播是一种基于“组”的广播,其源和目的地是一对多的关系,但这种一对多的关系只能在同一个组内建立,也就是说,流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后,任何一个已经加入了与源同一个组号的目的地(客户端应用)均可以接收到,但该组以外的其他目的地(客户端应用)均接收不到。广播的源和目的地也是一对多的关系,但这种一对多的关系并不局限于组,也就是说,流媒体从一个源(服务器端的应用)发送出去后,同一网段上的所有目的地(客户端应用)均可以接收到,广播可以看作组播的一个特例。
     广播和组播对于流媒体传输来说是很有意义的,因为流媒体的数据量往往都很庞大,需要占用很大的网络带宽。如果采用点对点方式,那么有多少个目的地就得传输多少份流媒体,所以所需的网络带宽与目的地的数目成正比,如果采用广播或组播方式,那么流媒体在源端只需传输一份,组内或同一网段上的所有客户端应用均可以接收到,这就大大降低了网络带宽的占用。
(3)数字视频和声音传输技术
     数字视频和声音传输属于流媒体传输范畴。模拟视频和声音信号经过捕获设备转换成数字形式后,其数据量是非常惊人的,如果没有采用压缩技术,那么要实现数字视频和声音的网络传输是不可想象的。另一方面,数字视频和声音传输对时间的敏感性很强,实时性要求很高,如果不采用特别的网络传输协议是很难满足要求的。所以,实现数字视频和声音传输的一般做法是:在源端先将数字视频和声音信息进行压缩,然后经由诸如ATM这样的有服务质量(即QoS)保证的网络传输到目的地,再在目的地将之进行解压后显示或回放出来。如果需要在诸如IP网络这样的没有QoS保证的网络上传输,则至少也得采用实时传输协议(RTP)进行传输。
     目前已发展和正在发展的数字视频和音频压缩技术有很多种,不同的压缩技术有不同的侧重点,适应不同的应用。这些压缩技术中有的已经标准化,但还有很多并没有标准化。常用的已经标准化的压缩技术有MPEG-1、MPEG-2、H.261/H.263等,正在发展的有MPEG-4等。MPEG-1、MPEG-2适用于高带宽的能够提供高质量低延迟的视频和音频应用,而H.261、H.263以及正在发展MPEG-4则适用于低带宽的对图象质量的延迟要求不高的应用。

图1
     图为数字视频和音频传输原理示意图,它包含了目前基于数字视频和音频流的几种典型的应用领域。又图可知,不同的应用领域基于不同的网络技术和不同的压缩技术。
6、数字监控系统工作原理:
(1) 营业网点监控前端设备AV(视频)信号,通过视频电缆送入网点控制主机的AV输入端。网点控制主机具有报警联动灯光,视频同步采集,硬盘记录监控图像,远程传输监控图像等功能。
(2) 可通过INTERNET网及企业内部网远程传输监控图像,实现远程监控和监视营业网点控制主机作为视频服务器,可将监控图象做1-16路实时数字多画面显示;
(3) 网点控制主机本地硬盘可记录实时监控图像。
(4) 在监控专网及远程网络的副控主机/PC副控,均可实现满屏显示,也可控制监控前端图像和控制报警联动
(5) 每台营业网点控制主机输入AV路数16路,输出最多16路
(6) 全汉化操作界面,操作简单,维护方便
7、 控制主机硬件结构:
(1) WIN控制主机硬件结构
(2) 系统硬件构成;(A)工业控制计算机;主系统工作平台(B)视频切换矩阵卡;完成视频源数字化输入和输出(选配)
(3) 音频切换矩阵卡;完成音频输入和输出(选配)
(4) 广播对讲卡 实现系统的广播对讲
(5) 远程通讯卡 ;传输主机指令,完成与其他主机。分控和编解码器的通讯工作(选配)
(6) 数字化视频处理卡,完成视频图像多媒体数字化处理
银行监控系统解决方案:
     本银行的监控系统由监控中心、行长监控终端、营业部分布式远程监控前端三部分组成。整个系统为一套建立在通用的TCP/IP网络基础之上的大型局域网和广域网的混合系统,所有的视频、音频的传输全部采用上节中描述的多媒体流技术实现。在各监控前端使用多媒体网关系统和数码视频记录设备(即通常所称的硬盘录像机),在对摄像机拍摄到实时视频图像和拾音器采集到的现场音频信号进行记录的同时,通过多媒体网关设备对多媒体数据进行压缩后以广播方式通过网络进行广播,位于监控控制中心的多媒体数据接收器,可以接收在网络上广播的视频和音频数据。此时,接入网络的任何工作站,即可通过我们公司开发的远程视频接收、解压缩和回放软件,可以浏览任意指定的监控点的某个具体的视频采集端点,通过多媒体接收服务器进行接收和解压缩,然后进行回放,从而实现对每个监控点的集中监控。
     由于,银行网点是以离散方式分布的,各远端储蓄所的视频数据的传输是本系统最大的难点。目前对多媒体数据的传输大多数使用ATM光纤网络和独立的光传输设备来完成的,也有部分采用易受干扰的无限宽带网络进行传输,然而这些方式虽然都有其自身的有点,同时也有其自身的局限性。使用光纤链路能够提供每秒30帧的连续图象,但铺设光纤和购置光端设备必须大笔的投资,对于银行功能单一的监控系统,费效比太低。使用无线宽带传输,是另一种解决方法,但其对传输距离的要求和抗干扰能力差,严重限制了其使用的范围。尽管,高性能的宽带无线网络的技术已经获得了突破,但其高昂的价格使得它目前只有在军事和国家的主要广播电视台上才有用武之地。
     为了解决远程视频数据的传输的难题,公司针对市场开发了专用的视频压缩网关设备和配套的解压设备以及相关的软件系统,能够以较低的成本,实现在64K的低带宽通道上实现每秒30帧的连续视频图像的远程传输。
     由于储蓄所远离控制中心,所以应用在储蓄所的多媒体网关系统必须选用具有远程传输功能的多媒体网关系统,由于储蓄所的视频采集通路通常在4路左右,故我们选用具有远程传输功能的四路多媒体网关。来自摄像头的视频数据、来自拾音器的音频数据和各种控制信号接入位于储蓄所中的多媒体网关和硬盘录像机的各对应输入接口,硬盘录像机系统将采集到的视频、音频数据记录到硬盘上。多媒体网关系统的网络接口通过统一的传输协议、前端设备和通讯线路连接到监控控制中心的前端设备(DTU)上,然后通过位于控制中心的路由器和网络交换机接入控制中心。
控制中心和分控工作站的组成:
     由于银行系统内部通常都有一套完善的业务处理和管理网络,因此不必完全重新建立,只需要在监控中心增添部分相关网络设备即可。控制中心由多媒体接收服务器和分控工作站,以及网络交换机和路由器、前端设备(DTU)组成。通过在分控工作站上安装不同的应用软件,可以实现不同的功能。行长监控工作站的功能和监控中心分控工作站与普通的Windows工作站没有实质性的区别,就是一台运行了我们设计的多媒体接收、解压和重放软件的普通高性能微型计算机。实际上,位于局域网中的任何一台满足技术要求的网络工作站,在安装了我们的应用软件后,都可以成为监控系统的分控工作站。这样可以为银行系统节约大量的投资,最大限度的利用了银行系统已有的资源。
    在分控工作站上,监控人员可以按照自己的要求,任意查询每个监控点的任意一路监控实时视频图像和播放任意网点的录像资料,并且可以通过大型投影设备将查询到的视频图像进行播放,供分析录像现场的情况而用。
每台多媒体接收服务器可以支持最多十六路视频数据的接收,银行可以根据安装监控系统的营业网点的视频数据路数进行灵活配置。多媒体视频接收服务器可以将接收到的视频数据,输出到多媒体控制系统,取代传统的矩阵系统,实现大型电视墙的显示控制功能。
软件系统功能的扩展:
    我们已经为我们的多媒体网关配置了满足通常情况下监控系统和网络查询的所需的相关软件,但我们也可已按用户的需要提供特殊的服务和功能需求。具体的功能,将由双方在协商的基础上进行开发。
四、多媒体数字记录设备(数字录像机)介绍
     为了可靠的实现多媒体视频、音频数据的记录和网络传输,公司自行开发的远程数字视频监控录像系统是目前国内具有领先水平的DVR产品,他不但具有普通数字录像机所具有的全部功能,同时具有利用TCP/IP网络实现实时多媒体流远程传输功能。其主要包括两个大的功能模块组成,即数码录像系统和视频传送系统,现分别简介如下:
1、采用数字录像系统可以实现如下功能:
(1)支持单画面、四画面、九画面和十六画面等路图像同时预览、同时录像
(2)支持1、4、9、16、25、36等路同时声音采集
(3)支持单画面、四画面检索回放,可直接定位检索回放,查寻方便。
(4)音/视频回放保证同步
(5)可以预置工作表,针对每路图像设置多种定时工作模式,实现自动运行
(6)实现摄像机的云台、镜头、雨刷、灯光控制(P/T/Z)
(7)报警联动功能:通过打印口实现5路报警或通过报警卡实现8路以上报警,联动录像功能。
(8)特有的网络实时传输功能,实现远程实时预览,异地同步备份录像、远程控制、远程调用检索等功能。
(9)具有单帧捕获及打印功能
(10)具有多种循环录像功能:盘满循环/定时循环
(11)支持PAL和NTSC制式
(12)支持全分辨率图像(768x576PAL,640x480NTSC)实时显示
(13)声音、图像同时记录,每路图像保证25帧/秒,图像不丢帧
(14)支持放像和录像同时工作
(15)支持DAT、DVD等数据备份设备
(16)视频移动探测/报警探测器输入/输出(I/O)设定录像
(17)动态图像检测、报警录像功能
(18)具有单帧捕获及打印功能
(19)录像占用硬盘空间可在30M/小时•路——560M小时•路之间可调。典型值为:250 M/小时•路(图像质量保证)
2、技术参数
(1)压缩记录标准:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4
(2)图像分辨率:352×288(PAL 制式)、320×240(NTSC 制式)
(3)每路图像帧率:PAL—25fps、NTSC—29.97fps  (fps 为 每秒采集的帧数)
(4)图像记录码流:200Kbps—2Mbps
(5)图像占用磁盘空间:86M—520M/路•小时(典型值:250M/路•小时)
(6)预览功能:录像时可以同时多路预览
(7)声音记录:可以实现多路声音同时记录
(8)声音编码:PCM方式
(9)声音码流:64Kbps
(10)声音占用磁盘空间:30MB/路•小时
3、网络视频传输功能
     多媒体网关在提供视频录像功能的同时提供了网上视频实时传输的完整解决方案,采用MPEG编码标准,可以提供达到VCD质量的网上视频实时传输功能,能适应各种不同的网络结构,传输的信息可直接刻录成VCD格式节目。是构成低成本、高画质的多向视频会议,校园网节目传送,远程图像监控的核心部件。
4、音视频处理功能:
(1) MPEG标准音、视频实时编码。
(2) 支持多路、视频实时采集。(多卡共用方式)
(3) 支持MPEG-I复合流。
(4) 支持VCD格式视、音频合成。
5、音视频处理性能:
(1) 图像编码标准:MPEG-I(ISO/IEC11172-1复合流) MPEG-I(ISO/IEC11172-2)
(2) 音频编码标准:MPEG-I Layer2(ISO/IEC11172-3)
(3) 视频格式:CIF、QCIF.
(4) 传输存贮帧率:25fps(PAL)、30fps(NTSC)
(5) 视频码流调整范围:300kbps~1920kbps(VCD标准视频码流1150kbps)
(6) 音频码流调整范围:56kpbs~384kpbs(VCD标准音频码流224kbps)
(7) 音频采样率:44.1KHZ
6、网络传输功能:
(1) MPEG-I标准音视频实时传输。
(2) 支持一机多卡同时工作,实现多路视频实时传输。
(3) 支持网上视频双向传输。(视音频)
(4) 提供MPEG-I复合流方式,可支持VCD格式的码流传输。
(5) 传输位流率可调。
(6) 传输延迟0.5~2秒。(视不同的网络环境)
(7) 支持的传输方式:
(8)支持单播(point to point)、广播(broadcast)、组播(multicast)的传输方式。支持在单播、广播、组播方式下的接收转发。
7、网络适应能力:
     能适应各种不同拓扑结构的网络环境,可用于局域网、微波接入、光纤接入、宽带无线网等多种宽带连接介质。基于交换机和路由器的多网段、多路由、多介质的混合连接的宽带网,具有跨网段、跨路由的传输能力。
五、ATM监控系统解决方案
     ATM数字录像监控取证系统是为了满足银行系统关于自动柜员机的安全要求而设计。该系统是先进数字监控技术和银行独特应用需求的完美结合,以嵌入式为基础,具有无值守、操作简单、报警及时、回放快速等功能;同时系统有控制中心配置简单、系统独立性强、高度保密等特征。
我们认为,银行ATM视频监控报警系统应能达到如下效果:
(1)防范金融犯罪,确保合法持卡人在ATM机上正常、安全的交易。
(2)帮助ATM管理人员及时、准确地掌握ATM工作的现场情况。
(3)防范对ATM自动柜员机的破坏行为,保护银行利益。
(4)减少银行和持卡人之间的纠纷。
(5)记录使用ATM的人员图像资料,防范盗用卡现象。
(6)保护持卡人信用卡帐户安全。
(7)为突发事件提供事后分析的资料。
公司具有较强的软、硬件开发实力,目前我公司已与多家银行合作开发成功,对各种机型的ATM都能进行卡号提取。同时,在我们的技术方案中,充分考虑了确保银行数据的安全性。
(1)、录像及报警功能
系统传感器设置有:人体接近传感器、振动传感器、出钞口出钞传感器等全面探测ATM上可能发生的事件并准确将事件全过程记录下来。
(2)、联网功能
1.利用电子地图实现远程可视化管理。
2.中心远程可设置本地机的参数。
3.中心按可地点、时间、卡号、报警信号等方式接收、传输图像。
4.中心自动轮询各监控点是否正常工作。
5.采用TCP/IP网络传输或其他方式。
6.联网进行口令加密校验。
六、摄像系统选型:
    采用固定彩色摄象机(可选自动光圈镜头、自动变焦镜头);
部分摄像机采用了Exwave HADTM技术把极佳感光度和减至极低的smear levels成功结合在一起的全新技术。 Exwave HADTM 技术还包含了智能控制的数码后光补偿功能和超级自动增益控制AGCTM功能,0.03LUX令摄像机在低照度下也能产生清晰可辨的图像。再加上480电视线的高分辨率和高级自动跟踪白平衡ATWpro的色彩重现功能,令此摄像机成为现今闭路监控系统的理想选择。
七、工程实施方案:
(1)本工程实施内容包括:系统详细设计、系统管线路由设计、设备供应、线缆布放、设备安装、系统调试、系统运行开通、以及保修和售后服务
(2)工程实施计划:远程网点、本地重点部位监控、前端设备安装、远程网点监控主机安装、监控中心设备安装、远程联网、网络系统设备安装和调试、整个系统开通
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