國家體育場智能化系統(tǒng)一要保障2008奧運會的出色舉辦,二要“以人為本”、個性化、符合國際慣例,三要實現(xiàn)中國特色綜合信息服務(wù)體系。它基本實現(xiàn)任何人、任何時間、任何奧運相關(guān)場所都能安全、方便、快捷、高效地獲取豐富、無語言障礙的個性化服務(wù)。
設(shè)計原則
智能化系統(tǒng)設(shè)計總體上堅持“經(jīng)濟實用、適度超前”的原則,采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的開放式結(jié)構(gòu),在保證系統(tǒng)可靠性、安全性和先進性的同時,本著經(jīng)濟、實用、合理的原則,使智能化的檔次與整體建筑水平相匹配,并具有靈活的可擴展性。
系統(tǒng)設(shè)計
國家體育場作為2008年北京奧運會的主會場,對安全防范有很高要求,奧賽期間為一級風(fēng)險建筑,按照甲級防護要求設(shè)防,并采用分層分區(qū)的嚴(yán)密防范體系。
它是一項集人防、物防、技防為一體的安全防范工程,將現(xiàn)代電子、通信、信息處理、自動控制和多媒體等高新技術(shù)及產(chǎn)品應(yīng)用于入侵報警、出入口控制、視頻安防監(jiān)控、電子巡查、防暴安全檢查等方面,以數(shù)字化閉路電視監(jiān)控為核心,通過集成將每個系統(tǒng)融為一體,構(gòu)成一個具有自動化、智能化的功能設(shè)置完善、綜合防范能力強的現(xiàn)代化安全技術(shù)防范系統(tǒng)。
系統(tǒng)對整個體育場內(nèi)實施全覆蓋監(jiān)控,及時掌握控制賽場內(nèi)各種可疑現(xiàn)象及突發(fā)事件的出現(xiàn),具有統(tǒng)一、高可靠、高安全、集成、先進、可靠、易操作性,嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn),作為一個有機的整體對體育場館進行監(jiān)控和管理。
另外,系統(tǒng)具有縱深防護的能力,防護體系由實體屏障、監(jiān)視區(qū)、防護區(qū)、禁區(qū)四部分構(gòu)成;具備防恐怖入侵、防盜竊、防搶劫、防破壞的功能,包含了針對可能發(fā)生的緊急事件而制定的預(yù)案,具有對緊急事件進行有效處理的功能和發(fā)生事件后的“取證”功能;有效地對所有通道進行科學(xué)有序的管理;利用報警系統(tǒng)對無人活動時的重點區(qū)域進行自動監(jiān)測;利用CCTV系統(tǒng)的可視手段滿足監(jiān)督管理要求及發(fā)生案件后的查證;有效地提高預(yù)防和抵抗事故、災(zāi)害的發(fā)生,加強防御控制的能力;提高工作效率、綜合利用保安人員和安全防范工程為體育場館安全服務(wù)(如可作為消防系統(tǒng)的火災(zāi)復(fù)核確認及其指揮、調(diào)度、疏散的管理手段等),這些也是安防系統(tǒng)建設(shè)的總要求。
設(shè)計思想
國家體育場的安防設(shè)計指導(dǎo)思想是“中心管理,功能分區(qū),系統(tǒng)分層”。
所有的安防系統(tǒng)都基于中心控制平臺進行管理,這是安防系統(tǒng)發(fā)展的趨勢,也是最適合國家體育場安防系統(tǒng)的管理方式。中心管理控制平臺首先是對各系統(tǒng)的信息進行收集、匯總,掌握現(xiàn)場情況,由控制中心人員對緊急情況進行處理,合理分配資源,進行處理。系統(tǒng)的核心是“中心管理”。
比賽場館一般可以分為觀眾區(qū)、比賽區(qū)、休息區(qū)、媒體區(qū)、主席臺等部分,由于防護主體不完全一樣,防護環(huán)境不同,因此采用的技術(shù)手段和防護措施也不同。根據(jù)不同的區(qū)域要求不同,安防系統(tǒng)防范采用“功能分區(qū)”是最合理的辦法。 [nextpage]
“系統(tǒng)分層”是指中心安防平臺作為安防最高層,能協(xié)調(diào)工作,而各子系統(tǒng)作為下一層,完全能保持系統(tǒng)的獨立性,在安防中心不干涉的條件下能自成系統(tǒng)工作。事實上,這對于安防系統(tǒng)也是必要的,它最大程度保持系統(tǒng)的安全,使之處于一個高效安全的狀態(tài)。
功能規(guī)劃
安防系統(tǒng)是為了保證人員的安全,在奧運會期間,可以把人員分為以下幾類:運動員,觀眾,比賽工作人員,新聞媒體工作人員,奧組委官員及贊助商代表,VIP重要人物。
另外,在安防系統(tǒng)的設(shè)計中也需要考慮材料的節(jié)約,減少不必要的浪費,對設(shè)備合理進行分配,減少一次性使用設(shè)備的投入,同時充分考慮系統(tǒng)的擴展和可持續(xù)發(fā)展問題。
對于本項目視頻監(jiān)控、門禁、防盜、在線巡更系統(tǒng)的設(shè)計,基本設(shè)計宗旨是全景考慮,以人為本,隔離防護。全局考慮是指針對建筑安防管理的需求,綜合技術(shù)、成本、集成、施工、管理、維護等各方面因素,提出性價比最優(yōu)的系統(tǒng)解決方案。
而根據(jù)國家體育場的設(shè)計規(guī)劃,安全防范系統(tǒng)的子系統(tǒng)包括:視頻安防監(jiān)控、入侵報警、周界防范、緊急求助、出入口控制、電子巡查、停車場管理、防暴安全檢查、“一卡通”系統(tǒng),以及安全防范系統(tǒng)集成平臺。以下,主要對視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)作著重介紹。
視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)
閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)由前端設(shè)備、傳輸交換系統(tǒng)、管理服務(wù)器、工作站、控制設(shè)備、顯示設(shè)備、輸出設(shè)備、視頻記錄設(shè)備、相關(guān)軟件和其他輔助設(shè)備等組成。它們可以完成對現(xiàn)場圖像信號的采集、切換、控制和記錄,滿足控制區(qū)域覆蓋嚴(yán)密、監(jiān)視圖像清晰、運行可靠、操作簡單、維護便利的要求。
用于閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)屬專用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),其布線和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同國家體育場的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)物理分開。此網(wǎng)絡(luò)采用基于IP應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu),由核心層和接入層兩級構(gòu)架組成。核心層配置兩臺核心交換機,采用以太網(wǎng)技術(shù)互聯(lián)。接入層交換機則通過兩條千兆光纖鏈路與兩臺核心交換機相連。服務(wù)器、工作站等設(shè)備直接與核心交換機相連。
奧賽期間,第四層將設(shè)置為臨時現(xiàn)場安保指揮室,作為公安部門臨時指揮場所,永久安防控制室作為它的輔助與補充。0層中央控制管理室與第四層的安保指揮室實現(xiàn)信息雙向交流互通,滿足賽時的使用要求。
系統(tǒng)采用獨立專網(wǎng)或?qū)>€傳輸各類信息,并包含必要的有線、無線轉(zhuǎn)接裝置,形成以有線傳輸為主、無線傳輸為輔的傳輸系統(tǒng),在控制層與管理層通訊中斷的條件下,不影響現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備的正常動作。
系統(tǒng)設(shè)計要具有一定的冗余性,以利于系統(tǒng)擴展時對功能和容量的要求,符合國家體育場可能進行的擴展要求(見圖1)。
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核心技術(shù)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)歷來是安防系統(tǒng)的核心部分,視頻監(jiān)控數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)就是壓縮方式,我們采用MPEG的第4個版本——MPEG-4。它發(fā)布于1998年,采用了物件的觀念,即壓縮之前先將影片中各個主要物件區(qū)分開來。MPEG-4的壓縮率可以超過100倍,而仍然保有極佳的音質(zhì)和畫質(zhì),可用最少的數(shù)據(jù)獲得最佳的圖像質(zhì)量,滿足了低碼率應(yīng)用的需求。另外,它還把提高多媒體系統(tǒng)的交互性和靈活性作為一項重要的目標(biāo),更適合于交互式AV服務(wù)以及遠程監(jiān)控。在奧運場館監(jiān)控系統(tǒng)中,MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)實際上具有廣泛的適應(yīng)性和可擴展性。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與配置
根據(jù)招標(biāo)文件的具體需求,國家體育場的安保系統(tǒng)必須具有標(biāo)準(zhǔn)化、穩(wěn)定性、可靠性、擴展性、經(jīng)濟性、兼容性等特點。系統(tǒng)既可以滿足安防管理需要,也可以滿足多個安全管理部門共享現(xiàn)場視頻信息的管理需要。于是,基于節(jié)約成本/方便預(yù)留及便于集成的綜合考慮,我們采用數(shù)字視頻管理系統(tǒng)來構(gòu)建本視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
該系統(tǒng)很好地支持預(yù)留設(shè)施的擴展,全數(shù)字結(jié)構(gòu)可以輕松地在需要時通過增設(shè)數(shù)字視頻IP編碼設(shè)備來整合增加的視頻信號,通過簡單的軟件設(shè)置就可以真正地把永久設(shè)施和臨時設(shè)施整合為一個整體,以最快捷最簡便的方式來管理、配置和控制所有的視頻。通過使用最先進的IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù),并配合其他數(shù)字視頻產(chǎn)品使用,使用戶的安全工作開展更有效率,并節(jié)約了人力和物力,提高保安員所能發(fā)揮的作用。
攝像機
根據(jù)應(yīng)用場所的不同,選擇不同的類型和指標(biāo)來滿足具體的需要,因此,快速球型攝像機必須充分保證大場景的精確監(jiān)視需求;室外型另配有加熱器和散熱風(fēng)扇,以適應(yīng)北京四季溫差較大的需要。對于帶云臺的攝像機,我們統(tǒng)一都采用快速球形攝像機,實現(xiàn)了云臺、解碼器、鏡頭、護罩和攝像機的一體化,更適合在工程中應(yīng)用。
編解碼器
采用數(shù)字視頻編碼器,可以連接4路攝像機,且每路視頻均具有獨立的IP地址。 另外,本系統(tǒng)所采用的控制中心的解碼器和前端解碼器,提供了一個完美的途徑來建立一個數(shù)字化的安防網(wǎng)絡(luò),而不需要更換所有的模擬設(shè)備。它內(nèi)置MPEG-4壓縮技術(shù),可在任何10/100BaseT以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上傳送高質(zhì)量的視頻、同步的音頻以及數(shù)據(jù),可以把模擬攝像機、監(jiān)視器和鍵盤連接到網(wǎng)絡(luò)上。
其它的外圍設(shè)備也可以連接到該解碼器上用于增強功能。例如,報警設(shè)備、音頻輸入和輸出、RS-485設(shè)備以及串行數(shù)據(jù)線路都可以與之連接,并且,采用內(nèi)置式串行端口可從聯(lián)網(wǎng)的PC機上或者與其連接的鍵盤上控制PTZ攝像機等。
交換機
視頻專用網(wǎng)絡(luò)在每個弱電豎井提供交換機,供編碼器接入,交換機提供10M/100M自適應(yīng)端口,選用設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備為同一品牌的相同系列。端口數(shù)量是接入攝像機數(shù)量的110%,即系統(tǒng)考慮10%的冗余;弱電豎井的交換機通過光纖連接到控制中心的核心交換機上;在控制中心相應(yīng)配置接入層交換機,實現(xiàn)管理服務(wù)器和其它服務(wù)器的接入,整個安防網(wǎng)絡(luò)形成一個獨立運行、獨立管理的網(wǎng)絡(luò)。 [nextpage]
圖像監(jiān)視
系統(tǒng)的視頻圖像顯示方式主要由兩種方式:數(shù)字和模擬顯示。
用戶通過客戶端或其它網(wǎng)絡(luò)終端,利用連接到桌面的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)并瀏覽,完全基于網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)字化顯示,還可以實現(xiàn)對圖像的檢索、回放等功能。
另外,系統(tǒng)也可以通過數(shù)字編解碼器對網(wǎng)絡(luò)上的視頻數(shù)據(jù)進行解碼,然后接到模擬監(jiān)視器上實現(xiàn)電視墻監(jiān)視。而在系統(tǒng)的控制中心同時配有管理工作站、模擬電視墻和DLP顯示,操作員可以根據(jù)需要靈活地對現(xiàn)場狀況進行監(jiān)控。
視頻圖像虛擬矩陣控制
本系統(tǒng)采用兩臺視頻管理服務(wù)器,一備一用,對視頻進行管理,實現(xiàn)整個視頻圖像的切換。系統(tǒng)接入的所有視頻的控制可通過數(shù)字視頻管理軟件,由網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器或客戶端來實現(xiàn),即視頻圖像虛擬矩陣控制。
該軟件由兩個基本的子系統(tǒng),即服務(wù)器軟件模塊和工作站軟件應(yīng)用程序,此外還有軟件開發(fā)包SDK組成。整個視頻監(jiān)控解決方案支持從一臺到數(shù)百臺的攝像機容量,并支持一個個單體的數(shù)量增加。
服務(wù)器軟件模塊可以被安裝在多臺服務(wù)器上,可對在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上傳輸?shù)奈募M行分配管理,系統(tǒng)對于服務(wù)器或PC沒有數(shù)量限制,正是安裝了管理子系統(tǒng)的服務(wù)器或PC形成了分布式文檔管理系統(tǒng)。
工作站軟件應(yīng)用程序則由系統(tǒng)配置工具、視頻圖像瀏覽器、文件播放器、網(wǎng)絡(luò)視頻圖像瀏覽器、移動實時瀏覽器和一個事件報告生成器組成。
通過這兩個基本管理子系統(tǒng),再結(jié)合數(shù)字編解碼設(shè)備即可實現(xiàn)對視頻流安全高速傳輸?shù)目刂?。另外,軟件開發(fā)包SDK可以在第三方的應(yīng)用程序內(nèi)嵌入監(jiān)控和存檔播放應(yīng)用程序等。
系統(tǒng)存儲
本系統(tǒng)采用兩種存儲方式:本地存儲和中央存儲。
除了本地存儲之外,系統(tǒng)也可以通過SAN或NAS方式實現(xiàn)集中存儲功能。NAS與SAN是新型數(shù)據(jù)存儲模式中的兩個主要發(fā)展方向。當(dāng)要求給許多客戶提供文件共享的接入時,NAS一般來說是可選的方法。與SAN相比,NAS 技術(shù)是相對成熟的。盡管有一些SAN文件共享解決方案存在,但它們一般是針對特定的要求,多個服務(wù)器要求高速接入通過私有的輕量級協(xié)議來實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)。
根據(jù)標(biāo)書要求,視頻系統(tǒng)兼有視頻服務(wù)器的本地存儲和NAS方式進行視頻的集中存儲,以滿足項目對于視頻數(shù)據(jù)存儲的需要。中央存儲的空間為10TB。兩種存儲方式的組合,可以有效提高系統(tǒng)的冗余,減少網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流量,保證系統(tǒng)的正常運行和事件處理能力。
系統(tǒng)功能
該數(shù)字視頻管理軟件解決了由幾百臺攝像機組成的安防網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控和維護問題,可以提供集中或遠程監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)攝像機需要的所有工具和重要實時信息,尤其適用于多中心和多攝像機需求的應(yīng)用場合,具有多種功能: [nextpage]
·易于安裝和配置,可以自動檢測到網(wǎng)絡(luò)上的攝像機并通過簡單配置來進行控制,而且,其操作均采用Windows“點擊”的方式來進行,無需特別的培訓(xùn)就可以直接使用;
·可以讓保安員在任何地點對攝像機的監(jiān)視和控制更加容易,它實時的顯示和配置工作站軟件可以提供遠程的配置和瀏覽工具,支持小到32達到1000臺以上的不同攝像機數(shù)量的系統(tǒng)規(guī)模;
·具備虛擬矩陣功能,根據(jù)報警系統(tǒng)的信號和實時事件的觸發(fā)對數(shù)字視頻碼流進行路由;
·定制化滿足用戶的具體需求,開放式的結(jié)構(gòu)能和門禁、樓控等系統(tǒng)集成,支持多達20種PTZ控制協(xié)議,且內(nèi)置有對于主要門禁系統(tǒng)集成的支持插件;
·視頻存儲功能為數(shù)字硬盤機的存儲提供補充和備份,通過增加基于網(wǎng)絡(luò)和PC的存儲系統(tǒng),其特殊的安全保護和壓縮技術(shù)使記錄的數(shù)據(jù)可以為法庭作證所接收(系統(tǒng)典型界面可參見圖2)。