0 引言

南京地震台 (以下简称南京台) 地处南京东郊紫金山风景区内东新村，周围自然环境优美，拥有良好办公环境。地震台站周围人烟稀少，由于工作性质需要，将地震对台站的安全防护提出了更高要求改为这就对台站的安全防护提出了更高要求。由于观念和条件限制，地震台站一直使用人工安全防护，费时费力，效果不好，而数字化监控安防系统具有快速、高效、花费小等特点，适合当前地震台安防要求。针对具有特殊安防需求的地震台站，设计一套适用于地震台站视频监控方案，对于解决当前中国地震台站安全防范问题具有重要意义 (陈飞玲等，2014)。

1 系统组成

南京台视频监控建设采用全数字化视频监控系统，前端选用智能型网络摄像机，并构建视频监控专有化网络系统。主要包括办公楼及道路的网络化视频监控，包含高速红外夜视球机及固定红外枪机等组成的网络视频监控系统。系统设8个监控点位，办公楼1楼入口安装1台红外夜视枪机，其他地方安装7台高清红外球机。南京台视频监控系统基于独立视频监控网络构建，采用星型网络结构，构建由接入层网络交换机和核心层网络交换机组成的两层网络拓扑结构。作为全数字化系统，视频数据和管理数据将通过网络进行承载，为了确保视频图像的高清晰度、高流畅度和低延时，选用高端知名品牌的网络设备，并保证网络具有充裕带宽和良好的连接性能及稳定性。

2 监控软件功能

为了便于使用和系统扩展，地震台安全防护监控软件应具备以下功能。

(1) 支持模块化网络视频监控系统。系统中采用的视频监控软件需要具备节点化、模块化部署的能力，支持构建多级别的网络视频监控系统。

(2) 高分辨率实时图像。图像分辨率采用HDMI (1920×1080)，要求清晰度高，色彩逼真，图像压缩格式符合国际标准，最高帧速能够达到25f_ps或更高。

(3) 具备智能视频分析功能。在有效积累基础业务数据的基础上，选择部分重点监控场所实施智能视频分析，包括摄像机遮挡、移动侦测、I/O联动等等，实现基于报警事件的视频管理模式。

(4) 采用C/S视频监控模式。系统应当能够支持C/S应用模式，以提高系统应用的灵活性。客户端可以采用客户端来访问系统的各项功能，实现系统的多客户访问能力，同时实现系统的平滑可扩展 (丁雷，2013)。

(5) 完善的用户管理和权限管理功能。系统应当提供高度安全可靠的集中身份认证、权限管理和审计管理。用户的帐号密码必须经过加密传输，不同的用户拥有与其角色相关联的不同权限等级，系统中的所有操作都要由系统唯一管理中心许可，并由管理系统记录和管理。只有经过授权，拥有帐号密码的用户才能浏览或控制摄像机，访问位于不同区域的摄像机需要具备不同权限，用户仅能够访问或控制其权限范围内被允许访问或控制的摄像机。

(6) 完善的控制优先权机制。系统应当具备完善的控制优先权机制，网络上的用户可以被管理员分为多个控制权限等级，当多个用户同时想控制某个摄像机时，系统规定优先级高的人可以控制，优先级低的人不能控制，但可以浏览图像。只有优先级高的用户放弃控制权后，优先级低的用户才能控制。相反，低优先级用户正在控制某摄像机时，高优先级用户可以接过控制权来控制。相同优先级的用户谁先取得控制权系统就默认由谁控制。最低优先级用户仅能看摄像机画面，任何时候都不能控制摄像机。

(7) 支持多路图像同时处理和显示。能在客户端上进行多画面模式实时显示，可以随时自由选择单画面、4画面、9画面、16画面模式，也可以同时观看1-16个摄像机的实时画面。

全部摄像机可以分成若干工作组，通过视频监控软件用户可以分别控制、切换、浏览所有摄像机的画面。在多画面模式浏览时，可对任意一路图像放大到全屏显示。根据网络带宽条件的不同以及显示画面的数量，实时显示的画面分辨率、帧速应能自动调整，如多画面显示时分辨率、帧速自动降低，单画面时再以最高分辨率最高帧速显示，以满足任何工作条件下对实时监控设备的要求。系统软件支持一个用户同时浏览多个摄像机的画面，也支持多个用户同时观看一个摄像机的画面。画面上可以显示摄像机的类型、编号、位置以及工作时间、备注等文本信息。

(8) 便于设备管理配置和实时设备状态监视。对于系统内的任何一种设备，都可以在管理中心进行配置。系统实施的时候，实施人员可以先在管理中心离线配置好所有的设备参数，一次性地对符合条件的所有设备进行设置。系统设置的过程应在后台运行，不影响用户当前的工作。

系统应当能够按照用户定义的计划对系统中的所有设备进行巡检，任何设备的当前状况都可以随时展示出来。任何设备发生的任何历史事件、日志、设备运作产生的各种对象及检索信息都应被发送到管理中心 (何忠等，2011)。

(9) 方便的摄像机控制功能。用户可以根据个人习惯选择用鼠标在监控画面中进行点击、拖放等操作直接控制摄像机上下、左右、变焦、聚焦等动作，也可以通过点击控制面板来对摄像机进行控制。摄像机控制面板界面应简单直观，使用方便。此外，用户应能够实现正常控制功能及一些特殊功能，例如：预置位调用、自动巡航等等。

(10) 强大的录像、检索和回放功能。提供计划录像、手动录像和报警录像等多种录像机制，用户可根据实际需要制订不同的录像策略。系统可对多路镜头同时录像，系统自动定时更新录像存储资料，超过一定容量的资料存储能提供额外数据备份机制。录像记录可以随时调用，并按用户需要进行快进、慢放或者正常的速度播放，可以拖动进度条选择播放。对于录像记录用户可以根据需要进行编辑、存储、删除。检索的条件可以自行定义，可以满足各种组合查询条件下 (日期、时间、通道、区域等) 的录像同步回放。可以通过视频文件附带的标记信息 (如摄像机编号、监控场所名称、日期时间等) 进行查询。支持监控图像的抓拍。

(11) 完善的事件日志功能。能在线提供用户信息，支持用户在线管理、查询系统信息、录像信息、报警信息。同时，系统对报警记录和录像事件等动作，自动记录到数据库中，管理员能够在管理工具中查询、打印用户登录信息、报警信息和录像资料信息，可以对事件发生的时间进行检索、查询、回放。

(12) 录像存储功能。监控点采用24小时连续录像方式，图像支持每秒1920×1080@25帧的实时录像能力，录像资料保存时间不少于30天，由监控中心统一进行管理维护，用户可随时登录访问其权限允许的录像资料。

3 系统实现

南京台网络视频监控系统分为接入层和核心层两层结构，其中接入层设备部署于1楼层或办公楼及围墙外区域。根据前端摄像机的分布和数量，在监控中心配置核心交换机，实现前端摄像机的视频汇集，并通过视频录像设备进行集中式录像存储 (图 1)。

监控中心采用海康威视的企业级网络视频管理平台iVMS-4200系列。iVMS-4200系列管理平台是高可靠性、高性能的网络化视频管理平台，是集成视频录像、视频显示、操作与管理、智能视频分析及认证授权在内的完整视频解决方案。实现对于整个监控系统的集中化视频存储，根据监控操作需要配置相应的视频显示控制台、工作站以及视频操作键盘等管理设备。网络视频监控系统通过1台网络NVR进行统一系统管理和数据库管理，并作为管理设备进行相应的认证服务、时间同步以及授权等工作 (许卫卫，2015)。

在监控网络中，各个区域有权限的本地用户也可配置相应客户端，访问并使用该系统的视频数据和业务数据，也可实时浏览监控画面或回放录像文件。

前端系统通过视频采集终端位置完成分组安排，利用H.264作为图像的视频压缩标准。画面分割以1/2/4/8/16的图像界面进行显示，采集终端的地点名称和显示时间可以叠加在图像上，实现各路图像全屏操作，值班人员通过监控系统画面可以实时有效全面了解台站周围及内部状况，对于提升地震台站安全性具有重要作用 (张源峰，2009)。

4 结束语

通过南京地震台视频监控系统设计，将南京地震台人工安全防护改为数字化监控安防系统，具有快速、高效、花费小等特点。同类型的地震台站可以借鉴，对于解决当前中国地震台站安全防范问题具有重要意义。