「一起学」综合安防系统 概念及视频监控系统简

本文先针对综合安防系统做简要介绍，包括，综合安防系统的概念、包括综合安防包括哪些系统、主要标准和视频监控系统的简要介绍和基础概念普及。

如有错误还请指正。

安全防范系统概述

安全防范系统（security & protection system，SPS）在国内标准中定义为， 以维护社会公共安全为目的，运用安全防范产品和其它相关产品所构成的入侵报警系统、视频安防监控系统、出入口控制系统、BSV液晶拼接墙系统、门禁消防系统、防爆安全检查系统等;或由这些系统为子系统组合或集成的电子系统或网络。而国外则更多称其为损失预防与犯罪预防（Loss prevention & Crime prevention）。损失预防是安防产业的任务，犯罪预防是警察执法部门的职责。安全防范系统的全称为公共安全防范系统，是以保护人身财产安全、信息与通讯安全，达到损失预防与犯罪预防目的。

GB50348-2018《安全防范工程技术标准》中指出：安全防范工程的建设应将人力防范(人防)、实体防范(物防)、电子防范(技防)等手段有机结合，通过科学合理的规划、设计、施工、运行及维护，构建满足安全防范管理要求、具有相应风险防范能力的综合防控体系。

1、人防、物防、技防

安防系统分为人防、物防、技防。人防顾名思义是指人为防范，例如：小区安保人员、会场安保人员都属于人防范畴。物防是指物理防范，比如：院墙、卷帘门等。技防是指通过科技手段进行安全防范，今天我们说的AI人形分析监控系统就属于技术防范的范畴。

人力防范手段，是利用人们自身的传感器（眼，耳等感官）进行探测，发现防害或破坏安全的目标，做出反应：用声音警告、恐吓、设障、武器还击等手段来延迟或阻止危险的发生，在自身力量不足时还要发出救援信号，以期做出进一步的反应，制止危险的发生或处理已发生的危险。

物理防范的主要作用在于推迟危险的发生，为“反应”提供足够的时间。现代的实体防范，已不是单纯物质屏障的被动防范，而是越来越多地采用高科技的手段，一方面使实体屏障被破坏的可能性变小，增大延迟时间；另一方面也使实体屏障本身增加探测和反应的功能。

技术防范手段可以说是人力防范手段和实体防范手段的功能延伸和加强，是对人力防范和实体防范在技术手段上的补充和强化。它要融入人力防范和实体防范之中，使人力防范和实体防范能力在探测、延迟、反应三个基本要素中不断地增加高科技的含量，不断提高探测能力、延迟能力和反应能力，使防范手段真正起到作用，达到预期的目的。

2、安全防范三要素：探测、延迟、反应

安全防范的三要素指：探测、延迟、反应这三点。所有的安全防范都是围绕着三要素来实现其功能：

探测Detection 感知显性和隐性风险事件的发生并发出报警

延迟Delay 延长和推延风险事件发生的进程

反应Response 组织力量制止风险事件的发生所采取的快速行动。

在安全防范的三种基本手段中，要实现防范的最终目的，都要围绕探测、延迟、反应这三个基本防范要素开展工作、采取措施，以预防和阻止风险事件的发生。当然三种防范手段在实施防范的过程中，所起的作用是有所不同的。

探测、延迟和反应三个基本要素之间是相互联系、缺一不可的关系。一方面，探测要准确无误、延迟时间长短要合适，反应要迅速；另一方面，反应的总时间，应小于（至多等于）探测加延迟的总时间，即：T反应≤T探测+T延迟

3、技术防范手段主要包括的系统

我们本次主要指电子防护系统，根据GB50348-2018《安全防范工程技术标准》中的定义，电子防护系统 electronic protection system：以安全防范为目的，利用各种电子设备构成的系统。通常包括如下系统：

序号

系统名称

说明

1

入侵和紧急报警系统

利用传感器技术和电子信息技术探测非法进入或试图非法进入设防区域的行为，和由用户主动触发紧急报警装置发出报警信息、处理报警信息的电子系统

2

视频监控系统

利用视频技术探测、监视监控区域并实时显示、记录现场视频图像的电子系统

3

出入口控制系统

利用自定义符识别和(或)生物特征等模式识别技术对出入口目标进行识别，并控制出入口执行机构启闭的电子系统

4

停车库(场)安全管理系统

对人员和车辆进、出停车库(场)进行登录、监控以及人员和车辆在库(场)内的安全实现综合管理的电子系统

5

防爆安全检查系统

对人员和车辆携带、物品夹带的爆炸物、武器和(或)其他违禁品进行探测和(或)报警的电子系统

6

电子巡查（更）系统

对巡查人员的巡查路线、方式及过程进行管理和控制的电子系统

7

楼寓对讲系统

采用(可视)对讲方式确认访客，对建筑物(群)出入口进行访客控制与管理的电子系统，又称访客对讲系统

8

安全防范管理平台

对安全防范系统的各子系统及相关信息系统进行集成，实现实体防护系统、电子防护系统和人力防范资源的有机联动、信息的集中处理与共享应用、风险事件的综合研判、事件处置的指挥调度、系统和设备的统一管理与运行维护等功能的硬件和软件组合

安全防范系统设计依据

安全防范系统设计的时候需要参考的依据包括但不限于：国家标准、行业标准、地方标准、行业管理规定（特殊的行业需求不同）、相关企业的标准等等，在设计的时候我们需要根据建筑最终承载的单位来确定。

在涉及国家安全、国家秘密的特殊领域开展安全防范工程建设，应按照相关管理要求，严格安全准入机制，选用安全可控的产品设备和符合要求的专业设计、施工和服务队伍。

标准查询参考网址：

1）国家标准全文公开系统：
https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/

2）全国标准信息公共服务平台：http://std.samr.gov.cn/

视频监控系统概念和发展历程 1、视频监控系统概念和系统组成

视频安防监控系统（VSCS，video surveillance & control system ）是利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。

视频监控系统属于综合安防系统的组成部分之一，是综合安防系统的一个子系统。

视频安防监控系统一般由前端、传输、控制及显示记录四个主要部分组成。前端部分包括一台或多台摄像机以及与之配套的镜头、云台、防护罩、解码驱动器等；传输部分包括电缆或光缆，以及可能的有线/无线信号调制解调设备等；控制部分主要包括视频切换器、云台镜头控制器、操作键盘、种类控制通信接口、电源和与之配套的控制台、监视器柜等；显示记录设备主要包括监视器、录像机、多画面分割器（把几个画面按同样的比例压缩在一个监视器的屏幕上）等。

2、视频监控系统发展历程

视频监控系统截至到现在发展了四十余年时间，从最早模拟监控到数字监控再到网络视频监控，再到现在的具备AI能力的网络视频监控（智能/智慧化网络视频监控）。视频监控系统分为三大类型：模拟视频监控系统、数字视频监控系统、网络视频监控系统。

模拟视频监控系统 （电视监控系统CCTV closed-circuit television）：70-90年代，系统的视频、音频信号的采集、传输、存储均为模拟形式。其核心设备为前端摄像机与音视频切换矩阵主机。

数字视频监控系统（DVR）：1998年-2006年，系统的视频、音频信号的采集、存储主要为数字形式，质量较高。DVR （数字硬盘录像机） 是第二代多媒体监控系统的核心产品，有采用PC平台和嵌入式DVR两种流行产品。

网络视频监控系统（NVR）：2006年-2012年，网络数字视频监控就是将模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号 ，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。

智能网络视频监控系统（AI能力）：2012年-至今，在网络数字视频监控的基础上，通过深度应用AI、大数据、云计算、智能分析等技术让视频监控系统具备一定的AI能力，提供智慧化场景应用，如轨迹分析、人脸分析等等。

注：智能化网络视频监控本质上属于网络视频监控的一中，是在其基础上有更多的更智慧的应用。

3、模拟、数字、网络视频监控系统的区别

系统名称

特点

说明

模拟视频监控系统

视频采用同轴电缆线传输；

图像信息传输为模拟方式；

信息存储采用模拟方式。

传输距离有限，一般只有几百米，适合小区域部署；

模拟信号受干扰程度大，稳定性差；

后期扩展性差，存储成本高。

数字视频监控系统

依靠IT电缆作为传输介质，传输距离不再受限；

具备简单的联网功能。

存储安全性不高；

无法集中管理。

网络视频监控系统

支持有线、无线、4G/5G等多红传输方式；

支持多种存储方式；

具备统一管理的平台。

系统扩展能力强；

支持集中管理。

智能化网络视频监控系统

支持智能分析与智能处理；

众多厂家结合厂家需求衍生出多种智慧化场景应用。

网络视频监控系统+AI（大数据模型）

网络视频监控系统基本介绍和摄像机分类简述

目前市场上的视频监控系统主要是网络视频监控系统，所以接下来我们主要介绍网络视频监控系统，对于模拟不多做讲解。

1、典型的网络视频监控系统的组成 2、摄像机分类和应用说明

根据摄像机的形状、应用场景、清晰度我们可以把摄像机大致分为以下几类。

序号

分类

分类说明

1

形状

枪型摄像机、筒型摄像机、半球型摄像机、球型摄像机等。

2

应用场景

室内、室外摄像机、卡口摄像机、特种摄像机。

3

清晰度

标清摄像机（720P以下）、高清摄像机（大于720P，小于1080P）、超高清摄像机（大于1080P）。

云台介绍：云台就是由水平和竖直电机组成的安装平台，实现摄像机的上、下、左、右旋转。

3、不同类型摄像机主要应用场景（形状）

序号

摄像机类型

说明

应用场景

1

枪型

镜头可更换，方向固定

室内或者室外需要监视固定距离固定角度的情况。

2

筒型

一体化设计，在枪机的基础上加了一层保护罩，镜头不可更换。

室内或者室外需要监视固定距离固定角度的情况。

3

半球型

方向固定，体积小，隐蔽性好，一般吊装在天花板上。

室内的大厅走廊、电梯厅、电梯厢

4

球型

可远程控制其旋转方向，镜头可变焦，监控角度大。

室外，如一个点位需要轮询监控多个方向场景的情况

4、模拟摄像机和网络摄像机（IPC）的区别

模拟摄像机(Camera) 是获取监视现场图像的前端设备，它以CCD图像 传感器 为核心部件，外加同步信号产生电路、视频信号处理电路及电源等。

网络摄像机(IP Camera) 是在模拟摄像机(Camera)的基础上集成了视频压缩和网络传输处理模块DVS，兼具模拟摄像机和视频服务器的技术特点。网络摄像机只要安置在任何一个具备IP网络接口的地点即可独立运行。

一般来说一个完整的网络摄像机是由：镜头、图像传感器、声音传感器、A/D转换器、图像、声音、控制器网络服务器、外部报警、控制接口等部分组成。

视频监控系统基础概念 图像、视频制式和码率（码流）

基础概念-图像（Image）包括：

1）像素、线数。

基础概念-视频（Video）包括：

1）时间上连续的图像组成视频：Image→Video；

2）视频中的某一幅图像称为一帧（Frame）。

3）帧率（Frame Rate）FPS → 每秒的帧数

基础概念-码流（Bit Stream）包括：

1）码率（Bit Rate）bps/Bps → 对码流进行量化；

2）码率类型：定码率（CBR）、变码率（VBR）；

3）码流类型：视频流、音频流、复合流。

一般指代：将图像压缩后形成的数据量

1、基础概念 图像-像素和线数

1）像素（Pixel）

成像靶面是由许多点阵构成的，每个小圆点即为一个像素。像素越多，图像的分辨率就越高、越清晰。通常以像素每英寸PPI(pixels per inch)为单位来表示影像分辨率的大小。像素指的是摄像头的分辨率，一般用于数字摄像机。

举例：如1920H（水平）×1080V（垂直），即指代像素为200万像素。

2）分辨率（Resolution）：以每一侦视频（一幅图像）的一条水平线上的图像点（像素）和一条垂直线上的图像点（像素）的乘积，来表示摄像机视频（静止）图像的清晰度。指代视频成像产品所成图像的大小或尺寸，它的表达式为：“水平像素数*垂直像素数”。常见的图像分辨率有QCIF(176×144)、CIF(352×288)、D1(704×576)、720P(1280×720)、1080P(1920*1080)。像素越大，照片的分辨率也越大，可打印尺寸也更大。

3）分辨率大于等于720p称为高清

4）线数（TVL）：早期的摄像机（以及现在的大多数监控用摄像机）是模拟式的，以每一侦视频（一幅图像）的水平扫描线多少，来表示摄像机视频图像的清晰度。

一般是用于模拟机，线数就是“水平清晰度”，是扫描线数，数值上等于分辨率的“宽”。

举例：540线=720*540 （4：3）

720p就是720线，p代表逐行扫描720p多为16：9，所以为1280*720。

2、基本概念 视频制式

序号

视频制式

特点

主要应用的国家

1

PAL（Phase Alternating Line）

供电频率为50Hz、场频为每秒50场、帧频为每秒25帧、扫描线为625行

图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容也好

中国大陆、中国香港、德国、英国、意大利、荷兰、朝鲜

2

NTSC （National Television System Committee）

供电频率为60Hz，场频为每秒60场，帧频为每秒30帧，扫描线为525行

美国、日本、加拿大、中国台湾和韩国

3

SECAM（Sequentiel Couleur A Memoire ）

按顺序传送彩色与存储

俄罗斯、法国、东欧、埃及

3、基本概念 码流-压缩和码流

视频监控视频流示意图：

1）压缩的概念

视频监控中的视频数据有极强的相关性，有大量的冗余信息，冗余信息分为空域冗余信息和时域冗余信息。

压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉，压缩技术包括帧内压缩技术、帧间压缩技术和熵编码压缩技术。

2）压缩标准

监控中主要采用MJPEG、MPEG1/2、MPEG4(SP/ASP)、H.264/AVC等几种视频编码技术

3）码流

码流是指视频图像经过编码压缩后在单位时间内的数据流量，也叫码率，是视频编码中画面质量控制中最重要的部分。同样分辨率下，压缩比越小，视频图像的码率就越大，画面质量就越高。

不同分辨率对应不同的码率范围，通常而言，码率与图像质量成正比关系。

如果码率小于该范围，则图像质量较差，如果码率大于该范围，则显得浪费，如上图所示，所以我们一般720采用2M码流，1080P采用4M码流。

录像文件大小计算公式举例：

每小时录像文件大小（单位：M字节/小时）＝码率（Kbps）×3600秒÷8÷1024

注：1字节＝8 bit，1M＝1024K

4）帧率、分辨率和码流的关系示意图