11.1 视频监控系统
11.1.1 系统概述
1 系统定义
视频监控系统是利用视频探测技术，对监视区域进行监视、控制，并进行实时图像显示、记录现场图像的电子系统或网络
2 系统的基本组成
系统宜由前端设备、传输设备、处理／控制设备和记录／显示设备四大部分组成。
1)前端设备
前端设备包括摄像机及其配套的镜头、云台、防护罩、解码器等。
2)传输设备
传输设备包括传输电(光)缆、视频分配器、光端机、有线或无线信号调制解调设备等。
3)处理／控制设备
处理／控制设备包括视频服务器、视频矩阵切换／控制器、云台及镜头控制器、控制键盘等。
4)记录／显示设备
记录显示设备包括监视器、录像设备等。
3 系统的主要用途
视频监视系统的主要用途是了解监视目标形体变化、运动量大小等亮度强弱的明暗信息，可以实时、形象、真实地反映被监控的对象。
4 系统元件的主要用途
1)摄像机：将被摄体的光信号变成电信号，然后送入系统的传输部分进行传送。
2)镜头：把被监视目标的光像聚焦于摄像机的靶面或CCD(电荷耦合器件)传感器上，在摄像机的靶面或CCD传感器上产生被监视目标的清晰图像。
3)传输电(光)缆：将摄像机输出的视频信号传送到监控室。
4)视频分配器：将一路视频信号分配为多路输出信号，供多台监视器监视同一目标。
5)视频矩阵切换：切换控制器的作用是对系统传输的图像信号进行切换、加工。它可以对多路视频信号进行自动或手动控制，使一个监视器能监视多台摄像机信号。
6)画面分割处理器：画面分割处理器的作用是将多个摄像机送来的图像信号组成一组，传送给一台监视器，并在该监视器屏幕上分为多个画面同时显示。
7)监视器：把送来的摄像机信号重现成图像。
8)控制器：在监控室通过它，可以对系统的摄像和传输部分进行远距离遥控。
9)电动云台：用于安装摄像机，它在控制电压(云台控制器输出的电压)的作用下，做水平和垂直转动，使摄像机能在大范围内对准并摄取所需要的观察目标。
10)录像机：是电视监视系统的记录和重放装置，它可以对摄像机摄制的图像信号进行记录，并可根据需要将记录的图像进行重放。
11.1.2 系统结构分类与特点
1 系统结构分类与特点
根据对视频图像信号处理／控制方式的不同，视频监控系统结构的种类可分为简单对应模式、时序切换模式、矩阵切换模式、数字视频网络虚拟交换／切换模式。
1)简单对应模式：监视器和摄像机简单对应。
2)时序切换模式：视频输出中至少有一路可进行视频图像的时序切换。
3)矩阵切换模式：可以通过任一控制键盘，将任意一路前端视频输入信号切换到任意一路输出的监视器上，并可编制各种时序切换程序。
4)数字视频网络虚拟交换／切换模式：模拟摄像机增加数字编码功能，被称作网络摄像机，数字视频前端也可以是别的数字摄像机。数字交换传输网络可以是以太网和DDN、SDH等传输网络。数字编码设备可采用具有记录功能的DVR(数字硬盘录像机)或视频服务器，数字视频的处理、控制和记录措施可以在前端、传输和显示的任何环节实施。
2 系统元件的分类与特点
1)摄像机：按颜色划分有彩色摄像机和黑白摄像机两种；按摄像机的图像处理及输出信号可划分为模拟摄像机、网络摄像机、数字摄像机。
2)镜头：可分为定焦距镜头、变焦距镜头、广角镜头等。
①定焦距镜头用于摄取固定目标。
②变焦距镜头用于摄取大范围画面。
③广角镜头用于摄取小视距、大视角画面。
3)监视器：可分为CRT(阴极射线管监视器)、LCD(液晶监视器)、PDP(等离子体监视器)等类型。
4)录像设备：可分为数字录像设备(数字硬盘录像机)、磁带录像机。
11.1.3 产品主要技术性能
1 选用主要技术指标
视频监控电视图像质量的主观评价可采用五级损伤制评定(参见表11.1.3)。系统在正常工作条件下，图像质量应不低于4级的要求；在允许的最恶劣工作条件下或应急照明情况下，图像质量应不低于3级的要求。
表11.1.3 五级损伤制评定图像等级
2 主要技术性能要求在正常工作照明条件下系统图像质量的性能指标应符合以下规定：
1）模拟复合视频信号应符合以下规定：
视频信号输出幅度 1Vp-p±3dB VBS
实时显示黑白电视水平清晰度 ≥400TVL
实时显示彩色电视水平清晰度 ≥270TVL
回放图像中心水平清晰度 ≥220TVL
黑白电视灰度等级 ≥8
随机信噪比 ≥36dB
2)数字信号应符合以下规定：
单路画面像素数量≥352×288(CIF)
单路显示基本帧率≥25fps
11.1.4 选用要点
1 视频监控系统
视频监控系统的制式应采用与通用的电视制式一致，选用设备、部件的视频输入和输出阻抗以及电缆的特性阻抗均应为75Ω；音频设备的输入、输出阻抗宜为高阻抗。
2 摄像机
1)为确保系统总体功能和总体技术指标，摄像机选型要充分考虑监视目标的环境照度、安装条件、传输、控制和安全管理需求等因素。
2)监视目标的最低环境照度不应低于摄像机最低照度的50倍。
3)应优先选用CCD摄像机。要求彩色摄像机的水平清晰度在330TVL以上，黑白摄像机的水平清晰度在420TVL以上。
4)监视目标的环境照度不高，而要求图像清晰度较高时，宜选用黑白摄像机；监视目标的环境照度不高，且需安装彩色摄像机时，需设置附加照明装置。附加照明装置的光源光线宜避免直射摄像机镜头，以免产生晕光，并力求环境照度分布均匀，附加照明装置可由监控中心控制。
5)摄像机信噪比要求在46dB以上。
6)应根据现场环境照度变化情况，选择适合的宽动态范围的摄像机；监视目标的照度变化范围大或必须逆光摄像时，宜选用具有自动电子快门的摄像机。
7)当需要逆光安装时，应选用带背景光处理的摄像机。
8)用于室外或环境照度较低处的彩色摄像机，其最低照度应小于1lx(F／1.4)，或选用在低照度时能自动转换为黑白图像的彩色摄像机。
9)电梯轿厢内设置摄像机时，可选择针孔镜头，视频信号电缆应选用屏蔽性能好的电梯专用电缆。
10)摄像机的工作温度、湿度应适应现场气候条件的变化，必要时可采用适应环境条件的防护罩。
3 镜头
1)镜头的焦距应根据视场大小和镜头与监视目标的距离确定，并按下式计算：
式中：F——焦距（mm）；
A——像场高（mm）；
L——物距（mm）；
H——视场高（mm）。
监视视野狭长的区域，可选择长焦(望远)镜头，视角在40°以内；监视目标视距小而视角较大时，可选用广角镜头，视角在55°以上：景深大、视角范围广、且被监视目标为移动时，宜选用变焦距镜头；有隐蔽要求或特殊功能要求时，可选择针孔镜头或棱镜头。
2)监视目标照度恒定或变化较小时宜选用手动可变光圈镜头。
3)变焦镜头应满足最大距离的特写与最大视场角观察需求，并宜选用具有自动光圈、自动聚焦功能的变焦镜头。变焦镜头的变焦和聚焦响应速度应与移动目标的活动速度和云台的移动速度相适应。
4)在光照度变化较大场所(变化范围相差100倍以上)应选用自动或电动光圈镜头。
5)当有遥控要求时，可选用具有聚焦、光圈、变焦遥控功能的镜头。
6)镜头接口应与摄像机的工业接口一致。
7)镜头规格应与摄像机CCD靶面规格一致。
4 监视器
1)彩色摄像机应选用彩色监视器，黑白摄像机应选用黑白监视器，至少配置两台以上。
2)一般采用12″～25″黑白或彩色监视器，最佳视距宜在5～8倍显像管尺寸之间。
3)应选用比摄像机高一档(100TVL)清晰度的监视器。
4)在射频传输方式中，可采用电视接收机作为监视器。
5)有特殊要求时，可采用大屏幕投影、背投或电视墙等。
6)摄像机与监视器之间的配置比例应适当：系统部分摄像机配置双工多画面视频处理器时，应不大于5：1；50％以上摄像机配置双工多画面视频处理器时，应不大于9：1；全部摄像机配置双工多画面视频处理器时，应不大于16：1。
5 视频矩阵切换／控制器
1)对摄像机等前端设备的控制。
2)图像显示任意编程及手动、自动切换。
3)图像显示应具有摄像机位置编码、时间、日期等信息。
4)对图像记录设备的控制。
5)支持必要的联动控制。当报警发生时，应能对报警现场的图像或声音进行复核，并自动切换到指定的监视器上显示和自动实时录像。
6)具有视频报警功能的监视设备，应具有多路报警显示和画面定格功能，并任意设定视频警戒区。
7)视频输入接口的最低路数应留有一定的冗余量。
8)视频输出接口的最低路数应根据安全管理需求和显示、记录设备的配置数量确定。
9)应能手动或自动操作，对镜头、电动云台等的各种动作(如转向、变焦、聚焦、光圈等动作)进行遥控。
10)应能手动或自动编程切换，对所有输入视频信号在指定的监视器上进行固定或时序显示。
11)应具有配置信息存储功能，在供电中断或关机后，对所有编程设置、摄像机号、地址、时间等均可记忆，在开机或电源恢复供电后，系统应恢复正常工作。
12)应具有与外部其他系统联动的接口。当与报警控制设备联动时应能切换出相应部位摄像机的图像，并显示记录。
13)具有系统操作密码权限设置和中文菜单显示。
14)当系统有分控要求时，应根据实际情况分配控制终端如控制键盘及视频输出接口等；并根据需要确定操作权限功能。
6 录像设备
1)宜选用数字录像设备，并宜具备防篡改功能；其存储容量和回放质量应满足相关标准和管理使用要求。
2)录像机输入、输出信号，视、音频指标均应与整个系统的技术指标相适应。一个视频监控系统，至少应配备一台录像机。
3)录像设备应具有自动录像功能、报警联动实时录像功能，并可显示日期、时间及摄像机位置编码。
4)在同一系统中，对于磁带录像机和记录介质的规格应一致。
5)大容量长时间记录，又有即时分析等功能要求时，宜选用数字硬盘录像机。小容量视频监控系统也可直接以其作为控制主机。
6)数字硬盘录像应选用技术成熟、性能稳定可靠的产品，应具有同步记录与回放、宕机自动恢复等功能。对于一、二级工程中、高度风险区，每路记录速度不宜小于25帧／秒；对于其他场所，每路记录速度不宜小于6帧／秒。
7)数字硬盘录像机可根据系统功能的需要，选择摄像机控制、监视画画分割、报警联动等技术指
标。
8)数字硬盘录像机硬盘容量可根据录像质量要求、信号压缩方式、保存时间确定。
9)在录像的同时需要记录声音时，记录设备应能同步记录图像和声音，并可同步回放。
10)与入侵报警联动的摄像系统，宜单独配备相应的图像记录设备。
7 云台／支架
1)根据使用要求选用云台／支架，并与现场环境相协调
2)监视对象为固定目标时，摄像机宜配置手动云台，即万向支架。
3)监视场景范围较大时，摄像机应配置电动遥控云台．所选云台的负荷能力应大于实际负荷的1.2倍；云台的工作温度、湿度范围应满足现场环境要求。
4)云台转动停止时应具有良好的自锁性能，水平和垂直转角回差应≤1°。
5)云台的运行速度(转动角速度)和转动的角度范围，应与跟踪的移动目标相适应。
6)室内型电动云台在承受最大负载时，机械噪声声强级应≤50dB。
7)根据需要可配置快速云台或一体化遥控摄像机(含内置云台等)。
8 防护罩
1)根据使用要求选用防护罩，并应与现场环境相协调。
2)防护罩尺寸规格应与摄像机、镜头等相配套。
9 传输电缆、光缆
1)视频信号传输电缆
①应根据图像信号采用基带传输或射频传输，确定选用视频电缆或射频电缆。
②所选用电缆的防护层应适合电缆敷设方式及使用环境的要求(如气候环境、是否存在有害物质、于扰源等)。
③室内线路宜选用外导体内径7mm以下的聚氯乙烯外套同轴电缆，外导体内径5mm的聚氯乙烯外套同轴电缆最大传输距离300m，外导体内径7mm的聚氯乙烯外套同轴电缆最大传输距离500m；室外线路宜选用外导体内径7mm及以上的聚乙烯外套同轴电缆，外导体内径9mm的聚氯乙烯外套同轴电缆最大传输距离800m。
④终端机房设备间的连接线，距离较短时，宜选用外导体内径为3mm或5mm、且具有密编铜网外导体的同轴电缆。
⑤电梯轿厢的视频同轴电缆应选用电梯专用电缆。
2)5e类及以上等级4对对绞电缆最大传输距离90m。
3)光缆：
①光缆的传输模式，可依传输距离而定。长距离时宜采用单模光纤，距离较短时宜采用多模光纤。
②光缆芯线数目，应根据监视点的个数、监视点的分布情况来确定，并注意留有一定的余量。
③光缆的结构及允许的最小弯曲半径、最大抗拉力等机械参数，应满足施工条件的要求。
④光缆的保护层，应适合光缆的敷设方式及使用环境的要求。
4)控制信号电缆耐压不应低于AC250V，铜芯绝缘导线的截面积应不小于0.50mm2；穿管敷设的绝缘导线，芯线的截面积应不小于0.75mm2；多芯电缆的芯线截面积应不小于0.30 mm2。
5)电源线耐压不应低于AC500V，铜芯绝缘导线、电缆芯线的截面积应不小于1.0mm2。
10 其他选用要点
1)被监视场所照度低于所采用摄像机要求的最低照度时，应在摄像机防护罩上或附近加装辅助照明(应急照明)设施。室外安装的摄像机，宜加装对大雾透射力强的灯具。
2)应根据摄像机所安装的环境、监视要求配置适当的云台、防护罩；安装在室外的摄像机，必须加装多功能的防护罩。
3)当多个连续监视点有长时间录像要求时，宜选用多画面处理器(分割器)或数字硬盘录像机；当一路视频信号要送到多个图像显示或记录设备上时，应选用视频分配器。
11.1.5 施工安装要点
1 摄像机
1)摄像机应安装在监视目标附近不易受外界损伤的地方。摄像机镜头应避免强光直射，尽可能从光源方向对准监视目标，当需要逆光安装时，应选用带背景光处理的摄像机，同时应设法降低监视区域的明暗对比度。
2)宜优先选用定焦距、定方向的固定安装方式的摄像机，必要时可采取分区覆盖方式代替具有多功能镜头、云台的摄像机。
3)摄像机需要隐蔽时，可设置在天花板或墙壁内。电梯轿厢内设置摄像机宜安装在电梯厢门左或右侧上角。
4)摄像机安装对地高度：室内宜为2.2～5m；室外宜为3.5～10m。
2 监视器
1)在满足管理需要和保证图像质量的情况下，可进行多画面显示。多台监视器同时显示时，宜安装在显示设备柜或电视墙内，以获取较好的观察效果。
2)监视器的设置位置应使屏幕不受外界强光直射。当有不可避免的强光入射时，应采取相应避光措施。
3 监控中心
1)监控中心室内地面应防静电、光滑、平整、不起尘。
2)室内的电缆、控制线的敷设宜设置地槽；当不设置地槽时，也可敷设在电缆槽架、电缆走廊、墙上槽板内，或采用活动地板。
3)根据机架、机柜、控制台等设备的相应位置，应设置电缆槽和进线孔，槽的高度和宽度应满足敷设电缆的容量和电缆弯曲半径的要求。
4)控制台正面与墙的净距离不应小于1.2m，侧面与墙或其他设备的净距离，在主要走道不应小于1.5m，在次要走道不应小于0.8m。
5)机架背面和侧面与墙的净距离不应小于0.8m。
6)监控人员距监视器的最佳视距宜为5～8倍显像管尺寸。
4 缆线敷设
1)综合布线系统的线缆敷设应符合现行国家标准《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》GB／T50311的规定。
2)非综合布线系统室内线缆的敷设，应符合下列要求：
①无机械损伤的电(光)缆，或改、扩建工程使用的电(光)缆，可采用沿墙明敷方式。
②在新建的建筑物内或要求管线隐蔽的电(光)缆应采用暗管敷设方式。
③下列情况可采用明管配线：
a 易受外部损伤；
b 在线路路由上，其它管线和障碍物较多，不宜明敷的线路；
c 在易受电磁干扰或易燃易爆等危险场所。
④电缆和电力线平行或交叉敷设时，其间距不得小于0.3m；电力线与信号线交叉敷设时，宜成直角。
3)室外线缆的敷设，应符合现行国家标准《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198—1994中第2.3.7条的要求。
4)敷设电缆时，多芯电缆的最小弯曲半径，应大于其外径的6倍；同轴电缆的最小弯曲半径应大于其外径的15倍。
5)线缆槽敷设截面利用率不应大于60％；线缆穿管敷设截面利用率不应大于40％。
6)电缆沿支架或在线槽内敷设时应在下列各处牢固固定：
①电缆垂直排列或倾斜坡度超过45°时的每一个支架上；
②电缆水平排列或倾斜坡度不超过45°时，在每隔1～2个支架上；
③在引人接线盒及分线箱前150～300mm处。
7)明敷设的信号线路与具有强磁场、强电场的电气设备之间的净距离，宜大于1.5m，当采用屏蔽线缆或穿金属保护管或在金属封闭线槽内敷设时，宜大于0.8m。
8)线缆在沟道内敷设时，应敷设在支架上或线槽内。当线缆进入建筑物后，线缆沟道与建筑物间应隔离密封。
9)线缆穿管前应检查保护管是否畅通，管口应加护圈，防止穿管时损伤导线。
10)导线在管内或线槽内不应有接头和扭结。导线的接头应在接线盒内焊接或用端子连接。
11)同轴电缆应一线到位，中间无接头。
12)光缆敷设应符合下列规定：
①敷设光缆前，应对光纤进行检查。光纤应无断点，其衰耗值应符合设计要求。核对光缆长度，并应根据施工图的敷设长度来选配光缆。配盘时应使接头避开河沟、交通要道和其它障碍物。架空光缆的接头应设在杆旁1m以内。
②敷设光缆时，其最小弯曲半径应大于光缆外经的20倍。光缆的牵引端头应作好技术处理，可采用自动控制牵引力的牵引机进行牵引。牵引力应加在加强芯上，其牵引力不应超过150kg；牵引速度宜为10m／min；一次牵引的直线长度不宜超过1km，光纤接头的预留长度不应小于8m。
③光缆敷设后，应检查光纤有无损伤，并对光缆敷设损耗进行抽测。确认没有损伤后，再进行接续。
④光缆接续应由受过专门训练的人员操作，接续时应采用光功率计或其他仪器进行监视，使接续损耗达到最小。接续后应做好保护，并安装好光缆接头护套。
⑤在光缆的接续点和终端应作永久性标志。
⑥管道敷设光缆时，无接头的光缆在直道上敷设时应有人工逐个人孔同步牵引；预先作好接头的光缆，其接头部分不得在管道内穿行。光缆端头应用塑料胶带包扎好，并盘圈放置在托架高处。
⑦光缆敷设完毕后，宜测量通道的总损耗，并用光时域反射计观察光纤通道全程波导衰减特性曲线。
5 施工、验收的相关标准规范
1)施工做法可参见《安全防范系统设计与安装》、《智能建筑弱电工程设计与施工》图集。
2)施工安装验收规范
《智能建筑工程质量验收规范》GB 50339—2003。
《建筑电气工程施工质量验收规范》GB 50303—2002。
《安全防范系统验收规则》GA 308—2001。
11.1.6 相关标准规范
《安全防范工程技术规范》GB 50348—2004。
《视频安防监控系统工程设计规范》GB 50395—2007。
《民用建筑电气设计规范》JGJ 16—2008。
《黑白监视器通用技术条件》GB／T14858—1993。
《黑白通用型应用电视摄像机通用技术条件》GB／T16697—1996。
《应用电视摄像机云台通用技术条件》GB／T15412—1994。
《报警图像信号有线传输装置》GB／T16677—1996。
《视频安防监控数字录像设备》GB 20815—2006。
《黑白通用型应用电视摄像机测量方法》GB／T12338—1990。
《热释电电视摄像机总技术条件》GB／T15302—1994。
《热释电电视摄像机测量方法》GB／T15303—1994。
《应用电视摄像机云台通用技术条件》GB／T15412—1994。
《摄像机(PAL／SECAM／NTSC)测量方法第1部分：非广播单传感器摄像机》GB／T 15865—1995。
《微光电视摄像机总技术条件》GB／T15465—1995。
《近红外电视摄像机总技术条件》GB／T15641—1995。
《黑白通用型应用电视摄像机通用技术条件》GB／T16697—1996。
《采用数据链路协议的会议电视远端摄像机控制规程》GB／T16858—1997。
《电工术语 非广播用摄像机》GB／T 2900．67—2004。