水利系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控解決方案

一、前言
視頻監(jiān)控系統(tǒng)是安全防范技術(shù)體系中的一個重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強的綜合系統(tǒng)，它可以通過攝像機及其輔助設(shè)備（鏡頭等）直接觀看被監(jiān)視場所的情況，一目了然，同時它可以把被監(jiān)視場所的圖像全部或部分的記錄下來，這樣就為日后對某些事件的處理提供了方便條件及重要依據(jù)，同時電視監(jiān)控系統(tǒng)還可以與防盜報警等其他安全技術(shù)防范體系聯(lián)動運行，使防范能力更加強大，能及時發(fā)現(xiàn)事故和事件的隱患，預(yù)防破壞和避免造成不好影響 。
二、項目概述 
隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，水利工程在國民經(jīng)濟中所起的作用越來越大，防汛更是直接影響國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重要方面。防汛大壩集中監(jiān)控系統(tǒng)，真正體現(xiàn)防汛的現(xiàn)代化管理，智能化操作。預(yù)警防汛大壩水位情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策和減少洪水帶來損失爭取了寶貴的時間，有效保障人民生命財產(chǎn)的安全。
本項目是針對三個水庫及相對應(yīng)的河道，閘門的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要監(jiān)控水庫蓄水水位情況，大壩的安全情況，水庫周邊的環(huán)境及輔助設(shè)施情況，閘機的開合情況，以及河道的水流、水面清潔情況等，所有的這些視頻圖像都需要傳輸?shù)礁鱾€水庫監(jiān)測站的監(jiān)控室，由專門的值班人員進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題，及時處理或上報；在監(jiān)視的同時，還需要所有的視頻資料實時存儲，并且保存不低于一個月的錄像資料，此外硬盤錄像機還需要支持網(wǎng)絡(luò)功能，可以通過網(wǎng)絡(luò)將所有的視頻上傳到水利局網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，以便監(jiān)控中心相關(guān)部門可以隨時監(jiān)看各個水庫的各個圖像，或者隨時調(diào)閱各個水庫監(jiān)測站以前的錄像資料，在線回放或下載。
北京欣智恒公司根據(jù)以往水利項目和水利行業(yè)的特點，對于水庫、河道等重要設(shè)施的監(jiān)控項目，往往涉及的地理范圍比較廣，監(jiān)控點比較分散，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控用戶又比較多，各個水利部門需要層層監(jiān)管，而且對于大規(guī)模的監(jiān)控項目對系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求比較高，需要盡量減少日后的設(shè)備維護(hù)工作，為此，我公司專門針對此項水利設(shè)施監(jiān)控項目設(shè)計了一套基于Kingvee（安創(chuàng)）系列產(chǎn)品的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方案。

三、系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖片1

四、設(shè)計原則和依據(jù)
4.1、設(shè)計原則
此水利設(shè)施網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計遵循先進(jìn)性、可靠性、安全性、可擴充性、規(guī)范性等原則，并具體體現(xiàn)為：
    a、 先進(jìn)性：
    在投資費用許可的情況下，系統(tǒng)采用當(dāng)今先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，一方面能反映系統(tǒng)所具有的先進(jìn)水平，另一方面又使系統(tǒng)具有強大的發(fā)展?jié)摿?，以便該系統(tǒng)在盡可能的時間內(nèi)與社會發(fā)展相適應(yīng)。
    b、 可靠性：
    系統(tǒng)最重要的就是可靠性，系統(tǒng)一旦癱瘓的后果將是難以想象的，因此系統(tǒng)必須可靠地、能連續(xù)地運行，系統(tǒng)設(shè)計時在成本接受的條件下，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、設(shè)備選擇、產(chǎn)品供應(yīng)商的技術(shù)服務(wù)及維修響應(yīng)能力等各方面均應(yīng)嚴(yán)格要求，使得故障發(fā)生的可能性盡可能少。即便是出現(xiàn)故障時，影響面也要盡可能小。
    c、 安全性：
    對于安全防范系統(tǒng)，其本身的安全性能不可忽視，系統(tǒng)設(shè)計時，必須采取多種手段防止本系統(tǒng)各種形式與途徑的非法破壞。
    d、 可擴充性：
    系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)充分考慮今后的發(fā)展需要，系統(tǒng)應(yīng)具有預(yù)備容量的擴充與升級換代的可能。
    e、 規(guī)范性：
    由于本系統(tǒng)是一個嚴(yán)格的綜合性系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設(shè)計與施工過程中應(yīng)參考各方面的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，嚴(yán)格遵從各項技術(shù)規(guī)定，做好系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計與施工。
    一切應(yīng)從實際出發(fā)，使智能系統(tǒng)具有較高的實用效能。這也是智能建筑在當(dāng)今之所以能迅速興起并發(fā)展的關(guān)鍵所在。
4.2、設(shè)計依據(jù)
本方案設(shè)計根據(jù)甲方常規(guī)要求，并遵循以下國家相關(guān)部門制定的設(shè)計規(guī)范要求。主要包括：
    ① JGJ/T16-92《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》
    ② GB/T50314-2000《智能建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》
    ③ GB50174-93《電子計算機機房設(shè)計規(guī)范》
    ④ GB50057-94《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》
    ⑤ GBJ232-92《電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)范》
    ⑥ GB4943-95《信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全》
    ⑦ GB/T75-94《安全技術(shù)防范規(guī)范工程技術(shù)規(guī)范》
    ⑧ GB50198-94《民用閉路電視監(jiān)控電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
    ⑨ 客戶對閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求
五、設(shè)計方案
經(jīng)過對項目的需求進(jìn)行分析，結(jié)合現(xiàn)場的實際情況，本套網(wǎng)絡(luò)視頻集中監(jiān)控系統(tǒng)大體可分為以下幾個部分：前端視頻采集部分、傳輸部分、防雷部分、本地存儲控制部分以及網(wǎng)絡(luò)視頻的遠(yuǎn)程傳輸部分。
5.1、視頻采集部分
視頻采集部分是電視監(jiān)控系統(tǒng)的前沿部分，它布置在被監(jiān)視場所的某一位置上，使其視場角能覆蓋整個被監(jiān)視的各個部位。有時，被監(jiān)視場所面積較大，為了節(jié)省攝像機所用的數(shù)量、簡化傳輸系統(tǒng)及控制與顯示系統(tǒng)，在攝像機上加裝適當(dāng)?shù)溺R頭，使攝像機所能觀察的場景更清楚。
針對此項目的實際情況，所有的前端攝像機均選用索尼的36倍電動變焦一體攝像機（SSC-ET365P），配安創(chuàng)的室外重型云臺（AC-Y6050D）、野外型云臺解碼（AC-F2108G）、全天候室外防護(hù)罩（AC-Y4712SFHW）、重型云臺支架（AC-Y6012），可以達(dá)到全天候，全方位，24小時實時監(jiān)控，為了滿足現(xiàn)場晚上的監(jiān)看效果，擬定在每個攝像機防護(hù)罩的上方安裝一只1000W的射燈，這樣在晚上射燈就可以隨車攝像機的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，從而能夠清楚的看到現(xiàn)場的圖像，不但可以在各個水庫監(jiān)測站的監(jiān)控室可以對本轄區(qū)的射燈進(jìn)行開關(guān)控制，在水利局的監(jiān)控中心，以及在網(wǎng)絡(luò)是任意一個經(jīng)過授權(quán)的合法用戶，也能隨時控制各個點的射燈開關(guān)，方便各級用戶管理。
經(jīng)過現(xiàn)場勘測，擬定每個水庫安裝8組攝像頭，分別對水庫蓄水位、大壩、大壩周邊、閘口以及河道的情況進(jìn)行實時監(jiān)控，由于現(xiàn)場沒有安裝條件，故所有的攝像機都需要立桿安裝。
總之，前端的各個攝像機就像整個系統(tǒng)的眼睛一樣，把它監(jiān)視的內(nèi)容變?yōu)閳D像信號，傳送給監(jiān)控室的監(jiān)視器上，將個點的前端畫面呈現(xiàn)線值班人員眼前。
5.2、前端防雷接地部分 
由于水庫群山環(huán)繞，地處空曠，水汽比較重，因此需要特別注重前端設(shè)備的防雷。避免給監(jiān)控設(shè)備帶來安全隱患。所有攝像機、云臺、解碼器的電源和信號線路必須按《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》GB50057 的要求連接相應(yīng)的浪涌保護(hù)器，所有上述設(shè)備必須進(jìn)行接地，接地電阻要求小于10Ω。
針對此工程項目的具體情況下，每路視頻都安裝一套防雷保護(hù)器，在此選用安創(chuàng)的視頻電源控制三合一防雷保護(hù)器，型號為AC-F2203。
5.3、傳輸部分
傳輸部分就是系統(tǒng)圖像信號的傳輸通道。目前電視監(jiān)控系統(tǒng)多半采用視頻基帶（同軸電纜）傳輸方式。如果在攝像機距離控制中心較遠(yuǎn)的情況下，也有采用雙絞線傳輸或光纖傳輸方式。
本套系統(tǒng)為水庫及閘口、河道的監(jiān)控項目，各個前端攝像機距離水庫監(jiān)測站的監(jiān)控室比較遠(yuǎn)，而且各個前端攝像機位置比較分散，采用同軸電纜傳輸，不能保證圖像質(zhì)量，因此選用適合于遠(yuǎn)距離，高質(zhì)量圖像傳輸?shù)墓饫w配合光端機進(jìn)行各路視頻信號的傳輸，對圖像信號的傳輸重點要求在圖像信號經(jīng)過傳輸系統(tǒng)后，不產(chǎn)生明顯的噪聲、失真，保證原始圖像信號的清晰度和灰度等級沒有明顯下降等。在此選用4芯單模光纖穿管地埋敷設(shè)。
為了節(jié)省設(shè)備供電部分的成本，所有的前端設(shè)備采取就近取電，即在每個攝像機附近直接采集220V給云臺解碼器供電，再有解碼器輸出12V和24V給攝像機、云臺、防護(hù)罩等供電。所有的供電線纜均采用RVV2*1.52的電源線。
光端機到解碼器的控制信號采用RVVP2*0.752的線纜進(jìn)行傳輸。
5.4、本地存儲控制部分
在各個水庫監(jiān)測站的監(jiān)控室安裝一臺安創(chuàng)的8路嵌入式硬盤錄像機(AC-IET2108Q)，來顯示和保存本地水庫及周邊的各路圖像，根據(jù)對錄像資料保存時間的需求配備相應(yīng)容量的硬盤,并且可以通過硬盤錄像機配套的控制鍵盤（AC-2816KB）來控制各路云臺的上下左右以及鏡頭的變焦變倍等。
在本套監(jiān)控管理系統(tǒng)中，本地的硬盤錄像機主要負(fù)責(zé)對監(jiān)控信息的采集、存儲、傳輸，并具備本地監(jiān)視（前端運行狀態(tài)監(jiān)視、日志）功能。
自動化運行：
系統(tǒng)可以在用戶登錄操作系統(tǒng)前自動運行，即本地的硬盤錄像機使用單位人員只需要開啟錄像主機電源而不需要其它操作，便可自動進(jìn)入軟件界面，并顯示視頻，啟動錄像，但鍵盤和軟件都處于鎖定狀態(tài)，避免無關(guān)人員的誤操作，如果需要對本地硬盤錄像機進(jìn)行操作時，以相應(yīng)權(quán)限的系統(tǒng)用戶登錄，此時，登錄時間及各項操作都將記錄在系統(tǒng)日志中，供日后需要的時候查詢。
監(jiān)控信息采集：
監(jiān)控信息包括：視頻、音頻、各類聯(lián)動報警信息。
視頻音頻監(jiān)控信息的采集可實現(xiàn)腳本化，即按照從中心取回的運行腳本來執(zhí)行采集任務(wù)。腳本內(nèi)容包括：每個通道的采集起止時間，是否啟用移動偵測、傳感器聯(lián)動錄像，每通道的亮度、對比度、飽和度、色調(diào)、聲音等采集參數(shù)，是否水印疊加、是否局部遮蔽等等。
監(jiān)控信息存儲
監(jiān)控信息存儲在本地計算機硬盤上，存儲標(biāo)示以存儲時間命名，便于查詢檢索，存儲長度以分鐘定義，默認(rèn)為60分鐘。
監(jiān)控信息以循環(huán)覆蓋方式存儲，無需人為干預(yù)，當(dāng)磁盤存滿后自動覆蓋最早的錄像資料。
運行監(jiān)測功能
硬盤錄像機的運行監(jiān)測功能分為三類：
1) 運行日志。自動記錄前端的運行、啟動情況、監(jiān)控信息采集情況、傳輸情況等信息，形成運行日志；此功能在其他前端功能運行前就應(yīng)自動運行。
2) 運行監(jiān)視。作為一般應(yīng)用程序，運行后，可以在前端DVR顯示器上顯示系統(tǒng)運行狀態(tài)（如當(dāng)前時間、已運行時間等）、各個通道狀態(tài)（如通道名稱、時間、實時畫面、是否錄像等）、各類報警信息狀態(tài)（如報警探頭工作狀態(tài)、采集到的數(shù)據(jù)等）等等。
3) 操作日志。前端程序運行后，經(jīng)授權(quán)人員的登錄信息和操作信息等都能產(chǎn)生日志，以供日后查詢。
5.5、網(wǎng)絡(luò)視頻遠(yuǎn)程傳輸部分
本套系統(tǒng)在本地監(jiān)看錄像的同時，它還支持視頻的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)傳，將本地的所有視頻上傳到水利局監(jiān)控中心，方便水利部門的各層管理人員通過網(wǎng)絡(luò)以合法的身份隨時隨地訪問本地的網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像主機，觀看實時畫面。具有相應(yīng)權(quán)限的還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制管理，在線回放以及下載之前的視頻資料等，采用先進(jìn)的現(xiàn)代化高效率管理手段，使得經(jīng)營狀況越來越好。
為了方便對各個水庫的所有前端視頻信號進(jìn)行統(tǒng)一管理，因此需要在水利局監(jiān)控中心內(nèi)設(shè)置一臺管理服務(wù)器，對各前端硬盤錄像主機進(jìn)行管理，遠(yuǎn)程設(shè)置等；一臺流媒體轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，用于負(fù)責(zé)將所有的前端視頻信號轉(zhuǎn)發(fā)給其他客戶端主機；一臺存儲服務(wù)器，用于重要圖像的異地備份存儲；一臺16路數(shù)字矩陣主機，用于將前端的重要畫面實時或切換顯示到有16臺監(jiān)視器組成的電視墻上。還有幾臺客戶端主機，安裝客戶端管理軟件，用于通過各臺PC機實時或切換顯示全部或重要畫面。它主要具有一下功能：
監(jiān)控方式
以中心端監(jiān)控用戶的監(jiān)控行為劃分：
ü 主動監(jiān)控。日間工作時間以值班人員主動監(jiān)控為主，值班人員可以自己編組設(shè)置輪巡監(jiān)控，也可以手動選擇監(jiān)控。
ü 被動監(jiān)控。即系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)置的移動偵測參數(shù)、報警器、探頭聯(lián)動報警參數(shù)，當(dāng)有情況發(fā)生時，主動彈出提示信息，視頻監(jiān)控主動彈出監(jiān)控畫面。
音視頻監(jiān)控
音視頻監(jiān)控功能為日常值班所主要使用的功能，其操作界面為經(jīng)常使用界面，界面的上要將日常音頻、視頻監(jiān)控工作的主要功能集成在一起。音視頻監(jiān)控主要在PC上操作，畫面顯示主要以PC顯示器為主，可選擇在電視墻或大屏幕上同步顯示。
主操作界面、功能包括：
ü 可以以文字形式、樹形結(jié)構(gòu)選擇瀏覽的監(jiān)控通道，也可以以電子地圖形式選擇監(jiān)控通道。
ü 輪巡監(jiān)控。每個監(jiān)控值班用戶可以為自己編排多個輪巡監(jiān)控編組，預(yù)設(shè)輪巡編組可以保存。
ü 支持1-25畫面分割、畫面組合、全屏顯示，每個畫面下方可以顯示其在屏幕上的順序號。
ü 每個通道畫面可以單獨進(jìn)行畫面大小、圖像質(zhì)量、亮度、對比度、飽和度、色調(diào)等參數(shù)的調(diào)整，調(diào)整后還能夠選擇是否保存以備將來使用。
ü 通道信息提示。在每個通道下方顯示通道名稱及所屬前端主機名稱，顯示當(dāng)前監(jiān)視畫面是實時監(jiān)控還是遠(yuǎn)程回放。
ü 在通道畫面可以方便的調(diào)閱前端設(shè)備的輔助信息。
ü 能夠?qū)ΡO(jiān)看的畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程錄像、選擇下載和抓拍。遠(yuǎn)程錄像和下載的資料將保存到中心重點監(jiān)控信息的存儲設(shè)備中。
ü 監(jiān)視到重要信息時，可以選擇即時回放錄像資料和遠(yuǎn)程錄像。
ü 回放可以在監(jiān)控界面中操作，也可以在專用窗口操作。
ü 支持值班用戶退出時自動狀態(tài)保存，下次登錄進(jìn)系統(tǒng)后恢復(fù)至上次退出時的工作狀況。
音視頻轉(zhuǎn)發(fā)功能
當(dāng)多個用戶瀏覽同一通道時，使用流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，實現(xiàn)一人請求，多人同時瀏覽、共享信息，從而可以提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。
重點監(jiān)控信息管理
重點監(jiān)控信息是系統(tǒng)使用中發(fā)現(xiàn)的在安全、管理、柜員合規(guī)性、服務(wù)環(huán)境等方面的重點事件的監(jiān)控資料可以臨時備份在控制中心，以備日后查詢。一組重點監(jiān)控信息的要素包括：發(fā)生時間、地點，對應(yīng)的節(jié)點、通道，相關(guān)的視頻音頻數(shù)據(jù)，存儲時間等。
日志管理
系統(tǒng)應(yīng)能夠提供所有的事件信息日志，管理員可以按照日志進(jìn)行查詢、檢索、聯(lián)動。日志分為用戶操作日志、用戶登錄日志和報警日志三類。日志信息不能隨意刪除，刪除需要由超級用戶或管理員操作。每類日志信息的記錄內(nèi)容要描述詳細(xì)、要素齊全、分類充分，便以日后查詢方便。日志信息的可以根據(jù)需要導(dǎo)出和備份，已導(dǎo)出或備份的日志信息可以通過文本方式瀏覽查看，而不需重新導(dǎo)入和恢復(fù)。
用戶分控端管理
用戶分控指的是系統(tǒng)用戶通過系統(tǒng)管理員授權(quán)后，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控、監(jiān)控資料查詢、監(jiān)控資料處置等簡單功能操作。
遠(yuǎn)程控制功能
在任意網(wǎng)絡(luò)終端，經(jīng)過授權(quán)的網(wǎng)絡(luò)用戶，可以遠(yuǎn)程對各水庫進(jìn)行布控，開關(guān)射燈等，當(dāng)有警情發(fā)生時，監(jiān)控系統(tǒng)可自動開燈、啟動錄像，同時可以將監(jiān)控圖像傳送到水利局監(jiān)控中心。