水利防灾减灾监控视频整合平台建设方案.docx

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水利防灾减灾监控视频整合平台建设方案

水利防灾减灾监控视频整合平台

建设方案

1.项目概述

1.1.项目名称

项目名称：

水利防灾减灾监控视频整合平台

1.2.项目背景

近年来，极端天气引起的暴雨多次见诸报道，极大的损害了人民群众财产和人身安全。

随着国内经济的腾飞，在丰富人们物质生活的同时，也提高了大家对城市排水系统的要求。

尤其是近年来城市内涝灾害发生呈上升趋势,而城镇化快速发展、排水防涝体系尚不健全、现状排水系统设计标准偏低、城市水系调蓄能力受到多种因素制约以及管理体系不健全等是造成这一现象的主要影响因素。

加强城市排水防涝信息化建设,是当前科学应对城市突发性内涝事件的迫切需要。

结合城市中心区内涝灾害的成因分析,建设水利防灾减灾监控视频整合平台，通过信息化的手段，直观的展示城市排水能力及建设情况,对防汛排涝应急指挥、排水管网改造、雨污管道分流改造、暴雨积水分析等工作有重要的指导意义。

1.3.建设依据

软件系统设计和建设严格遵循国家及地方标准规范，以及工信部相关的规范与标准，具体如下：

网络标准：

IEEE802.3，IEEE802.3u，IEEE802.3ab，ANSI/IEEE802.3N，IEEE802.3x，IEEE802.3af，IEEE802.3az,IEEE802.11b/g

1）《电子政务工程技术指南》（2003年1月3日）

2）《政务信息资源交换体系》（GB/T21062-2007）

3）《电子政务系统总体设计要求》（GB/T21064-2007）

4）《电子政务标准化指南》（2002年5月）

5）《计算机软件开发规范》（GB8566-88）

6）《计算机软件产品开发文件编制指南》（GB8567-88）

7）《软件工程术语》（GB/T11457—89）

8）《计算机软件配置管理计划规范》（GB/T12260-90）

9）《计算机软件质量保证计划规范》（GB/T12504-90）

10）《计算机软件需求说明编制指南》（GB9385-88）

11）《计算机软件测试文件编制指南》（GB9386-88）

12）《软件维护指南》（GB/T14079-93）

13）《计算机软件可靠性和可维护性管理》（GB/T14394-93）

2.总体设计方案

2.1.总体目标

采用信息化手段，通过计算机应用软件、3G/4G无线网络技术建设水利防灾减灾监控视频整合平台。

水利防灾减灾监控视频整合平台严格遵循国家标准《公共安全视频监控联网系统信息传输、交换、控制技术要求》（GB/T28181-2016）的相关要求进行建设，通过电子政务外网接入“城市管理视频云平台”、水务工程视频监控资源整合平台、三防信息采集平台视频监控资源及“智慧排水”项目所建视频监控资源，接入水务局、水管单位重点水利工程设备和重点关注点的监控点，实现远程视频调用与互联互通。

2.2.设计原则

根据系统特点和要求，在“先进性、实用性、标准化、开放性、整体性、共享性、安全性、保密性、可靠性、经济性、可扩展性、可维护性”等十二个方面提出原则性要求如下：

（1）先进性

系统采用国际先进的软件体系结构，先进的技术标准，保证系统的生命力。

系统的建设应以“高起点、高标准”严格要求，在系统设计上，首先应当具有前瞻性。

（2）实用性

系统结合实际的业务处理流程以及业务管理工作流程，设计结构合理、功能实用、符合实际业务需要的系统。

系统的设计在运行环境、使用操作等方面以实用为主，以方便使用和维护为出发点。

（3）标准化

系统建设采用的软件平台、数据标准、开发技术应符合公认的标准，符合国家、地方的有关标准与规范。

采用标准的数据描述语言以及标准的通信协议，适应以后的数据交换标准以及系统间互连的标准协议等。

（4）开放性

软件体系结构上，应充分考虑系统的开放性。

以模块化设计和基于组件的多层结构体系保证系统的开放性和灵活性。

（5）整体性

系统建设需进行整体的规划完善，通过科学的分布实施，建立全面覆盖业务，符合要求的系统。

系统建设具有整体性，即内容上全包括、数据上全部共享、流程上相互衔接、管理上协调统一。

（6）共享性

系统通过搭建共享平台接口进行数据共享，同时，系统提取和分析的信息库也能以标准的数据接口开放给其他部门使用，打破部门壁垒、信息孤岛，为业务管理提供有力的依据和手段。

（7）安全性

从身份验证到资源授权访问再到数据的安全性。

系统应能提供网络层和应用层的安全手段，防止系统外部成员的非法侵入以及操作人员的越级操作，从多个角度、环节考虑，确保系统和数据的安全。

（8）保密性

系统在权限功能规划上要考虑全责明晰，建立合理的可分配权限，使内容、功能管理有效、有序，减少人为的操作风险。

系统的访问和操作具备可回溯性，操作人员进行了哪些操作都有记录可查。

（9）可靠性

本系统为多部门使用的系统，系统需健壮、无故障运行周期长，应具有较高的性能可靠性。

（10）经济性

系统在规划和实施过程中，必须立足于现状，着眼于未来，遵循“统筹规划、分布实施、整合资源”的原则，避免系统的重复建设以及资源浪费。

（11）可扩展性

系统可以根据实际情况进行灵活的配置和组合，能方便地进行功能的调整以及系统的升级、扩展，以适应业务的不断发展和更新。

（12）可维护性

将应用与技术分离，建设方维护人员可自行维护本系统，如人员岗位的调整、工作流程的变化等，不需要对软件本身进行任何重新编码，通过维护模块的调整即可实现。

2.3.总体架构

系统主要由“1个规范、1个数据库、1个系统”构成。

“一个规范”即数据标准规范，根据防灾减灾工作管理要求，基于国家、省、市相关技术标准规范编制一套适应城市防灾减灾管理建设要求和实际情况的标准规范体系。

；

“一个数据库”即“视频基础信息资源库”，作为整个项目的基础数据支撑；

“一个系统”面向城市防灾减灾管理工作，实现水利防灾减灾监控视频整合平台，主要包括：

视频接入网关、视频监控整合额管理平台、视频综合专题业务应用等。

系统总体架构主要包括感知层、网络层、数据层、服务层、平台层、应用层、政策法规、安全标准等层面。

项目建设基于信息标准，实现信息数据的集中部署，要做到以下五个方面的统一:

●统一数据标准（数据系统架构、数据库结构、数据表）；

●统一基础信息（文字、图片、音视频、虚拟素材等）；

●统一地理信息（位置信息、GPS数据、电子地图）；

●统一交换接口（内部数据交换接口规范、开放数据接口规范）；

●统一技术平台（硬件、软件、网络、安全）。

感知层：

通过各类数据采集和感知技术，如：

RFID、条形码、传感器、摄像头等，实现数据采集和存储，为整个系统治理应用体系提供基础数据的支撑；

网络层：

构建应用级物联、感知、互联、通信、卫星网络，为数据信息的传输流通起到支撑作用；

数据层：

建立以基础地理信息服务、基础设施服务为一体的空间数据服务体系，为平台建设奠定空间信息基础与数据支持；

统一服务平台：

系统业务处理的逻辑平台，它通过对数据核心层的调用访问业务数据，实现不同的功能模块，满足不同的业务需求；所有业务功能在此统一平台上得到良好的封装和定义，以Web、手机终端服务的形式，运作在平台上，为用户提供各类信息服务；

应用层：

对于应用层，提供多样化的界面逻辑，实现对业务逻辑的应用。

2.4.标准化体系设计

标准化工作是组织、协调项目顺利发展的重要手段，也是系统的重要组成部分。

通过制定和贯彻执行各类技术标准，就能从技术上、组织管理上把各方面有机的联系起来，形成一个统一的整体，保证项目有条不紊的进行。

国内外信息化的实践证明，信息化建设必须有标准化的支持，尤其要发挥标准化的导向作用，以确保其技术上的协调一致和整体效能的实现。

因此，标准体系建设在系统实施过程中具有非常重要的意义，是系统设计和工程建设的重要基石。

为保证标准体系建设的顺利进行，制定以下总体目标：

1.系统标准化建设将与国家信息化建设标准保持一致性；

2.建立并不断完善系统标准体系；

3.制定系统关键基础标准，为系统互联互通、信息共享、信息安全打好基础；

4.建立系统标准贯彻实施机制，为标准的实施提供有效服务。

为了完成标准体系建设目标，本着“统筹规划、面向应用、突出重点、分工协作”的方针，依托现有资源和信息化工作的基础，坚持自主制定与采用国际标准相结合，加强与示范应用的有机结合，强化标准实施与监督力度。

系统标准体系主要由六个体系构成：

（1）应用系统体系

应用服务体系是由业务应用系统组成，是面向用户服务的，包括本期建设的基建项目建设综合管理信息系统。

（2）应用支撑服务体系

支撑服务体系由系统基本功能服务模块构成，为业务应用系统提供基础性的基本功能服务（例如数据交换（共享）、日志服务、消息服务、表单服务、短信、视频、电子地图引擎等）。

根据业务需求，系统通过数据交换平台实时或定期采集其他业务系统的数据，并对数据进行分类过滤处理。

（3）资源数据体系

资源数据体系为系统提供业务数据（例如项目信息数据、基础信息数据、重点监控数据、主题数据、视频数据、目录资源数据、GIS数据等）支持服务。

（4）基础设施体系

基础支持体系为系统运行提供硬件和系统软件基础环境支持，由系统基础网络、服务器主机等系统硬件组织和操作系统、应用服务器系统、数据库管理系统等基础软件组织组成。

（5）安全保障体系

系统安全保障体系为系统各层提供安全运行保障。

例如包括认证、系统防火墙系统、病毒系统、数据备份系统、入侵检测系统等。

（6）运维保障服务体系

运维保障服务体系为系统建设提供运行维护，保障系统正常运行，业务连续，不断优化系统功能等。

3.系统设计方案

监测点位包括以下类型：

3.1.视频接入网关

为实现视频集成与接入统一管理的目标，建设视频接入网关服务及相应管理功能，实现以下四种模式的视频信号接入：

1、GB/T28181视频平台及设备级联接入服务

对于符合GB/T28181标准的设备或视频平台，建设SIP中心信令管理服务，实现设备或平台的级联与注册以及控制信号的传递，建设分布式流媒体服务，实现实时视频流发布和访问服务。

2、ONVIF协议设备接入管理服务

对于未遵循GB/T28181标准但是支持ONVIF协议的设备，实现在网络条件允许的情况，通过ONVIF协议进行配置集成务，实现实时视频流发布和访问服务。

3、RTSP视频流协议设备接入管理服务

对于未遵循GB/T28181标准但是提供了RTSP视频流服务的设备或平台，实现在网络条件允许的情况，通过RTSP配置地址进行配置集成务，实现实时视频流发布和访问服务。

4、非标准设备/平台定制集成组件服务

对于不支持ONVIF协议且无法提供RTSP流的设备或者NVR平台，实现通过针对厂家提供的SDK，按照设计规划的统一标准进行二次定制开发实现视频画面的接入，确保支持业内主流视频设备厂商的产品。

3.2.视频监控整合管理平台

视频采集点图像信息满足30天的存储时间要求，发生事故时重要的关键性视频段满足2年的存储时间要求，每路视频图像需要按照1080P格式存储和配置不少于3TB的存储空间。

视频平台主要功能如下：

3.2.1.摄像机管理

摄像机管理包含摄像机信息配置、摄像机组定义和管理功能。

支持按摄像机组进行轮巡。

3.2.2.存储管理

存储管理包含对存储设备中数据进行多条件检索、实时浏览监控文件、录像计划、清盘策略、录像优先保留等基本功能。

3.2.3.视频流调用接口服务

视频流能够实时被其他视频平台调取、使用、存储及进行云台控制。

3.3.核心视频业务支撑服务

平台核心业务支撑以服务群方式提供，主要包括流媒体转码压缩服务、流媒体发布及访问服务、GB/T28181信令服务、GB/T28181视频流服务4个服务。

1、流媒体转码压缩服务

实现对视频信号流进行重新编码压缩，可在业务需求可接受的范围内牺牲一定的画面质量，实现以下的效果：

1．节省带宽、提高系统并发容量，降低网络传输及客户端播放负载。

2．降低对用户端的软件环境要求，实现无插件化访问，无需额外安装软件，支持主流操作系统与浏览器、移动设备等。

2、流媒体发布及访问服务

对经过转码压缩后的视频信号流，通过高性能的web服务中间件，配合底层的负载均衡设施，实现带宽分流，合理化带宽和资源占用，优化视频访问体验。

3、GB/T28181SIP信令服务

遵循GB/T28181协议标准，实现提供SIP信令的管理、调度、转发等功能。

实现协议规范下的信息传输、交换、控制的互联结构、通信协议结构，传输、交换、控制的基本要求和安全性要求，以及控制、传输流程和协议接口等技术要求。

4、GB/T28181SIP视频数据流服务

实现在GB/T28181协议框架下通过SIP指令对接获取并解析视频数据流，以rtsp流的方式供特殊情况的其他应用集成使用，同时对接视频转码服务及流媒体发布服务实现视频的访问。

3.4.视频资源信息共享服务接口

本着资源共享、信息充分利用、避免重复建设的原则，平台提供一系列资源服务接口，为其他业务系统集成调用视频信息或实现业务联动提供支持，主要包括如下集中形式的集成调用接口。

1、前端组件集成服务

实现无插件、适应各类主流浏览器及操作系统，适应PC、手机、平板电脑等各类硬件平台，实现后续与任意业务系统无缝融合。

2、页面方式引用集成服务

实现通过浏览器页面引用直接实现视频播放与控制。

3、流媒体集成服务

提供rtsp、hls、rtmp等协议格式的视频流，以便满足特殊情况下的接入需求。

4、集成技术支持与服务支撑

除提供以上三种集成服务能力之外，提供集成范例程序代码、前端组件SDK以及技术文档。

3.5.视频综合专题业务应用

基于已有视频资源，结合水利防灾几大类核心业务与常见业务场景，设计出包括城市内涝、防汛防旱防风防冻应急响应等专题，将各自对应的业务数据与视频信息深度集成，结合GIS电子地图，充分发挥视频信息在水利防灾减灾业务工作开展中的作用，充分体现监控视频整合平台建设的业务价值。

视频综合专题业务应用包括以下6个专题：

1、城市内涝应急抢险专题

结合水位监测设备等实时数据，实现联动积水点、易涝区的视频信号，对各低洼路段的实现实时监管，全面掌握城市内涝积水形势。

2、防江河洪潮水应急响应专题

在防江河洪（潮）水应急响应时，结合实时监测信息，实现同时对重点巡查水库、山塘、堤防、涵闸等防洪工程的实时视频信息联动查看。

3、防暴雨应急响应专题

结合实时及预报降雨数据，防暴雨应急响应过程中实现对山洪灾害易发点、路面易积水路段、涵隧以及地下空间的防洪排涝重点区域的视频监控信息的联动。

4、防旱应急响应专题

防旱应急响应过程中，实现对水库、水源地、交通路况等重点区域的视频监控信息专题联动。

5、防风应急响应专题

实现在防风应急响应过程中，结合水库、下凹式立交桥、低洼地带和排涝泵站等重点区域的视频信息，对当前整体的防风应急形势进行展示与分析。

6、防冻应急响应专题

实现在防冻应急响应过程中对水库、供水线路、交通情况等重点区域的视频监控信息为中心的专题业务形势分析展示。

3.6.身份认证与权限管理

用户账号体系实现平台统一用户与访问安全。

1、用户管理

实现对以下两类用户进行管理：

业务用户：

平台的普通用户，操作与使用系统的各类业务功能；

接口/API调用用户：

提供给其他承建单位集成使用的专用用户。

统一用户管理提供自助注册及注册审批功能。

2、角色与权限管理

按照系统管理员、业务单位管理员、一般用户、运维管理人员、集成单位等几种角色，基于统一用户管理实现从管辖范围、系统功能、视频查看和控制权限等三个维度进行控制。

3、单点登录及统一认证集成服务

实现与统一用户和登录平台进行集成，纳入统一管理体系，实现一套账号通行各个业务系统。

3.7.系统运维管理服务

1、服务器/基础设施运行及资源状态监控与告警

实现对各个服务器内存、CPU、网络带宽等指标的实时及历史负载情况的监视，对各个应用自身的系统资源占用、健康状态等进行监控。

2、应用/服务运行状态监控及告警

实现对对支撑系统运行的各个子系统、业务服务程序、中间件等软件的运行状态、资源占用等情况进行监控。

3、视频设备/平台状态监控及告警

实现对对已经接入本平台的视频设备/视频平台的工作状态进行监控，至少包括网络连通性、心跳信号、视频流可用性等进行定时监测。

4、业务活动及访问记录日志

实现对所有发生在平台内的业务操作以及信息的访问均进行记录，为故障分析以及各类隐患排查提供支持。

5、责任单位及运维管理单位信息维护

实现对登记保存业务责任单位、运维管理单位、具体负责人等几类信息，并将管辖范围内的视频站点或平台与其建立关联，辅助运维工作的有效开展。

6、故障告警服务及推送服务

设定相应的规则，在系统基础设施、平台业务软件及支撑中间件、已接入视频设备或平台等几类故障告警发生时，以短信等方式通知相应的责任人员。

7、运维工单系统

记录和追踪系统故障事件从发生、产生运维告警通知、责任人接收确认、处理过程及结果记录、管理单位确认等整个过程，提高系统运维工作的高效运行，确保故障问题能够及时处理。

3.8.数据共享交换

数据共享及交换系统实现系统信息数据共享和互联互通；实现共享数据综合查询；实现数据对外服务管理；进行共享数据目录维护，数据内容采集、更新，共享数据的访问，权限管理等。

●节点管理

实现与数据共享与交换系统相连的信息管理、配置管理；

●共享目录管理

对需要进行共享的数据目录进行配置管理，包括允许共享、配置可以访问的用户等。

●公共代码管理

代码间统一的标准规范，基于公共代码规范，各业务系统可通过数据转换将不同的编码和标准规范的编码之间进行双向的转换；

●数据采集

通过共享平台从各业务系统汇总数据，对原始数据进行缓存、存储；

●数据整理比对

从各业务系统采集数据后进行数据转换，数据比对、冲突检测处理并入库；

●数据交换

各业务系统与共享平台间的数据交换业务，形成高效、安全、可靠、稳定的数据交换网络；

●数据共享

各业务系统将需共享的数据发布到共享平台；

●数据集服务

可通过数据共享及交换系统发布数据集服务，设定数据访问的权限及共享使用范围，供特定用户访问使用；

●运行管理

主要包括面向安全性的用户管理、权限管理、密码管理、日志管理、性能监控、节点管理、交换规则管理和状态监控等。

3.9.数据对接服务

3.9.1.与水务一体化平台集成对接

视频专题业务应用相关功能GIS地图底图来自水务一体化平台，实现此数据的接入。

包括以下数据：

●实时水库水情数据

●实时河道水情数据

●实时降雨数据

●实时潮位数据

●内涝积水点实时监测数据

●排水口实时监测数据

●墒情/咸情实时监测数据

●预报降雨数据

●预报潮位数据

●物资与仓库分布

3.9.2.与视频会商系统集成对接

为满足日常会商决策过程中视频信息的使用与展示需求，提供视频墙、专题业务形势分析等功能，实现与视频会商、业务大屏、视频矩阵等均可无缝对接。

3.9.3.与城市管理视频云平台集成对接

通过国标GB/T28181协议与城市管理视频云平台进行对接，实现视频的实时预览、录像查询、录像回看与下载。

3.9.4.与水务工程视频监控资源整合平台集成对接

通过国标GB/T28181协议与水务工程视频监控资源整合平台进行对接，实现视频的实时预览、录像查询、录像回看与下载。

3.9.5.与三防信息化视频监控系统集成对接

平台对接三防信息化视频监控系统视频信号，实现视频的实时预览、录像查询、录像回看与下载。

3.9.6.与物资仓库视频监控系统集成对接

平台对接物资仓库视频监控系统，实现视频的实时预览、云台控制、录像查询、录像回看与下载。

3.9.7.与智慧排水项目视频监控系统集成对接

平台接入智慧排水项目视频监控系统视频信号，实现视频的实时预览、录像查询、录像回看与下载。

3.9.8.与农村生活污水处理设施视频监控系统集成对接

平台对接农村生活污水处理设施视频监控系统30个点位的视频信号，实现实时预览，多画面播放，全屏播放等操作控制功能，所有视频监控点位均可通过电子地图，对所有监控点位进行查询，实现视频监控的快速查询、修改、编辑和定位。