吉林市防汛抗旱指挥决策支持系统视频监控方案0328.docx
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吉林市防汛抗旱指挥决策支持系统视频监控方案0328
吉林市防汛指挥系统
重点水库防汛视频监控系统建设项目实施方案
北华大学机电集成技术研究所
2013年03月
项目名称：
吉林市防汛指挥系统重点水库防汛视频监控系统建设项目
项目委托单位：
吉林市人民政府防汛抗旱指挥部办公室
编制单位：
北华大学机电集成技术研究所
批准：
刘和忠
项目负责：
李建永（教授）
参加人员：
李建永（教授）
孟祥（副教授）
耿麒先（副教授）
王开宝（讲师）
甘新基（副教授）
贾建波（讲师）
郑伟（工程师）
敬明星（助理工程师）
第一章实施方案概述
一、实施方案描述
吉林市防汛指挥系统建设由信息采集、防汛通信、计算机网络及系统集成与整合等部分组成，主要包括防汛视频会商系统、重点水库防汛视频监控系统、防汛无线通讯系统。
通过系统建设打造一个防汛一体化软硬件平台，充分发挥防汛信息“集散地”作用，有效提升防汛应急能力。
目前一期工程—防汛视频会商系统已经建成投入使用，后期工程包括重点水库防汛视频监控系统、防汛无线通讯系统两个系统通过勘察和深化设计，针对吉林水利的实际情况，充分利用现有资源和设备，进行系统集成，整合一套技术先进的、性能稳定的、高度扩展性的、效果最佳的指挥支挥平台。
根据用户的要求及对项目的理解，并充分结合防汛管理平台实际情况和特点，全面考虑本项目与其它系统之间的接口关系，进行针对性设备选型和制定实施方案，对相关子系统和设备的实施也提出了实施解决方案，整个实施解决方案具有系统完整、合理、实施性强等特点。
二、实施方案依据
本方案编制主要依据：
用户对系统需求、工程实施要求、项目建设周期、实施服务等的全部要求；
《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-1994）；
《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-1994）；
《安全防范工程费用概预算编制办法》（GA/T70-94）；
《工业安装工程质量检验评定统一标准》（GB60252-94）[1994.12.]；
《电气装置安装工程施工及验收规范》（GBF232-92）；
《信息技术设备包括电气设备的安全》GB4943-95；
《计算机场地技术条件》（GB2887—89）；
《计算机数据系统防雷保安器》（GA173-1998）；
《建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范》（GB/T50311-2000）；
《建筑与建筑群综合布线系统工程验收规范》（GB/T50312-2000）；
《建筑物防雷设计规范》（GB50057-94）；
《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95
《地面用光伏（PV）发电系统概述和导则》GB/T18479
《光伏器件》GB6495
《电磁兼容试验和测量技术》GB/T17626
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T620
《无线局域网媒体访问控制和物理层规范:
5.8GHZ频段较高物理层扩展规范》GB15629.1101-2003
《无线局域网媒体访问控制和物理层规范：
2.4GHz频段较高速物理层扩展规范》GB/T15629.1102-2003
《无线局域网媒体访问控制和物理层规范:
附加管理域操作规范》GB/T15629.1103-2006
《无线局域网媒体访问控制和物理层规范:
附加管理域操作规范:
2.4GHZ频段更高数据速率扩展规范》GB15629.1104-2006
《无线局域网媒体访问控制和物理层规范》GB/T15629.11-2003
三、实施原则
本项目的实施方案主要遵从以下原则进行设计：
1、坚持“统一领导、统一规划、统一标准、统一组织实施”的原则，确保工程质量。
实行项目法人制、项目建设和设备采购招投标制、工程建设监理制。
2、遵循“统筹兼顾、公专结合”的原则，充分利用电信和水利部门现有的通信资源、网络资源、信息资源。
从实际情况出发，针对薄弱环节，明确建设重点，进行充实完善和提高。
确保先进实用、高效可靠、实时准确。
3、从系统的规划、设计到实施和运行管理，包括软硬件的选择和开发，都应坚持“先进实用，高效可靠”的原则，同时注重规范化、标准化的建设。
4、系统建设应统一规划分步实施，根据急缓程度和现有基础分期实施，边建设边受益。
四、建设目标
受特殊的地理条件和气象因素的影响，洪水成为制约国民经济发展的一项比较严重的自然灾害，而现如今的防灾减灾，以工程措施为主，工程措施是抗御水旱灾害的物质基础。
但是除了物质基础外，非物质基础也是非常重要的。
非工程措施是工程措施的补充，也是工程措施能够发挥重要作用的根本保证，切实加强防汛指挥系统等非工程防洪措施建设，快速准确的收集各类防汛信息，迅速的处理这些信息，在此基础上科学的调度洪水，科学的调度人力、物力、财力和抢险，就能充分的发挥防洪工程的整体防洪作用，最大限度的减轻灾害损失，达到事半功倍的效果，也是防汛指挥全面现代化的重要组成部分和前期性基础工作。
按照市委、市政府主要领导关于加强我市防汛指挥系统建设的指示要求，局党委将此项工作作为当前和明年的一项重要工作，反复研究，确定由市防汛办具体负责并结合当前我市防汛工作的实际，本着“统一规划、分步实施、急用先建、发挥作用、逐步扩展”的原则，以防汛指挥系统建设为核心，着手开展全市防汛信息化建设工作。
紧紧抓住国家、省、市高度重视水利建设和防汛工作的有利契机，加大工作力度，整合现有资源，加强全市防汛指挥系统的提升和改造，争取在2013年主汛期前建设成一个集视频会商、实时监控和指挥调度等多功能于一体的防汛监控指挥中心。
通过市防汛监控指挥中心，市领导和市防指领导在中心内可以做到“秀才不出门，便知天下事”。
吉林市防汛指挥系统重点水库防汛视频监控系统建设项目建设，布署在重点水库的视频监控设备及吉林重点河道的沿途、地洼地带、堤岸等地的移动网远程视频采集设备，可及时对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视。
随时了解吉林市城区防洪工程的水情、重点段落，重点水库的蓄水、来水、出流等情况，采用视频监控直接传输到市指挥中心，使指挥中心结合视频图像及其它系统的数据参数对现场情况了如指掌，以便采取相应的预防和补救措施确保水库安全运行。
对领导决策和减少洪水灾害，及时启动防汛预案，缓解城市的防洪压力，保障人民生命财产的安全具有重要作用。
第二章项目实施方案
重点水库防汛视频监控系统实施部署方案
1.总体拓扑结构图
2.监控图像位置及接收地点
根据吉林市水利局的信息化建设总体规划和要求，先期对大绥河水库、碾子沟水库、胖头沟水库、二道水库、朝阳水库、红星水库、庆丰水库、黄河水库8个水库进行视频监控部署，需要设置32个监控点，分别在泄洪设施、水库水尺、水库大坝两端各设立一个监控摄像机每个水库设置4个监控点。
并在吉林地区20条主要河道，采用网络3G视频监控的方式，建立河道监控点。
监控图像接收地点如下：
市防汛指挥部通过光纤专线访问网络运营商视频监控管理平台。
监控点所在水库通过网络直接访问监控摄像头。
3.监控功能要求
图像高清实时，夜间图像完好
需防汛险情预案演示系统软件配合
4.视频监控端设计
监控端采用36倍变焦，80M红外，SONY高性能CCD感光芯片高速球摄像机，对水库各监控点实现动态视频监控。
并通过无线网络传送至视频服务器，再进行编码压缩并存储视频图像。
所有视频数据、控制信令均以IP包方式进行传输。
后端采用硬解码上墙显示，借助监控平台完成IP矩阵功能。
从前端到后端做到真正的全IP监控系统。
视频服务器内置大容量DVR专用硬盘，可以存储至少六个月的录像资料。
业界首创的双码流技术（预览流与存储流分离技术），主码流和子码流的码流类型、分辨率、帧率、位率上限、图像质量、位率类型均独立可调。
借此在用户网络质量下降时，选用子码流进行网传，主码流进行录像，既满足录像文件的优秀画质，又确保远程预览得以进行。
视频流与控制流分离技术。
因视频流数据量较大，并发访问数量增加将增大IP前端CPU处理负荷及出口带宽压力，利用流媒体快速复制分发的特点，解除IP前端并发访问路数限制。
相反，由于控制流数据量小，实时性要求高，直接采用TCP传输方式，不穿越流媒体服务器，在传输线路上减小延迟（小于300ms）。
平台采用全中文界面、智能化管理，以机器自动化方式取代人完成枯燥的故障巡查工作，维护人员只做故障确认和处理工作，大大简化维护人员的工作难度，有效提高维护人员的工作效率，同时将视频设备接入、编码、存储、解码、上墙、转发、网传等等一系列与监控系统紧密相关的事务统统整合进平台系统，实现全面统一管理机制。
网络运营商管理平台以树状结构清晰罗列分级监控系统，各级监控资源一目了然，以巡检方式检查前端设备在线情况；设备掉线、网络异常、硬盘损坏等常见故障在巡检页面清晰可见。
维护人员可根据设备名（可按地址定名）对设备位置进行快速定位、修复故障。
扩容简单，可随时增加监控点的设置，指挥中心无需进行繁杂的操作。
监控端采用市电、太阳能供电双路供电设计，以保证在汛期使用的安全保障，太阳能供电系统设计负载能力为3个阴雨天使用。
以保证在汛期发生长期强降雨过程，及市电无法正常工作时视频监控系统正常工作。
5.视频监控端安装工艺
视频监控端采用支架立杆的方式进行摄像头及供电太阳能板的安装。
1、立杆支架安装
立杆采用120MM镀锌钢管，两端设置法兰盘固定安装，杆高3米，采用16MM固定涨塞安装在固定底座上。
距顶端100MM处设置避雷针安装托架并做绝缘处理，以保证监控设备及太阳能设备尽量避免雷击。
避雷针引线采用16平方电源线通过立杆中空部门进入地下与接地端连接。
在上端安装制作太阳能板支架固定件。
原则是太阳能板安装后不会对监控系统造成遮挡影响。
2、太阳能板设备安装
太阳能板放置形式：
南向40～45°水平倾角；
太阳能板安装方式：
太阳能板分2层安装，上端净空5米以上，连接牢固能够抵抗40m/s风速；
3）安装环境要求：
空旷处，无遮挡物，不得侵占车道以上净空；
3、防雷接地设备安装
水库地区均为雷区，所以对监控设备进行适当的防雷接地是必要的，在此方案中我们设计了避雷针，及接地系统，其余电子设备均进行绝缘处理，尽量避免雷击设备的可能性。
因大坝上不能进行防雷接地的下挖施工，经设计研究决定采用40×4热镀锌扁钢1600MM布设水平地极，L50×5热镀锌角钢500MM做垂直地极，进行接地处理。
2、通讯链路传输设计
考虑到目前光纤宽带能到达8个重点水库大坝，ADSL受上行带宽限制（512K）不能满足视频监控对的带宽要求，因此传输通道采用无线网桥组网+水利光纤专网的方式将水库视频传送至市局监控中心。
在水库大坝选择一个点做为无线覆盖站点，将水库上4个监控点的视频信息通过无线网络接收到视频服务器存储，视频信号落地后，通过光纤网络传输至网络运营商视频频监控专网视频流媒体服务器，并同时进行将视频信号进行分发控制。
市防汛指挥部通过访问网络运营商视频流媒体服务器的方式获得视频信号。
根据以上吉林市水利局对监控位置、图像接收地点、功能要求等方面考虑，我们对8个重点水库进行了无线覆盖网络设计。
3、无线覆盖站点网络通信环境勘察设计要求
本次项目主要包括8个重点水库的视频监控系统的实施，在安装之前需要对各库区的无线网络通讯环境进行勘察设计，并对各库区摄像监控设备安装经纬度标注、安装距离、安装高度、安装位置地基情况进行记录，保证每路图像的传输链路的优化选择，并针对性的进行设计。
无线覆盖站点采用兼容IEEE802.11a/b/g标准的无线网络基站设备。
用于大范围的无线网络和户外远距离无线通信，特别适合大流量的高带宽数据联网或者宽带无线接入，提供高达108Mbps的数据传输速率，为无线网络应用提供了可靠的、性价比极高的解决方案。
无线覆盖产品特点及优势：
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