水利水文4G视频监控系统解决办法.docx
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水利水文4G视频监控系统解决办法
水务局视频监控系统
解
决
方
案
系统设计单位：
设计人员：
陈佳维
一、
概述
根据建设“数字水务”的目标，全面实施水务系统远程实时监控系统，对可能或正在发生的水利工程建设管理，防汛抗旱，水资源管理等进行实时动态监控，及时采取预防与补救措施，全面提高管理水资源防治水害工作的有效性和可靠性，对减少洪水灾害、缓解防洪压力、保障人民生命财产安全具有重要作用。
水务部门日常工作主要负责统一管理本市水资源（包括地表水、地下水、再生水、外调水）；会同有关部门拟订水资源中长期和年度供求计划，并监督实施；组织实施水资源论证制度和取水许可制度，发布水资源公报；指导饮用水水源保护和农民安全饮水工作；负责水文管理工作。
负责本市供水、排水行业的监督管理；组织实施排水许可制度；拟订供水、排水行业的技术标准、管理规范，并监督实施。
负责本市节约用水工作；拟订节约用水政策，编制节约用水规划，制定有关标准，并监督实施；指导和推动节水型社会建设工作。
负责本市河道、水库、湖泊、堤防的管理与保护工作；组织水务工程的建设与运行管理；负责应急水源地管理。
负责本市水土保持工作；指导、协调农村水务基本建设和管理。
承担本市人民政府防汛抗旱指挥部（本市防汛抗旱应急指挥部）的具体工作，组织、监督、协调、指导全市防汛抗旱工作。
负责本市水政监察和行政执法工作；依法负责水务方面的行政许可工作；协调部门、区县之间的水事纠纷。
承担本市水务突发事件的应急管理工作；监督、指导水务行业安全生产工作，并承担相应的责任。
由于水务部门工作繁杂、河道、水库、湖泊、堤防分布地点不均造成工作地点不定等原因，实现常规有线的监控管理难度很大，所以运用4G无线视频通信技术有效的解决了这一难题。
二、需求分析
针对目前水利部门实际需求，可以分为以下几个方面：
Ø水资源（包括地表水、地下水、再生水、外调水）的的监督管理；
Ø水政监察和行政执法工作；
Ø水务突发事件的应急管理；
Ø供水、排水行业的监督管理；
Ø节约用水工作的监督管理；
Ø河道、水库、湖泊、堤防的监督管理；
Ø水务工程的建设与运行管理；
Ø应急水源地管理；
Ø水土保持工作；指导、协调农村水务基本建设和管理；
Ø防汛抗旱工作
三、系统设计
3.1设计思想
以监控中心信息管理、地理信息管理、大屏幕监控及显示、指挥调度为核心，提高管理效率、管理精度、管理力度；
结合移动单兵终端及移动指挥车终端，实现机动灵活的组网应用模式；
基于开放式技术，提供系统在容量、功能等各个方面发展的基础，保护投资；
模块化支持业务功能变化的升级；
高可靠性，具备极高的处理容错能力和平台容错设计，并能保证数据安全；
硬件设备高标准产品，位居市场前沿；
先进、实用、成熟的管理系统；
友好的操作界面。
3.2系统方案的设计原则
本方案遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。
并综合考虑施工、维护操作因素，并对以后的发展、扩建、改造、移动等因素留有扩充的余地。
具有以下原则：
（1）先进性与适用性
本系统采用纯数字信号传输方式，采用H.264编码技术结合3G、4G无线调制技术，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。
前端采集设备视频采集技术业内领先，高清采集设备能够实现1080P视频资料的存储和传输。
同时系统是面向各种管理层次使用的系统，综合管理平台OYZ2.0能给用户提供舒适、安全、方便、快捷的平台体验，操作简单易学。
（2）经济性与便捷性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据执法环境需要，设计选用功能和适合现场情况，采用3G/4G/无线专网传输的解决方案，无需大规模布线，解决工程造价成本。
前端设备无线传输安装调试方便快捷，后端平台搭建便捷，为用户实现了方便快捷的即插即用功能。
（3）可靠性与安全性
系统的设计充分考虑到水务监控需求的严谨性，具有相当可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完善的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
（4）开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，具有RS232/RS485通讯接口，可实现远程云台控制。
（5）可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。
并根据今后该工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
3.3方案设计的依据
根据国家有关法规的要求，我们经过认真研究、分析设计本系统方案。
该系统具有性能先进、质量可靠、经济实用等特点，而且该系统具有方便扩展、与其它信息系统实现无缝连接的能力，为实现安防系统的可视化管理奠定了基础。
本方案依据如下标准：
《安全防范工程的程序与要求（GA/T75）》
《安全防范系统通用图形符号（GA1T77）》
《智能建筑设计标准（DBJ08-47）》
《安全防范工程费用概算编制方法（GA/T70）》
《防盗报警中心控制台（GB/T16572）》
《防盗报警控制器通用技术条件（GB/T16572）》
《入侵探测企通用技术GB10408.1》
《数字通信接口标准（G.703）》
《国际图像音视频编码标准（ISO11172）》
《报警图像信号传输装置（GB/T16677）》
《安全防范系统验收规则GA308-2001》
四、
系统方案
4.1系统网络架构
整个水利视频监控系统主要分为三个部分。
主要是系统分为：
前端部分（单兵无线设备、车载无线设备）、平台部分、客户端部分。
如下图所示：
高清手持单兵设备可由单人随身携带，采用固定地点摄像（机动）和运动跟踪摄像（移动）相结合的方式，在城市环境、郊区环境和山地环境等不同位置、不同角度对重要场景和主要部位进行高质量图像拍摄，并将现场图像、声音信号通过无线的传输方式传输到指挥中心平台。
4G高清单兵手持终端作为一款高性能的单兵便携终端，具备高清无线视频、北斗/GPS定位、应急调度、集群呼叫功能。
车载设备可随车前往各现场，在现场周边作为临时通信车使用。
车载系统支持时速180公里状态下的稳定传输，4G高清车载设备是一款集4G高清传输、双向对讲、本地高清录像、三定位（北斗/GPS/基站）功能于一体的多功能集成设备。
4.2系统平台
如上图所示系统分为前端、平台和客户端三个部分组成。
下面具体进行介绍：
4.2.1前端部分
前端组成包括4G高清单兵手持设备、4G高清车载设备等。
4G高清单兵手持终端作为一款高性能的单兵便携终端，为提高前端人员执法透明度、加强执法人员与指挥中心实时沟通而设计。
该产品具备高清无线视频、北斗/GPS定位、应急调度、集群呼叫等功能。
设备支持外接高清晰度针孔摄像头，并内置800万像素摄像头，可直接通过内置摄像头采集现场视频并上传，同时支持高清抓拍。
设备采用超大电池，可连续工作6小时，待机72小时，充电速度快，满足现场长时间作战需求，同时支持4G/3G/2G移动、联通、电信全部网络模式，支持北斗/GPS混合定位，基站辅助定位，定位快，精度高，无漂移现象。
4G高清车载设备是一款集4G高清传输、双向对讲、本地高清录像、三定位（北斗/GPS/基站）于一体的车载型应急产品。
设备支持双向视频对讲，支持集群呼叫、集群调度、呼叫录音、调度指令下发。
专利存储技术确保硬盘录像安全可靠，支持本地视频回放输出，支持硬盘存储与SD卡存储。
北斗/GPS双模定位，定位信息同步存储。
4.2.2平台部分
管理平台是指挥系统的中枢，负责数据的接收与分发、系统的管理及决策、用户的应用、调度策略的建立、数据的存储等等，由中心管理服务、流分发服务、用户接入服务、设备接入服务、存储服务、定位服务、数据库服务及其他相关服务按照独立而又有机统一的原则组成一个功能全面、性能卓越的服务管理平台。
4.2.3客户端部分
（1）视频监控客户端可以是联入系统网络内的任意台有注册授权的台式机、笔记本电脑，安装客户端软件即可以进行视频浏览观看。
（2）手机用户在智能手机上安装相应手机软件可以直接登陆中心服务器观看前端视频。
无论领导在什么地点，只要手机能够正常上网，就可以调看现场图像，并可实现对现场人员的语音通话指挥。
（3）根据需要配置高清网络视频解码器，可以将前端现场的实时视频输出到指挥中心大屏幕上显示。
五、系统功能
5.1指挥调度功能
实现紧急情况的收集、显示、上报功能。
即在指挥中心内能通过网络传输和其他通信方式实时接收、显示、上报紧急情况的现场文字、图片、语音信息，并能通过终端服务器和显示屏随时调阅紧急情况子系统的文字、图片信息；
实现远程指挥功能。
在执行突发任务时，可依托无线网络，运用语言、文字、图片信息迅速实现对各个子系统和现场实时远程指挥（中心可下发语音、图片、文字到前端单兵终端）；
5.2视频监控功能
视频监控质量要求清晰可靠，关键视频点要求高清（720P、1080P）；
可以安装扩容大量移动点或固定点监控高清网络设备，可以满足日常无线巡视需求。
随时随地的进行多种方式的监控功能。
如下图：
支持多种方式查看视频，可通过计算机，手机等终端设备登录平台查看实时监控画面和存储的过往录像。
5.3多网、多终端融合
系统多层次设计，可以满足不同需求，满足3G、4G、WIFI、卫星、有线网络的接入；支持高清、标清编码传输，自适应网络，保证画面质量以达到最优效果。
接入层：
主要有4G网络摄像机、4G数字硬盘录像机、网络硬盘录像机、4G单兵手持终端、4G单兵手提箱、4G高清车载硬盘录像机等前端设备，实现音视频及其他数据的采集编码功能。
交互层：
主要有流媒体分发单元、负载均衡单元、设备接入单元等，实现流媒体信息的交换、转发、转码。
支撑层：
主要有数据库服务、中心管理服务、WEB服务、定位服务、级联服务等，实现平台的集中管理与基本功能支持；
应用层：
针对各个行业特性，开发部署具有行业特色的应用服务，实现应急指挥调度功能
用户层：
开发部署适用不同操作终端及符合客户工作流程的客户端，将系统具体功能以“可视、可听、可控”的方式呈现。
5.4报警联动功能
紧急状态下的各项应急联动，支持多种联动方式，保证及时响应，确保一线执法人员安全（单兵设备支持碰撞报警，生命特征报警，有效保护持有者）；
固定点通过安装红外对射、振动电缆等传感器，在重要区域周围形成一道无形的屏障，可以感知非法入侵的物体，并且及时报警通知工作人员。
可以做到事前防范，事情控制，事后取证的效果。
如下图所示：
5.5用户管理
系统可以对用户的权限进行创建、分配、修改、删除等操作。
支持分级管理权限机制，不同级别给予不同的操作及管理权限；至少设置系统管理员、系统操作员、用户管理员、用户四级；
系统管理员具有最高权限，可创建用户管理员，完成用户开户，设置用户数量的操作；可配置及修改用户管理员的管理范围，实现对整个系统客户群的分群分级管理；
系统操作员可在系统管理员授权下进行操作，可在根据客户需求在营业系统中进行数据的录入、修改、维护；
用户管理员可对所属用户进行用户名创建、分配、修改、删除等操作，分配业务功能操作及管理权限，实现用户自主管理；
用户行使管理员所赋予的操作及管理权限，可自主修改用户密码；
实现对用户权限的设置管理；
支持用户群组管理：
承担对相同的一组设备进行管理的一群管理员，每个群都有群管理员。
系统支持多级权限管理，通过角色、权限、操作管理员、操作员组等多种手段对操作员的权限进行控制，各操作员只能在自己的权限范围内进行操作，不能越权操作。
系统权限分为系统管理员、系统操作员、用户管理员、用户操作员四级权限管理。
业务系统可按照用户的不同角色分别记录业务操作日志的功能。
5.6设备管理
设备入网认证。
不是每个设备都能接入，需要有相关认证，含：
设备接入ID、接入密码。
防止个别用户自接设备，占用系统资源。
设备注销。
与入网对应的就是注销，对于超出租期或者超出服务器的设备，做合理的清理，注销系统使用权，节约网络资源。
设备信息登记。
对于每一个入网的设备，都需要进行生产厂商、生产日期、软硬件版本、所属企业等信息的登记。
支持设备的远程参数设置和修改；设备的各项参数设备，既可以在使用前，通过本地网络连接设置，也可在设备入网后，通过系统网络进行设置。
设备在线状态管理：
如设备故障判断、统计、告警和自动处理机制。
及时恢复系统，保证系统正常稳定运行。
设备分组管理：
设备入网后就输入某个企业域，属于某个或某几个账户共享，其他账户不能越权查看。
对有权限的用户而言，在权限范围内的所有站点，也是可以按照自己的意愿逻辑分组，根据个人习惯分成自己想要的现实结构。
5.7系统管理
系统可以通过专用的网络单元，监视各个服务器硬件的工作状态，如内存消耗，CPU消耗，网络带宽展宏等情况；具备负载均衡功能，自动调整各个服务器的承载压力，不让一台服务器空闲，也不让一台服务器累超负荷运转。
同时在网络故障导致的连接故障发生时，系统会自动指引各个功能组件转移到备用的服务器。
服务器配置：
可对服务器的接入进行配置，包括接入IP、端口等
服务器当前运行信息显示：
支持CPU数量、CPU占用率、物理内存容量、可用内存容量、上下行网络占用带宽实时显示
网络配置管理：
系统支持更新、升级等配置管理，完成软件/硬件的重新配置；配置管理数据库（其中包含网络设备、软件、操作级别、维护人员等信息）；管理设备的配置文件；配置网络节点设备部件、端口；配置网络节点设备系统软件；支持对网络硬件设备软件版本和配置文件的远程升级；
网络故障管理：
在发生故障时，系统可以向维护人员或网管人员发出告警信息；系统可以配合操作维护中心或网管中心对故障进行测试诊断与定位，按指令完成软件/硬件的重新配置，并具有一定的故障恢复功能；
网络安全管理：
系统提供严格的访问控制，自动记录非法操作，并将系统的状态自动记录，以便系统出现安全问题时能够容易地找到原因；系统对各种配置数据、统计数据采取备份、保护措施；
故障修复：
当网络系统故障恢复后，系统能恢复正常工作，不影响系统的正常运行等。
支持服务组件的添加/删除功能
支持服务组件接入密码的设置/删除功能
六、设备介绍
6.1平台软件
惠通视频管理平台是面向分布式视频监控领域开发的新一代平台。
充分总结了用户的需求，深入调研监控行业中所遇到的问题与困境，对系统架构进行了全新的开发与设计。
视频管理平台在继承上一代平台优势和特点的同时，秉承了全网络、高质量、广覆盖、大容量、多业务、可融合、可管理、可运营、一站式服务的设计理念，平台架构合理、功能丰富、性能稳定，既可以适应中小型项目的建设需求，又能满足平安城市建设、运营商平台建设的要求。
-大容量在分布式设计、级联处理、逐级分发策略、平台智能自管理的支持下，最高支持百万量级设备及用户的接入。
-高可靠采用电信级的可靠性设计，在双机热备、存储控制功能和多种网络的自适应性的支持下，平台运行稳定，故障率低。
-超安全平台在物理层支持网闸隔离、网络层采用DES加密和chap认证、应用层采用PUID认证、用户多级权限分配等安全控制机制，确保系统稳定通讯的同时，杜绝网络入侵。
-全兼容平台在设备侧支持国内外主流设备接入，并通过二次开发接入其他厂商终端；在平台侧可与中兴力维、华为、互信互通等平台厂商完美兼容；
在协议侧支持GB28181/ONVIF/国家电网标准等。
-易维护平台具有网管系统和视频诊断系统，能够迅速找到故障点，大大节省系统维护时间，提升维护效率。
-可拓展不仅是视频平台，也是云数据交换平台，在其之上，可根据行业特性，衍生不同的行业应用系统，包括LBS定位管理系统、智能公交管理系统、应急调度指挥系统等。
服务器硬件配置：
操作系统Windows2008，CPU3GHz,内存8G，
6.2硬件产品
6.2.1高清便携单兵手持终端
惠通4G高清便携单兵手持终端作为一款高性能的单兵便携终端，为提高前端人员执法透明度、加强执法人员与指挥中心实时沟通而设计。
该产品具备高清无线视频、北斗/GPS定位、应急调度、集群呼叫、移动办公、业务查询等功能，可广泛应用于交/巡警、武警、消防、人防、应急、边防、城管、保险理赔、电力抢修等。
主要特性
Android系统，操作方便，界面友好，定制快捷
三防设计，IP66防护等级
二路视频，支持外接高清晰度针孔摄像头，内置800万像素摄像头
可选支持1080P/720P/D1/CIF等远程实时传输，支持高清抓拍
全方位电容触摸屏，画面清晰，触感柔和、灵敏、准确
超大电池，可连续工作6小时，待机72小时，充电速度快
支持4G/3G/2G移动、联通、电信全部网络模式
支持北斗/GPS混合定位，基站辅助定位，定位快，精度高，无漂移现象
支持蓝牙，可外接蓝牙耳机、蓝牙打印机、蓝牙身份证扫描仪
支持双向对讲、集群呼叫、集群调度
支持碰撞报警，生命特征报警，有效保护持有者
支持丰富的智能应用，如身份证信息扫描、车牌识别等
支持安全接入平台，连接公安内网，查询车牌、证件等信息，并可即时录入执法信息
规格参数
系统
操作系统
Android
视频
视频压缩标准
H.264
视频输入
支持2路视频输入，1路内置摄像头，1路外置摄像机
分辨率
1080P/720P/D1/CIF等
帧率
1～25帧可调
码流
支持双码流
本地显示
4.0英寸触摸屏
音频
类型
内置麦克、扬声器，支持外接耳麦，支持蓝牙耳机
存储
内置存储
自带板载内部存储
扩展存储
Micro SD（TF）卡存储，支持存储自动覆盖
无线
3G/4G网络
WCDMA，EVDO，TD-SCDMA，TDD-LTE，FDD-LTE
WIFI
802.11a/b/g2.4G等
蓝牙
支持
定位
定位模块
内置定位模块，支持北斗/GPS混合定位
辅助定位
支持基站定位
接口
USB接口
1个，支持USB2.0
按键
触屏
支持
扩展功能
智能应用
身份证信息扫描、车牌识别等
一般规范
防护等级
IP66
规格
148mm（L）×80mm（W）×32mm（H）
工作温度
-20℃～50℃
工作湿度
10%～90%
6.2.2高清车载硬盘录像机
惠通4G高清车载硬盘录像机是一款集4G高清传输、双向对讲、本地高清录像、三定位（北斗/GPS/基站）、高清车牌抓拍于一体的车载/船载型应急产品。
并根据具体行业需要可分为：
四路高清智能、四路混合模拟高清、八路混合模拟高清三个系列，可广泛应用于公安警务、边防巡逻、城管执法、应急执法及特种车辆监控等场合。
主要特性
全网适应，多卡捆绑，支持3G/4G/WIFI/AP
4路数字高清或模拟高清输入，1080P/720P等分辨率可选
支持双向视频对讲
支持集群呼叫、集群调度、呼叫录音、调度指令下发
前端专利存储技术确保硬盘录像安全可靠，支持本地视频回放输出
支持硬盘存储与SD卡存储
车载836伏宽电压设计，12伏摄像机电源稳压输出
北斗/GPS双模定位，定位信息同步存储
支持车牌抓拍识别功能
支持云视频管理平台、指挥中心专用调度台
规格参数
产品类别
4G高清智能车载DVR
4路4G混合车载DVR
8路4G混合车载DVR
视频
压缩标准
H.264
输入
4路SDI输入，TBC接口
4路AHD模拟高清输入
8路AHD模拟高清输入
输出
1路VGA输出；1路CVBS输出
分辨率
1080P/720P/D1/CIF等
720P/D1/CIF等
720P/D1/CIF等
帧率
1～25帧可调
码流
支持双码流，64kbps～4Mbps可调
音频
伴音
4路输入
4路输入
8路输入
对讲
双向语音对讲，支持手麦
存储
录像格式
TESF
SD卡
支持SD卡存储
硬盘
抽拉式硬盘存储，2.5寸硬盘，最高2T
智能
车牌识别
支持抓拍
/
/
无线
3G/4G网络
WCDMA，EVDO，TDSCDMA，TDDLTE，FDDLTE
WIFI
802.11a/b/g2.4G等
定位
定位模块
内置定位模块，支持北斗/GPS混合定位
电源
输入
836V宽电源输入，短接、反接、过流保护
输出
12V稳压输出
操作
遥控
支持OSD菜单遥控操作
鼠键
支持鼠键操作
一般规范
规格
245mm（L）×190mm（W）×71mm（H）
工作温湿度
20℃～50℃，10%～90%
6.2.3高清解码器
惠通高清解码器是一款多功能、高性能的新一代高清嵌入式解码器，该产品配合前端高清设备及视频管理平台，将高清视频解码传输至监控大屏，可完成端到端的高清组网解决方案。
主要特性
嵌入式结构，产品稳定
产品支持VGA/HDMI/CVBS三种输出模式
最高支持4×4路1080P、4×8路720P、4×24路D1解码输出
输出分辨率支持1920*1080、1280*1024、1280*720、1024*768、800*600
VGA支持1×1/2×2/3×3/3×4/4×4/4×5/4×6分屏输出，支持相应规格大屏拼接
HDMI支持1×1/2×2/3×3/3×4/4×4/4×5/4×6分屏输出，支持相应规格大屏拼接
模拟支持1×1/2×2分屏输出，支持相应规格大屏拼接
支持ADPCM/G711A/G711U/AMR音频解码
可扩展双向语音对讲
支持RS485，可远程控制前端设备
支持WEB浏览、配置、管理
支持远程配置、管理、导入、导出参数和远程获取系统状态、日志
规格参数
产品类别
4路高清解码器
单路高清解码器
系统
Linux
视频
压缩标准
H.264/H.265
解码能力
4x4路1080P，4x8路720P
4路1080P，8路720P
输出
4xVGA输出；4xHDMI输出，4xCVBS输出
VGA输出，HDMI输出
分屏数
支持1x1/2x2/3x3/3x4/4x4/4x5/4x6等
输出频率
支持60Hz
音频
输出
4路BNC接口输出
/
对讲
双向语音对讲，3.5mm音频接口
1路RCA接口输出1路RCA接口输入
接口
有线网络
双网口
单网口
报警输出
支持4路报警输出
/
串口
支持一路RS485
USB
支持两个USB
电源
输入
12V输入
操作
操作
支持内置网页
一般规范
规格
437mm（L）×230mm（W）×44mm（H）
255mm（L）x236mm（W）x44mm（H）
重量
≤5kg
工作温度
20℃～50℃
工作湿度
升级会员 