环保综合监控项目解决方案.docx
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环保综合监控项目解决方案
环保综合监控解决方案
第1章背景需求分析5
1.1项目背景5
1.2需求分析5
1.2.1污染源数据监测和环保视频监控的6
1.2.2清晰的视频图像6
1.2.3全天候监控（夜视）6
1.2.4有线和无线传输相结合6
1.2.5普通供电与风光互补6
1.3建设原则和标准7
1.3.1系统设计原则7
1.3.2系统设计标准8
第2章系统结构与组成10
2.1总体介绍10
2.2总体系统结构10
2.2.1系统结构图10
2.2.2系统总体拓扑图10
2.3前端监控采集系统12
2.3.1视频监控子系统12
2.3.2环保数据采集子系统13
2.3.3站房动环监控子系统13
2.3.4安全防子系统13
2.3.5企业自组光纤环网14
2.4环保局视频监控中心14
第3章方案优势16
第4章系统功能17
4.1环保数据监测17
4.2视频监控17
4.3语音功能17
4.4安全防18
4.5门禁管理18
4.6综合监控管理18
第5章存储设计19
5.1存储的计算19
5.2机房视频动环主机存储19
5.3总监控中心存储19
第6章综合监控环境管理平台功能21
6.1平台软件特点21
6.2平台客户端软件功能21
6.2.1环境以与动力监控21
6.2.2实时监控22
6.2.3轮巡任务23
6.2.4录像回放23
6.2.5报警管理25
6.2.6电子地图25
6.2.7语音对讲26
6.2.8视频上墙26
6.3平台管理员端软件功能26
6.3.1组织管理26
6.3.2用户管理27
6.3.3设备管理27
6.3.4动环业务管理28
6.3.5录像管理28
6.3.6报警设置29
6.3.7报警预案29
6.3.8报警上墙任务29
6.3.9报警类型29
6.3.10报警时间模板30
6.3.11联动等级30
6.3.12电子地图配置30
6.3.13电视墙配置30
6.3.14管理日志31
6.3.15报警日志31
6.3.16设备状态日志31
第7章主要设备参数与性能33
7.1视频动环一体机33
7.2视频动环一体机可接入传感器清单35
7.3智能分析透雾摄像机SmartIPC36
7.4200万像素激光云台37
7.5综合监控环境管理平台38
第8章系统标准配置单40
8.1环保设备清单40
第9章环保综合监测项目成功案例41
第1章背景需求分析
项目背景
环境保护是我国的一项基本国策。
随着我国环境保护事业的发展，环境管理工作不断深化，信息化已成为提高环境管理与决策水平的重要技术基础。
“九五”期间，国家环境保护总局明确提出了我国环境信息化建设的奋斗目标，将环境信息化建设作为环境管理能力建设的一项重要工作，积极推进环境信息化建设的发展。
随着信息技术、网络技术的飞速发展，我国环境信息化建设工作也得到了较快发展，以国家级环境信息网络系统为中枢、省级环境信息网络系统为骨干、城市级环境信息网络系统为基础、县级环境信息网络系统为补充的四级全国环境信息网络系统已初具规模。
环境信息网络系统建设、环境管理办公自动化应用、环境管理数据库系统开发、地理信息系统应用、环境信息共享和发布，以与Internet/Intranet等一系列信息技术、网络技术的开发与应用，都取得了很大进展，并在环境管理工作中得到了广泛应用，为环境管理和决策提供了良好的技术服务与支持。
环保局环境在线监测系统是由污染源在线监测系统、主要水域水质自动监测系统、城市空气质量监测系统、城市噪音监测系统、和监测中心组成的监测系统。
该系统可进行自动采样、对主要污染因子进行在线监测；掌握城市污染源排放情况与污染排放总量，监测数据自动传输到环保监测中心；由监测中心的服务器进行数据汇总、整理和综合分析；监测信息传至环保局，由环保局对污染源进行监督管理。
因此，亟需建设一套环境污染治理设施（污水处理）远程监控与运营管理系统，能够汇聚所有厂站的各项指标和数据，并通过指标和数据的图表展现，为各级运营管理人员提供分析、决策的信息化手段。
需求分析
环保远程综合监控系统包括污染源数据监测（重点污染源废水排污口和废气排放筒、重点污染源废气无组织排放严重的部位（焦炉炉体、化工贮藏区等）、污染严重的重点工业园区、工业废水集中排放入河口）、环保视频监控和环保设备监控（防盗告警）。
污染源数据监测和环保视频监控的
前端监控点配置专业的夜视红外摄像机，可以对相应的废水排污口和废气排放口进行清晰地视频监控，同时可以通过PH、COD监测仪、大气监测仪等，对排放污水、废气的指标进行监测和对前端设备运行状态的监测；真正做到多个系统的整合应用，有效降低成本。
清晰的视频图像
监控点的选择，首先摄像机应安装在排污口附近，要求视野宽、无障碍、监控面大，能清晰地看到水、气等污染物的排放状态，尽量少设监控点，并尽可能使得每个监控点监控覆盖更多的排污口，如无法回避有死角，可增加监控点。
由于目前中国雾霾天气严重并且围广阔，传统视频监控技术在新的环境下已经发挥不了作用，因此视频监控需要透雾技术。
全天候监控（夜视）
监控点要全天候工作，这就需要选择摄像机时应选用专业夜视红外云台摄像机；并且在夜间能看清人物活动、废水、废气的排放情况；为了减少远距离图像的抖动，摄像机的安装也要确保牢固稳定。
有线和无线传输相结合
由于环境监控自身的特点，传输方式不可能采用完全采用有线方式。
因此应考虑有线传输方式和无线传输方式相结合，对于布线困难得地方采用无线方式，无线传输方式施工方便，图像实时传输、清晰，并且可根据传输距离的远近、现场自然条件的不同，其功率的大小可以按要求配制。
普通供电与风光互补
供电系统是环保远程综合监控系统重点，它的性能优劣将直接决定环保监控前端系统的成败。
采用普通供电和风光互补相结合的方式，对于偏远地区的监控点要选择专业的风光互补公司的产品，供电系统能保证在阴雨天，能给每一个监控点的前端所有设备提供24小时的电力。
1.2.6
建设原则和标准
系统设计原则
视频监控系统联网项目设计遵循标准化、稳定性、安全性、可扩展性、易用性、先进性、经济性、兼容性等原则，并具体体现为：
1）标准化原则
产品均应严格遵循国际通用编解码算法和网络传输标准协议，可实现在网络系统上的图像传输和共享。
2）稳定性原则
采用的核心设备均应采用嵌入式操作系统，具有任务单一、响应实时的特点，要求能24小时不间断稳定运行。
3）安全性原则
视频数据通过互联网或专网接入监控中心，采取技术手段，保障数据传输的安全性，避免了超越权限围的监看、控制、设置，有效避免非法操作。
4）可扩展性原则
考虑以后的扩展性，提供更灵活的系统组合，用户可根据需求灵活配置硬件数量。
当系统需要变更监控点位、网络客户端数量时，只需增加相应独立的设备即可融入现有系统。
5）易用性原则
主要硬件均应采用嵌入式设备，可以即插即用。
任意开关机、意外掉电都不会影响系统正常运行。
软件应采用人机界面良好的图形化界面，用户安装相应软件后就可实现智能控制，管理、操作、配置、检索都相当简便。
6）先进性原则
系统采用的相关技术与产品应均为目前主流应用技术，并保有升级空间，保护用户投资的长期有效。
7）经济性原则
系统应充分利用现有的网络资源，满足用户需求，无须重新布线等投入。
可充分利用前期安装的设备（矩阵、摄像机、DVR等），保护客户的投资。
8）兼容性
系统应兼容多种矩阵协议、云台控制协议、网络协议、传输方式等。
系统设计标准
Ø中华人民全生产法；
Ø中华人民国突发事件应对法；
Ø国家安全生产事故总体应急预案；
Ø国务院关于实施国家安全生产事故总体应急预案的决定，国发〔2005〕11号；
Ø国家应急平台体系技术要求；
Ø全全生产应急救援体系总体规划方案；
Ø国务院关于全面加强应急管理工作的意见，国发〔2006］24号；
Ø《建筑物防雷设计规》GB50057-94
Ø《电子设备雷击保护导则》GB7450-87
Ø《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规》GB50198-96
Ø《安全防工程技术规》（GB50348－2004）
Ø《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367－2001）
Ø《安全防系统验收规则》（GA308－2001）
Ø《防盗报警控制器通用技术条件》（GB12663－90）
Ø《民用建筑闭路监视电视系统工程技术规》（GB50198－96）
Ø《建筑物防雷设计规》（GB50057－94）
Ø《中国电器安装工程施工与验收规》（GBJZ32－90－92）
Ø《信息技术客户通用电缆铺设要求》（ISO/IEC11801）
Ø《工业电视系统工程技术规》（GBJ115-87）
Ø《视音频编解码标准——视听对象的编码（6部分）》（ISO/IEC14496）
Ø《工业企业扩音通信系统工程设计规程》（CECS62-94）
Ø《工业企业通信工程设计图形与文字符号标准》（ECS37-91）
Ø《安全防系统通用图形符号》（GA/T74－2000）
Ø《测量、控制和试验室用设备的安全要求》（GB4793.1-1995）
Ø《信息技术设备（包括电气事务设备）的安全》（GB4943-1995）
Ø《电气装置安装工程电缆线路施工与验收规》（GB50168-92）
Ø《计算机信息系统安全》（GA216.1－1999）
Ø《计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规》（GA267－2000）
Ø《智能建筑设计标准》（GB／T50314—2000）
Ø《建筑智能化系统工程设计标准》（DB32/191-1998）
Ø《城市住宅建筑综合布线系统工程设计规》（CECS/119-2000）
Ø《建筑与建筑群综合面线系统工程设计规》（GB/T50311-2000）
Ø《民用建筑电气设计规》（JGJ/T16-92）
Ø《系统接地的型式与安全技术要求》（GB14050-93）
Ø《工业电视系统工程设计规》（GBJ115）
Ø《安全检查防系统通作图形符号》（GA/74-94）
Ø《消防联动控制设备通用技术条件》（GB16806—1997）
Ø《火灾自动报警设计规》（GB50116-98）
Ø《安全生产许可证条例》（13-1-2004）
第2章系统结构与组成
总体介绍
在监控前端的现场设置夜视红外云台摄像机对重点区域进行实时监控，将监控视频信号汇聚到监控专网中。
通过环保远程综合管理平台软件集中统一管理、显示、录像存储等。
同时还需要对前端重点污染源废水排污口和废气排放筒、重点污染源废气无组织排放严重的部位（焦炉炉体、化工贮藏区等）、污染严重的重点工业园区、工业废水集中排放入河口监测的数据传输到各监控中心并且要实时准确的显示。
总体系统结构
系统结构图
图21系统拓扑结构图
每个地市监控中心建设数百个监控点。
该部分图像在地市监控中心部可以实现实时监控、显示、存储，同时上传到省环保局监控中心，省环保监控中心可以监控全省所有监控点状况。
各区县监控中心根据权限划分，可以对其辖区的排污企业、污染源等实时监控。
系统总体拓扑图
图22系统总体架构示意图
视频信号的传输是保证图像质量的重要环节，要求图像传输稳定、画面清晰、无明显延迟和马赛克现象。
对于传输系统，可以采用有线或无线方式，一般情况下，采用有线方式，当条件不允许设有线链路时，才考虑无线链路传输方式，如宽带无线接入技术等。
对于有线链路，应采用光纤或宽带网络，当采用城市宽带网络传输时，租赁电信运营商的宽带城域网，其接入方式多样，带宽流量控制有保障。
前端监控采集系统
在企业的环保前端监控站点布置视频动环一体机，统一接入视频监控摄像机、污染源数采仪以与探测仪表。
在设备站房布置视频动环一体机，统一接入视频监控摄像机以与安防报警设备。
做到环保前端采集系统的视频、数据、安防信息的融合接入。
消除信息孤岛，减少系统故障点，提高运维管理效率。
视频监控子系统
在每个排污点部署1个全景球机，根据实际情况部署2-3个高清红外固定摄像枪。
对排污点进行24小时监控，实时监控排污情况并防止人为破坏。
所有摄像机通过工厂自建局域网接入网络硬盘录像机以与视频动环一体机，视频数据在网络硬盘录像机或者视频动环一体机中存储一个月。
环保数据采集子系统
监测容：
污染源数值，如COD（化学含氧量）、PH值、氨氮含量等
监测方案:
将专业的环保传感器设备通过RS485协议以与4~20mA模拟量通道接入到视频动环一体机，视频动环一体机即可获取到实时污染源在线监测数据，可以选择叠加在监控视频上以与上传到环保综合监控平台。
当环保数据超限报警时，可以根据设定的联动预案，在监控画面上自动弹出实时视频与数据。
站房动环监控子系统
站房动环监测子系统是指实现对环保设备站房的设备运行状态，如市电、UPS等仪表设备实时检测功能，以与机房积水等情况自动监测和告警功能。
同时与视频监控与安防防子系统结合实现智能联动、实时显示。
可以将实时的动力环境数据与实时视频图像通过视频动环一体机做视频叠加，通过实时视频图像可以直观的观察到实时的动力环境数据。
当动力环境数据超限报警时，可以根据设定的联动预案，在监控画面上自动弹出实时视频与数据。
安全防子系统
安全防子系统具有防人员非法进入环保前端设备站房的功能，具有防盗、非法闯入等行为产生告警提示的作用，是现阶段较可靠的物防手段。
安全防单元由视频动环主机、红外双鉴、门磁开关、震动探测仪表、声光警笛等周界报警装置组成。
在机房动环综合监控系统中，可以直接将安防周界报警设备接入视频动环主机，实现告警上传提示，报警联动等功能。
结构图如下：
企业自组光纤环网
视频动环一体机支持多台设备之间组建光纤环网，光纤环网具备单点故障自愈并保障的功能。
前端监控采集系统采用自组光纤环网方案可以提高网络稳定性，减少企业部监控采集系统的故障率，方便企业运维。
采用自组光纤环网的方案可以让多个污染源监控点统一通过一条运营商网络上传，一方面可以降低企业运营商网络费用；另一方面，在数据视频上传发生故障时，可以方便环保局进行问题定位。
环保局视频监控中心
在省市环保局建设两级监控中心，可以对各个排污工厂、排污口、污水处理厂的视频监控进行远程图像调用，历史图像回放，，与时发现排污过程存在的各种问题，实现24小时全方位监控。
系统架构如下图：
环保监控中心采用DSS-E700环境综合监控平台做主控，可以采用分布式结构，增加了系统的可扩展性。
DSS-E700环境综合监控管理平台基于“All-In-One”理念，完成基本监控业务以与环保数据监控业务。
第3章方案优势
Ø智能传感：
视频动环一体机可同时接入安防报警输入的开关量，4-20mA的模拟量、和RS485总线的各种动力环境传感器和探测器，并将接收的数据实时地通过光纤、IP网络和3G无线多种途径传输到服务器。
Ø数据视频融合：
视频动环一体机可同时接入高清视频以与环境数据，同时可把各种传感器采集的参数在前端叠加到视频中。
Ø易操作：
综合监控环境管理平台提供友好的操作界面，并提供各种操作数据和统计列表，并可对一体机进行参数配置。
Ø易部署：
视频动环一体机的宽电压输入和宽温设计，能很好地适应环保监控中的复杂条件，让部署更容易；
Ø安全可靠：
综合监控环境管理平台是大华在多年的平安城市和智慧城市上发展而来，设备采用嵌入式开发，稳定可靠。
服务器采用一体化的Linux嵌入式系统，可防病毒木马。
Ø开放性设计：
系统支持GB28281、Onvif标准协议的设备接入以与提供平台SDK二次开发包，提供了强大的接入功能，灵活搭配，给客户最大的选择空间。
Ø可扩展性：
本方案采用大华综合监控环境管理平台，平台已集成动环数据统计模块，方便后续系统做扩展。
通过接入前端传感器数据，便可对动环数据进行统计与管理。
实现动环数据与视频数据的融合，三维一体地呈现环境实情，与时提示环境异态。
第4章系统功能
环保数据监测
Ø支持各种环保数据传感器（COD值、PH值、氨氮含量）以与动力环境量（供配电、温湿度、水浸等）接入
Ø具备标准电流型接口，支持各类模拟量设备接入
Ø支持各类RS485环境量设备接入
Ø支持设置各种探测器数据的上下限告警
Ø仪表历史数据曲线展示
Ø一旦数据超限报警，根据配置的联动规则，报警主机联动蜂鸣、警号，平台将自动切换到相应视频监控画面，并伴随有报警多媒体语音，系统进行报警记录的同时有相应的处理提示。
视频监控
Ø完善的视频监控功能，支持高清、标清全系列摄像机接入、控制
Ø针对雾霾天气，可以选择视频透雾摄像机以保证雾霾天气的监控效果
Ø支持三维定位、守望功能控制等摄像机高级控制
Ø支持视频解码器控制与切换，与大屏幕完美结合
Ø支持按时间段执行多种轮询预案
Ø支持视频叠加远程动力环境数据
Ø支持报警自动联动视频图像
语音功能
Ø实时音频监听，视音频同步传输展现前端实况
Ø语音对讲功能，可与任意前端进行对讲，实现多媒体通讯
Ø广播喊话功能，根据需要选取任意前端，进行喊话，实现广播功能
安全防
Ø支持各类常规开关量信号直接接入，如红外双鉴、门磁开关、震动探测等安防设备
Ø支持联动声光警号告警警示
门禁管理
Ø支持TCP/IP、RS485类型门禁
Ø开关门与人员进出记录查询
Ø开门联动视频抓拍进出人员
综合监控管理
Ø支持多级用户权限管理和访问方式、支持用户分层；
Ø支持负载均衡
Ø平台系统具备开放性和扩展性，监控设备类型、客户数、被监控点的数量可扩展；
Ø支持以有线、无线传输方式将客户前端的本地录像功能可以转移到远程服务器上来实现；
Ø对报警事件分层级进行管理并响应，处理结果并记录日志；
Ø将现场环保监测数据（COD值、PH值等）以与动力环境数据（温度、UPS数据、水浸、供配电参数等）传至监控中心，并可以对此类数据进行查询等处理；
Ø多画面监视与多画面轮巡，自定义前端图像上传频率，启动、关闭抓图和录像功能；
Ø动环系统报警、门禁系统、移动监测、入侵监测、设备掉电、图像丢失等紧急事件发生时系统会出现对应视频弹出告警
第5章存储设计
本系统视频图像的存储采用两级存储结构，各前端站点系统主要视频图像分散存储；监控中心完成上传视频图像、报警备份存储相结合，高清视频图像采用720P或1080P格式2M码流存储，分别分布存储30天。
总监控中心监控对监控画面进行存储，设备每个5分钟抓拍一图片，并通过视频服务器推送到后端进行存储。
总监控中心监控中心图片与数据存储保存半年记录。
存储的计算
分辨率
码流（M）
单路视频每小时录像文件大小（GB）
单路视频每天录像文件大小（GB）
单路视频30天录像文件大小（TB）
720P
2
0.88
21.09
0.62
1080P
4
1.96
42.18
1.24
机房视频动环主机存储
假设各前端站点采用2路720P视频进行视频图像存储，30天存储容量计算如下：
2路720P视频存储容量：
0.62TB×2路=1.24TB
考虑硬盘格式化容量损失，每个动环主机采用2个3TB工业级硬盘进行存储。
每个硬盘录像机存储容量：
3TB×2个×0.9（格式化损失）＝5.4TB，满足存储要求。
总监控中心存储
录像格式与存储时间：
各机房传输1路D1视频上传市监控中心，总监控中心24路视频轮巡在大屏显示，对在大屏显示图像进行由网络存储进行即览即存，采用D1格式2M码流存储、存储时间各为30天；报警信息保存180天，布署在总监控调度中心。
按24路视频录像30天存储容量：
0.62TB（每路30天）×24路=14.88TB
存储系统可支持RAID0、RAID1存储方式，每5个硬盘组建1组RAID，采用硬盘RAID0方式存储视频图像和存储报警信息、重要数据的存储与备份，存储系统采用3TB容量SATA硬盘进行存储，共15块硬盘；考虑硬盘格式化容量损失与采用RAID的损失,计算容量如下：
存储视频图像容量：
3TB×10个×90%（RAID0方式）=27TB，满足存储需求。
报警与重要数据存储与备份：
3TB×5个×90%（RAID0方式）=13TB
网络存储实际存储容量:
27TB（视频图像）+13TB（报警与重要数据）=40TB
第6章综合监控环境管理平台功能
平台软件特点
环保综合管理监控系统，按目前规划与使用情况来看，在站端布置视频动环一体机。
监控中心布置综合监控环境管理平台。
平台客户端软件功能
平台客户端的主要功能有：
动环监控、实时监视、录像回放、电子地图、报警管理、云台控制、语音对讲、视频上墙，以与本地配置等功能。
客户端的主界面如下：
环境以与动力监控
功能概述
支持环境数据以与动环实时数据展示，历史数据统计、查询、数据图表化分析，以与异常数据报警、联动视频、联动报警输出等。
功能说明
☉动环报警预案设置；
☉动环报警视频关联；
☉动环报警云台联动
☉动力环境实时数据展示；
☉动力环境实时数据正常/异常统计；
☉动力环境历史数据分类查询；
☉动力环境历史数据曲线图统计；
☉动力环境历史数据导出；
实时监控
功能概述：
数据叠加在实时监控视频流上，通过实时监视功能，实现对监控网点全天候、全方位的监视功能。
对监视目标进行实时、直观、清晰的监视，全天24小时均可观察到前端现场的监控状况。
功能说明：
☉智能抄表数据自动叠加
☉支持多分屏画面显示
☉支持监视画面的亮度，对比度等参数调整
☉支持客户端抓图与连续抓图
☉支持客户端本地录像
☉支持实时监视流畅/实时模式切换
☉支持音频监听开关
☉支持从设备树上拖动摄像头到视频窗口打开一个画面
☉支持拖动设备或组织节点打开其所属的所有通道
☉支持关闭当前窗口/关闭摄像头/关闭所有窗口操作
☉支持当前监视保存为任务
☉支持手工指定或者自动选择主辅码流类型
☉支持对监视摄像头所属设备进行语音对讲
☉支持对监视摄像头保存到收藏夹
☉支持单窗口的放大/恢复
☉支持窗口的全屏显示
☉支持双击视频通道打开视频
☉支持双击设备或组织节点打开所有其所属通道视频
☉支持从收藏夹打开监视摄像头的视频
轮巡任务
功能概述：
监控任务和监控计划是一种监控轮巡策略。
用户可以通过设置监控任务，指定一组摄像头在特定监控画面中打开。
用户可以通过设置监控计划，指定监控任务在特定的时间执行。
功能说明：
☉支持监视任务/计划创建、编辑、修改
☉支持按计划执行任务
☉支持暂停/恢复计划/任务
录像回放
功能概述：
监控系统的建设除了实时监视和报警，防患未然外，还有一个重大的作用就是事发后有据可查，因此，录像的检索、连续流畅、多功能播放也是平台的一个很重要的功能。
功能说明：
☉支持录像查询/回放
1）支持从前端设备/中心平台，查询一天的录像，提供图像化和列表两种方式显示查询结果
2）支持单路回放
3）支持多路回放，最大可以同时三十六路路回放
4）支持时间条上双击回放
☉支持报警录像查询/回放
1）支持指定报警源、类型和时间段，查询出报警信息列表
2）支持单击报警信息查询出关联的录像
3）支持选择报警录像进行回放，依次在窗口上打开，最大支持四路同时回放
☉支持录像打标/查询/播放
1）支持回放录像（本地录像除外）以文字信息进行打标
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