水利工程视频 监控接入方案 系统集成 1.docx
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水利工程视频监控接入方案系统集成1
重点水利工程视频监控接入方案
1.项目概况
目前，珠海市部分重点水利工程设施已建成的视频监控系统尚未接入市三防指挥中心，一旦工程有险情发生，难以快速掌握现场情况，难以做到及时有效的组织抢险工作。
因此，目前亟需将部分已建成的重点水利工程的视频监控信息接入市三防指挥中心，实现对工程现场的动态监视，确保防洪工程安全运行。
2.现状和需求分析
根据现有已建成视频监控系统的重点水利工程情况，本方案仅考虑已具备接入条件的工程。
拟接入的各工程情况如下：
（1）白蕉联围
白蕉联围已经建成自动化群闸联控，建设单位为市水务建设管理中心，终控室布置在堤围管理处。
监测内容包括视频、开度、水位、含氯度，但是这些监测信息没有接入市三防办。
具体情况如下：
白蕉联围自动化监控系统由1个监控中心、白藤大闸分中心、22个水闸（船闸）监控站点构成。
目前，该系统已经移交斗门区白蕉镇水利会管理，其中的视频监控信息存储在当地的硬盘录像机上，硬盘录像机的品牌为海康威视。
表2-1白蕉联围计算机监控系统监控水闸一览表
序号
涵闸名称
序号
涵闸名称
1
灯笼东头围水闸
12
石角冲水闸
2
灯笼东二围水闸
13
白石冲水闸
3
灯笼东三围水闸
14
西围水闸
4
灯笼东四围水闸
15
壳塘船闸
5
灯笼东五围水闸
16
藕围水闸
6
灯笼八围东水闸
17
东北水闸
7
南澳水闸
18
东南水闸
8
虾山水闸
19
新环头围水闸
9
西北水闸
20
新环三围水闸
10
西南水闸
21
新环四围水闸
11
沙栏水闸
22
新环五围水闸
（2）天生河水闸
天生河水闸已建立一套独立的自动化系统，虽然白蕉联围控制中心与天河生水闸管理处在同一地点办公，但是天生河水闸自动化监控系统与白蕉联围控制中心自动化监控系统处于不同网段。
天生河水闸的视频监控信息存储在当地的硬盘录像机上，硬盘录像机的品牌为海康威视。
（3）中珠联围
中珠联围自动化系统共对10个涵闸进行监控监测，其中5个闸、5个涵，闸孔共计13个，视频监控共计24路。
目前该系统由中珠联围管理处管理，其中的视频监控信息存储在当地的硬盘录像机上，硬盘录像机的品牌为海康威视。
表2-2中珠联围自动化系统监控水闸一览表
序号
涵闸名称
闸门数
水位计（个）
备注
1
新二涵
1
2
内外江
2
广昌闸
3
2
内外江
3
挂定角闸
1
0
4
洪西闸
1
1
5
洪湾闸
4
2
内外江
6
企人涵
0
1
7
小钓涵
0
1
8
碑口闸
3
2
内外江
9
海七涵
0
1
10
横一涵
0
1
（4）大镜山水库
大镜山水库建设有视频监控系统，共6路图像，已通过专用光纤接入市三防办。
由于网段不同，采用一台带防火墙的路由器接入内部局域网。
（5）吉大水库
吉大水库位于市区吉大，建有视频监控录像，存储在吉大水库管理室的硬盘录像机，该硬盘录像机品牌为海康威视。
（6）各区自建水利工程视频监控
除上述白蕉联围、天生河水闸、中珠联围、大镜山水库和吉大水库之外，各区还有部分自建水利工程的视频监控信息需接入市三防办，归纳如下：
（1）金湾区三防办已委托移动公司建设了联湾水闸（闸内闸外）、先锋岭水库、联合水闸（闸内闸外）、木头冲水库共4宗水利工程的视频监控系统，但由于行政区划调整，现在联湾水闸和先锋岭水库已经划归高栏港区管理。
移动公司建设的这四宗视频监控系统，其监控信息并未在当地存储，只能通过INTERNET登陆浏览。
（2）万山区委托电信公司在三个渔港建有视频监控，可通过INTERNET访问视频监控平台浏览。
具体情况见下表。
表2-3各区自建水利工程视频监控点汇总表
序号
工程名称
所属区域
连接方式
开发商或开发技术
备注
1
木头冲水库
金湾区
INTERNET
移动
移动传输链路，无本地存储
2
联合水闸
金湾区
同上
移动
3
联湾水闸
高栏港区
同上
移动
4
先锋岭水库
高栏港区
同上
移动
5
万山港
万山区
同上
华为
电信公司建设
6
桂山港
万山区
同上
华为
7
外伶仃岛
万山区
同上
华为
3.建设目标
运用可靠的网络连接，在主汛期之前（5月底前）将珠海市范围内部分已建成视频监控的重点水利工程（中型水库、大中型水闸、重要渔港、重要堤围）视频监控信息汇聚接入市三防指挥中心，以达到对上述监控点实时视频图像进行动态查看和控制。
此次项目建设并不涉及任何软件的二次开发，仅考虑视频监控信息的接入汇聚和查看控制。
4.建设内容
根据项目现状，由于中珠联围、白蕉联围、天生河水闸、吉大水库、大镜山水库与市三防办的网络连接已先期建设，因此，本项目仅考虑各水利工程视频监控信息的传输配置、联网设置和市三防指挥中心视频监控软件平台的搭建等系统集成内容，具体包括：
（1）对所有拟接入点的视频监控设备进行信息传输配置、联网设备配置及网络调试；
（2）完成市三防办的联网设备配置调试、网络调试以及客户端工作站的配置。
同时，利用视频监控软件平台管理系统，对本次接入的各水利工程视频监控信息进行集中管理和控制，提供所有远程视频图像的显示、回放、录像和云镜控制等功能。
5.系统设计方案（供参考）
远程视频监控系统按结构可分为监控前端、传输网络、监控中心和用户终端四个部分。
由于本次需要接入的各个水利工程点的监控前端都已建设完成且运行正常，因此监控前端在本设计中不再做表述。
5.1设计原则
◆实用高效原则
由于本项目时间要求紧迫，因此必须坚持满足业务需求为导向，注重实效，以最简便的最高效的方式，达成项目目标。
◆资源共享原则
本项目建设将在充分利用单位内部和相关部门的已有资源和设施，整合资源，实现水利信息和业务资源系统的高度共享。
◆安全可靠原则
虽然本项目时间紧迫，但仍然必须保障系统的信息安全，坚持积极防御、综合防范，全面提高信息安全防护能力，保障信息网络、信息系统、信息资源的安全和可靠。
5.2建设规范
在视频联网监控系统建设中，工程标准，规范及验收标准，规范等必须完全符合所有中华人民共和国现行的条例及规范。
必须遵循的行业规范与标准（考虑到所有规范与标准都会被修订，原则上应使用最新版本）至少包括：
Ø《安全防范工作工作技术》GB50348-2004
Ø《视频安防监控系统工程设计规范》（GB50395-2007）
Ø《视频安防监控系统技术要求》（GA/T367-2001）
Ø《视频安防监控数字录像设备》（GB20815-2006）
Ø《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
Ø《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
Ø《安全防范报警设备安全要求和试验方法》（GB16796-1997）
Ø《民用闭路监控电视系统工程技术规范》（GB50198-1994）
Ø《入侵报警系统技术要求》（GA/T368-2001）
Ø《计算机信息系统安全保护等级划分准则》（GB17859-1999）
Ø《计算机信息系统安全等级保护管理要求》（GA/T388-2002B）
Ø《IP网络技术要求--网络性能参数与指标》（YD/T1171-2001）
Ø《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）
Ø《建筑物防雷设计规范》（GB50057-1994）
Ø《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB50343-2004）
Ø《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）
Ø《MPEG4视频编码标准》（ISO/IEC-14496-2）
Ø《MPEG音频编码标准》（ISO/IEC-11172-3）
5.3传输网络设计
传输系统是整个视频监控系统的神经中枢，它直接关系到整个系统的正常运行。
传输的信号包括：
上传彩色视频信号和下传摄像头、云台镜头控制信号。
5.3.1传输要求
所采用通信方式都需满足以下要求：
（1）通信传输设备需支持TCP/IP等协议，并提供相应的IP接口，各级之间实现信号有效可靠的传输，通信网络满足本项目视频传输带宽和实时传输图像分辨率等要求。
（2）前端监控点网有线线路网络与当地的IP网络相连，并在安全、可靠的前提下实现专网连接。
（3）数字视频信号传输:
数字视频信号传输协议采用流媒体传输协议，包括实时流媒体传输协议RTSP（RealTimeStreamingProtocol）、HTTP（HypertextTransferProtocol）和实时传送协议RTP（Real-TimeTransportProtocol）/实时传输控制协议RTCP（Real-TimeTransportControlProtocol）等协议，流媒体的传输可以通过UDP和TCP来传送。
用于数字视频信号传输的设备和网络应支持图像组播、点播，支持DNS、NAT端口映射、支持代理服务器转发、支持网络流量平衡控制等要求。
（4）各水利工程的视频监控图像信息传输能力基本要求如下：
要有同时支持4路CIF格式图像信息的能力。
为了保障珠海市三防指挥部调用各个监控点图像的流畅性，每路网传视频流编码设置为CIF格式、512Kbps码率。
5.3.2通信接入方式
根据每一路视频的带宽要求和各水利工程点目前的通信网络条件，我们采用以下方式：
（1）各工程单位使用一条4M光纤直连珠海市三防办，专用于数字视频联网监控，可以支持4路图像的并发传输。
由于白蕉联围管理处和天生河水闸管理处在同一地点办公，因此采用共用一条4M光纤链路的方案与珠海市三防办直连。
（2）光纤传输设备同时具备视频、反向数据、开关量、网络信息的传输性能要求。
各个水利工程与珠海市三防指挥部的网络拓扑结构如下图：
图5.1视频接入网络拓扑结构图
由于金湾区、高栏港区和万山区的水利工程视频监控可以通过互联网直接访问，因此此次设计方案不考虑给这三个区配置网络设备。
各个水利工程与珠海市三防指挥部的网络设备结构图如下：
图5.2视频接入网络设备结构图
5.4白蕉联围与天生河水闸视频接入设计
白蕉联围计算机监控系统由1个监控中心、白藤大闸分中心、22个水闸（船闸）监控站点构成。
每个监控点的视频监控信息汇聚存储在管理处的海康威视硬盘录像机上。
天生河水闸已建立一套独立的自动化系统，虽然白蕉联围控制中心与天河生水闸管理处在同一地点办公，但是将天生河水闸自动化监控系统并未与白蕉联围控制中心自动化监控系统联网，且属于另一个内部网段，天生河水闸的视频监控信息存储在当地的硬盘录像机上，硬盘录像机的品牌为海康威视。
为了实现远程实时图像传输以及远程控制的要求，根据方案的设计原则和设计思路，由市三防办分配水利专网（10.44.65.X）IP地址，将白蕉联围和天生河水闸的硬盘录像机使用同一条光纤链路进行数据传输，硬盘录像机通过交换机与路由器相连，用路由器将硬盘录像机的内部局域网IP地址分别映射为市三防办分配的水利专网IP地址（10.44.65.X），从而使硬盘录像机与市三防办在逻辑上处于同一局域网内。
系统设备连接图如下：
图5.4白蕉联围和天生河水闸视频接入设备连接图
5.5中珠联围视频接入设计
目前该系统由中珠联围管理处管理，其中的视频监控信息存储在管理处的海康威视硬盘录像机上。
将硬盘录像机使用与珠海市三防办连接的一条光纤链路进行数据传输，硬盘录像机通过交换机与路由器相连，用路由器将硬盘录像机的内部局域网网络IP地址映射为市三防办分配的水利专网IP地址（10.44.65.X），从而使硬盘录像机与市三防办在逻辑上处于同一局域网内。
系统设备连接图如下：
图5.5中珠联围视频接入设备连接图
5.6吉大水库视频接入设计
吉大水库的视频监控录像存储在水库管理室的海康威视硬盘录像机，将硬盘录像机使用光纤链路进行数据传输，硬盘录像机通过交换机与路由器相连，用路由器将硬盘录像机的内部局域网网络IP地址映射为市三防办分配的水利专网IP地址（10.44.65.X），从而使硬盘录像机与市三防办在逻辑上处于同一局域网内。
系统设备连接图如下：
图5.6吉大水库视频接入设备连接图
5.7大镜山水库视频接入设计
大镜山水库建设有视频监控系统，共6路图像，已通过专用光纤接入市三防办。
视频监控信息通过交换机接入市三防办内部局域网，并在边界使用防火墙设备进行安全隔离，系统设备连接图如下：
图5.7大镜山水库视频接入设备连接图
5.8金湾区、万山区和高栏港区视频接入设计
（1）金湾区三防办已委托移动公司建设了联湾水闸（闸内闸外）、先锋岭水库、联合水闸（闸内闸外）、木头冲水库共4宗水利工程的视频监控系统，但由于移动公司建设的这四宗视频监控，其监控信息并未在当地存储，只能通过INTERNET访问视频监控平台浏览。
（2）万山区委托电信公司在三个渔港建有视频监控，可通过INTERNET访问视频监控平台。
市三防指挥部如果要访问上述三个区水利工程的监控视频信息，只需配置客户端工作站PC，通过客户端工作站PC访问互联网上的视频监控信息即可。
5.9监控中心平台设计
本项目需在市三防办配置一套“IVMS-4200”联网视频监控平台。
平台管理服务器由高配置的工作站PC安装视频监控软件平台管理系统来担当。
其中视频监控软件平台管理系统可以由海康威视免费提供。
5.9.1视频监控软件平台管理系统概述
视频监控软件平台管理系统是为嵌入式网络监控设备开发的软件应用程序，适用于CVR、嵌入式网络硬盘录像机、混合型网络硬盘录像机、网络视频服务器、NVR、IPCamera、IPDome和解码设备以及视音频编解码卡等多种设备。
视频监控软件平台系统须具有如下特点：
●跨平台支持：
采用跨平台编码集成嵌套技术，实现了真正意义上的跨平台架构。
提供了一套易扩展，可移植的应用界面，从而进一步弱化系统平台调整带来的风险。
目前可以支持Windows，Mac多个系统平台，给你多元化系统选择。
●控制台界面：
采用类似Windows7控制面板的操控界面，简洁明晰，让你享受即装即用的软件体验，减少你学习和培训的烦恼。
●所见即所得：
采用最新的所见即所得的界面理念，将抽象文字图片化，实现监控领域操控的可视化，给你带来最直观的界面冲击。
●多屏控制器：
支持最新的超多屏控制技术，整合几近无限的屏幕控制与显示功能。
●小管理平台：
支持最大1024路监控点的管理，至多50个自定义权限的用户和三级用户管理，可以满足中，小型管理平台的基础需求。
●即时视频处理：
支持即时回放技术，针对特殊的应用场景，可以对视频进行最及时的现场处理功能。
●仿真通信技术：
支持PCDVR仿真通信，通过编码卡服务器和解码卡服务器，实现板卡与设备的统一管理。
●多触点连接技术：
支持相同功能的多触点连接功能，在每一个用户需要的细节添加功能连接的快捷方式，打造最为便捷的易用性软件。
●在线侦测技术：
通过底层通信库的广播应答技术，支持设备在线状态的检测功能。
5.9.2视频监控软件平台管理功能设计
5.9.2.1设备管理功能
管理软件能集中管理所有前端设备，对设备进行综合管理和统一控制，可及时有效地了解设备状态，同时简化操作，易于维护。
（一）设备添加和管理
●支持普通IP、域名方式对设备进行添加和管理；
●支持添加在线设备方式，可搜索出与电脑在同一广播域下的所有在线编码器设备。
●支持私有域名方式对设备进行注册和管理；
（二）设备远程配置
设备远程配置功能可以查看或配置设备信息、常用参数、网络参数、报警参数、用户管理、硬盘管理、异常参数、文件、日志等。
●查看设备类型、硬件参数、设备序列号、网络状况、主控版本等；
●可根据实际情况进行网络的配置；
●如果设备支持双网卡功能，客户端能识别并对双网卡不同的工作模式分别配置，包括双网络设置模式、负载平衡模式、网络容错模式；
●可通过NTP服务器定期对设备进行校时，以保证设备系统时间的准确性；
●支持DDNS（动态域名解析），通过域名访问设备，可以有效解决动态IP给访问设备带来的麻烦；
●支持FTP的配置和管理，用于Internet上的控制文件的双向传输，设备的抓图文件可上传到指定ftp服务器上。
（三）监控点配置
●监控点导入：
支持监控点的批量导入功能，提高设备监控点的管理效率；
●可配置前端监控点播放时的视频参数，如亮度、色度、对比度、饱和度等；
●可配置前端网络摄像机的相关参数，包括视频参数、白平衡、曝光、宽动态、日夜转换功能、Gamma校正、数字降噪、背光补偿等；
●可配置图像的质量，主码流、子码流、事件参数可分开配置，包括图像质量、分辨率；
●可设置监控点的OSD、字符叠加以及视频遮盖；
●支持设置监控点的移动侦测功能，包括检测区域、布防时间、报警联动规则；
●支持设置监控点的视频遮挡功能，包括检测区域、布防时间、报警联动规则；
●支持设备移动侦测功能，可设置移动侦测区域、布防时间和报警联动规则；
●可根据网络状况，选择采用主码流或子码流进行传输，可选TCP、UDP、MCAST、RTP传输协议。
（四）分组管理
软件以分组为单位对设备通道进行管理，提供分组功能，用户可将分类属性相似的通道加入同一个逻辑分组内，与它们所处物理位置无关。
5.9.2.2用户管理功能
采用明快的树状结构管理授权用户信息，可添加、更改、删除用户，可为每个用户设置独立权限，包括网络预览、云台控制、视频参数、远程回放、本地录像、语音对讲、远程配置；
认证用户权限，授权用户在操作之前必须经过登陆验证，通过验证才允许操作，否则被拒绝，操作信息记录到操作日志中。
5.9.2.3预览回放功能
（一）主预览功能
管理软件的主预览功能提供视频实时播放、视频分组轮巡、预览控制、本地录像和抓图、云台控制和视频参数调节等相关功能，满足视频的实时监控需求
（二）非轮巡预览功能
（1）按监控点播放
管理软件支持单监控点播放，选中某个监控点，然后拖动到需要的播放窗口，则该窗口显示该监控点的实时视频。
在该模式下，每个监控点对应一个分割窗口。
（2）按分组播放
管理软件支持按照分组进行播放，选中一个分组，点击播放按键，播放窗口将根据分组中的监控点数量重新分割，并开始依次播放该分组下的监控点。
（三）轮巡播放功能
管理软件支持多通道轮巡播放，可设置轮巡方式与轮巡时间。
轮巡以分组为单位，轮巡方式包括“单窗口轮巡”与“多窗口轮巡”。
轮巡时间可设置为：
20秒、40秒、1分、3分、5分。
（1）单窗口轮巡
系统支持单窗口轮巡，轮巡时间间隔可设置，支持在选定的播放窗口轮巡分组下所有监控点的实时图像。
多画面分割状态下可设置多个窗口同时轮巡不同分组，从分组的第一个监控点开始，支持上一个监控点、下一个监控点的手动切换。
（2）多窗口轮巡
系统支持多窗口轮巡，轮巡时间间隔可设置，设置所需的画面分割模式，将按照当前的画面分割模式从该分组的第一个监控点开始依次播放该分组下的监控点实时图像并进行轮巡。
（四）预览控制功能
（1）多窗口全屏显示
在实时播放模式下，可实现多窗口全屏显示。
（2）双击放大
若在多窗口预览的模式下，双击选中画面可放大显示，再次点击还原。
（3）收起/展开分组列表
在预览界面，点击分组列表和播放窗口中间的隐藏按键，收起分组列表。
（4）预览码流选择
主码流是设备的主要编码方式，设备的录像参数；子码流主要用于网络传输，但图像效果较差，适用于网络条件较差的情况。
软件默认采用主码流的方式进行预览，如果有需要，可切换到子码流进行预览操作，优先保障图像预览的实时性。
（5）声音控制
在通道播放窗口点击鼠标右键，选择“打开声音/关闭声音”，或者通过播放窗口工具栏声音控制按键，即可控制预览通道的声音开启与关闭。
（6）电子放大
预览状态下，可通过播放窗口工具栏中图标，或者右键快捷菜单的“电子放大”，可实现对划定区域进行电子放大，反方向实现图像的缩小。
（五）本地录像和抓图功能
（1）即时录像
在视频实时预览过程中，可手动进行本地录像，录像文件保存在管理软件所在的电脑磁盘上。
支持对本地录像文件的搜索、回放及相关的控制功能；
（2）抓图
支持在预览界面下，对选中正在播放的窗口进行抓图；
抓图成功后弹出图片缩略图及路径提示，双击缩略图可打开所抓取图片；
支持以分组为单位，快速查看分组下监控点的本地抓图文件；
（六）云台控制功能
（1）485云台参数设置
可以通过软件远程设置设备的485云台控制参数，包括波特率、数据位、停止位、协议类型和解码器地址等参数。
（2）云台控制
在预览界面，通过云台控制面板进行云台控制；
控制面板支持云台方向控制、光圈大小控制、变倍控制、云台速度调节以及灯光、雨刷的开启和关闭。
（3）定位
点击云台控制面板“3D定位”按键，此时在播放窗口范围内按下左键，在左键按下的状态下拖动鼠标将在播放画面上显示一个矩形窗口。
其中鼠标移动的方向将决定播放放大或者缩小播放画面。
从左上至右下拖动鼠标，放开左键后矩形窗口的画面将放大选中区域。
从右下至左上拖动鼠标，放开左键后将缩小选中区域的图像。
（4）预置点
支持对预置点的设置、清除和调用，快速地定位到指定预置位。
（5）轨迹
在实时预览画面，开始控制云台，绘制所需要的轨迹路线，绘制完成之后保存；
支持对云台轨迹的调用、停止调用等操作。
（6）巡航
为监控点添加两个或者多于两个预置点后，可根据已经设置好的预置点配置一条巡航路径。
支持对巡航路径的快速调用和停止调用等操作。
5.9.2.4录像回放功能
软件可从存储服务器（包括CVR）或硬盘录像机上查找回放录像文件，查找回放方式有3种，一种通过控制面板中进入远程回放界面中查找回放，一种为主预览的快速回放，一种是通过设备查找文件回放。
软件同时支持动态分析功能。
动态分析功能可以对硬盘录像机中已经存在的录像文件进行分析，找出录像中画面有变化的时间段，如移动的人或物等。
一、远程回放功能
管理软件支持对存在在设备上的录像进行远程回放，通过录像搜索功能快速查找到需要的录像，并进行远程录像的回放与控制，包括多画面分割、声音控制、全屏控制等。
（1）录像检索
●支持按照时间、监控点进行录像的查询；
●软件支持同时查找多路监控点录像，如果选择的监控点多于当前回放窗口分割模式，软件将重新选择分割模式；
●软件支持按卡号信息查找录像。
对于ATMDVR系列设备可勾选“按卡号”查询，在编辑栏中输入叠加的卡号信息进行检索；
●软件支持按文件类型查找录像；
●支持对时间轴的控制，可放大或缩小时间轴显示比例，可移动时间轴。
（2）回放控制
●搜索出录像文件后，鼠标移至回放窗口，则显示回放控制栏，点击播放按键，从最早的录像文件开始回放，或点击时间轴，从指定时间开始定位回放；
●回放过程中，鼠标移至回放窗口，窗口右上方则显示当前播放状态；
●支持对录像回放暂停播放、停止播放、单帧回放、动态分析、录像剪辑、电子放大和多倍速回放等控制操作。
●录像回放过程中，点击回放窗口中电子放大按键，开启电子放大。
按住左键向右下方滑动，划定区域，对该图像区域进行电子放大；
●开启回放后，可对录像文件进行剪辑，视频剪辑成功后保存在本地电脑，同时软件右下角弹出路径提示。
●可实现录像回放抓图功能，抓图成功后弹出图片缩略图及路径提示，双击缩
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