西城区水环境智能监测系统视频监控系统.docx

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西城区水环境智能监测系统视频监控系统

西城区水环境智能监测系统

----视频监控系统

版本：

V1.00.00

第一章系统概述与需求分析1

1.1系统概述1

1.2需求分析1

1.3设计思路2

1.4设计原则2

1.5设计依据4

第二章系统总体设计6

2.1系统结构6

2.2系统方案7

2.2.1系统概述7

2.3系统功能16

2.3.1实时视频16

2.3.2分析及预警16

2.3.3远程控制17

2.3.4录像回放17

2.3.5权限设置17

第三章系统设计及产品选型18

3.1排放口视频采集设备18

3.1.1室外高清网络云台球机18

3.1.2室外高清网络枪型摄像机19

3.1.34路网络硬盘录像机21

3.1.4UCC-S7000-FB0121

3.2云端4G接入产品组成22

3.2.1UCC-S7000-00P022

3.3监控中心系统产品组成23

3.3.1UCC-S7000-00M023

3.3.2UCC-S7000-00D024

3.3.3UCC-S7000-A00225

3.3.4UCC-S7000-VMAX26

3.3.5多路高清视频解码器26

第四章系统平台操作功能28

4.1平台主要特点28

4.2系统平台操作界面28

4.1平台主界面28

4.2用户管理29

4.3服务器管理29

4.4设备管理30

4.5录像管理31

4.6告警管理31

4.7日志管理管理32

4.8实时监控33

第五章主要配置清单及预算34

第一章系统概述与需求分析

1.1系统概述

为聚焦本市水环境治理重点任务，全力打好水环境治理攻坚战，2018年底前，全市建成区基本实现污水收集处理设施全覆盖，污水全收集、全处理，全市考核断面水质达到国家和市级考核要求。

西城区作为全市水环境治理责任单位之一，综合域内水环境治理现状和目标要求，积极规划、统筹部署了北护城河、西护城河北段、西护城河南段、南护城河、莲花河五段河道水环境智能监测系统的一期建设。

本方案着眼于落实西城区水环境智能监测之视频监控系统的建设，包含部分基于视频、图像的异常分析与应用。

1.2需求分析

1、本方案为西城区水环境智能监测系统之视频监控分系统设计，以监控西城区北护城河、西护城河北段、西护城河南段、南护城河、莲花河五段河道各排放口的排放情况为主要目的，同时设计部分基于图像识别的图像告警应用（如：

河道排放口周边的遗留物、遗失物、非法入侵（非法下河、非法垂钓等）、周界（非法下河、非法垂钓等）等）。

2、系统需考虑监控需求的目标要求，在存储方式上做到有效最优、存储成本上做到节约；

3、结合西城区各段河道具体实施环境，全系统采用4G传输方案，最大限度地降低实施难度，着重提升系统的可用性和实战性，作为方案的必要项；

4、前端摄像机的全部采用高清相机，突出项目建设的实用功效；

5、结合成本要求、实施条件、传输条件、存储要求、实时监视要求，合理统筹规划系统组成，采用高清录像存储前置，视频图像分析算力前置，标清图像及事件4G实时传输的方案。

6、项目建设需考虑西城区水环境智能监测后续布局的统一管理，预留相关的接口资源。

1.3设计思路

1、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统集硬件、软件、网络于一体，采用开放标准的专用平台产品；

2、支持前端/区域监控平台的多级结构或多级监控平台的多级联网结构，方便组网和扩容；

3、多级平台之间通过服务器级联实现多级互联，各级平台具有管辖各自区域内资源的管理权限，上一级平台可以访问所辖下级平台的资源；

4、为了适应用户的需求，系统需从视频的采集、压缩编码、传输、存储到显示各个环节都支持高清，实现真正的高清；结合4G传输带宽、流量、成本等因素，实时预览视频优先采用标清D1或CIF，以确保监控图像连续性、连贯性，采用一杆一存储的前端存储方案，确保高清存储，高清回放等事后高清核验等需求。

5、为了及时发现监控画面中的异常情况，最大限度地降低误报和漏报现象，系统中可引入前端视频行为分析技术，如警戒区、遗留、遗失、入侵检测等；

6、为了便于统一管理，多级平台和系统的所有设备均采用统一的编码规则（20位编码）；

7、监控中心可对现场进行实时监控，并能够随时对资料进行检索和查阅，从而随时掌握河道现场各排放口的情况；

8、用户通过B/S方式模式对现场进行监控，B/S方式操作方便，直接采用浏览器访问；

9、系统按照业务需求对监控资源进行逻辑划分，按照用户等级进行授权，并根据不同授权获得相应信息，而无需额外建设投资。

10、系统将根据今后业务范围的拓展及业务需求的增加，提供便利的资源扩充方案。

1.4设计原则

随着信息技术的飞速发展，新技术不断涌现。

西城区水环境智能监测系统----视频监控系统必须是高性能、可扩展的计算机网络体系结构，以便支持今后不断更新和升级的需要，进而保护投资。

同时本方案以满足实际应用为出发点，设计时主要遵循以下原则：

●安全性

西城区水环境智能监测系统----视频监控系统的建设需要融合以往建设经验，结合西城区水环境智能监测的具体应用需求，使用具有成熟应用实践的软件平台架构确保系统的健壮性，选用具备高可靠性、高安全性，具有数万小时平均无故障时间的设备，同时为关键设备、关键部件设计冗余备份。

建立健全系统安全稳定运行保障机制、建设系统运行故障预案，全方位多角度保障系统的顺利运行。

●可靠性

系统可靠性是系统长期稳定运行的基石，只有可靠的系统，才能发挥有效的作用。

本方案从系统设计理念到系统架构的设计，再到产品选型，都将持续秉承系统可靠性原则，均采用成熟的技术，具备较高的可靠性、较强的容错能力、良好的恢复能力及防雷抗强电干扰能力。

●先进性

在投资费用许可的情况下，系统采用当今先进的技术和设备，一方面能反映系统所具有的先进水平，包括先进的传输技术、图像编码压缩技术、视频智能分析技术、存储技术、控制技术，另一方面使系统具有强大的发展潜力，设备选型与技术发展相吻合，能保障系统的技术寿命及后期升级的可延续性。

●扩展性

系统应充分考虑扩展性，采用标准化设计，严格遵循相关技术的国际、国内和行业标准，确保系统之间的透明性和互通互联，并充分考虑与其它系统的连接；在设计和设备选型时，科学预测未来扩容需求，进行余量设计，设备采用模块化结构，便于系统扩容、升级。

系统加入新建点位时，只需配置相应点位设备、建立调度的连接，在管理平台做相应配置即可，软硬件无须做大的改动。

●易管理性、易维护性

系统采用全中文、图形化软件实现整个监控系统管理与维护，人机对话界面清晰、简洁、友好，操控简便、灵活，便于监控和配置；采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。

1.5设计依据

●视音频编解码标准》ITU-TH.264

●《音频编解码标准》ITU-TG.711

●《远动终端设备》GB/T13729-2002

●《电线电缆识别标志方法》GB/T6995

●《全介质自承式光缆》YD/T980-1998

●《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92

●《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94

●《民用闭路电视系统工程技术规范》GB50198-94

●《建筑设计防火规范》GBJ16-87

●《中华人民共和国公共安全行业标准》GA38-94

●《安全防范系统验收规则》GA308-2001

●《报警图像信号有线传输装置》GB/T16677-1996

1.6设计意义

1、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统的应用实现了西城区各河长对辖区内各河道排放口的集中、实时监管，通过该系统可以了解辖区内各河道排放口的实时排放情况，可以了解河道水环境，满足各河长全方位、智能化、可应急处置的管理需求；

2、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统兼顾各河道实施条件，用户要求，科学合理地进行方案设计，着眼于解决可用性、实用性、可持续行，最大限度地降低运维成本，提升河道水环境智能化管理水平；

3、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统作为水环境智能化管理系统的一个应用，领导和专业管理人员在日常的生产管理工作中可直接根据现场的情况进行远程研究分析；

4、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统可作为水环境安全作业督查、控制和应急干预的辅助手段；

5、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统可以作为河长制远程巡检、突击检查各项管理制度的平台，并且可提供第一手区域水环境治理资讯，提供管理层持续改进管理、提升监管能力的客观依据。

第二章系统总体设计

2.1系统结构

图1、西城区水环境智能监测系统----视频监控系统示意图

支持多级联网监控，方便系统扩容。

2.2系统方案

2.2.1系统概述

西城区水环境智能监测系统----视频监控系统平台及其配套产品采用纯B/S技术，实现了水环境智能监测系统之视频监控子系统、报警子系统,充分考虑西城区水环境智能监测系统建设的实施条件，优化系统建设和部署，简化了用户视频数据管理及业务管理，确保西城区水环境视频监控“可用、实用、高效、集成、节约”。

图2、系统组成

西城区水环境智能监测系统----视频监控系统由排放口视频采集系统、4G传输及接入系统和监控中心三部分组成，其中监控中心系统支持分级级联。

2.2.1.1排放口视频采集系统

排放口视频采集系统，是通过架设在河道排放口的高清红外网络摄像机，对相关河道排放口进行7x24小时的视频和图像采集，并对采集的图像进行遗留/遗失（乱丢乱放等）、入侵/周界（非法进入、非法垂钓等）等进行分析研判，利用部署于前端的边沿计算能力，实时发现问题，预知并捕获风险，极大地降低传输消耗及成本，减少延时，同时，利用部署于前端的高清存储设备，就地进行高清录像和存储，在确保高清实时录像的同时，最大限度地降低4G传输成本及对4G传输带宽的严重依赖。

表格1单排放口高清视频存储周期计算

1路高清24小时耗盘量

硬盘配置

存储天数

（天）

备注

132G64

2T

15

每路高清编码存储按6Mpbs计算。

图3、图例

2.2.1.1.1莲花河排放口视频采集

图4、莲花河监控平面图

图5、莲花河水质监测点一

图6、莲花河水质监测点二

图7、莲花河水质监测点三

表格2莲花河监控主要设备统计清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

室外高清网络云台球机

15

台

2

室外高清网络枪型摄像机

15

支

3

视频分析盒

30

台

4

4G传输模块及4G卡

30

套

5

4路NVR

30

台

6

2T硬盘

30

块

西捷

7

立杆

30

根

8

移动式木屋

1

座

机房

2.2.1.1.2西护城河北段排放口视频采集

图8、西护城河北段监控平面图

图9、西护城河北段水质监测点

表格3西护城河北段监控主要设备统计清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

室外高清网络云台球机

6

台

2

室外高清网络枪型摄像机

7

支

3

视频分析盒

13

台

4

4G传输模块及4G卡

13

套

5

4路NVR

13

台

6

2T硬盘

13

块

西捷

7

立杆

13

根

8

移动式木屋

1

座

机房

2.2.1.1.3西护城河南段排放口视频采集

图10、西护城河南段监控平面图

表格4西护城河南段监控主要设备统计清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

室外高清网络云台球机

4

台

2

室外高清网络枪型摄像机

8

支

3

视频分析盒

12

台

4

4G传输模块及4G卡

12

套

5

4路NVR

12

台

6

2T硬盘

12

块

西捷

7

立杆

12

根

8

移动式木屋

1

座

机房

2.2.1.1.4北护城河排放口视频采集

图11、北护城河监控平面图

图12、北护城河水质监测点一

图13、北护城河水质监测点二

表格5北护城河监控主要设备统计清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

室外高清网络云台球机

5

台

2

室外高清网络枪型摄像机

10

支

3

视频分析盒

15

台

4

4G传输模块及4G卡

15

套

5

4路NVR

15

台

6

2T硬盘

15

块

西捷

7

立杆

15

根

8

移动式木屋

1

座

机房

2.2.1.1.5南护城河排放口视频采集

图14、南护城河监控平面图

图15、南护城河水质监测点一

图16、南护城河水质监测点二

表格6南护城河监控主要设备统计清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

室外高清网络云台球机

20

台

2

室外高清网络枪型摄像机

20

支

3

视频分析盒

40

台

4

4G传输模块及4G卡

40

套

5

4路NVR

40

台

6

2T硬盘

40

块

西捷

7

立杆

40

根

8

移动式木屋

1

座

机房

2.2.1.24G传输及接入系统

西城区水环境智能监测系统----视频监控系统的建设，具有水系割裂、水段相对集中于五条河道、各段河道实施难度大等特点，以4G作为传输基础，一方面大大简化了项目实施难度，另一方面也带来了后续运维成本的提升风险，需要在建设成本、运维成本、实施难度、实时监控要求、视频存储要求、产品选型、系统建设、后续拓展等各方面进行综合考虑。

在云端建设基于4G的视频汇聚、事件汇聚服务的条件下，把图像采集及AI算力、高清视频录像存储前置，是综合各方面条件的最优建设方案。

实时监视16路标清，每路按1Mbps计算，约需租用专线带宽16Mbps。

外加8~10Mbps的回放带宽需求，合计建议租用32~50Mbps的专用宽带。

表格7云宽带租用及相关设备清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

宽带服务

32~50

Mbps

租用

2

4G接入服务器

1

台

3

2T硬盘

1

块

西捷

2.2.1.3监控中心

监控中心可以只有一级也可以多级。

区域监控中心可管理所辖河道的所有监控设备，满足区域监控中心用户视频查看、查询的需求。

同时如果还有上级监控中心，也可以提供相关的视频给上级监控中心。

表格8监控中心主要设备清单

序号

名称

数量

单位

备注

1

分转发服务器

1

台

2

告警服务器

1

台

3

管理服务器

1

台

4

虚拟视频矩阵

1

台

5

高清解码器

1

台

6

47吋液晶屏

1

台

2.3系统功能

2.3.1实时视频

通过视频监视可以实时了解区内各河道排放口的排放情况，周边其他情况（如水位、虫害、树木长势等），以及排放口区域内的其他风险（例如物品遗留、物品遗失、人员闯入、非法垂钓等）。

2.3.2分析及预警

通过前端视频AI分析，检测河道排放口人员行为状态，如警戒区、遗留、遗失、人脸等，触发特定防护区域的录像及预警报警等。

2.3.3远程控制

监控中心通过客户端和浏览器可对所辖河道的任一摄像机进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，并对摄像机的预置位和巡航进行设置控制应具有唯一性和权限性，同一时间只允许一个高权限用户操作。

云台在被任意操作后，根据设定可自动回归到某个默认的位置。

2.3.4录像回放

对监控视频进行前置存储，记录事件视频前后的现场情况，通过网络调用查询、回放和下载录像，提供事件视频资料，为事件处理提供帮助。

2.3.5权限设置

河长或其他值班人员可根据不同的权限对视频监控系统进行配置及控制，使用简单、方便。

第三章

系统设计及产品选型

3.1排放口视频采集设备

3.1.1室外高清网络云台球机

产品类型：

网络摄像机

产品功能：

日夜转换

产品外形：

球型

成像色彩：

彩色

成像器件：

1/2.8"ProgressiveScanCMOS

有效像素：

200万

镜头参数：

4.7-94mm，20倍光学

最低照度彩色：

0.05Lux@（F1.6，AGCON）

黑白：

0.01Lux@（F1.6，AGCON）

0LuxwithIR

水平清晰度：

≥1000TVL

电子快门：

1-1/10000秒

信噪比：

＞52dB

动态侦测：

区域入侵侦测、越界侦测、音频异常侦测、移动侦测、视频遮挡侦测

音/视频参数

分辨率：

1920×1080

压缩格式视频压缩：

H.265/H.264/MJPEG

音频压缩：

G.711alaw/G.711ulaw/G.722/G.726/MP2L2/AAC/PCM

视频帧率：

50Hz:

25fps（1920×1080）、50fps（1280×720）

60Hz:

30fps（1920×1080）、60fps（1280×720）

音频输入：

1路音频输入，音频峰值:

2-2.4V[p-p]，输入阻抗:

1KΩ±10%

音频输出：

1路音频输出，线性电平，阻抗:

600Ω

网络接口：

内置RJ45网口，支持10M/100M网络数据

控制接口：

内置MicroSD卡插槽，支持MicroSD/SDHC/SDXC卡（最大支持128G）

支持软件集成的开放式API，支持标准协议（ONVIF、PSIA、CGI）、支持海康SDK和第三方管理平台接入、支持GB/T28181协议、支持E家协议、支持萤石云接入

其它参数

网络协议：

IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,

RTSP,RTCP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE,Bonjour

安全性：

授权的用户名和密码，以及MAC地址绑定；HTTPS加密；IEEE802.1x网络访问控制、IP地址过滤

防护等级IP66

TVS4000V防雷、防浪涌、防突波，符合GB/T17626.5四级标准

电源电压：

AC24V

电源功率：

40Wmax（其中加热6Wmax，红外9Wmax）

安装方式：

多种安装方式可选根据应用环境进行选择

产品尺寸：

220×353.4mm

产品重量：

4.5kg

环境温度：

-30-65℃

环境湿度：

＜90%

其他性能：

日夜模式：

自动ICR彩转黑

预置点个数：

300个

红外照射距离：

150米

3.1.2室外高清网络枪型摄像机

200万1/2.7"CMOSICR红外阵列筒型网络摄像机

最大图像尺寸：

1920×1080

帧率50Hz：

25fps（1920×1080;1280×960;1280×720）

镜头接口尺寸：

M12镜头4mm,

水平视场角：

90.3°;（6mm（55.2°）;8mm（40.3°）;12mm（26.3°）可选）

图像设置：

走廊模式,亮度,对比度,饱和度等通过客户端或者IE浏览器可调

传感器类型：

1/2.7"ProgressiveScanCMOS

快门：

1/3秒至1/100,000秒

日夜转换模式：

ICR红外滤片式

宽动态范围：

120dB

背光补偿：

支持，可选择区域

数字降噪：

3D数字降噪

压缩标准

视频压缩标准：

H.265/H.264/MJPEG

H.265编码类型：

MainProfile

视频压缩码率：

32Kbps~8Mbps

接口及功能

支持协议：

TCP/IP,ICMP,HTTP,HTTPS,FTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,RTCP,NTP,

UPnP,SMTP,IGMP,802.1X,QoS,IPv6,Bonjour

接口协议：

ONVIF（PROFILES,PROFILEG）,CGI,ISAPI

通用功能：

防闪烁,双码流,旋转,心跳,镜像,密码保护,视频遮盖,水印技术,IP地址过滤

智能报警：

越界侦测;区域入侵侦测;移动侦测;动态分析;遮挡报警;网线断;

IP地址冲突;非法访问

通讯接口：

1个RJ4510M/100M自适应以太网口

其他

防护等级：

IP67

红外照射距离：

I3：

最远可达30米；I5：

最远可达50米；I8：

最远可达80米

工作温度和湿度：

-30℃~60℃,湿度小于95%（无凝结）

功耗I3：

5WMAX；I5：

7WMAX；I8：

10WMAX；

重量：

750g

尺寸：

93.9×93.5×194.1

备注：

*须另备DC12VΦ5.5mm圆头电源。

3.1.34路网络硬盘录像机

功能特性：

·可接驳符合ONVIF、RTSP标准及众多主流厂商的网络摄像机；

·支持萤石云服务；

·支持GB28181协议、Ehome协议接入平台；

·支持4K高清网络视频的预览、存储与回放；

·支持Smart265、H.265、H.264编码前端自适应接入；

·支持IPC集中管理，包括IPC参数配置、信息的导入/导出和升级等功能；

·支持1个HDMI（最大4K）和1个VGA同时输出。

；

·支持一键开启录像功能；

·支持海康SMARTIPC越界、进入区域、离开区域、区域入侵、徘徊、人员聚焦、快速移动、非法停车、物品遗留、物品拿取、人脸、车牌、音频输入异常、虚焦以及场景变更等多种智能侦测接入与联动；

·支持即时回放功能，在预览画面下对指定通道的当前录像进行回放，并且不影响其他通道预览；

·支持最大16路同步回放及多路同步倒放；

·支持标签定义、查询、回放录像文件；

·支持重要录像文件加锁保护功能；

·支持1个SATA接口；

·支持网络检测（网络流量监控、网络抓包、网络通畅）功能。

3.1.4UCC-S7000-FB01

●单机最多可接3路普通网络相机，完成抓拍、主动传输和报警功能；

●支持相机事件（遗留、遗失、入侵、周界等）联动及报警功能；

●支持实时视频转发；

●支持基于串口的开关量及其他串口协议（门禁、门磁、闸机等）的控制输出；

●符合最新Onvif协议；

●支持物联点位（温度、湿度、压力、流量、毒害气体、开关量等）的融合；

●支持4G传输。

3.2云端4G接入产品组成

3.2.1UCC-S7000-00P0

图17、4G接入服务器

提供第三方网络编码设备4G接入服务。

●核心软件基于Linux系统，纯C语言编程，高效，稳定，抗病毒；

●支持堆叠，支持无缝增容和任意组网；

●支持管理服务派发的路由策略；

●支持SNMP网管协议；

●最大并发输入路数：

单机最大并发输入120路D1/80路720P/64路1080P；

●支持设备类型：

网络编码设备；

●支持管理、镜头的随机上下线，支持离线设备掉线恢复后自动恢复