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水利部门监控方案
水利系统网络视频集中监控解决方案
时间:2012-09-10 17:07来源:北京欣智恒点击次数[field:click/]次

一、前言
视频监控系统是安全防范技术体系中的一个重要组成部分,是一种先进的、防范能力极强的综合系统,它可以通过摄像机及其辅助设备(镜头等)直接观看被监视场所的情况,一目了然,同时它可以把被监视场所的图像全部或部分的记录下来,这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据,同时电视监控系统还可以与防盗报警等其他安全技术防范体系联动运行,使防范能力更加强大,能及时发现事故和事件的隐患,预防破坏和避免造成不好影响 。
二、项目概述 
随着国民经济的迅猛发展,水利工程在国民经济中所起的作用越来越大,防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。防汛大坝集中监控系统,真正体现防汛的现代化管理,智能化操作。预警防汛大坝水位情况,为领导决策和减少洪水带来损失争取了宝贵的时间,有效保障人民生命财产的安全。
本项目是针对三个水库及相对应的河道,闸门的视频监控系统,主要监控水库蓄水水位情况,大坝的安全情况,水库周边的环境及辅助设施情况,闸机的开合情况,以及河道的水流、水面清洁情况等,所有的这些视频图像都需要传输到各个水库监测站的监控室,由专门的值班人员进行监视,发现问题,及时处理或上报;在监视的同时,还需要所有的视频资料实时存储,并且保存不低于一个月的录像资料,此外硬盘录像机还需要支持网络功能,可以通过网络将所有的视频上传到水利局网络监控中心,以便监控中心相关部门可以随时监看各个水库的各个图像,或者随时调阅各个水库监测站以前的录像资料,在线回放或下载。
北京欣智恒公司根据以往水利项目和水利行业的特点,对于水库、河道等重要设施的监控项目,往往涉及的地理范围比较广,监控点比较分散,网络监控用户又比较多,各个水利部门需要层层监管,而且对于大规模的监控项目对系统稳定性的要求比较高,需要尽量减少日后的设备维护工作,为此,我公司专门针对此项水利设施监控项目设计了一套基于Kingvee(凯威)系列产品的远程网络视频监控方案。

三、系统拓扑图


图片1

四、设计原则和依据
4.1、设计原则
此水利设施网络视频集中监控系统设计遵循先进性、可靠性、安全性、可扩充性、规范性等原则,并具体体现为:
    a、 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,另一方面又使系统具有强大的发展潜力,以便该系统在尽可能的时间内与社会发展相适应。
    b、 可靠性:
    系统最重要的就是可靠性,系统一旦瘫痪的后果将是难以想象的,因此系统必须可靠地、能连续地运行,系统设计时在成本接受的条件下,从系统结构、设备选择、产品供应商的技术服务及维修响应能力等各方面均应严格要求,使得故障发生的可能性尽可能少。即便是出现故障时,影响面也要尽可能小。
    c、 安全性:
    对于安全防范系统,其本身的安全性能不可忽视,系统设计时,必须采取多种手段防止本系统各种形式与途径的非法破坏。
    d、 可扩充性:
    系统设计时应充分考虑今后的发展需要,系统应具有预备容量的扩充与升级换代的可能。
    e、 规范性:
    由于本系统是一个严格的综合性系统,在系统的设计与施工过程中应参考各方面的标准与规范,严格遵从各项技术规定,做好系统的标准化设计与施工。
    一切应从实际出发,使智能系统具有较高的实用效能。这也是智能建筑在当今之所以能迅速兴起并发展的关键所在。
4.2、设计依据
本方案设计根据甲方常规要求,并遵循以下国家相关部门制定的设计规范要求。主要包括:
    ① JGJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》
    ② GB/T50314-2000《智能建筑设计标准》
    ③ GB50174-93《电子计算机机房设计规范》
    ④ GB50057-94《建筑物防雷设计规范》
    ⑤ GBJ232-92《电气装置安装工程施工及验收规范》
    ⑥ GB4943-95《信息技术设备(包括电气事务设备)的安全》
    ⑦ GB/T75-94《安全技术防范规范工程技术规范》
    ⑧ GB50198-94《民用闭路电视监控电视系统工程技术规范》
    ⑨ 客户对闭路电视监控系统的总体要求
五、设计方案
经过对项目的需求进行分析,结合现场的实际情况,本套网络视频集中监控系统大体可分为以下几个部分:前端视频采集部分、传输部分、防雷部分、本地存储控制部分以及网络视频的远程传输部分。
5.1、视频采集部分
视频采集部分是电视监控系统的前沿部分,它布置在被监视场所的某一位置上,使其视场角能覆盖整个被监视的各个部位。有时,被监视场所面积较大,为了节省摄像机所用的数量、简化传输系统及控制与显示系统,在摄像机上加装适当的镜头,使摄像机所能观察的场景更清楚。
针对此项目的实际情况,所有的前端摄像机均选用索尼的36倍电动变焦一体摄像机(SSC-ET365P),配凯威的室外重型云台(KV-Y6050D)、野外型云台解码(KV-F2108G)、全天候室外防护罩(KV-Y4712SFHW)、重型云台支架(KV-Y6012),可以达到全天候,全方位,24小时实时监控,为了满足现场晚上的监看效果,拟定在每个摄像机防护罩的上方安装一只1000W的射灯,这样在晚上射灯就可以随车摄像机的旋转而转动,从而能够清楚的看到现场的图像,不但可以在各个水库监测站的监控室可以对本辖区的射灯进行开关控制,在水利局的监控中心,以及在网络是任意一个经过授权的合法用户,也能随时控制各个点的射灯开关,方便各级用户管理。
经过现场勘测,拟定每个水库安装8组摄像头,分别对水库蓄水位、大坝、大坝周边、闸口以及河道的情况进行实时监控,由于现场没有安装条件,故所有的摄像机都需要立杆安装。
总之,前端的各个摄像机就像整个系统的眼睛一样,把它监视的内容变为图像信号,传送给监控室的监视器上,将个点的前端画面呈现线值班人员眼前。
5.2、前端防雷接地部分 
由于水库群山环绕,地处空旷,水汽比较重,因此需要特别注重前端设备的防雷。避免给监控设备带来安全隐患。所有摄像机、云台、解码器的电源和信号线路必须按《建筑物防雷设计规范》GB50057 的要求连接相应的浪涌保护器,所有上述设备必须进行接地,接地电阻要求小于10Ω。
针对此工程项目的具体情况下,每路视频都安装一套防雷保护器,在此选用凯威的视频电源控制三合一防雷保护器,型号为KV-F2203。
5.3、传输部分
传输部分就是系统图像信号的传输通道。目前电视监控系统多半采用视频基带(同轴电缆)传输方式。如果在摄像机距离控制中心较远的情况下,也有采用双绞线传输或光纤传输方式。
本套系统为水库及闸口、河道的监控项目,各个前端摄像机距离水库监测站的监控室比较远,而且各个前端摄像机位置比较分散,采用同轴电缆传输,不能保证图像质量,因此选用适合于远距离,高质量图像传输的光纤配合光端机进行各路视频信号的传输,对图像信号的传输重点要求在图像信号经过传输系统后,不产生明显的噪声、失真,保证原始图像信号的清晰度和灰度等级没有明显下降等。在此选用4芯单模光纤穿管地埋敷设。
为了节省设备供电部分的成本,所有的前端设备采取就近取电,即在每个摄像机附近直接采集220V给云台解码器供电,再有解码器输出12V和24V给摄像机、云台、防护罩等供电。所有的供电线缆均采用RVV2*1.52的电源线。
光端机到解码器的控制信号采用RVVP2*0.752的线缆进行传输。
5.4、本地存储控制部分
在各个水库监测站的监控室安装一台凯威的8路嵌入式硬盘录像机(KV-IET2108Q),来显示和保存本地水库及周边的各路图像,根据对录像资料保存时间的需求配备相应容量的硬盘,并且可以通过硬盘录像机配套的控制键盘(KV-2816KB)来控制各路云台的上下左右以及镜头的变焦变倍等。
在本套监控管理系统中,本地的硬盘录像机主要负责对监控信息的采集、存储、传输,并具备本地监视(前端运行状态监视、日志)功能。
自动化运行:
系统可以在用户登录操作系统前自动运行,即本地的硬盘录像机使用单位人员只需要开启录像主机电源而不需要其它操作,便可自动进入软件界面,并显示视频,启动录像,但键盘和软件都处于锁定状态,避免无关人员的误操作,如果需要对本地硬盘录像机进行操作时,以相应权限的系统用户登录,此时,登录时间及各项操作都将记录在系统日志中,供日后需要的时候查询。
监控信息采集:
监控信息包括:视频、音频、各类联动报警信息。
视频音频监控信息的采集可实现脚本化,即按照从中心取回的运行脚本来执行采集任务。脚本内容包括:每个通道的采集起止时间,是否启用移动侦测、传感器联动录像,每通道的亮度、对比度、饱和度、色调、声音等采集参数,是否水印叠加、是否局部遮蔽等等。
监控信息存储
监控信息存储在本地计算机硬盘上,存储标示以存储时间命名,便于查询检索,存储长度以分钟定义,默认为60分钟。
监控信息以循环覆盖方式存储,无需人为干预,当磁盘存满后自动覆盖最早的录像资料。
运行监测功能
硬盘录像机的运行监测功能分为三类:
1) 运行日志。自动记录前端的运行、启动情况、监控信息采集情况、传输情况等信息,形成运行日志;此功能在其他前端功能运行前就应自动运行。
2) 运行监视。作为一般应用程序,运行后,可以在前端DVR显示器上显示系统运行状态(如当前时间、已运行时间等)、各个通道状态(如通道名称、时间、实时画面、是否录像等)、各类报警信息状态(如报警探头工作状态、采集到的数据等)等等。
3) 操作日志。前端程序运行后,经授权人员的登录信息和操作信息等都能产生日志,以供日后查询。
5.5、网络视频远程传输部分
本套系统在本地监看录像的同时,它还支持视频的网络远传,将本地的所有视频上传到水利局监控中心,方便水利部门的各层管理人员通过网络以合法的身份随时随地访问本地的网络硬盘录像主机,观看实时画面。具有相应权限的还可以进行远程控制管理,在线回放以及下载之前的视频资料等,采用先进的现代化高效率管理手段,使得经营状况越来越好。
为了方便对各个水库的所有前端视频信号进行统一管理,因此需要在水利局监控中心内设置一台管理服务器,对各前端硬盘录像主机进行管理,远程设置等;一台流媒体转发服务器,用于负责将所有的前端视频信号转发给其他客户端主机;一台存储服务器,用于重要图像的异地备份存储;一台16路数字矩阵主机,用于将前端的重要画面实时或切换显示到有16台监视器组成的电视墙上。还有几台客户端主机,安装客户端管理软件,用于通过各台PC机实时或切换显示全部或重要画面。它主要具有一下功能:
监控方式
以中心端监控用户的监控行为划分:
ü 主动监控。日间工作时间以值班人员主动监控为主,值班人员可以自己编组设置轮巡监控,也可以手动选择监控。
ü 被动监控。即系统根据预先设置的移动侦测参数、报警器、探头联动报警参数,当有情况发生时,主动弹出提示信息,视频监控主动弹出监控画面。
音视频监控
音视频监控功能为日常值班所主要使用的功能,其操作界面为经常使用界面,界面的上要将日常音频、视频监控工作的主要功能集成在一起。音视频监控主要在PC上操作,画面显示主要以PC显示器为主,可选择在电视墙或大屏幕上同步显示。
主操作界面、功能包括:
ü 可以以文字形式、树形结构选择浏览的监控通道,也可以以电子地图形式选择监控通道。
ü 轮巡监控。每个监控值班用户可以为自己编排多个轮巡监控编组,预设轮巡编组可以保存。
ü 支持1-25画面分割、画面组合、全屏显示,每个画面下方可以显示其在屏幕上的顺序号。
ü 每个通道画面可以单独进行画面大小、图像质量、亮度、对比度、饱和度、色调等参数的调整,调整后还能够选择是否保存以备将来使用。
ü 通道信息提示。在每个通道下方显示通道名称及所属前端主机名称,显示当前监视画面是实时监控还是远程回放。
ü 在通道画面可以方便的调阅前端设备的辅助信息。
ü 能够对监看的画面进行远程录像、选择下载和抓拍。远程录像和下载的资料将保存到中心重点监控信息的存储设备中。
ü 监视到重要信息时,可以选择即时回放录像资料和远程录像。
ü 回放可以在监控界面中操作,也可以在专用窗口操作。
ü 支持值班用户退出时自动状态保存,下次登录进系统后恢复至上次退出时的工作状况。
音视频转发功能
当多个用户浏览同一通道时,使用流媒体服务器转发技术,实现一人请求,多人同时浏览、共享信息,从而可以提高网络资源利用率。
重点监控信息管理
重点监控信息是系统使用中发现的在安全、管理、柜员合规性、服务环境等方面的重点事件的监控资料可以临时备份在控制中心,以备日后查询。一组重点监控信息的要素包括:发生时间、地点,对应的节点、通道,相关的视频音频数据,存储时间等。
日志管理
系统应能够提供所有的事件信息日志,管理员可以按照日志进行查询、检索、联动。日志分为用户操作日志、用户登录日志和报警日志三类。日志信息不能随意删除,删除需要由超级用户或管理员操作。每类日志信息的记录内容要描述详细、要素齐全、分类充分,便以日后查询方便。日志信息的可以根据需要导出和备份,已导出或备份的日志信息可以通过文本方式浏览查看,而不需重新导入和恢复。
用户分控端管理
用户分控指的是系统用户通过系统管理员授权后,可以实现远程实时监控、监控资料查询、监控资料处置等简单功能操作。
远程控制功能
在任意网络终端,经过授权的网络用户,可以远程对各水库进行布控,开关射灯等,当有警情发生时,监控系统可自动开灯、启动录像,同时可以将监控图像传送到水利局监控中心。 六、产品介绍
 

6.1、SONY36倍一体摄像机(SSC-ET365P)

产品概述:
1/4英寸EXWAVE CCD,540线(440,000像素),36倍光学变焦(f=3.4mm~122.4mm),12倍电子变焦;宽动态,日夜转换;彩色0.8lx,黑白0.007lx(F1.6,30IRE)
具体参数:
  

型号
SSC-ET365P
成像器件
1/4英寸EXWAVE CCD
像素
440,000
变焦倍数
36倍
焦距
f=3.4mm~122.4mm 
水平视角
57.8°~1.7°
F值
f1.6(wide)~f4.5(tele) 
最低照度
彩色0.8Lx 黑白0.007Lx (F1.6,30IRE)
彩色1.4Lx 黑白0.01Lx (F1.6,50IRE)
信噪比
50 dB
电子快门
1~1/10,000M
白平衡
ATWPRO,ATM,室内,室外,单触式,手动 
增益
自动/手动
曝光控制
自动,手动,优先模式,亮度,EV补偿,慢速曝光,宽动态度 
宽动态
/关
EV补偿
-10.5~+10.5db 
背光补偿
/关
隐私区域屏蔽
on/off 24w位置 *
聚集系统
自动(灵敏度:普通,低),单触式,手动,无限,间隔自动聚集
工作温度
0°C ~ 40°C
存储温度
-20°C~60°C 
预置位
6*个
光圈控制
16步
图像效果
冻结,电子翻转,反色*,黑白*,镜像
摄像机控制按钮
变焦(远),变焦(近),聚焦(远),聚焦(近)
电源需求
AC24V/DC12V
摄像机控制协议
VISCA协议, 波特率:9.6kbps,19.2kbps,38.4kbps,1或2个停止位可选
同步系统
内同步或电源同步
功率
5.2W
尺寸(WXHXD)
59.4(W) x 65.4(H) x 120(D) mm 
重量
470g

 6.2、室外重型云台(KV-Y6050D)

 

旋转角度:水平:350o 垂直:+-60o
限位点:外面调整
速度:水平:6 o /秒   垂直:6 o /秒
载重量:垂直:38公斤
工作方式:水平:持续旋转   垂直:间断
输入电压:AC24V/117V/220V(任选)
马达输出:15W
正常工作电流:24V-0.96A, 117V-0.3A,  220V-0.2V
连接线:6芯非屏蔽电缆 
工作温度:-25摄氏度至+60摄氏度
工作湿度:35%至90%(相对湿度) 
机体结构:铝合金模压铸造成型
表面防护:银灰色烤漆 
密封:采用密封圈和密封垫全天候防护 
尺寸:196(直径)X277mm(高) 
重量:7.5公斤 

6.3、野外型云台解码(KV-F2108G)

 

采用PIC工业级单片机,内置看门狗监控功能,温度适用范围宽;
万能解码器协议,提供任意协议的定制服务,RS485通讯方式,可控制云台的上、下、左、右、自动,镜头的变倍、光圈、聚集,灯光、雨刷等功 能;
云台电压AC220V、AC24V可选,镜头电压:DC5V-12V可调,提供AC24V、 DC12V二组摄像机电源;
通迅光隔离,超强抗干扰;
具有防静电,抗雷击功能;
内置测试功能,可测试前端云台的上、下、左、右、自动,镜头的变倍、光圈、聚集,灯光、雨刷等功能。

解码器电源
AC 220V / 50HZ 28W
云 台 电压
AC220V、AC 24V可选
云 台 功率
AC220V/2A 或 AC24V/800mA
镜 头 电压
5-12V可调/500mA
可提供电源
AC220V/2A、AC24V/500mA、DC12V/500mA
辅 助 开关
2个常开开关AUX1和AUX2,容量为AC220V/5A
通 迅 方式
RS485
支 持 协议
多种协议(可为用户定做)
温 度 范围
-40℃~85℃
传 输 距离
1200m(受电缆种类和控制主机限制)
节 点 数量
32/128/1024(增加通迅分配器)
地址码范围
0-63-255(可为用户定做)
外 壳 材料
铝盒
重    量
3kg

 

 6.4、8路嵌入式硬盘录像机(KV-IET2108Q)

主要特性
采用最新的USB2.0接口,进一步稳定USB鼠标功能
快速实现USB备份、USB升级等操作
支持SATA刻录备份
同时多路录像,同时录像回放,同时网络操作
1/4/9画面显示
每画面可设置192(16×12)个检测区域;可设置多级灵敏度
时间点检索、日历检索、事件检索、通道检索
技术参数:
主处理器      工业级嵌入式微控制器
操作系统      嵌入式LINUX操作系统
系统资源      100帧
操作界面      8位真彩色图形化菜单操作界面,支持鼠标操作,带有菜单注释
画面显示      1/4/9画面显示
视频标准      PAL(625线,50场/秒),NTSC(525线,60场/秒)
图像质量预览    704×576,录像支持 CIF、2CIF、4CIF(D1)
录像速度(CIF)   PAL制:每路1-25帧/秒可调、NTSC制:每路1-30帧/秒可调
图像移动侦测     每画面可设置192(16×12)个检测区域;可设置多级灵敏度
录像方式及优先级    手动>报警>动态检测>定时
录像查询方式     时间点检索、日历检索、事件检索、通道检索
每路占用硬盘空间     视频:56~500M字节/小时
备份方式       网络备份、USB备份、SATA备份
视频输入       8路BNC
视频输出       1路BNC,1路VGA输出
网络接口       RJ45 10M/100M自适应以太网口
云台控制接口      1个RS485,1个RS232
USB接口       2个USB2.0接口
电源       220V+10% 50Hz+2% / 110V 60Hz 
功耗(不含硬盘)     25-40W
使用工作温度     0℃~+55℃
使用湿度     10%~90%
外型尺寸     2U标准工业机箱,440(宽)x460(深)x89(高)mm
重 量        6.5~7.5KG(不含硬盘)

七、设备清单及报价

序号
名称
品牌
型号
规格
单价
单位
数量
3个水库本地部分
1
36倍电动变焦一体摄像机
索尼
SSC-ET365P
1/4英寸EXWAVE CCD,540线(440,000像素),36倍光学变焦(f=3.4mm~122.4mm),12倍电子变焦;宽动态,日夜转换;彩色0.8lx,黑白0.007lx(F1.6,30IRE)
 
24
2
全天候室外防护罩
凯威
KV-Y4712SFHW
后翻盖,可加锁,遮阳罩,温控
 
24
3
室外重型云台
凯威
KV-Y6050D
水平:350o,6o/秒 垂直:+-60o,6o/秒
 
24
4
野外型云台解码
凯威
KV-F2108G
野外型通用万能解码器,支持多种协议,控制220V/24V AC 云台,通迅光隔离,超强抗干扰,具有防静电,抗雷击功能
 
24
5
重型云台支架
凯威
KV-Y6012
壁式支架,配KV-Y6050云台
 
24
6
立杆
国产
定制
 
 
24
7
射灯
国产
1000W
碘钨灯管
 
24
8
防雷器
凯威
KV-F2203
视频电源控制三合一防雷器
 
24
9
单路视频光端机带反向数据
凯威
KV-VD1001
单模、1芯光纤传输1路正向视频带1路反向RS485数据控制信号:1V↑+ 1D↓
 
24
10
8路嵌入式硬盘录像机
凯威
KV-IET2108Q
8路视频,CIF分辨率,显示录像全实时,H.264压缩,嵌入式操作系统
 
3
11
硬盘
希捷
ST1000
1000G硬盘,可保存资料一个月
 
2
12
显示器
三星
943NW
19寸宽屏
 
1
13
操作台
国产
定制
单联
 
3
14
光缆
国产
 
4芯单模
 
 
15
视频线
国产
SYV75-5
 
 
 
16
电源线
国产
RVV2*0.75
 
 
 
17
控制线
国产
RVV2*0.75
 
 
 
18
地埋PVC管
国产
 
 
 
 
水利局网络监控中心部分
1
管理服务器
 
 
双核1.6G/160G SATA*2/DVD
 
1
2
流媒体转发服务器
 
 
双核1.6G/160G SATA*2/DVD
 
1
3
存储服务器
 
 
双核1.6G/160G SATA*2/DVD
 
1
4
磁盘阵列
 
 
10T
 
1
5
凯威
KV-D9024V16M
可同时还原16路模拟视频信号输出
 
1
6
显示器
三星
943NW
19寸宽屏
 
4
7
客户端主机
 
 
方便各级网络终端用户管理,可用户自备
 
 
8
远程网络视频集中监控管理软件
凯威
KV-IET2000S
用于网络视频集中管理,支持B/S和C/S架构
 
24
9
监视器
三星
SMC-214P
21寸纯平监视器
 
16
10
电视墙
国产
定制
可放置16台纯平监视器
 
8
11
操作台
国产
定制
四联
 
4