智慧河道视频监控系统方案Word格式文档下载.docx
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环境监控主要指水岸环境监控,如:
是否有破坏水岸环境、乱砍乱伐、违法围垦行为等。
此应用场景中,要求通过摄像头实时监控水岸情况,可以识别人的特征等,并对行为数据进行记录。
平台应具备污染预警、预警派单、处理结果上报、数据记录的功能。
(3)工作监控
工作监控指对排污工人的日常河道清理工作能效进行监控,对保洁船是否正常作业、航道线路等进行监控。
此应用场景中,要求通过摄像头实时监控工作情况,并对监控数据进行保存。
若船只偏离既定航线或发生事故,应及时发现并追踪船只位置,或记录事故发生过程,并及时派单进行现场处理。
二、系统设计
二.1总体架构
河道视频监控系统通过布设的摄像机,对河道水面及岸线的情况进行实时监控,支持图片和视频的传输,采用数字网络化平台管理,将前端数字视频图像,网络传回至监控中心,实现分布监控、集中控制和管理的功能。
河道视频监控系统由前端监控设备、传输网络和监控中心组成。
如图1所示。
图1河道视频监控系统技术架构
前端监控设备由不同型号、不同技术指标的视频摄像头组成,客户根据业务需求选择适合的摄像头。
视频监控系统的传输网络可根据业务需求、数据类型(视频或图像)选择光纤传输或无线传输。
监控中心可为用户提供数据存储、GIS地图联动、报警管理等功能,相关功能以综合平台为载体,供客户使用。
二.2功能设计
河道视频监控解决方案,实现了对河道水面及沿河流域的实时监控和自动化管理,具体功能包括:
(1)对河道的实时监控及监控数据实时上传。
客户可实时掌握监测点动态。
(2)监控点位与GIS地图的联动。
客户可及时定位险情或事故的位置。
(3)险情或事故预警机制、预警派单功能、处理结果上报功能。
客户可实现险情早发现早处理,并及时将处理结果记录。
(4)污染物、污染行为的抓取和分析功能。
通过建立污染物分析系统,为客户对污染进行溯源及制定污染防控方案提供数据支持。
(5)监控数据个性化分析。
数据分析系统可根据客户的需求提供个性化分析模板,为客户对河道的全方面管理、建立管理机制提供数据依据。
(6)安全管理功能。
通过对客户进行权级分级及河道管辖的管理机制,实现河道责任到人的管理目标。
通过建立数据统一管理机制,实现数据安全监管的目标。
二.3方案特点
本方案为客户提供了一个智能化、数字化、具有可拓展性的系统解决方案。
其具有以下特点:
(1)区别于传统的人工河道巡检,本方案提出通过摄像头对河道进行监控,即提供了一种无人值守、实时监测的解决方法,提高了河道监控的实时性和有效性。
(2)本方案在建设时,可通过站址的复用,降低立杆投资;
站址在提供杆体承载的同时,还可提供稳定的电力供应,实现了快速建设部署、高效稳定运行。
(3)系统对用户、设备、监测点进行统一管理,有效的保障了用户的权限安全和监测点权责管理(监测点责任到人),实现了设备远程监控。
(4)系统具有丰富的业务功能,在满足实时监控、实时传输、数据综合分析的同时,还通过预警机制、派单机制、处理结果上报、舆情监督等附加功能,为客户提供更加便捷、智能的河道监测治理平台,并为制定河道管理方法提供了有力的数据支持。
(5)本方案设计架构灵活,模块化的设计使系统可方便的与其他业务进行平台共享和数据共用(如:
环境监测平台、广告平台等),满足不同单位不同领域的业务需求。
三、解决方案
三.1前端监控设备
前端视频监控点的建设,是河道视频监控系统的重点建设内容。
前端系统的设计应根据监控现场的实际情况,对摄像机的选型、监控点的选取以及立杆的设计进行整体部署和选择。
三.1.1摄像机选型
摄像机作为河道视频监控的基础,负责各个监控点的视频信号的采集,应结合实际监控需求和现场环境,选择合适的产品,以保证良好的视频监控效果。
根据河道视频监控业务的特点,监控摄像机应至少满足以下基本要求:
(1)具有24小时连续监控
河道监控业务中,需要要求摄像机保持全天候正常监控工作,因此在选择摄像机时,应选择白天和黑夜均可对目标进行清晰监控的摄像机。
(2)远距离监控
河道监控业务应用场景广泛,针对需要远距离监控的场景,要求摄像机在远距离监控时仍能保证监控图像的清晰。
(3)适应复杂环境
河道监控的摄像机置于室外,在风吹日晒的复杂环境下,会对摄像机的工作有一定的影响。
因此,摄像机应满足耐高温、抗雷击、防水、防潮、防尘、透雾等功能,以适应各类恶劣天气。
(4)易安装调试
由于摄像机多安装在高处、且难以摘取,因此在选择摄像机时应考虑摄像机的易安装调试,若在使用时对摄像机进行再度调试,不仅增加了工作量,且增加维护成本。
三.1.2监控点选取
河道视频监控业务的监控点具有分布广、不集中的特点,在监控点选取时,可根据监控对象、事件发生的频率,采用高点位整体布局监测、低点位重点监测、沿线无遮挡部署的方式进行监控。
如:
重点监控河道区域可每隔一定距离设立一套监控设备,实现流域无死角全方位监控;
河道上游设立监控设备,通过实时监控上游的水位情况,做好下游的保护和预警工作。
三.1.3立杆设计要求
河道视频监控业务中,摄像机安装固定以立杆为主,根据监视范围及避免摄像机被遮挡的原则选择适合高度的杆体。
杆体应注意防雷设计,保证供电。
除了新建杆体外,也可以利用资源进行摄像机的挂载。
基站密集的分布与所处的制高点,能够与视频监控业务有效的融合,提供挂载设备的承载设施。
除此之外,资源还可提供可靠的供电保障和安全防盗设施等基础设施。
采集点所在应优先选择配有机房或机柜的点位,方便放置存储设备并且提供高可靠电力保障。
三.2传输网络
传输网络将前端设备采集的图片和视频传输到监控中心,是河道视频监控系统的重要组成部分。
河道视频监控系统网络建设应遵循网络实用性、安全性、先进性、适用性、可靠性等原则。
传输网络在设计时,应从传输带宽、传输时效性、传输质量等三个方面进行综合考虑。
(1)传输带宽
应根据前端视频设备的数量设计网络带宽需求,带宽设计应满足前端设备以及用户终端接入监控中心的带宽要求。
(2)传输质量
监控专网是高流量高并发IP网络,因此视频监控专网的网络带宽有着明确的要求,其中网络部署需要尽量采用前端百兆带宽接入,上行汇聚千兆传输,对于汇聚节点及核心网络,延时、丢包率等都有明确的要求。
(3)传输时效性
河道视频监控系统对视频及图像的传输实时性及延时要求较高。
河道视频监控系统的网络传输以光纤传输方式为主,可利用现有的站点进行选点建设。
与此同时,可将无线网络传输作为有线传输的补充。
其中,对于图片型数据,或传输数据量不大的监控设备,可通过FSU进行无线传输,在满足数据可靠传输的同时,支持数据在平台的存储功能,实现了本地监测设备、监测数据与FSU网络无缝对接。
三.3监控中心
监控中心是将前端采集的视频信息通过解码,转化为图像信号传送到监视器上,同时将视频信息进行存储。
监控中心是视频监控系统的中心,通常部署在中心机房。
监控中心设备主要包括:
监控管理平台、各类应用服务器(包括管理服务器、流媒体服务器、录像管理服务器、设备接入服务器、报警管理服务器等)、存储系统、液晶拼接显示屏等。
三.3.1监控管理平台
监控管理平台是供客户使用、满足客户业务需求的功能平台。
监控管理平台为客户提供视频监控、摄像头控制、视频数据存储/回放/分析、GIS地图联动、险情/事故预警、派单及派单处理结果上报、舆情监督等功能。
监控管理平台采用模块化设计,可根据用户的业务需求对平台功能进行定制化开发。
监控管理平台的具体功能包括:
(1)报警机制。
当发生险情或事故时,可通过平台进行报警,并通过派单机制进行派单处理,且支持处理结果的上报。
(2)GIS电子地图联动。
支持电子地图的载入,以及按比例显示、全局或局部放大、缩小等,支持将监测点在地图上联动显示。
(3)管理功能。
提供用户权级管理(将河道监控任务责任到人)、权限管理(不同客户对平台的使用权限不同)、设备管理(摄像头开启、关闭、云台控制等管理,摄像头损坏的告警管理等)及日志管理等。
(4)液晶拼接显示屏管理。
支持视频上墙,支持视频单画面、多画面分割,支持多种轮巡、切换等功能,实现视频在平台与大屏之间的切换。
(5)数据分析功能。
平台通过数据分析模型,对视频监控的内容进行科学的分析,包括污染物的分析、人的特征及其行为的分析等,为河道的治理提供海量数据支持。
(6)舆情监督功能。
平台为社会大众提供河道治理监督及上报的功能,实现对河道的线上、线下共同治理。
三.3.2各类应用服务器
(1)管理服务器,负责平台的用户权限、设备状况、电子地图、告警信息和日志等的配置和管理。
(2)流媒体服务器,负责对前端设备采集的视频进行调度转发。
(3)录像管理服务器,支持客户端获取任一录像的索引表,并可远程实时点播或下载后进行回放。
(4)设备接入服务器,用于接入不同厂商的前端设备,实现不同厂家的设备接入平台的功能。
(5)报警管理服务器,用于采集和接收系统设备或报警接口提供的报警信息,并进行分类、存储、显示和联动操作。
三.3.3存储系统
根据《安全防范工程技术规范》(GB50348-2004)的要求:
“数据、图像、声音等记录资料保留时间应满足安全管理要求,所有资料至少要保留30天以上”。
根据河道监控视频的业务需求,以及监控规模,可选择适合的存储方式。
(1)高清NVR存储
NVR直接获取网络摄像机传输的视频、音频,通过将其数字化之后在网络上进行传输,从而实现网络化、分布式架构,并实现视频、音频的本地化存储和管理。
高清NVR存储模式适合于中小型监控系统的使用,可接入多路高清视频。
(2)集中存储
服务器连接前端编解码器,通过流媒体协议下载数据,存放到存储设备上。
服务器和存储设备之间可通过ISCSI、NAS、FC等协议连接。
视频集中存储管理,存储空间利用率高,易于扩容,且数据存储可靠性高。
集中存储模式适合于大中型平台的视频监控业务。
(3)云存储
云存储采用集群化部署,保证系统的可靠性及可用性;
采用虚拟化技术,将存储资源统一为存储池,不仅提供大的存储容量,且能够方便的进行容量的扩充,具有良好的弹性调整性能。
云存储模式适合大型平台,且有海量视频存储需求的视频监控业务。
三.3.4液晶拼接显示屏
液晶拼接显示屏在设计时应充分考虑客户使用的便利性、稳定性和可扩展性等要素。
大屏幕液晶拼接单元应满足无灼伤、无变形、亮度均匀、画面稳定、寿命长等要求。
三.4可拓展应用
江河湖泊具有重要的资源功能、生态功能和经济功能,是最重要的水源,也是人类赖以生存的基础。
国家也对水环境越来越重视,比如2016年开始推行的河长制,从六方面强调了对水资源的监控和管理。
因此,对河道的监控,除了从视频监控业务展开以外,还可以从河道的水质监测、水位监测、流量监测、污染源监测等方面,展开河道监控业务,具体解决方案请参考发布的《环境监测业务解决方案-水质监测分册》。
四、典型案例——舟山河道监控项目
四.1客户需求
(1)舟山河道水利现状:
岛城河道在长效管养过程中存在的问题日益突出,日常清理无人监管、排污无法实时监控、闸口水位不明等传统城市河道管理模式的弊端已开始凸显。
(2)舟山“五水共治”工作对城区河道治理提出首期需求,一是监控工人日常河道清理工作效能;
二是监控河道排污情况;
三是监控对泄洪闸附近水位。
(3)舟山市政府希望通过“智慧河道”综合管理平台建设,将地理信息、动态监管、辅助决策与社会参与融入城市信息化建设中,实现智慧化发展道路。
四.2解决方案
项目采用视频监控解决方案,实现了对河道的实时监控和管理,采用有线传输和无线传输(通过FSU实现数据采集)两种组网方式,为客户提供决策智能化河道管理平台。
四.2.1系统功能
(1)数据资源可视化
基于电子地图,对所有应用于河道管理的视频监控进行定位,通过定位功能,准确了解知道监控的分布情况。
可以通过视频管理对象、位置、区域等信息进行视频搜索,能够通过直接点击监控标志,查看固定监控探头信息。
定位功能分单点定位和全部定位。
最终建立内河基础数据库,形成养护公司与河道、工程项目与河道、排污企业与河道的智能关联,基于2/3维GIS地图,实现传感、视频、报警等基础数据与分析数据的可视化展现。
(2)实时监控影像的播放、控制
监控视频实时查看。
在对监控实时图像进行查看时,应允许通过后台系统对探头进行操作,来改变视频监控的可视方向。
全天候24小时实时监测河道水位状态,当暴雨、台风等恶劣天气来临时,起到及时预警、提前采取措施的作用。
结合电子地图,能够准确的提供报警地理位置以及报警的详细信息。
(3)视频监控分析
视频监控主要针对河道敏感区域、特定区域的管控,由前端系统、监控中心、传输网络和平台软件四部分组成。
系统提供了视频监控、环境监控、地图呈现、智能分析、主动报警等功能。
比如当出现水位上升情况,可以通过视频的智能分析识别水位上涨情况,从而进行分析及预警,起到双重保障、万无一失的作用。
四.2.2后期升级
(1)建设物联感知监控
对城市内河的水位、水质、排污口、泵站安装物联感知监测设备,实现水位、水质、排水状况监控监测。
(2)实现大数据分析
对内河水质数据、排污企业数据、视频图像比对进行分析与研判,达到提前预警的效能;
对水位、泵站排水流量、视频监控等数据分析,实现城区防洪排涝智能化。
四.3项目成效及特点
舟山河道监控项目1-3期合计34个点位,其中9个点位使用自有,7个点位使用社会资源塔,其余18个点位通过新建简易杆等方式实现。
项目切实解决了城市河道无人监管、排污无法实时监控、闸口水位不明等管养问题。
(1)项目满足了客户的监控需求。
如实现300万像素球机,360度范围可见,夜视功能和30天存储容量。
(2)项目满足了客户的应用需求。
如综合业务平台、手机APP等多终端对摄像头的远程控制及视频数据的管理等;
视频数据与电子地图有效联动,可视化展示等功能。
(3)项目具有可复制性强。
“五水共治”项目是各级政府均高度关注的重点工程,各地契合点类同。
此类项目充分体现了的站址优势、和电源保障优势的价值,而FSU的数据采集和传输则实现了具有特色的数据传输方式,更加经济、快速和高效。
四.4商务合作模式
公司执行一体化信息服务综合解决方案,是面向政府的“交钥匙”工程,公司投资设备、施工,客户租赁购买服务,每年支付服务费。
项目实施分工如下:
(1)设备由公司进行硬件投资采购。
(2)项目现场施工由公司完成,同时租赁运营商有线传输链路。
(3)综合业务平台由总部搭建。
(4)运营维护由公司负责。
其中设备、工程质保期内由厂家、施工单位维保。
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