張小平（安徽省普濟(jì)圩長(zhǎng)江河道管理局 銅陵 244071）

江堤普濟(jì)圩堤防可視化工程方案設(shè)計(jì)

張小平
（安徽省普濟(jì)圩長(zhǎng)江河道管理局 銅陵 244071）

為提高堤防現(xiàn)代化管理水平，適時(shí)監(jiān)控堤防重點(diǎn)部位，本文提出依托于IP網(wǎng)以及EVDO網(wǎng)絡(luò)的可視化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,簡(jiǎn)要介紹EVDO網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)原則、系統(tǒng)組成、控制策略及功能。

堤防 可視化 工程 設(shè)計(jì)

1 概述

1.1 建設(shè)目標(biāo)

樅陽(yáng)江堤普濟(jì)圩段堤防位于樅陽(yáng)江堤樁號(hào)71+923-82+300段，地處較為偏僻，周邊無(wú)專(zhuān)用通訊網(wǎng)絡(luò)到達(dá)。為適時(shí)觀察堤防重點(diǎn)部位情況，計(jì)劃分別在k82+300（梳妝臺(tái)閘）、k80+400（元寶洲崩岸段）、k76+660（灰河口通江閘）、k72+250（北埂通江閘）設(shè)置監(jiān)控點(diǎn)。

1.2 所選方案特點(diǎn)

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，“數(shù)字執(zhí)法”時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。采用微波通信技術(shù)、數(shù)字視頻處理技術(shù)、IP通信技術(shù)和光纖通信技術(shù)等先進(jìn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)圖像監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)觀看了解現(xiàn)場(chǎng)情況，迅速采取措施。

為了實(shí)現(xiàn)以上建設(shè)目標(biāo)，此次選用EVDO無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)。EVDO無(wú)線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)主要針對(duì)視頻信號(hào)傳輸困難，電信光纜不可達(dá)區(qū)域或臨時(shí)監(jiān)控區(qū)域。該系統(tǒng)既可滿(mǎn)足各監(jiān)控系統(tǒng)的常規(guī)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)下級(jí)別監(jiān)控系統(tǒng)的訪問(wèn)，徹底打破布控區(qū)域的地域界限和設(shè)備擴(kuò)展的數(shù)量限制，特別適合于大范圍、分布式監(jiān)控和集中管理的應(yīng)用領(lǐng)域傳輸不可達(dá)問(wèn)題。該系統(tǒng)利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、微電子技術(shù)等，借鑒當(dāng)今先進(jìn)的管理技術(shù)和手段，建設(shè)一個(gè)具有一定實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性、開(kāi)放性的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。建成后整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)依托于計(jì)算機(jī)專(zhuān)網(wǎng)，以中國(guó)電信監(jiān)控平臺(tái)為核心，通過(guò)授權(quán)可以在相關(guān)部門(mén)實(shí)現(xiàn)對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)和部位進(jìn)行全方位的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則及規(guī)范

2.1設(shè)計(jì)原則

為了滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求，達(dá)到對(duì)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行全方位的監(jiān)控以及對(duì)安防信息的及時(shí)反應(yīng)，在一定范圍內(nèi)出現(xiàn)任何情況，能夠通知有關(guān)人員做出反應(yīng)，并采取措施，對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控、集中維護(hù)和集中管理。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化、先進(jìn)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、拓展性、集成性、靈活性原則。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

依據(jù)的相關(guān)規(guī)范有：《工業(yè)企業(yè)通用設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBT42-81）、《中華人民共和國(guó)公共行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》（GA/T70-94）、《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）、《電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（BGJ232.90.92）、《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB50198-94）、《民用工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》（GJT16-92）、《電視系統(tǒng)視頻指標(biāo)》（CCTR RECOMMENDATION472-3）。

3 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

采用多級(jí)C/S體系結(jié)構(gòu)，在堤防和崩岸段建設(shè)EVDO無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)視頻的統(tǒng)一調(diào)度管理；在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻接入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻的分布式接入。整個(gè)EVDO無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端視頻服務(wù)器、紅外高速球機(jī)和后端監(jiān)控中心組成。

總監(jiān)控中心設(shè)在建設(shè)單位監(jiān)控指揮中心，可在指揮中心大屏上直接實(shí)時(shí)觀看和調(diào)用圖像（也可用一臺(tái)上網(wǎng)電腦代替）。

總監(jiān)控中心管理服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)視頻和管理的中樞，主要實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)配置管理和總監(jiān)控中心的視頻管理，設(shè)置在中國(guó)電信安徽省公司中心機(jī)房。

當(dāng)總監(jiān)控中心圖像控制臺(tái)或圖像客戶(hù)端（分控終端）有圖像訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，首先通過(guò)中心管理服務(wù)器查找該路視頻是否已接入中心網(wǎng)絡(luò)，如果已經(jīng)接入，則將該路視頻組播號(hào)發(fā)送給請(qǐng)求者，后者加入該組播即可實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻的訪問(wèn)。如果目前該監(jiān)控點(diǎn)視頻沒(méi)有接入網(wǎng)上，中心視頻服務(wù)器查找系統(tǒng)相關(guān)配置信息，向指定下級(jí)監(jiān)控分中心視頻服務(wù)器發(fā)送圖像訪問(wèn)請(qǐng)求信息，監(jiān)控分中心視頻服務(wù)器收到該請(qǐng)求后，如果該路視頻已接入本級(jí)網(wǎng)絡(luò)，則將該路視頻直接傳送到總中心管理服務(wù)器，由中心管理服務(wù)器完成用戶(hù)的視頻訪問(wèn)服務(wù)。

圖像控制臺(tái)實(shí)現(xiàn)總監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)視頻的輸出切換控制和指定監(jiān)控點(diǎn)圖像的切換、云臺(tái)及攝像機(jī)鏡頭控制和系統(tǒng)錄像控制。

各級(jí)部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)以及各業(yè)務(wù)科室人員，經(jīng)過(guò)授權(quán)可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)工作站，安裝網(wǎng)絡(luò)圖像客戶(hù)端控制軟件，通過(guò)中心管理服務(wù)器皆可實(shí)現(xiàn)對(duì)指定監(jiān)控點(diǎn)視頻的觀看。并可實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控點(diǎn)的切換選擇及云臺(tái)攝像機(jī)的控制和視頻的錄像控制，也可通過(guò)IE瀏覽器和手機(jī)進(jìn)行觀看。

圖1 系統(tǒng)視頻信息流和視頻控制流程

圖2 視頻流傳輸流程

圖3 視頻的控制權(quán)分配方式

4 系統(tǒng)視頻分析

根據(jù)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能需求，整個(gè)系統(tǒng)視頻信息流和視頻控制流程如圖1所示。

5 視頻分布式控制策略

根據(jù)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的特點(diǎn)及視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)方面的要求，采用網(wǎng)絡(luò)化分布式視頻接入、多級(jí)分布式客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)、控制權(quán)限集中管理、分布式存儲(chǔ)與共享的策略來(lái)實(shí)現(xiàn)。

網(wǎng)絡(luò)化分布式視頻接入，是指采用專(zhuān)用的視頻接入設(shè)備就近將監(jiān)控視頻接入網(wǎng)絡(luò)。

多級(jí)分布式客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)，分別在市局、縣區(qū)分監(jiān)控中心設(shè)置多級(jí)視頻服務(wù)器，調(diào)度管理各級(jí)用戶(hù)的請(qǐng)求。各級(jí)視頻監(jiān)控終端只需通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到本級(jí)視頻服務(wù)器，通過(guò)本級(jí)視頻服務(wù)器獲得所需視頻流。

控制權(quán)限集中管理，是指網(wǎng)絡(luò)中各級(jí)用戶(hù)統(tǒng)一接受權(quán)限管理，引入多用戶(hù)優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制，避免控制沖突，保證各監(jiān)控點(diǎn)控制的唯一性。

分布式存儲(chǔ)與共享，基于IP網(wǎng)絡(luò)的分布式存儲(chǔ)使得海量存儲(chǔ)成為可能，并能夠滿(mǎn)足多用戶(hù)的共享需求。

視頻流數(shù)據(jù)在各級(jí)視頻服務(wù)器的統(tǒng)一調(diào)度管理下，從視頻接入終端逐級(jí)向上發(fā)送相應(yīng)的視頻流。本地的視頻監(jiān)控終端只需登錄到本地的視頻服務(wù)器即可以申請(qǐng)到權(quán)限所允許的圖像。如果在逐級(jí)的各級(jí)之間發(fā)生連接中斷時(shí)，上一級(jí)的視頻服務(wù)器可以跳過(guò)斷開(kāi)連接的視頻服務(wù)器和下一級(jí)視頻服務(wù)器連接。視頻流的傳輸如圖2所示。

視頻的控制采取統(tǒng)一的多優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制，系統(tǒng)設(shè)置全局統(tǒng)一的優(yōu)先級(jí)別，各級(jí)視頻服務(wù)器自動(dòng)判斷當(dāng)前用戶(hù)的優(yōu)先級(jí)別，從而保證某個(gè)攝像機(jī)在特定時(shí)刻只有一個(gè)用戶(hù)能夠擁有控制權(quán)。優(yōu)先級(jí)的判斷與控制權(quán)的轉(zhuǎn)換均為自動(dòng)方式，即當(dāng)有更高級(jí)別用戶(hù)申請(qǐng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)獲得攝像機(jī)的控制權(quán)（如圖3）。

當(dāng)前有控制權(quán)的用戶(hù)退出時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)選擇下一個(gè)用戶(hù)，并發(fā)生控制權(quán)的轉(zhuǎn)移：用戶(hù)U有攝像機(jī)C控制權(quán)→用戶(hù)U停止攝像機(jī)C的監(jiān)視→選擇當(dāng)前監(jiān)視攝像機(jī)C的最高優(yōu)先級(jí)用戶(hù)→用戶(hù)U轉(zhuǎn)交控制權(quán)給當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)用戶(hù)。

6 系統(tǒng)軟件組成

系統(tǒng)軟件由兩部分組成：服務(wù)器（創(chuàng)世無(wú)線(xiàn)視頻服務(wù)器）、客戶(hù)端。服務(wù)器包括以下幾方面。

監(jiān)視器：監(jiān)視器軟件登錄中心管理服務(wù)器或直接登錄前端產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)多畫(huà)面實(shí)時(shí)視頻瀏覽，提供多站點(diǎn)登錄、雙向音頻控制、PTZ控制、聯(lián)動(dòng)報(bào)警、錄像控制和分組輪跳等功能。

管理器：管理器軟件登錄中心服務(wù)器或者直接登錄前端產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)設(shè)備和資源的配置管理，包括音視頻資源管理、串口資源管理、PTZ資源管理、聯(lián)動(dòng)管理、用戶(hù)管理和錄像計(jì)劃管理等。

播放器：播放器軟件登錄中心服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)錄像檢索、下載和回放功能，提供多樣化檢索方式，支持單幀播放。

7 系統(tǒng)功能

7.1 系統(tǒng)配置維護(hù)管理

系統(tǒng)配置維護(hù)管理系統(tǒng)是系統(tǒng)管理員對(duì)其管轄范圍內(nèi)監(jiān)控站點(diǎn)、攝像機(jī)、云臺(tái)解碼器、網(wǎng)絡(luò)視頻接入設(shè)備（視頻編碼器）、網(wǎng)絡(luò)視頻接出終端（視頻解碼器）、視頻服務(wù)器、用戶(hù)等進(jìn)行配置管理和維護(hù)，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備測(cè)試、故障診斷、參數(shù)配置修改等操作。含系統(tǒng)管理功能、配置管理功能、云臺(tái)控制器類(lèi)型配置、分組配置、用戶(hù)配置、視頻服務(wù)器配置、視頻設(shè)備管理等功能。

7.2 視頻流調(diào)度管理

多級(jí)分布式客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)：分別在市局、縣區(qū)分監(jiān)控中心設(shè)置二級(jí)或三級(jí)視頻服務(wù)器，調(diào)度視頻流、管理用戶(hù)的請(qǐng)求。各級(jí)監(jiān)控業(yè)務(wù)臺(tái)和分控終端只需連接到本級(jí)視頻服務(wù)器，通過(guò)本級(jí)視頻服務(wù)器獲得所需視頻流。

7.3 用戶(hù)優(yōu)先級(jí)控制管理

系統(tǒng)具有非常完善的控制優(yōu)先權(quán)機(jī)制，對(duì)用戶(hù)進(jìn)行統(tǒng)一的優(yōu)先級(jí)管理。各級(jí)用戶(hù)統(tǒng)一接受權(quán)限管理，引入多用戶(hù)優(yōu)先級(jí)管理機(jī)制。系統(tǒng)按用戶(hù)的不同級(jí)別，設(shè)置多個(gè)優(yōu)先級(jí)，由視頻服務(wù)器自動(dòng)判斷當(dāng)前用戶(hù)的優(yōu)先級(jí)別，避免控制沖突，保證各監(jiān)控點(diǎn)控得住，從而保證某個(gè)攝像機(jī)在特定時(shí)刻只有一個(gè)用戶(hù)能夠擁有控制權(quán)。

7.4 設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視

系統(tǒng)主要設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及當(dāng)前用戶(hù)的實(shí)時(shí)偵測(cè)與顯示。7.5錄像管理功能

實(shí)現(xiàn)多路視頻的同時(shí)錄像與管理。可實(shí)現(xiàn)全天24h錄像、分時(shí)間段錄像等。有計(jì)劃錄像、手動(dòng)錄像、錄像檢索及回放等幾種方式。

7.6網(wǎng)絡(luò)視頻接出控制管理

網(wǎng)絡(luò)視頻接出控制管理系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻的接出控制管理，即控制網(wǎng)絡(luò)視頻接出終端（視頻解碼器）解碼指定點(diǎn)監(jiān)控視頻，實(shí)現(xiàn)其在大屏幕或電視墻（電視機(jī)）上的顯示。

7.7WEB瀏覽及網(wǎng)絡(luò)手機(jī)監(jiān)視客戶(hù)端

系統(tǒng)支持WEB服務(wù)器的形式，使授權(quán)用戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)的任何地方都可以通過(guò)WEB方式實(shí)時(shí)察看監(jiān)控點(diǎn)情況?？赏ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽、遠(yuǎn)程云鏡控制、視頻截圖等功能，滿(mǎn)足客戶(hù)遠(yuǎn)程視頻查看、遠(yuǎn)程應(yīng)急指揮的需求

（專(zhuān)欄編輯：顧 梅）