大伙房水庫輸水工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

鐘子琳

(遼寧省大伙房水庫管理局, 遼寧 撫順　113007)

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大伙房水庫輸水工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

鐘子琳

(遼寧省大伙房水庫管理局, 遼寧 撫順113007)

本文對大伙房水庫輸水工程信息自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的視頻監(jiān)控需求進(jìn)行了詳細(xì)的研究與分析，從中可以看出視頻監(jiān)控系統(tǒng)對輸水工程起到關(guān)鍵性作用，為輸水工程信息自動化建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。

水庫輸水工程； 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)； 視頻監(jiān)控系統(tǒng)； 需求分析

1　工程概況

大伙房水庫位于渾河干流撫順市東洲區(qū)，水庫按1000年一遇洪水設(shè)計，PMF洪水校核。壩頂高程139.80m，最大壩高49.8m，壩頂長1366.72m，壩頂寬8m。總庫容22.68億m3，正常高水位131.50m，相應(yīng)庫容14.30億m3，興利庫容12.96億m3，死水位108.00m，死庫容1.34億m3，為多年調(diào)節(jié)水庫。該水庫是國家級大型重要水源地之一，是遼寧省最大、供水人口最多的重要飲用水水源，為遼寧經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，被譽(yù)為“渾河明珠”[1]。

2　視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容

大伙房水庫輸水工程建設(shè)節(jié)點(diǎn)包括沈陽總調(diào)度中心、沈陽1配水站分中心、撫順取水頭部分中心、撫順配水站分中心、沈陽2配水站分中心、遼陽配水站分中心、鞍山加壓泵站分中心、營盤配水站分中心。視頻監(jiān)控系統(tǒng)包括攝像機(jī)、編碼器、解碼器、矩陣、畫面分割器、監(jiān)控相關(guān)軟件及服務(wù)器、配套設(shè)備等[2]。

3　視頻監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

3.1視頻監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架及需求分析

3.1.1系統(tǒng)總體架構(gòu)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1　視頻監(jiān)控系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.1.2系統(tǒng)總體需求分析

a.視頻編碼。本視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用H.264或MPEG4編碼技術(shù)，圖像分辨率達(dá)到D1標(biāo)準(zhǔn)。

b.視頻顯示。調(diào)度中心本地監(jiān)控信號和各分中心的視頻監(jiān)控信號通過視頻解碼器解碼后用視頻分配器接入監(jiān)控室DLP大屏幕進(jìn)行視頻顯示。分中心上傳所有圖像信號，調(diào)度中心根據(jù)需要，實(shí)時顯示24路圖像，通過多畫面分割、多畫面輪詢方式在DLP大屏上顯示所有監(jiān)控圖像。調(diào)度分中心采用6臺液晶監(jiān)視器作為電視墻進(jìn)行視頻顯示。攝像機(jī)采集的信號通過分配器，分別接入多畫面分割器和矩陣中，分割器的輸出信號接入其中1臺監(jiān)視器，此監(jiān)視器可以1/4/9/16畫面顯示多路監(jiān)控圖像。矩陣的輸出信號接入另外5臺監(jiān)視器，可以完成圖像的輪詢、切換等功能[3]。

c.視頻監(jiān)視。用戶可以在本地或遠(yuǎn)程對現(xiàn)地視頻進(jìn)行鏡頭控制(焦距、光圈)，對云臺進(jìn)行遠(yuǎn)程控制(上、下、左、右)。

d.視頻查詢。多畫面監(jiān)視和瀏覽是系統(tǒng)具有的在同一客戶終端上同時監(jiān)視前端圖像的功能。調(diào)度中心大屏幕可以根據(jù)需要，顯示各個調(diào)度分中心的任意監(jiān)控圖像。同時，調(diào)度中心大屏幕的一個或多個屏幕可以對某個或多個分中心的所有監(jiān)控現(xiàn)場在特定的時間間隔內(nèi)按順序輪流切換。分中心電視墻與調(diào)度中心電視墻功能類似，但只能對本分中心所轄的監(jiān)控現(xiàn)場多畫面輪詢。

e.視頻存儲需求。視頻存儲采用DAS方式，通過視頻存儲服務(wù)器和磁盤陣列對視頻進(jìn)行管理、存儲，視頻圖像數(shù)據(jù)保存在各分中心，按存儲15d考慮。視頻存儲提供錄像功能和分布式存儲，支持多種條件檢索?？筛鶕?jù)用戶預(yù)置的時間表進(jìn)行定時錄像；按照用戶的實(shí)時控制指令進(jìn)行錄像；由系統(tǒng)中事件(報警、圖像運(yùn)動)觸發(fā)的錄像。訪問多媒體接入單元需進(jìn)行身份驗證，同時支持水印功能，防止信息被非法篡改。在系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)控時，提供手動抓圖的快捷鍵。用戶可以在監(jiān)控的同時，將一些重點(diǎn)情況保存成JPEG文件，支持FTP服務(wù)器上傳到指定地點(diǎn)，并可通過通用看圖工具觀看圖片。

f.維護(hù)管理。用戶管理提供安全完善的用戶賬號密碼管理功能和嚴(yán)格的控制權(quán)限分級制度。只有經(jīng)過授權(quán)、擁有賬號密碼的用戶才能瀏覽或控制攝像機(jī)，根據(jù)控制權(quán)限分級制度，可以限定某些權(quán)限等級用戶可以控制攝像機(jī)，某些用戶僅能瀏覽，而無權(quán)控制，或者不能看到管理權(quán)限以外的其他攝像機(jī)。密碼保護(hù)系統(tǒng)采用嚴(yán)格的操作密碼保護(hù)機(jī)制。現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備視頻服務(wù)器，有用戶級密碼保護(hù)。維護(hù)人員如需修改設(shè)備設(shè)置，必須輸入授權(quán)的用戶名和密碼[4]。

3.1.3總調(diào)中心需求分析

a.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。總調(diào)中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2　總調(diào)中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

b.系統(tǒng)功能需求。總調(diào)中心的監(jiān)控對象主要分為兩種，一種為本地的安防監(jiān)控，另一種為各個分中心的監(jiān)控圖像。分中心監(jiān)控系統(tǒng)的視頻顯示采用模擬方式，攝像機(jī)采集的信號通過分配器分3路，其中兩路直接接入畫面分割器和矩陣，另外一路接入編碼器，通過業(yè)務(wù)網(wǎng)，將視頻信號上傳至調(diào)度中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和網(wǎng)絡(luò)存儲。調(diào)度中心本地4路視頻信號直接接入視頻編碼器，各分中心的視頻監(jiān)控信號通過視頻解碼器傳輸?shù)秸{(diào)度中心后用視頻分配器接入監(jiān)控室的監(jiān)視器和DLP大屏幕，通過畫面分割、多畫面輪詢方式實(shí)時顯示各調(diào)度分中心和本地機(jī)房的監(jiān)控圖像。該系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視的圖像要求清晰穩(wěn)定，圖像分辨率要達(dá)到4CIF(704×576)標(biāo)準(zhǔn)，并可以水平旋轉(zhuǎn)、俯仰；要求光學(xué)變焦不低于18倍。圖像控制要求可以實(shí)現(xiàn)多畫面瀏覽、多畫面輪詢，歷史圖像顯示，可以對前端鏡頭、云臺進(jìn)行控制，對用戶、設(shè)備進(jìn)行管理。各個分中心上傳到調(diào)度中心的所有圖像不用再在調(diào)度中心進(jìn)行存儲，但是調(diào)度中心的4路圖像需要存儲，存儲時間為15d，由總服務(wù)器作為存儲和部分轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，總中心視頻內(nèi)容統(tǒng)一保存在存儲系統(tǒng)中。在總調(diào)度中心的24臺監(jiān)視器，最多同時看到24路分中心的圖像，圖像不需要送入到公網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))上觀看?？傉{(diào)度中心各配備1臺視頻工作站(監(jiān)控終端)，畫面分割器要求支持16畫面分割，可以支持4畫面進(jìn)行輪巡。每個分中心上傳到總調(diào)中心的圖像分辨率都為D1的格式(704×576)，格式為MPEG4格式。

3.1.4備調(diào)中心需求分析

a.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。備調(diào)中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　備調(diào)中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

b.系統(tǒng)功能需求。該系統(tǒng)需要監(jiān)控對象主要有全線各主要泵、閥、流量計、監(jiān)控室、機(jī)房內(nèi)設(shè)備。泵、閥、流量計分別位于泵房、閥室、流量計室中，各自獨(dú)立，分布在各分中心場區(qū)內(nèi)，監(jiān)控室、機(jī)房位于各分中心綜合樓通信室。沈陽2備調(diào)中心的功能和其他分中心一樣，各個分中心無需上傳圖像到沈陽2備調(diào)中心。各調(diào)度分中心根據(jù)監(jiān)控地點(diǎn)的空間大小和設(shè)備數(shù)量，配置相應(yīng)數(shù)量的攝像機(jī)，調(diào)度中心監(jiān)控室、機(jī)房各配置兩臺攝像機(jī)；分中心流量計室、監(jiān)控室各配置1臺攝像機(jī)，閥室、泵房、機(jī)房各配置兩臺攝像機(jī)，廠區(qū)配置2～3臺攝像機(jī)。每個調(diào)度分中心配置6臺監(jiān)視器，負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控圖像和視頻會議圖像的顯示。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠全天候?qū)崟r采集泵房、機(jī)房、閥室、穩(wěn)壓塔等圖像信息，將圖像信息調(diào)度分配給所轄監(jiān)視終端，并可以對圖像切換順序進(jìn)行控制。調(diào)度中心本地視頻信號直接接入視頻編碼器，各分中心的視頻監(jiān)控信號通過視頻解碼器傳輸?shù)秸{(diào)度中心后用視頻分配器接入監(jiān)控室的監(jiān)視器和DLP大屏幕，通過畫面分割、多畫面輪詢方式實(shí)時顯示各調(diào)度分中心和本地機(jī)房的監(jiān)控圖像。該系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視的圖像要求清晰穩(wěn)定，圖像分辨率要達(dá)到4CIF(704×576)標(biāo)準(zhǔn)，并可以水平旋轉(zhuǎn)、俯仰；要求光學(xué)變焦不低于18倍。圖像控制要求可以實(shí)現(xiàn)多畫面瀏覽、多畫面輪詢，歷史圖像顯示，可以對前端鏡頭、云臺進(jìn)行控制，對用戶、設(shè)備進(jìn)行管理。畫面分割器要求支持16畫面分割，支持4畫面進(jìn)行輪巡。每個分中心的圖像上傳和存儲的分辨率都為D1的格式(704×576)，格式為MPEG4格式。每個分中心各配備1臺視頻工作站(監(jiān)控終端)，還需要考慮安裝在其他場所，具體數(shù)量及位置待定。各個分中心的所有圖像需要全部實(shí)時存儲，存儲時間為15d。各個分中心之間不需要互看互控(在監(jiān)視器上)，每個分中心的視頻工作站(監(jiān)控終端)不需要互看、互控到其他分中心的圖像[5]。

3.1.5分中心需求分析

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。各分中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　各分中心視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)功能需求。該系統(tǒng)需要監(jiān)控對象主要有全線各主要泵、閥、流量計、監(jiān)控室、機(jī)房內(nèi)設(shè)備。泵、閥、流量計分別位于泵房、閥室、流量計室中，各自獨(dú)立，分布在各分中心場區(qū)內(nèi)。監(jiān)控室、機(jī)房位于各分中心綜合樓通信室。沈陽2備調(diào)中心的功能和其他分中心一樣，各個分中心無需上傳圖像到沈陽2備調(diào)中心。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠全天候?qū)崟r采集泵房、機(jī)房、閥室、穩(wěn)壓塔等圖像信息，將圖像信息調(diào)度分配給所轄監(jiān)視終端，并可以對圖像切換順序進(jìn)行控制。各調(diào)度分中心根據(jù)監(jiān)控地點(diǎn)的空間大小和設(shè)備數(shù)量，配置相應(yīng)數(shù)量的攝像機(jī)，調(diào)度中心監(jiān)控室、機(jī)房各配置兩臺攝像機(jī)；分中心流量計室、監(jiān)控室各配置1臺攝像機(jī)，閥室、泵房、機(jī)房各配置兩臺攝像機(jī)，廠區(qū)配置2～3臺攝像機(jī)。每個調(diào)度分中心配置6臺監(jiān)視器，負(fù)責(zé)視頻監(jiān)控圖像和視頻會議圖像的顯示。調(diào)度中心本地視頻信號直接接入視頻編碼器，各分中心的視頻監(jiān)控信號通過視頻解碼器傳輸?shù)秸{(diào)度中心后用視頻分配器接入監(jiān)控室的監(jiān)視器和DLP大屏幕，通過畫面分割、多畫面輪詢方式實(shí)時顯示各調(diào)度分中心和本地機(jī)房的監(jiān)控圖像。該系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)視的圖像要求清晰穩(wěn)定，圖像分辨率要達(dá)到4CIF(704×576)標(biāo)準(zhǔn)，并可以水平旋轉(zhuǎn)、俯仰；要求光學(xué)變焦不低于18倍。圖像控制要求可以實(shí)現(xiàn)多畫面瀏覽、多畫面輪詢，歷史圖像顯示，可以對前端鏡頭、云臺進(jìn)行控制，對用戶、設(shè)備進(jìn)行管理。畫面分割器要求支持16畫面分割，可以支持4畫面進(jìn)行輪巡。每個分中心的圖像上傳和存儲的分辨率都為D1的格式(704×576)，格式為MPEG4格式。每個分中心各配備1臺視頻工作站(監(jiān)控終端)，還需要考慮安裝在其他場所，具體數(shù)量及位置待定。各個分中心的所有圖像需要全部實(shí)時存儲，存儲時間為15d。各個分中心之間不需要互看互控(在監(jiān)視器上)，每個分中心的視頻工作站(監(jiān)控終端)不需要互看、互控到其他分中心的圖像[6]。

3.1.6監(jiān)控信號數(shù)量需求分析

根據(jù)各個分中心廠區(qū)平面現(xiàn)狀，確定需要監(jiān)視的點(diǎn)位數(shù)量分配如下表所示。

大伙房水庫輸水工程視頻監(jiān)控數(shù)量匯總表

3.2工程需求分析

a.室外攝像機(jī)的點(diǎn)位設(shè)置。室外攝像機(jī)的點(diǎn)位設(shè)置需要辦公樓建成后根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境來定，室外攝像機(jī)的安裝有的需要立桿式安裝，有的需要墻壁式安裝，具體的安裝方式不能確定，線路為地埋式鋪設(shè)，建筑物的四周設(shè)置若干個線纜溝，通往視頻監(jiān)控機(jī)房，每個立桿式安裝的室外攝像機(jī)需要設(shè)置防雷接地設(shè)施[7]。

b.工程界面的劃分。管線的預(yù)埋由中軟提要求，設(shè)計院提供路由設(shè)計；建筑物內(nèi)的管線預(yù)埋和建筑物外部的線纜溝由土建方負(fù)責(zé)施工；線纜的穿管鋪設(shè)、室外攝像機(jī)從安裝地點(diǎn)到線纜溝的施工由中軟負(fù)責(zé)實(shí)施。

c.各個分中心矩陣的輸入和輸出路數(shù)不考慮預(yù)留，滿足目前需求即可。

d.視頻線纜、電源線、控制線的數(shù)量招標(biāo)文件中只提到了8000m，實(shí)際數(shù)量等攝像機(jī)的點(diǎn)位圖和路由圖設(shè)計完畢后根據(jù)圖紙進(jìn)行預(yù)測[8]。

5　結(jié)　語

通過以上綜合分析，遼寧省大伙房水庫輸水工程視頻監(jiān)控系統(tǒng)具有配備設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)處理的可行性，是輸水工程信息自動化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，起到關(guān)鍵性作用，為輸水工程有效解決遼寧省中部地區(qū)六大城市供水問題，促進(jìn)遼寧省中部地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展起到保障作用。

[1]賀楊.石佛寺水庫3G視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].中國水能及電氣化，2014(4)：50-53.

[2]楊錦華.石佛寺水庫水源飲水安全與水環(huán)境保護(hù)[J].水利技術(shù)監(jiān)督，2006(3)：50-52.

[3]劉恒.宮山嘴水庫壩體自動化監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)研究[J].中國水能及電氣化，2015(2)：24-28.

[4]汪世國.瑪納斯河流域水資源優(yōu)化配置系統(tǒng)研究[J].水利建設(shè)與管理，2010(5)：72-75.

[5]尹亭.電網(wǎng)EMS系統(tǒng)全數(shù)據(jù)記錄分析之研究[J].中國水能及電氣化，2015(1)：33-35,32.

[6]劉新剛.淺析雪野水庫數(shù)字智能化管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[J].中國水能及電氣化，2007(5)：40- 43.

[7]李民,柳楊,汪海平.監(jiān)測自動化的發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對其的影響[J].中國農(nóng)村水利及電氣化，2005(Z1)：52-54.

[8]徐飛.沈陽地區(qū)水資源短缺原因分析及對策研究[J].水資源開發(fā)與管理，2015(1)：24-26.

Demand analysis of video surveillance system in DahuofangReservoirWaterConveyanceProject

ZHONG Zilin

(Liaoning Dahuofang Reservoir Administration, Fushun 113007, China)

Inthepaper,videosurveillancesystemrequirementsininformationautomaticsystemnetworksysteminDahuofangReservoirWaterConveyanceProjectarestudiedandanalyzedindetail.Thekeyroleofvideosurveillanceonwaterconveyanceprojectcanbeobserved,therebylayingfoundationforwaterconveyanceprojectinformationautomationconstruction.

reservoirwaterconveyanceproject;networksystem;videosurveillancesystem;demandanalysis

10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.08.019

TV697.1

A

1005- 4774(2016)08- 0075- 06