水利防汛遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案

1、水利防汛遠(yuǎn)程數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案一、系統(tǒng)介紹 水利行業(yè)在中國(guó)有著悠久的歷史。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，水利工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所起的作用越來(lái)越大，防汛更是直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方面。由于防汛信息化水平不高，以往的人工觀測(cè)數(shù)據(jù)誤差大，系統(tǒng)維護(hù)難，易誤大事。一旦遇上反常氣象，各大水庫(kù)、水閘的防汛安全令人擔(dān)憂，同時(shí)也給城市防洪造成巨大壓力。目前，國(guó)家提出了建設(shè) “數(shù)字水利”的目標(biāo)。全面實(shí)施大型水庫(kù)遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)。防汛抗洪工作逐步從被動(dòng)抗洪向主動(dòng)防汛轉(zhuǎn)變。為進(jìn)一步提高防汛抗洪決策的有效性和可靠性，實(shí)施防汛遠(yuǎn)程視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)，可及時(shí)對(duì)可能或正在發(fā)生的汛情、險(xiǎn)情、災(zāi)情進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視，隨時(shí)了

2、解現(xiàn)場(chǎng)情況，以便采取相應(yīng)的預(yù)防和補(bǔ)救措施確保水庫(kù)安全運(yùn)行。對(duì)領(lǐng)導(dǎo)決策和減少洪水災(zāi)害，緩解城市的防洪壓力，保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全具有重要作用。 在通常情況下，由于水庫(kù)大壩等水利監(jiān)控點(diǎn)分布在較廣闊的范圍內(nèi)，并且與監(jiān)控中心的距離較遠(yuǎn)，利用傳統(tǒng)的有線連接方式，線路鋪設(shè)成本高昂，而且施工周期長(zhǎng)，同時(shí)因?yàn)槲锢硪蛩厝绾恿魃矫}等障礙而難以架設(shè)線纜。 CDMA1X 無(wú)線視頻監(jiān)控解決方案可很好地解決上述問(wèn)題。用戶(hù)采用無(wú)線視頻監(jiān)控解決方案，無(wú)需鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)電纜，可迅速方便地在各種需要的地方布署數(shù)字?jǐn)z像設(shè)備，建立新的視頻監(jiān)控系統(tǒng)或?qū)ΜF(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，具有很強(qiáng)的靈活性和可擴(kuò)充性。 CDMA1X 水利防汛視頻監(jiān)控系

3、統(tǒng)通過(guò) CDMA1X 網(wǎng)絡(luò)通信線路，利用視頻技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)水庫(kù)大壩等重要水利設(shè)施實(shí)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控?？蓪?shí)時(shí)監(jiān)控河流水庫(kù)水位情況，將被監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)采集的視頻文件及時(shí)地傳輸給監(jiān)控中心，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地報(bào)告被監(jiān)測(cè)點(diǎn)的情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行處理。符合水庫(kù)防汛、供水、灌溉、發(fā)電實(shí)際需要和實(shí)施現(xiàn)代水利的需求。 例如，某省水利共有 17 個(gè)水庫(kù)大壩需要遠(yuǎn)程監(jiān)控，每個(gè)大壩設(shè)6-8個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。系統(tǒng)由高倍變焦可遙控?cái)z像機(jī)（ 220 倍變焦、水平 355 度、垂直 90 度范圍移動(dòng)）、高亮度探射燈、云臺(tái) / 射燈控制解碼器、視頻傳輸服務(wù)器構(gòu)成，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水庫(kù)大壩、溢洪道、閘門(mén)等重點(diǎn)防洪部位。攝像點(diǎn)分為室外和室內(nèi)，可抗

4、御惡劣天氣，適應(yīng)于 24 小時(shí)全天候工作、無(wú)論白天和晚上都可以監(jiān)視水庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)圖像，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)幾十米至壹千幾百米范圍的視頻圖像信息進(jìn)行采集和傳輸 , 高亮度的探射燈能保證在夜間看清現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況包括水尺樁的標(biāo)記讀。 視頻監(jiān)視控制中心設(shè)在水庫(kù)管理局中心控制室，采用矩陣控制器，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)視頻切換、硬盤(pán)自動(dòng)長(zhǎng)時(shí)間錄像及攝像機(jī)、云臺(tái)等各種動(dòng)作， 實(shí)時(shí)監(jiān)視水庫(kù)庫(kù)區(qū)的現(xiàn)狀、水位、壩體、溢洪壩段、閘門(mén)、壩下及放水等情況。視頻監(jiān)控信息采用 CDMA1X 網(wǎng)絡(luò)傳送，傳遞速度快，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。觀測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至中心控制室進(jìn)行計(jì)算分析、整理和記錄，既方便又簡(jiǎn)捷。并可確保系統(tǒng)在各種惡劣天氣情況下，都能正常運(yùn)行，滿(mǎn)足系統(tǒng)各種

5、信號(hào)相互傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。 1 、支持多 CDMA1X 信道捆綁和負(fù)載均衡技術(shù) CDMA1X 無(wú)線接入理論速率 153.6Kbps ， 目前在大部分地區(qū) 1 路 CDMA1X 信道實(shí)際寬帶為 80kbps ，對(duì)于視頻監(jiān)控中的一些應(yīng)用（如視頻、圖片的傳播等）顯然會(huì)有些力不從心。 CDMA1X IP 路由器的突出特點(diǎn)是支持多 WAN 口接入和負(fù)載均衡功能。通過(guò)捆綁多個(gè) CDMA1X 信道增加帶寬是 CDMA1X IP 路由器在 CDMA1X 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控方面的一大優(yōu)勢(shì)。 采用 CDMA1X IP 路由器配合多 WAN 口寬帶路由器，通過(guò)負(fù)載均衡可捆綁 1 至 N 個(gè) CDMA1X 信道 ，形成 n

6、*80Kbps 的數(shù)據(jù)傳輸帶寬。 使用多條 CDMA1X ，相當(dāng)于將總出口帶寬拓寬到原來(lái)的多倍（具體看捆綁幾個(gè) CDMA1X 信道）。事實(shí)上，對(duì)于一般的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸，捆綁 3 個(gè) CDMA1X 信道就可以達(dá)到 240Kbps 的總數(shù)據(jù)帶寬，完全可以滿(mǎn)足采用 MPEG-4 視頻壓縮格式的視頻信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?，將現(xiàn)場(chǎng)視頻信息實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)控中心。 并且，通過(guò)這種方式獲得的“高帶寬”在費(fèi)用上更具優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槟壳?CDMA1X 包月費(fèi)用很低，多申請(qǐng)幾條信道費(fèi)用也很有限，用有限的費(fèi)用換來(lái)帶寬的成倍增長(zhǎng)，對(duì)于視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)是很合算的。而以往向運(yùn)營(yíng)商租用的有線方式高帶寬接入，包月費(fèi)用就很高，相比之下多

7、 CDMA1X 信道捆綁方案能用極小的代價(jià)獲得實(shí)用的效果。 2 、方案優(yōu)點(diǎn) 替代光纖和專(zhuān)線，降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，為用戶(hù)節(jié)省大量的費(fèi)用； 工程建設(shè)周期短； 擴(kuò)充性強(qiáng)； 可靈活方便地進(jìn)行安裝布署； 提供高可靠性，保證不間斷的視頻監(jiān)控； 傳輸速率高，實(shí)時(shí)性強(qiáng)； 支持遠(yuǎn)程監(jiān)控； 設(shè)備成本低，性?xún)r(jià)比高。 二、應(yīng)用方案 CDMA1X IP 路由器的突出特點(diǎn)是支持多 WAN 口路由器和負(fù)載均衡功能， 通過(guò) 負(fù)載均衡可 捆綁 1 至 N 個(gè) CDMA1X 信道， 可以滿(mǎn)足采用 MPEG-4 視頻壓縮格式的視頻信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊?，基于?shù)字編碼壓縮技術(shù)（ MPEG4 、 MPEG2 或 MJPEG ）的視頻監(jiān)控解

8、決方案采用 CDMA1X IP 路由器可以將多個(gè)被監(jiān)控點(diǎn)通過(guò) CDMA1X 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控管理中心連接起來(lái)，且搭建迅速，可以在最短的時(shí)間內(nèi)迅速建立起無(wú)線鏈路。視頻數(shù)據(jù)通過(guò) CDMA1X 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，可以提供高質(zhì)量視頻監(jiān)控，并且監(jiān)控范圍更加廣泛。 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)安裝的攝像機(jī)所攝錄的實(shí)時(shí)和高分辨率的視頻圖像信息經(jīng)過(guò)視頻編解碼器壓縮，通過(guò) CDMA1X IP 路由器發(fā)送到 CDMA1X 網(wǎng)絡(luò)。監(jiān)控中心通過(guò)專(zhuān)線從移動(dòng)營(yíng)運(yùn)商網(wǎng)關(guān)獲得實(shí)時(shí)視頻信息，可以完成對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)的視頻監(jiān)控。 三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻信息采集壓縮系統(tǒng)、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控管理中心三部分組成： 1 、視頻信息采集系統(tǒng) 根

9、據(jù)監(jiān)控點(diǎn)的具體情況，在各監(jiān)控點(diǎn)安裝相應(yīng)的監(jiān)控?cái)z像機(jī)（彩色或黑白、固定或活動(dòng)云臺(tái)、定焦或變焦）和軟件系統(tǒng)。在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)可以安裝一個(gè)或數(shù)個(gè)監(jiān)控?cái)z像機(jī)，外圍再各配備一臺(tái)云臺(tái)、防護(hù)罩及云臺(tái)控制器。每個(gè)視頻采集點(diǎn)各匹配一臺(tái)視頻編解碼器。監(jiān)控?cái)z像機(jī)用于各監(jiān)控點(diǎn)實(shí)時(shí)視頻信號(hào)。云臺(tái)可以由控制中心的計(jì)算機(jī)控制。用戶(hù)可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行水平 360 度，垂直 90 度及變焦控制。 視頻編碼器是集音、視頻采集、音視頻壓縮編碼、網(wǎng)絡(luò)傳輸、 WEB Server 、輸入輸出控制等功能于一體的網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸設(shè)備。視頻編碼器可以接入各種模擬攝像頭，將模擬音、視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為壓縮音視頻數(shù)據(jù)流，再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?PC 上解碼顯示或通過(guò)視

10、頻解碼器還原為電視信號(hào)顯示。視頻編解碼器負(fù)責(zé)把攝像機(jī)的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，同時(shí)進(jìn)行壓縮，另外也傳輸控制信號(hào)，視頻編解碼器內(nèi)置 10/100M 網(wǎng)卡，通過(guò)網(wǎng)線連接到無(wú)線設(shè)備上，編碼壓縮處理后的監(jiān)控信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)匯集到監(jiān)控管理中心，監(jiān)控中心能看到各監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況，監(jiān)控人員可通過(guò)監(jiān)控中心局域網(wǎng)或 Internet 遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)瀏覽視頻圖像、遙控云臺(tái)。 為充分保證每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的帶寬，采用 MPEG4 的編碼標(biāo)準(zhǔn)，帶寬占用較低，并可實(shí)現(xiàn)圖像的優(yōu)質(zhì)傳輸和存儲(chǔ)，而且傳輸距離較遠(yuǎn) , 適用于廣闊區(qū)域的監(jiān)控。 2 、無(wú)線傳輸系統(tǒng) 通過(guò) CDMA1X IP 路由器采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式建立覆蓋監(jiān)控領(lǐng)域的無(wú)線帶網(wǎng)絡(luò)

11、。在遠(yuǎn)程監(jiān)控點(diǎn)安裝 SCN2000 CDMA1X IP 路由器（以太網(wǎng)接口）。產(chǎn)品具有傳輸距離遠(yuǎn)、低時(shí)延（對(duì)視頻應(yīng)用非常關(guān)鍵）和設(shè)備成本低的特點(diǎn)，可以提供高效和經(jīng)濟(jì)的視頻傳輸解決方案。 CDMA1X 理論速率 153.6Kbps ，目前實(shí)際測(cè)試速率為 80kbps ，超過(guò)目前普通有線電話撥號(hào)上網(wǎng)的 56kbps ，是平均 30-40kbps 的 GPRS 數(shù)據(jù)傳輸?shù)?2-3 倍?？梢詫⒉煌攸c(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)視頻信息通過(guò)無(wú)線通訊手段傳送到監(jiān)控中心，支持采用 H.263/ MPEG-1/2/4 等格式的數(shù)字視頻流穩(wěn)定可靠地進(jìn)行傳輸 ， 能夠保證視頻流的穩(wěn)定持續(xù)傳輸，并且不受山川、河流、橋梁道路等復(fù)雜地形限

12、制。 SCN2000 CDMA1X IP 路由器設(shè)備提供 10/100BaseT 以太網(wǎng)接口，監(jiān)控點(diǎn)的交換機(jī)、視頻解碼器和攝像機(jī)都可以直接雙絞線連接到 SCN2000 CDMA1X IP 路由器的 10/100BaseT 以太網(wǎng)接口上。 3 、監(jiān)控管理中心 監(jiān)控管理中心負(fù)責(zé)接收各監(jiān)控點(diǎn)通過(guò) CDMA1X 網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)來(lái)的視頻信息，控制中心可以通過(guò)電視監(jiān)視器顯示各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)的圖像信息，也可在通過(guò)電視墻進(jìn)行圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并進(jìn)行數(shù)碼錄像，用戶(hù)登錄管理，控制信號(hào)的協(xié)調(diào)，視頻數(shù)據(jù)可同時(shí)存入存儲(chǔ)服務(wù)器，進(jìn)行錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。監(jiān)控人員可以通過(guò)計(jì)算機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)服務(wù)器查詢(xún)回放視頻錄像。 監(jiān)控中

13、心主要由視頻編解碼器、矩陣電視墻、監(jiān)控服務(wù)器、硬盤(pán)錄像機(jī)等組成，可完成現(xiàn)場(chǎng)圖像接收與顯示，錄像的存儲(chǔ)、檢索、回放、備份、恢復(fù)等。 視頻編解碼器對(duì)經(jīng) CDMA1X 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳送來(lái)的前端監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)采集的視頻信號(hào)進(jìn)行編解碼處理，傳到監(jiān)控管理中心局域網(wǎng)視頻監(jiān)控服務(wù)器上，再經(jīng)交換機(jī)通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)傳播至各個(gè)相關(guān)部門(mén)或人員的客戶(hù)端。 監(jiān)控中心發(fā)出的對(duì)于云臺(tái)、鏡頭等的控制指令通過(guò)無(wú)線設(shè)備傳送到監(jiān)控點(diǎn)。用戶(hù)可以通過(guò)位于監(jiān)控中心的云臺(tái)控制設(shè)備控制現(xiàn)場(chǎng)任意點(diǎn)的云臺(tái)、鏡頭的光圈、焦距、變倍；云臺(tái)的上、下、左、右、自動(dòng)或輔助控制遠(yuǎn)端的電源、攝像機(jī)開(kāi)關(guān)等。 現(xiàn)場(chǎng)傳回的視頻圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)在硬盤(pán)錄像機(jī)上，可方便快捷地實(shí)現(xiàn)資料的存儲(chǔ)、更新、查詢(xún)、備份，為交通違章處理等執(zhí)法工作提供依據(jù)。 四、系統(tǒng)功能參數(shù) 1 、系統(tǒng)特點(diǎn)： 采用 MPEG4 的壓縮技術(shù)； 支持 Web Server ， B/S 模式操作，可通過(guò)瀏覽器和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制訪問(wèn)； 支持 TCP/IP 協(xié)議， 提供 RS232/485 接口， RJ45 以太網(wǎng)接口； 2 、技術(shù)指標(biāo)視頻輸入 PAL 彩色， 7