總體概述

　　數字視頻監控系統是一個(gè)以多媒體技術(shù)、數字圖像處理與存儲、通信、計算機等新技術(shù)于一體的新型視頻監控系統，被廣泛應用于多種場(chǎng)合。安徽省將重要水利防洪工程和控制閘站建設成具有數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化相結合的視頻監控系統，可以為各級防汛部門(mén)提供實(shí)時(shí)和直觀(guān)的汛情、工情圖像信息，對提高防汛抗旱指揮決策水平和推進(jìn)安徽水利信息化的發(fā)展具有重要意義。

　　需求分析

　　安徽省重要的水利防洪工程大部分座落在長(cháng)江、淮河流域及偏遠山區，點(diǎn)多、分布范圍廣、交通不便、環(huán)境條件較差。覆蓋這些水利防洪工程的視頻監控系統應具有以下特點(diǎn)。

　　系統具有強大的接入能力，以實(shí)現全省多站點(diǎn)、大范圍監控點(diǎn)的接入。

　　系統必須支持靈活的接入方式，以適應傳輸網(wǎng)絡(luò )和組網(wǎng)的需要。

　　系統應組網(wǎng)簡(jiǎn)單，視頻圖像清晰度高、實(shí)時(shí)性強，信道帶寬占用率低。

　　采用的設備應具有遠程配置、管理、維護和自啟動(dòng)能力；設備功耗低且適合在野外惡劣的環(huán)境氣候條件下長(cháng)期連續運行。

　　系統組網(wǎng)方案應具有可靠性、安全性、先進(jìn)性、實(shí)用性、開(kāi)放性、可擴充性和靈活性。

　　系統軟件應界面友好，能實(shí)現分級、分層管理功能。

　　建成后的安徽水利遠程視頻監控系統，應能滿(mǎn)足安徽省各級防汛部門(mén)對全省重要水利防洪工程實(shí)時(shí)情況的了解和調度運用的監督管理的要求。

　　系統組網(wǎng)方案

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　　系統從視頻圖像信息共享、圖像清晰度、網(wǎng)絡(luò )帶寬占用率及網(wǎng)絡(luò )管理等方面綜合考慮，選用數字視頻監控系統進(jìn)行組網(wǎng)，依靠全省已建的防汛抗旱通信骨干網(wǎng)組建遠程視頻監控業(yè)務(wù)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò )協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議，前端選用具有MPEG-4壓縮方式、嵌入式結構和DSP芯片的硬件編碼器設備。視頻信號通過(guò)編碼器被壓縮編碼后轉換為基于IP的MPEG-4碼流，與控制信號一起傳送到IP網(wǎng)絡(luò )中。系統圖像解析度為706×576（PAL），具有硬解壓和軟解壓方式，傳輸速率可在64～1500kbit/s之間設置。為便于系統的集中管理，設置省中心和市級分中心兩級服務(wù)器，所有用戶(hù)由省中心的認證服務(wù)器統一授權和管理。系統通過(guò)視頻服務(wù)器把監控圖像傳送至通信骨干網(wǎng)上任何需要的節點(diǎn)。系統的組網(wǎng)結構如圖1所示。

　　這種方式的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)：

　　1.系統可以在防汛抗旱骨干網(wǎng)或計算機局域網(wǎng)上傳輸視頻圖像，不受距離的限制，信號不易受干擾，可以保障視頻圖像的傳輸質(zhì)量和穩定性、可靠性。

　　2.視頻圖像傳輸利用已建的防汛抗旱通信骨干網(wǎng)和計算機網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)，無(wú)須重新組建傳輸網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )帶寬可重復利用，節省了投資成本。

　　3.組網(wǎng)方式靈活，系統可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程管理和設置，無(wú)須人工現場(chǎng)操作，管理維護方便。

　　4.視頻圖像數據可存儲在計算機硬盤(pán)或保存在光盤(pán)中，查詢(xún)十分簡(jiǎn)便、快捷。

　�。ǘ�）系統組成

　　1.前端設備：主要由攝像機、編碼器等設備組成。攝像機一般采用三星或明景彩色智能一體化球機，編碼器采用安徽廣成科技公司的GC-NETENC-10系列網(wǎng)絡(luò )視頻編碼器。

　　2.中心設備：整個(gè)系統建設兩級監控中心，即市級監分中心和省級監控中心。市級分中心設置一臺視頻服務(wù)器，并安裝分中心視頻監控軟件；省級監控中心設置視頻服務(wù)器和認證服務(wù)器，并安裝相應的服務(wù)管理軟件，從而實(shí)現系統的聯(lián)網(wǎng)和集中管理。省中心視頻服務(wù)器同時(shí)安裝電子地圖軟件，被授權用戶(hù)可通過(guò)點(diǎn)擊電子地圖瀏覽所要觀(guān)看監視點(diǎn)的圖像。

　　3.傳輸系統：利用已建的安徽省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)進(jìn)行視頻圖像的傳輸。沿淮各重要閘站通過(guò)自建的微波電路和北電Passport4460多業(yè)務(wù)交換機接入全省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)，其它監視點(diǎn)通過(guò)租用公網(wǎng)光纖電路（或自建）接入所屬市級單位局域網(wǎng)，通過(guò)北電Passport7440多業(yè)務(wù)交換機接入全省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)。

　　4.客戶(hù)端：主要為各局域網(wǎng)內用戶(hù)，被授權用戶(hù)可通過(guò)客戶(hù)端軟件或IE瀏覽器方式進(jìn)行視頻圖像選擇觀(guān)看和控制。各用戶(hù)可以擁有不同的權限，實(shí)現對各監視點(diǎn)的圖像進(jìn)行選擇觀(guān)看、查詢(xún)、錄像、回放等操作。

　　5.顯示設備：系統在省中心設置電視監視墻，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )視頻解碼器將所要瀏覽的圖像先進(jìn)行硬解壓，再輸出到電視監視墻進(jìn)行顯示。

　　6.接地系統：考慮到大部分監視點(diǎn)都設置在野外，在每個(gè)監視點(diǎn)的前端安裝電源、信號防雷模塊，并構建可靠的接地網(wǎng)，防止雷擊對設備造成的損壞。

　�。ㄈ�）省、市兩級組網(wǎng)方式

　　遠程視頻監視系統是一個(gè)具有特殊應用和QoS要求的IP網(wǎng)絡(luò )�？紤]到網(wǎng)絡(luò )安全、網(wǎng)絡(luò )帶寬資源等問(wèn)題，結合安徽省通信網(wǎng)絡(luò )現狀，系統的建設利用已建的安徽省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)多業(yè)務(wù)交換機設備對電路帶寬按需分配的特性，省市兩級的組網(wǎng)方案采用虛擬路由方式。計算機廣域網(wǎng)與遠程視頻監控業(yè)務(wù)網(wǎng)通過(guò)多業(yè)務(wù)交換機虛擬成兩個(gè)路由，構成兩個(gè)緊密相連又相對獨立的網(wǎng)絡(luò )。

　　各監視點(diǎn)的視頻信號通過(guò)多業(yè)務(wù)交換機以太網(wǎng)口接入省防汛抗旱通信骨干網(wǎng)，通過(guò)Diffserv與QoS參數之間的映射，將不同級別的IP數據包映射到具有不同QoS要求的PVC或SVC上，從而實(shí)現將QoS從LAN到WAN的映射，為視頻監控系統提供了端到端的QoS保障。

　　這種組網(wǎng)方案實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)為：一是可以利用多業(yè)務(wù)交換機優(yōu)先級設定，有效保證遠程監視業(yè)務(wù)所需要的帶寬，從而使圖像質(zhì)量得到保證，這種方法相對于IP路由方式的QoS等方式有更大的優(yōu)越性；二是將局域網(wǎng)與遠程視頻監視業(yè)務(wù)網(wǎng)隔離開(kāi)來(lái)，最大限度地避免視頻服務(wù)器受本地局域網(wǎng)計算機病毒的影響，或通過(guò)局域網(wǎng)感染其它節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )監控設備。

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　　編碼器和服務(wù)器之間采用UDP通信模式。這種模式有利于減小傳輸網(wǎng)絡(luò )上的負載，保障視頻圖像的連續性、服務(wù)器和服務(wù)器、客戶(hù)端和服務(wù)器之間建立兩個(gè)連接，分別是控制信號和數據信號的連接，這兩個(gè)連接都是采用TCP方式，以保障兩種信號傳輸的可靠性。

　　系統實(shí)現的功能及應用

　　目前，全省已先后建設了潁河阜陽(yáng)閘、淮河蚌埠閘、茨懷新河上橋閘、荊山湖進(jìn)洪閘、合肥董鋪水庫、黃山新安江大橋、安慶長(cháng)江水位站、蕪湖長(cháng)江水位站、銅陵橫港水位站等的遠程視頻監視系統。已建設的安徽省水利遠程視頻監視系統具有以下功能。

　　實(shí)現了高清晰度圖像信息在網(wǎng)上共享的要求。

　　提供客戶(hù)端軟件和基于電子地圖的WEB查詢(xún)功能，使計算機網(wǎng)絡(luò )上被授權用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器點(diǎn)擊查看前端監控點(diǎn)的視頻監視圖像，并可對云臺進(jìn)行控制。

　　實(shí)現監控中心對前端編碼器和市級服務(wù)器進(jìn)行集中控制管理。

　　具備自動(dòng)輪巡、監視所有聯(lián)網(wǎng)前端編碼器功能。

　　已建成的安徽水利遠程視頻監控系統為防汛抗旱工作和重要防洪工程的綜合運用提供了可靠的保障。經(jīng)過(guò)近兩年運行考驗發(fā)現，系統穩定可靠、操作管理方便、圖像清晰，完全達到設計標準。下一步將繼續在全省重要的水利防洪工程點(diǎn)建設視頻監視點(diǎn)。

　　系統特征

　�。ㄒ唬┏浞掷�用已建的安徽省防汛抗旱綜合通信網(wǎng)多業(yè)務(wù)交換機設備對電路帶寬按需分配的特性，保證了視頻圖像在通信骨干網(wǎng)中的傳輸帶寬。

　�。ǘ�）通過(guò)多業(yè)務(wù)交換機提供的虛擬路由器技術(shù)，遠程視頻監視業(yè)務(wù)和計算機數據業(yè)務(wù)在同一個(gè)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )平臺上并存，既相對獨立，又可以實(shí)現互聯(lián)互通。

　�。ㄈ�）采用MPEG-4圖像編碼標準的網(wǎng)絡(luò )硬件編碼器，保證了高質(zhì)量的動(dòng)態(tài)圖像。

　�。ㄋ模┩ㄟ^(guò)分組方式來(lái)觀(guān)看多路視頻圖像，解決一次性觀(guān)察多路視頻數量受限制的問(wèn)題，并可自動(dòng)地在不同分組間切換。

　�。ㄎ澹┫到y能實(shí)現分級、分層管理，維護管理容易、便捷。

　　信令協(xié)議

　　現有的視頻監視系統大都各自為政，沒(méi)有遵照一定的標準，也沒(méi)有采用某種協(xié)議來(lái)支持互通。視頻監視尚沒(méi)有一個(gè)統一的協(xié)議標準，可以借用的協(xié)議最主要的是廣泛用于VoIP的H.323體系與SIP.鑒于以上這種情況，為支持全省視頻監視系統的互聯(lián)互通，統一設備選型和協(xié)議標準是非常重要的，否則將造成信息資源的浪費，也為系統的運行管理帶來(lái)困難。

　　遠程視頻監視系統的建設，進(jìn)一步提高了安徽省防汛抗旱工作和重要水利防洪工程的現代化管理水平，促進(jìn)了安徽水利信息化的發(fā)展。隨著(zhù)圖像處理、計算機通信、傳輸等技術(shù)的飛速發(fā)展，遠程視頻監視必將會(huì )在更多領(lǐng)域得到應用。

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