水利监控系统设计方案.doc

xx区水利监控系统工程设计方案2011年7月目 录一、系统概述31.1.项目背景31.2.设计目标31.3.设计原则31.4.设计依据5二、系统总体设计52.1.总体设计思路52.2.系统功能特点6三、系统详细设计63.1.高清视频监控前端63.2.立杆设计73.3.防水箱设计83.4.防雷接地系统83.5.系统供电93.6.系统传输103.7.图像存储设备配置103.8.控制中心11四、配置清单11一、 系统概述1.1. 项目背景水利是国民经济的基础行业，我国地域辽阔，水利资源分布区域较广，大小江河、湖泊、水库和附属的堤坝、闸门、涵洞众多，要管理和利用好这些水资源和水利设施，做到日常管理与防汛指挥、抗洪抢险并用，远程的调度、检测和维护是必不可少的，这些是水利信息化即数字水利的主要内容，是带动水利现代化的重要措施。随着视频监控技术的高速发展，水利视频监控中对产品的要求也在不断提高，功能要求更加完善、稳定，性能要求更加清晰、准确。传统监控系统大部分都只能到达cif（352288）或者4cif（704576）的分辨率，存在图像清晰度低、可看范围小等缺点，在水库、闸站、堤防、洪区等大范围监控场合，都迫切需要清晰度更高、可看范围更大的监控手段，以满足迅速准确的找到监控目标、看清水域和水位尺的监控效果。本项目主要满足xx局看清各区域水质特征。1.2. 设计目标根据高清视频监控系统的特点和应用需求，本方案的目标是建设一个采用高清视频采集技术、高清视频编解码技术、光纤专网图像传输技术、联网控制技术、存储和显示等应用技术，并进行精确监控的视频监控平台。结合当前与今后一定时期内图像监控系统与图像应用系统的发展需要，建立高清图像管理平台，使在一线指挥的有关领导实时、客观、准确地了解水利工程设施的运行情况以及水体和水文情况，真正起到顺风耳、千里眼的作用，进而使相关领导运筹帷幄，决策于千里之外，提高防汛指挥以及水资源调度管理水平，确保水利工程和水环境安全，成为人民日常生活和生命财产的守护神。1.3. 设计原则1.先进性本系统采用先进的、具有前瞻性的视频监控技术，包括200万像素数字高清技术、高清视频编解码技术、视频海量存储和高效检索技术和视频智能分析技术等。同时采用先进的综合视频管理平台，借鉴海量多媒体资料管理系统的经验和技术，不仅实现对高清、标清视频的统一管理，还应实现整个系统设备的运维管理，以及各类视频综合智能化应用。2.可靠性系统设计、设备选型、调试、安装等环节都严格执行国家、行业的有关标准及水利部门有关安全技术防范的要求，贯彻质量条例，采用稳定、可靠的技术设备，确保系统级别的高稳定性和可靠性，满足724小时、全年365天的全天候长期稳定运行。系统中核心的数字高清编码阵列、存储设备、重要的服务器及后台服务软件等，支持掉电恢复后设备及软件自动恢复正常连接、断网或网络风暴恢复后设备及软件自动恢复正常连接，启动过程无需过多人工干预。3、安全性系统传输采用专网，充分利用光纤资源，保证视频信息、控制信息网络传输的安全和畅通，避免采用互联网和vpn进行传输。同时设备接入、传输采用加密技术，提供网络非法入侵保护和避免信息非法被窃取。4.开放性高清数字摄像机、高清编解码器、网络设备、存储设备及软件平台等均应采用开放式的产品或架构，能够提供完整的sdk、api等二次开发环境，并须提供sdk、api等的源代码及数据结构、开发文档，并交由独立第三方进行验证，满足构建统一的视频管理及应用平台的需要。5.易管理性、易维护性前端设备支持远程升级和远程故障排除功能，维护便捷，降低系统运维管理成本。同时可自动检测系统中任何一台设备的运行状态，并示出详细参数，以辅佐管理人员及时准确地判断和解决问题。采用稳定易用的硬件和软件，完全不需借助任何专用维护工具，既降低了对管理人员进行专业知识的培训费用，又节省了日常频繁地维护费用。6.兼容与扩展性系统“高清网络摄像机+视频综合平台模式”，为本系统的扩展提供了无与伦比的扩展性，只要ip资源足够，系统的扩展就不会受到限制，可根据需要任意增减监控系统前端的数量，而监控管理中心将不再需要增加任何投资。1.4. 设计依据1) gb/t7401-87彩色电视图像质量主观评价方法2) gb50168-92 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范3) ga/t75-94 安全防范工程设计程序要求4) ga/t74-1994安全防范系统通用图形符号5) gb50057-94 建筑物防雷设计规范6) gb/t367-2001视频安防系统技术要求7) ga308-2001安全防范系统验收规则8) ga/t6692006城市监控报警联网系统通用技术要求 9) ga/t75-94安全防范工程程序与要求10) ga308-2001安全防范系统验收规则11) gbj115-87工业电视系统工程设计规范12) db33/t334-2001安全防范系统（浙江省地方标准）13) 中华人民共和国公共安全行业标准14) 邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范以及相关地方标准二、 系统总体设计2.1. 总体设计思路高清视频水利监控系统建设监控点图像全部接入xx局xx楼机房，进行24小时实时监控。系统建设的思路如下：1) 前端采用高清一体化智能激光夜视仪采集高清视频图像；2) 在控制中心部署存储设备，采用磁盘阵列存储服务器，为高清摄像机提供存储服务，录像时间为15天； 3) 客户端电脑因目前本项目点位较少考虑投资上本项目暂采用客户端连接21寸液晶显示器，显示画面；4) 本期监控系统的建设应为下一阶段水利监控系统的整合提供基础和接口，并能满足其他部门和单位对图像的共享要求，充分利用监控资源，发挥整体效益，做到系统具有可持续发展特性。2.2. 系统功能特点1) 高清图像采集高清一体化智能激光夜视仪实现高清视频图像采集功能，支持1600*1200或1920*1080分辨率，支持光纤输出，具有最佳的图像抗干扰性和高清视频图像远距离传输能力。本方案采用激光灯补光方式来满足全天候图像监控的要求，激光补光距离有效距离200米，能满足水利环境各种场景需求。在夜晚工作模式下，摄像机在激光灯补光下，在夜间低照度环境下能有效获取高质量的图像。2) 图像存储与共享系统具备高清视频流的存储功能，授权网络用户可以从磁盘阵列存储服务器调看、下载视频资料。3) 系统日志功能系统自动记录系统的操作日志和运行日志。三、 系统详细设计3.1. 高清视频监控前端本项目前端采用高清一体化智能激光夜视仪。设备如图所示技术要求如下：l 内置20倍200万像素高清一体化摄像机；l 720p 高清显示，最大分辨率可达1280720；l icr 日/夜自动转换功能；l 采用先进的视频压缩技术，压缩比高，且处理灵活；l 全自动曝光功能，运动图像更清晰，更适应道路监控应用；l 网络功能：支持完整的 tcp/ip 协议簇，支持视频、报警、音频数据，内置web 浏览器，支持ie 访问；支持sd 卡存储；l 云台支持匀速/变速旋转，不同水平旋转角度；l 预置位功能，自动扫描功能，支持自动巡行功能；l 配置200 米激光灯适合黑夜无照明条件下监控；l 云台选用压铸铝合金材料，整体防护等级达到ip66；集成pelco-p/d 等多种行业通用协议。3.2. 立杆设计监控系统监控立杆的式样、颜色等建议根据现场环境定制，和现场景观相一致，体现前端监控点的美观性。根据环境不同的方式，可利用建筑物墙体、借杆或选用简单型立杆、加强型立杆安装的方式进行安装。同时在各监控点立杆上设立监控区域明显标志。典型的监控立杆设计指标：1) 立杆高度：6米（不含避雷针）；2) 立杆厚度：5mm；3) 立杆口径：上口径80mm，下口径 142mm；4) 杆体材质：镀锌钢管；5) 悬臂长度：1-2米；6) 法兰尺寸：350(长)*350(宽)*12(厚)；单位：mm7) 杆体颜色：白色；8) 焊接无假焊，不偏弧，无气孔无夹渣；9) 避雷针长度：500mm。3.3. 防水箱设计前端监控点采用落地防水机箱，装载室外监控专用ups电源、电池箱、光纤熔接盘设备、环境检测主机等。采取底部进线设计，设计为离地 300 mm 高度落地安装。内部分成上下两层空间，上部空间为固定机架主要安放抽屉式光纤熔接盘及托架、环境状态监测设备、传感器等。箱体防护等级应为gb4208-ip65，防雨防尘，加高加厚底座，加强防腐能力。防水全封闭式设计，具有很强的防橇性能，机箱门上安装防盗锁，机箱门丝印水利标志和字样，保证相对贵重的前端设备的安全。箱体材料应采用不锈钢喷塑，同时应具备箱体的防护和通风散热功能。机箱体尺寸970600500 （h* w * d）箱体整体采用厚度 5.0mm 不锈钢喷塑。箱体结构设计为露天防雨，采用棕胶密条与箱体门紧合，防雨水进入。通风散热孔必须1cm 直径，防止电磁干扰泄露，以保证抗电磁干扰性能。箱体安装有危险标志和警告牌，所有危险标志和警告牌选用耐久材料，字迹清晰、耐磨，并进行永久性安装。3.4. 防雷接地系统水利高清数字视频监控系统前端采用光纤接口的高清数字摄像机，通过裸光纤网络接入区（县）分控中心高清编码阵列，有效地避免了视频信号受到雷击和静电干扰和破坏，确保视频信号的稳定可靠的采集和传输。对前端供电和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的稳定性和可靠性。前端监控的防雷接地主要从以下三个方面进行：1) 直击雷防护在直击雷非防护区的每个视频监控点均配置预放电避雷针，安装于监控点立杆顶部。提前预放电避雷针利用雷云电场周围电场强度向针尖发射高压脉冲特性，提前一定的时间引导雷电放电，不至于使局部雷云电荷积累形成过大的雷击强度，降低监控点雷击接闪强度和电子设备雷击电磁脉冲强度，提高了室外监控点的保护裕度。2) 供电设施的雷击电磁脉冲防护电源防雷系统主要是防止雷电波通过电源对前端设备造成危害。为避免高电压经过避雷器对地泄放后的残压或因更大的雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及防止线缆遭受二次感应，本系统对前端室外防水箱220v电源进线以及室外防水箱到高清数字摄像机的低压电源线路进行避雷接地。220v电源进线避雷标称放电电流不小于10kv，接地线缆建议不小于6mm2。3) 均压等电位连接技术等电位连接是将正常不带电（或不带信息）的、未接地或未良好接地的设备金属外壳、电缆的金属外皮、金属构架、金属管线与接地系统作电气连接，防止在这此物件上由于感应雷电高压或接地装置上雷电入地高电位的传递造成对设备内部绝缘、电缆芯线的反击。监控点设备（含电源避雷器、控制信号避雷器）宜采用单点接地方式实现等电位连接，独立接地电阻小于10。3.5. 系统供电前端设备通常采用两种供电方式，一种是集中供电，另一种是就近取电，若点位分散广可采用就近供电方式，各摄像机终端在就近的公共供电网络取一路220v 市电，市电经加装自动重合闸开关（含spd），引到落地室外防水箱使用，保证了引入部分电源线路的漏电及防雷防护。3.6. 系统传输本项目中采用光缆由运营商提供租赁服务，具体要求如下：前端监控点与xx局中心通过光纤联网，前端留有一到二芯光纤备用。监控系统的信号传输采用单模光纤作为传输介质。光纤传输的主要技术性能应满足如下：采用单模光纤，波长为1310、1550nm；光纤每公里衰减不大于0.4db；光纤接读损耗不大于0.1db。3.7. 图像存储设备配置在xx局中心部署磁盘阵列，对12个监控图像进行统一集中存储，来接收高清网络摄像机传输至监控中心的ip视频流，实现全天24小时实时录像，录像保存时间15天。存储空间需求分析以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间为例： 存储天数视频规格1天（gb）15天（gb）1280*720(720p) ，4mb码流42.19 660.80 特别说明：l 具备冗余电源；l 支持raid 0、1、5、10、50、jbod、hot-spare；l 2个rj45 10/100/1000m网口，支持多网口绑定；l 64位双核处理器；高速缓存2gb，可扩充；l 1个rj45接口，10/100m自适应以太网接口；3.8. 控制中心监控中心显示系统主要通过高配置客户端电脑进行显示。本项目因点位较少不考虑解码阵列设备，采用经济使用的客户端电脑通过应用软件将前端所有视频信号源进行采集，通过电脑鼠标将视频信号进行轮回切换等功能。四、 配置清单序号设备名称要求及技术指标参考品牌数量单位备注一、前端设备1高清一体化智能激光夜视仪波长：810nm激光，夜间200米，昼间600米。采用20mm激光摄远镜头，f值：1.0，图像传感器：1/3英寸ccd，有效像素：130万像，1280x720(25fps)，最低照度：彩色0.1lux，黑白0.01lux，焦距：4.784.6mm，18倍光学变焦，视频压缩: 海康h.264，一体化云台护罩设计，精铸铝合金外壳，云台速度：水平080/s，俯仰060/s，角度：水平360度无限位连续旋转，俯仰-9045，128个预置位，6条巡航轨迹，1条线扫，rj45输出、ac24v电源，带雨刷。海康威视紫光积阳山东神戎12台2光纤收发器电口：10/100m自适应，光口：40公里单模光纤收发器，前端采用盒式光纤收发器，后端采用光纤接入板卡12对运营商提供3监控立杆及机箱高度10米，挑臂3米，立杆壁厚6mm，热镀锌喷塑，警示语，基础1.5米预埋件。机箱采用户外防雨设计，不锈钢板厚度1.2mm，机箱尺寸：高500*宽400*深3