水利水闸网络监控管理系统方案.doc

北三河水闸监控管理系统方案远程水闸管理监控系统方案书天津双佳科技有限责任公司2011年05月目 录设计单位简介3前 言4第一部分 需求分析4第二部分 系统方案设计5设计思想5系统设计6系统结构设计6水闸前端系统设计7监控中心系统设计8第三部分 设备选型9前端设备9第一节海康网络视频服务器9第二节 海康室外红外智能球9中心设备15流媒体服务器16第四部分 技术支持和服务及人员培训16一、技术支持和服务16二、人员培训17第五部分 设备清单及报价18公司简介天津双佳科技有限责任公司 成立于1997年，经过10余年的发展，公司规模和综合实力不断壮大，现己成为当地从事IT行业最具实力和影响力的科技型企业。 天津双佳科技有限责任公司集电脑销售、文体办公用品销售、网络工程、网络建设、网站推广、系统集成于一身，公司下设四个机构：双佳电脑广场、双佳文体城、双佳工程开发部、双佳客服中心。 双佳公司凭借对行业的深刻理解和多年的行业经验，确立了以电脑和相关领域产品销售、技术研发以及推广应用的战略方向。双佳公司在为用户创造更多价值的同时，更致力于新产品的普及和新技术的推广，为不同群体的用户提供科学有效的解决方案，满足不同层次用户的需求。在为用户提供高性价比产品的同时，更注重于为用户提供快捷、周到、完美、细致的服务，让产品的价值得到充分体现。在品牌的规划及产品导入中，双佳公司不断的注入新的元素。通过努力，双佳公司先后成为联想、惠普、戴尔、佳能、三星、百度、万网等国际国内知名企业在当地的重要合作伙伴和优秀运营商。 双佳一贯重视人才的吸纳与培养，公司凝聚了一批高素质的人才，建立了一支强有力的营销和技术团队，以优良的产品，一流的技术，良好的信誉，优质的服务赢得了客户，赢得了市场，同时更赢得了合作伙伴的信赖与支持。 天津双佳科技有限责任公司将不断地利用天时、地利、人和的优势，同心同德、团结协作，把公司的进步融入时代发展的脉搏，为IT业的发展作出我们的贡献。公司秉承“推动科技进步、助力企业发展”的理念，为中小企业信息化管理、办公提供全套解决方案。 双佳电脑广场 以优质的产品，低廉的价格，正规的进货渠道，满意的服务，完善的售后服务保证，羸得了广大用户的认可，推动了当地计算机的普及和计算机应用水平的提高。双佳电脑广场主要业务范围：产品销售，产品定制，产品代理。双佳工程开发部 我们拥有一支强大的具有专业技术水平和能力的队伍。业务涉及网络及结构化综合布线系统工程设计、施工、监控报警工程、机房装修、接地、防雷工程。凭借强大的技术力量和专业的施工队伍，先后承接了多个机房装修、网络及布线工程，并获得广大用户及同仁的好评。前 言随着全球环境变坏和我国近年来水灾、旱灾的接连发生以及国民经济的迅猛发展，水利工程在国民经济中所起的作用越来越大，防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。防汛大坝集中监控系统，真正体现防汛的现代化管理，智能化操作。预警防汛大坝水位情况，为领导决策和减少洪水带来损失争取了宝贵的时间，有效保障人民生命财产的安全。我国是水资源丰富的大国，但对水利资源的利用对于我国来说仍然是一个非常严峻的问题。水库作为国家的重要资产，在水的管理方面有着举足轻重的作用。对水库实行科学、安全、自动的管理，在现阶段已是一个符合国情而又非常迫切的要求。由于水库的面积广大、地形复杂等原因，实现有线的监控管理难度很大。根据用户需求，北三河管理处下设有 4 个管理所需要远程监控，每个管理所设 2 个监控点，整个系统共有 8路图像需要上传监控中心，要求如下 :l 视频监控点之间采用专线联接 ;l 拓扑结构形成自愈环方式 ;l 所有摄像机可反向控制 ;l 为其它数据提供透明数据接口 ，可以提供OA做数据链路；l 汛期的水库安全防卫工作，时刻注意水库的水位，如果水位到了警戒线，有了险情，马上报警l 水库重点区域的防范，随时注意闸门、大坝的正常工作和稳固程度l 水库水面情况的实时远端监控：水面上是否有漂浮物（如白色垃圾）、漂流物（如泄漏的原油）l 水库水岸情况的实时远端监控：岸上的物体（如人）是否进入危险区（如闸门口、大堤上），是否有可疑的情况l 能够随时检测水库中水的水质，并将信息传到远端，发现水质超标，马上报警l 对水库天气情况的实时监控l 远端控制中心与水库现场的语音通讯，遇到情况时能够做到远距离的指挥工作 l 本地存储，人员可以查看录像、远程可以查看录像l 考虑防雷、应急电源保障功能，在断电情况下，不影响系统工作大于一定时间。第一部分 需求分析根据水闸的特点，及整个系统的实际情况。我们对整个系统进行了详细的分析，总结出了水闸监控管理系统应具有如下的功能要求：l 系统技术水平先进、运用现代监控技术。l 系统具有可升级性和可扩容性。l 系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。l 可实现24小时不间断监视。（根据矿工作业时间来制定时间）l 系统基于B/S体系构成。（使用WEB浏览器可直接访问）l 视频码率连续可调，帧率连续可调，音频码率可调。l 系统支持多种协议(TCP/IP, ARP, ICMP, FTP, DHCP, HTTP，PPPoE，DNS，组播)。l 中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。l 支持动态IP地址的水闸。l 视频帧率、码率可根据带宽自动调节，不影响水闸正常使用带宽。l 多用户管理功能。l 当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。l 外接双鉴红外探头、烟感探头、应急按钮等多种报警探头l 在报警时能自动切换录像。l 能实现语音对讲。l 系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。第二部分 系统方案设计 设计思想为了使我们设计的系统具有极高的可靠性和可持续发展的能力，同时也最大限度地降低系统的建设成本、运行成本费用。我们首先确立了以下几个设计的总体思路：一、系统的先进性和开放性为保证水闸监管系统既能保持在一定时期内不落后，并保证该系统互连的方便性，我们在该系统的设计时，要充分考虑到系统的先进性和开放系性，尽可能采取先进开放的技术和产品。二、系统的有效性和实用性针对水闸监管系统要求特点，我们采用B/S体系的网络拓扑，可确保整个系统的独立稳定，互不干扰。为确保投资的有效，我们在整个系统设计时，根据目前的应用及将来的发展，确定采用高速球机（枪式摄像机）、网络视频服务器及中心软件(或数字矩阵)，以保障系统的完整功能和可靠运行。开放人脸识别功能，能够通过水闸本地前端设备采集到人脸图像传递给网络视频服务器，由网络视频服务器进行抓拍高清晰图片，最终在本地服务器中进行人脸的截取和传送，由人脸识别服务器进行察看和浏览，进行监控和管理。三、系统的可靠性和稳定性水闸监管系统作为整个应用系统的基础，其可靠性和稳定性直接关系到应用的好坏。某个系统的单独故障可能直接给应用带来灾难性的损失。B/S体系的网络拓扑的可靠性，主要是要防止因某一点出现故障时，而导致系统瘫痪。如某个设备或某条线路出现故障，不会对整个系统产生影响。人脸数据的传输完全通过加密后数据传输，安全性和可靠性大大保障。四、系统的可扩展性及升级能力为了保证水闸监管系统的有效性和实用性，同时又保证该系统在一定时期内不落后，我们在进行设计时，并不是一味追求高配置、高速率，而是在保证先进性的同时，选择具有良好扩展性和升级能力的设备及构架，设计出具有良好扩展性的网络拓扑，以保证整个系统的可扩展性及升级能力。这具体表现在以下几个方面：选用了具有良好开放性的系统构架和拓扑结构，易于扩充、升级。用户端网络操作系统选用适合于多种媒体访问技术和多种高层协议的系统。在用户端系统采用结构化布线，并利用已有的互联网络进行远程数据传输，通过对网络视频服务器的升级、扩容、插板、以及堆叠等方式增加前端视频源的数量。网络拓扑采用了B/S与C/S相结合的体系，用户可随时增加或减少视频终端，而不会影响其他终端正常工作。 系统设计系统结构设计根据以往水利项目和水利行业特点，对于河道、水库等重要设施的监控项目，往往涉及的地理范围比较广，监控点比较多，需要监控的用户人员相对分散，而且，对于大规模的监控项目对于系统稳定性要求非常高，需要尽量减少日后的设备维护工作。我们根据如上特点，设计了针对水利行业应用的水利视频监控系统，根据组网方式可分为：前端视频采集部分、网络通讯部分和中心控制部分。系统结构如图所示： 图1. 水闸监控系统图前端视频采集部分主要由网络视频服务器，高速球机、防雷组件以及相视频关辅助配套设备组成。摄像机是整个系统的核心部分之一，包括镜头、CCD、云台、解码器、防护罩及支架等。根据被摄物体及摄像地点的不同，摄像装置的具体配置也各不相同，现在室外一般采用一体化球形摄像机，自身带云台、解码器、一体化变倍镜头，一体化球形防护罩，可靠性较高，效果好。根据具体环境需求，可以配置一些辅助设备，比如红外灯，大功率探照灯等，比如可在闸门附近安装大功率的探照灯，系统可远程控制灯光电源开关，保证远程人员清楚的监控到闸门的开合状态。视频服务器是实现网络化、数字化处理的重要设备，它完成模拟视频监视信号的数字采集、影像压缩、监控数据处理、报警信号的采集、网络的Web发布等功能。它可将前端的模拟信号同时处理成高清晰的实时数字图像发布到网络中，可保证水调中心和本地涵闸都能实时监控到现场情况。系统采用前端视频编解码设备均为嵌入式结构，可靠性极高，真正克服了原有PC系统的不稳定、易死机的问题，可完全安装在水利这种少人值守的监控环境。 水闸前端系统设计前端水闸的监控系统，需根据各自水闸的实际情况，如：规模大小、上网机器布置等情况，安装一至多个网络视频服务器。通过与网络视频服务器连接至水闸的服务器或路由器。系统示意图如下：图3. 水闸监控前端设备连接图上图画出了一个水闸的简单前端系统图。拾音器、摄像机、报警探头采集水闸现场音视频信息和报警信息，网络视频服务器将这些数据信息进行编码转换成网络信息，然后通过水闸服务器或者路由器，将数据上传给监控中心。监控中心可以任意监看、调用控制这些终端设备。如果发现水闸有违规经营行为，可立即通过语音对讲警告当事水闸。必要时可通过网络警察关闭其网络连接。前端的报警探头，可在探头被触发后立即将报警信息上传监控中心，并同时通过现场音箱产生报警声音。使现场人员能够第一时间获得警情，有效地预防了火灾、破坏、偷窃等情况的发生。在这个系统中，探头是一个复用设备，除了有效的预防安全隐患，还能够处理矿工的作业绩效。一个水闸的若干网络视频服务器，通过交换机与水闸的网络服务器，或者路由器共享一个网络IP连接至光纤LAN中。通过预置不同端口号进行端口映射，可达到共享IP连接的功能。若水闸是动态IP连接方式，网络视频服务器通过域名解析功能，同样也可以实现远程访问。监控中心系统设计 水闸监控中心的主要任务是通过光纤LAN，接收水闸的监控信息，进行实时监看、控制、录像、语音对讲等。系统示意图如下：监控管理中心服务器是中心系统的主要设备，它的主要功能是通过IE浏览器及中心控制管理软件，登陆需要监看或者录像的水闸，并做出相应的管理。当水闸有报警信号的时候，监控管理服务器中的数字矩阵系统能够自动切换到该路视频，并同时进行录像、产生报警声音等。也可通过话筒进行语音对讲，通知提醒水闸工作人员。为了实现大量录像数据的保存，中心可以配置RAID（磁盘阵列），以满足海量存储的要求。同时也保证了录像数据的安全性。随着用户功能要求的增加，在后期，可通过中心对前端网络视频服务器进行远程升级和维护。极大地方便了工程商和用户。监控中心也可以是一台便携式电脑，与Internet连接后，通过有权限的口令同样可以登陆各水闸的网络视频服务器（与中心不冲突）。这种监看方式，非常适合领导的随时抽查。监控系统结构图第三部分 设备选型为了使整个系统运行可靠、稳定，在设备选择上就必须仔细慎重。详细了解各设备的技术参数是否达到预定指标，功能是否齐全。下面，就对系统所选用的主要设备进行详细的介绍。前端设备第一节 网络视频服务器 产品简介 DS-6102HF-SATA6100系列视频服务器是海康威视最新的视频服务器产品。融合了多项IT技术.完全拥有自主知识产权，荣获多项专利。为远程监控而精心打造设计的监控产品。有着卓越，高效，稳定，全面，的功能和性能。特别说明 DS-6102HC-SATA：每路的视频分辨率最高支持CIF，也可以选择QCIF，可以安装一块SATA硬盘。 DS-6102HF-SATA：每路的视频分辨率最高支持D1（4CIF），也可以选择，DCIF，2CIF，CIF，QCIF，可以安装一块SAT硬盘。产品类型：海康威视视频服务器，DVS。视频压缩标准：H.264。 视频处理芯片：DAVINCI处理器。功能特点基于最新TI DAVINCI处理器平台开发，集成度更高； 采用H.264视频压缩技术，压缩比高，且处理非常灵活； 支持完整的TCP/IP协议簇，支持视频、音频、报警、语音数据、串行数据通过TCP/IP网络传输； 支持PPPOE、DHCP协议； 内置WEB预览功能，可进行IE访问； 支持云台与电动镜头的控制，支持多种解码器协议，可进行预置位、巡航、轨迹的设置与调用； RS-232接口支持网络透明通道连接； 支持双向双工语音对讲、单向语言广播； 具有报警输入、移动侦测报警、遮挡报警、报警联动输出等报警功能； 支持水印技术；视音频输入模拟视频输入2，BNC接口（电平：1.0Vp-p,阻抗：75），PAL/NTSC自适应模拟音频输入2路，BNC接口（电平：2.0Vp-p,阻抗：1K）语音对讲输入1路，3.5mm音频接口（电平：2.0Vp-p,阻抗：1K）视音频输出音频输出1路，3.5mm音频接口（线性电平，阻抗：600）视音频编码参数视频压缩标准H.264视频编码分辨率CIF/QCIF视频码率32Kbps-2Mbps,可自定义视频帧率PAL:1/1625帧/秒，NTSC:1/1630帧/秒码流类型复合流/视频流双码流支持音频压缩标准OggVorbis音频码率16Kbps外部接口网络接口1个，RJ45 10M/100Mbps自适应以太网口串行接口1个，RS-485串行接口（用于云台控制）1个，RS-232串行接口（用于参数配置、设备维护、透明通道）报警输入4路报警输出2路其他电源DC 12V功耗20W工作温度-10-55工作湿度10-90尺寸198mm(宽) 123mm(深) 39mm(高)重量1.5Kg物理接口第二节 海康室外红外智能球DS-2AF1-7D4L主要特性红外功能：l最低照度0Luxl采用高效红外阵列，低功耗，照射距离达80ml红外灯与倍率距离匹配算法，根据倍率及距离调节红外灯亮度，使图像达到理想的状态l内置热处理装置，降低球机内腔温度，防止球机内罩起雾l恒流电路设计，红外灯寿命达3万小时系统功能：l采用1/4索尼高性能CCD,图像清晰l精密电机驱动,反应灵敏,运转平稳,精度偏差少于0.1度,在任何速度下图像无抖动l支持RS-485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别l支持三维智能定位功能,配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大l支持多语言菜单及操作提示功能,用户界面友好l支持数据断电不丢失l支持断电状态记忆功能,上电后自动回到断电前的云台和镜头状态l支持光纤模块接入l支持内置温度感应器,可显示机内温度l支持防雷、防浪涌、防突波功能l室外球达到IP66防护等级l支持RS-485线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以文字形式显示在视频画面上l支持曼码协议及线路故障诊断功能,把故障信息,如地址错误、波特率错误等以特殊字符形式显示在视频画面上l支持定时启动预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描等功能l支持密码保护功能,防止被人恶意修改球机菜单参数l支持球机标题功能,可在视频画面叠加中、英文字符l支持区域扫描和显示,球机在设定的区域设定的时间内没收到控制命令就执行区域扫描,并显示区域名称机芯功能：l支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿和低照度(彩色/黑白)自动/手动转换功能,宽动态功能可选l可设置多达24块隐私屏蔽区域,位置、大小可调整,画面内可同时有8块区域被屏蔽云台功能：l水平方向360连续旋转,垂直方向-10-90,支持自动翻转,无监视盲区l水平预置点速度最高可达240/s,垂直预置点速度最高可达200/sl水平键控速度为0.1160/s,垂直键控速度为0.1120/sl支持256个预置位,并具有预置点视频冻结功能l支持8条巡航扫描,每条可添加32个预置点l支持4条花样扫描,总记录时间大于10分钟l支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整l支持守望功能,预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用(包括上电后进入的空闲状态)l支持报警功能,内置7路报警输入(优先级可调)和2路报警输出,支持报警联动,可在报警后触发报警输出/调用预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描网络功能:l采用H.264视频压缩算法和TI高性价比的最新达芬奇处理芯片和平台,性能可靠稳定l支持以太网控制,同时支持模拟接入l可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制l支持SDHC卡和标准的SD卡存储l支持三级用户权限管理l支持双码流技术l支持多种网络协议, TCP/IP、HTTP、DHCP、DNS、RTP/RTCP、PPPoE(FTP、SMTP、NTP、SNMP可添加)l支持1路音频输入和1路音频输出应用场景可广泛应用于需要大范围高速监控的无光和光线较弱的场所,如：河流、森林、公路、铁路、机场、港口、岗哨、广场、公园、景区、街道、车站、大型场馆、小区外围等场所。外形尺寸配件拾音器和音箱为使系统的双向对讲功能有一个较好的使用效果，拾音设备和放音设备的选择也非常重要。我公司的MIC101拾音器就具有功耗小、音频范围广、失真小、还原度高等特点。 中心设备监控中心的主要设备就是中心监控管理服务器。它负责将所有网络视频服务器上传的信息还原为音视频信号。根据需要，将这些信号输出到电视墙，或者进行录像。中心监控管理服务器，可由一至多台主机（服务器）组成，配置一个麦克风、一对音箱，实现音视频还原、录像、双向对讲等功能。其具体的性能参数如下：图像压缩格式H.264压缩方式。每路图像显示/录像（1-25帧/秒）。图像处理功能可分别调节每路图像的亮度、饱和度、对比度、色度等，使每路图像达到最佳效果。远程图像输出可对远程网络的图像进行硬件解压，并输出图像至指定设备（电视墙）。音视频同步记录功能系统可进行现场实时监听，实现音、视频同步记录/回放。多种录像方式系统可设置时间、摄像机编号和监控录像时间表。根据不同情况，可设置为定时录像（可有多个预定的时间表）、图像动态捕捉录像、探头报警录像和复合报警录像，并可对节假日进行单独设置。图像存储功能图像质量可从2小时/GB-10小时/GB进行选择。可分别对每路图像进行独立调节和设定，以满足不同目的和要求，节省硬盘空间。图像回放功能可根据摄像机编号、日期、时间等查找图像文件进行快速便捷的检索回放，无停顿和“马赛克”现象。检索回放的同时不停止现场录像。 录像保存功能设置录像资料保存期，主机能自动识别资料是否在保存期内，保存期外资料自动删除，保存期内资料无法删除。主机可选择磁盘使用方式：盘满即停和循环录像。多种录像保存期可提供三种图像数据文件保存期（60天、30天、15天）。多种画面分割方式可选择1、4、6、8、9、16等多种画面分割显示方式。动态捕捉报警功能可在显示器上任意设置目标动态捕捉区域，当报警区域内有物体移动或视频信号丢失时，自动报警并联动录像，系统可预警录像10秒钟。探头报警功能接收网络视频服务器实时的上传报警,数字矩阵接收到该报警信号后立即联动该路视频进行录像。系统安全性能开机即进入系统工作状态，界面自动锁定，排斥非法安装，需输入相应密码才能进行操作。系统管理功能使用安全操作口令，用户管理采用四级管理。系统管理员、管理员、操作人员和网络客户端用户设置不同的操作权限，所有操作均需要输入密码。日志管理系统的报警信息、交接班记录及任何对系统设置、资料修改的所有信息均有分别记录。操作界面直观指示各路图像的录像工作状态、视频报警状态和探头报警状态。提供三种录像保存期的磁盘空间信息。可选择画面显示模式。可调节每路图像质量。可控制前端三可变镜头的变焦、调焦、光圈和云台的全方位运动等。可在紧急情况下对所有画面进行手动应急录像。操作使用简便全图形化的操作界面，使用一个鼠标即可对系统进行随意设置和操作、控制。联网功能预留图像资料转移、输出（USB）和联网、远程监控接口，可实现一点对多点，多点对一点的网络监控功能。重要资料能备份和图像打印。流媒体服务器流媒体服务器也是监控中心中最重要的设备之一，它将所有前端网络视频服务器采集并压缩的音、视频信号经过转发传输给internet网中的其他访问用户，同时也能够传输给LAN中的其他用户。第四部分 技术支持和服务及人员培训一、技术支持和服务l 1、我公司将提供整个系统生命周期的技术支持和服务。我公司将提供两种优质服务: 远程服务适用于非重大故障 l 工程热线电话,解答一般疑难问题: l 电子邮件方式。我公司技术人员均有邮件信箱和专用电脑,主要员工配有便携式电脑,同时也开设用户专用信箱,可以保证及时解答用户疑问,可24小时响应。 现场服务适用于重大故障 远程服务并不能解决所有的问题, 我公司的工程师将以最快的时间,赶到现场进行服务,当遇到资源限制或特殊情况, 我公司将组织公司专家或原厂商及时处理。 l 2、在系统的建设阶段将设有专人做现场支持。 l 3、在系统的维护阶段,将提供24小时的服务。 l 4、我公司保证本系统的设备能完成网络监控要求的功能,其技术性能达到规定的标准,且能与原有设备配合工作。 l 5、保修期内所更换的有损零件须按要求退给我公司,费用由我公司承担。我公司的保证责任不包括由于操作使用不当、不慎、事故、滥用造成的损坏。没有事先征得我公司同意,由其他人员对设备进行的修改