视频监控联网系统关键技术及在水利工程中的应用

视频监控联网系统关键技术及在水利工程中的应用周林虎，宋放，林长杰辽宁润中供水有限责任公司，辽宁沈阳110006摘要随着数字监控技术的不断发展，根据水利视频监控系统实际发展情况，结合在辽宁省大伙房水库输水工程的实际应用，从系统架构、联网控制、海量存储、扩展应用等方面，简单探讨视频监控联网系统在水利行业的关键技术及应用发展趋势。关键词数字水利视频监控系统联网监控智能检测大伙房水库输水工程中图分类号TV6981文献标识码B文章编号10000860201107008903KEYTECHNIQUESOFVIDEOMONITORINGNETWORKSYSTEMANDTHEIRAPPLICATIONSTOWATERRESOURCESPROJECTZHOULINHU，SONGFANG，LINCHANGJIELIAONINGRUNZHONGWATERSUPPLYCOLTD，SHENYANG110006，LIAONING，CHINAABSTRACTFOLLOWINGTHECONTINUOUSDEVELOPMENTOFTHEDIGITALMONITORINGTECHNIQUE，THEKEYTECHNIQUESOFTHEVIDEOMONITORINGNETWORKSYSTEMANDTHEIRAPPLICATIONSWITHINTHEWATERSECTORAREBRIEFLYDISCUSSEDHEREININCOMBINATIONWITHTHEIRACTUALAPPLICATIONSTODAHUOFANGRESERVIORWATERCONVEYANCEPROJECTINLIAONINGPROVINCEFROMTHEASPECTSOFTHESYSTEMFRAMEWORK，NETWORKCONTROL，MASSSTORAGE，EXTENDEDAPPLICATION，ETCINACCORDANCEWITHTHESTATUSOFTHEDEVELOPMENTOFTHEVIDEOMONITORINGSYSTEMWITHINTHEWATERSECTORINCHINAKEYWORDSDIGITALWATERRESOURCESMANAGEMENTVIDEOMONITORINGSYSTEMNETWORKMONITORINGINTELLIGENTDETECTIONDAHUOFANGRESERVIORWATERCONVEYANCEPROJECT大伙房水库输水工程作为辽宁省的民生工程、重点工程，不仅将促进本省中部地区经济社会发展，还将对“五点一线”沿海经济带开发建设起到重要的保障作用。目前，大伙房水库输水工程视频监控项目顺利通过验收，该工程采用SIAP视频综合管理平台关键技术，将极大地提升大伙房水库输水工程调度管理水平。内容分析、GIS信息系统、视频网站等应用加入到综合视频综合管理平台中来，此系统远远超出传统意义上的闭路电视监控系统，在国内水利行业视频监控应用中具有领先地位。如图1所示，系统在调度中心、各分调度中心由SIAP视频综合管理平台、编解码器、磁盘阵列、视频工作站、矩阵、监控终端、操作键盘、大屏幕、摄像机、交换机、电视墙、操作台等设备组成。SIAP视频综合管理平台为系统的核心，由视频管理服务器、视频存储服务器和视频管理系统组成，负责系统的设备管理、用户权限管理、调度切换，管理实时视频数据，将编解码器集中管理，切换到电视墙上显示。当有远程客户端访问时，需要视频管理服务器通过身份认证，通知视频存储服务器把数据转发1系统结构系统结合市场上成熟的模拟系统管理控制技术和最新主流的数字综合视频管理平台技术进行设计。核心产品包括SIAP视频综合管理平台视频管理服务器、视频存储服务器、模拟矩阵、编解码器、磁盘阵列等，组建了一个具有视频调度管理、数据存储、流媒体点播、远程控制、分级管理的二级架构的综合视频调度系统。为满足今后扩容的需要，未来还可以把数字视频收稿日期20110519作者简介周林虎1977，男，工程师，调度信息处处长。周林虎，等视频监控联网系统关键技术及在水利工程中的应用2关键技术分析数字/模拟监控混合组网统一管理系统可将分散的多种多样的设备矩阵、编解码器、云台/快球、DVR进行级联统一控制，支持多级SIAP级联，可以互联形成更大的系统，构成逻辑上单一的模拟数字混合矩阵，统一权限和级别控制，实现矩阵、摄像机、DVR、存储服务器等所有视频资源的全网共享。对数字设备与模拟设备的控制管理在统一的软件中实现，为用户提供透明的使用系统，用户操作直接针对摄像机，完全屏蔽内部矩阵切换、编解码、数字中转等复杂处理。基于模数视频混合组网，使得整个系统兼备了模拟视频的高清晰度和高实时性，数字视频系统管理灵活、存储方便以及易于附加众多信息化应用21图1大伙房水库输水工程视频监控系统总体结构给远程的合法网络用户。视频存储服务器负责历史数据的管理，存储全网内各分中心送入网络的数字化监控数据流。当用户访问历史数据时，先通过视频管理服务器的授权校验，视频存储服务器把数据流发给监控终端，用户可以对历史数据进行检索、查询、回放。视频存储服务器可以外挂磁盘阵列，可以任意扩容，满足大规模、长时间存储的需要。解码器负责解压数据流，把数字化信号还原成模拟信号，输出到电视墙显示。管理终端安装相关软件，对服务器和编解码器进行参数配置。数据交换区内有多台解码器设备，直接接入千兆网络，可以满足大量的数据在中心汇集和交换。调度显示区涉及到的数据量相对较小，采用百兆交换机实现数据的汇聚和传输。视频管理服务器和视频工作站都接入到该网络。矩阵的控制口连接视频管理服务器，视频输出连接到大屏幕。这样，利用视频管理服务器上的键盘，就可以随意切换大屏幕上显示的内容，可以是监控图像，也可以是远程会商图像。视频工作站直接接入网络，合法的用户通过访问监控中心的视频管理服务器，获得授权以后，由视频管理服务器将数据流转发过来。的双重优点，并减轻了数字网络传输视频给各级监控中心带来的带宽压力，充分的结合了两者的长处，并弥补了各自的不足，可以满足监控系统的各种需要。22集中存储与分布存储结合系统不仅支持分布式存储，还支持集中存储。远程应急指挥系统引入图像/视频/音频的双向传输机制，使得信息流可以实现实时的交互，满足系统的快速反应要求，实现突发事件的应急指挥。通过专用语音网关，可以实现通信系统的无缝接入。24流媒体技术应用系统集成流媒体服务器技术，保证每个用户都能够得到满意的视频质量。对区域内的视频服务器的访问全部通过流媒体转发服务器软件来进行转发，使得该视频服务器的视频服务只占一个通道。流媒体转发服务器软件的多级设置可提高响应访问的效率，可以合理规划流媒体管理软件模块的设置，以求更少的时间代价换取更高的带宽利用率。25完备安全的访问权限策略系统采用目录分布式对象管理技术，将系统的所有资源进行一致化对象定义。各种对象以树层次结构存储在目录数据库中，每个对象均可以进行详2390水利水电技术第42卷2011年第7期周林虎，等视频监控联网系统关键技术及在水利工程中的应用细权限设置。支持用户权限的全网漫游，用户在全系统中只需要登录一次记住一个密码就可以漫游全网访问任何有权限的资源。支持用户优先级级别管理，对同一个资源，如果两个用户均具备相应的权限，级别高的用户可以抢占级别低的用户对该资源的拥有权，用户的控制权被抢占时会得到明显的通知。26GIS电子地图智能应用定位显示支持多种定位技术，如GPS定位，移动手机定位，固话定位等。实时追踪可在显示屏上显示监控对象的实时状态信息如实时经纬度、时间、速度、方向、所在地理位置等。息的基本站点，通过水文站对我国江、河、湖、库的地表水、地下水的水量、水质等进行观测，实时收集水文水资源数据，对水资源开发、利用、管理、保护，实现水资源的合理调配，达到提高水资源的利用率和改善水生态的目标等具有十分重要的作用。同时，还可为防汛指挥调度提供及时、准确的决策依据。长期以来，水文工作者都是靠手测、目测收集水文信息，直接影响到测报的精度和成果质量，通过建设水文站实时监控系统，利用数字视频监控系统采集数据、图像、视频等基础信息，利用图像分析与处理技术对水文进行自动测报，不但可提高精确度，还可以使水文工作者告别传统的工作方式。3在水利工程建设和管理方面的应用。视频监控系统在水利工程建设和管理方面也起着重要的作用，主要采集工程现场一些重要出入口等重点区域的视频监控图像，使工程现场的值班人员能够实时监控到整个区域的现场情况，并能够对视频图像进行目标跟踪、控制、实时记录，管理中心可通过网络实现远程监控与控制，并能对进入工地的可疑人员进行跟踪、报警。另外，还可以对水库水面情况进行实时远端监控，比如水面上是否有漂浮物如白色垃圾、漂流物如泄漏的原油，以及对水库水岸情况进行实时远端监控，比如岸上的物体如人、兽是否进入危险区如闸门口、大堤，是否有可疑的情况如有人想要破坏水库，并根据情况对现场运动目标进行跟踪分析等。历史轨迹回放行轨迹回放。视频监控查询可以将监控对象运动状态数据进通过点选地图上视频监控点图元，方便地获取当前视频数据。视频监控技术在水利行业的应用随着多媒体视频技术的发展，视频监控系统已在水利行业中广泛应用，在水利信息化、现代化中起着至关重要的作用。1在防洪减灾方面的应用。由于我国在洪水防范，河堤安全监控等方面的信息化水平不高，长期以来采用一般的人工监测方式不仅工作条件非常恶劣，工作量巨大，而且在汛期江水位猛涨的情况下，适时的监测与分析计算很难做到，靠群众性的抗洪抢险来维护汛期的安全，防汛投入很大但效果却不好，因此实现水库、河流、堤防监测的自动化是必然的要求和趋势。近年来，国家提出了建设“数字水利”的目标，对大型水库和河堤进行远程视频实时监控系统建设，防汛抗洪工作逐步从被动抗洪向主动防汛转变。在河流、水库、船闸的重要位置安装摄像头，实时监控水位，并对获得的数据进行科学的分析，对水位、堤防的安全状态进行评价和预报。采用防汛远程视频实时监控系统，可及时对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视，随时了解现场情况，以便采取相应的预防和补救措施确保水库安全运行，进一步提高防汛抗洪决策的有效性和可靠性，对领导决策和减少洪水灾害，缓解城市的防洪压力，保障人民生命财产的安全具有重要作用。2在水文分析方面的应用。水文是水资源开发利用管理与保护、防治水害以及工程建设规划、设计、施工、管理、调度的依据。水文站是收集水文信3结语4随着多媒体处理技术和网络技术的快速发展，视频监控系统一些新技术的应用，如监控异构平台联网技术、集中及分布存储技术、流媒体技术、GIS地图智能应用技术、视频分析技术等，将为水利行业的信息化、数字化、智能