雨污水泵站视频监控系统项目系统设计方案

雨污水泵站视频监控系统项目系统设计方案

1.1视频监控系统设计规划

1.1.1系统现状分析

首先，地域瓶颈限制了监控的范围；

其次，集团公司总由于人员及环境的限制导致了对所辖

雨污水泵站不能进行实时现场监管；

第三，各个泵站建设时期不一样，导致视频监控系统所

采用的厂商设备、编码协议及传输方式也不尽相同，无法视

频实现统一集中监控管理。

1.1.2系统拓扑结构设计

系统采用星型的网络拓扑结构将所辖各个泵站连接起

来，在集团总建立一级集中管理中心平台，通过RNSS网络

视频监控系统将前端各个泵站的视频监控图像资料调取到

监控管理中心。

首先集团总监控中心配置：数据库管理服务、流媒体服

务、WEB服务、集中存储服务、电视墙服务、超级客户端、

普通客户端等；

视频监控联网系统架构图如下:

I

灰J交换机

同域网

系统拓扑结构图

1.1.3网络拓扑结构设计

由于受监控环境及现场环境的限制，各个泵站监控需要

采用3G无线传输网络，考虑到此系统点位较多覆盖区域广,

为了保证系统的稳定性所以采用搭建联网3GVPN局域网络。

考虑到系统所采用的网络传输方式，对网络的带宽需求

有严格的设计，数据流量分配和转发策略根据实际情况调

整，初步设计如下：

在总监控中心配流媒体转发服务器，转发从下面网点上

传的数据，用于集团总监控中心工作人员及领导调看：

各个站点到总监控中心带宽计算公式：带宽二同一时间被

总监控中心调看的网点图像数*512Kbps/1024,假设总对某

站点监控网点的10路不同的图像同时进行监看，则需要

10*512Kbps/1024=5M带宽。

总监控中心采用使用100/1000M自适应的交换机。

LL4集中存储设计

数据集中是监控行业的大势所趋，集中有效地实现了对

全局的统一调度、监视和管理，非常有利于各种事后的查阅

和分析。同时避免了分散监控存在的设备维护管理困难和监

守自盗的风险。

采用IP-SAN存储设备让每台视频服务器直接接入SAN存

储网络中，使用集中存储设备。IP-SAN上的分区操作由

IP-SAN设备自己的管理软件完成，而文件系统的使用由存储

服务器上的操作系统确定。存储服务器上除运行监控系统存

储服务器管理软件以外，只需使用开源的iSCSI客户端软

件，即可将刀片服务器上的磁盘空间作为本地磁盘使用。这

种方式一次性采购成本较好，便于扩展，长期维护成本低。

海量存储服务不仅可以提供网络录像资料实时集中存储，同

（以上如果按D1的视频分辨率计算，则需在以上数据

基础上剩上

考虑到采用网络流量的限制及视频路数较多，存储时限

较长，全部采用集中存储所需磁盘阵列容量及3G数据量较

大，加上现有3G网络稳定性不好，数据安全性的风险与设

备投资随之增加，故建议采用本地存储与网络集中存储相结

合的存储方案。即对于大部分通道主要采用嵌入式硬盘录像

机本地存储的方式，对于重要通道做本地存储的同时兼做网

络集中存储。

1.2监控管理中心设计

总监控管理中心作为一级管理中心，是视频专网的一个

核心节点。要求具有完善的机房基础保障和先进的网络设

备、丰富的网络带宽和光纤资源。以充分保障全区下属各泵

站网点整合的运营品质。总监控中心负责系统间的数据交换

服务。对前端监控资源进行整合，对前端设备进行集中维护

和管理。

总监控管理中心通过视频专网与所辖各泵点的DVR资源

连接，负责图像信息的接收、监控。

整体网络环境星形结构，总监控中心管理各个泵站监控

网点。

总监控中心由网络视频管理平台搭建，主要由服务器系

统、控制台系统电视墙系统、监控席位组成。

总监控中心系统示意图如下：

数据库/WEB微流媒体服手机网关服电视墙控普通客户端超级客户端集中存储服务器

〈务器务器务器制服务

监控中心拓扑图

1.2.1硬件设备组成及功能

•硬件设备主耍包括：

数据库管埋服务器、电视墙服务器、超级客户端、集中

存储服务器、流媒体服务器、手机网关服务器；网络设备；

大屏幕显示设备；供电设备等。各类服务器及设备依据实际

情况及应用性能而定。

•主要硬件设备功能

总监控管理中心作为一级监控中心，作为整个联网监控中

的管理中枢，指挥中心配备了完整的管理系统，且系统中各

个应用服务器软件相互独立，任意模块发生故障，都不会相

互影响其它系统或模块。①管理中心服务器设在指挥中心，

考虑到核心系统管理服务器的复杂性与重要性，建议采用基

于windows2000/windowsXP核心的服务器版操作系统,

以提高系统运行的稳定性与可靠性，防止病毒侵扰；②电视

墙服务器可将站点视频信息及时切换显示到监控中心大屏

幕电视墙上；未来结合GIS系统口J对突发事件位置进行精确

定位；③总控客户端站用于系统信息的管理配置和系统巡

检；④集中存储服务器RNSS集中下载存储管理模块，可以

实现下载远程图像的录像资料至监控中心集中备份和事后

检索与回放等作用。⑤流媒体服务器可以一起分担同样的应

用与视频传输功能，改善大型综合安防应用数据的响应时

间，减轻前端硬件连接压力，以及节约数据流量。⑥手机网

关服务器，提供手机预览的接入服务。

1.2.2软件设备组成及功能

•软件设备主要包括：

系统管理服务器软件；监控中心数据库服务模块、电视

墙控制服务模块、超级客户端、普通客户端、流媒体服务模

块、集中存储服务模块、手机网关接入服务。

・软件功能主要包括：

监控系统是采用统一的监控管理平台软件，通过一个统

一的管理平台，实现各种设备的联网，保证联网的视频传输

的质量（清晰度、流畅程度），提供一个统一的认证管理、

监控检索系统。实时监控视频信息的传输、管理、分发。支

持分散与集中存储相结合的模式，保证重要监控录像的检

索、比对、管理、备份。实现统一的身份认证和权限管理、

保证信息安全和数据的安全。实现实时视频监控、巡视、视

频信息与数据上传和卜调（检索），并能与其它业务系统集

成。主要实现以下分类功能：

1.远程管理：可直接对下属各泵站网点监控主机进行远程

参数设置如对录像方式、录像时间、用户设置等的调整;

可对泵站各网点监控主机上图像等设置进行调节；可对

远程监控主机进行统一校时、整理硬盘、关机重起、软

件远程升级等系统维护功能。

2.远程监控：可直接对各泵站网点的监控主机进行操作，

控制前端云台；可对各主机监控图像进行多画面分组切

换功能：可对各泵站网点的监控主机上的录像资料进行

下载备份、回放；可对远程图像按时间列表、手动或报

警联动等方式进行本地录像。

3.电子地图：通过多极分层的电子地图导航、点播、树形

机构等方式直接监看、回访所辖各个网点的图像。

4.大屏显示：可将各站点网点的图像信号转换位模拟信

号，输出到监控中心电视墙上，实现大屏幕显示、画面

分割、图像切换功能，做到单画面、多画面手动、自动

切换、并可分组、按预定计划自动切换。

5.手机预览：可以通过手机监控软件调取前端各点监控录

像，控制云台等操作。

6.设备巡检：可对各泵站网点监控主机的设备运行状态、

网络情况、设备故障情况进行巡检，发现故障以文字、

声音等方式提示监控管理人员，并记录故障情况。

7.日志管理：对系统运行、人员操作、前端故障、报警等

情况进行详细的记录，记录各种情况的发生时间、地点、

管理人员处置时间、人员等信息，并实行分类管理。各

类日志均可按需要进行条件检索、统计、对比、打臼，

并可导出表格。

8.兼容功能：能够兼容多家嵌入式数字硬盘录像机、视频

服务器和工控插卡式硬盘录像机。

1.3系统平台二次开发

视频监控系统基于.Net平台应用，捷诺公司将提二次开

发接口，我公司具有软件开发团队，曾多次与捷诺公司共同

配合完成二次软件开发任务。

1.4DVR存储计算

本系统采用前端存储与平台存储相结合的模式。

其前端存储采用海康威视DVR存储，其存储空间计算公

式：每个前端存储总容量(GB)=【视频码流大小(Mb)X60秒

X60分X24小时X存储天数/81/1024,根据计算可得，前

端视频存储所需要存储空间要求。本系统配置2块2T硬盘,

保证连续存储时间为3个月。

1.5防雷接地

所有图像采集点的室外设备都是精密的电子设备，又是

雷电多方地区，因此必须考虑防止图像采集点室外防雷系

统。

前端图像采集点的设计必须符合以下标准中强制执行条款

的要求：

1）国家标准《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000

年版）

2）国家标准《建筑物电子信息系统防雷技术规范》

GB50343-2004（2004年版）

3）国家标准《低压配电设计规范》GB50054-95

4）《低压配电系统的电涌保护器（SPD）第一部分：性能

要求和试验方法》

5）国际标准IEC61312-2《雷电电磁脉冲的防护》第二部

分建筑物的屏蔽、内部等电位连接及接地》

前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设

备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备

的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。

为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条

线路上加装合适的避雷器，如电源线（220V或DC12V）.视

频线、信号线和云台控制线。

摄像机的电源一般使用AC220V或DC12V0摄像机由直流

变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压器

前端，如直流电源传输距离大于15米，则摄像机端还应串

接低压直流避雷器。

信号线传输距离长，耐压水平低，极易感应雷电流而损

坏设备，为了将雷电流从信号传输线传导入地，信号过电压

保护器须快速响应，在设计信号传输线的保护时必须考虑信

号的传输速率、信号电平，启动电压以及雷电通量等参数。

室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于4Q,

高土壤电阻率地区可放宽至＜10。。

在本系统中所有室外点位全部采用三合一防雷器，避免

雷电过电压对设备的侵害。

防雷解决措施

1、前端设备直击雷防护：

前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪

导体）滚球半径的保护范围之内。对于安装在建筑物墙上且

不在避雷带保护范围之内的摄像机，可以在避雷带上安装一

支避雷短针或将摄像机移到避雷带保护范围之内；采用独立

避雷针

避雷带避雷短针

摄像机

金属支摄像机

撑杆

建筑物

图1避雷针保护范围示图

支撑杆安装的摄像机，可将避雷针架设在摄像机的支撑杆

上，引下线可直接利用金属杆本身或用镀锌圆钢，避雷针安

装及保护半径示意图如图1所示。避雷针的高度应按

GB50057-94标准规范中关于滚球半径法进行计算。

2、传输线路的防护，

电源线路与信号号线路宜全程分开穿金属管埋地敷设，

并保持整个金属管道的电气连通，宜应至少在金属管两端做

接地处理，对防护雷电干扰和电磁感应是非常有效，这主要

是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。

但在实际工程中，有时前端设备至机房有数百米甚至上

千米的距离，此时如采用全程穿金属管敷设时，受条件限制

施工难度非常之大，此时可只在电缆进入终端和前端设备前

穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于15米，在入户端

以及进入前端设备前将电缆金属外皮、金属管同防雷接地装

置相连。电源线应与信号线缆分开穿管敷设，其之间的最小

间距应符合相关规范的要