水利系统网络视频集中监控处理方案

水利系统网络视频集中监控处理方案

一、项目概述

伴随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种重要方面。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

大坝水位状况，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。由于水利有关工程的信息化覆盖程度

不高，在汛期或旱季，都重要通过人工措施进行现场数据采集。这样

的工作环境下，数据采集带有很大的延迟，尤其是一旦遇上反常状况,

信息传递的精确性和高效性，就将大大影响到广大居民的生命财产的

安全。近年来，国家提出了建设'数字水利的目标。全面实施大型水

库的信息化建设。首先加紧水利工程的信息化进程，提高其建设的效

率，另首先可以将防汛抗旱的工作逐渐从被动转为主动，通过完善的

预警机制和应急指挥系统，到达最大程度降低灾害的影响而当在汛期

的时候，有关工作人员就需要移动式的巡查水库水坝的运作状况，并

将某些异常状况的图像清晰精确地在第一时间即时传送到监控中心。

实时地对可能或正在发生的汛情、险情、灾情进行动态监视，随时了

解现场状况，以便采取对应的防止和补救措施保证水库安全运行。对

领导决策和减少洪水灾害，排除汛期隐患，缓解都市的防洪压力，危

险状况预警，保障人民生命财产的安全具有重要作用。

根据以往水利项目和水利行业的特点，对于水库、河道等重要设

施的监控项目，往往波及的地理范围比较广，监控点比较分散，网络

监控顾客又比较多，各个水利部门需要层层监管，而且对于大规模的

监控项目对系统稳定性的规定比较高，需要尽量减少后来的设备维护

工作，为此，我企业专门针对此项水利设施监控项目设计了一套基于

视高科技系列产品的远程网络视频监控方案。

二、需求分析

根据需求，水库实现无人执守及安全监控，具有如下功能：

1、汛期的水库安全防卫工作，时刻注意水库的水位，假如水位到了

警戒线，

有了险情，立即报警

2、水库重点区域的防备，随时注意闸门、大坝的正常工作和稳固程

度

3、水库水面状况的实时远端监控：水面上与否有漂浮物（如白色垃

圾\漂流物（如泄漏的原油）

4、水库水岸状况的实时远端监控：岸上的物体（如人、兽）与否进

入危险区（如闸门口、大堤上），与否有可疑的状况（如有人想要破

坏水库）

5、可以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，立即报警

6、对水库天气状况的实时监控

7、远端控制中心与水库现场的语音通讯，碰到状况时可以做到远距

离的指

挥工作

由于水库大坝等水利监控点分布在较为广阔的范围内，并且和监

控中心/信息中心的距离较远，且观测点数量相对较多。由于水库水

坝的监控中心不仅要对水库水位、流速等做精确观测，还要对其水库

内的水质状况进行一定的评定，保证水面污染低于指标。同步，对于

监测目标的图像规定则是需要可以在不一样观测范围的条件下，精确

观测到目标的数据以及水位指示等。

采用老式视频监控方式对带宽规定很高，一般都需要采用有线方

式才可以提供高带宽和稳定的信道传播的紧障。对于水库水坝这样的

大范围多点监控，线路铺设成本高昂，而且系统架设工程耗时很大，

同步，因为诸多地理和环境的原因，如河流、山脉等障碍，架设线缆

相称困难。同步，视频监控方式所能提供的图像清晰度有限，当作为

大范围鸟瞰式观测水库的水质状况的时候，就很难辨别图像的污染水

质来源、方向等细节了。

深圳视高科技发展有限企业是一家专业从事数字图像通信技术

研发和应用的高新技术企业。其自行研发的数字远程集中监控系

必须采取多种手段防止本系统多种形式与途径的非法破坏。

4、可扩充性：

系统设计时应充分考虑此后的发展需要，系统应具有预备容量的

扩充与升级换代的可能。

e、规范性：

由于本系统是一种严格的综合性系统，在系统的设计与施工过程

中应参照各方面的原则与规范，严格遵从各项技术规定，做好系统的

原则化设计与施工。

一切应从实际出发，使智能系统具有较高的实用效能。这也是智能建

筑在当今之因此能迅速兴起并发展的关键所在。

3.2、系统设计根据本系统设计根据为：

《安全防备工程技术规范》(GB50348-);

《安全防备工程程序与规定》(GA/T75-94);

《安全防备系统验收规则》(GA308-);

《安全防备系统通用图形符号》(GA/T74-);

《民用闭路电视监控系统工程技术规范》(GB50198-94);

《工业电视系统工程设计规范》(GBJ115-87);

《音频、视频及类似电子设备安全规定》(GB8898-);

《测量、控制和试验室用电气设备的安全规定》(GB4793-);

《信息技术设备的安全》（GB4943-）;

《电气装置工程施工及验收规范》GBJ232—82

《电子计算机场地通用规范》GB/2887-

《电子计算机场地设计规范》GB50174-

《计算站场安全规定》GB9361-1998

《计算机机房用活动地板技术条件》SJ/T10796-1996

《建筑防雷设计规范》GB50057-94

《电子计算机机房施工及验收规范》SJ/T30003-93

《低压配电设计规范》（GB50054-95）

电信工程制图与图形符号YT/T5015-95

民用建筑电气设计规范JGJ/T16—1992

ISO/IEC14496-2MPEG4视音频编解码原则

四、系统体系及构成

4.1视高网络监控系统处理方案

视高网络视频监控系统是一种以LAN/WAN等多种网络构成方

式,构成具有高质量的、动态图像实时的监控系统，它是大型的、分

散的地理区域监控网络系统的技术基础。视高网络视频监控系统是基

于老式模拟监控系统（采用矩阵/画面分割器/长延时录像机等诸多种

设备构成的、记录和检索均为模拟信号的第一代监控系统）和数字硬

盘录像监控系统（记录和检索的是数字信号，仅具有简朴的点对点联

网功能的第二代监控系统）后，最新发展的第三代监控系统，它正以

无可比拟的绝对优势取代着初期的监控系统。

视高视频监控系统是完全基于计算机，以其为关键，结合安防监

控的实际规定以及数年来不停完善的安防理论和经验，运用最新的数

字视频技术、现场总线技术、网络通信技术建立的一套软硬件相结合、

崭新的、完整的安防系统，优化了内部构造，减少了不必要的环节，

提高整体性能和反应速度，满足新技术不停发展的需要，并能向顾客

提供全面的增值服务。

视高网络监控系统相比老式的模拟监控系统具有如下几种方面

的技术优势：

4.1.1、视高网络监控系统的稳定性

视高网络监控系统是建立在计算机和网络基础上的监控系统。工

业原则的计算机是大工业生产的产物，通过了全方位的质量检测，符

合国际原则，同步也通过了国际安全及质量论证。伴随新技术的发展,

视频监控向以计算机为关键的数字化、网络化发展已经成为不争的事

实，而计算机的国际原则化设计又给第三代网络监控系统的维护和使

用带来了极大的以便，一旦出现问题，顾客只需对局部进行更换或者

维修，能保证顾客的长期不间断使用。不像初期监控系统，生产厂家

的规模相对较小，没有一种统一的国际原则，产品样式繁多，不具有

大规模的监测和应用条件，产品稳定很难保证，而且一旦某个部件发

生损坏，就需要整机进行更换。

4.1.2、视高网络监控系统的强大组网功能

视高视频监控系统以网络为平台，采用全新的设计理念，集成当

今最先进的网络技术、计算机技术以及数字处理技术。全视高网络监

控系统以IP地址来识别所有的监控设备,采用统一的TCP/IP协议

来进行图像、声音和数据采集传播可以实现：

更广阔地理区域的布局：网络视频监控采用了网络数字传播信

号，没

有线缆长度和信号衰减的限制，而网络自身又不受地理区域的限

制，因此，可以实现更广阔区域的监控布局，这种广阔性几乎不存在

距离的限制，唯一的限制是网络带宽和应用者的想象力。

无限的可扩展能力：在一种网络视频监控系统中，只要在技术上

采用

统一的原则，对于应用的扩展而言，只是增加相似的设备和增加管理

上的IP地址而已，对管理而言，增加设备站点只是意味着IP地址的

扩充。

庞大的网络监控：将型号从模拟转换到数字，在采用统一的协议

在网络上传播，对网络处理方案上的顾客而言，监看视频画面、录制

视频资料、控制老式云台镜头，仅仅是网络在线连接这样简朴。因此,

一种庞大的网络系统，完全可以通过网管的形式，使网络监控的随时

随地性得到淋漓尽致的应用。

4.1.3、视高网络监控系统的构造灵活性

视高视频监控系统的基础理论建立在老式的模拟监控理论基础

之上，结合网络的无地区及不受空间限制的特性和现今先进的视频数

字化处理技术的理论总结，以IP地址为单元组建IP地址组合的大型

监控系统，其在系统构造上具有得天独厚的灵活性。

4.2.水利远程监控系统构造

按照网络状况及实际操作的可行性，视高网络视频监控系统重要

构成模式为：监控中心统一监控、管理及存储，网络上的计算机，在

授权的状况下，随时7

随地可以浏览各监控点的实时图像和调用各监控点的录像资料。

申大服与a转发K务驾杯毋股务富

&改客户/解户&按*户

为柳«1城fib

DVS

水利局运程视频集中监控打扑图

4.2.1、前端视频采集部分

摄像装置是搜集被摄物体的光信号，并将其转换为视频信号的设

备，它是整个系统的关键部分，包括镜头、摄像机、防护罩及支撑设

备等。根据被摄物体及摄像地点的不一样，摄像装置的详细配置也各

不相似。

同步，为适合夜间监控的规定，我们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，保证远程人员清晰的监控到

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公布等功能。它可将前端的模拟信号同步处理成高

清晰的实时数字图像公布到网络中，可保证水调中心和当地涵闸都能

实时监控到现场状况。

422、网络通信部分

“视高”网络视频监控系统采用原则的TCP/IP协议，可直接应用在

局域网或者广域网上。针对各水库距离比较远，不易铺设有线线路的

状况，也可采用英特网传播处理远距离通信的问题。

4.2.3、总部监控中心构造

监控中心作为整个系统的关键，肩负着整个系统的协调、监管职

责。只有保证总监控中心内所有的设备7*24小时不间断运行，才可

以保证视高网络视频监控系统的质量，也同步可以顾客建立网络化视

频监控的需要。

中心服务器应用于多服务器监控网络系统，综合管理系统中所有

的转发服务器、存储服务器、管理平台（客户端X网络视频服务器

（DVS）和网络视频解码器，为所有使用和访问监控网络系统的顾客

提供统一的人口。

中心服务器提供的系统服务包括：系统中所有设备的索引，系统

中所有数据的索引,系统中所有管理平台（客户端）的权限管理和接

入，系统中电子地图的管理，以及扩展的数据转发和录像功能。

总部监控中心的硬件设备包括：前端视频设备、网络设备、网络视频

服务器、中心服务器、存储服务器及转发服务器。

中心服务器：接受源于网络视频监控设备的数据，将视频设备分

派给转

发服务器和存储服务器，录服务器仅仅提供索引服务，而不提供任何

的音视频传播服务及控制数据转发服务。

转发服务器：接受及处理源于中心服务器分派的网络视频监控

设备的数

据，为其管辖范围内的视频设备提供管理服务，包括设备配置、日志

管理、电子地图管理、数据接受及转发等。

存储服务器：接受及处理源于中心服务器分派的网络视频监控

设备的数据，为其管辖范围内的视频设备提供存储服务。

由1台存储服务器存储的各监控点的录象资料。

每台存储服务器的存储系统采用工控磁盘存贮系统，存储15个

监控点的录像，提供4TB以上的存储空间，保证20个的监控点30

天的录像存储容量。

存储容量计算公式：码率/8*3600秒*24小时=每天每路的存储

容量。

五、视高集中监控管理系统功能特点

视高集中监控管理系统是在结合数年丰富的视频处理、应用与

网络技术而研发出的一套“监、管、控”系统，该系统充分考虑了监控

行业市场的发展趋势和顾客需求，应用了多种先进技术包括P2P、微

内核、插件、门户技术、流缓冲技术、服务器集群技术等，同步采用

分布式组件化构造和三层设计思想（应用层、逻辑层、数据层），从

而使系统在灵活性、稳定性、安全性、易扩展性等方面具有明显的行

业优势。

SG.SCMS视高集中监控管理系统采用分布式组件设计，包括设

中心服务器、存储服务、转发服务器、代理服务器、自动升级服务器，

各服务组件既可同步安装在一台服务器上，也可分布式安装于网络中

的不一样服务器电脑上。

5.1服务器管理

服务器心跳功能：在系统中各服务器（中心服务器、存储服务器、

转发服务器等）会实时检测自身运行状态：并实时反馈运行状态信息

顾客帐号管理：具有权限继承逻辑，可迅速进行帐号权限复制功能，

通过帐号权限细分模式并可将操作控制权限延伸到前端的详细某个

设备，灵活的权限组合方略突破了老式的二级三级帐号管理约束.

服务器帐号管理：可对每个存储服务器或转发服务器进行连接认证帐

号的分派与维护

在线服务状态信息：可实时记录目前连接到中心服务器的各管理

平台的运行状态与各管理平台正在监看的摄像头信息.

5.2服务器应用

系统以树状构造的形式展现出系统所有里所有已接入的设备和

对应分组，顾客可非常直观清晰的对系统里任意设备通道进行如下服

务应用：

计划录像:顾客可对系统里任意设备通道进行计划录像任务布

防，并将已参与计划录像布防的设备通道自动更新的计划录像布防清

单表里，顾客通过该清单列表所有布防通道的布防时间明细和布防与

否正常运行状态信息

存储服务:可对系统里任意设备通道进行网络存储目标的分派设

置转发服务:可对系统里任意设备通道进行与否启用网络转发服务分

派设置

5.3报警中心

可按移动侦测、视频丢失、探头侦测、网络中断、磁盘空间等

类型触发条件进行联动布防方略，可设备报警触发时跨设备联动任意

通道录像、调用预置位、报警输出、视频放大弹出、电子地图显示等

5.4视频回放

实现对当地或远程存储服务器上的录像资料进行智能搜索，搜

索条件分当地、存储服务器、设备、通道、日期、时间、录像文件类

型等条件进行任意组合搜索所需要的录像资料，同步回放路数自适

应，视频播放时支持快放、慢放、单帧进退、音频控制、抓拍等功能，

可对搜索出的重要录像资料进行当地备份、无用录像资料可将其从服

务器删除（必须拥有录像删除权限方可进行该删除操作）

5.5图片查看

实现对当地或远程存储服务器上的录像资料进行智能搜索，搜索

条件分当地、存储服务器、设备、通道、日期、时间等条件进行任意

组合搜索所需要的抓拍图片资料，对搜索出的图片进行查看时支持上

一图、下一图切换、放大、缩小等功能，可对搜索出的重要图片资料

进行当地备份、无用图片资料可将其从服务器删除（必须拥有录像删

除权限方可进行该删除操作）

5.6设备搜索

当地网内搜索：该功能合用于设备与管理平台处在相似的网络

环境，使用该功能可自动搜索所有已接入网络的设备，并显示每个设

备详细的设备信息:设备名称、IP地址、网关、服务器地址、服务器

端口等，顾客可迅速对搜索到的设备进行设备信息配置，支持批量设

备同步配置，支持批量设备同步添加到系统里

中心服务器搜索：该功能合用于设备与管理平台处在不一样的

网络环境，使用该功能可自动搜索所有已配置了连接中心服务器地址

端口信息的设备，并显示每个设备的详细设备信息：设备名称、IP

地址、网关、服务器地址、服务器端口等，支持批量设备同步配置，

顾客可迅速将搜索到的内网设备或跨网设备添加到系统里，支持批量

设备同步添加到系统里

5.7电子地图

顾客可导入.JPG、.BMP、PNG等常用格式的图片文件作为系

统的地图文件，并可在树状多级电子地图中添加项目中的存在设备通

道标识，支持地图热区控制，实时显示设备与警情状态并可迅速调出

对应的视频以便于及时核警、处警

5.8系统管理平台

视频容量：每套管理平台可同步管理1728路视频，系统视频可分

48组，每组36路视频，每套系统支持多管理平台

视频显示模式：可以实现单画面、4画面、9画面、16画面、25

画面、36画面、N+1画面、全屏

轮巡：支持任意窗口位置的单画面轮巡、多画面组轮巡显示声音：

可对任一监控现场，值班（保安）室进行监听，对讲与广播系统工

具栏自定义：顾客可根据自己的功能需求和使用习惯自行定义工具栏

显示模块

日志查询：记录顾客操作、探头报警、移动侦测、视频丢失、

网络中断、硬盘容量报警等，支持打印、备份的功能

云台控制：RS・232和RS-485串口连接，支持内置协议和透明

协议控制视频图像抓拍：可以对正在监视或回放的图像抓拍

字幕叠加功能：：通道名称、日期、时间、星期、码率可选设叠

加在图像上，设置时有效果实时预览窗口

画质与码率控制：顾客可按实际需求状况进行画质与码率的任

意控制，有效果实时预览窗口

图像屏蔽：顾客可任意设置某路视频的屏蔽区域，有效果实时

预览窗口，移动侦测报警触发后恢复预览、移动侦测报警消失后恢复

屏蔽

视频调整：顾客可根据实际场地环境进行视频的亮度、色度、

对比度、饱和度等方面的调整，具有恢复默认设置功能

切换顾客：值班人员多顾客切换使用系统

屏蔽windows操作：以防止人为或意外的病毒侵入，保证操作

系统的洁净稳定，进而保障监控服务器系统的安全

目前的主机信息备份与恢复：降低系统布署的繁琐与不可抗性

的劫难恢复前端设备的管理控制：可对连入系统的设备进行自由分

组，并可对组和组里的设备进行组控制和设备独立管理控制录像类

型：移动侦测录像、计划录像、手动录像（录像到服务器、录像到管

理平台当地）、报警布防触发录像等

5.9系统性能指标

系统性能指标/集中监控管理系统

图像制

PAUNTSC

式

编解码

H.264

行

352*288352*288

PAL704*576(D1)704*288(20F)

(QF)(CIF)

分辨率

352*240352*240

NTSC704*480(D1)704*240(20F)

(CIF)(CIF)

视频帧

PAL：1-25帧秒；NTSC：1-30帧秒

率

视频压

以用户定义的最大可用带克(32kbps-5Mbps)进行吞吐量管理

领率

可靠性能屏蔽用户操作错误，输入数据时能进行有效性检查

六、产品选型

6.1、编码技术

视高监控系统的存储及传播压缩方式采用先进的H.264的网络

视频压缩技术。压缩比和帧率可调，图像压缩比率400700:1，传播

质量非常理想(图像帧数可以在5-30帧/秒，辨别率从352*288到

704*576可调，每通道只占据300K带宽,还可以通过降低帧数来减

小网络带宽——当每秒传播为5帧时，带宽只占用60Ko这种很高的

图象压缩比可以适应于在窄带上的传送。

无论是与同族的视频压缩算法MPEG1和MPEG4相比，或是

与ITU的H.263算法相比，H.264算法对视频数据的压缩率都占有

明显优势，这对于有效节省视频监控中宝贵的IP带宽资源具有巨大

的优势。ITU（国际电信联盟）近来刚刚推出了H.264的图像编解码

原则。在同样图像质量的状况下，H.264编码数据量仅为H.263的

50%左右，而且对网络传播具有更好的支持功能，H.264能适应于不

一样网络中的视频传播，支持不一样网络资源下的分级编码传播，从

而获得平稳的图像质量。H.264不仅可以应用在窄带上（带宽不不小

于64Kbps）,还可以灵活的扩展到高质量、高清晰度的宽带上。这就

保证可以满足了不一样顾客的需求。伴随网络技术的不停发展，

H.264的应用已经越来越普遍，成为了流媒体编码的最新原则。

6.2、硬件选型

四路D1网络视频服务器视高BS1204

1U高度小机箱，基于DSP编码的纯硬件嵌入式架构，体积小巧,

使用方

便。

产品特性：

采用高性能、功能强大的媒体处理器，单片SOC芯片支持红

外夜视功能（参照详细型号）

支持光学变焦、自动聚焦功能（参照详细型号）

采用原则的H.264压缩算法，以便在窄带上实现高清晰的图像

传播支持UPNP和动态域名解析,以便顽客使用（待开发）

内置WebServer,以便顾客使用原则的IE浏览器实现对前端的

实时监

看和设置管理

支持IEEE802.11b/g（待开发）支持远程系统升级功能

产品特性：

采用高性能、功能强大的媒体处理器:单片SOC芯片支持红

外夜视功能（参照详细型号）

支持光学变焦、自动聚焦功能（参照详细型号）

采用原则的H.264压缩算法，以便在窄带上实现高清晰的图像

传播支持UPNP和动态域名解析,以便顾客使用（待开发）

内置WebServer，以便顾客使用原则的IE浏览器实现对前端的

实时监

看和设置管理

支持IEEE802.11b/g（待开发）支持远程系统升级功能

支持动态域名解析，支持LAN和Internet（ADSL.

CableModem）（待

开发）

支持自动拨号功能（待开发）

支持多种网络协议：HTTP、TCP/IP、UDP、SMTP、DDNS、

DNS、SNTP、BOOTP.

DHCP、FTP、SNMP、RTP、UPNP支持双向语音对讲和语音

广播

网络自适应功能：根据网络带宽自动调整码流大小和编码帧

率提供移动检测（区域、敏捷度可设）

提供RS485串口和内置多种解码器协议，支持透明传播协

议异常自动恢复功能，网络中断自动连接功能

参数:

迎顷压S方式H.264baselineprofile

制式PALWNTSCSJ

4路BNS口，电平：l.OVp-p,EJA：75Q

聊匏亮度、对比度、色度、饱和度可调

码流处纯视频流或音观顷流

图像分辨率aF：352x2货PAL),352x2<NTS0

帧率1-30帧连续可调

视战璘码率32Kbps-5000KbpsCBR/VIF^

1路麦克和4路RCA输入，1路音频输出

ADPCM/G薄顷J璘标准

移动颂可设置16块侦测区域，75级灵敏度可调

网络摄像机

D1枪形网络摄像机/网络摄像机

产品名称:D1枪形网络摄像机

产品型号:AC1201-CH54A

雌一

产品采用高性能、SOC芯片进行音视频采集、压缩、

传输于一体的嵌入式网络编码设备，采用标准的H.264