潤揚大橋監控業務平臺設計

劉 繼

（江蘇潤揚大橋發展有限責任公司，江蘇南京 210000）

0 引言

潤揚長江公路大橋是江蘇省“四縱四橫四聯”公路主骨架和跨長江通道的重要組成部分。工程全長35.66公里（南延伸段12公里），由北接線、北接線高架橋、北引橋、北汊斜拉橋、世業洲互通、南汊懸索橋、南引橋、南接線、南接線延伸段9個部分組成。南汊懸索橋主跨1490米，是目前中國第1、世界第3的特大跨徑懸索橋。目前已建成為“模擬攝像機+硬盤錄像機”方案的監控系統，2011年監控改造新增了高清云臺攝像機、高清槍機及NVR，并部署了視頻監控軟件平臺，可同時接入1000路視頻圖像。

設立潤揚大橋視頻監控系統，主要是對其在各類外部荷載下的響應進行實時監控，及時掌握其工作狀態，全面了解運營狀況，為橋梁的運營管理、養護維修、可靠性評估以及科學研究提供不間斷的依據。

1 系統設計原則

1.1 合理性原則

為保證整個大橋視頻監控系統的合理性，按照實際狀況和具體要求，監控系統充分滿足潤揚大橋在實際使用中的各種需求，并融合于已建成的系統集成中，提供充足的開放軟件接口和底層的API，為將來完成系統集成打好基礎。

1.2 先進性原則

近年伴隨眾多大橋建設的飛速發展，潤揚大橋新的監控系統設計時不僅要充分利用最新、最成熟的技術，還要考慮到系統的擴展升級，使得大橋潤揚大橋的監控系統既能保持傳統監控系統圖像質量高、控制靈活的優點，還必須能解決監控系統在數字化、網絡化過程中遇到的技術瓶頸問題。設計還采用了先進的數字圖像技術，使得系統在建成后較長時間內不會被淘汰。

1.3 實用性原則

本系統盡量以簡單的結構和快捷的操作方法實現大橋監控及信息發布。整個系統設備盡量選用性能價格比高的設備，滿足監、控、存、查、管、用的要求，硬件和軟件平臺界面友好、易學易用、使用方便、圖像清晰。系統的應用軟件可通過鼠標與鍵盤進行簡單操作完成各項功能。

1.4 可靠性原則

正確地完成監控系統中各設備之間的接口和相應功能的匹配，以確保系統的完整性、正確性和可恢復性，系統必須在硬、軟件系統協同運行中充分防止不穩定因素。本監控系統無論在網絡、系統平臺，還是在系統應用方面都具有相當的規模。本系統設計了1套切實可行的運營方案，確保系統能長期24小時不間斷服務。

1.5 可擴展性原則

在應用實踐中用戶的需要可能發生變化，因此在設計中需要充分考慮系統的可擴展性。而可擴展性原則主要體現在系統橫向（在滿足當前視頻監控需求的基礎上，方便擴展成更大容量的視頻監控管理系統）和縱向（系統具有優良的兼容性和開放的軟硬件接口的基礎上，將來可進行2次功能開發）的擴展能力上，使監控點、信息點和圖像多媒體處理等功能被擴充，以便系統容易擴展和升級。

2 總體架構設計

潤揚大橋監控系統整體上分成寬帶網絡視頻監控和移動網絡監控系統、網管支撐和業務管理系統等部分。寬帶網絡視頻監控是整個監控系統的主體系統，移動網絡監控系統使用戶通過移動網絡，利用寬帶網絡中的視頻資源，采用移動終端使用監控業務；網管支撐和業務管理系統是為了更好發展和服務用戶、促進整個業務的潤揚大橋和管理的必要保障。

下一步是需要厘清整個系統的總體架構設計，如圖1所示。

如按照傳統監控理念來定義潤揚大橋監控系統，系統可以分為4層架構：前端設備層、網絡傳輸層、管理中心層和業務應用層。

圖1 總體架構設計

2.1 前端設備層

前端接入設備包括視音頻、報警信息的采集設備、報警聯動輸出設備和音頻功放設備，其中視頻采集設備也就是攝像機為最主要設備。監控系統全部依托于潤揚大橋網絡，視頻采集設備以高清為主。為節約投資，原有模擬監控可采用DVS或DVR加攝像機的方式。

2.2 網絡傳輸層

在系統網絡環境中單獨設備穩定、可靠運行的前提下，還需考慮網絡整體的容錯能力、安全性及穩定性，使系統出現問題和故障時能及時地修復。全面支持QOS服務，可最大程度實現視頻監控系統的要求。網絡形態可分為固網和無線網絡，潤揚大橋監控系統依托于已有的網絡，支持以上所有網絡需求。

2.3 管理中心層

潤揚大橋監控系統的管理中心與傳統監控系統的管理中心有所區別。前者的管理中心主要是服務器集群，處于潤揚大橋的機房內，由潤揚大橋負責管理和維護，主要是對整個系統進行管理，具體的應用功能由行業用戶或者個人用戶的客戶端來實現。后者的管理中心都處于監控中心機房內，由用戶自己管理和維護。在完成對整個系統的管理同時，還具備實時監看、錄像回放和報警處理等應用功能。

2.4 業務應用層

業務應用層作為整個監控系統的中心和心臟，所有的前端數據都要傳輸到該層進行分析、處理、存儲和轉分發。該層還應考慮實現以下功能：實時圖像點播、輪切業務、遠程控制、歷史圖像檢索和回放。

潤揚大橋監控系統針對不同類別使用者的不同需求，開發了多種應用業務平臺，按使用者所需的視頻監控信息量身定制。

3 系統實施效果

監控系統的效益包括經濟效益和社會效益。目前監控系統還處于發展階段，由它直接產生的經濟效益不明顯，可從社會效益上來看實施效果，如：監控數據共享，數據采集和處理的自動化程度以及監控系統智能化的發展趨勢，監控系統決策的定量化和科學化，系統應用的模型化，系統解決新問題的能力，以及收費站監控員勞動強度的減輕、工作時間的縮短、技術智能的提高等。

總體來看，監控系統的經濟效益仍需較長時間才能逐漸體現出來。隨著技術問題的不斷解決，經濟效益也就不斷提高。但從根本上說，只有當監控系統的建設以市場為導向，商品經濟的發展導致信息活動的激增，信息廣泛而及時的交流，形成信息市場，出售監控系統收集的信息，才能為監控系統的發展提供契機，這時監控系統的經濟效益才能真正體現出來。