江堤普濟圩堤防可視化工程方案設計

張小平（安徽省普濟圩長江河道管理局 銅陵 244071）

江堤普濟圩堤防可視化工程方案設計

張小平
（安徽省普濟圩長江河道管理局 銅陵 244071）

為提高堤防現代化管理水平，適時監控堤防重點部位，本文提出依托于IP網以及EVDO網絡的可視化系統設計方案,簡要介紹EVDO網絡特點、設計原則、系統組成、控制策略及功能。

堤防 可視化 工程 設計

1 概述

1.1 建設目標

樅陽江堤普濟圩段堤防位于樅陽江堤樁號71+923-82+300段，地處較為偏僻，周邊無專用通訊網絡到達。為適時觀察堤防重點部位情況，計劃分別在k82+300（梳妝臺閘）、k80+400（元寶洲崩岸段）、k76+660（灰河口通江閘）、k72+250（北埂通江閘）設置監控點。

1.2 所選方案特點

隨著現代通信技術的發展，“數字執法”時代已經到來。采用微波通信技術、數字視頻處理技術、IP通信技術和光纖通信技術等先進通信技術的網絡圖像監控系統，可以實時觀看了解現場情況，迅速采取措施。

為了實現以上建設目標，此次選用EVDO無線監控系統。EVDO無線監控系統主要針對視頻信號傳輸困難，電信光纜不可達區域或臨時監控區域。該系統既可滿足各監控系統的常規視頻監控業務，又可實現對下級別監控系統的訪問，徹底打破布控區域的地域界限和設備擴展的數量限制，特別適合于大范圍、分布式監控和集中管理的應用領域傳輸不可達問題。該系統利用先進的計算機網絡技術、無線通信技術、多媒體技術、微電子技術等，借鑒當今先進的管理技術和手段，建設一個具有一定實用性、先進性、可靠性、開放性的視頻監控系統。建成后整個監控系統依托于計算機專網，以中國電信監控平臺為核心，通過授權可以在相關部門實現對轄區內所有關鍵環節和部位進行全方位的遠程監視和控制。

2 系統設計原則及規范

2.1設計原則

為了滿足無線網絡視頻監控系統的要求，達到對監控點進行全方位的監控以及對安防信息的及時反應，在一定范圍內出現任何情況，能夠通知有關人員做出反應，并采取措施，對相關設備進行集中監控、集中維護和集中管理。無線網絡視頻監控系統設計應遵循標準化、先進性、可靠性、經濟性、拓展性、集成性、靈活性原則。

2.2 設計依據

依據的相關規范有：《工業企業通用設計規范》（GBT42-81）、《中華人民共和國公共行業標準》（GA/T70-94）、《安全防范工程程序與要求》（GA/T75-94）、《電氣裝置安裝工程施工及驗收規范》（BGJ232.90.92）、《民用閉路監視電視系統工程技術規范》（GB50198-94）、《民用工業建筑電氣設計規范》（GJT16-92）、《電視系統視頻指標》（CCTR RECOMMENDATION472-3）。

3 系統組成結構

采用多級C/S體系結構，在堤防和崩岸段建設EVDO無線網絡視頻監控，實現對整個系統視頻的統一調度管理；在各個監控點通過無線網絡視頻接入設備，實現視頻的分布式接入。整個EVDO無線網絡視頻監控系統由前端視頻服務器、紅外高速球機和后端監控中心組成。

總監控中心設在建設單位監控指揮中心，可在指揮中心大屏上直接實時觀看和調用圖像（也可用一臺上網電腦代替）。

總監控中心管理服務器是整個系統視頻和管理的中樞，主要實現整個系統配置管理和總監控中心的視頻管理，設置在中國電信安徽省公司中心機房。

當總監控中心圖像控制臺或圖像客戶端（分控終端）有圖像訪問請求時，首先通過中心管理服務器查找該路視頻是否已接入中心網絡，如果已經接入，則將該路視頻組播號發送給請求者，后者加入該組播即可實現對視頻的訪問。如果目前該監控點視頻沒有接入網上，中心視頻服務器查找系統相關配置信息，向指定下級監控分中心視頻服務器發送圖像訪問請求信息，監控分中心視頻服務器收到該請求后，如果該路視頻已接入本級網絡，則將該路視頻直接傳送到總中心管理服務器，由中心管理服務器完成用戶的視頻訪問服務。

圖像控制臺實現總監控中心網絡視頻的輸出切換控制和指定監控點圖像的切換、云臺及攝像機鏡頭控制和系統錄像控制。

各級部門領導以及各業務科室人員，經過授權可通過網絡工作站，安裝網絡圖像客戶端控制軟件，通過中心管理服務器皆可實現對指定監控點視頻的觀看。并可實現對監控點的切換選擇及云臺攝像機的控制和視頻的錄像控制，也可通過IE瀏覽器和手機進行觀看。

圖1 系統視頻信息流和視頻控制流程

圖2 視頻流傳輸流程

圖3 視頻的控制權分配方式

4 系統視頻分析

根據遠程視頻監控系統的結構和功能需求，整個系統視頻信息流和視頻控制流程如圖1所示。

5 視頻分布式控制策略

根據寬帶IP網絡系統的特點及視頻監控業務方面的要求，采用網絡化分布式視頻接入、多級分布式客戶機/服務器架構、控制權限集中管理、分布式存儲與共享的策略來實現。

網絡化分布式視頻接入，是指采用專用的視頻接入設備就近將監控視頻接入網絡。

多級分布式客戶機/服務器架構，分別在市局、縣區分監控中心設置多級視頻服務器，調度管理各級用戶的請求。各級視頻監控終端只需通過網絡連接到本級視頻服務器，通過本級視頻服務器獲得所需視頻流。

控制權限集中管理，是指網絡中各級用戶統一接受權限管理，引入多用戶優先級管理機制，避免控制沖突，保證各監控點控制的唯一性。

分布式存儲與共享，基于IP網絡的分布式存儲使得海量存儲成為可能，并能夠滿足多用戶的共享需求。

視頻流數據在各級視頻服務器的統一調度管理下，從視頻接入終端逐級向上發送相應的視頻流。本地的視頻監控終端只需登錄到本地的視頻服務器即可以申請到權限所允許的圖像。如果在逐級的各級之間發生連接中斷時，上一級的視頻服務器可以跳過斷開連接的視頻服務器和下一級視頻服務器連接。視頻流的傳輸如圖2所示。

視頻的控制采取統一的多優先級管理機制，系統設置全局統一的優先級別，各級視頻服務器自動判斷當前用戶的優先級別，從而保證某個攝像機在特定時刻只有一個用戶能夠擁有控制權。優先級的判斷與控制權的轉換均為自動方式，即當有更高級別用戶申請時，會自動獲得攝像機的控制權（如圖3）。

當前有控制權的用戶退出時，系統自動選擇下一個用戶，并發生控制權的轉移：用戶U有攝像機C控制權→用戶U停止攝像機C的監視→選擇當前監視攝像機C的最高優先級用戶→用戶U轉交控制權給當前最高優先級用戶。

6 系統軟件組成

系統軟件由兩部分組成：服務器（創世無線視頻服務器）、客戶端。服務器包括以下幾方面。

監視器：監視器軟件登錄中心管理服務器或直接登錄前端產品，實現多畫面實時視頻瀏覽，提供多站點登錄、雙向音頻控制、PTZ控制、聯動報警、錄像控制和分組輪跳等功能。

管理器：管理器軟件登錄中心服務器或者直接登錄前端產品，實現對系統內相應設備和資源的配置管理，包括音視頻資源管理、串口資源管理、PTZ資源管理、聯動管理、用戶管理和錄像計劃管理等。

播放器：播放器軟件登錄中心服務器，實現錄像檢索、下載和回放功能，提供多樣化檢索方式，支持單幀播放。

7 系統功能

7.1 系統配置維護管理

系統配置維護管理系統是系統管理員對其管轄范圍內監控站點、攝像機、云臺解碼器、網絡視頻接入設備（視頻編碼器）、網絡視頻接出終端（視頻解碼器）、視頻服務器、用戶等進行配置管理和維護，并可進行遠程設備測試、故障診斷、參數配置修改等操作。含系統管理功能、配置管理功能、云臺控制器類型配置、分組配置、用戶配置、視頻服務器配置、視頻設備管理等功能。

7.2 視頻流調度管理

多級分布式客戶機/服務器架構：分別在市局、縣區分監控中心設置二級或三級視頻服務器，調度視頻流、管理用戶的請求。各級監控業務臺和分控終端只需連接到本級視頻服務器，通過本級視頻服務器獲得所需視頻流。

7.3 用戶優先級控制管理

系統具有非常完善的控制優先權機制，對用戶進行統一的優先級管理。各級用戶統一接受權限管理，引入多用戶優先級管理機制。系統按用戶的不同級別，設置多個優先級，由視頻服務器自動判斷當前用戶的優先級別，避免控制沖突，保證各監控點控得住，從而保證某個攝像機在特定時刻只有一個用戶能夠擁有控制權。

7.4 設備運行狀態的監視

系統主要設備運行狀態以及當前用戶的實時偵測與顯示。7.5錄像管理功能

實現多路視頻的同時錄像與管理。可實現全天24h錄像、分時間段錄像等。有計劃錄像、手動錄像、錄像檢索及回放等幾種方式。

7.6網絡視頻接出控制管理

網絡視頻接出控制管理系統主要實現網絡視頻的接出控制管理，即控制網絡視頻接出終端（視頻解碼器）解碼指定點監控視頻，實現其在大屏幕或電視墻（電視機）上的顯示。

7.7WEB瀏覽及網絡手機監視客戶端

系統支持WEB服務器的形式，使授權用戶在網絡的任何地方都可以通過WEB方式實時察看監控點情況。可通過網絡或手機實現遠程瀏覽、遠程云鏡控制、視頻截圖等功能，滿足客戶遠程視頻查看、遠程應急指揮的需求

（專欄編輯：顧 梅）