淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造方案研究

王寧波

摘 要

淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)是2005年全省聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)同步建設的配套系統(tǒng)，現(xiàn)有的模擬視頻系統(tǒng)在技術上已經(jīng)比較落后，，已嚴重影響船閘安全生產(chǎn)、船閘收費安全保障，基于以上分析和考慮，對淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行整體改造。淮陰船閘攝像機數(shù)字高清化改造后，共設置攝像機共57套，基本做到船閘工作區(qū)域全覆蓋及高清化要求，本方案的研究目的是通過改造，能夠?qū)崿F(xiàn)任意時間、任意地點在內(nèi)部網(wǎng)絡上對實時視頻和歷史視頻的瀏覽和調(diào)用，以便于未來實現(xiàn)船閘與船閘之間圖像資源互通以及各航道管理處之間圖像資源共享、互通，便于進行有效的指揮調(diào)度。

【關鍵詞】視頻 監(jiān)控 改造 研究

1 前言

淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)是2005年全省聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)同步建設的配套系統(tǒng)。系統(tǒng)投入運行已11年，目前設備和線路老化現(xiàn)象嚴重，部分設備故障增多，加之電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度很快，很多部件現(xiàn)有已沒有備品備件可替換，系統(tǒng)基本無法升級維護，現(xiàn)有的模擬視頻系統(tǒng)在技術上已經(jīng)比較落后，不能滿足滿足船閘調(diào)度、收費及水上ETC及船閘控制系統(tǒng)等對于視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求，已嚴重影響船閘安全生產(chǎn)、船閘收費安全保障，基于以上分析和考慮，對淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行整體改造。

2 淮陰船閘視頻監(jiān)控系統(tǒng)

目前淮陰船閘共設有模擬攝像頭40個：其中一號閘16個、二號閘8個、三號閘8個，航管中心上游遠調(diào)站4個、下游遠調(diào)站4個，監(jiān)控中心1個，閘室攝像頭除上下閘首機房亭各設一個室內(nèi)點（帶音頻）用于對閘首操作人員操作過程監(jiān)控，其余攝像點負責對引航道、閘室閘門運行情況進行監(jiān)控，攝像點信號通過光通訊集中到船閘運調(diào)中心的硬盤錄像機、模擬矩陣、流媒體服務器上電視墻和向上級輸送圖像信號。在監(jiān)控中心實現(xiàn)一至三線船閘閘區(qū)及遠調(diào)站攝像機的控制、查看及管理等功能。

結(jié)合近年來船閘、航道視頻監(jiān)控高清化的發(fā)展趨勢，滿足江蘇航道高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術方案的要求，淮陰船閘攝像機數(shù)字高清化改造后，共設置攝像機共57套，基本做到船閘工作區(qū)域全覆蓋及高清化要求，攝像機推薦采用IP數(shù)字高清攝像機。監(jiān)控中心大屏幕電視墻2013年進行過更新改造，目前電視墻為3*5*46”三星液晶拼接大屏，能滿足船閘安全生產(chǎn)監(jiān)控使用需求。

為了保證監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行，并充分保證圖像的畫面質(zhì)量及連貫性，將采用星型網(wǎng)絡結(jié)構，采用百兆接入，千兆核心網(wǎng)絡。根據(jù)安裝距離，采用銅纜或光纖傳輸，對于距離較長的，采用光纖收發(fā)器。攝像機前端光電轉(zhuǎn)換器采用盒式光纖收發(fā)器，監(jiān)控中心采用機架或插卡式光纖收發(fā)器，視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構采用純網(wǎng)絡架構，在船閘的各閘首機房內(nèi)分別增加一套二層千兆以太網(wǎng)交換機，閘首機房附近及就近引航道、靠船墩的攝像機信號通過屏蔽雙絞線直傳，距離閘首機房較遠的攝像機通過光纖收發(fā)器將攝像機的視頻信號船閘閘首機房匯聚。閘首機房內(nèi)以太網(wǎng)交換機通過單模光纖及光纖收發(fā)器將信號傳輸?shù)酱l監(jiān)控中心機房。同時，在上、下游遠調(diào)站增加一套二層千兆以太網(wǎng)交換機。上、下游遠調(diào)站的攝像機信號經(jīng)交換機匯聚后，通過現(xiàn)有遠調(diào)站至船閘監(jiān)控中心間通信光纜傳輸至監(jiān)控中心。監(jiān)控中心攝像機通過網(wǎng)線將信號直接傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)交換機。

監(jiān)控中心設置視頻工作站，并安裝視頻管理軟件，實現(xiàn)所有視頻的控制、查看及管理。同時增加視頻綜合平臺一體機一套，數(shù)字視頻圖像通過視頻綜合平臺一體機及圖形管理計算機（含大屏管理軟件）實現(xiàn)在電視墻上顯示及切換、控制。便于管理及操作人員任意切換和調(diào)用現(xiàn)場圖像，實現(xiàn)對船閘控制、船閘收費、調(diào)度區(qū)域的實時監(jiān)督和管理。

3 系統(tǒng)改造

為實現(xiàn)管理部門及上級管理單位同時訪問，在監(jiān)控中心增加流媒體服務器一套，實現(xiàn)對網(wǎng)絡的管理功能，考慮由于高清視頻系統(tǒng)所有業(yè)務都是基于網(wǎng)絡視頻流動態(tài)調(diào)度來實現(xiàn)的，監(jiān)控中心的以太網(wǎng)交換機需具有視頻組播的功能。

視頻信號采用集中式存儲，新增網(wǎng)絡視頻存儲設備，以滿足改造后高清視頻的存儲要求，網(wǎng)絡視頻存儲設備可實現(xiàn)對系統(tǒng)所有畫面24小時不間斷實時錄像，并實現(xiàn)對指定時間段內(nèi)圖像30天的查看和回放。另外，由于所有視頻圖像均為數(shù)字信號（H.264），可直接通過以太網(wǎng)交換機的網(wǎng)絡接口（RJ-45口），利用船閘局域網(wǎng)設備，將數(shù)字網(wǎng)絡視頻信號傳輸?shù)酱l辦公區(qū)域計算機，供船閘相關部門通過船閘局域網(wǎng)調(diào)用船閘現(xiàn)場視頻圖像或錄像。并可通過現(xiàn)有船閘蘇北航務管理處間的通信網(wǎng)絡，通過廣域網(wǎng)設備上傳實時視頻信號到上級管理部門，實現(xiàn)上級管理部門對船閘現(xiàn)場視頻信號的遠程切換調(diào)用及查看功能。

系統(tǒng)支持RTSP等多種流傳輸協(xié)議；采用XML文件來傳遞通信接口之間的數(shù)據(jù)；支持流媒體網(wǎng)關及流媒體服務器之間的互連，所采用的技術在未來五年內(nèi)應能夠很好的適應計算機軟、硬件和數(shù)字音視頻技術的發(fā)展，滿足各個業(yè)務系統(tǒng)的需求。從視頻監(jiān)控系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行、用戶權限的合理分配、網(wǎng)絡病毒的防范等多方面進行考慮。在視頻管理軟件和流媒體網(wǎng)關的升級中將充分考慮這些問題、充分考慮了已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)與視頻監(jiān)控新技術的兼容性問題，以盡量小的代價來完成視頻監(jiān)控系統(tǒng)的升級和改造工作。在本規(guī)范中，已建視頻監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機、顯示終端和網(wǎng)絡、布線等設備都會被保留，以盡量保護原有的投資。

本系統(tǒng)以流媒體技術為基礎，采用的視頻編碼格式以H.264/MPEG4為主，采用的視頻清晰度最大可支持1080P，支持網(wǎng)絡攝像機的接入，采用B/S構架，方便用戶權限管理和為其它應用系統(tǒng)提供開發(fā)接口，符合江蘇航道業(yè)務系統(tǒng)應用和網(wǎng)絡帶寬現(xiàn)狀。

4 結(jié)語

本實施方案的研究目的是適應數(shù)字高清視頻技術的發(fā)展，滿足各個業(yè)務系統(tǒng)的需求，通過本方案的實施，能夠?qū)崿F(xiàn)任意時間、任意地點在內(nèi)部網(wǎng)絡上對實時視頻和歷史視頻的瀏覽和調(diào)用，以便于未來實現(xiàn)船閘與船閘之間圖像資源互通以及各航道管理處之間圖像資源共享、互通，便于進行有效的指揮調(diào)度。

作者單位

淮陰船閘管理所 江蘇省淮安市 223001