江堤普济圩堤防可视化工程方案设计

张小平（安徽省普济圩长江河道管理局 铜陵 244071）

江堤普济圩堤防可视化工程方案设计

张小平
（安徽省普济圩长江河道管理局 铜陵 244071）

为提高堤防现代化管理水平，适时监控堤防重点部位，本文提出依托于IP网以及EVDO网络的可视化系统设计方案,简要介绍EVDO网络特点、设计原则、系统组成、控制策略及功能。

堤防 可视化 工程 设计

1 概述

1.1 建设目标

枞阳江堤普济圩段堤防位于枞阳江堤桩号71+923-82+300段，地处较为偏僻，周边无专用通讯网络到达。为适时观察堤防重点部位情况，计划分别在k82+300（梳妆台闸）、k80+400（元宝洲崩岸段）、k76+660（灰河口通江闸）、k72+250（北埂通江闸）设置监控点。

1.2 所选方案特点

随着现代通信技术的发展，“数字执法”时代已经到来。采用微波通信技术、数字视频处理技术、IP通信技术和光纤通信技术等先进通信技术的网络图像监控系统，可以实时观看了解现场情况，迅速采取措施。

为了实现以上建设目标，此次选用EVDO无线监控系统。EVDO无线监控系统主要针对视频信号传输困难，电信光缆不可达区域或临时监控区域。该系统既可满足各监控系统的常规视频监控业务，又可实现对下级别监控系统的访问，彻底打破布控区域的地域界限和设备扩展的数量限制，特别适合于大范围、分布式监控和集中管理的应用领域传输不可达问题。该系统利用先进的计算机网络技术、无线通信技术、多媒体技术、微电子技术等，借鉴当今先进的管理技术和手段，建设一个具有一定实用性、先进性、可靠性、开放性的视频监控系统。建成后整个监控系统依托于计算机专网，以中国电信监控平台为核心，通过授权可以在相关部门实现对辖区内所有关键环节和部位进行全方位的远程监视和控制。

2 系统设计原则及规范

2.1设计原则

为了满足无线网络视频监控系统的要求，达到对监控点进行全方位的监控以及对安防信息的及时反应，在一定范围内出现任何情况，能够通知有关人员做出反应，并采取措施，对相关设备进行集中监控、集中维护和集中管理。无线网络视频监控系统设计应遵循标准化、先进性、可靠性、经济性、拓展性、集成性、灵活性原则。

2.2 设计依据

依据的相关规范有：《工业企业通用设计规范》（GBT42-81）、《中华人民共和国公共行业标准》（GA/T70-94）、《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）、《电气装置安装工程施工及验收规范》（BGJ232.90.92）、《民用闭路监视电视系统工程技术规范》（GB50198-94）、《民用工业建筑电气设计规范》（GJT16-92）、《电视系统视频指标》（CCTR RECOMMENDATION472-3）。

3 系统组成结构

采用多级C/S体系结构，在堤防和崩岸段建设EVDO无线网络视频监控，实现对整个系统视频的统一调度管理；在各个监控点通过无线网络视频接入设备，实现视频的分布式接入。整个EVDO无线网络视频监控系统由前端视频服务器、红外高速球机和后端监控中心组成。

总监控中心设在建设单位监控指挥中心，可在指挥中心大屏上直接实时观看和调用图像（也可用一台上网电脑代替）。

总监控中心管理服务器是整个系统视频和管理的中枢，主要实现整个系统配置管理和总监控中心的视频管理，设置在中国电信安徽省公司中心机房。

当总监控中心图像控制台或图像客户端（分控终端）有图像访问请求时，首先通过中心管理服务器查找该路视频是否已接入中心网络，如果已经接入，则将该路视频组播号发送给请求者，后者加入该组播即可实现对视频的访问。如果目前该监控点视频没有接入网上，中心视频服务器查找系统相关配置信息，向指定下级监控分中心视频服务器发送图像访问请求信息，监控分中心视频服务器收到该请求后，如果该路视频已接入本级网络，则将该路视频直接传送到总中心管理服务器，由中心管理服务器完成用户的视频访问服务。

图像控制台实现总监控中心网络视频的输出切换控制和指定监控点图像的切换、云台及摄像机镜头控制和系统录像控制。

各级部门领导以及各业务科室人员，经过授权可通过网络工作站，安装网络图像客户端控制软件，通过中心管理服务器皆可实现对指定监控点视频的观看。并可实现对监控点的切换选择及云台摄像机的控制和视频的录像控制，也可通过IE浏览器和手机进行观看。

图1 系统视频信息流和视频控制流程

图2 视频流传输流程

图3 视频的控制权分配方式

4 系统视频分析

根据远程视频监控系统的结构和功能需求，整个系统视频信息流和视频控制流程如图1所示。

5 视频分布式控制策略

根据宽带IP网络系统的特点及视频监控业务方面的要求，采用网络化分布式视频接入、多级分布式客户机/服务器架构、控制权限集中管理、分布式存储与共享的策略来实现。

网络化分布式视频接入，是指采用专用的视频接入设备就近将监控视频接入网络。

多级分布式客户机/服务器架构，分别在市局、县区分监控中心设置多级视频服务器，调度管理各级用户的请求。各级视频监控终端只需通过网络连接到本级视频服务器，通过本级视频服务器获得所需视频流。

控制权限集中管理，是指网络中各级用户统一接受权限管理，引入多用户优先级管理机制，避免控制冲突，保证各监控点控制的唯一性。

分布式存储与共享，基于IP网络的分布式存储使得海量存储成为可能，并能够满足多用户的共享需求。

视频流数据在各级视频服务器的统一调度管理下，从视频接入终端逐级向上发送相应的视频流。本地的视频监控终端只需登录到本地的视频服务器即可以申请到权限所允许的图像。如果在逐级的各级之间发生连接中断时，上一级的视频服务器可以跳过断开连接的视频服务器和下一级视频服务器连接。视频流的传输如图2所示。

视频的控制采取统一的多优先级管理机制，系统设置全局统一的优先级别，各级视频服务器自动判断当前用户的优先级别，从而保证某个摄像机在特定时刻只有一个用户能够拥有控制权。优先级的判断与控制权的转换均为自动方式，即当有更高级别用户申请时，会自动获得摄像机的控制权（如图3）。

当前有控制权的用户退出时，系统自动选择下一个用户，并发生控制权的转移：用户U有摄像机C控制权→用户U停止摄像机C的监视→选择当前监视摄像机C的最高优先级用户→用户U转交控制权给当前最高优先级用户。

6 系统软件组成

系统软件由两部分组成：服务器（创世无线视频服务器）、客户端。服务器包括以下几方面。

监视器：监视器软件登录中心管理服务器或直接登录前端产品，实现多画面实时视频浏览，提供多站点登录、双向音频控制、PTZ控制、联动报警、录像控制和分组轮跳等功能。

管理器：管理器软件登录中心服务器或者直接登录前端产品，实现对系统内相应设备和资源的配置管理，包括音视频资源管理、串口资源管理、PTZ资源管理、联动管理、用户管理和录像计划管理等。

播放器：播放器软件登录中心服务器，实现录像检索、下载和回放功能，提供多样化检索方式，支持单帧播放。

7 系统功能

7.1 系统配置维护管理

系统配置维护管理系统是系统管理员对其管辖范围内监控站点、摄像机、云台解码器、网络视频接入设备（视频编码器）、网络视频接出终端（视频解码器）、视频服务器、用户等进行配置管理和维护，并可进行远程设备测试、故障诊断、参数配置修改等操作。含系统管理功能、配置管理功能、云台控制器类型配置、分组配置、用户配置、视频服务器配置、视频设备管理等功能。

7.2 视频流调度管理

多级分布式客户机/服务器架构：分别在市局、县区分监控中心设置二级或三级视频服务器，调度视频流、管理用户的请求。各级监控业务台和分控终端只需连接到本级视频服务器，通过本级视频服务器获得所需视频流。

7.3 用户优先级控制管理

系统具有非常完善的控制优先权机制，对用户进行统一的优先级管理。各级用户统一接受权限管理，引入多用户优先级管理机制。系统按用户的不同级别，设置多个优先级，由视频服务器自动判断当前用户的优先级别，避免控制冲突，保证各监控点控得住，从而保证某个摄像机在特定时刻只有一个用户能够拥有控制权。

7.4 设备运行状态的监视

系统主要设备运行状态以及当前用户的实时侦测与显示。7.5录像管理功能

实现多路视频的同时录像与管理。可实现全天24h录像、分时间段录像等。有计划录像、手动录像、录像检索及回放等几种方式。

7.6网络视频接出控制管理

网络视频接出控制管理系统主要实现网络视频的接出控制管理，即控制网络视频接出终端（视频解码器）解码指定点监控视频，实现其在大屏幕或电视墙（电视机）上的显示。

7.7WEB浏览及网络手机监视客户端

系统支持WEB服务器的形式，使授权用户在网络的任何地方都可以通过WEB方式实时察看监控点情况。可通过网络或手机实现远程浏览、远程云镜控制、视频截图等功能，满足客户远程视频查看、远程应急指挥的需求

（专栏编辑：顾 梅）