大伙房水库输水工程视频监控系统需求分析

钟子琳

(辽宁省大伙房水库管理局, 辽宁 抚顺　113007)



大伙房水库输水工程视频监控系统需求分析

钟子琳

(辽宁省大伙房水库管理局, 辽宁 抚顺113007)

本文对大伙房水库输水工程信息自动化网络系统的视频监控需求进行了详细的研究与分析，从中可以看出视频监控系统对输水工程起到关键性作用，为输水工程信息自动化建设奠定了基础。

水库输水工程； 网络系统； 视频监控系统； 需求分析

1　工程概况

大伙房水库位于浑河干流抚顺市东洲区，水库按1000年一遇洪水设计，PMF洪水校核。坝顶高程139.80m，最大坝高49.8m，坝顶长1366.72m，坝顶宽8m。总库容22.68亿m3，正常高水位131.50m，相应库容14.30亿m3，兴利库容12.96亿m3，死水位108.00m，死库容1.34亿m3，为多年调节水库。该水库是国家级大型重要水源地之一，是辽宁省最大、供水人口最多的重要饮用水水源，为辽宁经济社会的发展做出了巨大的贡献，被誉为“浑河明珠”[1]。

2　视频监控系统建设内容

大伙房水库输水工程建设节点包括沈阳总调度中心、沈阳1配水站分中心、抚顺取水头部分中心、抚顺配水站分中心、沈阳2配水站分中心、辽阳配水站分中心、鞍山加压泵站分中心、营盘配水站分中心。视频监控系统包括摄像机、编码器、解码器、矩阵、画面分割器、监控相关软件及服务器、配套设备等[2]。

3　视频监控系统需求分析

3.1视频监控系统构架及需求分析

3.1.1系统总体架构

视频监控系统总体架构如图1所示。

图1　视频监控系统总体架构

3.1.2系统总体需求分析

a.视频编码。本视频监控系统采用H.264或MPEG4编码技术，图像分辨率达到D1标准。

b.视频显示。调度中心本地监控信号和各分中心的视频监控信号通过视频解码器解码后用视频分配器接入监控室DLP大屏幕进行视频显示。分中心上传所有图像信号，调度中心根据需要，实时显示24路图像，通过多画面分割、多画面轮询方式在DLP大屏上显示所有监控图像。调度分中心采用6台液晶监视器作为电视墙进行视频显示。摄像机采集的信号通过分配器，分别接入多画面分割器和矩阵中，分割器的输出信号接入其中1台监视器，此监视器可以1/4/9/16画面显示多路监控图像。矩阵的输出信号接入另外5台监视器，可以完成图像的轮询、切换等功能[3]。

c.视频监视。用户可以在本地或远程对现地视频进行镜头控制(焦距、光圈)，对云台进行远程控制(上、下、左、右)。

d.视频查询。多画面监视和浏览是系统具有的在同一客户终端上同时监视前端图像的功能。调度中心大屏幕可以根据需要，显示各个调度分中心的任意监控图像。同时，调度中心大屏幕的一个或多个屏幕可以对某个或多个分中心的所有监控现场在特定的时间间隔内按顺序轮流切换。分中心电视墙与调度中心电视墙功能类似，但只能对本分中心所辖的监控现场多画面轮询。

e.视频存储需求。视频存储采用DAS方式，通过视频存储服务器和磁盘阵列对视频进行管理、存储，视频图像数据保存在各分中心，按存储15d考虑。视频存储提供录像功能和分布式存储，支持多种条件检索。可根据用户预置的时间表进行定时录像；按照用户的实时控制指令进行录像；由系统中事件(报警、图像运动)触发的录像。访问多媒体接入单元需进行身份验证，同时支持水印功能，防止信息被非法篡改。在系统实时监控时，提供手动抓图的快捷键。用户可以在监控的同时，将一些重点情况保存成JPEG文件，支持FTP服务器上传到指定地点，并可通过通用看图工具观看图片。

f.维护管理。用户管理提供安全完善的用户账号密码管理功能和严格的控制权限分级制度。只有经过授权、拥有账号密码的用户才能浏览或控制摄像机，根据控制权限分级制度，可以限定某些权限等级用户可以控制摄像机，某些用户仅能浏览，而无权控制，或者不能看到管理权限以外的其他摄像机。密码保护系统采用严格的操作密码保护机制。现场监控设备视频服务器，有用户级密码保护。维护人员如需修改设备设置，必须输入授权的用户名和密码[4]。

3.1.3总调中心需求分析

a.系统结构图。总调中心视频监控系统结构图如图2所示。

图2　总调中心视频监控系统结构

b.系统功能需求。总调中心的监控对象主要分为两种，一种为本地的安防监控，另一种为各个分中心的监控图像。分中心监控系统的视频显示采用模拟方式，摄像机采集的信号通过分配器分3路，其中两路直接接入画面分割器和矩阵，另外一路接入编码器，通过业务网，将视频信号上传至调度中心，实现远程监控和网络存储。调度中心本地4路视频信号直接接入视频编码器，各分中心的视频监控信号通过视频解码器传输到调度中心后用视频分配器接入监控室的监视器和DLP大屏幕，通过画面分割、多画面轮询方式实时显示各调度分中心和本地机房的监控图像。该系统远程监视的图像要求清晰稳定，图像分辨率要达到4CIF(704×576)标准，并可以水平旋转、俯仰；要求光学变焦不低于18倍。图像控制要求可以实现多画面浏览、多画面轮询，历史图像显示，可以对前端镜头、云台进行控制，对用户、设备进行管理。各个分中心上传到调度中心的所有图像不用再在调度中心进行存储，但是调度中心的4路图像需要存储，存储时间为15d，由总服务器作为存储和部分转发服务，总中心视频内容统一保存在存储系统中。在总调度中心的24台监视器，最多同时看到24路分中心的图像，图像不需要送入到公网(互联网)上观看。总调度中心各配备1台视频工作站(监控终端)，画面分割器要求支持16画面分割，可以支持4画面进行轮巡。每个分中心上传到总调中心的图像分辨率都为D1的格式(704×576)，格式为MPEG4格式。

3.1.4备调中心需求分析

a.系统结构图。备调中心视频监控系统结构如图3所示。

图3　备调中心视频监控系统结构

b.系统功能需求。该系统需要监控对象主要有全线各主要泵、阀、流量计、监控室、机房内设备。泵、阀、流量计分别位于泵房、阀室、流量计室中，各自独立，分布在各分中心场区内，监控室、机房位于各分中心综合楼通信室。沈阳2备调中心的功能和其他分中心一样，各个分中心无需上传图像到沈阳2备调中心。各调度分中心根据监控地点的空间大小和设备数量，配置相应数量的摄像机，调度中心监控室、机房各配置两台摄像机；分中心流量计室、监控室各配置1台摄像机，阀室、泵房、机房各配置两台摄像机，厂区配置2～3台摄像机。每个调度分中心配置6台监视器，负责视频监控图像和视频会议图像的显示。视频监控系统能够全天候实时采集泵房、机房、阀室、稳压塔等图像信息，将图像信息调度分配给所辖监视终端，并可以对图像切换顺序进行控制。调度中心本地视频信号直接接入视频编码器，各分中心的视频监控信号通过视频解码器传输到调度中心后用视频分配器接入监控室的监视器和DLP大屏幕，通过画面分割、多画面轮询方式实时显示各调度分中心和本地机房的监控图像。该系统远程监视的图像要求清晰稳定，图像分辨率要达到4CIF(704×576)标准，并可以水平旋转、俯仰；要求光学变焦不低于18倍。图像控制要求可以实现多画面浏览、多画面轮询，历史图像显示，可以对前端镜头、云台进行控制，对用户、设备进行管理。画面分割器要求支持16画面分割，支持4画面进行轮巡。每个分中心的图像上传和存储的分辨率都为D1的格式(704×576)，格式为MPEG4格式。每个分中心各配备1台视频工作站(监控终端)，还需要考虑安装在其他场所，具体数量及位置待定。各个分中心的所有图像需要全部实时存储，存储时间为15d。各个分中心之间不需要互看互控(在监视器上)，每个分中心的视频工作站(监控终端)不需要互看、互控到其他分中心的图像[5]。

3.1.5分中心需求分析

系统结构图。各分中心视频监控系统结构如图4所示。

图4　各分中心视频监控系统结构

系统功能需求。该系统需要监控对象主要有全线各主要泵、阀、流量计、监控室、机房内设备。泵、阀、流量计分别位于泵房、阀室、流量计室中，各自独立，分布在各分中心场区内。监控室、机房位于各分中心综合楼通信室。沈阳2备调中心的功能和其他分中心一样，各个分中心无需上传图像到沈阳2备调中心。视频监控系统能够全天候实时采集泵房、机房、阀室、稳压塔等图像信息，将图像信息调度分配给所辖监视终端，并可以对图像切换顺序进行控制。各调度分中心根据监控地点的空间大小和设备数量，配置相应数量的摄像机，调度中心监控室、机房各配置两台摄像机；分中心流量计室、监控室各配置1台摄像机，阀室、泵房、机房各配置两台摄像机，厂区配置2～3台摄像机。每个调度分中心配置6台监视器，负责视频监控图像和视频会议图像的显示。调度中心本地视频信号直接接入视频编码器，各分中心的视频监控信号通过视频解码器传输到调度中心后用视频分配器接入监控室的监视器和DLP大屏幕，通过画面分割、多画面轮询方式实时显示各调度分中心和本地机房的监控图像。该系统远程监视的图像要求清晰稳定，图像分辨率要达到4CIF(704×576)标准，并可以水平旋转、俯仰；要求光学变焦不低于18倍。图像控制要求可以实现多画面浏览、多画面轮询，历史图像显示，可以对前端镜头、云台进行控制，对用户、设备进行管理。画面分割器要求支持16画面分割，可以支持4画面进行轮巡。每个分中心的图像上传和存储的分辨率都为D1的格式(704×576)，格式为MPEG4格式。每个分中心各配备1台视频工作站(监控终端)，还需要考虑安装在其他场所，具体数量及位置待定。各个分中心的所有图像需要全部实时存储，存储时间为15d。各个分中心之间不需要互看互控(在监视器上)，每个分中心的视频工作站(监控终端)不需要互看、互控到其他分中心的图像[6]。

3.1.6监控信号数量需求分析

根据各个分中心厂区平面现状，确定需要监视的点位数量分配如下表所示。

大伙房水库输水工程视频监控数量汇总表

3.2工程需求分析

a.室外摄像机的点位设置。室外摄像机的点位设置需要办公楼建成后根据现场环境来定，室外摄像机的安装有的需要立杆式安装，有的需要墙壁式安装，具体的安装方式不能确定，线路为地埋式铺设，建筑物的四周设置若干个线缆沟，通往视频监控机房，每个立杆式安装的室外摄像机需要设置防雷接地设施[7]。

b.工程界面的划分。管线的预埋由中软提要求，设计院提供路由设计；建筑物内的管线预埋和建筑物外部的线缆沟由土建方负责施工；线缆的穿管铺设、室外摄像机从安装地点到线缆沟的施工由中软负责实施。

c.各个分中心矩阵的输入和输出路数不考虑预留，满足目前需求即可。

d.视频线缆、电源线、控制线的数量招标文件中只提到了8000m，实际数量等摄像机的点位图和路由图设计完毕后根据图纸进行预测[8]。

5　结　语

通过以上综合分析，辽宁省大伙房水库输水工程视频监控系统具有配备设备和网络处理的可行性，是输水工程信息自动化的关键环节，起到关键性作用，为输水工程有效解决辽宁省中部地区六大城市供水问题，促进辽宁省中部地区经济社会发展起到保障作用。

[1]贺杨.石佛寺水库3G视频监控系统设计与实现[J].中国水能及电气化，2014(4)：50-53.

[2]杨锦华.石佛寺水库水源饮水安全与水环境保护[J].水利技术监督，2006(3)：50-52.

[3]刘恒.宫山嘴水库坝体自动化监测系统技术研究[J].中国水能及电气化，2015(2)：24-28.

[4]汪世国.玛纳斯河流域水资源优化配置系统研究[J].水利建设与管理，2010(5)：72-75.

[5]尹亭.电网EMS系统全数据记录分析之研究[J].中国水能及电气化，2015(1)：33-35,32.

[6]刘新刚.浅析雪野水库数字智能化管理系统的研究与开发[J].中国水能及电气化，2007(5)：40- 43.

[7]李民,柳杨,汪海平.监测自动化的发展及网络技术对其的影响[J].中国农村水利及电气化，2005(Z1)：52-54.

[8]徐飞.沈阳地区水资源短缺原因分析及对策研究[J].水资源开发与管理，2015(1)：24-26.

Demand analysis of video surveillance system in DahuofangReservoirWaterConveyanceProject

ZHONG Zilin

(Liaoning Dahuofang Reservoir Administration, Fushun 113007, China)

Inthepaper,videosurveillancesystemrequirementsininformationautomaticsystemnetworksysteminDahuofangReservoirWaterConveyanceProjectarestudiedandanalyzedindetail.Thekeyroleofvideosurveillanceonwaterconveyanceprojectcanbeobserved,therebylayingfoundationforwaterconveyanceprojectinformationautomationconstruction.

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10.16616/j.cnki.11- 4446/TV.2016.08.019

TV697.1

A

1005- 4774(2016)08- 0075- 06