监控技术在排水设施监控系统中的应用

全秀红 谈华锋

黄石市排水管理处 湖北 黄石 435000

1 背景

污水处理厂和泵站在城市污水处理和城市排涝中起着非常关键的作用,污水处理厂承担着城市生活污水和工厂废水的净化处理,而泵站则负责控制辖区水位,承担着城市雨水、湖泊和处理后废水的排涝和处理过的污水的排放功能,为城市抗涝排渍提供有力保障。

监控技术的应用一定程度上提供了更为便捷的管理方法,提高了泵站和污水厂的安全生产能了,同时也在一定程度上加强了对泵站运行人员的监督管理。

2 监控技术的应用

黄石市排水管理处在线视频监控项目的站点包括中控室、排水处机关、4个大型排渍泵站、10个污水泵站和6个污水处理厂,站点之间通过电信内网连接,每个站点分配4 M带宽,中央控制室分配50 M带宽,由此构成了一个由21个站点及一个中央控制室组成的视频监控系统。每个监控站点配备4TB容量视频录像机一台,视频录像保存时间为30天,中央控制室可以管理每个分站点的视频信号接入、录像机制及查看历史录像视频。

项目的设计主要包括系统网络结构搭建、电气图纸设计、元器件选型、软件调试等部分。

2.1 系统网络结构 系统网络搭的建主要包括确定网络组成部分、通讯方式、带宽等。系统网络结构确立了项目设计的总体方案。

图1 系统网络结构

系统由21台4TB视频录像机、130台视频摄像头、1台电脑、22台显示器及若干交换机组成。

2.2 电气图纸设计 电气图纸设计主要涉及供电元器件的选型、电气元器件在配电箱内的布局、确定电缆的型号及长度等。视频摄像头电源采用交流24V供电,通过150W变压器进行转换,较远距离安装的摄像头采用交流220V供电。

2.3 主要硬件选型 视频摄像头及视频录像机采用海康威视公司产品,视频录像机容量为4TB,可以保存4个摄像头高达两个月的录像记录,显示器及中控室台式机采用戴尔系列产品,站点交换机采用TPLINK 8口交换机。

2.4 软件调试 软件调试包含电脑及视频录像机的IP地址分配、视频录像机IP地址设置及摄像头通道添加、电脑客户端软件的安装及系统优化。

2.4.1 电脑及视频录像机IP地址分配 先分配好各服务器的及电脑的IP地址,子网掩码设置为255.0.0.0,默认网关设置为10.10.0.1。

2.4.2 视频录像机IP地址设置及摄像头通道添加 设置好视频录像机IP地址并设置访问密码,更改摄像头IP地址使其与视频录像机同一IP段,,将相应的摄像头通道添加到视频录像机中,最后将录像机制设置为全天候录像。

2.4.3 电脑IP地址的设置、客户端软件的安装及系统的优化处理设置中控室电脑IP地址,并安装海康威视iVMS－4200视频客户端软件,该客户端软件功能强大,这里仅仅使用局域网视频服务器功能。

2.4.3.1 中控室电脑IP地址设置 中控室电脑IP设置为10.10.0.12,默认网关和各站点视频录像机保持一致。可以通过电脑高级选项设置多个IP地址用以拓展连接不在同一个IP段内的视频服务器：

2.4.3.2 客户端软件的安装 安装海康威视iVMS－4200视频客户端,输入视频服务器的账户和密码,通过IP地址将21个视频服务器添加到海康威视iVMS－4200客户端中,并做相关的命名进行分类管理。

下一步在设备管理中添加21个站点分组,将相应视频信号到分组当中,并在系统主预览中查看视频信号状态。发现很多站点视频信号卡顿、加载非常缓慢或者灭偶遇信号。

分析其原因在于系统摄像头数量超过100个,而站点带宽有限,发生信号加载超时或者不稳定的现象在所难免。

2.4.3.3 系统的优化处理 在一定带宽限制下可以通过一步处理进行系统优化,主要方法有降低子流码分辨率、为每个站点设置自定义视图、尽量使用H265编码、避开连接摄像头等方式。

1).视频主流码为全高清1080P,可以在分组通道管理里面将通道流码方式改为子流码并降低一定的分辨率,虽然牺牲部分清晰度但可以进一步提高系统流畅度。

这种适当降低子流码分辨率方法虽然影响了远程画面清晰度,但是完全不影响摄像头主流码的分辨率,从而不会影响录像视频的清晰度。

2).在画面视图当中尽量使用自定义视图,用以调整每个画面大小以适应视频信号的分辨率,以提高加载速度。

在未进行自定义视图时有两个画面没有加载出来,在切换到自定义视图模式时,所有画面都有成功加载,效果非常明显。

3).使用H265编码,H265技术在码率上进行了深度优化,同等画质下,可以比H264节省近50%的码率。

4).尽量避免客户端跳过服务器直接连接摄像机,会严重影响带宽。而且直接连接摄像头,无法在客户端播放该视频录像机的录像。

通过一系列的系统优化以后,系统流畅度和视频信号加载速度有了明显提升,录像访问速度也有了很大的提高。

3 结语

黄石市排水管理处监管的污水厂、泵站数量众多且比较分散,这对监管工作造成了一定的压力,排水设施监控系统的建立在一定程度上缓解了减缓压力。该系统由于使用的是电信局域网,可靠性高、运行稳定且维护简单方便,拓展性优良,可以接入新建的污水厂视频信号。

与此同时,该系统也存在一定的不足,由于局域网的限制,该系统视频信号只能在局域网能访问。下一步着手通过接入外网,将该视频监控系统接入海康威视萤石服务器中,通过海康威视萤石手机客户端或者电脑查看每个站点的视频信号。