一、項(xiàng)目概況

本次項(xiàng)目將完成調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟硬件升級，以及全省38個站點(diǎn)圍墻監(jiān)控?cái)z像機(jī)改造和新建5個分輸站、5個合建站監(jiān)控系統(tǒng)。

根據(jù)山西省天然氣遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和其它相關(guān)的設(shè)計(jì)文件，并結(jié)合山西天然氣股份有限公司已建成站場的實(shí)際情況，本項(xiàng)目將負(fù)責(zé)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成到驗(yàn)收、售后服務(wù)、培訓(xùn)的全過程，并對工程建設(shè)的技術(shù)、質(zhì)量、進(jìn)度、服務(wù)負(fù)全部責(zé)任。實(shí)現(xiàn)一個性能安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、具備可擴(kuò)展性、兼容性的系統(tǒng)，充分滿足并實(shí)現(xiàn)業(yè)主對視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理的需求。

二、建設(shè)目標(biāo)

根據(jù)用戶要求以及本司近年來的成功經(jīng)驗(yàn)，為本次項(xiàng)目建設(shè)的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案提出以下總體目標(biāo)：

建立一套數(shù)模結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋山西省全省，總共涉及多個分輸站，使監(jiān)控值班人員能通過監(jiān)視器了解監(jiān)控?cái)z像覆蓋區(qū)的情況，同時通過錄像裝置，進(jìn)行記錄存檔，為以后分析取證提供可靠依據(jù)。突發(fā)事件發(fā)生時，上級領(lǐng)導(dǎo)可及時了解現(xiàn)場情況，根據(jù)所在分輸站攝像機(jī)拍攝的圖像信息進(jìn)行分析，做出決策，采取相應(yīng)的措施，保證天然氣輸送管理的安全暢通。

系統(tǒng)將建設(shè)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)，中心包含電視墻、數(shù)據(jù)存儲、切換控制、編解碼等設(shè)備，集實(shí)時監(jiān)控、智能視頻分析與診斷、圖像切換、遠(yuǎn)程指揮于一體。

系統(tǒng)將建設(shè)分輸站監(jiān)控，各分輸站部署高標(biāo)清攝像機(jī)，本地高清錄像，本地監(jiān)控保障分輸站安全運(yùn)行。監(jiān)控系統(tǒng)建成后達(dá)到的功能有以下幾項(xiàng)：

（一）全天候、全方位視頻監(jiān)視功能：采用1080P全高清攝像機(jī)，7×24小時不間斷監(jiān)控，不論在白天還是晚上，均能在省調(diào)控中心清晰地觀察到現(xiàn)場的實(shí)時監(jiān)控圖像；

（二）圖像控制切換功能：授權(quán)用戶在省調(diào)控中心，可分別切換、瀏覽和控制任意一路監(jiān)控圖像；

（三）授權(quán)用戶在授權(quán)電腦上，在網(wǎng)絡(luò)上通過權(quán)限和級別，能實(shí)時監(jiān)視監(jiān)控點(diǎn)圖像和查詢歷史圖像；

（四）圖像記錄和備份功能：圖像資料在分輸站存儲本站所有視頻等信息，同時在省調(diào)控中心存儲每個分輸站的視頻等信息，存儲均采用1080P的分辨率，4Mbps的碼流；

（五）系統(tǒng)擴(kuò)充、升級功能：系統(tǒng)為以后擴(kuò)展或與其他系統(tǒng)連接留有相應(yīng)接口，并且中心采用機(jī)架式模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)升級擴(kuò)建只需增加相應(yīng)的板卡即可實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)軟件能提供開發(fā)包，并可及時升級，充分滿足今后監(jiān)控系統(tǒng)升級、擴(kuò)容的發(fā)展需求；

（六）系統(tǒng)管理功能：配置智能管理平臺，對整個系統(tǒng)統(tǒng)一管理，系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強(qiáng)大。

三、設(shè)計(jì)原則

分輸站多、監(jiān)控終端多、傳輸距離遠(yuǎn)、作業(yè)面大是該項(xiàng)目的特點(diǎn)。我司針對項(xiàng)目特點(diǎn)，在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、施工人員配置管理、設(shè)備及材料選型等多方面，均作了認(rèn)真分析，以確保項(xiàng)目如期完成及保障系統(tǒng)整體性能。

（一）本設(shè)計(jì)以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作為設(shè)計(jì)依據(jù)，結(jié)合具體情況，用最佳設(shè)計(jì)方案滿足項(xiàng)目需求，以期獲得最高的性能價(jià)格比。

（二）本設(shè)計(jì)具有先進(jìn)性、可靠性、安全性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性、系統(tǒng)開放/升級及擴(kuò)展性、經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)操控性等特點(diǎn)。

四、設(shè)計(jì)概述

綜合考慮天然氣視頻監(jiān)控的整體情況，以及今后的擴(kuò)展性、操作性，系統(tǒng)在架構(gòu)上分為分輸站系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、省調(diào)控中心系統(tǒng)三大系統(tǒng)

（一）分輸站監(jiān)控

在省內(nèi)所有的天然氣分輸站內(nèi)部署高清攝像機(jī)，對分輸站的安全情況進(jìn)行晝夜7×24小時監(jiān)控，特別在夜間光照度不足的情況下，采用的超低照度的高清攝像機(jī)仍可呈現(xiàn)清晰的監(jiān)控畫面，真正做到全天候無盲點(diǎn)監(jiān)控;對現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的改造采用更換標(biāo)清監(jiān)控為高清的方式，對新建分輸站采用全高清的監(jiān)控方式。

在天然氣分輸站內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全高清、30天數(shù)據(jù)存儲。

（二）省調(diào)控中心

省調(diào)控中心連接各個分輸站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并可有選擇的調(diào)用、控制、回放各個分輸站監(jiān)控分中心道路沿線的視頻資源，了解分輸站安全情況和周圍環(huán)境。

省調(diào)控中心同時接收各個分輸站的視頻數(shù)據(jù)，在調(diào)控中心本地進(jìn)行二次存儲，視頻存儲30天，更加有效保證存儲數(shù)據(jù)安全。由于帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標(biāo)清D1的方式上傳，依據(jù)帶寬條件天然氣分輸站采用高清或者高標(biāo)清混合的方式將信息上傳至省調(diào)控中心，然后在省調(diào)控中心瀏覽和存儲。

同時在省調(diào)控中心部署視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，隨時監(jiān)控診斷所有的視頻信號。如果有攝像機(jī)信號出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠及時報(bào)警，提示用戶進(jìn)行維護(hù)更換。部署在調(diào)控中心的無線終端發(fā)布系統(tǒng)，支持外網(wǎng)3G視頻手機(jī)查看、瀏覽及控制，供省領(lǐng)導(dǎo)隨時了解掌握各個分輸站安全狀況及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài);當(dāng)報(bào)警事故發(fā)生后，省級領(lǐng)導(dǎo)可控制監(jiān)控點(diǎn)云臺轉(zhuǎn)動和鏡頭變焦來調(diào)整監(jiān)控范圍并調(diào)取相應(yīng)分輸站的視頻錄像文件，對相關(guān)事故情況進(jìn)行分析和做出決策。

五、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)架構(gòu)，采用二級星形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：分輸站監(jiān)控點(diǎn)-省調(diào)控中心，見圖1。

（一）分輸站系統(tǒng)

本次項(xiàng)目目前有大約38個分輸站改造以及5個新建站和新增5個合建站，分別分布在山西省內(nèi)的不同地市范圍內(nèi)，分輸站系統(tǒng)改造現(xiàn)有高標(biāo)清混合的方式為全高清方式；新建分輸站為全高清方式。

分輸站系統(tǒng)（圖2）分為前端監(jiān)視子系統(tǒng)、分輸站傳輸子系統(tǒng)、分輸站機(jī)房子系統(tǒng)、分輸站供電子系統(tǒng)。

（二）前端監(jiān)視子系統(tǒng)

前端采用高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，所選用的高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)具有低照度、寬動態(tài)、影像降噪處理技術(shù)等特性，能有效解決低照度下圖像不清晰等問題（見圖3）。

（三）傳輸系統(tǒng)

由于分輸站的位置非常分散，地處山西全省不同的位置，且多在偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過光纖組網(wǎng)的方式不易實(shí)現(xiàn)，我們采用租用運(yùn)營商信道的方式，實(shí)現(xiàn)將各個分輸站的信息上傳至省調(diào)控中心。由于租用帶寬有限，上傳視頻采用標(biāo)清D1的方式上傳，碼流為1Mbps，當(dāng)省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時，系統(tǒng)可將其他標(biāo)清視頻自動停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當(dāng)省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時，可自動恢復(fù)所有視頻標(biāo)清上傳。

（四）創(chuàng)新的自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)

由于租用帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標(biāo)清D1、碼流為1Mbps，當(dāng)省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時，系統(tǒng)可將其他標(biāo)清視頻自動停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當(dāng)省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時，可自動恢復(fù)所有視頻標(biāo)清上傳。

（五）植入高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)存儲

本項(xiàng)目采用分散式存儲與集中式存儲并存的方式進(jìn)行存儲，前端在分輸站進(jìn)行分布式存儲，每個分輸站的視頻等信息由分輸站高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)進(jìn)行存儲和管理，采用1080P分辨率進(jìn)行高清存儲，已建分輸站工藝區(qū)監(jiān)控和站控室監(jiān)控存儲同樣在高清網(wǎng)絡(luò)視頻錄像機(jī)進(jìn)行存儲和管理，存儲分辨率為720P，錄像保存30天。

同時分輸站所有視頻以標(biāo)清D1方式上傳省調(diào)控中心，在省調(diào)控中心將天然氣分輸站所有視頻做第二次集中式存儲，視頻存儲采用D1分辨率，當(dāng)省調(diào)控中心調(diào)看高清視頻時，中心將采用高清視頻進(jìn)行存儲。存儲30天，雙重存儲以確保安全性。

六、系統(tǒng)特點(diǎn)

（一）專業(yè)圖像質(zhì)量：高標(biāo)清混合解碼輸出，系統(tǒng)最大支持1080P分辨率；

（二）分布式架構(gòu)、多級聯(lián)網(wǎng)：服務(wù)器可以擴(kuò)容到無限級數(shù)，每個級別服務(wù)器的數(shù)量沒有限制，可在各服務(wù)器間構(gòu)建“多叉樹”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分級和分層管理；

（三）網(wǎng)絡(luò)流量分配與控制：支持網(wǎng)絡(luò)組播和單播，平衡網(wǎng)絡(luò)和存儲負(fù)載；

（四）冗余與備份：具有多冗余、互備份的功能，支持單服務(wù)器雙機(jī)備份功能，增加了單服務(wù)器的穩(wěn)定性；

（五）“雙碼流”錄像：支持高碼率本地存儲和低碼率遠(yuǎn)距離傳輸?shù)摹半p碼流”技術(shù)；

（六）流式錄像回放：采用流式回放技術(shù)，各用戶可以獨(dú)立回放服務(wù)器上的錄像文件，每個客戶端可以同時回放16路視頻；

（七）用戶權(quán)限分級管理：基于多級服務(wù)器架構(gòu)，每級服務(wù)器負(fù)責(zé)創(chuàng)建和管理本級用戶，上級服務(wù)器用戶可以調(diào)看下級服務(wù)器的音視頻資料，控制下級服務(wù)器管理的設(shè)備；

（八）分布式存儲管理：支持多種存儲方案，提供全網(wǎng)共享的無限存儲能力和存儲空間，分布式存儲能同時解決網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲成本問題；

（九）實(shí)時報(bào)警：系統(tǒng)提供多種報(bào)警聯(lián)動方式，聯(lián)動報(bào)警延遲不超過200毫秒。

七、智能管理平臺納入的新設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)方案最新技術(shù)包括以下幾個方面：

（一）高標(biāo)清互轉(zhuǎn)

智能管理平臺能夠支持對不同廠家、不同品牌、不同格式、不同協(xié)議的視頻設(shè)備的管理、接入、存儲及控制，同時支持高清、標(biāo)清視頻統(tǒng)一管理，支持高清視頻通過高清、標(biāo)清端口輸出，也支持標(biāo)清視頻通過高清、標(biāo)清端口輸出。

（二）視頻質(zhì)量診斷

系統(tǒng)可以對前端傳回的視頻圖像進(jìn)行質(zhì)量分析判斷，能對視頻故障做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)視覺算法，對視頻圖像出現(xiàn)的清晰度異常、對比度異常、PTZ失控、視頻信號缺失、偏色、噪聲干擾、亮度異常、畫面凍結(jié)、條紋干擾等常見攝像機(jī)故障，做出準(zhǔn)確判斷并發(fā)出報(bào)警信息。系統(tǒng)還可以檢測視頻信號的有無和前端云臺、快球攝像機(jī)的運(yùn)行情況，能有效地預(yù)防因硬件導(dǎo)致的圖像質(zhì)量問題及所帶來的不必要的損失，并及時檢測破壞監(jiān)控設(shè)備的不法行為。

（三）無線終端發(fā)布

手機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)（3G、4G、WiFi）將社會和生活場景的視頻進(jìn)行實(shí)時直播、檢索及分享;手機(jī)視頻直播產(chǎn)品支持現(xiàn)有運(yùn)營商3G網(wǎng)絡(luò)（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）、2G/2.5G網(wǎng)絡(luò)、以及未來的4G網(wǎng)絡(luò)或者WiFi網(wǎng)絡(luò)，并可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量對手機(jī)視頻進(jìn)行自適應(yīng)管理；

手機(jī)視頻直播系統(tǒng)支持iPhone、Android等智能手機(jī)；

移動視頻服務(wù)器可根據(jù)手機(jī)視頻直播需要，將傳統(tǒng)視頻實(shí)時轉(zhuǎn)碼為標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，可以與現(xiàn)有的監(jiān)控平臺進(jìn)行互操作。

（四）低帶寬控制

支持將多個攝像機(jī)劃定為一個帶寬組，并制定最大帶寬等信息，自動限定這些攝像機(jī)上傳的數(shù)據(jù)流量;支持設(shè)定帶寬組內(nèi)攝像機(jī)的優(yōu)先級，當(dāng)高優(yōu)先級攝像機(jī)申請視頻時，自動切斷低優(yōu)先級的攝像機(jī)圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)高優(yōu)先級攝像機(jī)釋放帶寬時，自動恢復(fù)原視頻圖像傳輸。

（五）動態(tài)字符疊加

系統(tǒng)自動從業(yè)務(wù)處理服務(wù)器中獲取業(yè)務(wù)的動態(tài)信息，將指定的信息直接疊加在攝像機(jī)的視頻圖像上；支持錄像圖像中同時疊加業(yè)務(wù)動態(tài)信息；支持定時刷新業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保證信息的實(shí)時性。

八、項(xiàng)目總結(jié)

本項(xiàng)目（圖4）是我司與大型國有企業(yè)的又一次深入合作，天然氣作為高危能源產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)、施工及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的高標(biāo)準(zhǔn)要求是毋庸置疑的。我司通過優(yōu)秀的設(shè)計(jì)及嚴(yán)格的施工，保證了整體項(xiàng)目有序?qū)嵤Ｙ|(zhì)保量地完成了任務(wù)。同時增進(jìn)了我司在高危行業(yè)的設(shè)計(jì)實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

責(zé)任編輯：gt