水利監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案.doc

xx區(qū)水利監(jiān)控系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)方案2011年7月目 錄一、系統(tǒng)概述31.1.項(xiàng)目背景31.2.設(shè)計(jì)目標(biāo)31.3.設(shè)計(jì)原則31.4.設(shè)計(jì)依據(jù)5二、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)52.1.總體設(shè)計(jì)思路52.2.系統(tǒng)功能特點(diǎn)6三、系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)63.1.高清視頻監(jiān)控前端63.2.立桿設(shè)計(jì)73.3.防水箱設(shè)計(jì)83.4.防雷接地系統(tǒng)83.5.系統(tǒng)供電93.6.系統(tǒng)傳輸103.7.圖像存儲(chǔ)設(shè)備配置103.8.控制中心11四、配置清單11一、 系統(tǒng)概述1.1. 項(xiàng)目背景水利是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，我國地域遼闊，水利資源分布區(qū)域較廣，大小江河、湖泊、水庫和附屬的堤壩、閘門、涵洞眾多，要管理和利用好這些水資源和水利設(shè)施，做到日常管理與防汛指揮、抗洪搶險(xiǎn)并用，遠(yuǎn)程的調(diào)度、檢測(cè)和維護(hù)是必不可少的，這些是水利信息化即數(shù)字水利的主要內(nèi)容，是帶動(dòng)水利現(xiàn)代化的重要措施。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展，水利視頻監(jiān)控中對(duì)產(chǎn)品的要求也在不斷提高，功能要求更加完善、穩(wěn)定，性能要求更加清晰、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)大部分都只能到達(dá)cif（352288）或者4cif（704576）的分辨率，存在圖像清晰度低、可看范圍小等缺點(diǎn)，在水庫、閘站、堤防、洪區(qū)等大范圍監(jiān)控場(chǎng)合，都迫切需要清晰度更高、可看范圍更大的監(jiān)控手段，以滿足迅速準(zhǔn)確的找到監(jiān)控目標(biāo)、看清水域和水位尺的監(jiān)控效果。本項(xiàng)目主要滿足xx局看清各區(qū)域水質(zhì)特征。1.2. 設(shè)計(jì)目標(biāo)根據(jù)高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)和應(yīng)用需求，本方案的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)采用高清視頻采集技術(shù)、高清視頻編解碼技術(shù)、光纖專網(wǎng)圖像傳輸技術(shù)、聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)、存儲(chǔ)和顯示等應(yīng)用技術(shù)，并進(jìn)行精確監(jiān)控的視頻監(jiān)控平臺(tái)。結(jié)合當(dāng)前與今后一定時(shí)期內(nèi)圖像監(jiān)控系統(tǒng)與圖像應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展需要，建立高清圖像管理平臺(tái)，使在一線指揮的有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)實(shí)時(shí)、客觀、準(zhǔn)確地了解水利工程設(shè)施的運(yùn)行情況以及水體和水文情況，真正起到順風(fēng)耳、千里眼的作用，進(jìn)而使相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)運(yùn)籌帷幄，決策于千里之外，提高防汛指揮以及水資源調(diào)度管理水平，確保水利工程和水環(huán)境安全，成為人民日常生活和生命財(cái)產(chǎn)的守護(hù)神。1.3. 設(shè)計(jì)原則1.先進(jìn)性本系統(tǒng)采用先進(jìn)的、具有前瞻性的視頻監(jiān)控技術(shù)，包括200萬像素?cái)?shù)字高清技術(shù)、高清視頻編解碼技術(shù)、視頻海量存儲(chǔ)和高效檢索技術(shù)和視頻智能分析技術(shù)等。同時(shí)采用先進(jìn)的綜合視頻管理平臺(tái)，借鑒海量多媒體資料管理系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)高清、標(biāo)清視頻的統(tǒng)一管理，還應(yīng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)維管理，以及各類視頻綜合智能化應(yīng)用。2.可靠性系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、調(diào)試、安裝等環(huán)節(jié)都嚴(yán)格執(zhí)行國家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及水利部門有關(guān)安全技術(shù)防范的要求，貫徹質(zhì)量條例，采用穩(wěn)定、可靠的技術(shù)設(shè)備，確保系統(tǒng)級(jí)別的高穩(wěn)定性和可靠性，滿足724小時(shí)、全年365天的全天候長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)中核心的數(shù)字高清編碼陣列、存儲(chǔ)設(shè)備、重要的服務(wù)器及后臺(tái)服務(wù)軟件等，支持掉電恢復(fù)后設(shè)備及軟件自動(dòng)恢復(fù)正常連接、斷網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴恢復(fù)后設(shè)備及軟件自動(dòng)恢復(fù)正常連接，啟動(dòng)過程無需過多人工干預(yù)。3、安全性系統(tǒng)傳輸采用專網(wǎng)，充分利用光纖資源，保證視頻信息、控制信息網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩蜁惩?，避免采用互?lián)網(wǎng)和vpn進(jìn)行傳輸。同時(shí)設(shè)備接入、傳輸采用加密技術(shù)，提供網(wǎng)絡(luò)非法入侵保護(hù)和避免信息非法被竊取。4.開放性高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、高清編解碼器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備及軟件平臺(tái)等均應(yīng)采用開放式的產(chǎn)品或架構(gòu)，能夠提供完整的sdk、api等二次開發(fā)環(huán)境，并須提供sdk、api等的源代碼及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、開發(fā)文檔，并交由獨(dú)立第三方進(jìn)行驗(yàn)證，滿足構(gòu)建統(tǒng)一的視頻管理及應(yīng)用平臺(tái)的需要。5.易管理性、易維護(hù)性前端設(shè)備支持遠(yuǎn)程升級(jí)和遠(yuǎn)程故障排除功能，維護(hù)便捷，降低系統(tǒng)運(yùn)維管理成本。同時(shí)可自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中任何一臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并示出詳細(xì)參數(shù)，以輔佐管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地判斷和解決問題。采用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，完全不需借助任何專用維護(hù)工具，既降低了對(duì)管理人員進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)費(fèi)用，又節(jié)省了日常頻繁地維護(hù)費(fèi)用。6.兼容與擴(kuò)展性系統(tǒng)“高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)+視頻綜合平臺(tái)模式”，為本系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了無與倫比的擴(kuò)展性，只要ip資源足夠，系統(tǒng)的擴(kuò)展就不會(huì)受到限制，可根據(jù)需要任意增減監(jiān)控系統(tǒng)前端的數(shù)量，而監(jiān)控管理中心將不再需要增加任何投資。1.4. 設(shè)計(jì)依據(jù)1) gb/t7401-87彩色電視圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)方法2) gb50168-92 電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范3) ga/t75-94 安全防范工程設(shè)計(jì)程序要求4) ga/t74-1994安全防范系統(tǒng)通用圖形符號(hào)5) gb50057-94 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范6) gb/t367-2001視頻安防系統(tǒng)技術(shù)要求7) ga308-2001安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則8) ga/t6692006城市監(jiān)控報(bào)警聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通用技術(shù)要求 9) ga/t75-94安全防范工程程序與要求10) ga308-2001安全防范系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)則11) gbj115-87工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范12) db33/t334-2001安全防范系統(tǒng)（浙江省地方標(biāo)準(zhǔn)）13) 中華人民共和國公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)14) 郵電通信網(wǎng)光纖數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)工程施工及驗(yàn)收暫行技術(shù)規(guī)范以及相關(guān)地方標(biāo)準(zhǔn)二、 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1. 總體設(shè)計(jì)思路高清視頻水利監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)監(jiān)控點(diǎn)圖像全部接入xx局xx樓機(jī)房，進(jìn)行24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)建設(shè)的思路如下：1) 前端采用高清一體化智能激光夜視儀采集高清視頻圖像；2) 在控制中心部署存儲(chǔ)設(shè)備，采用磁盤陣列存儲(chǔ)服務(wù)器，為高清攝像機(jī)提供存儲(chǔ)服務(wù)，錄像時(shí)間為15天； 3) 客戶端電腦因目前本項(xiàng)目點(diǎn)位較少考慮投資上本項(xiàng)目暫采用客戶端連接21寸液晶顯示器，顯示畫面；4) 本期監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)為下一階段水利監(jiān)控系統(tǒng)的整合提供基礎(chǔ)和接口，并能滿足其他部門和單位對(duì)圖像的共享要求，充分利用監(jiān)控資源，發(fā)揮整體效益，做到系統(tǒng)具有可持續(xù)發(fā)展特性。2.2. 系統(tǒng)功能特點(diǎn)1) 高清圖像采集高清一體化智能激光夜視儀實(shí)現(xiàn)高清視頻圖像采集功能，支持1600*1200或1920*1080分辨率，支持光纖輸出，具有最佳的圖像抗干擾性和高清視頻圖像遠(yuǎn)距離傳輸能力。本方案采用激光燈補(bǔ)光方式來滿足全天候圖像監(jiān)控的要求，激光補(bǔ)光距離有效距離200米，能滿足水利環(huán)境各種場(chǎng)景需求。在夜晚工作模式下，攝像機(jī)在激光燈補(bǔ)光下，在夜間低照度環(huán)境下能有效獲取高質(zhì)量的圖像。2) 圖像存儲(chǔ)與共享系統(tǒng)具備高清視頻流的存儲(chǔ)功能，授權(quán)網(wǎng)絡(luò)用戶可以從磁盤陣列存儲(chǔ)服務(wù)器調(diào)看、下載視頻資料。3) 系統(tǒng)日志功能系統(tǒng)自動(dòng)記錄系統(tǒng)的操作日志和運(yùn)行日志。三、 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)3.1. 高清視頻監(jiān)控前端本項(xiàng)目前端采用高清一體化智能激光夜視儀。設(shè)備如圖所示技術(shù)要求如下：l 內(nèi)置20倍200萬像素高清一體化攝像機(jī)；l 720p 高清顯示，最大分辨率可達(dá)1280720；l icr 日/夜自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能；l 采用先進(jìn)的視頻壓縮技術(shù)，壓縮比高，且處理靈活；l 全自動(dòng)曝光功能，運(yùn)動(dòng)圖像更清晰，更適應(yīng)道路監(jiān)控應(yīng)用；l 網(wǎng)絡(luò)功能：支持完整的 tcp/ip 協(xié)議簇，支持視頻、報(bào)警、音頻數(shù)據(jù)，內(nèi)置web 瀏覽器，支持ie 訪問；支持sd 卡存儲(chǔ)；l 云臺(tái)支持勻速/變速旋轉(zhuǎn)，不同水平旋轉(zhuǎn)角度；l 預(yù)置位功能，自動(dòng)掃描功能，支持自動(dòng)巡行功能；l 配置200 米激光燈適合黑夜無照明條件下監(jiān)控；l 云臺(tái)選用壓鑄鋁合金材料，整體防護(hù)等級(jí)達(dá)到ip66；集成pelco-p/d 等多種行業(yè)通用協(xié)議。3.2. 立桿設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控立桿的式樣、顏色等建議根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境定制，和現(xiàn)場(chǎng)景觀相一致，體現(xiàn)前端監(jiān)控點(diǎn)的美觀性。根據(jù)環(huán)境不同的方式，可利用建筑物墻體、借桿或選用簡(jiǎn)單型立桿、加強(qiáng)型立桿安裝的方式進(jìn)行安裝。同時(shí)在各監(jiān)控點(diǎn)立桿上設(shè)立監(jiān)控區(qū)域明顯標(biāo)志。典型的監(jiān)控立桿設(shè)計(jì)指標(biāo)：1) 立桿高度：6米（不含避雷針）；2) 立桿厚度：5mm；3) 立桿口徑：上口徑80mm，下口徑 142mm；4) 桿體材質(zhì)：鍍鋅鋼管；5) 懸臂長(zhǎng)度：1-2米；6) 法蘭尺寸：350(長(zhǎng))*350(寬)*12(厚)；單位：mm7) 桿體顏色：白色；8) 焊接無假焊，不偏弧，無氣孔無夾渣；9) 避雷針長(zhǎng)度：500mm。3.3. 防水箱設(shè)計(jì)前端監(jiān)控點(diǎn)采用落地防水機(jī)箱，裝載室外監(jiān)控專用ups電源、電池箱、光纖熔接盤設(shè)備、環(huán)境檢測(cè)主機(jī)等。采取底部進(jìn)線設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)為離地 300 mm 高度落地安裝。內(nèi)部分成上下兩層空間，上部空間為固定機(jī)架主要安放抽屜式光纖熔接盤及托架、環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備、傳感器等。箱體防護(hù)等級(jí)應(yīng)為gb4208-ip65，防雨防塵，加高加厚底座，加強(qiáng)防腐能力。防水全封閉式設(shè)計(jì)，具有很強(qiáng)的防橇性能，機(jī)箱門上安裝防盜鎖，機(jī)箱門絲印水利標(biāo)志和字樣，保證相對(duì)貴重的前端設(shè)備的安全。箱體材料應(yīng)采用不銹鋼噴塑，同時(shí)應(yīng)具備箱體的防護(hù)和通風(fēng)散熱功能。機(jī)箱體尺寸970600500 （h* w * d）箱體整體采用厚度 5.0mm 不銹鋼噴塑。箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為露天防雨，采用棕膠密條與箱體門緊合，防雨水進(jìn)入。通風(fēng)散熱孔必須1cm 直徑，防止電磁干擾泄露，以保證抗電磁干擾性能。箱體安裝有危險(xiǎn)標(biāo)志和警告牌，所有危險(xiǎn)標(biāo)志和警告牌選用耐久材料，字跡清晰、耐磨，并進(jìn)行永久性安裝。3.4. 防雷接地系統(tǒng)水利高清數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端采用光纖接口的高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，通過裸光纖網(wǎng)絡(luò)接入?yún)^(qū)（縣）分控中心高清編碼陣列，有效地避免了視頻信號(hào)受到雷擊和靜電干擾和破壞，確保視頻信號(hào)的穩(wěn)定可靠的采集和傳輸。對(duì)前端供電和控制部分，需要采取有效的避雷接地措施，充分保障前端的穩(wěn)定性和可靠性。前端監(jiān)控的防雷接地主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行：1) 直擊雷防護(hù)在直擊雷非防護(hù)區(qū)的每個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)均配置預(yù)放電避雷針，安裝于監(jiān)控點(diǎn)立桿頂部。提前預(yù)放電避雷針利用雷云電場(chǎng)周圍電場(chǎng)強(qiáng)度向針尖發(fā)射高壓脈沖特性，提前一定的時(shí)間引導(dǎo)雷電放電，不至于使局部雷云電荷積累形成過大的雷擊強(qiáng)度，降低監(jiān)控點(diǎn)雷擊接閃強(qiáng)度和電子設(shè)備雷擊電磁脈沖強(qiáng)度，提高了室外監(jiān)控點(diǎn)的保護(hù)裕度。2) 供電設(shè)施的雷擊電磁脈沖防護(hù)電源防雷系統(tǒng)主要是防止雷電波通過電源對(duì)前端設(shè)備造成危害。為避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地泄放后的殘壓或因更大的雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及防止線纜遭受二次感應(yīng)，本系統(tǒng)對(duì)前端室外防水箱220v電源進(jìn)線以及室外防水箱到高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)的低壓電源線路進(jìn)行避雷接地。220v電源進(jìn)線避雷標(biāo)稱放電電流不小于10kv，接地線纜建議不小于6mm2。3) 均壓等電位連接技術(shù)等電位連接是將正常不帶電（或不帶信息）的、未接地或未良好接地的設(shè)備金屬外殼、電纜的金屬外皮、金屬構(gòu)架、金屬管線與接地系統(tǒng)作電氣連接，防止在這此物件上由于感應(yīng)雷電高壓或接地裝置上雷電入地高電位的傳遞造成對(duì)設(shè)備內(nèi)部絕緣、電纜芯線的反擊。監(jiān)控點(diǎn)設(shè)備（含電源避雷器、控制信號(hào)避雷器）宜采用單點(diǎn)接地方式實(shí)現(xiàn)等電位連接，獨(dú)立接地電阻小于10。3.5. 系統(tǒng)供電前端設(shè)備通常采用兩種供電方式，一種是集中供電，另一種是就近取電，若點(diǎn)位分散廣可采用就近供電方式，各攝像機(jī)終端在就近的公共供電網(wǎng)絡(luò)取一路220v 市電，市電經(jīng)加裝自動(dòng)重合閘開關(guān)（含spd），引到落地室外防水箱使用，保證了引入部分電源線路的漏電及防雷防護(hù)。3.6. 系統(tǒng)傳輸本項(xiàng)目中采用光纜由運(yùn)營商提供租賃服務(wù)，具體要求如下：前端監(jiān)控點(diǎn)與xx局中心通過光纖聯(lián)網(wǎng)，前端留有一到二芯光纖備用。監(jiān)控系統(tǒng)的信號(hào)傳輸采用單模光纖作為傳輸介質(zhì)。光纖傳輸?shù)闹饕夹g(shù)性能應(yīng)滿足如下：采用單模光纖，波長(zhǎng)為1310、1550nm；光纖每公里衰減不大于0.4db；光纖接讀損耗不大于0.1db。3.7. 圖像存儲(chǔ)設(shè)備配置在xx局中心部署磁盤陣列，對(duì)12個(gè)監(jiān)控圖像進(jìn)行統(tǒng)一集中存儲(chǔ)，來接收高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)傳輸至監(jiān)控中心的ip視頻流，實(shí)現(xiàn)全天24小時(shí)實(shí)時(shí)錄像，錄像保存時(shí)間15天。存儲(chǔ)空間需求分析以一路視頻圖像在7天、15天、30天所需要的占用空間為例： 存儲(chǔ)天數(shù)視頻規(guī)格1天（gb）15天（gb）1280*720(720p) ，4mb碼流42.19 660.80 特別說明：l 具備冗余電源；l 支持raid 0、1、5、10、50、jbod、hot-spare；l 2個(gè)rj45 10/100/1000m網(wǎng)口，支持多網(wǎng)口綁定；l 64位雙核處理器；高速緩存2gb，可擴(kuò)充；l 1個(gè)rj45接口，10/100m自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；3.8. 控制中心監(jiān)控中心顯示系統(tǒng)主要通過高配置客戶端電腦進(jìn)行顯示。本項(xiàng)目因點(diǎn)位較少不考慮解碼陣列設(shè)備，采用經(jīng)濟(jì)使用的客戶端電腦通過應(yīng)用軟件將前端所有視頻信號(hào)源進(jìn)行采集，通過電腦鼠標(biāo)將視頻信號(hào)進(jìn)行輪回切換等功能。四、 配置清單序號(hào)設(shè)備名稱要求及技術(shù)指標(biāo)參考品牌數(shù)量單位備注一、前端設(shè)備1高清一體化智能激光夜視儀波長(zhǎng)：810nm激光，夜間200米，晝間600米。采用20mm激光攝遠(yuǎn)鏡頭，f值：1.0，圖像傳感器：1/3英寸ccd，有效像素：130萬像，1280x720(25fps)，最低照度：彩色0.1lux，黑白0.01lux，焦距：4.784.6mm，18倍光學(xué)變焦，視頻壓縮: 海康h.264，一體化云臺(tái)護(hù)罩設(shè)計(jì)，精鑄鋁合金外殼，云臺(tái)速度：水平080/s，俯仰060/s，角度：水平360度無限位連續(xù)旋轉(zhuǎn)，俯仰-9045，128個(gè)預(yù)置位，6條巡航軌跡，1條線掃，rj45輸出、ac24v電源，帶雨刷。海康威視紫光積陽山東神戎12臺(tái)2光纖收發(fā)器電口：10/100m自適應(yīng)，光口：40公里單模光纖收發(fā)器，前端采用盒式光纖收發(fā)器，后端采用光纖接入板卡12對(duì)運(yùn)營商提供3監(jiān)控立桿及機(jī)箱高度10米，挑臂3米，立桿壁厚6mm，熱鍍鋅噴塑，警示語，基礎(chǔ)1.5米預(yù)埋件。機(jī)箱采用戶外防雨設(shè)計(jì)，不銹鋼板厚度1.2mm，機(jī)箱尺寸：高500*寬400*深3