城市排污状况远程高清IP视频监控解决方案

今后很长一段时间，环境污染将成为中国众多城市可持续发展的桎梏。目前，不少城市排污系统的建设滞后，而污染物排放只增不减，直接影响人们的正常生活和社会经济的运转。现在城市环保不是“要不要”，而是“怎么样”。除了经济发展方式转变外，高清视频监控也为城市环保提供一条出路。

背景

随着城市政治、经济、文化的发展和社会的进步，人们对城市环境卫生、城市排污治理等管理提出了新的要求。所以，采用先进的科学技术建设一套智能的、基于网络的、数字的、安全的综合管理系统以提高城市环境保护管理工作效率，有力地打击违法犯罪份子，加强城市排污治理，保证人民群众的生命财产安全，提高人民生活水平和城市安全，提升人民满意度和城市形象，对城市环保部门具有重大意义。

需求分析

城市环境监控系统应用场合比较特殊，主要用于监控城市排污口和相关企业排污状况及排污录像取证，以加强城市排污治理和污染企业整治。

· 排污状况的监视和录像证据要求图像质量和清晰度高，采用百万高清摄像机以便高清监控排污状况和分辨排污的细微变化;

· 要求前端摄像机可实现远程网管、远程调用、远程配置等基于普遍的TCP/IP网络化管理，后端系统方便部署、控制和维护;

· 考虑远程传输带宽成本和网络传输中断导致中心录像丢失的因数，应设计本地录像和中心自由备份录像功能。一方面节省上行带宽，另一方面避免因网络中断录像丢失;

· 县环保局、市环保局要求形成上下级管理模式，县环保局作为市环保局的客户端。所有客户端统一由市局监控中心授权认证，实现分级分权管理，同时市局客户端具有优先控制和统一调度县局的权限，以便提高管理工作效率;

· 在市环保局应预留接口，方便系统与公安其他业务系统联网，实现资源共享，提高城市执法部门间的相互配合力度，提高综合管理能力和迅速解决突发事件的应急能力。

方案设计

图1环保局监控中心拓扑图

前端设计

1、每个监控排污点采用130万高清网络红外球机(采用立杆及室外箱安装)，作为全景监控排污口;采用200万高清网络枪机(采用立杆及室外箱安装)，作为排污口近景监控。

2、在每个监控排污点前端部署1台小型NVR产品，配2块2T企业级硬盘，存储时间大于半个月(可扩展)，重要录像证据备份到市局本地磁盘长时间保存。

3、前端做防雷接地保护措施，采用网络电源二合一防雷器。立杆做好接地，接地电阻不大于4欧姆。

4、以上高清IP摄像机和NVR通过IP网络与市局中心联网，实现数据的存储管理和远程录像调看。

网络设计

1、排污监控点采用光纤收发器通过光纤汇聚到县环保局并接入县环保局汇聚交换机。

2、县环保局汇聚交换机通过光接口经环保局内部光纤与市局核心交换机相连，实现数据交换。

后端设计

1、在市局监控中心部署一套视频管理平台软件及服务器和一套流媒体软件及服务器对所有企业监控的前端进行视频实时浏览、视频切换调看、视频解码上墙管理、大屏幕显示、视频自由备份存储(存储可扩容)等管理。

2、在县环保局设计一个客户端，该客户端经市局监控中心的视频管理平台服务器的权限分配和认证后，通过县环保局汇聚交换机访问环保局的视频监控系统资源，包括前端视频、录像回放、云台控制、摄像机配置等。

3、可在市局设计多个客户端，该客户端经市局监控中心的视频管理平台服务器的权限分配和认证后，可通过市局核心交换机或环保局内网访问环保局的视频监控系统资源，包括前端视频、录像回放、云台控制、摄像机配置等，权限优先于县局。

4、监控中心设计机柜、电视墙、操作台、平台服务器、流媒体服务器、配电系统、接地系统等。

功能设计介绍

视频管理平台功能

网络视频管理平台软件具备强大的管理能力，能实现了对用户摄像机、DVR/NVR产品、中心解码上墙等视频设备的集中维护与管理，实现用户安防的统一指挥与管理。开放的SDK接口和接口协议，能支持任何第三方系统的接入。其核心功能及应用特点包括：

1、图像浏览功能

· 客户端软件可支持4个显示器，每个显示器可以支持16路画面，4屏最大可支持64路画面，支持多画面分割和轮巡;

· 支持屏幕图像局部增强功能，保证图像在多雾多雨等复杂环境时获得更佳的显示效果;

· 支持局部放大功能，在百万像素的摄像机图像中可以轻松获得画面局部的清晰画面;

· 支持个性化布局定义及设定巡视组，支持布局间或巡视组的手动或者自动切换，方便用户不同方式浏览。

2、多级电子地图

支持多级矢量电子地图，从市到区县再到镇/乡最后到监控点。通过电子地图可以直观的显示监控场所和监控点位，可根据实际的物理位置查找摄像机，并观看视频画面;同时当警情发生时，在地图上标识报警位置，将能快速准确的定位到发生报警的实际场所(如图2所示)。

图2多级电子地图

3、录像回放功能

· 支持录像回放速度控制，有多种回放速度可供选择，方便用户查看录像细节;

· 支持时间轴拖放、秒级查询、单帧回放，可以精确定位到查看画面;

· 支持书签管理(如图3)，和快照索引(如图4)，方便用户记录和查找所需画面。

图3书签管理

图4快照索引

4、平台级报警联动

当有任何一个节点警情发生时，可在平台端触发摄像机、PTZ控制、视频录像、开关量等的联动，同时以信息提示、客语音提示、图像弹出的方式快速通知用户警情，此外，系统也会自动记录报警事件及摄像机编号，并写入日志。联动报警延迟不超过200毫秒。真正实现平台级、系统级的报警联动和统一应急指挥管理。

5、系统安全管理

支持多级权限管理和用户认证机制，不同用户划分不同权限，包括镜头的分组，功能的设置，云台的控制等等权限。

6、解码管理

· 支持标准H.264 High Profile4.2视频压缩格式解码;

· 支持HDMI和VGA、BNC三种输出方式，方便用户选择使用;

· 支持1画面/2画面/4画面/6画面视频分割，支持数字矩阵、画面轮巡。

流媒体功能

1、流分发特点

灵活的调度策略：根据网络宽带，合理选择视频流的分发路径，在负载较小时可优先选择视频服务器到客户端的直连方式，在复杂的网络条件下，达到最佳的使用效率。

极分发机制：依据视频服务器接入借助多极分发机制，解决多个用户同时关注一个摄像头的问题。

低延时，高画质：结合成熟的网络传输协议，视频编码技术和视频回访控制技术，提供流畅，高质的画面。

分发能力强：同时流分发带宽为456Mbps，可满足基本需要。

2、IO功能

· 支持200Mbps视频同时写入;

· 支持256Mbp视频转发。

3、网络功能

· 采用双千兆网口，支持网口绑定;

· 采用网络带宽自适应的流量控制技术，可根据具体的网络环境自动选择合适的码流。

客户端功能

监控人员通过视频监控客户端可实现如下功能：视频的实时浏览切换、上墙显示、远程控制、录像、录像回放、实时浏览、智能检索等功能;所有客户端统一由市局监控中心授权认证，实现分级分权管理，同时市局客户端具有优先控制和统一调度县局的权限，以提高管理工作效率。

结语

随着人们对和谐家园、和谐社会的需求日益递增以及先进技术和先进设备的不断升级，自动化实时监测已成为现实，环境安全保卫和管理亦跨上新的台阶。我们有理由相信灵活的网络框架将为以后的更新与换代打下了良好基础，不处不在的监控为环境安保提供了更多的便利。