今后很長一段時(shí)間，環(huán)境污染將成為中國眾多城市可持續(xù)發(fā)展的桎梏。目前，不少城市排污系統(tǒng)的建設(shè)滯后，而污染物排放只增不減，直接影響人們的正常生活和社會經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在城市環(huán)保不是“要不要”，而是“怎么樣”。除了經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變外，高清視頻監(jiān)控也為城市環(huán)保提供一條出路。

背景

隨著城市政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展和社會的進(jìn)步，人們對城市環(huán)境衛(wèi)生、城市排污治理等管理提出了新的要求。所以，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)建設(shè)一套智能的、基于網(wǎng)絡(luò)的、數(shù)字的、安全的綜合管理系統(tǒng)以提高城市環(huán)境保護(hù)管理工作效率，有力地打擊違法犯罪份子，加強(qiáng)城市排污治理，保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，提高人民生活水平和城市安全，提升人民滿意度和城市形象，對城市環(huán)保部門具有重大意義。

需求分析

城市環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用場合比較特殊，主要用于監(jiān)控城市排污口和相關(guān)企業(yè)排污狀況及排污錄像取證，以加強(qiáng)城市排污治理和污染企業(yè)整治。

· 排污狀況的監(jiān)視和錄像證據(jù)要求圖像質(zhì)量和清晰度高，采用百萬高清攝像機(jī)以便高清監(jiān)控排污狀況和分辨排污的細(xì)微變化;

· 要求前端攝像機(jī)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程網(wǎng)管、遠(yuǎn)程調(diào)用、遠(yuǎn)程配置等基于普遍的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)化管理，后端系統(tǒng)方便部署、控制和維護(hù);

· 考慮遠(yuǎn)程傳輸帶寬成本和網(wǎng)絡(luò)傳輸中斷導(dǎo)致中心錄像丟失的因數(shù)，應(yīng)設(shè)計(jì)本地錄像和中心自由備份錄像功能。一方面節(jié)省上行帶寬，另一方面避免因網(wǎng)絡(luò)中斷錄像丟失;

· 縣環(huán)保局、市環(huán)保局要求形成上下級管理模式，縣環(huán)保局作為市環(huán)保局的客戶端。所有客戶端統(tǒng)一由市局監(jiān)控中心授權(quán)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)分級分權(quán)管理，同時(shí)市局客戶端具有優(yōu)先控制和統(tǒng)一調(diào)度縣局的權(quán)限，以便提高管理工作效率;

· 在市環(huán)保局應(yīng)預(yù)留接口，方便系統(tǒng)與公安其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)資源共享，提高城市執(zhí)法部門間的相互配合力度，提高綜合管理能力和迅速解決突發(fā)事件的應(yīng)急能力。

方案設(shè)計(jì)

圖1環(huán)保局監(jiān)控中心拓?fù)鋱D

前端設(shè)計(jì)

1、每個(gè)監(jiān)控排污點(diǎn)采用130萬高清網(wǎng)絡(luò)紅外球機(jī)(采用立桿及室外箱安裝)，作為全景監(jiān)控排污口;采用200萬高清網(wǎng)絡(luò)槍機(jī)(采用立桿及室外箱安裝)，作為排污口近景監(jiān)控。

2、在每個(gè)監(jiān)控排污點(diǎn)前端部署1臺小型NVR產(chǎn)品，配2塊2T企業(yè)級硬盤，存儲時(shí)間大于半個(gè)月(可擴(kuò)展)，重要錄像證據(jù)備份到市局本地磁盤長時(shí)間保存。

3、前端做防雷接地保護(hù)措施，采用網(wǎng)絡(luò)電源二合一防雷器。立桿做好接地，接地電阻不大于4歐姆。

4、以上高清IP攝像機(jī)和NVR通過IP網(wǎng)絡(luò)與市局中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲管理和遠(yuǎn)程錄像調(diào)看。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

1、排污監(jiān)控點(diǎn)采用光纖收發(fā)器通過光纖匯聚到縣環(huán)保局并接入縣環(huán)保局匯聚交換機(jī)。

2、縣環(huán)保局匯聚交換機(jī)通過光接口經(jīng)環(huán)保局內(nèi)部光纖與市局核心交換機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。

后端設(shè)計(jì)

1、在市局監(jiān)控中心部署一套視頻管理平臺軟件及服務(wù)器和一套流媒體軟件及服務(wù)器對所有企業(yè)監(jiān)控的前端進(jìn)行視頻實(shí)時(shí)瀏覽、視頻切換調(diào)看、視頻解碼上墻管理、大屏幕顯示、視頻自由備份存儲(存儲可擴(kuò)容)等管理。

2、在縣環(huán)保局設(shè)計(jì)一個(gè)客戶端，該客戶端經(jīng)市局監(jiān)控中心的視頻管理平臺服務(wù)器的權(quán)限分配和認(rèn)證后，通過縣環(huán)保局匯聚交換機(jī)訪問環(huán)保局的視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源，包括前端視頻、錄像回放、云臺控制、攝像機(jī)配置等。

3、可在市局設(shè)計(jì)多個(gè)客戶端，該客戶端經(jīng)市局監(jiān)控中心的視頻管理平臺服務(wù)器的權(quán)限分配和認(rèn)證后，可通過市局核心交換機(jī)或環(huán)保局內(nèi)網(wǎng)訪問環(huán)保局的視頻監(jiān)控系統(tǒng)資源，包括前端視頻、錄像回放、云臺控制、攝像機(jī)配置等，權(quán)限優(yōu)先于縣局。

4、監(jiān)控中心設(shè)計(jì)機(jī)柜、電視墻、操作臺、平臺服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、配電系統(tǒng)、接地系統(tǒng)等。

功能設(shè)計(jì)介紹

視頻管理平臺功能

網(wǎng)絡(luò)視頻管理平臺軟件具備強(qiáng)大的管理能力，能實(shí)現(xiàn)了對用戶攝像機(jī)、DVR/NVR產(chǎn)品、中心解碼上墻等視頻設(shè)備的集中維護(hù)與管理，實(shí)現(xiàn)用戶安防的統(tǒng)一指揮與管理。開放的SDK接口和接口協(xié)議，能支持任何第三方系統(tǒng)的接入。其核心功能及應(yīng)用特點(diǎn)包括：

1、圖像瀏覽功能

· 客戶端軟件可支持4個(gè)顯示器，每個(gè)顯示器可以支持16路畫面，4屏最大可支持64路畫面，支持多畫面分割和輪巡;

· 支持屏幕圖像局部增強(qiáng)功能，保證圖像在多霧多雨等復(fù)雜環(huán)境時(shí)獲得更佳的顯示效果;

· 支持局部放大功能，在百萬像素的攝像機(jī)圖像中可以輕松獲得畫面局部的清晰畫面;

· 支持個(gè)性化布局定義及設(shè)定巡視組，支持布局間或巡視組的手動或者自動切換，方便用戶不同方式瀏覽。

2、多級電子地圖

支持多級矢量電子地圖，從市到區(qū)縣再到鎮(zhèn)/鄉(xiāng)最后到監(jiān)控點(diǎn)。通過電子地圖可以直觀的顯示監(jiān)控場所和監(jiān)控點(diǎn)位，可根據(jù)實(shí)際的物理位置查找攝像機(jī)，并觀看視頻畫面;同時(shí)當(dāng)警情發(fā)生時(shí)，在地圖上標(biāo)識報(bào)警位置，將能快速準(zhǔn)確的定位到發(fā)生報(bào)警的實(shí)際場所(如圖2所示)。

圖2多級電子地圖

3、錄像回放功能

· 支持錄像回放速度控制，有多種回放速度可供選擇，方便用戶查看錄像細(xì)節(jié);

· 支持時(shí)間軸拖放、秒級查詢、單幀回放，可以精確定位到查看畫面;

· 支持書簽管理(如圖3)，和快照索引(如圖4)，方便用戶記錄和查找所需畫面。

圖3書簽管理

圖4快照索引

4、平臺級報(bào)警聯(lián)動

當(dāng)有任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)警情發(fā)生時(shí)，可在平臺端觸發(fā)攝像機(jī)、PTZ控制、視頻錄像、開關(guān)量等的聯(lián)動，同時(shí)以信息提示、客語音提示、圖像彈出的方式快速通知用戶警情，此外，系統(tǒng)也會自動記錄報(bào)警事件及攝像機(jī)編號，并寫入日志。聯(lián)動報(bào)警延遲不超過200毫秒。真正實(shí)現(xiàn)平臺級、系統(tǒng)級的報(bào)警聯(lián)動和統(tǒng)一應(yīng)急指揮管理。

5、系統(tǒng)安全管理

支持多級權(quán)限管理和用戶認(rèn)證機(jī)制，不同用戶劃分不同權(quán)限，包括鏡頭的分組，功能的設(shè)置，云臺的控制等等權(quán)限。

6、解碼管理

· 支持標(biāo)準(zhǔn)H.264 High Profile4.2視頻壓縮格式解碼;

· 支持HDMI和VGA、BNC三種輸出方式，方便用戶選擇使用;

· 支持1畫面/2畫面/4畫面/6畫面視頻分割，支持?jǐn)?shù)字矩陣、畫面輪巡。

流媒體功能

1、流分發(fā)特點(diǎn)

靈活的調(diào)度策略：根據(jù)網(wǎng)絡(luò)寬帶，合理選擇視頻流的分發(fā)路徑，在負(fù)載較小時(shí)可優(yōu)先選擇視頻服務(wù)器到客戶端的直連方式，在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)條件下，達(dá)到最佳的使用效率。

極分發(fā)機(jī)制：依據(jù)視頻服務(wù)器接入借助多極分發(fā)機(jī)制，解決多個(gè)用戶同時(shí)關(guān)注一個(gè)攝像頭的問題。

低延時(shí)，高畫質(zhì)：結(jié)合成熟的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，視頻編碼技術(shù)和視頻回訪控制技術(shù)，提供流暢，高質(zhì)的畫面。

分發(fā)能力強(qiáng)：同時(shí)流分發(fā)帶寬為456Mbps，可滿足基本需要。

2、IO功能

· 支持200Mbps視頻同時(shí)寫入;

· 支持256Mbp視頻轉(zhuǎn)發(fā)。

3、網(wǎng)絡(luò)功能

· 采用雙千兆網(wǎng)口，支持網(wǎng)口綁定;

· 采用網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)的流量控制技術(shù)，可根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境自動選擇合適的碼流。

客戶端功能

監(jiān)控人員通過視頻監(jiān)控客戶端可實(shí)現(xiàn)如下功能：視頻的實(shí)時(shí)瀏覽切換、上墻顯示、遠(yuǎn)程控制、錄像、錄像回放、實(shí)時(shí)瀏覽、智能檢索等功能;所有客戶端統(tǒng)一由市局監(jiān)控中心授權(quán)認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)分級分權(quán)管理，同時(shí)市局客戶端具有優(yōu)先控制和統(tǒng)一調(diào)度縣局的權(quán)限，以提高管理工作效率。

結(jié)語

隨著人們對和諧家園、和諧社會的需求日益遞增以及先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備的不斷升級，自動化實(shí)時(shí)監(jiān)測已成為現(xiàn)實(shí)，環(huán)境安全保衛(wèi)和管理亦跨上新的臺階。我們有理由相信靈活的網(wǎng)絡(luò)框架將為以后的更新與換代打下了良好基礎(chǔ)，不處不在的監(jiān)控為環(huán)境安保提供了更多的便利。