重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術方案

目錄

第一章項目概述..........................................................6

1.1.項目建設背景......................................................6

1.2.項目概況..........................................................6

1.3.需求分析..........................................................8

1.3.1環(huán)保信息化建設及現狀...........................................8

1.3.2重點污染源視頻監(jiān)控需求.........................................9

1.4.項目建設目標...................................................10

1.4.1總體建設目標..................................................10

1.4.2具體建設目標..................................................11

1.5.項目建設規(guī)模.....................................................12

1.6.設計原則.........................................................13

1.7.設計依據.........................................................15

第二章系統(tǒng)總體設計.....................................................18

2.1.設計思路........................................................18

2.2.系統(tǒng)定位.........................................................20

2.3.系統(tǒng)組成.........................................................21

2.4.拓撲結構圖.......................................................23

2.5.系統(tǒng)功能.........................................................27

第三章系統(tǒng)詳細設計.....................................................29

3.1.前端子系統(tǒng)設計...................................................29

3.1.1前端子系統(tǒng)組成部分.............................................29

3.1.2前端子系統(tǒng)設計.................................................30

3.1.2.1攝像機選型.................................30

3.1.2.2云臺、防護罩部分...........................38

3.1.2.3監(jiān)控立桿機箱設計...........................39

3.1.2.4前端防雷接地設計...........................42

3.1.2.5前端設備供電保障...........................44

3.1.2.6監(jiān)控點夜間補光設計（備選）................46

3.2.傳輸子系統(tǒng)及網絡帶寬分析.........................................49

3.2.1前端攝像機至廠區(qū)監(jiān)控匯聚點.....................................49

3.2.2廠區(qū)監(jiān)控匯聚點至二級監(jiān)控中心（市級）...........................50

3.2.3二級監(jiān)控中心（市級）至一級監(jiān)控中心（省級）.....................51

3.2.4二級監(jiān)控中心（市級）至三級監(jiān)控中心（縣級）.....................51

3.2.5交換機交換壓力分析.............................................52

3.3.管理中心設計....................................................52

3.3.1管理中心功能分類..............................................52

3.3.2一/二級監(jiān)控中心控制/顯示系統(tǒng)..................................53

3.3.31/二級監(jiān)控中心解碼子系統(tǒng)......................................56

3.3.4一/二級監(jiān)控中心存儲系統(tǒng)........................................63

3.3.5—/二級流媒體系統(tǒng)設計..............................................68

3.3.6平臺承載服務模塊總述...............................................69

3.4.信息安全與保障.......................................................71

3.4.1設備安全與可靠性...................................................71

3.4.2網絡傳輸與接入安全..................................................72

第四章應用軟件功能介紹......................................................73

4.1平臺特點................................................................73

4.1.1統(tǒng)一的監(jiān)控平臺......................................................73

4.1.2開放的體系架構......................................................73

4.1.3高可靠、高性能......................................................74

4.1.4可擴展特性..........................................................74

4.1.5全面的安全性........................................................74

4.1.6部署方便靈活.......................................................74

4.1.7支持高清監(jiān)控.......................................................75

4.1.8人性化的設計.......................................................75

4.2架構設計...............................................................75

4.2.1單域的組網方式.....................................................75

4.2.2多域的組網方式......................................................76

4.3存儲技術...............................................................76

4.4流媒體技術............................................................77

4.5智能分析技術..........................................................78

4.6平臺組成...............................................................78

4.6.1中心管理服務器......................................................78

4.6.2存儲管理服務器......................................................78

4.6.3流媒體服務器.......................................................79

4.6.4報警管理服務器.....................................................79

4.6.5電視墻服務器.......................................................79

4.6.6Web服務器..........................................................79

4.6.7電子地圖............................................................80

4.6.8C/S客戶端..........................................................80

4.6.9B/S客戶端..........................................................80

4.6.10擴展手機客戶端....................................................80

4.7平臺功能...............................................................81

4.7.1用戶管理............................................................81

4.7.2權限管理............................................................81

4.7.3設備管理............................................................81

4.7.4實時監(jiān)控............................................................82

4.7.5PTZ控制...........................................................83

4.7.6語音對講及廣播.....................................................84

4.7.7錄像存儲............................................................84

4.7.8檢索回放.....................................................84

4.7.9報警管理.....................................................86

4.7.10日志管理.....................................................88

4.7.11電子地圖.....................................................89

4.7.12電視墻管理...................................................90

第五章海康威視售后服務承諾.............................................91

第六章技術培訓計劃.....................................................98

第一章項目概述

1.1.項目建設背景

隨著全球工業(yè)化的深入，人類的生存環(huán)境正日益受到生活和生產

所產生的污染物的危害。隨著中國經濟環(huán)境的改善，人們也日益重視

生活環(huán)境的提高。環(huán)境保護、環(huán)境監(jiān)測成為我們合理利用環(huán)境資源、

保護生態(tài)環(huán)境的重要工作。環(huán)境污染問題引起了國家相關部門的高度

重視。2007年，國務院發(fā)布了節(jié)能減排綜合性工作方案，明確要求對

國家重點監(jiān)控的污染源和治理設施實行自動在線監(jiān)測，全國所有的重

點污染源和重點治污設施，都要安裝自動在線監(jiān)測設備。2009年12

月7日—18日在丹麥哥本哈根舉行的世界氣候大會上，中國提出了到

2020年，單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%的減排目標，

這些都體現國家對環(huán)境保護的重視。

1.2.項目概況

基于上述背景，各種各樣的環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)應運而生，并得到了廣

泛部署和應用。但是，目前絕大部分環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)僅僅實現了數據監(jiān)

測功能，比如實時采集和監(jiān)測排污點的二氧化硫和化學需氧量排放

量，而沒有實現圖像監(jiān)控功能，不能直觀的看到排污點實際圖像。

為此，建立以各級環(huán)保部門為中心、相關排污企業(yè)為分支點的污

染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行。通過與環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)結合，將環(huán)保監(jiān)測

數據處理服務器中的數據信息和污染源監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻信息相關

聯，在實現排污點數據監(jiān)測的同時進行更為直觀的排污點實時視頻瀏

覽和排污點監(jiān)控錄像調用，污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以很好的幫助各級

環(huán)保部門有力提升監(jiān)督能力和監(jiān)管效率。

山西省環(huán)保局已按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實施”的原則初步完成全

省重點污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)的建設任務，建立了一個高效、快捷、安

全的污染源在線自動監(jiān)控綜合網絡，使環(huán)境管理部門能夠及時、準確

地掌握重點單位主要環(huán)境要素質量的實時數據，掌握全省區(qū)域內主要

污染因子的排放總量。為穩(wěn)步扎實抓好污染減排“三大體系”能力建

設，在污染源無線自動監(jiān)控的基礎上，省環(huán)保局計劃實現對省內區(qū)域

的所有重點污染源廢水排放口、廢氣排放筒、廢氣無組織排放嚴重部

位（焦爐爐體、化工貯藏區(qū)等）、污染嚴重的重點工業(yè)園區(qū)等實施不

間斷視頻監(jiān)控。

為確保污染源自動監(jiān)控設施正常穩(wěn)定運行，防止排污單位弄虛作

假、故意不正常投運自動監(jiān)控設備，山西省環(huán)保廳計劃實施重點污染

源視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設項目，通過“點對點”有線接入，可實現遠程圖

像實時監(jiān)控、圖像自由調用及存儲錄制功能，記錄排污單位有無違法

行為，為環(huán)境保護行政決策、科學執(zhí)法、嚴格執(zhí)法奠定堅實基礎。

1.3.需求分析

1.3.1環(huán)保信息化建設及現狀

環(huán)境保護中很重要的一環(huán)是環(huán)境監(jiān)測與信息管理。目前環(huán)境監(jiān)測

中的最重要的信息有兩種：環(huán)境參數和現場圖像。這兩種信息的數字

化程度與環(huán)保工作的力度、準確度以及工作人員的工作量大小有著極

大關聯。環(huán)境參數監(jiān)測在多年前即已開始，而視頻監(jiān)控是今年來興起

的新的監(jiān)測方式。

環(huán)境參數真實地反映出被監(jiān)測對象的污染程度、排污數量以及污

染處理設備的工況。而圖像信息可以反映監(jiān)測現場的僅僅用數據說明

不了的與污染有關的狀況，如排放物的顏色、污染處理設備的運行情

況等等，還可在用于出現環(huán)保突發(fā)事件時輔助遠程指揮現場應急處理

過程。當企業(yè)在污染測試設備作手腳時也可用視頻聯動的方式監(jiān)督。

環(huán)境監(jiān)測需要各種監(jiān)測儀表，污染源的處理現場監(jiān)測儀表的數據

（COD/TOC、流量、PH值、設備運轉開關量）通過監(jiān)測儀表采集，需

要把監(jiān)測儀表的數據數字化實時傳送到各級環(huán)保監(jiān)控中心。環(huán)境監(jiān)測

現場的圖像也需要在經過攝像機采集后編碼轉換為數字信號后，在各

級監(jiān)控中心需要時實時傳送回各級環(huán)保監(jiān)控中心。

目前很多省市已經建立了環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)，對各企業(yè)的廢水、

廢氣排放口，污水處理廠進出水口等處的關鍵環(huán)境數據進行監(jiān)測，并

通過網絡或GPRS傳輸方式實時上傳至環(huán)保監(jiān)測中心。但在實際應用中

也存在著不少問題，某些企業(yè)擅自關停監(jiān)測設備、故意篡改監(jiān)測數據、

隨意更改傳感器安放地點，都導致了環(huán)境在線監(jiān)測系統(tǒng)的正常運行程

度不高，甚至在某些地區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)已經處于癱瘓狀態(tài)，環(huán)保監(jiān)控仍然

依賴于人工現場采集數據進而判斷情況，增加了工作成本。而由于視

頻監(jiān)控手段在近年來剛剛興起，大多數環(huán)保應用尚未采用視頻圖像傳

輸對現場進行觀看，至于進一步的數據采集和視頻監(jiān)控整合更無從談

起。

1.3.2重點污染源視頻監(jiān)控需求

環(huán)保重大污染源監(jiān)察遇到的問題比一般環(huán)保實時監(jiān)測要求更高，

目前已知的監(jiān)察需求內容如下：

各級監(jiān)察局能同時收到重大污染源的監(jiān)測儀表的重點實時數值

（TOC、空氣粉塵及SO濃度等）、污水排放流量值和相應的視頻圖像。

視音頻部分，主要有如下的幾個地點可能需要觀看：

排污口污水狀況一看清顏色

煙氣排放狀況一看清煙氣顏色

企業(yè)污水處理車間(設備)外觀運行狀況及運轉聲響

企業(yè)煙氣處理設備外觀運行狀況

關鍵儀器圖像監(jiān)控，防止人為篡改或破壞

錄音錄像一個月

圖像信息要比數據信息傳遞的信息量更大，更直觀。通過遠程視

頻可以實現單純數據集成做不到的功能，如：

遠程觀看空氣煙塵污染程度；

遠程觀看污水排放口水質顏色；

遠程觀看江河湖海的水體狀況；

遠程觀看污水處理機房及設備的工作現狀；

等等。

以上視覺直接觀看現場遠比查看數據的信息量更多。由于能遠程

進行“實地”觀看，在一定程度上可以大大減少現場監(jiān)察的成本，極

大提高現場監(jiān)察的次數和“偶然性”，減少被監(jiān)察對象在現場監(jiān)察前

提前做準備的機會。

1.4.項目建設目標

1.4.1總體建設目標

(1)通過遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)對企業(yè)的廢氣、廢水排污口、

重點工業(yè)園區(qū)、城中村排污情況及在線監(jiān)測儀器的運行情況進行實時

監(jiān)控和記錄，為執(zhí)法人員在事后處理中提供證據。

（2）通過遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)對上述監(jiān)控點的排污情況進行

實時監(jiān)控，做好環(huán)境風險事故的防范與監(jiān)管。

（3）通過遠程網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，各級環(huán)保部門領導和執(zhí)法人

員都能實時的看到現場的情況，做到事前監(jiān)督。

（4）根據全省目前情況，計劃實現二級管理體系。一級管理體

系:省環(huán)保局能監(jiān)看到全省的圖像，二級管理體系：各地市環(huán)保局，

能監(jiān)看到所管轄市的所有圖像。

（5）可實現同一圖像多級，多點同時觀看，有利于統(tǒng)一指揮和

多級多點同時監(jiān)管。

1.4.2具體建設目標

1）監(jiān)控指揮屏幕墻可以實時顯示前端采集點的圖像；

2）數字圖像可以通過計算機網絡實現遠程傳輸；

3）所有視頻圖像進行全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像

進行查詢和回放，滿足30*24小時存儲；

4）采用數字云臺，具有實時回顯位置信息功能；同時配備電動

可變長焦距鏡頭和低照度高清晰攝像機；可以通過專用操作鍵盤或監(jiān)

控軟件控制云臺和鏡頭；

5）通過設置的監(jiān)測點實現整個監(jiān)控區(qū)面積的監(jiān)視范圍達到95%

以上；

6）系統(tǒng)安全性高，采用人員身份認證、訪問控制功能等方式保

證系統(tǒng)安全可靠；

7）查詢簡便性：采用時間流設計，可由時間、日期完成資料檢

索；

8）電源系統(tǒng)：電源供給在全天候的環(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供

電；

9）防雷系統(tǒng)：系統(tǒng)有安全的防雷保障措施，確保系統(tǒng)能夠安全

運行。

1.5.項目建設規(guī)模

A1個省中心平臺；

?11個市級平臺；（下級各縣平臺連接至市）

A140個重點監(jiān)控企業(yè)；

>10個工業(yè)園區(qū)；

A13個城市高空視頻監(jiān)控點（太原3個，其它地市各1個）；

>10個其他類型視頻監(jiān)控點位。

1.6.設計原則

環(huán)境污染可以分為四類：水污染、大氣污染、固體廢物污染和噪

聲污染。污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)是提高環(huán)境監(jiān)督管理能力和污染事故應

急處理能力的重要手段，建設重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)能全面掌握污

染物實際排污量，有效防止企業(yè)違法排污，增強企業(yè)環(huán)保意識，促進

企業(yè)技術改造。對改善我區(qū)環(huán)境質量，有效控制企業(yè)污染，實現創(chuàng)建

國家級生態(tài)區(qū)和構建和諧社會目標具有重要意義。

本項目方案設計遵循技術先進、功能齊全、穩(wěn)定可靠的原則，并

綜合考慮當地的地理環(huán)境與氣候特點，形成一套系統(tǒng)的、完整的、全

面的、合理的系統(tǒng)解決方案，并遵循以下原則：

1）可靠性

本系統(tǒng)能在惡劣的環(huán)境中穩(wěn)定可靠運行，室外設施的建設具備防

水防高溫的特性；具有完善的故障恢復功能，能確保數據的準確性、

完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能；網絡傳輸鏈路采用冗余備

份策略，保障系統(tǒng)不間斷運行。

2）安全性

本系統(tǒng)充分考慮系統(tǒng)前端設備、傳輸鏈路和數據存儲的安全性。

室外設備具備防止人為破壞的設計；對傳輸鏈路數據進行加密處理,

防止被非法入侵、竊取和篡改；監(jiān)控集成平臺進行有效的安全管理手

段，對人員、設備和各種信息資源進行統(tǒng)一授權控制。

3）先進性

本系統(tǒng)的技術性能和質量指標達到國際領先水平，集國際上眾多

先進技術于一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最

新發(fā)展水平，適應時代發(fā)展的要求。同時，從實戰(zhàn)應用角度出發(fā)，系

統(tǒng)的安裝調試、軟件編程和操作使用又簡便易行，容易掌握。

4）實用性

本系統(tǒng)設計充分考慮用戶實際需要和信息技術發(fā)展趨勢，根據用

戶要求，通過嚴密、有機的組合，實現監(jiān)控的各種實用功能，通過信

息的共享和系統(tǒng)聯動提高資源的利用效率，通過上層應用軟件的定制

開發(fā)，為管理提供各種增值應用。

5）擴展性

本系統(tǒng)設計中考慮到今后技術的發(fā)展和使用的需要，具有更新、

擴充和升級的可能。并根據今后該系統(tǒng)的實際要求擴展系統(tǒng)功能，可

方便地擴展固定監(jiān)控站點、單兵無線監(jiān)控、車載移動執(zhí)法取證、各種

建筑和實施的保安監(jiān)控等。

6）可管理性

本系統(tǒng)通過指揮中心實現對設備、人員、資源的統(tǒng)一分配和管理,

實時撐握一線情況，可對各級分控中心能進行統(tǒng)一指揮。

7）開放性

視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟件集成平臺能很好地兼容不同的異構子系統(tǒng)，不

同的技術、不同的產品都能納入到該集成平臺上來運行。

8）經濟性

在保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)性能優(yōu)異的前提下，充分考慮系統(tǒng)的投資成

本，通過優(yōu)化設計，選擇最合理實用的系統(tǒng)設備及售后服務。

1.7.設計依據

本系統(tǒng)設計及設備選型滿足以下規(guī)范及標準：

令GB/T50311-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程設計規(guī)范》

令GB/T50312-2000《建筑與建筑群綜合布線系統(tǒng)工程驗收和規(guī)范》

令GB50303-2002《建筑電氣工程施工質量驗收規(guī)范》

令GA/T70-1994《安全防范系統(tǒng)行業(yè)標準》

令GA/T75-1994《安全防范工程程序與要求》

令GA/T74-2000《安全防范系統(tǒng)通用圖形符號》

令GBJ115-87《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設計規(guī)范》

令GB50198-94《民用閉路電視系統(tǒng)工程技術規(guī)范》

令GB16796-1997《安全防范報警設備、安全要求和測試方法》

令BMZ1-2000《涉及國家秘密的計算機信息系統(tǒng)保密技術要求》

令GB50222-95《建筑內部裝修設計防火規(guī)范》

令JGJ/T16-96《民用建筑電氣設計規(guī)范》

令GB/T50169《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》

令EIA/TIA-569《建筑線纜標準》

令GB50348-2004《安全防范工程技術規(guī)范》

令GA/T367-2001《視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)技術要求》

令GA308-2001《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則》

令GBJ232—82《電氣裝置工程施工及驗收規(guī)范》

令GB/2887-2000《電子計算機場地通用規(guī)范》

令GB50174-2000《電子計算機場地設計規(guī)范》

令GB9361-1998《計算站場安全要求》

令SJ/T10796-1996《計算機機房用活動地板技術條件》

令GB50057-94《建筑防雷設計規(guī)范》

令GB50054-95《低壓配電設計規(guī)范》

令YT/T5015-95《電信工程制圖與圖形符號》

令JGJ/T16—1992《民用建筑電氣設計規(guī)范》

令ISO/IEC14496-2MPEG4《視音頻編解碼標準》

令GA308-2001《安全防范系統(tǒng)驗收規(guī)則》

令《山西省重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設項目說明》

令相關行業(yè)的規(guī)定及規(guī)范

第二章系統(tǒng)總體設計

2.1.設計思路

在設計山西省重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)時，我們采取了“模數結

合視頻監(jiān)控”理念，打造一套先進的重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)。"先進

性"不僅帶來技術、產品、系統(tǒng)上的革新，也帶來系統(tǒng)平均成本下降

和"以人為本”的理念。

從技術、產品和系統(tǒng)的革新來看，主要包含以下幾大核心點：

（1）前端采集的視頻圖像清晰，在夜間配合適當補光設備能夠

保證觀察的持續(xù)性；根據不同的應用環(huán)境，選擇不同的前端設備，保

證設備能夠在高空、煙塵等較惡劣環(huán)境下正常工作；視頻編碼技術先

進，H.264編碼標準在保證圖像質量條件下較MPEG-2、MPEG-4編碼方

式減少30%或以上的帶寬占用。

（2）采用新的存儲技術來搭建更合理的網絡視頻存儲架構，在

滿足海量數據存儲同時，強調數據集中管理、海量數據智能檢索和多

種存儲手段確保存儲可靠性等。

（3）開放式集成平臺完成智能化集中管理、多個子系統(tǒng)間聯動、

應急預案與指揮調度。

在上述三大核心點之上，我們更多地考慮系統(tǒng)級的可靠性和人性

化的人機交互界面，主要包含以下幾部分內容：

(1)產品及輔件設計保障、產品質量保障、產品已用情況分析;

(2)傳輸網絡接入要求分析、承載性能分析、安全運行風險分

析與規(guī)避方法；

(3)軟件平臺架構分析、系統(tǒng)運行壓力節(jié)點分析判斷與對策；

(4)類似系統(tǒng)建設案例分析；

(5)公司品牌保障與強大的售后服務體系保障；

(6)基于分域、分級電子地圖的可視化人機交互界面。

(7)采用環(huán)保行業(yè)專用DVR,在企業(yè)使用可配套的數采儀設備時

可將污染源的檢測數據疊加在視頻圖像上，管理維護更智能。同時可

以通過該主機傳輸及存儲數據信號，未來系統(tǒng)擴展時可方便的實現數

據超標報警、預警，非正常突變數據報警等功能。

與此同時，系統(tǒng)建設成本是設計本系統(tǒng)時不可回避的問題，在同

質、同功能、滿足并符合國家相關建設標準的前提下，在中央相關政

策的積極倡導下，我們將優(yōu)先選擇國產知名品牌。

通過與用戶的密切交流，我們將打造一套先進的、高可靠性的、

智能化的、優(yōu)質的并且極富經濟競爭力的山西省重點污染源綜合視頻

監(jiān)控系統(tǒng)。

按照"數字化、網絡化、智能化”的思路，在可靠運行的前提下借

助先進的視頻監(jiān)控技術提升系統(tǒng)的先進性，滿足的發(fā)展要求；完善監(jiān)

控系統(tǒng)的管理和運用，使監(jiān)控系統(tǒng)對安保、業(yè)務的作用最大化；完善

系統(tǒng)之間的聯動和應用軟件的功能，使用戶在運用本套系統(tǒng)時能充分

感受到穩(wěn)定、實用和便利。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)定位

以上述設計思路為指導方針，結合用戶真實需求，我們設計團隊

與用戶共同商議并確定了山西省重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)的定位：

1.高起點的設計系統(tǒng)，系統(tǒng)具有經濟性、可靠性、先進性和可

持續(xù)發(fā)展特性；

2.強調系統(tǒng)的可靠性，確保高起點的先進系統(tǒng)在未來應用過程

中的穩(wěn)定、可靠，而且能長期不間斷無故障地運行；

3.強調系統(tǒng)的經濟性，利用新技術、新產品構建新系統(tǒng)，簡化

系統(tǒng)建設難度和環(huán)節(jié)，提高子系統(tǒng)乃至部件的集成度，有效

士也、合理地降低系統(tǒng)建設平均成本；

4.強調系統(tǒng)的實戰(zhàn)性，一切圍繞用戶業(yè)務需求展開，系統(tǒng)服務

于實戰(zhàn)，具體體現在對潛在危害的察覺、對緊急突發(fā)事件的

處理上；

5.強調系統(tǒng)資源的共享，讓本次建設的系統(tǒng)成為一個立體的、

多層次的、全方位的、具備防御層概念的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，開

放式的軟件平臺為系統(tǒng)資源二次利用、共享打下堅實的基石。

2.3.系統(tǒng)組成

任何規(guī)模、任何形態(tài)、任何階段的視頻監(jiān)控系統(tǒng)都可歸納為：由

前端子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、存儲子系統(tǒng)、顯示子系統(tǒng)和控制子系統(tǒng)組

成。因此，在＜第三章系統(tǒng)詳細設計》部分，我們會對上述子系統(tǒng)進

行詳細設計。

本節(jié)著重闡述系統(tǒng)框架，對系統(tǒng)一級層面做闡釋。山西省重點污

染源監(jiān)控點規(guī)模較大、密集度高，采用"數模結合視頻監(jiān)控〃能大幅簡

化系統(tǒng)設計難度，整套系統(tǒng)層次清晰明了，即:

將上述系統(tǒng)架構與本次項目圖紙相結合，我們可以清晰地把系統(tǒng)

建設歸類：

(1)前端子系統(tǒng)

即廣泛分布在重點污染源各個監(jiān)控點的攝像機及輔材，室外監(jiān)控

點還包括立桿、防雷、接地、光端機等。

(2)傳輸子系統(tǒng)

即部署在重點污染源內部的局域網，前端攝像機至廠區(qū)管理中

心、二級監(jiān)控中心至一級主控中心均網絡采用光纖傳輸的方式。具體

體現在設計接入層交換機、匯聚層交換機和核心交換機。

（3）存儲子系統(tǒng)

即部署在二級監(jiān)控中心（市級）的網絡存儲設備，由于采用集中

存儲模式，將由若干臺磁盤陣列構成存儲網絡，給前端子系統(tǒng)提供存

儲服務。并為監(jiān)控中心和分控客戶端提供資料檢索與回放服務。

（4）顯示與控制子系統(tǒng)

即部署在監(jiān)控中心的解碼、顯示設備和控制設備，具體包括顯示

設備及電視墻、解碼設備、控制主機及控制臺等。在本系統(tǒng)中工作人

員借助它們完成監(jiān)視與控制功能。

2.4.拓撲結構圖

山西省重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)邏輯構成示意圖:

高空/園區(qū)監(jiān)控-)><*■"?■

省____

『后J=>瓦:曰

焦化廠/污水廠

j

咂「0，1

能必縣

系統(tǒng)以一級監(jiān)控中心作為主控中心,二級監(jiān)控中心、各個重點污

染源通過網絡互聯。

山西省重點污染源視頻監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控設備組網拓撲示意圖:

攝算機攝乳機前端監(jiān)控點］攝女機機

視妝服務器視頻,14務瑞

，…’?!■'-

移動專網

-------1

I---------存儲

服務器

舊分捽中心

口口口

aaok^

流媒催

中心抖《集中仔流媒公IPSAN電視增

出務器州中5《集中存硬解碼終端

電視墻硬解碼終端制券.他設備,限務器倒

制終結僚沒笈）

省總控中心

各監(jiān)控點選擇模擬前端，接入各自廠區(qū)匯聚點，通過光纖將信號

傳輸至二級監(jiān)控管理中心。在廠區(qū)匯聚點，模擬信號通過DVR轉換為

數字信號后接入監(jiān)控網。

在高空等不需要進行數據疊加或不適合前端放置DVR的地點，采

用視頻服務器將視頻圖像編碼傳輸。視頻服務器可選擇內置一塊硬盤

方式做本地存儲，最大程度保證錄像不丟失。

承載監(jiān)控平臺軟件的各種應用服務器部署在一級監(jiān)控中心機房，

直接與核心交換機相連。包括：管理服務器、流媒體服務器、報警服

務器、Web服務器和網絡磁盤陣列。

管理中心的嵌入式解碼器和控制主機(PC)通過交換機接入監(jiān)控

網。

接入層交換機、匯聚交換機、核心交換機之間采用冗余聯接。

2.5.系統(tǒng)功能

全天候監(jiān)控功能：通過重點污染源內安裝的全天候監(jiān)控設備，全

天候24小時成像，實時監(jiān)控重點污染源安全狀況；

晝夜成像功能：可見光成像系統(tǒng)的彩色模式非常適合天氣晴朗、

能見度良好的狀況下對200米范圍內的觀察監(jiān)視識別；黑白模式則具

有優(yōu)良的夜視性能和較高的視頻分辨率，對于重點污染源照度很低的

地點具有良好的成像性能；

前端設備控制功能：可手動控制鏡頭的變倍、聚焦等操作，實現

對目標細致觀察和抓拍的需要；對于室外前端設備，還可遠程啟動雨

刷、燈光等輔助功能。

集中管理指揮功能：在指揮中心采用視頻綜合管理軟件，實現對

各監(jiān)控點多畫面實時監(jiān)控、錄像、控制、報警處理和權限分配；

回放查詢功能：有突發(fā)事件可以及時調看現場畫面并進行實時錄

像，記錄事件發(fā)生時間、地點、及時報警聯動相關部門和人員進行處

理，事后可對事件發(fā)生視頻資料進行查詢分析；

電子地圖功能：系統(tǒng)軟件多級電子地圖，可以重點污染源各企業(yè)

廠區(qū)的平面電子地圖以可視化方式呈現每一個監(jiān)控點的安裝位置、報

警點位置、設備狀態(tài)等，利于操作員方便快捷地調用視頻圖像；

實現各類視頻信息整合和管理：整合各類不同來源環(huán)保檢測數

據，如PH值、二氧化碳含量、二氧化硫含量等，在相應的視頻圖像

上進行疊加，既可以看到污染源企業(yè)的廢氣、廢水的排放圖像，又能

顯示相關的檢測數據，具有直觀、方便的特點。

第三章系統(tǒng)詳細設計

3.1.前端子系統(tǒng)設計

3.1.1前端子系統(tǒng)組成部分

每個前端系統(tǒng)的設計與施工都由以下部分組成：

■前端攝像機

■立桿與基礎

■室外設備箱

■UPS集中供電電源

■前端監(jiān)控點的配電與防雷地接地系統(tǒng)

前端系統(tǒng)設計應具有抗風、抗震、防雷、防雨、防塵、防鹽霧、

防銹蝕、防變形的功能。攝像機、借桿或立桿、機箱應考慮以下因素:

■工作溫度范圍為一10℃?60℃（或帶有自動加溫、散熱功能）

?濕度30%—80%

■抗震等級8級

■臺風：12級

■電磁干擾20dB

3.1.2前端子系統(tǒng)設計

3.1.2.1攝像機選型

山西省重點污染源監(jiān)控前端子系統(tǒng)攝像機按照用途可以分為三

類，如下表所示：

監(jiān)控區(qū)域位置攝像機類型布點說明

監(jiān)控范圍在30—300米之間，設

污水處理廠和

智能高速球型攝像機置預置點位，具有自動跟蹤，超低照

焦化廠

度成像的功能

用于發(fā)電廠的污染源排放監(jiān)控，

監(jiān)控范圍在1000米以內，具有監(jiān)視范

發(fā)電廠槍式攝像機

圍廣而遠的功能，可用于小規(guī)模園區(qū)

監(jiān)控

用于11個市(含太原)的城市高

空監(jiān)控，并可用于園區(qū)監(jiān)控。配置超

城市高空視頻透霧雙CCD攝像機

長焦鏡頭，具有透霧、防抖動，自動

變焦，監(jiān)視范圍廣而遠的功能

(1)城市高空監(jiān)控

城市高空監(jiān)控攝像機布置在11個市（含太原）制高點，每個市

布置1個攝像機，其中太原3個，共計13個。設置制高點圖像監(jiān)控

及傳輸系統(tǒng),可以減小視覺死角，最大限度監(jiān)控城市外圍環(huán)境及其重

點污染源,云臺結合大倍數鏡頭的對應角度而制作，與鏡頭角度配合

后可容易的掌控到每一個監(jiān)控目標，都可以居于視頻觀看的中心，方

便進行下一步分析處理，云臺預置精準，節(jié)省人員日常操作難度，實

現自動設定、自動巡航，云臺自帶數據回傳通道。通過該系統(tǒng)監(jiān)控中

心可隨時掌握實時,準確，清晰的現場情況,為領導迅速、準確處置突

發(fā)事件提供保障。

令紅外熱成像

制高點監(jiān)控采用紅外熱成像攝像機，熱成像儀是一種能夠探測極

小溫差的傳感器，可以將溫差轉換成實時視頻圖像進行顯示。在監(jiān)視

器上顯示的這種視頻圖像完全適合于夜視應用。與需要微光才能產生

圖像的其它夜視系統(tǒng)不同，熱成像是被動紅外成像，不需要可見光支

持，從而使其成為黑暗條件下觀察的理想工具。

熱成像夜視

熱成像儀能有效監(jiān)控大面積的開闊地帶。熱成像對于入侵者來說

是不可見的，所以使用者在監(jiān)控入侵者的活動時，不會被發(fā)現

?透霧監(jiān)控功能

由于城市制高點監(jiān)控攝像機監(jiān)視的范圍要求達到5-10公里，秋

冬季節(jié)霧氣沉重，攝像機在大霧天氣容易失去圖像，使得監(jiān)控點監(jiān)控

作用失效，為使城市外圍和重點污染源周邊實現全天候圖像監(jiān)控，在

城市制高點監(jiān)控攝像機增設透霧終端，輔助攝像機，能夠得到很好的

監(jiān)控視頻圖像，由于使用了不可見光的紅外波段，因此可以全天候使

用，無論霧、靄、雨、雪天氣都能使用。

令防抖動

光學防抖(0IS)是利用安裝在鏡頭里的一組可以上下左右活動的

鏡片(PSD鏡片)來完成的。當監(jiān)視目標發(fā)生抖動時，檢測電路檢

測出抖動的方向，經控制電路控制PSD鏡片相應地移動，對抖動進

行補償。這種方式補償效果好，補償后畫面沒有損失，畫面清晰而穩(wěn)

定。

令鏡頭的選擇

由于城市高空監(jiān)控攝像機要求達到5-10公里的監(jiān)視范圍，普通

攝像機無法滿足要求，須選用超長焦鏡頭。本方案選用的是48倍鏡

頭，鏡頭焦距f257200mm,可以滿足監(jiān)視需求，計算方法如下:

f=wL/W或f=hL/h

f;鏡頭焦距

w：圖象的寬度（被攝物體在ccd靶面上成象寬度）

W：被攝物體寬度

L：被攝物體至鏡頭的距離

h：圖象高度（被攝物體在ccd靶面上成像高度）視場（攝取場

景）高度

H：被攝物體的高度

ccd靶面規(guī)格尺寸：單位mm

規(guī)格WH

1/3”4.83.6

1/2"6.44.8

2/3”8.86.6

12.79.6

由于本方案選用的攝像機ccd靶面規(guī)格尺寸為1/3”,根據上述

計算公式，在被攝物體至鏡頭的距離為5公里時，攝像機可以看清寬

度為20米的物體；在被攝物體至鏡頭的距離為10公里時，攝像機可

以看清寬度為40米的物體。

（2）發(fā)電廠監(jiān)控

用于發(fā)電廠的污染源排放監(jiān)控，監(jiān)控范圍在1000米以內，其功

能與城市高空監(jiān)控攝像機類似。選用的是30倍鏡頭，鏡頭焦距

f10-300mm.

由于本方案選用的攝像機ccd靶面規(guī)格尺寸為1/3”,根據上述

計算公式，在被攝物體至鏡頭的距離為1公里時，攝像機可以看清寬

度為16米的物體。

（3）污水處理廠和焦化廠監(jiān)控

污水處理廠和焦化廠監(jiān)控范圍在30-300米之間，選用的是36

倍光學變焦的智能高速球型攝像機，該攝像機480TVL（彩色）520TVL

（黑白）最低照度1.4Lux/F1.4（彩色）,0.01Lux/FL4（黑白）;焦距

3.4-122.4mm,36倍；水平鍵控速度：0.3°~160°/220°/300°/s,

速度可設；水平預置點速度：400°/s；垂直鍵控速度：0.3°~60°

/75°/90°/s,速度可設；垂直預置點速度：200°/s；預置點個數

256個。用于污水處理廠和焦化廠室外開闊區(qū)域，監(jiān)控廢水、廢氣排

放情況。同時整合各類不同來源環(huán)保檢測數據，如PH值、二氧化碳

含量、二氧化硫含量等，在相應的視頻圖像上進行疊加，既可以看到

污染源企業(yè)的廢氣、廢水的排放圖像，又能顯示相關的檢測數據，具

有直觀、方便的特點。

門.屬污染源監(jiān)控點光纖專線

機柜1______________________

這靄機COD流量計

攝像機主要特性

?基于以太網控制，同時支持模擬接入

?可通過IE瀏覽器觀看圖像并實現控制

?采用H.264視頻壓縮算法和TI高性價比的最新達芬奇處理芯片和

平臺，性能可靠穩(wěn)定

?一體化集成設計，結構緊湊，內部設置數據斷電不丟失

?精密電機驅動，反應靈敏，運轉平穩(wěn)，在任何速度下操作平滑無

抖動

?水平360。連續(xù)旋轉無監(jiān)視盲區(qū)，可設定手動限位

?完全實現對協議的自動識別，配合客戶端軟件或DVR可實現點擊

跟蹤和放大

?旋轉速度根據鏡頭變倍倍數自動調整

?支持HIKVISION、Pelco-P/D協議、安防行業(yè)協議

?自動光圈、自動聚焦、自動白平衡

?具有超寬動態(tài)范圍、背光補償和低照度（彩色/黑白）自動/手動

轉換功能

?屏幕中文菜單功能及屏幕操作提示功能，可用密碼保護設置數據

?隨機掃描、幀掃描、自動掃描、花樣掃描和全景掃描等自動模式

?支持4條花樣掃描，花樣掃描記錄操作總時間最少可達10分鐘

?200個預置位，精度偏差少于0.1度，具有預置畫面凍結功能

可設置多達24個隱私遮罩塊，位置、大小可調整，畫面內可同時

有8個區(qū)域被屏蔽

?內置2個報警輸入，可在報警后調用預置點或花樣掃描功能

?2個輔助開關控制，可被報警聯動輸出

?自動歸位和空閑動作功能，以及上電動作功能

?內置溫度感應器，可顯示機內溫度

?具有防雷、防浪涌保護功能

?機件密封設計，室外罩通過IP66檢測

?支持網絡光纖模塊接入

?支持SD卡存儲

?支持單路音頻輸入和輸出

3.1.2.2云臺、防護罩部分

云臺選用室外重載變速云臺及一體化防護罩，云臺采用齒輪箱傳

動機構，選用高性能電機，運行平穩(wěn)、瞬時停止無抖動。內置穩(wěn)定

裝置，克服了垂直轉動自然下垂的缺點。

云臺選用優(yōu)良、抗老化、防腐蝕材質；全封閉結構，適用于各種

氣候條件，特別適合強風環(huán)境中使用。變速控制方式適合對各種目標

的跟蹤，同時方便對于目標的精確定位需要。

一體化防護罩，除綜合了普通大型護罩溫控、遮陽等功能外，增

加了補光系統(tǒng)和紅外熱成像攝像窗口，因為用于紅外夜視，視窗玻璃

選用光學鍍紅外增透膜玻璃，降低激光功率損耗，提升夜視效果。

3.1.2.3監(jiān)控立桿機箱設計

（1）監(jiān)控立桿設計

根據所需監(jiān)控的范圍、角度、場景以及現場條件來選擇攝像機的

安裝方法，由于監(jiān)控的地點都在室外，攝像機的安裝固定以立桿為主。

桿底端焊接固定法蘭盤，預留拉線孔，地基應是硬質，同時根據現場

安裝點的地質的實際情況，調整相應的尺寸。立桿的安裝應牢固，不

得歪斜，需用水平儀來測定；制作要美觀，其頂部應做防水帽。立桿

應有較高強度，抗臺風、防攝像機抖動、防攀爬、防腐。立桿基礎規(guī)

格按不同的桿體進行分別設計。

＞監(jiān)控桿選型

1）應根據監(jiān)控要求及現場實際環(huán)境，選擇適當規(guī)格的監(jiān)控桿。

2）同一個廣場、同一條道路或者同一個區(qū)域應安裝同一類型桿

體。特殊情況下應按監(jiān)視的范圍及避免攝像機被遮擋的原則選

用合適桿體。

3）在人口密集區(qū)等監(jiān)控范圍較大的場所宜采用6m或8m高的桿。

橫臂的長度不小于80cm,以減少死角范圍。

4）利用原有燈桿（包括其它可利用的的桿）安裝前端設備應符合

下列要求：

?一般情況下不宜選擇水泥燈桿安裝前端設備。

?不得采用安裝在突出路面混凝土塊上的燈桿。

?金屬燈桿基礎牢固度、承重、防風以及抗震等各方面能達到相

同規(guī)格的指標要求時，經合理改造，可用來安裝攝像機和設備

箱等前端監(jiān)控設備。

?桿體基礎必須無松動，桿體本身必須無銹蝕，燈桿底部管徑必

須不小于250mm,壁厚必須不小于4mm。

?施工前必須選擇有代表性的桿體進行檢測計算。

?應少伸橫臂或盡量采用短臂，設備箱宜就低放置或置于地面；

如需要在燈桿上開孔引線，口徑應小于50mm,并應作好后續(xù)

焊接工作。

?掛墻安裝橫桿時，橫桿長度宜為0.6m,0.9m,1.2m及1.5m。

＞立桿結構圖示

立桿采用鍍鋅鋼管制成，在桿的頂部設有避雷針，能夠引導直擊

雷人地；在桿的上部設有攝像機安裝橫桿，可吊裝快球攝像機；桿的

中下部有電源變壓器、光端機及防雷設備箱，為加強散熱效果。

立桿底部用螺栓與基礎固定，電源線和光纜從立桿底部進入，基

礎下面裝有接地電極以及由扁鋼和角鋼組成的接地網，接地電阻會

10Qo

（2）室外機箱設計

所有的電源、光端機、防雷器等前端輔助設備都安裝在設備箱內，

內部安裝架的設計充分考慮設備的安裝位置，同時具有防雨、防塵、

防高溫、防盜等功能。不便于在立桿上部安裝設備箱的，在地面設置

設備機柜，其設計按照相關的規(guī)范標準執(zhí)行，同時應具有防塵、防雨、

防破壞等功能。

設備箱應能放置光端機、光纖終端盒、供電設備及防雷接地裝置

等前端設備。

1）箱體大小應根據光端機及其它配套設備的數量和尺寸來設計，

應與桿體大小協調，應保證有充足的空間，方便設備安裝和維

護。

2）箱體材料應符合下列要求：

?用于箱體的金屬材料，應具備抵抗腐蝕及電化學反應的能力。

?箱體宜采用優(yōu)質冷軋鋼板。

?箱體背板厚度應不小于1.2mm,其余面板厚度應不小于1.Ommo

3）箱體表面應噴涂防銹油漆，箱體應有明顯標識，表明設備箱用

途，如"治安監(jiān)控"字樣。

4)箱體進線孔必須有膠套保護，以防止各種線纜被刮傷。

5)設備箱應根據安裝方式，提供相應的安裝附件。

(3)監(jiān)控標志牌

各監(jiān)控點立桿上設立監(jiān)控區(qū)域明顯標志。戶外監(jiān)控標志一般用扣

襟固定安裝在監(jiān)控立桿上，監(jiān)控標志下邊距地面高度保持在2.5米

以上?，F場無現成立桿可以安裝的，安裝在建筑外墻上。監(jiān)控標志圖

案為等邊三角形，邊長70厘米，黃底黑框黑圖形。戶外使用鋁板加

反光膜。

IA----------70c*----------1

3.1.2.4前端防雷接地設計

(1)防雷接地網設計

本項目中，嚴格執(zhí)行國家的有關標準和規(guī)范，立桿防雷接地電阻

W10Q。

接地網布置依據地形進行設計。立桿的基礎由鋼筋網加混凝土構

成，首先用四根①50毫米的鋼管或50X50X5mm的角鋼作為接地極,

同時用鍍鋅扁鋼把四根接地極焊接形成接地網的一部分，再此接地網

與法蘭盤進行焊接，鋼管或角鋼需經過熱鍍鋅工藝處理，以增加抗腐

性能和提高其導電性能。

當土壤電阻率太高而不能滿足要求時，采用垂直接地極+減阻劑

的方法使地網接地電阻符合要求。

（2）前端設備防雷系統(tǒng)設計

由于系統(tǒng)處于雷雨多發(fā)地域，為了保證設備的安全，本系統(tǒng)全面

考慮整個監(jiān)控網絡的防雷問題，特別是前端攝像點和監(jiān)控中心的防

<由=|='。

為保護攝像機不受到直接雷擊而在立桿上設計安裝避雷針，避雷

針采用不小于625mm的圓鋼，并和立桿一次成型。在設備箱內我們

對電源、信號線及控制線路安裝相應的防感應雷措施，型號選用合格

國產名牌避雷器。為避免在現場產生感應雷高電位閃絡放電和雷電波

磁場而損壞設備，在安裝現場所有的信號線路做屏蔽做等電位接地處

理。

前端設備如攝像頭置于接閃器（避雷針或其它接閃導體）有效保

護范圍之內。如有困難避雷針也可以架設在攝像機的支撐桿上，引下

線可直接利用金屬桿本身或選用012的鍍鋅圓鋼。為防止電磁感應,

沿桿引上攝像機的電源線穿金屬管屏蔽。為防止雷電波沿線路侵入前

端設備，應在設備前的每條線路上加裝合適的避雷器。

前端攝像機電源使用AC24V或DC12V,由變壓器供電的，單相電

源避雷器應串聯或并聯在變壓器前端，如直流電源傳輸距離大于15

米，則攝像機端還應串接低壓直流避雷器。

同時選擇防護等級比較高的防雷箱體，同時在里面配置交流電源

浪涌保護器、直流電源浪涌保護器和網絡信號浪涌保護。

1）電源浪涌保護器

考慮到攝像頭大部分是室外裸露安裝，容易受到直擊雷的影

響。本項目選用C級電源浪涌保護器，除了能夠防止間接雷8/20us

的能力，還具備防止直擊雷10/35011s的能力。

交流電源經配置的自動重合閘開關（含防雷浪涌保護器）引接入

設備箱使用，如果直流變壓器與直流電源供點電長度不超過15米，

則可省去直流電源浪涌保護器。

2）網絡信號浪涌保護器

網絡信號浪涌保護器的外殼防護等級為IP20,具有使用壽命長,

防護等級高的特點。

3.1.2.5前端設備供電保障

（1）前端監(jiān)控點取電方式

監(jiān)控系統(tǒng)前端設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。本工程采取就近取電的方式為前端設備來進行供

電。

各攝像機終端在就近的公共供電網絡（如路燈供電網）取一路

220V市電，市電經加裝自動重合閘開關（含SPD）,引到設備箱使用，

保證了引入部分電源線路的漏電及防雷防護?？烨蚬╇婋妷阂鬄?/p>

24V/AC,功率約為30VAo

（2）前端UPS一體化管理設備

前端應采用智能一體化設備，實現前端設備8小時以上的不間斷

供電。尤其是

主要技術指標：

?輸入電壓：單相46Hz-60HZ、AC176V到264V,AC220V輸入

時最大脈沖電流小于10A。輸出電壓：DC12V,DC5.5V,AC24V

等多種電壓同時輸出。

?