摘 要：隨著水利樞紐信息化建設(shè)不斷深入，水利信息化資源不斷整合共享，大中型樞紐電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目也在持續(xù)建設(shè)實(shí)施或升級(jí)改造，高清視頻、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和追蹤監(jiān)測(cè)為該系統(tǒng)的主要訴求，IP高清攝像機(jī)被廣泛使用。信息數(shù)據(jù)的采集、輸送、存儲(chǔ)、處理和服務(wù)的數(shù)字化、智能化，極大提升了水管信息工作的效率和效能。文章簡(jiǎn)單介紹了IP高清攝像機(jī)，分析在水利樞紐視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，并結(jié)合當(dāng)前監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造的實(shí)例，指出IP高清攝像機(jī)在推進(jìn)樞紐集中實(shí)時(shí)監(jiān)控中起到積極的應(yīng)用，并對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)高清信息采集的實(shí)現(xiàn)作深入的探討。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；IP高清攝像機(jī)；互聯(lián)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)是水管企事業(yè)單位實(shí)時(shí)監(jiān)控的重要手段，直接體現(xiàn)利用信息化監(jiān)控處理事務(wù)的水平；近年來隨著信息技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的深入以及海岸、流域、河流、水庫等廣泛的監(jiān)控范疇導(dǎo)致監(jiān)控的困難度增加，實(shí)時(shí)高清視頻監(jiān)控成為重要的水情水資源監(jiān)控入口，IP高清攝像機(jī)為提升視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際綜合利用水平奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 IP高清攝像機(jī)介紹

IP高清攝像機(jī)顧名思義就是網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字化設(shè)備，主流上為HD1080P的攝像機(jī)，集成了視頻壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸處理模塊（DVS），內(nèi)置了數(shù)字化壓縮控制器和基于WEB的操作系統(tǒng)（包括Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器等），視頻信號(hào)壓縮編碼加密后，以數(shù)字信號(hào)方式通過網(wǎng)絡(luò)（局域網(wǎng)、Internet或無線網(wǎng)絡(luò)）進(jìn)行傳輸；基于網(wǎng)絡(luò)互連，用戶可通過云臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置、操控、訪問，進(jìn)行全方位地監(jiān)控。

2 IP高清攝像機(jī)傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)

按傳輸信號(hào)的不同，攝像機(jī)分為模擬攝像機(jī)和數(shù)字高清攝像機(jī)，前者傳輸?shù)氖悄M信號(hào)，前端至視頻服務(wù)器線纜通常采用BNC傳輸，受到以下限制：（1）其傳輸距離有一定限制，且長(zhǎng)距離傳輸容易受到干擾；（2）BNC線纜接頭插拔容易松動(dòng)，造成阻抗較大導(dǎo)致畫質(zhì)較差。（3）采取PAL制式進(jìn)行掃描，得到最高分辨率約40萬，無法獲得百萬像素的清晰高畫面。高清智能攝像機(jī)的數(shù)字信號(hào)通常使用光纖或網(wǎng)絡(luò)傳輸，穩(wěn)定不易受到干擾，具有明顯的高清晰度優(yōu)勢(shì)。

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)初始配置網(wǎng)絡(luò)接入后，通過網(wǎng)絡(luò)接入至平臺(tái)，用戶使用B/S或C/s方式，能直接控制前端云臺(tái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)畫面監(jiān)控操作，并對(duì)DVR或存儲(chǔ)陣列錄像數(shù)據(jù)查看和調(diào)用。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的便捷、高效管理。

3 IP高清攝像機(jī)在水利視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

3.1 清晰度更高

高清網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)采用的是百萬像素CMOS感光器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，由DSP進(jìn)行圖像處理與壓縮輸出，避免了模擬攝像球隔行掃描可能導(dǎo)致的失真和模糊現(xiàn)象，達(dá)到1080P的高清畫面，極大提升了水位標(biāo)尺、水面浮物、滑坡體、電站監(jiān)控、樞紐安防等信息的有效識(shí)別、確認(rèn)。

3.2 監(jiān)控視野更廣

對(duì)于同等畫面清晰度的需求，IP高清攝像機(jī)支持多倍自動(dòng)數(shù)字變焦和廣視覺，支持自動(dòng)光圈、自動(dòng)白平衡、夜視和背光補(bǔ)償，保證了畫質(zhì)的同時(shí)擴(kuò)大監(jiān)控視野范圍。在達(dá)到同樣的效果的條件下較模擬攝像機(jī)減少了監(jiān)控點(diǎn)數(shù)量。

3.3 便捷的維護(hù)

模擬攝像機(jī)采用BNC同軸線纜傳輸，容易受到弱電和雷電的干擾，接頭容易松動(dòng)，特別在懸掛較高的監(jiān)控點(diǎn)不便于維護(hù)。而IP高清攝像機(jī)配置簡(jiǎn)單，光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸穩(wěn)定，因具有多倍焦距和廣視角，采用鏡片較小，且為耐磨鏡片，相對(duì)模擬攝像機(jī)易清洗且不易刮花。因此采用IP攝像球養(yǎng)護(hù)省時(shí)、省力，節(jié)約費(fèi)用。模擬攝像機(jī)的視頻數(shù)據(jù)一般存儲(chǔ)在前端本地DVR硬盤錄像機(jī)中，實(shí)時(shí)查看時(shí)需從DVR調(diào)用前端錄像數(shù)據(jù)，特別是水利行業(yè)具有監(jiān)控范圍較大、監(jiān)控點(diǎn)分布廣等特點(diǎn)。中間環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題排查復(fù)雜。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)拓?fù)湎鄬?duì)簡(jiǎn)單，支持離線檢測(cè)、IP地址沖突、存儲(chǔ)器滿或錯(cuò)、非法訪問異常檢測(cè)、并聯(lián)動(dòng)報(bào)警等功能，維護(hù)便捷。

3.4 監(jiān)控點(diǎn)擴(kuò)容簡(jiǎn)單

模擬攝像機(jī)一般采用BNC同軸線纜傳輸模擬視頻信號(hào)，經(jīng)過DVR硬盤錄像機(jī)后與平臺(tái)相連；當(dāng)模擬監(jiān)控系統(tǒng)需要增加前端攝像機(jī)設(shè)備時(shí)，如果監(jiān)控點(diǎn)分布較遠(yuǎn)，必須增加前端DVR存儲(chǔ)設(shè)備，工作量和費(fèi)用都要增加，配置靈活性較差。高清網(wǎng)絡(luò)攝像球內(nèi)置數(shù)字壓縮編碼器和基于Web的操作系統(tǒng)，視頻數(shù)據(jù)經(jīng)壓縮后，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)送入監(jiān)控分中心網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)設(shè)備，高清網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)只需對(duì)新增攝像機(jī)分配一個(gè)新IP地址，就能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控平臺(tái)對(duì)接，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜筒季€簡(jiǎn)單，新增接入方便，即可實(shí)現(xiàn)高清畫面一體化監(jiān)控、擴(kuò)容和管理。

3.5 出色的Smart動(dòng)態(tài)功能

IP高清攝像機(jī)擁有出色的動(dòng)態(tài)功能和語音集成，支持多項(xiàng)Smart功能的集成，輕松實(shí)現(xiàn)前端跟蹤、偵測(cè)、錄像、編碼、報(bào)警等信息的采集、處理和維護(hù)，能較好實(shí)現(xiàn)對(duì)水情水資源和水生態(tài)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

4 IP高清攝像機(jī)應(yīng)用實(shí)例

廣東省樂昌峽視頻監(jiān)控區(qū)域包括大壩周邊和武江上游湖南境內(nèi)流域，具有監(jiān)控范圍廣、環(huán)境復(fù)雜、重點(diǎn)突出、級(jí)聯(lián)互通等特點(diǎn)。系統(tǒng)于2016年3月進(jìn)行升級(jí)改造。在系統(tǒng)原有基礎(chǔ)上升級(jí)監(jiān)控平臺(tái)、對(duì)原有模擬攝像頭高清網(wǎng)絡(luò)化，同時(shí)對(duì)湖南境內(nèi)的12個(gè)無線監(jiān)控點(diǎn)采用3G/4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+VPN撥號(hào)模式（VPN服務(wù)器支持IPSEC協(xié)議）接入，并支持軟件集成的開放式API和有效穿透私網(wǎng)模式的E家協(xié)議，實(shí)現(xiàn)全流域高清智能一體化監(jiān)控。

4.1 視頻監(jiān)控傳輸方案

樞紐高清攝像機(jī)通光纖連至中心交換機(jī)后與監(jiān)控平臺(tái)、存儲(chǔ)陣列連接；湖南境內(nèi)監(jiān)控點(diǎn)采用內(nèi)置3G/4G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸模塊，通過VPN撥號(hào)方式互連至內(nèi)網(wǎng)。

4.2 視頻存儲(chǔ)、控制方案

系統(tǒng)將統(tǒng)一采用視頻集中式存儲(chǔ)陣列，即所有高清攝像機(jī)錄像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)陣列中，通過系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)所有監(jiān)控點(diǎn)視頻圖像的實(shí)時(shí)調(diào)用和錄像調(diào)用。

4.3 集中式監(jiān)控方案

樞紐有統(tǒng)一的監(jiān)控中心，通過解碼器解碼視頻信號(hào)，投影在8塊大屏幕電視墻顯示系統(tǒng)中，來滿足現(xiàn)有高清視頻顯示的需求。因此增加高清解碼器，實(shí)現(xiàn)高清視頻監(jiān)控的顯示。

4.4 IP高清改造后的成效

樂昌峽視頻監(jiān)控升級(jí)改造項(xiàng)目于2016年6月完工驗(yàn)收，調(diào)試后系統(tǒng)平臺(tái)穩(wěn)定正常，實(shí)現(xiàn)了樞紐視頻監(jiān)控的高清化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，極大提升了該樞紐信息化的管理水平，具體優(yōu)點(diǎn)和成效如下：（1）系統(tǒng)從前端監(jiān)控點(diǎn)采集到后端存儲(chǔ)陣列和現(xiàn)實(shí)矩陣，均采用高清智能設(shè)備和技術(shù)，得到較好的百萬級(jí)高清晰畫面，為流域水資源監(jiān)測(cè)、防洪水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、滑坡體監(jiān)測(cè)、電站監(jiān)控、樞紐安防等提供實(shí)時(shí)有效的視頻信息支撐。（2）通過在集中式存儲(chǔ)陣列原有基礎(chǔ)上新增存儲(chǔ)硬盤，由IPSAN掛在到視頻控制服務(wù)器上，實(shí)現(xiàn)對(duì)高清攝像機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)分發(fā)，上級(jí)擴(kuò)容簡(jiǎn)單便捷。（3）設(shè)專人對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理，監(jiān)控中心在監(jiān)控過程中發(fā)現(xiàn)問題，報(bào)送處理人處理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速恢復(fù)。使用和維護(hù)權(quán)責(zé)明確，快速有效，充分發(fā)揮了樞紐水管單位的職能。

5 結(jié)束語

高清智能視頻監(jiān)控在水利行業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展中有著不可代替的地位，特別在水利三防視頻監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)際使用后，實(shí)現(xiàn)全流域防汛一體化監(jiān)控。在今后行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)要充分挖掘和利用其優(yōu)勢(shì)，為水利樞紐視頻監(jiān)控信息化水平提供更為有效的信息支撐。

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