一、項目概況

本次項目將完成調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟硬件升級，以及全省38個站點圍墻監(jiān)控攝像機改造和新建5個分輸站、5個合建站監(jiān)控系統(tǒng)。

根據(jù)山西省天然氣遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術標準和其它相關的設計文件，并結(jié)合山西天然氣股份有限公司已建成站場的實際情況，本項目將負責從系統(tǒng)設計、集成到驗收、售后服務、培訓的全過程，并對工程建設的技術、質(zhì)量、進度、服務負全部責任。實現(xiàn)一個性能安全可靠、技術先進、具備可擴展性、兼容性的系統(tǒng)，充分滿足并實現(xiàn)業(yè)主對視頻監(jiān)控系統(tǒng)管理的需求。

二、建設目標

根據(jù)用戶要求以及本司近年來的成功經(jīng)驗，為本次項目建設的智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)解決方案提出以下總體目標：

建立一套數(shù)模結(jié)合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，覆蓋山西省全省，總共涉及多個分輸站，使監(jiān)控值班人員能通過監(jiān)視器了解監(jiān)控攝像覆蓋區(qū)的情況，同時通過錄像裝置，進行記錄存檔，為以后分析取證提供可靠依據(jù)。突發(fā)事件發(fā)生時，上級領導可及時了解現(xiàn)場情況，根據(jù)所在分輸站攝像機拍攝的圖像信息進行分析，做出決策，采取相應的措施，保證天然氣輸送管理的安全暢通。

系統(tǒng)將建設調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)，中心包含電視墻、數(shù)據(jù)存儲、切換控制、編解碼等設備，集實時監(jiān)控、智能視頻分析與診斷、圖像切換、遠程指揮于一體。

系統(tǒng)將建設分輸站監(jiān)控，各分輸站部署高標清攝像機，本地高清錄像，本地監(jiān)控保障分輸站安全運行。監(jiān)控系統(tǒng)建成后達到的功能有以下幾項：

（一）全天候、全方位視頻監(jiān)視功能：采用1080P全高清攝像機，7×24小時不間斷監(jiān)控，不論在白天還是晚上，均能在省調(diào)控中心清晰地觀察到現(xiàn)場的實時監(jiān)控圖像；

（二）圖像控制切換功能：授權用戶在省調(diào)控中心，可分別切換、瀏覽和控制任意一路監(jiān)控圖像；

（三）授權用戶在授權電腦上，在網(wǎng)絡上通過權限和級別，能實時監(jiān)視監(jiān)控點圖像和查詢歷史圖像；

（四）圖像記錄和備份功能：圖像資料在分輸站存儲本站所有視頻等信息，同時在省調(diào)控中心存儲每個分輸站的視頻等信息，存儲均采用1080P的分辨率，4Mbps的碼流；

（五）系統(tǒng)擴充、升級功能：系統(tǒng)為以后擴展或與其他系統(tǒng)連接留有相應接口，并且中心采用機架式模塊化設計，系統(tǒng)升級擴建只需增加相應的板卡即可實現(xiàn)。系統(tǒng)軟件能提供開發(fā)包，并可及時升級，充分滿足今后監(jiān)控系統(tǒng)升級、擴容的發(fā)展需求；

（六）系統(tǒng)管理功能：配置智能管理平臺，對整個系統(tǒng)統(tǒng)一管理，系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強大。

三、設計原則

分輸站多、監(jiān)控終端多、傳輸距離遠、作業(yè)面大是該項目的特點。我司針對項目特點，在系統(tǒng)方案設計、施工人員配置管理、設備及材料選型等多方面，均作了認真分析，以確保項目如期完成及保障系統(tǒng)整體性能。

（一）本設計以行業(yè)標準作為設計依據(jù)，結(jié)合具體情況，用最佳設計方案滿足項目需求，以期獲得最高的性能價格比。

（二）本設計具有先進性、可靠性、安全性、穩(wěn)定性、可維護性、系統(tǒng)開放/升級及擴展性、經(jīng)濟性、系統(tǒng)操控性等特點。

四、設計概述

綜合考慮天然氣視頻監(jiān)控的整體情況，以及今后的擴展性、操作性，系統(tǒng)在架構(gòu)上分為分輸站系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、省調(diào)控中心系統(tǒng)三大系統(tǒng)

（一）分輸站監(jiān)控

在省內(nèi)所有的天然氣分輸站內(nèi)部署高清攝像機，對分輸站的安全情況進行晝夜7×24小時監(jiān)控，特別在夜間光照度不足的情況下，采用的超低照度的高清攝像機仍可呈現(xiàn)清晰的監(jiān)控畫面，真正做到全天候無盲點監(jiān)控;對現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的改造采用更換標清監(jiān)控為高清的方式，對新建分輸站采用全高清的監(jiān)控方式。

在天然氣分輸站內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)全高清、30天數(shù)據(jù)存儲。

（二）省調(diào)控中心

省調(diào)控中心連接各個分輸站的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并可有選擇的調(diào)用、控制、回放各個分輸站監(jiān)控分中心道路沿線的視頻資源，了解分輸站安全情況和周圍環(huán)境。

省調(diào)控中心同時接收各個分輸站的視頻數(shù)據(jù)，在調(diào)控中心本地進行二次存儲，視頻存儲30天，更加有效保證存儲數(shù)據(jù)安全。由于帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標清D1的方式上傳，依據(jù)帶寬條件天然氣分輸站采用高清或者高標清混合的方式將信息上傳至省調(diào)控中心，然后在省調(diào)控中心瀏覽和存儲。

同時在省調(diào)控中心部署視頻質(zhì)量診斷系統(tǒng)，隨時監(jiān)控診斷所有的視頻信號。如果有攝像機信號出現(xiàn)故障，系統(tǒng)能夠及時報警，提示用戶進行維護更換。部署在調(diào)控中心的無線終端發(fā)布系統(tǒng)，支持外網(wǎng)3G視頻手機查看、瀏覽及控制，供省領導隨時了解掌握各個分輸站安全狀況及設備運行狀態(tài);當報警事故發(fā)生后，省級領導可控制監(jiān)控點云臺轉(zhuǎn)動和鏡頭變焦來調(diào)整監(jiān)控范圍并調(diào)取相應分輸站的視頻錄像文件，對相關事故情況進行分析和做出決策。

五、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)架構(gòu)，采用二級星形結(jié)構(gòu)設計：分輸站監(jiān)控點-省調(diào)控中心，見圖1。

（一）分輸站系統(tǒng)

本次項目目前有大約38個分輸站改造以及5個新建站和新增5個合建站，分別分布在山西省內(nèi)的不同地市范圍內(nèi)，分輸站系統(tǒng)改造現(xiàn)有高標清混合的方式為全高清方式；新建分輸站為全高清方式。

分輸站系統(tǒng)（圖2）分為前端監(jiān)視子系統(tǒng)、分輸站傳輸子系統(tǒng)、分輸站機房子系統(tǒng)、分輸站供電子系統(tǒng)。

（二）前端監(jiān)視子系統(tǒng)

前端采用高清網(wǎng)絡攝像機，所選用的高清網(wǎng)絡攝像機具有低照度、寬動態(tài)、影像降噪處理技術等特性，能有效解決低照度下圖像不清晰等問題（見圖3）。

（三）傳輸系統(tǒng)

由于分輸站的位置非常分散，地處山西全省不同的位置，且多在偏遠地區(qū)，通過光纖組網(wǎng)的方式不易實現(xiàn)，我們采用租用運營商信道的方式，實現(xiàn)將各個分輸站的信息上傳至省調(diào)控中心。由于租用帶寬有限，上傳視頻采用標清D1的方式上傳，碼流為1Mbps，當省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時，系統(tǒng)可將其他標清視頻自動停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時，可自動恢復所有視頻標清上傳。

（四）創(chuàng)新的自適應傳輸系統(tǒng)

由于租用帶寬有限，分輸站上傳視頻采用標清D1、碼流為1Mbps，當省調(diào)控中心需要調(diào)取高清視頻時，系統(tǒng)可將其他標清視頻自動停止上傳，為高清視頻上傳留出帶寬，當省調(diào)控中心停止瀏覽高清視頻時，可自動恢復所有視頻標清上傳。

（五）植入高清網(wǎng)絡視頻錄像機存儲

本項目采用分散式存儲與集中式存儲并存的方式進行存儲，前端在分輸站進行分布式存儲，每個分輸站的視頻等信息由分輸站高清網(wǎng)絡視頻錄像機進行存儲和管理，采用1080P分辨率進行高清存儲，已建分輸站工藝區(qū)監(jiān)控和站控室監(jiān)控存儲同樣在高清網(wǎng)絡視頻錄像機進行存儲和管理，存儲分辨率為720P，錄像保存30天。

同時分輸站所有視頻以標清D1方式上傳省調(diào)控中心，在省調(diào)控中心將天然氣分輸站所有視頻做第二次集中式存儲，視頻存儲采用D1分辨率，當省調(diào)控中心調(diào)看高清視頻時，中心將采用高清視頻進行存儲。存儲30天，雙重存儲以確保安全性。

六、系統(tǒng)特點

（一）專業(yè)圖像質(zhì)量：高標清混合解碼輸出，系統(tǒng)最大支持1080P分辨率；

（二）分布式架構(gòu)、多級聯(lián)網(wǎng)：服務器可以擴容到無限級數(shù)，每個級別服務器的數(shù)量沒有限制，可在各服務器間構(gòu)建“多叉樹”拓撲結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)分級和分層管理；

（三）網(wǎng)絡流量分配與控制：支持網(wǎng)絡組播和單播，平衡網(wǎng)絡和存儲負載；

（四）冗余與備份：具有多冗余、互備份的功能，支持單服務器雙機備份功能，增加了單服務器的穩(wěn)定性；

（五）“雙碼流”錄像：支持高碼率本地存儲和低碼率遠距離傳輸?shù)摹半p碼流”技術；

（六）流式錄像回放：采用流式回放技術，各用戶可以獨立回放服務器上的錄像文件，每個客戶端可以同時回放16路視頻；

（七）用戶權限分級管理：基于多級服務器架構(gòu)，每級服務器負責創(chuàng)建和管理本級用戶，上級服務器用戶可以調(diào)看下級服務器的音視頻資料，控制下級服務器管理的設備；

（八）分布式存儲管理：支持多種存儲方案，提供全網(wǎng)共享的無限存儲能力和存儲空間，分布式存儲能同時解決網(wǎng)絡帶寬和存儲成本問題；

（九）實時報警：系統(tǒng)提供多種報警聯(lián)動方式，聯(lián)動報警延遲不超過200毫秒。

七、智能管理平臺納入的新設計

本設計方案最新技術包括以下幾個方面：

（一）高標清互轉(zhuǎn)

智能管理平臺能夠支持對不同廠家、不同品牌、不同格式、不同協(xié)議的視頻設備的管理、接入、存儲及控制，同時支持高清、標清視頻統(tǒng)一管理，支持高清視頻通過高清、標清端口輸出，也支持標清視頻通過高清、標清端口輸出。

（二）視頻質(zhì)量診斷

系統(tǒng)可以對前端傳回的視頻圖像進行質(zhì)量分析判斷，能對視頻故障做出準確判斷并發(fā)出報警信息。系統(tǒng)應用計算機視覺算法，對視頻圖像出現(xiàn)的清晰度異常、對比度異常、PTZ失控、視頻信號缺失、偏色、噪聲干擾、亮度異常、畫面凍結(jié)、條紋干擾等常見攝像機故障，做出準確判斷并發(fā)出報警信息。系統(tǒng)還可以檢測視頻信號的有無和前端云臺、快球攝像機的運行情況，能有效地預防因硬件導致的圖像質(zhì)量問題及所帶來的不必要的損失，并及時檢測破壞監(jiān)控設備的不法行為。

（三）無線終端發(fā)布

手機通過無線網(wǎng)絡（3G、4G、WiFi）將社會和生活場景的視頻進行實時直播、檢索及分享;手機視頻直播產(chǎn)品支持現(xiàn)有運營商3G網(wǎng)絡（WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA）、2G/2.5G網(wǎng)絡、以及未來的4G網(wǎng)絡或者WiFi網(wǎng)絡，并可以根據(jù)網(wǎng)絡質(zhì)量對手機視頻進行自適應管理；

手機視頻直播系統(tǒng)支持iPhone、Android等智能手機；

移動視頻服務器可根據(jù)手機視頻直播需要，將傳統(tǒng)視頻實時轉(zhuǎn)碼為標準視頻格式，可以與現(xiàn)有的監(jiān)控平臺進行互操作。

（四）低帶寬控制

支持將多個攝像機劃定為一個帶寬組，并制定最大帶寬等信息，自動限定這些攝像機上傳的數(shù)據(jù)流量;支持設定帶寬組內(nèi)攝像機的優(yōu)先級，當高優(yōu)先級攝像機申請視頻時，自動切斷低優(yōu)先級的攝像機圖像數(shù)據(jù)，當高優(yōu)先級攝像機釋放帶寬時，自動恢復原視頻圖像傳輸。

（五）動態(tài)字符疊加

系統(tǒng)自動從業(yè)務處理服務器中獲取業(yè)務的動態(tài)信息，將指定的信息直接疊加在攝像機的視頻圖像上；支持錄像圖像中同時疊加業(yè)務動態(tài)信息；支持定時刷新業(yè)務數(shù)據(jù)保證信息的實時性。

八、項目總結(jié)

本項目（圖4）是我司與大型國有企業(yè)的又一次深入合作，天然氣作為高危能源產(chǎn)品，在設計、施工及系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的高標準要求是毋庸置疑的。我司通過優(yōu)秀的設計及嚴格的施工，保證了整體項目有序?qū)嵤Ｙ|(zhì)保量地完成了任務。同時增進了我司在高危行業(yè)的設計實施經(jīng)驗。

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