>> 您的位置:首页 > 行业市场 > 智慧城市 > 正文
基于云计算的大规模污染源高清视频监控应用
2014/8/1 10:16:00      来源:《中国安防》    作者:王彦景
    近一周来关注舆论热点的人们会发现,对于黄河穿城而过的兰州,该市三多万的市民竟然没水喝,其原因是兰州自来水苯超标。兰州水污染事件只是我国脆弱的用水安全环境的一个缩影,近年来类似的水污染、大气污染等事件层出不穷,就在过去的2013年,中国再次遭遇严重的环境污染话题。

  近一周来关注舆论热点的人们会发现,对于黄河穿城而过的兰州,该市三多万的市民竟然没水喝,其原因是兰州自来水苯超标。兰州水污染事件只是我国脆弱的用水安全环境的一个缩影,近年来类似的水污染、大气污染等事件层出不穷,就在过去的2013年,中国再次遭遇严重的环境污染话题。如何维护好子孙生活的一片净土,成为了现代人以及政府思考的重要问题。从大连PX项目,再到四川什邡,人民在用自己的努力去保护自己的家园。对于我们安防企业来说,我们如何利用科技的手段为环保出一份力?笔者结合项目案例对当前云计算、云存储等新兴技术在污染源视频监控平台建设方面提供的新解决思路和方案做介绍。

  一、环保视频监控需求现状
  改革开放以来,环境保护部门针对环境保护开展了一系列措施,包括改善能源结构,提高清洁能源使用率,强化工业结构调整、污染企业搬迁、加强机动车尾气控制和扬尘污染控制等等。然而在城市经济持续快速增长和城市化进程不断加快的情况下,部分企业投机取巧、打擦边球,更有甚者只是在环保部门进行企业检查时才搞一些表面工作,给环境监管带来困难。为此,在相关政策规范的基础上,建立以环保部门为中心,相关排污企业为支点的污染源视频监控系统势在必行。企业污染源监控主要是对企业废气、废水的排污情况、环境安全参数监测(温度、压力、气体浓度、液位等)、环境污染参数监测(CO、有机物浓度等)进行实时监控,一旦发现所监控的污染源超标,能够采取一系列的报警联动机制,使得企业财产安全和员工的人身安全得到最大程度的保障。自2005年国家环保总局要求实施《污染源自动监控管理办法》以来,国内各个省市逐步对污染源企业进行了监测、监控部署,截止目前,全国大部分省份的重点污染源都引进了视频监控的应用,但在传统的视频监控应用中,系统的数字化、智能化、存储能力、高清化等没有得到很好的体现。如今随着技术的快速发展以及业务的需要,用户对视频监控的应用需求越来越高,如要求视频监控的产品有更高清的画面,更完善的功能,更稳定的性能,更丰富的终端,要实现大规模的高清视频监控等。基于这些需求,项目建设必须从多个环节进行全面考虑,如摄像机采集视频信号的码率、视频图像的编解码、视频传输的网络、录像文件的存储等。但这样一来,又给整个系统带来了一系列新的问题,如存储空间需求量大、传输带宽不足、服务器性能指标压力、系统可靠性要求骤增等。面对这些难题,当前高清技术、云计算、云存储等新技术的快速发展使得这些问题不断得到很好地解决。目前单纯的数据监测已经愈发不能满足现有的需求,新一代信息技术的发展为环境监控提供了前所未有的技术条件,基于云计算的环境监控系统形成了一种全新的模式,已成为视频监控领域乃至和社会各领域的重点研究技术。

  二、云计算技术推动污染源视频监控发展
  随着计算机应用技术和信息化技术的不断发展,云计算技术以其高速的传输能力成为了信息产业的研究热点。云计算所带来的一些新兴信息技术资源以及应用模式都为IT科技带来了前所未有的改革和创新。作为一种新兴的、颠覆性的计算模式,云计算在视频监控领域引起了非常广泛的关注和研究。基于云计算的视频监控,通过采用标准服务器硬件加软件的形式,组建成统一的服务器集群,共同对外提供视频监控服务。可以说云技术的出现解决了传统视频监控技术远程传输难及计算、储存难等问题,大大降低了建设成本,同时也提高了储存和共享的功能。
  基于云计算的环境监控系统是以环保部门为中心,相关排污企业为支点的大规模污染源视频应用系统,该系统的应用不仅能对全省的环境数据进行监测,同时通过其中的高清视频监控系统,能直观的看到工厂排污口、储罐区的实际景象,给环境监督、执法提供重要的保障和依据。目前南京云创存储科技有限公司自主研发的cVideo云视频监控系统将云计算的概念和方法引入视频监控,充分利用“云”的计算能力和存储能力,无论是在系统的架构方面,还是可靠性、通用性、兼容性和可扩展性等方面都有着巨大的提升。

  三、云模式下的环保视频监控优势
  1.统一的架构
         
 2.异构资源的整合
  异构摄像机透明接入,对海量前端摄像机进行按需接入处理,同时支持RTSP、SDK等多种接入模式,支持市场上大多数摄像机生产厂家的设备,在系统内转换成标准视频流格式。
  3.优异的可扩展性
  基于云计算、云存储架构上的环保云视频监控有着低廉、高可靠性的海量存储能力、数据处理能力和无限可扩展能力,当污染源存储需求增长时也仅需添加存储节点即可,并且支持热插拔、服务不停动态升级等功能。
  4.云转码和智能分析的灵活性
  对于高清的污染源监控视频,传统模式上依靠单台计算机进行转码,所花费的时间往往会超过片源本身的时长,且如果需要多路同时进行转换,将消耗大量的时间和人力。云转码技术将转码任务切分到云计算集群中的每个处理节点,自动负载均衡,完成后再进行合并和时间轴重构,可以很方便地做到负载均衡、统一管理、任务分发。此外,后期可以根据需求增加对视频的编辑处理功能,如视频剪辑、视频发布等。
  cVideo的智能图像检索采用先进的图像处理技术并结合模式识别对已有的监控视频进行事件检索,实现对事件发生视频的切片回放、运动帧提取和对象跟踪。

  四、从实际案例看云计算应用
  云创存储自主研发的cStor云存储系统、cVideo云视频监控系统成功应用到江苏省环保厅环境监控系统固定风险源视频监控联网集成及存储设备的项目中。此次项目主要是根据江苏省生态环境监控系统建设的总体要求,开展固定风险源视频监控联网集成及视频监控平台建设工作,编制视频信息集成技术规范,按项目建设需要选择40家化工企业的储罐区、生产区设置50个监控点开展风险源视频监控集成试点工作,购置存储设备搭建视频服务硬件环境,建设生态环境监控系统视频监控中心,联网集成并提供各类视频信息调用接口。以下我们从接口、呈现、存储、智能分析等方面来看一下具体需求与部署。
  1.接口管理需求
  (1)接入兼容性。即“平台”接口具备开放性,满足市面上主流视频监控厂家的设备接入,支持不同标准的视频监控平台及单点视频数据的接入,能够满足第三方已有视频监控平台及模/数前端监控设备视频信号的接入。平台需能够兼容主流平台及前端摄像机厂家的SDK开发包接入。
  (2)与“1831”无缝对接。“平台”与省环保厅“1831”系统系统进行界面整合、数据整合和应用整合,实现资源整合和业务协同。通过1831统一单点登录系统,实现统一身份登录权限改造,保证单点登录,一次登录全平台系统通用。提供严格的控制权限分级,设置不同身份角色,不同用户按照角色分配权限访问预设功能项目,只有经过授权的用户才能浏览或控制摄象机。
  (3)接口开放性。系统设计时提供业界标准接口,如:控制协议、视频编解码、接口协议、视频文件格式、传输协议等,系统具有较高的灵活性,方便扩展及与其它系统互联。平台第三方开发接口,满足视频实时预览监控、云台控制、视频解码上墙、智能视频分析等功能的二次开发需求。
  (4)接入空气质量传感器。一般企业会安装空气质量传感器,对化工园区气体泄漏等事故进行监控预警,在监控中心高空瞭望监控点视频图像上叠加主要传感参数检测数值,指标可选。
  2.呈现功能
  (1)多终端支持及实时转码。“平台”可支持多种终端设备的监控访问,包括大屏幕电视墙、PC终端、平板电脑终端、智能手持终端等,支持高并发的视频访问能力,并且根据客户端的不同处理能力,实时转码,瞬时动态调整视频的分辨率,满足用户需求的同时降低网络带宽的消耗。
  (2)全屏多画面、单画面。“平台”支持视频信号在各种终端上全屏多画面、单画面呈现,并根据接入视频路数自主调整视频画面分辨率,呈现视频内容来源。
  (3)GIS对接呈现。“平台”需要利用江苏省环保厅指定的GIS地理信息系统提供新颖的图形展示形式,对固定风险源监控信息进行动态图形化显示。
  3.视频流分发需求
  针对不同客户端对同一路视频流的请求,“平台”可对视频流进行存储、复制,并根据不同客户端的处理能力推送符合客户端需求的视频流,降低接入侧传输带宽的占用。
  4.存储需求
  从项目来看,按新建的50台高清网络摄像机存储半个月、平均码流约4Mb/s来计算,所需有效存储容量为35TB,由于数据需要备份冗余,按1:1计算,则总容量为70TB,加上其他以前关键记录的长期存储、传感器数据存储以及系统和软件等,总存储容量需96TB(有效存储空间48TB)。
  5.处理需求
  处理需求一般包括:(1)智能识别。平台可以在所有接入的前端视频监控设备中,根据用户的需求,对选择的摄像机进行动态识别和智能分析,如烟雾、火灾等情况进行实时监控和预报,并且保证后期功能的可扩展性。
  (2)前端设备状态读取及控制。平台可接入所有前端设备并可对设备进行控制,如设置设备的编码方式、帧率、比特率、分辨率等信息,远程控制设备的云台等。
  (3)录像及回看功能。用户可以按时间、摄像机号、报警事件等条件智能化快速检索回放记录的录像资料,可以用软件内置的播放器进行播放。
  (4)智能分析结果告警。平台具备视频智能分析功能,并可根据预置的报警门限进行及时告警,如检测到烟雾、火灾疑似程度超过告警门限等时,应及时在GIS地图上进行告警呈现。告警模式可通过声音、图形闪烁、弹出窗口、抓图、发送邮件等方式展现,并进行相应的记录日志,并与1831平台、录像存储等产生联动。

  四、结语
  目前随着视频监控的快速发展,人们对监控的需求逐步从“看得见”向“看得清”再到“看明白”过度。环保行业在这方面的需求亦很突出,环保污染源视频监控系统可通过与环保监测系统结合,将环保监测数据处理服务器中的数据信息和污染源监控系统中的视频信息相关联,在实现排污点数据监测的同时进行更为直观的排污点实时视频浏览和排污点监控录像调用,可以很好地帮助各级环保部门有力提升监督能力和监管效率。



编辑:侯雨婷
注:本文版权归《中国安防》杂志社和《中国安防》杂志网所有,任何媒体或个人未经书面授权严禁部分或全文转载, 违者将严厉追究法律责任。更多详情请订阅《中国安防》杂志。