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高清网络监控在矿井安防中的应用方案
2014/8/11 11:02:00      来源:《中国安防》    作者:邱新哲
   第三代网络化视频监视系统又称为IP监视系统。无论是由模拟摄像机加视频服务器组成的解决方案,还是单独由网络摄像机组成的解决方案,或者是两者混合组成的解决方案,IP监控都已被证明是一种极具吸引力的解决方案。
   第三代网络化视频监视系统又称为IP监视系统。无论是由模拟摄像机加视频服务器组成的解决方案,还是单独由网络摄像机组成的解决方案,或者是两者混合组成的解决方案,IP监控都已被证明是一种极具吸引力的解决方案。在越来越多的原有行业应用中,这种革命性的技术正在逐步取代传统的监控系统,在提高安全性的同时也进一步的降低了成本;而在许多新的应用领域,它还是第一次用到,也因此开创和激发了许多新的市场。

  项目背景
  本系统搭建在煤炭矿山工业环境,多尘、潮湿、煤尘具有爆炸性,系统中的设备要求安装在煤矿地面和井下,海拔高度在+750m~+1150m。设备运行工作温度在-29.3℃~40℃左右,地面湿度在60%~85%,井底湿度在90%。由于设备安装在井下,所以要求地震设防烈度按Ⅶ度震区设防。

  一、需求分析
  客户对矿井在监控系统搭建方面的需要注意如下几点:
  1.建立矿井数字工业电视系统,采集主要生产区域视频图像,把井下和地面关键场所的重要生产环节和设备直观的监视起来。
  2.重点监控时段录像及回放调看。
  3.通过权限设置在集控中心和矿内局域网能对地面和井下视频图像进行远程查看。

  二、系统方案设计
  1.系统概述
  要实现真正的高清监控,必须从视频源的采集、视频信号的处理、视频信号的传输、视频的显示浏览、录像文件的回放等环节全面支持高清。对用户而言,高清只有在包含了前端、传输、浏览、显示、平台、存储等各个环节时才有意义。所以,对高清监控而言,仅一个高清摄像机是不够的。无论是模拟监控或数字监控或网络监控,都是由前端摄像机、NVR/DVR/管理平台设备、显示设备、存储设备、传输线缆等组成,缺一不可。因此,IP高清监控要具备实际的应用意义,必须提供涵盖前端、传输、管理中心以及后端环节的完整的解决方案,比如IP网络高清摄像机+接入交换机+光端机+平台管理服务器+高清解码+数字矩阵+相适应的存储设备(如IP-SAN)。
  2.高清系统的构建
  1)系统线路:前端高清摄像机与接入交换机之间通过超5类网线连接,接入交换机与核心交换机之间通过光纤连接。
  2)实时传输:IPC由于需要在采集图像后将视频数据打包发送,所以在传输过程中大约有300ms左右的延时。
  3)图像质量:IPC原始图像清晰,音视频信号同步传输。色彩还原较好,图像质量较模拟有很大的提升。
  4)图像细节:提供更多的图像细节,保持图像的完整性和原始性,大大提高了智能分析算法的精度,为智能视频分析提供了强有力的保障。
  5)效能利用:单位面积摄像机布点密度大幅下降,提高了视频采集设备的利用效能。
  3.系统构架
                         

  各功能区的前端IP摄像机就近接入机房或弱电间,使用交换机或光端机通过光纤连接到监控中心的核心交换机;摄像机由就近的弱电间进行统一供电;监控中心配备管理服务器,对所有联网设备进行统一管理及调度;配备流媒体转发服务器,对下级客户的请求进行数据流的转发;数据存储可选择存储服务器+磁盘阵列。
  4.前端系统。前端的主要设备是摄像机,根据所监控的区域的特点,结合不同类型摄像机的特定性能,本次项目安装摄像机合计xx台。其中网络高清红外枪机XX台、网络高清红外半球XX台。
  5.传输系统。传输设备是监控系统的一个重要组成部分,对视频信号和传输电源的线缆选型关系到信号的传输质量。根据系统的实际需求,传输设备材料选型由系统结构(模拟监控或网络监控)、前端与监控中心间的距离来确定:距离小于100M的监控点,直接使用超五类双绞网线将视频信号传回监控中心;对大于100M的监控点,为保证传输的质量,减少视频信号的衰减、干扰,本方案中采用井下和地面工业电视视频信号通过光缆及双绞网线就近接入工业以太环网交换机,通过工业以太环网传输到地面调度中心。井下所有光(电)缆均必须采用矿用阻燃型。
  6.中心系统。所有视频信号进入中心机房的网络视频管理服务器(服务器+磁盘阵列柜)进行录像存储,网络用户通过授权访问;服务器能够监控图像定点、循环或选择循环显示,还能够控制全方位摄像仪的动作;可通过网络对录像文件进行查询回放,处于矿区内局域网任何一台机器,只需要合法的ID信息便可对视频服务器进行视频的接收、控制、录像;控制键盘对前端摄像机的控制:控制键盘可以对前端的一体化高速球进行旋转,调焦等操作,以达到监控目的。
  7.存储设计。前端共有75路图像传输至中心,监控中心内设有2台存储服务器,对矿井场所所有监控点进行管理,同时对图像进行不小于30天的实时存储,存储图像分辨率采用720P格式(1280*720)进行存储(PAL制式下),1280*720分辨率解码上墙。
  8.显示系统。监控中心的显示部分由24台60英寸LED光源DLP显示单元拼接,通过高清解码盒输出的视频信号接入显示屏。
  9.供电、防雷、接地。安全防范系统有良好的接地,以防干扰和雷击;安防系统的接地与建筑物防雷接地共用一组接地装置,接地电阻值应不大于1Ω;接地干线采用BVR25mm2,PVC管保护连接;机柜,设备金属外壳等需采用BVR16mm2与等电位排联结。

  三、前端系统
  1.基本功能
  视频监控系统的主要任务是对建筑物内重要部位的事态、人流等动态状况进行宏观监视、控制,以便对各种异常情况进行实时取证、复核,达到及时处理目的。
  2.特色功能
  网络高清监控系统将监控技术由模拟化、数字化时代推进到网络化时代。与传统的模拟监控相比,此系统具有不可比拟的优越性:
  1)远程监控:在网络中的任一台计算机,只要安装了客户端软件,授予相应的权限就可成为监控工作站。
  2)集中管理:大型平台管理系统,支持集中用户管理、设备管理、存储管理以及图像调用,改变了以前模拟系统分散管理的弊端,大大提高了管理效率和调度能力。
  3)灵活升级:基于开放式标准设计,该系统提供了监控点数无限升级的可能性,系统容量不再依赖于传输及节点设备,只要有网络的地方,就可以做到任意扩容,随时接入。
  4)经济型架构:基于IP架构,网络视频服务器可以在监控点处安装,通过双绞线或者光纤传输,不需要额外铺设长距离视频线和控制线到监控中心(CCTV安装项目中一项较大的开支);系统也可同时管理数据、视频、音频和其他文件,实现高效、低成本的管理,节省系统投资和施工成本。
  5)安全性高:该系统提供统一的用户认证,确保用户访问的合法性;同时,网络高清监控系统对网络病毒攻击采取了独特的防范机制,大大提高了安全性。
  6)可靠性强:该系统的硬件遵循电信级产品设计理念,其嵌入式操作系统、模块化结构设计大大提高了设备稳定性和可靠性;系统提供的集中管理功能也为监控设备稳定运行、及时响应故障报警(如:网络中断报警、视频丢失报警)提供了支持。
  7)开放接口,可定制开发:该系统提供应用接口,支持二次开发,将视频监控功能融入统一的管理平台中。
  8)智能化应用:该系统支持移动侦测、事件处理、传感器输入、时间和日期,以及其他内置功能,可以根据预先设定的时间、事件、告警等信息启用不同的存储策略,并可以对帧速率、码流、清晰度等进行动态调节,真正实现了智能化应用。

  四、平台管理系统介绍
  1.系统主要功能
  本次使用的视频监控综合管理平台系统是该公司自主研发的一套管理系统,主要功能包括:电子地图、解码上墙、流媒体转发、轮循设置、通道分组、实时监控、历史回放、即时报警、区域管理、用户管理、设备管理、报警管理、日志管理、系统管理、设备状态查询等主流功能。

                          
  2.系统架构
  平台程序网络结构为服务器/客户端结构,所有配置信息保存于服务端,客户端共享信息配置;平台服务器包含流媒体转发和报警管理功能。客户端与设备之间的数据交互均通过服务器转发。
                              
  3、部分功能概述
  1)实时监控

                          
  展开设备:点击树控件节点,展开下级节点。
  云台控制:单击相应的按钮来调整、控制云台,可控制云台的上/下/左/右方向、光圈、聚焦、变焦,雨刷和灯光。同时也可以通过预置、调用对云台进行控制。
  双击设备节点或通道节点,可以在当前选择窗口中播放视频、启动该设备布防/校时/重启/关机、文件升级、日志查询、打开设备报警参数、通道参数设置和通道视频参数设置。
  通道参数设置可进行区域屏蔽设置,移动侦测参数设置,录像参数设置,云台参数设置(图5)
  报警参数设置可设置报警输入输出参数,设置录像布防时间(图6)
                      
  2)即时报警
                    
  当有即时报警时间产生时,桌面右下角弹出即时报警提示,如图7所示,单击即时报警提示,弹出如图8所示的即时报警界面。
  3)用户管理
  可进行用户组及用户新增、修改、删除。新增用户组的权限可以随意更改,但是管理员的权限不能更改。
  4)系统管理
  备份:点击此按钮,生成当前系统的备份文件,并显示到备份列表中
  上传文件:点击此按钮打开选择文件输入页面,输入备份文件,点击“确定”,上传备份文件到服务器中,并同时在文件列表中显示
  下载:点击列表中下载按钮,下载备份文件到本地
  删除:点击列表中删除按钮弹出删除提示,选择“是”表示删除,选择“否”表示不删除
  恢复:点击列表中恢复按钮,弹出恢复提示,选择“是”,将系统恢复到指定日期
  13)设备状态查看
                                  
  此界面主要是显示各个视频设备的工作状态,灰色图标表示设备离线,绿色图标表示设备已经和平台连接上,处于在线状态;绿色带锁图标表示设备处于在线状态,并同时处于布防状态。
  通过该页面可查看设备的IP地址,设备的通道数,设备的软件版本,设备所接硬盘个数,以及硬盘的总容量及剩余容量。

编辑:侯雨婷
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