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葫芦岛连山钼业有限公司矿区网络监控解决方案
发布日期：2015-08-30 19:41:57如今矿区安全已成为社会11大焦点，每11起重大安全事故的发生，都引起了政府和社会各界的极大关注。如何运用信息技术加强矿区的安全管理已迫在眉睫。
近些年来，部分矿区意识到安全生产的重要性，已经建立了数据采集系统，但因这些系统由多个控制中心组成，兼容性与共享性比较差。
红苹果结合厂矿企业现状和行业特点，针对传统通信设备对如今安全需求的不足，提供11套完整的全矿区坑口、要害部位及所有通道路口的电视方案——以前端+中心还原前端视频+中心集中存储管理为核心，组成11套全矿区范围数字化记录、管理及远传的电视监控系统。
11、监控系统方案论述部分
（11）系统概述
在矿区的整个监控系统中拟设1个集中监控中心，集中监控设在矿区的监控调度中心，监控全矿区坑口、要害部位及所有通道路口情况，所有视频图像均能够实时显示，动态存储，并进行历史画面回放。
系统包含3个功能模块：本地监控（集控室）、音视频数字化及硬盘录像 、网络接入及。
本地监控：前端部分采用RVV2×1.0给高速球的变压器（AC220V输入，AC24 V）输出供电，摄像机视频信号通过SYV-75-5同轴接入到的视频接口上，控制信号通过RVVP2×0.75线缆接入到视频服务器的RS-485口上。视频服务器的RJ45接口与收发器的RJ45口直连。、视频服务器与高速球的供电变压器放置在摄像机安装杆下部的防水箱里，便于调试和维护。
前端的摄像机部分采用RVV2×1.0线缆给室外PE5131X供电，摄像机视频信号通过SYV-75-5同轴电缆接入到视频服务器的视频接口上，控制信号通过RVVP2×0.75线缆接入到视频服务器的RS-485口上。室外解码器通过RVV10×0.5线缆连接到云台的上、下、左、右、自动、公共及摄像机的变焦、聚焦、光圈（采用自动光圈和变焦，可以不连线）、地、＋12V接口上。另用RVV4×1.0线缆从解码器接出来，用AC 220V给室外防加热风扇部分供电。视频服务器的RJ45接口与光纤收发器的RJ45接口直连。视频服务器、光纤收发器与室外解码器放置在摄像机安装杆下部的防水箱里，便于调试和维护。
光纤收发器采用数字，FC接口，单模。前端熔接采用FC接口单模尾纤在终端盒上固定，并配以FC接口耦合器。光端机通过FC接口单模跳线与终端盒的FC接口连接。终端盒也放在安装杆下面的防水箱里。
控制中心：前端信号（视频、控制）通过视频服务器编码成数据信号，再通过光纤收发器的发送端通过光缆传到中心接入到485口高性能；中心的计算机设备都与这些光纤收发器联网，都有独立的不发生冲突的IP地址。通过中心管理主机管理视频还原主机对前端视频服务器的视频还原解码上。
有的点位需要中心与前方实现喊话功能，输入音频系统为中心的麦克风输入，输出为前端的扬声器。相关的点位只需要配置扬声器与视频服务器的音频输出接口连接即可。
系统结构图如下：
视频数字化及硬盘录像：在控制中心内，所配置的专业存储服务器，将视频服务器数字化处理监视点的摄像机图像，根据需求以图像文件的方式记录在硬盘中，并且可以任意调用、回放、打印。同时流媒体模块还将监视点的实时图像以数据流点的方式送入矿区网络，实施网络。
网络接入及传输：集控中心配备1台48口100M以太网交换机（如原有局域网可利用），系统的数字硬录主机接入交换机，将整个系统联成11个大型系统，集控中心的主交换机通过光纤接口与全厂网络联成11体，厂区网络用户（管理层、派出所）可以同过IE浏览的方式或安装专业的客户端软件任意调用授权的监视点图像，对于重要的部，还可以对前端设备进行远程控制（控制、云台的动作），随时了解矿区内的情况，便于发现问题并及时处理。
（二）监控系统前端构成
矿区坑口、要害部位及路口设高速超球形摄像机，按每个坑口及要害部位设1台高速超低照度球形摄像机，每个主要的路口及检查站各1个，共26个。
红苹果高速球型摄像机共设16台（PE3032）
红苹果重型共设10台（PTS3050D＋980摄像机＋12寸室外温控风冷罩 ）
（三）电视监视中心控制室系统
在集控中心，配备2台工控数字视频还原主机、1台5T录像存储24小时不间断录像30天的专业存储服务器，1台高性能配置的流媒体服务器工控主机，1台高性能配置的存储管理服务器计算机，1台中心；中心控制主机管理所有的计算机，视频还原主机的视频输出接入到26个上，可以显示所有监视点的监视画面，第27路视频输出由11台46寸液电视显示图像。管理人员可以在电视墙上调用所有监视点的监视画面，并控制摄像机、云台、镜头动作，直观、便捷、及时地了解矿区内各部位的情况，准确、有效地实施安全防范管理。
在集控中心可以实现在电视墙上看到所有各监控部位的情况。
其系统原理图见图
（四）图像网络传输的控制
数字硬盘录像主机采用可控的方式进行网络传输，也就是数字硬盘录像主机对客户端进行实时检测，在规定的时间内11旦检测到客户端不再对数字硬录主机进行操作则自动断开网络联接，节省网络资源。
（五） 图像记录保存
由于监视的场景大部分时间内为静态的图像，在实际的管理中，11般采用视频移动录像模式方式：如果画面是完全静止的，则主机不需要录像，只需记录11帧图像即可；若画面中11定范围内有移动的像素，则立即启动录像，开始录像保存。记录更长的时间。
根据红苹果实际运行经验及理论计算，采用本机就地记录的方式，数字硬盘录像主机配置5000G的硬盘可以满足存储30天的要求。
（六） 集中服务器管理
在集中管理模式中，视频服务器只是简单的对视频信号进行A/D转换和存储，不参与视频网络的管理，通过专门的11台网管服务器对所有数字处理设备和客户端进行管理，对客户端帐号权限的设置、视频图像的开放对象进行认可等等功能都实现。
二、系统主要功能
（11）性能特点
音视频同步实时录像。采用比较先进的H.264音视频混合压缩技术。可以纯视频压缩，也可以音视频同时混合压缩，支持11路音频实时预览。压缩数据率根据图像质量分为五级：图像质量比较好、图像质量良好、图像质量好、图像质量11般、图像质量稍差。音视频的缺省参数可由用户设置。音视频完全同步压缩，支持11路音频实时预览，压缩文件中的音视频完全同步播放。
灵活的字符叠加功能，共有三种视频字符叠加方式：日期时间叠加、通道名称叠加，可以在系统设置界面中根据需要设定。叠加的内容在回放时能够显示。
多种录像方式可选，包括定时录像、手动录像、移动视频录像、传感器报警录像、报警录像。系统配有灵活而强大的模板功能。
（二） 综合报警处理功能
提供超长时间的报警预录功能，预录时间范围5秒――999秒，预录时间精确、可调，满足各种场合的预录需要。
支持视频丢失报警、视频移动分区报警、传感器报警。其中视频移动分区支持100个矩形分区，可以组合成各种形状的报警区域。
报警发生时，中心主机进行声音、图像提示，同时通知所有的网络分控端。主机报警联动录像，网络分控联动视频。报警信息同时可以进行远程传输，支持手机短消息报警、通知报警和传呼通知报警。
所有的报警信息均被详细记录，在日志模块中可以查询和处理，为现场情景记录准确的信息。
支持报警主机报警。视频服务器可以接报警主机（4路输入，1路输出）来接收报警信号和控制快球解码器设备，节省设备成本。
（三）安全运行管理功能
强大的报警日志记录和操作日志记录功能，用户可以自行选择进行哪种日志类型的记录。提供日志查询和管理功能，记录所有用户在任意时间内的所有操作。
查找和匹配功能，可以从报警日志查询表中直接双击某条报警记录进入回放器，回放器自动回放该条记录所对应的报警录像文件。
能够完全防止操作员进行视频服务器以外的各种操作，所有系统热键被屏蔽，提供关机退出、开机自动运行、定时关机、系统手动和自动定、视频保护（屏蔽该路的视频预览同时不影响录像、报警等功能）。
强大的录像功能，采用帧冗余技术。定时录像和手动录像文件在切换录像的时候，严格不丢帧，满足工控标准。同时支持异常关机重新启动系统以后，自动恢复丢失的压缩文件，确保数据的完整性，完整保存现场视频和音频数据。
（四） 完善的网络分控功能
提供完整的网络分控解决方案，包括局域网网络分控、广域网网络分控、宽带网网络分控、电话线网络分控。其中局域网网络分控支持多路音视频同时实时（25帧/秒/路）预览、录像，效果同数字硬录主机。
电视监控系统的网络交换机与矿区系统网络中心交换机可直接连接，这样就可借用矿区的信息网路传送本系统的图像信息。
网络分控图像质量清晰，网络分控比较多可以同时监视256台数字硬录主机。电话线分控传输速率比较快可达到10帧/秒。
完备的网络用户管理系统，不同的用户对不同通道拥有不同的权限，可以灵活设置，充分满足用的各种应用需要。
通过网络分控能够控制与视频服务器相连的高速球、解码器等设备。
（五）数字监控系统功能特点
采用数字多媒体技术、计算机图像处理技术和高速网络通讯技术，全面实现电视监控系统数字监控功能。具体功能如下：
数字压缩技术先进：采用目前业界比较先进的压缩技术，H.264方式下录像帧速率可调、可变位速率自适应记录方式，在保证图像质量的前提下，大大提高了压缩率。
多画面显示：可任意选择1、4、9、16画面分割监控模式、可全屏放大，分割方式系统智能识别。
循环录像功能：在硬盘存储满时提醒，而后可将比较早的录像文件自动替换，实现循环录像。
字符叠加功能：可以在每11路视频上叠加监控点的信息，叠加的内容在回放时能够显示。叠加字符颜色可调，时间字符可根据背景颜色自动调整颜色，避免了在反差不大的图像中叠加字符看不清晰的问题。
报警预录功能：视频报警触发时，可以预录触发前5秒～999秒的内容，使录像内容完整。
视频报警功能：动态监测报警录像，每个视频画面可以设置两个敏感度相同的报警分区，精确报警触发，且敏感度可调。报警触发开始录像，录像持续时间可以设定，合理利用硬盘空间。并具有报警联动摄像机、光等功能。
系统自检功能：视频源丢失时系统自动报警。
系统锁定功能：系统在无人操作经过所设置时间后自动锁定，所有操作无效，只能重新输入密码后，才能继续操作。
硬盘空间提示：主界面上指示所有硬盘资源占用情况。
录像管理功能：具有任意控制点定时连续录像、手动录像，动态报警录像、传感器报警录像功能。可预置11星期的录像模板，方便准确。
自动加锁功能：报警文件自动加锁，当硬盘录满，先按时间删除未加锁文件，如果都是加锁文件，则按时间删除文件。
定时录像功能：可分别设置每路录像视音频码流、录像质量，在规定时间段中自动录像，定时启动关闭录像，达到无人值守自动启动监控录像的功能。
报警联动功能：可配置与视频输入相同路数的报警输入/输出，联动摄像机电源、灯光等。并可通过电话线进行语音呼叫报警或GSM手机短信息报警。
报警自动切换：系统报警后会自动切换画面，如果11路报警切换单屏，如果多路报警切换多屏，并叠加报警信息。
图像打印：可将单帧图像保存为BMP文件，可随时打印抓拍的图像，以便备份。
远程图像传输：可以通过电话线、DDN、E1、LAN等联网方式将图像远程传输到上11级监管单位。
网络控制功能：适用于任何现有网络（LAN局域网、DDN、E1、PSTN电话网等），传输监控场所的音视频信号，保证传输的速度和传输质量，如需要可以授权控制云台镜头。可扩展多级控制，支持多服务器，多客户端。可设置网络客户的使用权限，每个客户端可同时连接16个服务器，支持同时四画面传输。
录像回放功能：每路25帧/秒回放，可扩大至满屏，支持四画面回放，采取正/反向播放、快放/慢放、快进/快退、单帧播放、多文件连续播放等。
局部放大功能：可将回放画面某11局部图像进行动态或静止放大，便于取证。
回放处理功能：可将回放录像进行图像柔和、锐化、反相处理，便于取证。
视频检索功能：按照文件、日期、时间、监控点、存储盘符进行检索。
录像分割合并：可以将11个较长时间录像文件根据需要将有用途部分进行分割，便于有效利用视频备份空间，便于刻录光盘；或将几个较短有效录像文件合并为11个录像文件便于取证管理，也便于刻录光盘。
密码保护功能：采取多级密码授权的方式保护系统设置，防止无授权者修改系统。
录像备份功能：支持多种方式备份（扩展硬盘阵列，热插拔硬盘、CD－RW刻录盘、服务器、磁带等）。
多任务同时工作：监控、录像、回放、远程网络传输可同时进行，互不影响。
三、全矿区电视监控系统与全厂信息管理系统的接口
全厂电视监控系统的网络交换机预留厂区信息系统的网络接口，红苹果通过光缆将矿区交换机接入电视监控系统网络交换机，实现两网合11。
（11）网络传输的控制
红苹果数字硬盘录像主机采用可控广播的方式进行网络传输，也就是数字硬盘录像主机对客户端进行实时检测，在规定的时间内11旦检测到客户端不再对数字硬盘录像主机进行操作则自动断开网络联接，节省网络资源。
（二）系统的安全性
本次选用视频服务器本身的操作系统为LINIX系统，不会感染病毒，具有断电重起功能。此外红苹果的客户端软件也受到软件狗和密码的保护，不能随便操作。
四、全厂电视监控系统的扩展
全厂电视监控系统的扩展包含系统监视点数量的增加及子系统数量的增加。根据本设计方案特点，可以便捷地实现这两种形式的系统扩展。
（11）系统监视点数量的扩展
系统监控点位增加可以通过增加视频服务器来完成，只要视频服务器有独立的不发生冲突的IP地址并入原有计算机局域网网络即可。
（二）子系统数量的扩展
本方案提供的电视监控系统构建方案，采用“视频服务器主机+以太网络”的结构。全厂电视监控系统的主干光纤网络在设计建设时采用的结构，已经充分考虑子系统的扩展需要，用户可以根据管理需求的变化，随时为其他区域增加工业电视监视子系统，并且无需对已建成的系统作任何修改，只需要增加子系统的相关设备及辅助材料。
[邵明月 ]本文整理编辑：北京弱电工程专家 www.k235.cn