前言：環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀分析

近幾年，隨著國家對環(huán)保事業(yè)的高度重視，環(huán)保行業(yè)中與環(huán)境質(zhì)量有關的各種應用也迅速推廣開來，其中包括重點污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)、空氣質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)、環(huán)保設施運行監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)保應急指揮系統(tǒng)、排污收費系統(tǒng)等，與此同時，網(wǎng)絡攝像機也在環(huán)保行業(yè)里倍受環(huán)保部門的青睞。作最安全、最可靠的護航。以網(wǎng)絡攝像機為視頻監(jiān)控前端，為環(huán)保監(jiān)管部門提供一套的環(huán)保智能監(jiān)控解決方案，提供排污水檢測、森林火災識別和煙火檢測、水位檢測等功能，能夠對森林火災、洪澇災害等潛在的警情提前預警，同時也徹底解決了重點排污企業(yè)難監(jiān)管、難控制的問題。

在我國沿海經(jīng)濟發(fā)達省份，環(huán)保數(shù)據(jù)監(jiān)控起步較早，各排污企業(yè)和污染處理企業(yè)已經(jīng)普遍安裝了污染數(shù)據(jù)監(jiān)控設備。但是一直以來，很多環(huán)保監(jiān)控都是采用分散式的管理，分為省控、市控和縣控污染企業(yè)，各級、各地的監(jiān)控系統(tǒng)不盡相同，互不兼容，并且只有數(shù)據(jù)采集，沒有視頻功能。根據(jù)2006年國家環(huán)?？偩?a href='http:///sell-list/2.html' target='_blank' >節(jié)能減排的最新要求，環(huán)保的監(jiān)控系統(tǒng)必須將數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中，全省的排污數(shù)據(jù)都要報告到省環(huán)保局處理和分析，同時也提出了視頻監(jiān)控的需求。2008年初《污染源自動監(jiān)控設施運行管理辦法》中也提出了要保證自動監(jiān)控設施正常運行防止人為停用、拆除，設施運行狀況要定期向上級報送等內(nèi)容。因此，過去建立和運行的環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)勢必要進行一次大調(diào)整和更新。首先要實現(xiàn)對重要環(huán)節(jié)的視頻監(jiān)控，其次是視頻監(jiān)控不能是孤立存在的，既然要作為監(jiān)督和執(zhí)法的輔助工具，就要實現(xiàn)視頻監(jiān)控與原有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無縫整合，否則視頻數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)信息不統(tǒng)一會直接影響到環(huán)保執(zhí)法人員的工作效率。

二：網(wǎng)絡攝像機在環(huán)保行業(yè)應用優(yōu)勢
網(wǎng)絡攝像機是目前在各監(jiān)控領域中的發(fā)展方向，它以直觀、方便、信息內(nèi)容豐富而在各個行業(yè)得到廣泛應用。而網(wǎng)絡攝像機所具備的功能比模擬攝像機更為直觀，例如內(nèi)置圖像壓縮、移動偵測、網(wǎng)絡連接和傳輸、事件和報警管理等等。
模擬攝像機發(fā)展較早，常被稱為第一代監(jiān)控系統(tǒng)前端，也是以視頻矩陣、分割器、錄像為核心，輔以其他傳感器的模擬信號傳輸、控制、處理系統(tǒng)。模擬攝像機采用視頻切換矩陣聯(lián)網(wǎng)，多路數(shù)視頻光端機上傳視頻圖像。系統(tǒng)主要特點是：視頻、音頻信號的采集、傳輸、存儲均為模擬形式，一定距離范圍內(nèi)圖像質(zhì)量保持很好。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術成熟，系統(tǒng)功能強大、完善。但是傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)有天生的局限性：

首先，模擬視頻信號通常采用同軸電纜進行傳輸，在距離較遠時，需要使用視頻放大器對視頻信號進行放大以補償傳輸損耗，而這將導致信號信噪比的下降。在實際工程中，如果對視頻信號進行兩級或兩級以上的放大，圖像就會產(chǎn)生明顯失真，所以難以實現(xiàn)大面積的聯(lián)網(wǎng)傳輸;

第二，模擬視頻監(jiān)控中所存儲的視頻圖像信號是未經(jīng)壓縮的模擬信號，需要使用大量錄像帶，成本高、體積大且不易保存;

第三，模擬視頻監(jiān)控在進行長時間錄像時的圖像質(zhì)量較差，檢索時需要在錄像帶上反復進退查找，難度大、不易使用;

第四， 與其他信息系統(tǒng)無法交換數(shù)據(jù)，應用的靈活性較差，不易擴展。

三：系統(tǒng)組成

采用數(shù)字視頻技術，同時結合多種網(wǎng)絡技術構架整個系統(tǒng)。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)適應范圍較廣，可利用各種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡如：通用的IP網(wǎng)絡、SDH、DDN、 ISDN、El、XDSL、ATM和無線網(wǎng)絡等。在數(shù)字監(jiān)控方式下，采用視頻服務器將前端視頻等以H.264或MPEG-4格式壓縮構，再通過寬帶網(wǎng)絡平臺(10M 或100M )傳輸數(shù)據(jù)，最終通過監(jiān)控中心的數(shù)字存儲設備、支撐軟件等構成一個數(shù)字視頻監(jiān)控的大平臺，為最上層的應用提供服務。該平臺支持分布式結構、支持并發(fā)訪問，采用全數(shù)字化處理，整個系統(tǒng)達到數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化，這是本系統(tǒng)的基本建設架構。
在各個環(huán)保檢測點安裝攝像機和視頻服務器，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮和網(wǎng)絡傳輸，數(shù)據(jù)通過自建或租用網(wǎng)絡(在一些網(wǎng)絡難以達到的區(qū)域，可采用無線方式)傳送到監(jiān)控中心，在監(jiān)控中心配置數(shù)字化的大屏幕服務器，實現(xiàn)對視頻數(shù)據(jù)的解壓縮和顯示，也可在相關的部門例如污控處和信息中心等工作人員的計算機上安裝相關監(jiān)控軟件實現(xiàn)視頻監(jiān)控。

系統(tǒng)主要功能

圖像功能

系統(tǒng)兼容MPEG-4及H.264圖像壓縮標準，可根據(jù)視頻數(shù)據(jù)流自動進行標準適應。

和環(huán)保數(shù)據(jù)庫緊密結合,用戶在監(jiān)控實時圖像的同時可獲得現(xiàn)有檢測點的信息，檢測數(shù)據(jù)直接在視頻上疊加。

開放的可編程接口(API)、擁有很強的可集成性，并絕對可以為您的后端軟件選型提供廣闊的空間，在視頻監(jiān)控行業(yè)范圍內(nèi)已與對接多個合作伙伴，可以為用戶提供完整的后端管理軟件以供選擇。

可對圖像進行實時播放、歷史播放，播放控制處理。

具有完善的圖像切換功能。操作人員在權限范圍內(nèi)將指定攝像機實時或歷史圖像在指定的播放窗口內(nèi)任意顯示或輸出到數(shù)字顯示墻的監(jiān)視器上。

可進行圖像顯示方式進行順序切換和分組切換設置。

各監(jiān)控設備可按名稱、IP地址等分組進行管理，可配置視頻圖像的對比度、亮度、飽和度、色度、編碼幀率、幀數(shù)、信號制式和圖像格式(QCIF、CIF、D1)等參數(shù)。

可以為每路圖像配置文字注釋和編號設置，可以疊加時間，字符和時間可在觀看圖像時取消或疊加。

歷史圖像回放，可以根據(jù)日期、時間、報警事件檢索相關歷史記錄?？筛咚俾士炻胤牛瑘D像和聲音同步回放。

可對圖像進行放大、縮小操作。

可定格抓拍畫面。

可設置圖像區(qū)域遮擋。

遠程副控臺可根據(jù)授權操作實時圖像，下載歷史圖像記錄文件。

圖像流量統(tǒng)計。

報警功能

報警輸入、輸出設備連接，如紅外探頭、警燈等。實現(xiàn)多種告警接入，按鈕告警、環(huán)境(溫度、濕度、水、煙等)告警探頭、移動告警、遮擋告警、噪聲告警等以及本地告警喇叭啟動，并實現(xiàn)告警的聯(lián)動性，如監(jiān)控終端圖像、錄像啟動、客戶端信息告警、聲音告警、事后告警查詢等。

報警參數(shù)遠程設置，如報警定時開關時間、蜂鳴時間等。

實現(xiàn)圖像丟失報警。

各監(jiān)控點具有移動偵測報警、輸入報警功能，可設定聲音報警，畫面提示報警，報警時顯示告警位置。

實現(xiàn)圖像框定區(qū)域的移動變化報警。

報警聯(lián)動和報警錄像功能。

現(xiàn)場報警信息事件日志記錄，以備查詢?nèi)∽C。

防瞌睡提醒功能。

系統(tǒng)日志記錄

記錄視頻編碼設備離線、報警日志。

記錄計算機、網(wǎng)絡設備離線日志。

記錄系統(tǒng)網(wǎng)絡故障分析日志。

記錄云臺鎖定、解鎖、控制日志。

記錄前端報警設備(如：雙鑒、煙感等)報警日志。

記錄前端視頻信號丟失日志，視頻信號恢復日志。

記錄操作員登錄、注銷日志、在線時間。

聲音功能

現(xiàn)場聲音實時監(jiān)聽。

點對點語音對講。

點對多點語音廣播。

圖像存儲功能

系統(tǒng)支持前端本地存儲和中心集中存儲兩種方式。既可以選擇各攝像點全部圖像存儲在現(xiàn)場的視頻服務器，也可以通過網(wǎng)絡傳輸?shù)街行拇鎯ζ脚_進行保存。還可以部分存前端，部分存儲在中心。

中心存儲平臺支持DAS和SAN的存儲架構，可以分散成幾個分中心，也可以集中部署在一個中心。

視頻服務器在進行視頻處理時，同步產(chǎn)生兩個數(shù)據(jù)流，實時圖像流媒體和歷史圖像打包文件，兩者獨立，保證歷史資料通過網(wǎng)絡傳遞后的完整。

歷史圖像文件的存儲采用周期性的刪除或覆蓋?？梢栽O置存儲周期、存儲時間段、報警或事件觸發(fā)存儲，事件觸發(fā)存儲提供預錄像功能。

無論前端存儲還是中心存儲，空間使用狀況由平臺實時檢測，達到空間占用上限值時，平臺發(fā)出報警信號到系統(tǒng)維護終端進行提醒處理。

一、 系統(tǒng)架構

1、 總體網(wǎng)絡結構圖

2、 實時監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)圖

3、 前端一體機結構示意圖

基本功能：

? 實時監(jiān)控、遠程控制

– 實時監(jiān)控現(xiàn)場、遠程控制數(shù)據(jù)采集儀、視頻前端設備。

? 歷史視頻回放

– 查詢歷史視頻，作為取證手段。

? 視頻與數(shù)據(jù)完美整合

– 視頻和數(shù)據(jù)疊加。

? 報警統(tǒng)計

– 查詢數(shù)據(jù)采集儀的報警數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

? 報警聯(lián)動

– 超標數(shù)據(jù)與視頻聯(lián)動報警。

? 污染源狀態(tài)統(tǒng)計

– 按行政區(qū)劃統(tǒng)計國控企業(yè)數(shù)、已聯(lián)網(wǎng)數(shù)、在線企業(yè)數(shù)、報警情況、各種數(shù)據(jù)的上報情況

產(chǎn)水系統(tǒng)：產(chǎn)水過程主要針對產(chǎn)水廠進行監(jiān)控。對于開采地下水的方式，主要進行深井泵的運行檢測、沉淀池和加氯系統(tǒng)的檢測、水質(zhì)檢測、城市管網(wǎng)接口的檢測這四個子系統(tǒng)。

(1) 深井泵運行監(jiān)測子系統(tǒng)。采用高性能的DCS總線系統(tǒng)，針對泵的開停狀態(tài)進行監(jiān)測和操作。采用DSP信號處理系統(tǒng)，針對供電中的各相電壓電流和有功無功功率、高次諧波、三相不平衡電壓、零序電流、感抗容抗等信息進行即時分析。如果供電質(zhì)量不高，將停止泵運行并上報調(diào)度系統(tǒng)。采用超聲波流量計、超聲波液位計、隔膜式壓力變送器等儀表掛接在DCS總線上采集數(shù)據(jù)。

(2) 沉淀池和加氯操作子系統(tǒng)。監(jiān)測沉淀池液位、流量、水溫、密度等信息。對加氯量進行控制。保證加氯過程的安全穩(wěn)定。

(3) 水質(zhì)監(jiān)測子系統(tǒng)。結合濁度儀、PH值分析儀和色譜分析儀等高質(zhì)量分析儀表對水質(zhì)進行實時監(jiān)控。如果水質(zhì)達不到供水結果，即時控制泵運行子系統(tǒng)進行關泵操作。并將數(shù)據(jù)上報調(diào)度系統(tǒng)。同時可通過信息匯總系統(tǒng)與環(huán)保監(jiān)測網(wǎng)進行連接。

(4) 城市管網(wǎng)接口子系統(tǒng)。監(jiān)測與城市管網(wǎng)接口的主閥門狀態(tài)，獲取流量、壓力等信號，將信號上報給調(diào)度系統(tǒng)。

綜述：以上兩個典型案例中所提到的整合模式不僅用于環(huán)保監(jiān)控的平臺、水處理系統(tǒng)，也同樣適用于安全生產(chǎn)監(jiān)督管理、煤礦安全監(jiān)控、無人值守機房監(jiān)控、加油站監(jiān)控、大中型工業(yè)鍋爐監(jiān)控、學校校園網(wǎng)監(jiān)控、金融、電力、消防等各個領域。(北京漢邦高科數(shù)字技術股份有限公司)