前言：環(huán)保行業(yè)現(xiàn)狀分析

近幾年，隨著國(guó)家對(duì)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(guān)的各種應(yīng)用也迅速推廣開來(lái)，其中包括重點(diǎn)污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、空氣質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)保設(shè)施運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)保應(yīng)急指揮系統(tǒng)、排污收費(fèi)系統(tǒng)等，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(hù)航。以網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)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(cè)、森林火災(zāi)識(shí)別和煙火檢測(cè)、水位檢測(cè)等功能，能夠?qū)ι只馂?zāi)、洪澇災(zāi)害等潛在的警情提前預(yù)警，同時(shí)也徹底解決了重點(diǎn)排污企業(yè)難監(jiān)管、難控制的問題。

在我國(guó)沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)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(shè)備。但是一直以來(lái)，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(jí)、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(guó)家環(huán)?？偩?a href='http://www.a4301.cn/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(bào)告到省環(huán)保局處理和分析，同時(shí)也提出了視頻監(jiān)控的需求。2008年初《污染源自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施運(yùn)行管理辦法》中也提出了要保證自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施正常運(yùn)行防止人為停用、拆除，設(shè)施運(yùn)行狀況要定期向上級(jí)報(bào)送等內(nèi)容。因此，過去建立和運(yùn)行的環(huán)保監(jiān)控系統(tǒng)勢(shì)必要進(jìn)行一次大調(diào)整和更新。首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控與原有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的無(wú)縫整合，否則視頻數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)信息不統(tǒng)一會(huì)直接影響到環(huán)保執(zhí)法人員的工作效率。

二：網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)在環(huán)保行業(yè)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)是目前在各監(jiān)控領(lǐng)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(gè)行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。而網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)所具備的功能比模擬攝像機(jī)更為直觀，例如內(nèi)置圖像壓縮、移動(dòng)偵測(cè)、網(wǎng)絡(luò)連接和傳輸、事件和報(bào)警管理等等。
模擬攝像機(jī)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(hào)傳輸、控制、處理系統(tǒng)。模擬攝像機(jī)采用視頻切換矩陣聯(lián)網(wǎng)，多路數(shù)視頻光端機(jī)上傳視頻圖像。系統(tǒng)主要特點(diǎn)是：視頻、音頻信號(hào)的采集、傳輸、存儲(chǔ)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(shù)成熟，系統(tǒng)功能強(qiáng)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(hào)通常采用同軸電纜進(jìn)行傳輸，在距離較遠(yuǎn)時(shí)，需要使用視頻放大器對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行放大以補(bǔ)償傳輸損耗，而這將導(dǎo)致信號(hào)信噪比的下降。在實(shí)際工程中，如果對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行兩級(jí)或兩級(jí)以上的放大，圖像就會(huì)產(chǎn)生明顯失真，所以難以實(shí)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(chǔ)的視頻圖像信號(hào)是未經(jīng)壓縮的模擬信號(hào)，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(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間錄像時(shí)的圖像質(zhì)量較差，檢索時(shí)需要在錄像帶上反復(fù)進(jìn)退查找，難度大、不易使用;

第四， 與其他信息系統(tǒng)無(wú)法交換數(shù)據(jù)，應(yīng)用的靈活性較差，不易擴(kuò)展。

三：系統(tǒng)組成

采用數(shù)字視頻技術(shù)，同時(shí)結(jié)合多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)架整個(gè)系統(tǒng)。數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)適應(yīng)范圍較廣，可利用各種數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)如：通用的IP網(wǎng)絡(luò)、SDH、DDN、 ISDN、El、XDSL、ATM和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。在數(shù)字監(jiān)控方式下，采用視頻服務(wù)器將前端視頻等以H.264或MPEG-4格式壓縮構(gòu)，再通過寬帶網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)(10M 或100M )傳輸數(shù)據(jù)，最終通過監(jiān)控中心的數(shù)字存儲(chǔ)設(shè)備、支撐軟件等構(gòu)成一個(gè)數(shù)字視頻監(jiān)控的大平臺(tái)，為最上層的應(yīng)用提供服務(wù)。該平臺(tái)支持分布式結(jié)構(gòu)、支持并發(fā)訪問，采用全數(shù)字化處理，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化，這是本系統(tǒng)的基本建設(shè)架構(gòu)。
在各個(gè)環(huán)保檢測(cè)點(diǎn)安裝攝像機(jī)和視頻服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的壓縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸，數(shù)據(jù)通過自建或租用網(wǎng)絡(luò)(在一些網(wǎng)絡(luò)難以達(dá)到的區(qū)域，可采用無(wú)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(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)視頻數(shù)據(jù)的解壓縮和顯示，也可在相關(guān)的部門例如污控處和信息中心等工作人員的計(jì)算機(jī)上安裝相關(guān)監(jiān)控軟件實(shí)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(biāo)準(zhǔn)，可根據(jù)視頻數(shù)據(jù)流自動(dòng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)。

和環(huán)保數(shù)據(jù)庫(kù)緊密結(jié)合,用戶在監(jiān)控實(shí)時(shí)圖像的同時(shí)可獲得現(xiàn)有檢測(cè)點(diǎn)的信息，檢測(cè)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(qiáng)的可集成性，并絕對(duì)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(duì)接多個(gè)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(duì)圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)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(quán)限范圍內(nèi)將指定攝像機(jī)實(shí)時(shí)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(jìn)行圖像顯示方式進(jìn)行順序切換和分組切換設(shè)置。

各監(jiān)控設(shè)備可按名稱、IP地址等分組進(jìn)行管理，可配置視頻圖像的對(duì)比度、亮度、飽和度、色度、編碼幀率、幀數(shù)、信號(hào)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(hào)設(shè)置，可以疊加時(shí)間，字符和時(shí)間可在觀看圖像時(shí)取消或疊加。

歷史圖像回放，可以根據(jù)日期、時(shí)間、報(bào)警事件檢索相關(guān)歷史記錄。可高速率快慢回放，圖像和聲音同步回放。

可對(duì)圖像進(jìn)行放大、縮小操作。

可定格抓拍畫面。

可設(shè)置圖像區(qū)域遮擋。

遠(yuǎn)程副控臺(tái)可根據(jù)授權(quán)操作實(shí)時(shí)圖像，下載歷史圖像記錄文件。

圖像流量統(tǒng)計(jì)。

報(bào)警功能

報(bào)警輸入、輸出設(shè)備連接，如紅外探頭、警燈等。實(shí)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(dòng)告警、遮擋告警、噪聲告警等以及本地告警喇叭啟動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)告警的聯(lián)動(dòng)性，如監(jiān)控終端圖像、錄像啟動(dòng)、客戶端信息告警、聲音告警、事后告警查詢等。

報(bào)警參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置，如報(bào)警定時(shí)開關(guān)時(shí)間、蜂鳴時(shí)間等。

實(shí)現(xiàn)圖像丟失報(bào)警。

各監(jiān)控點(diǎn)具有移動(dòng)偵測(cè)報(bào)警、輸入報(bào)警功能，可設(shè)定聲音報(bào)警，畫面提示報(bào)警，報(bào)警時(shí)顯示告警位置。

實(shí)現(xiàn)圖像框定區(qū)域的移動(dòng)變化報(bào)警。

報(bào)警聯(lián)動(dòng)和報(bào)警錄像功能。

現(xiàn)場(chǎng)報(bào)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(shè)備離線、報(bào)警日志。

記錄計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備離線日志。

記錄系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)故障分析日志。

記錄云臺(tái)鎖定、解鎖、控制日志。

記錄前端報(bào)警設(shè)備(如：雙鑒、煙感等)報(bào)警日志。

記錄前端視頻信號(hào)丟失日志，視頻信號(hào)恢復(fù)日志。

記錄操作員登錄、注銷日志、在線時(shí)間。

聲音功能

現(xiàn)場(chǎng)聲音實(shí)時(shí)監(jiān)聽。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)語(yǔ)音對(duì)講。

點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)語(yǔ)音廣播。

圖像存儲(chǔ)功能

系統(tǒng)支持前端本地存儲(chǔ)和中心集中存儲(chǔ)兩種方式。既可以選擇各攝像點(diǎn)全部圖像存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)的視頻服務(wù)器，也可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行拇鎯?chǔ)平臺(tái)進(jìn)行保存。還可以部分存前端，部分存儲(chǔ)在中心。

中心存儲(chǔ)平臺(tái)支持DAS和SAN的存儲(chǔ)架構(gòu)，可以分散成幾個(gè)分中心，也可以集中部署在一個(gè)中心。

視頻服務(wù)器在進(jìn)行視頻處理時(shí)，同步產(chǎn)生兩個(gè)數(shù)據(jù)流，實(shí)時(shí)圖像流媒體和歷史圖像打包文件，兩者獨(dú)立，保證歷史資料通過網(wǎng)絡(luò)傳遞后的完整。

歷史圖像文件的存儲(chǔ)采用周期性的刪除或覆蓋?？梢栽O(shè)置存儲(chǔ)周期、存儲(chǔ)時(shí)間段、報(bào)警或事件觸發(fā)存儲(chǔ)，事件觸發(fā)存儲(chǔ)提供預(yù)錄像功能。

無(wú)論前端存儲(chǔ)還是中心存儲(chǔ)，空間使用狀況由平臺(tái)實(shí)時(shí)檢測(cè)，達(dá)到空間占用上限值時(shí)，平臺(tái)發(fā)出報(bào)警信號(hào)到系統(tǒng)維護(hù)終端進(jìn)行提醒處理。

一、 系統(tǒng)架構(gòu)

1、 總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2、 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)圖

3、 前端一體機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

基本功能：

? 實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制

– 實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)、遠(yuǎn)程控制數(shù)據(jù)采集儀、視頻前端設(shè)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(bào)警統(tǒng)計(jì)

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

? 報(bào)警聯(lián)動(dòng)

– 超標(biāo)數(shù)據(jù)與視頻聯(lián)動(dòng)報(bào)警。

? 污染源狀態(tài)統(tǒng)計(jì)

– 按行政區(qū)劃統(tǒng)計(jì)國(guó)控企業(yè)數(shù)、已聯(lián)網(wǎng)數(shù)、在線企業(yè)數(shù)、報(bào)警情況、各種數(shù)據(jù)的上報(bào)情況

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

(1) 深井泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。采用高性能的DCS總線系統(tǒng)，針對(duì)泵的開停狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和操作。采用DSP信號(hào)處理系統(tǒng)，針對(duì)供電中的各相電壓電流和有功無(wú)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(jìn)行即時(shí)分析。如果供電質(zhì)量不高，將停止泵運(yùn)行并上報(bào)調(diào)度系統(tǒng)。采用超聲波流量計(jì)、超聲波液位計(jì)、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(cè)沉淀池液位、流量、水溫、密度等信息。對(duì)加氯量進(jìn)行控制。保證加氯過程的安全穩(wěn)定。

(3) 水質(zhì)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。結(jié)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(duì)水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果水質(zhì)達(dá)不到供水結(jié)果，即時(shí)控制泵運(yùn)行子系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)泵操作。并將數(shù)據(jù)上報(bào)調(diào)度系統(tǒng)。同時(shí)可通過信息匯總系統(tǒng)與環(huán)保監(jiān)測(cè)網(wǎng)進(jìn)行連接。

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

綜述：以上兩個(gè)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(tái)、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(wú)人值守機(jī)房監(jiān)控、加油站監(jiān)控、大中型工業(yè)鍋爐監(jiān)控、學(xué)校校園網(wǎng)監(jiān)控、金融、電力、消防等各個(gè)領(lǐng)域。(北京漢邦高科數(shù)字技術(shù)股份有限公司)