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    系 统 方 案

钢铁企业远程监控方案
(具体方案请联系我们)

2006-6-4         

一、系统设计背景

  对于大型钢铁企业等分布式管理的行业,远距离监控是企业管理的一种新型技术手段。传统的远距离监控,图像传输一般采用专门光缆或微波进行传递,容易受到地形和线路的限制,且造价极高,用户通常难以接受,因此不易推广应用。
那么如何将远程图象监控和报警联网系统有机的结合起来,做到既可进行远距离的监控和图像传输,又具备通常联网报警网络的功能,且造价合理,能够更加有效地管理生产流程,并将之运用于预防、打击犯罪,将视频监控技术应用提高到一个新的水平,已成为当前监控系统和设备发展的主要方向。随着计算机的普及、应用,网络通讯技术及图像压缩处理技术的快速发展,采用最新的计算机、通讯、图象处理技术,通过网络线路传输数码图像,可为实现联网报警及远程图像监控提供高效可行且价格低廉的解决方案。

二、系统设计思想

根据钢铁企业监控系统的特点,其总体设计应考虑如下原则:

  • 可靠性
    监控系统涉及生产安全,所以系统必须可靠。因此设计上要充分体现分散控制,集中管理的特点,保证各个子系统都能够做到在通讯网络支持下实现集中管理,使得整个系统的结构完整,保证系统可靠运行。
  • 经济性:
    在保证合理系统性能的情况下,选用最经济的设备。各子系统结构应采用模块化结构,这样系统的维护和扩展极为方便。
  • 先进性:
    确保本系统在行业内的先进地位。在经济性合理的情况下,力争世界先进水平。系统强调图像、数据、声音的多媒体综合功能与质量,以此与未来的技术发展相衔接,可长期适用而不过时。
  • 兼容性:
    系统应在不改变原有结构的基础上兼容各类镜头,通讯模块,数据库管理系统,和不同的应用开发软件。
  • 扩展性:
    本系统应具有开放式网络结构,以适应新技术和未来社会发展的需要。

三、监控系统具体设计

3.1系统设计说明

钢铁企业网络视频监控系统是一个大型的、基于企业INTRANET的数字化视频应用项目,建成后需要同时监控的视频数量非常多,因此需要在保证单路视频质量的前提下,每路视频占用尽量小的网络带宽。针对本项目的这一特点,我们提供采用当前业界视频压缩率最高且图像分辨率也可达到极高水平的MPEG4数字编码技术的解决方案,可给予用户系统稳定可靠运行以充分的保证。 整个系统按地理位置分为各厂区监控子系统和生产指挥中心监控系统,而各厂区监控子系统又可分为视频前端和视频监控子系统。系统构成如下图所示。
视频前根据钢铁企业的特点,我们因地制宜的选择最适合监控环境的摄像机和防护罩。整个系统由作业区视频监控现场子系统和生产指挥中心中央监控系统组成。
系统结构如下图:

3.1.1 作业区视频监控现场子系统
本子系统中将采用由北京讯飞信息技术有限公司研制的XF200X数字全实时监控系统为中心,结合“WEB查询”、“远程监控”、“实时录像”等多项功能而构成的网络视频综合监控子系统。
XF200X系统是计算机、通信等高科技迅速发展的产物,它主要利用了计算机的大容量硬盘来保留大批量的录像数据,在设计过程中采用了MPEG-4、多通道控制等计算机领域内的高新技术,同时加入了安防中常用的云台控制等多项技术,形成了真正的“多媒体综合监控系统”。同传统的模拟监控系统和同类产品相比较,该系统具有实时、多路、集成、联网、兼容等特点,可以在一台控制主机上实现多画面分割、视音频同步传输、视频报警、数字实时录像、远端云台控制等功能。该系统现已通过中华人民共和国公安部质量检测中心的严格鉴定,在电气指标、性能等方面完全符合国家标准。
根据大型钢铁企业前端视频点数量非常多的特点,需要采用多路汇总的控制方式组成整个监控系统。
在每个厂区建立一个视频前端汇聚点,在每个视频汇聚点中,将若干路信号直接传送至1台视频采集工作站。每个视频汇聚点由若干台视频采集工作站汇合而成。将每个汇聚点连入网络中。每台视频采集工作站将数字化的信息按照组播方式传送给控制中心的中心控制机(中的某台),并且将数字视频信号在本地保存。
在视频监控中心配备若干台中心数字监控工作站,每台按照最大4X4画面的方式将各个采集工作站的数字化视频信息在显示器上显示,并且投放到监控中心的大屏幕显示系统显示。
视频监控中心的监控工作站具有对于各个采集工作站的完全控制权限,可以任意进行画面切换和控制,能够通过网络连接到采集工作站并通过采集工作站控制带解码器和具有云台和变焦镜头的前端设备。
为方便监控中心之外的各个网络主机观看监控画面,在监控中心配置1台HTTP服务器,用来汇总处理各个网络主机访问监控画面的请求。HTTP服务器根据主机的合法请求为该主机向网络设备请求建立从某采集工作站到该主机的组播服务。
作业区汇聚点的视频采集工作站同时担任本区域的分控工作站。


3.1.2生产指挥中心中央监控系统

本系统中采用XF-200X数字全实时监控系统为中心,结合“WEB查询”、“远程监控”、“实时录像”等多项功能的综合WEB方式监控系统。
生产指挥中心中央监控系统由多台中心监控工作站和1台WEB服务器构成。每台监控工作站可以从多个汇聚点的多台采集工作站提供的多路MPEG4视频流中选取1到16个,将其在本机解码并送到本机的显示器上显示。同时,监控工作站可以控制具有变焦/云台功能的多台前端摄像机的运行。
各个监控工作站的视频输出可以投放到监控中心的大屏幕显示系统显示。

4、系统功能


  4.1 系统功能设计
此网络监控系统由北京讯飞信息技术有限公司完全自主开发并于2000年4月正式推出的代表目前国内最高水平的多级远程监控系统,国内首家通过公安部MPEG4网络多媒体监控系统认定产品,也是整合图像监控、安防监控、环境监控、设备监控等集成监控系统平台。
该系列产品目前已经在网络化、智能化、集成化要求最高的军队、银行、水利、公安、钢铁等部门领域有大量的应用。
下面我们简单介绍讯飞网络监控系统的组成及其功能:
4.1.1系统特点
  • 先进的网络通讯、数字视频处理和传输技术
  • 基于MPEG-4算法的业内顶尖压缩技术
  • 组播技术、支持异构网络、自适应速率控制
  • 多级分层次控制,集中管理,集中和分布数据存储
  • 安全可靠,具有合理的授权机制
  • 具有良好的可扩展性,系统可以平滑扩展
  • 友好使用的操作界面,可以通过IE浏览监控;维护管理简单、质量稳定可靠
  4.1.2 采集工作站Xtream Producer
  1. 音视频全实时同步:
    每台主机8路/16路全实时(延迟不超过0.1秒)同步视音频采集、压缩、存储、网络传输、播放;每路25帧/秒,标准分辨率352×288,最大分辨率720*576;回放时也可达每路25/秒,不丢帧,可放大至全屏,可以局部细节无限制放大;
  2. 节省存储空间:
    采用业内顶尖压缩技术MPEG-4算法,压缩比高达1:500,每路每小时只需60~120M硬盘空间(包括视音频),网络传输所需带宽10K~2M可调。
  3. 四种录像模式:
    手工录制、定时录制、报警录制、移动侦测录制;
  4. 云镜控制:
    支持镜头的光圈、变焦、聚焦三可变控制;支持云台的全方位控制;在监控工作站和网络分控终端均可进行控制;
  5. 报警管理:
    16路输入、8路输出,联动规则自由定义,报警信息存储、网传、查询;
  6. 网络发送:
    支持多用户网络监控,支持多播输出;
  7. 安全管理:
    重要操作均需权限密码验证,防止无关人员观看、删除、修改图像资料;未经授权的人无法远程访问;
  8. 智能应用:
    按时间段定时录制;图像有动态检测功能;压缩比、画质、码流可调整;
  9. 界面友好:
    全中文图形界面,简单实用,易于操作,无需培训;
  4.1.3总控工作站Xtream Controller
  1. 同时接收网络内部任何一个监控点的音视频数据,可实现1、4、9、16画面分割多画面监看;可以对监控点编组自动轮巡查看;
  2. 监控工作站和总控工作站可以是一对一、一对多、多对一、多对多;支持跨路由器的远程监看和远程控制(PSTN/ISDN/DDN/宽带);支持组播功能;支持多用户多级别管理;远程实时监看、检索现场资料。
  3. 经过等级授权能控制任何一个监控点的云台及镜头;
  4. 可以所有路或单路全屏显示,可以接大屏幕投影或背投
  5. 监控中心采用树形结构组织各监控点,操作方便;具有良好的可扩放性,不受监控点数目的限制;
  6. 下属的监控工作站报警信息自动接收,并声光和短信提示管理员;
  7. 远程配置监控工作站;
  8. 可以和多个交互工作站进行视音频交互,向前端下发命令;
  4.1.4监控服务器Xtream Server
  1. 对监控工作站和监控点的配置、管理和信息发布;
  2. 可以将前端监控点的音视频数据存储在服务器上,用户可以点播存储在服务器上的历史资料;
  3. 提供WWW服务,使授权用户在网络的任何地方都可以通过WWW方式实时察看监控点情况;
  4. 提供用户认证和多级权限控制(禁看权,监看权,监看控制权);
  5. 提供数据代理转发,监控服务器和监控工作站之间只需占有一份带宽就可满足多人实时查看,对于不支持组播的网络环境,提供组播代理功能;
  6. 提供网络备份功能,确保数据的完整性和安全性;
  7. 提供基于网页的历史资料的检索、查询、浏览功能;用户可以按摄像机编号,按日期查询历史数据,所有的操作只需通过网页的点击即可实现;
  8. 提供网络层次代理服务器的穿越,在外网可以对内部网络的监控点实时监控。
5. 与现有监控设备的接口

一般大型的钢铁公司现有视频监控系统已经具有相当规模和功能,现有系统基本均为模拟监控系统。本项目要解决的中心课题是将原有的模拟监控系统的视频信号和控制手段经数字化处理,转由网络上的远程计算机设备实现显示、控制和存储功能。在许多情况下,需要将增加的设备和已有设备配合连接,并且接管现有的画面切换设备和摄像机/云台控制设备的操作。而本项目的目标相对简单,新的数字化视频监控系统与原有的模拟监控系统之间仅仅需要后者提供视频画面。
以上目标需要通过具体剖析现有系统的情况,逐步生成实际设计并妥善处理好新旧系统之间的接口方可实现。

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