? 建筑工地监控系统解决方案

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生產制造
建筑工地監控系統解決方案
方案說明

一、用戶需求

  本方案所要監控的對象為建筑工地,系統需建設一套遠程監控系統,就是在各個建筑工地安裝攝像機采集現場的視頻信號,然后INTERNET傳送給上級監管部門,把各個現在施工場點監控統一管理,實現各個單位足不出戶即可隨時查看建筑工地現場的具體情況。通過技術手段提高上級監管部門、發展商、工程項目監理等對建筑工地現場的生產過程、環境的監控力度將顯得非常有意義。


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二、設計思想

    一般來說視頻監控系統大體可以分為三個部分:“前端采集系統”、“信號傳輸系統”以及“控制系統”。前端采集系統主要包括安裝在各個工地上的攝像機;信號傳輸系統主要包括中間的視頻信號傳輸線路、設備;控制系統主要包括終端顯示設備、錄像設備、控制設備等。

     前端監控設備:包括快球攝像機、帶云臺紅外一體化機、嵌入式硬盤錄像機、數字電路,完成網點視/音頻圖像攝取,圖像信號接入站場內部LAN網絡,子網內可以連接少量供主管人員調看的分控客戶端。

     網絡監控管理中心(數字矩陣):下屬所有網點的圖像、報警信息通過專網傳輸至管理中心集中處理,任意切換到電視墻上。所有站場的錄像資料定時上傳回管理中心的存儲服務器集中存儲。包括管理中心主機、控制鍵盤、電視墻、視頻存儲組件、視頻轉發服務組件等設備。

     視頻存儲系統(可選備份服務器):站場本地的存儲系統根據前端要求來存儲錄像資料,管理中心系統要求保存15天的錄像資料(發生事故安全的資料)。

   分控客戶端系統:系統通過視頻轉發服務器可以支持任意多個分控客戶端。可以通過專用客戶端軟件實現,也可以用IE瀏覽方式實現。而且用戶互聯網實時瀏覽監控現場。

   光纖專網:系統主干網租用電信的光纖,每個現場工地分配10M帶寬;管理中心分配1000M帶寬。

   各區分控中心:各區分管的分控中心可以能過1000M專網光纖網連入總控中心,兩級分管,用戶可以方便地進行管理,總控中心可以實時監控各地現場工地。

  

三、系統特點及功能需求分析

  1、監控點分布

  本系統分布點分布在各個施工現場內,其中每個工地分別安裝在塔吊(工地最高點)和其它相應的各個安裝位置。

  2、站場監控子網

  施工場場點內網分控客戶端:1-N個,站場內網可設置分控客戶端,如果分控端超過1個則須要安裝視頻轉發服務器軟件,轉發器可以級聯。在DVR主機中添加管理中心信息,DVR主機可自動向管理中心系統注冊。

  3、數字電路:采用當地運營商寬帶網。

  (1)錄像部分:攝像機采集的視頻信號通過視頻傳輸線路進入數字硬盤錄像機。開機后數字硬盤錄像機根據設定參數,每天定時自動開關機,并自動進入相應的錄像狀態。當某些畫面偵測到移動變化時,相應的圖像自動放大彈出,并有語音提示。當有傳感報警信號時,DVR主機自動彈出電子地圖、通過語音輸出防區號及類型、并聯動相應的外圍設備(警燈、警號等)。同時自動將移動偵測信息和報警信息自動上傳至網絡管理中心端。

  (2)云鏡控制通過數字硬盤錄像主機、管理中心、客戶端(局域網或廣域網)來實現本地或遠程控制云鏡。硬盤錄像主機和管理中心可以設置、調用云臺的預置點和花式巡航。

  (3)報警處理硬盤錄像主機與網點內的傳感設備聯動處理報警信號。硬盤錄像主機接到報警信號后可自動彈出電子地圖、通過語音輸出防區號及類型、并聯動相應的外圍設備,同時并將報警信號自動上傳給網絡管理中心。管理中心主機收到報警信號后,會自動彈出電子地圖,并強制上傳相應的報警圖像。屏幕墻的主顯示器自動切換到相應的一個或一組報警圖像。

  (4)施工現場場內部分控在站場內部工作站電腦上安裝客戶端軟件,主管人員可以實時監看整個工作過程。如果有多個主管人員需要分控監看,則只需要在其中一臺分控電腦上安裝視頻轉發器軟件即可實現任意多個分控觀看,每個轉發器可支持9個分控連接,通過轉發器級聯可以實現無限轉發及分控。分控用戶可以控制云鏡,但同一時間,只能有一個分控用戶控制云鏡。

  (5)可靠性數字硬盤錄像主機視頻處理全由硬件完成,占用系統資源少,主機性能穩定。系統運行時有詳細的日志記錄,可通過日志檢查來檢查主機的工作情況,人員的情況等。

  

四、信息監控管理中心

  信息監控管理中心將分布在各地前端設備通過現有的網絡連接起來集中管理,實現遠程任意攝像機圖像的調用;遠程云鏡控制和快球預置點調用;遠程錄像資料的調用;遠程DVR主機的參數設定;遠程DVR主機的觀看用戶權限設定;報警信息的搜集;電視墻的控制(數字矩陣)等等功能。由于管理中心系統采用模塊化套件的方式,可以實現多種遠程監控方式的任意組合。系統基于Windows2000/XP專業版平臺運行。

  低成本:管理中心系統除了DVR主機和管理中心系統外,不需增加額外的服務器,在很大程度上節約了用戶的支出。

  可靠性:DVR主機與管理中心之間的通訊是點對點的通訊,沒有其它的中間設備,所以即使有一臺DVR主機癱瘓,最多也只是影響了這一臺DVR主機的網絡管理功能,而不會出現由于一臺視頻服務器癱瘓而造成整個管理中心系統的癱瘓情況。可見這種分布式的管理中心從根本上分散了網絡管理的不穩定性的風險,使整個系統顯的更加健壯。由于報警時在遠程DVR主機端已經錄像(本地錄像),所以如果管理中心這邊出現異常情況也不會影響錄像,當管理中心的故障修復后,我們依然可以調用遠程主機端的錄像資料回查。而且使用本地錄像后,錄像資料的清晰度不受網絡效果的影響,只與現場的環境和攝像機的效果有關。

  靈活性:管理中心套件系統支持多種網絡套件,可以靈活搭配使用。

  多畫面軟解碼圖像控制:軟解碼圖像控制器是管理中心的擴展套件之一。此套件可以將DVR服務器傳過來的多路圖像軟解碼并在顯示器上分割顯示,并可以與遠程DVR服務器同步錄像。但是軟有解碼的路數會受到計算機系統資源的限制。一般情況下采用雙頭顯卡可以軟解碼8路圖像。管理中心軟件可以控制選擇任意DVR服務器的任意圖像軟解碼至VGA電視墻。通過VGA轉AV輸出可以在電視上顯示。

  多路圖像轉發服務器:采用轉發服務器,可以將指定的圖像發送至指定的副控端;可以發送多任意多個副控及管理中心系統而不影響帶寬。轉發服務器也可以被看作是一臺虛擬的DVR服務器,由此我們可以實現跨省、地區的多級網絡視頻監控系統。

  多路錄像資料存儲器:方式一,前端所有圖像同時傳回管理中心端錄像。按每秒400K的數據計算,計算機將是在全負荷工作;方式二:前端主機有自己的存儲系統,供前端檢索查詢,在系統空閑的時段,將當天錄像的資料自動傳送回管理中心備份。由于所有圖像都在存儲服務器中存儲,所以存儲服務器的數據量將是非常的大。

  以上套件為可選件,系統基于Windows2000/XP專業版平臺運行。

  網絡接入方式:DVR主機與管理中心之間支持多種的數據傳輸方式,如TCP、UDP、多種組播方式和電話線等連接方式。但其連接有很大的靈活性。音頻信號傳輸對網絡帶寬的適應性:多種的網絡音視頻傳輸方式,可以實現在高帶寬上全實時的圖像傳輸和在低帶寬上時的傳輸高清晰的關鍵幀圖像。在管理中心上可以同時調看多臺遠程DVR主機上的多路音視頻圖像。系統支持雙碼流傳輸,在管理中心或分控端可以調節網絡傳輸的碼流和幀率,這種調節只影響網傳效果不影響網點本地DVR主機的錄像。

  遠程備份:網點前端采用本地高質量錄像,當整個系統空閑的時候才將當天的錄像資料傳輸回管理中心集中存儲。這樣不但保證了錄像文件的質量效果,便于網點人員查找回放錄像資料,而且有效地緩解了管理中心主機的壓力。管理中心主機可以將有限的系統帶寬資源用于報警信息的處理和電視墻的控制。

  遠程參數設置:管理中心可以對遠程DVR主機進行工作參數的設定、修改、刪除。

  報警與電子地圖:管理中心會自動接收遠程DVR主機的報警信息,當遠程DVR主機有報警信號時,管理中心可以發出音效提示,并自動連接相應的圖像,彈出相關聯的電子地圖。

  工作狀態監測:管理中心可以查看到遠程DVR主機的工作狀態。包括:錄像、網絡連接狀態、報警狀態、移動偵測狀態、視頻信號是否丟失等。

  IP語音對講:管理中心、DVR主機和分控客戶端之間可以進行IP語音/文字對講。

  電視墻;通過管理中心內置的四路硬件解碼卡,可以將網絡傳輸過來的某一個或幾個站場的圖像解碼還原為模擬信號輸出至監視器組成的的電視墻上。通過管理中心可以切換任意DVR主機上的任意圖像和音頻信號到電視墻的任意監視器上,這樣就可以實現數字矩陣的功能了。

  中心機房中可以設置一臺或多臺管理中心和多臺客戶端程序。管理中心支持多種的網絡聯接方式,如寬帶網、ADSL,DDN等,并能夠自動的適應不同的帶寬來調整不同的網絡傳輸畫質。支持手動、自動聯接。網絡可保持實時聯接,也可以設置讓DVR管理中心定時對DVR主機進行檢查或在DVR主機端有報警、移動偵測時自動聯接網絡。

  電子地圖與警視聯動功能:所有監控點都直觀地顯示在電子地圖上,并能點擊顯示監控點圖像。能顯示街區分布、轄區范圍、執法點位置等。對于發生報警或其它警情時,能自動切換到相應監控點(包括攝像機切換和預置點),在屏幕上調出該點圖像,并在電子地圖上給出指示,計算機給出聲音提示,記錄相關報警信息;在進行攝像機切換和控制時也能在電子地圖上指示最近監控點,實現與GIS、GPS系統的協同應用。

  權限管理功能擁有統一的用戶權限管理,建工局授權的用戶只要在視頻監控與報警系統中開設帳號、分配權限即可(可細分為圖像瀏覽、控制、流量控制等權限)。

  任一有權限用戶可以瀏覽任一監控點的實時圖像和歷史圖像。有設備控制權限的用戶可以對實時圖像監控點的云臺、鏡頭和數字切換矩陣進行控制。

  信息存儲和備份功能:中心系統對所有巡檢、報警、視頻、系統日志等信息予以存儲和備份。存儲和備份的報警、巡檢等歷史數據信息,可在網絡系統中依據授權進行訪問。中心系統對接收到的巡檢信息、報警信息和視頻信息等按照信息的含義和歸屬進行分類,重要事件的圖像要求作永久存儲,并且提供異地備份。

  存儲的歷史視頻數據要求進行防篡改處理,例如增加數字水印或者數字簽名,使之可以作為證據使用。

  

五、網絡傳輸部分

      網絡傳輸是將通過視頻服務器(或數字硬盤錄像機)對視頻信號進行壓縮,然后通過以太網絡(或者是ADSL、寬帶網、微波無線網等方式在互聯網上)進行傳輸,這樣理論上傳輸距離則不受限制,但實際的效果還是要視具體的網絡帶寬而定;從本方案的需求特點來分析,可采用以下幾種傳輸方式的組合:

      (1)對于重點工程,從建筑工地租用運營商寬帶光纜將視頻信號傳輸到到監管中心進行集中監控;

      (2)對于一般工地,則因為建筑工地有明顯的臨時性及數量眾多,因此最為合適的傳輸方式應該為網絡傳輸方式。


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