視頻監控系統在六安新安橡膠壩中的設計

薛文濤

【摘要】 六安市新安橡膠壩是用高強度合成纖維織物做受力骨架，內外涂敷橡膠作保護層，加工成膠布，再將其錨固于底板上成封閉狀的壩袋，通過充排管路用水將其充脹形成的袋式擋水壩。壩頂可以溢流，并可根據需要調節壩高，控制上游水位，以發揮蓄水、航運、防洪、等效益。視頻監控系統是工程正常運行管理和安全渡汛的一個重要保障措施。本系統充分利用了視頻采集技術、圖像處理技術、網絡技術等高端技術進行橡膠壩的網絡視頻監控，大大提升了六安新安橡膠壩的現代化管理水平。

【關鍵詞】 視頻監控 圖像處理 網絡傳輸

一、系統設計原則

1.先進性。嚴格按照國家有關規定，結合具體情況，用最佳設計方案，采用先進成熟的技術設備和材料，既滿足當前的需求，又兼顧未來高速的數據傳輸需要，使整個系統在一段時期內保持先進性和良好的擴展性，以適應未來信息產業業務的發展和技術升級的需要。

2.可靠性。視頻監控系統的建設，直接影響著使用效果、外部形象及投資回報，因此系統設計必須安全、可靠，本方案已充分考慮采用成熟的技術和產品，在設備選型和系統的設計中采用最優化的方案。并從線路敷設、設備安裝、系統調試服務等方面，充分滿足可靠性的要求。

二、系統需實現的功能

視頻監控系統借助計算機強大的數據處理能力，利用圖像處理、模式識別等技術在無操作人員的情況下，實時檢測監控場景下的運動目標，并對其分析、定位、識別、跟蹤和行為理解，需實現以下功能：

1.監視和錄像功能。利用安裝在監視目標區域的攝像機對生產設備和環境進行遠程實時監控，進行24小時自動錄像，并將監視目標的動態圖像傳輸到橡膠壩管理所中控室，中控室也可以對攝像機進行控制和錄像。根據授權，監控人員可以進行本地錄像、遠端錄像或調用歷史錄像進行查看。

2.控制功能。中控室運行維護人員及有關管理人員或其他系統授權人員，通過微機即可對監控范圍目標區域中的設備或現場進行監視，同時可以在微機上對鏡頭進行控制，包括左右、上下、聚焦、變焦、畫面切換等。不但監控中心值班人員能看前端畫面，而且相關職能部門、領導也能同時在自己的微機上進行實時察看和控制。

3.回放功能。橡膠壩視頻監控系統主要由設在橡膠壩管理所內的視頻服務器，及安裝在各監控點的攝像組件（防護罩、攝像機、鏡頭、支架）、相關線纜等組成。主要完成圖像的采集、編碼、傳輸、攝像機的控制和報警的輸入/輸出、本地錄像等工作。具有權限的操作人員可對歷史錄像數據進行檢索和回放。

4.多畫面監視、畫面全屏、多畫面輪巡功能。系統具備在同一客戶終端上同時監視1、4、9、16路前端圖像的功能；具備將單畫面、四畫面、九畫面、十六畫面全屏放大顯示的功能，單畫面全屏時，可通過鼠標移動和左右鍵控制云臺轉動和攝像機變焦；具備將一個工作組內的所有監控現場在特定的時間間隔內按順序輪流切換的功能。

5.其他功能。具備控制優先權機制及控制權協商機制、系統分組功能、遠程錄像查詢和回放功能、手動抓圖功能、遠程報警及聯動控制功能、圖像動態偵測功能、報警布防和撤防功能、用戶管理功能、電子地圖功能、語音對講等功能。

三、系統開發工具的選擇

傳統的編程方法使用的是面向過程，按順序進行的機制，其缺點是程序員始終要關心什么時候發生什么事情，處理Windows環境下的事件驅動方式工作量太大，所以我們選擇Visual Basic 作為開發工具。

四、系統設計使用的關鍵技術

1.圖像處理技術。圖像處理技術就是利用計算機對數字圖像進行處理，其本質是一種信號處理過程。它強調的是對給定的圖像進行某些變換，從而得到更加清晰圖像的過程。六安市新安橡膠壩的視頻監控系統中利用到的圖像處理技術主要涉及兩個方面：一是經過圖像處理還原出人眼感受不到的，但又真實存在的原始信息；二是糾正圖像中存在的逆光、弱光、強光、偏色等缺陷，還原真實信息。

2.網絡傳輸技術。新安橡膠壩管理所的視頻監控系統的設計中，不僅要求中控室的監控人員能夠實時的監控畫面，而且要求可以對監控畫面進行操作，這就涉及到兩方面數據的網絡傳輸：一是視頻數據的網絡傳輸，二是遠程指令的傳輸。視頻的傳輸過程中，主要傳輸的是流媒體數據，流媒體數據的特性在于它傳輸是基于連續性的，所以采用UDP協議；指令的傳輸要求很好的實時性和安全性，所以采用TCP協議。

五、視頻監控系統在新安橡膠壩中的實現

六安新安橡膠壩視頻監控系統主要解決的是視頻數據的傳輸和遠程指令的傳輸兩個問題。有權限的人員首先登陸到視頻監控系統中，監控系統隨即記錄下操作人員的信息及登陸時間。工作人員可以查看視頻數據并對視頻數據進行操作。

參 考 文 獻

[1]黎洪松 數字視頻技術及其應用 清華大學出版社

[2]陸吾華、侯作啟 橡膠壩設計與管理 水利水電出版社

[3]魯士文 計算機網絡協議和實現技術 清華大學出版社

[4] 楊天怡 圖像通信與監控系統 中國鐵道出版社