淮陰船閘視頻監控系統改造方案研究

王寧波

摘 要

淮陰船閘視頻監控系統是2005年全省聯網收費系統同步建設的配套系統，現有的模擬視頻系統在技術上已經比較落后，，已嚴重影響船閘安全生產、船閘收費安全保障，基于以上分析和考慮，對淮陰船閘視頻監控系統進行整體改造。淮陰船閘攝像機數字高清化改造后，共設置攝像機共57套，基本做到船閘工作區域全覆蓋及高清化要求，本方案的研究目的是通過改造，能夠實現任意時間、任意地點在內部網絡上對實時視頻和歷史視頻的瀏覽和調用，以便于未來實現船閘與船閘之間圖像資源互通以及各航道管理處之間圖像資源共享、互通，便于進行有效的指揮調度。

【關鍵詞】視頻 監控 改造 研究

1 前言

淮陰船閘視頻監控系統是2005年全省聯網收費系統同步建設的配套系統。系統投入運行已11年，目前設備和線路老化現象嚴重，部分設備故障增多，加之電子產品的更新換代速度很快，很多部件現有已沒有備品備件可替換，系統基本無法升級維護，現有的模擬視頻系統在技術上已經比較落后，不能滿足滿足船閘調度、收費及水上ETC及船閘控制系統等對于視頻監控系統的要求，已嚴重影響船閘安全生產、船閘收費安全保障，基于以上分析和考慮，對淮陰船閘視頻監控系統進行整體改造。

2 淮陰船閘視頻監控系統

目前淮陰船閘共設有模擬攝像頭40個：其中一號閘16個、二號閘8個、三號閘8個，航管中心上游遠調站4個、下游遠調站4個，監控中心1個，閘室攝像頭除上下閘首機房亭各設一個室內點（帶音頻）用于對閘首操作人員操作過程監控，其余攝像點負責對引航道、閘室閘門運行情況進行監控，攝像點信號通過光通訊集中到船閘運調中心的硬盤錄像機、模擬矩陣、流媒體服務器上電視墻和向上級輸送圖像信號。在監控中心實現一至三線船閘閘區及遠調站攝像機的控制、查看及管理等功能。

結合近年來船閘、航道視頻監控高清化的發展趨勢，滿足江蘇航道高清視頻監控系統升級改造技術方案的要求，淮陰船閘攝像機數字高清化改造后，共設置攝像機共57套，基本做到船閘工作區域全覆蓋及高清化要求，攝像機推薦采用IP數字高清攝像機。監控中心大屏幕電視墻2013年進行過更新改造，目前電視墻為3*5*46”三星液晶拼接大屏，能滿足船閘安全生產監控使用需求。

為了保證監控系統的穩定、可靠運行，并充分保證圖像的畫面質量及連貫性，將采用星型網絡結構，采用百兆接入，千兆核心網絡。根據安裝距離，采用銅纜或光纖傳輸，對于距離較長的，采用光纖收發器。攝像機前端光電轉換器采用盒式光纖收發器，監控中心采用機架或插卡式光纖收發器，視頻監控系統結構采用純網絡架構，在船閘的各閘首機房內分別增加一套二層千兆以太網交換機，閘首機房附近及就近引航道、靠船墩的攝像機信號通過屏蔽雙絞線直傳，距離閘首機房較遠的攝像機通過光纖收發器將攝像機的視頻信號船閘閘首機房匯聚。閘首機房內以太網交換機通過單模光纖及光纖收發器將信號傳輸到船閘監控中心機房。同時，在上、下游遠調站增加一套二層千兆以太網交換機。上、下游遠調站的攝像機信號經交換機匯聚后，通過現有遠調站至船閘監控中心間通信光纜傳輸至監控中心。監控中心攝像機通過網線將信號直接傳輸到以太網交換機。

監控中心設置視頻工作站，并安裝視頻管理軟件，實現所有視頻的控制、查看及管理。同時增加視頻綜合平臺一體機一套，數字視頻圖像通過視頻綜合平臺一體機及圖形管理計算機（含大屏管理軟件）實現在電視墻上顯示及切換、控制。便于管理及操作人員任意切換和調用現場圖像，實現對船閘控制、船閘收費、調度區域的實時監督和管理。

3 系統改造

為實現管理部門及上級管理單位同時訪問，在監控中心增加流媒體服務器一套，實現對網絡的管理功能，考慮由于高清視頻系統所有業務都是基于網絡視頻流動態調度來實現的，監控中心的以太網交換機需具有視頻組播的功能。

視頻信號采用集中式存儲，新增網絡視頻存儲設備，以滿足改造后高清視頻的存儲要求，網絡視頻存儲設備可實現對系統所有畫面24小時不間斷實時錄像，并實現對指定時間段內圖像30天的查看和回放。另外，由于所有視頻圖像均為數字信號（H.264），可直接通過以太網交換機的網絡接口（RJ-45口），利用船閘局域網設備，將數字網絡視頻信號傳輸到船閘辦公區域計算機，供船閘相關部門通過船閘局域網調用船閘現場視頻圖像或錄像。并可通過現有船閘蘇北航務管理處間的通信網絡，通過廣域網設備上傳實時視頻信號到上級管理部門，實現上級管理部門對船閘現場視頻信號的遠程切換調用及查看功能。

系統支持RTSP等多種流傳輸協議；采用XML文件來傳遞通信接口之間的數據；支持流媒體網關及流媒體服務器之間的互連，所采用的技術在未來五年內應能夠很好的適應計算機軟、硬件和數字音視頻技術的發展，滿足各個業務系統的需求。從視頻監控系統的長期穩定運行、用戶權限的合理分配、網絡病毒的防范等多方面進行考慮。在視頻管理軟件和流媒體網關的升級中將充分考慮這些問題、充分考慮了已建視頻監控系統與視頻監控新技術的兼容性問題，以盡量小的代價來完成視頻監控系統的升級和改造工作。在本規范中，已建視頻監控系統的攝像機、顯示終端和網絡、布線等設備都會被保留，以盡量保護原有的投資。

本系統以流媒體技術為基礎，采用的視頻編碼格式以H.264/MPEG4為主，采用的視頻清晰度最大可支持1080P，支持網絡攝像機的接入，采用B/S構架，方便用戶權限管理和為其它應用系統提供開發接口，符合江蘇航道業務系統應用和網絡帶寬現狀。

4 結語

本實施方案的研究目的是適應數字高清視頻技術的發展，滿足各個業務系統的需求，通過本方案的實施，能夠實現任意時間、任意地點在內部網絡上對實時視頻和歷史視頻的瀏覽和調用，以便于未來實現船閘與船閘之間圖像資源互通以及各航道管理處之間圖像資源共享、互通，便于進行有效的指揮調度。

作者單位

淮陰船閘管理所 江蘇省淮安市 223001