城市环境视频监控 成功案例分析

城市环境视频监控

------ 天津市河东区环境保护局

太阳能供电+多跳无线+存储+大屏，端到端的应用，全方位可用性设计

项目背景

近年来，随着天津市工业化程度的提高，城市污染正在进一步恶化，目前天津市环境保护局决定扩大环境调查范围，各区县正在把国控、市控的重点企业如钢铁、房地产开发、供热站等纳入环境统计重点调查范围。如图1为抽样统计的天津市7月下旬到8月初的空气质量，轻度污染和中度污染的天数达到了统计天数的一半，空气污染较为严重。

图1 空气质量统计

为了贯彻上级部门要求，天津市河东区环境保护局要求对辖区内的重点城市监测点安装视频监控设备，进行24小时实时视频监控。项目一期要求完成对房地产开发工地进行监控，如龙山道工地、神州花园、恒大帝景城地块等18个监测点。二期要求完成对供热站进行监控，如丽苑供热站、翠阜供热站、大直沽供热站、中山门供热站等24个监测点。市环保局希望通过重点整治，以改善日益恶化的环境状况。

方案设计思路

远距离无线视频监控系统对回传网络的稳定性、传输速率、网络安全都有较高的要求，为保证系统全程使用稳定可靠，冗余度高，数据传输流畅，本方案的设计思路如下：

➢供电电源

部署于楼顶的设备，全部采用220V AC转直流供电；部署于工地边缘的摄像头及无线终端无法直接使用220V AC电源，所以本方案采用太阳能对前端设备供电。太阳能系统及前端设备的功耗等具体参数如表1所示。

太阳能板容量4*100W

控制器参数12V/40A

电池容量2*200Ah

供电电压12V DC

无线终端功耗10W

监控摄像机平均功耗36W

阴雨天容量3天

表1 太阳能系统参数

➢监控摄像机部署

一期监控点均是房地产开发的工地，主要特点如下：一、工地面积较大；二、工地内部有临时搭建的工棚、围墙等阻挡。通过对工地的实地勘测，本方案综合分析了工地周边的环境，确定了监控摄像机的安装位置、安装数量、安装高度、安装方式、监控距离、监控角度。监控摄像机的关键技术参数如表2所示。

机芯功能130W像素，30倍光学变倍，16倍数字变倍

支持自动光圈、自动聚焦、自动白平衡、背光补偿、宽动态

支持超低照度，0.02Lux/F1.6(彩色),

0.002Lux/F1.6(黑白) ,0 Lux with IR

网络功能可通过IE浏览器和客户端软件观看图像并实现控制

支持HTTPS加密和IEEE 802.1x网络访问控制，IP 地址过滤

支持三码流技术

云台功能水平方向360度连续旋转，垂直方向0-90度(-10°-90°可选)，无监视盲区

支持比例变倍功能,旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整

表2 摄像头关键技术参数

➢多级无线传输链路

视频监控中心设在河东区环境保护局(位于天津市河东区大直沽8号路)，工地监控摄像头的数据都需要汇聚到监控中心存储和显示。鉴于城市环境有密集的楼阻挡对信号造成严重衰减、干扰源较多等情况，本方案根据应用场景采用多级无线回传的方式解决远距离的数据回传。无线节点设备应用了我司自主研发的优化算法，可根据距离及信号强度调整设备的无线参数，降低每条链路的传输时延，保障数据传输流畅。最远的摄像头到监控中经过了4跳无线链路，传输距离约7.95公里，网络链路图如图2所示。

图2 网络链路图

➢后台存储和显示系统

本方案采用1台IP SAN存储设备，并行承担监控存储任务。IP SAN存储设备通过1个千兆以太网接口与监控网络相连。支持16个SATA盘位，共16TB的存储容量，满足客户对18台摄像机30天的存储要求。

在显示方面，方案采用DID液晶拼接，由12台50英寸液晶显示单元拼接而成，并配以图像处理器组成的高亮度、高分辨率、色彩逼真的电视墙，单元箱体之间的物理拼缝已经控制在了0.3mm之内。

方案特点

➢部分站点采用太阳能供电

针对无法采用220V交流供电的监测点，本方案采用了太阳能供电系统。整套系统根据天津市太阳能资源和前端设备耗电量确定系统供电容量，保证前端设备的24小时正常工作，达到环保、经济、实用、安全、可靠的效果。

➢全高清远距离拍摄

本方案采用130万的高清摄像机，支持30倍光学变倍，水平360°、垂直90°旋转，对工地进行无盲区高清监控。

➢全部链路采用无线部署

从前端摄像头的影像采集到机房，实现了全部链路无线化的部署。方案根据现场勘测和评估的无线环境质量来调整所有无线网络节点的发射功率、信道、链路负载、速率、安全策略、传输距离等，提升了接入传输网络各条链路的无线通信质量，使整个无线网络达到最佳运行状态、网络资源得到充分利用。

➢大容量存储

方案根据用户的存储需求及所有监控点的总码流配备了大容量的IP SAN存储系统，且该系统具有高扩展性，满足长时间大容量视频图像存储的要求。视频采集服务器以数据流方式写入数据，实时存储监控点的画面，存储的文件类型为流媒体文件，支持视频回放。

➢随时随地查看实时监控画面

系统后台部署了手机网关，只要在移动终端上安装我司专用的APP，就可以在有3G/4G/WLAN信号覆盖的区域随时查看实时监控画面，方便快捷，提高环境监管效率。

➢施工周期短，节省成本

相对有线部署，无线的解决方案可很大程度上缩短施工周期，减少项目的成本。无线监控和传统的监控方案相比，能够避免大量的布线工作，节省施工费用，重定位能力强，灵活性高，有以下优点：一是综合成本低，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远的场景；采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便的优点。二是组网灵活，可扩展性好，使用时能灵活挪动终端设备。三是改造方便，维护费用低。

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