一、项目概况
本次项目将完成调控中心监控系统平台软硬件升级，以及全省38个站点围墙监控摄像机改造和新建5个分输站、5个合建站监控系统。
根据山西省天然气远程视频监控系统技术标准和其它相关的设计文件，并结合山西天然气股份有限公司已建成站场的实际情况，本项目将负责从系统设计、集成到验收、售后服务、培训的全过程，并对工程建设的技术、质量、进度、服务负全部责任。实现一个性能安全可靠、技术先进、具备可扩展性、兼容性的系统，充分满足并实现业主对视频监控系统管理的需求。
二、建设目标
根据用户要求以及本司近年来的成功经验，为本次项目建设的智能视频监控系统解决方案提出以下总体目标：
建立一套数模结合视频监控系统，覆盖山西省全省，总共涉及多个分输站，使监控值班人员能通过监视器了解监控摄像覆盖区的情况，同时通过录像装置，进行记录存档，为以后分析取证提供可靠依据。突发事件发生时，上级领导可及时了解现场情况，根据所在分输站摄像机拍摄的图像信息进行分析，做出决策，采取相应的措施，保证天然气输送管理的安全畅通。
系统将建设调控中心监控系统，中心包含电视墙、数据存储、切换控制、编解码等设备，集实时监控、智能视频分析与诊断、图像切换、远程指挥于一体。
系统将建设分输站监控，各分输站部署高标清摄像机，本地高清录像，本地监控保障分输站安全运行。监控系统建成后达到的功能有以下几项：
（一）全天候、全方位视频监视功能：采用1080P全高清摄像机，7×24小时不间断监控，不论在白天还是晚上，均能在省调控中心清晰地观察到现场的实时监控图像；
（二）图像控制切换功能：授权用户在省调控中心，可分别切换、浏览和控制任意一路监控图像；
（三）授权用户在授权电脑上，在网络上通过权限和级别，能实时监视监控点图像和查询历史图像；
（四）图像记录和备份功能：图像资料在分输站存储本站所有视频等信息，同时在省调控中心存储每个分输站的视频等信息，存储均采用1080P的分辨率，4Mbps的码流；
（五）系统扩充、升级功能：系统为以后扩展或与其他系统连接留有相应接口，并且中心采用机架式模块化设计，系统升级扩建只需增加相应的板卡即可实现。系统软件能提供开发包，并可及时升级，充分满足今后监控系统升级、扩容的发展需求；
（六）系统管理功能：配置智能管理平台，对整个系统统一管理，系统稳定，功能强大。
三、设计原则
分输站多、监控终端多、传输距离远、作业面大是该项目的特点。我司针对项目特点，在系统方案设计、施工人员配置管理、设备及材料选型等多方面，均作了认真分析，以确保项目如期完成及保障系统整体性能。
（一）本设计以行业标准作为设计依据，结合具体情况，用最佳设计方案满足项目需求，以期获得最高的性能价格比。
（二）本设计具有先进性、可靠性、安全性、稳定性、可维护性、系统开放/升级及扩展性、经济性、系统操控性等特点。
四、设计概述
综合考虑天然气视频监控的整体情况，以及今后的扩展性、操作性，系统在架构上分为分输站系统、传输系统、省调控中心系统三大系统
（一）分输站监控
在省内所有的天然气分输站内部署高清摄像机，对分输站的安全情况进行昼夜7×24小时监控，特别在夜间光照度不足的情况下，采用的超低照度的高清摄像机仍可呈现清晰的监控画面，真正做到全天候无盲点监控;对现有监控系统的改造采用更换标清监控为高清的方式，对新建分输站采用全高清的监控方式。
在天然气分输站内，监控系统实现全高清、30天数据存储。
（二）省调控中心
省调控中心连接各个分输站的视频监控系统，并可有选择的调用、控制、回放各个分输站监控分中心道路沿线的视频资源，了解分输站安全情况和周围环境。
省调控中心同时接收各个分输站的视频数据，在调控中心本地进行二次存储，视频存储30天，更加有效保证存储数据安全。由于带宽有限，分输站上传视频采用标清D1的方式上传，依据带宽条件天然气分输站采用高清或者高标清混合的方式将信息上传至省调控中心，然后在省调控中心浏览和存储。
同时在省调控中心部署视频质量诊断系统，随时监控诊断所有的视频信号。如果有摄像机信号出现故障，系统能够及时报警，提示用户进行维护更换。部署在调控中心的无线终端发布系统，支持外网3G视频手机查看、浏览及控制，供省领导随时了解掌握各个分输站安全状况及设备运行状态;当报警事故发生后，省级领导可控制监控点云台转动和镜头变焦来调整监控范围并调取相应分输站的视频录像文件，对相关事故情况进行分析和做出决策。
五、系统架构
本系统为分布式系统架构，采用二级星形结构设计：分输站监控点-省调控中心，见图1。
（一）分输站系统
本次项目目前有大约38个分输站改造以及5个新建站和新增5个合建站，分别分布在山西省内的不同地市范围内，分输站系统改造现有高标清混合的方式为全高清方式；新建分输站为全高清方式。
分输站系统(图2)分为前端监视子系统、分输站传输子系统、分输站机房子系统、分输站供电子系统。
（二）前端监视子系统
前端采用高清网络摄像机，所选用的高清网络摄像机具有低照度、宽动态、影像降噪处理技术等特性，能有效解决低照度下图像不清晰等问题(见图3)。
（三）传输系统
由于分输站的位置非常分散，地处山西全省不同的位置，且多在偏远地区，通过光纤组网的方式不易实现，我们采用租用运营商信道的方式，实现将各个分输站的信息上传至省调控中心。由于租用带宽有限，上传视频采用标清D1的方式上传，码流为1Mbps，当省调控中心需要调取高清视频时，系统可将其他标清视频自动停止上传，为高清视频上传留出带宽，当省调控中心停止浏览高清视频时，可自动恢复所有视频标清上传。
（四）创新的自适应传输系统
由于租用带宽有限，分输站上传视频采用标清D1、码流为1Mbps，当省调控中心需要调取高清视频时，系统可将其他标清视频自动停止上传，为高清视频上传留出带宽，当省调控中心停止浏览高清视频时，可自动恢复所有视频标清上传。
（五）植入高清网络视频录像机存储
本项目采用分散式存储与集中式存储并存的方式进行存储，前端在分输站进行分布式存储，每个分输站的视频等信息由分输站高清网络视频录像机进行存储和管理，采用1080P分辨率进行高清存储，已建分输站工艺区监控和站控室监控存储同样在高清网络视频录像机进行存储和管理，存储分辨率为720P，录像保存30天。
同时分输站所有视频以标清D1方式上传省调控中心，在省调控中心将天然气分输站所有视频做第二次集中式存储，视频存储采用D1分辨率，当省调控中心调看高清视频时，中心将采用高清视频进行存储。存储30天，双重存储以确保安全性。
六、系统特点
（一）专业图像质量：高标清混合解码输出，系统最大支持1080P分辨率；
（二）分布式架构、多级联网：服务器可以扩容到无限级数，每个级别服务器的数量没有限制，可在各服务器间构建”多叉树”拓扑结构，实现分级和分层管理；
（三）网络流量分配与控制：支持网络组播和单播，平衡网络和存储负载；
（四）冗余与备份：具有多冗余、互备份的功能，支持单服务器双机备份功能，增加了单服务器的稳定性；
（五）”双码流”录像：支持高码率本地存储和低码率远距离传输的”双码流”技术；
（六）流式录像回放：采用流式回放技术，各用户可以独立回放服务器上的录像文件，每个客户端可以同时回放16路视频；
（七）用户权限分级管理：基于多级服务器架构，每级服务器负责创建和管理本级用户，上级服务器用户可以调看下级服务器的音视频资料，控制下级服务器管理的设备；
（八）分布式存储管理：支持多种存储方案，提供全网共享的无限存储能力和存储空间，分布式存储能同时解决网络带宽和存储成本问题；
（九）实时报警：系统提供多种报警联动方式，联动报警延迟不超过200毫秒。
七、智能管理平台纳入的新设计
本设计方案最新技术包括以下几个方面：
（一）高标清互转
智能管理平台能够支持对不同厂家、不同品牌、不同格式、不同协议的视频设备的管理、接入、存储及控制，同时支持高清、标清视频统一管理，支持高清视频通过高清、标清端口输出，也支持标清视频通过高清、标清端口输出。
（二）视频质量诊断
系统可以对前端传回的视频图像进行质量分析判断，能对视频故障做出准确判断并发出报警信息。系统应用计算机视觉算法，对视频图像出现的清晰度异常、对比度异常、PTZ失控、视频信号缺失、偏色、噪声干扰、亮度异常、画面冻结、条纹干扰等常见摄像机故障，做出准确判断并发出报警信息。系统还可以检测视频信号的有无和前端云台、快球摄像机的运行情况，能有效地预防因硬件导致的图像质量问题及所带来的不必要的损失，并及时检测破坏监控设备的不法行为。
（三）无线终端发布
手机通过无线网络(3G、4G、WiFi)将社会和生活场景的视频进行实时直播、检索及分享;手机视频直播产品支持现有运营商3G网络(WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA)、2G/2.5G网络、以及未来的4G网络或者WiFi网络，并可以根据网络质量对手机视频进行自适应管理；
手机视频直播系统支持iPhone、Android等智能手机；
移动视频服务器可根据手机视频直播需要，将传统视频实时转码为标准视频格式，可以与现有的监控平台进行互操作。
（四）低带宽控制
支持将多个摄像机划定为一个带宽组，并制定最大带宽等信息，自动限定这些摄像机上传的数据流量;支持设定带宽组内摄像机的优先级，当高优先级摄像机申请视频时，自动切断低优先级的摄像机图像数据，当高优先级摄像机释放带宽时，自动恢复原视频图像传输。
（五）动态字符叠加
系统自动从业务处理服务器中获取业务的动态信息，将指定的信息直接叠加在摄像机的视频图像上；支持录像图像中同时叠加业务动态信息；支持定时刷新业务数据保证信息的实时性。
八、项目总结
本项目(图4)是我司与大型国有企业的又一次深入合作，天然气作为高危能源产品，在设计、施工及系统稳定性方面的高标准要求是毋庸置疑的。我司通过优秀的设计及严格的施工，保证了整体项目有序实施，保质保量地完成了任务。同时增进了我司在高危行业的设计实施经验。
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