黃河下游引黃涵閘遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)項目設計方案(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 級部門領導以及各業(yè)務科室人員，經(jīng)過授權，通過網(wǎng)絡工作站，安裝網(wǎng)絡圖像客戶端控制軟件，通過中心主視頻服務器皆可實現(xiàn)對指定涵閘現(xiàn)地監(jiān)控視頻的軟解播放。并可實現(xiàn)對監(jiān)控點的切換選擇及云臺攝像機的控制和視頻的錄象控制。省監(jiān)控分中心有兩個：河南局監(jiān)控分中心和山東局監(jiān)控分中心，分別設在省水調(diào)處。省級分監(jiān)控中心主要由視頻服務器、網(wǎng)絡視頻接出終端（視頻解碼器）、監(jiān)控業(yè)務臺等組成。省級分監(jiān)控中心視頻服務器主要實現(xiàn)本省監(jiān)控區(qū)域內(nèi)監(jiān)控視頻的調(diào)度管理。省監(jiān)控分中心視頻的訪問其工作方式主要包括以下幾種：①二級轉(zhuǎn)發(fā)模式 二級轉(zhuǎn)發(fā)模式是指本級用戶對前端視頻的訪問要經(jīng)過地市級和省級兩級視頻服務器進行逐級轉(zhuǎn)發(fā)來實現(xiàn)視頻的傳輸。當省監(jiān)控中心圖像控制臺或圖像客戶端（分控終端）有圖像訪問請求時，首先通過省視頻服務器查找該路視頻是否已接入中心網(wǎng)絡，如果已經(jīng)接入，則將該路視頻組播號發(fā)送給請求者，后者加入該組播即可實現(xiàn)對視頻的訪問。如果目前該監(jiān)控點視頻沒有接入網(wǎng)上，中心視頻服務器查找系統(tǒng)相關配置信息，向該監(jiān)控點所屬的地市分監(jiān)控中心視頻服務器發(fā)送訪問請求信息，地市監(jiān)控分中心視頻服務器收到該請求后，如果該路視頻已接入本級網(wǎng)絡，則將該路視頻直接傳送至省視頻服務器，由省視頻服務器完成用戶的視頻訪問服務；如果該路視頻沒有接入地市網(wǎng)絡，則由地市分監(jiān)控中心視頻服務器直接向涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端發(fā)送接入命令實現(xiàn)該路視頻的接入，并將該路視頻上傳至省視頻服務器，由省視頻服務器完成用戶的視頻訪問服務。②一級轉(zhuǎn)發(fā)模式該方式是指省視頻服務器直接從涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）獲得視頻信息，即由省視頻服務器直接向涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端發(fā)送視頻接入指令，由省視頻服務器完成對用戶的視頻轉(zhuǎn)發(fā)。該種方式，由于視頻只經(jīng)過一級轉(zhuǎn)發(fā)，視頻延遲小。但是由于系統(tǒng)存在多級用戶訪問，很難實現(xiàn)全系統(tǒng)用戶的優(yōu)先權控制，對前端云臺及攝像機鏡頭的控制不能保證控制的一致性。一般情況下，只有當市級視頻服務器出現(xiàn)故障時，才采用該種方式。③ 直接傳輸模式該方式是指本級用戶直接從涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端直接獲得視頻信息。只有當中心系統(tǒng)管理員對前端網(wǎng)絡視頻接入終端進行遠程診斷時，才采用該種方式。網(wǎng)絡視頻接出終端（視頻解碼器）實現(xiàn)1路網(wǎng)絡視頻信號的解碼輸出，并將視頻信號送大屏幕顯示系統(tǒng)顯示。網(wǎng)絡視頻接出終端可以隨時接收網(wǎng)絡視頻服務器發(fā)送來的連接指令，實現(xiàn)指定視頻信號的解碼輸出。監(jiān)控業(yè)務臺實現(xiàn)本級監(jiān)控中心管轄區(qū)域指定監(jiān)控點圖像的切換、云臺及攝像機鏡頭控制和系統(tǒng)錄象控制。省局各級領導及業(yè)務科室人員，經(jīng)過授權，通過網(wǎng)絡終端，安裝網(wǎng)絡圖像客戶端控制軟件，通過省級視頻服務器實現(xiàn)對指定涵閘現(xiàn)地監(jiān)控視頻的軟解播放。并可實現(xiàn)對監(jiān)控點的切換選擇及云臺攝像機的控制和視頻的錄象控制。地市監(jiān)控分中心分別設在兩個省局下轄的13個地市水調(diào)部門。地市監(jiān)控分中心主要由視頻服務器、監(jiān)控業(yè)務臺等組成。地市分監(jiān)控中心視頻服務器主要實現(xiàn)本地市所轄區(qū)域內(nèi)涵閘現(xiàn)地監(jiān)控視頻的調(diào)配管理。地市監(jiān)控分中心視頻的訪問其工作方式主要包括以下幾種：①一級轉(zhuǎn)發(fā)模式該方式是指地市視頻服務器從涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）獲得視頻信息，由地市視頻服務器直接向涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端發(fā)送視頻接入指令，并完成對用戶的視頻轉(zhuǎn)發(fā)。當本級監(jiān)控業(yè)務臺或圖像客戶端（分控終端）有圖像訪問請求時，首先向視頻調(diào)配服務器發(fā)送圖像訪問請求信息，視頻調(diào)配服務器收到該請求后，如果該路視頻已接入本級網(wǎng)絡，則將該路視頻組播號發(fā)送給請求者，后者加入該組播即可實現(xiàn)對視頻的訪問；如果該路視頻沒有接入地市級網(wǎng)絡，則向指定涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端發(fā)送接入命令實現(xiàn)該路視頻的接入，并將該路視頻上傳至地市視頻服務器，由地市視頻服務器完成用戶的視頻訪問服務。②直接傳輸模式該方式是指用戶直接從涵閘現(xiàn)地視頻接入終端（視頻編碼器）直接獲得視頻信息。只有當中心系統(tǒng)管理員對前端網(wǎng)絡視頻接入終端進行遠程診斷時，才采用該種方式。分中心監(jiān)控業(yè)務臺實現(xiàn)本級監(jiān)控中心管轄區(qū)域指定監(jiān)控點圖像的切換、云臺及攝像機鏡頭控制和系統(tǒng)錄象控制。地市局各級領導及業(yè)務科室人員，經(jīng)過授權，通過網(wǎng)絡工作站，安裝網(wǎng)絡圖像客戶端控制軟件，通過地市視頻服務器實現(xiàn)對指定涵閘現(xiàn)地監(jiān)控視頻的軟解播放。并可實現(xiàn)對監(jiān)控點的切換選擇及云臺攝像機的控制和視頻的錄象控制。縣局分控終端安裝專用的視頻客戶端軟件（或在分控終端的涵閘設備監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入視頻監(jiān)控模塊），通過系統(tǒng)授權，實現(xiàn)縣局所轄閘管所的視頻監(jiān)視。縣局用戶通過登錄上級地市局視頻服務器，實現(xiàn)視頻的共享訪問。其用戶授權管理由地市系統(tǒng)管理員進行。其視頻的訪問有以下方式：①直接訪問模式：縣局用戶直接從涵閘現(xiàn)地視頻接入終端（視頻編碼器）直接獲得視頻信息。②轉(zhuǎn)發(fā)模式：即縣局用戶通過上級地市視頻服務器實現(xiàn)視頻的共享訪問。（閘管所）涵閘現(xiàn)地視頻監(jiān)控系統(tǒng)分布在沿黃各閘管所。主要由網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器），監(jiān)控攝像機、云臺及云臺解碼器、涵閘現(xiàn)地分控終端等組成。每個閘管所配置三個攝像機，分別實施對閘前、閘后、閘室環(huán)境及設備運行情況的監(jiān)控。閘前監(jiān)視點可以觀察閘前、河道的狀態(tài)；閘后監(jiān)視點可以觀察閘后引水情況；閘室監(jiān)視點可以觀察啟閉機的工作狀態(tài)和機房的狀況。網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）是一個采用嵌入式系統(tǒng)設計，能夠?qū)?路模擬視頻信號轉(zhuǎn)換成MPEG4數(shù)字視頻編碼并接入網(wǎng)絡的高性能視頻接入設備。網(wǎng)絡視頻接入終端具有1個10/100M以太網(wǎng)接口（RJ45）、一個視頻輸入接口（BNC）、一個控制接口（RS485/RS232）和一路透明數(shù)據(jù)傳輸通道（RS232）。網(wǎng)絡視頻接入終端的以太網(wǎng)口可直接連接在閘管所網(wǎng)絡交換機（或網(wǎng)絡集線器）上；前端攝像機視頻信號直接連接在網(wǎng)絡視頻接入終端的視頻輸入接口；前端云臺解碼器連接在其控制接口上，可通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對攝像機鏡頭、云臺和燈光、雨刷等的遠程控制。涵閘現(xiàn)地分控終端安裝專用的視頻客戶端軟件（或在分控終端的涵閘設備監(jiān)控系統(tǒng)中嵌入視頻監(jiān)控模塊），通過系統(tǒng)授權，實現(xiàn)本閘管所的視頻監(jiān)視。閘管所用戶與縣局用戶相同。當涵閘與上級的通信中斷時，可直接在視頻編碼器上獲得監(jiān)控視頻。第三章 系統(tǒng)軟件設計 根據(jù)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能需求。涵閘現(xiàn)地網(wǎng)絡視頻接入終端采集監(jiān)控圖像，并壓縮成MPEG4數(shù)字視頻接入網(wǎng)絡地市級調(diào)配服務器調(diào)度管理下屬各現(xiàn)地視頻，并管理本級用戶省級調(diào)配服務器調(diào)度管理下屬各地市現(xiàn)地視頻，并管理本級用戶黃委主調(diào)配服務器管理所有現(xiàn)地視頻（通過省局中心視頻服務器），并管理本級用戶地市、縣級監(jiān)控業(yè)務臺共享訪問省級監(jiān)控業(yè)務臺共享訪問黃委監(jiān)控業(yè)務臺共享訪問視頻流視控流視頻流視控流視控流視頻流 系統(tǒng)視頻信息流和視頻控制流程根據(jù)寬帶IP網(wǎng)絡系統(tǒng)的特點及視頻監(jiān)控業(yè)務方面的要求，我們采用網(wǎng)絡化分布式視頻接入、多級分布式客戶機/服務器架構(gòu)、控制權限集中管理、分布式存儲與共享的策略來實現(xiàn)。網(wǎng)絡化分布式視頻接入，是指采用專用的視頻接入設備就近將監(jiān)控視頻接入網(wǎng)絡。多級分布式客戶機/服務器架構(gòu)，分別在黃委、省級、地市級設置多級視頻視頻服務器，調(diào)度管理各級用戶的請求。各級視頻監(jiān)控終端只需通過網(wǎng)絡連接到本級視頻服務器，通過本級視頻調(diào)配服務器獲得所需視頻流，既可以避免網(wǎng)絡因視頻流量的增加而造成整個網(wǎng)絡系統(tǒng)擁塞發(fā)生，保證整個網(wǎng)絡系統(tǒng)的運行安全；又便于各業(yè)務職能部門對監(jiān)控視頻的共享訪問和分布式控制管理。控制權限集中管理，是指網(wǎng)絡中各級用戶統(tǒng)一接受權限管理，引入多用戶優(yōu)先級管理機制，避免控制沖突，保證各監(jiān)控點控制的唯一性。分布式存儲與共享，基于IP網(wǎng)絡的分布式存儲使得海量存儲成為可能，并能夠滿足多用戶的共享需求。視頻流數(shù)據(jù)在各級視頻服務器的統(tǒng)一調(diào)度管理下，從視頻接入終端逐級向上發(fā)送相應的視頻流。本地的視頻監(jiān)控終端只需登錄到本地的視頻服務器即可以申請到權限所允許的圖像。如果在逐級的各級調(diào)配之間發(fā)生連接中斷時，上一級的視頻服務器可以跳過斷開連接的視頻服務器和下一級視頻服務器連接。 視頻流傳輸圖 視頻的控制采取統(tǒng)一的多優(yōu)先級管理機制，系統(tǒng)設置全局統(tǒng)一的優(yōu)先級別，各級視頻服務器自動判斷當前用戶的優(yōu)先級別，從而保證某個攝像機在特定時刻只有一個用戶能夠擁有控制權。優(yōu)先級的判斷與控制權的轉(zhuǎn)換均為自動方式，即當有更高級別用戶申請時，會自動獲得攝像機的控制權()；當前有控制權的用戶退出時，系統(tǒng)自動選擇下一個用戶，并發(fā)生控制權的轉(zhuǎn)移（）。為防止某個級別高的用戶長期占用系統(tǒng)的控制權，系統(tǒng)采用控制權鎖定機制，即對具有控制權的用戶系統(tǒng)自動鎖定一個特定的時間段（缺省鎖定時間為30分鐘，鎖定時間系統(tǒng)可設定），在該鎖定時間內(nèi)，該用戶具有控制權，鎖定時間到后或觀察完成后，控制權鎖定自動釋放。 控制權獲得流程黃委引黃涵閘遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是一個基于黃委黃河計算機廣域網(wǎng)絡的分布式系統(tǒng)。整個系統(tǒng)依托于黃河計算機廣域網(wǎng)絡，由網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）、視頻服務器、網(wǎng)絡視頻接出終端（視頻解碼器）、網(wǎng)絡視頻客戶端（包括監(jiān)控業(yè)務臺和分控終端）組成。其系統(tǒng)軟件由以下四部分組成：l 系統(tǒng)配置維護管理系統(tǒng)l 網(wǎng)絡視頻服務調(diào)度管理系統(tǒng)l 網(wǎng)絡視頻監(jiān)視客戶端系統(tǒng)l 網(wǎng)絡視頻接出控制管理系統(tǒng)系統(tǒng)配置維護管理系統(tǒng)是系統(tǒng)各級（黃委、省、地市）管理員對其管轄范圍內(nèi)監(jiān)控站點、攝像機、云臺解碼器、網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）、網(wǎng)絡視頻接出終端（視頻解碼器）、視頻服務器、用戶等進行配置管理和維護，并可進行遠程設備測試、故障診斷、參數(shù)配置修改等操作。系統(tǒng)配置維護管理系統(tǒng)運行于各級系統(tǒng)業(yè)務管理終端（或服務器）上，運行環(huán)境為WIN98/Windows 2000/Windows NT/Windows XP/Windows me。系統(tǒng)配置管理分為三大功能：系統(tǒng)管理功能、配置管理功能、視頻設備管理功能。178。 口令更改：更改網(wǎng)絡客戶端用戶口令；178。 鎖定：管理軟件啟動時，為防止非法用戶更改系統(tǒng)設置，可進行系統(tǒng)鎖定；178。 授權數(shù)據(jù)更新：系統(tǒng)可以向多級服務器授權數(shù)據(jù)更新，更新內(nèi)容包括：用戶信息更新、站點信息更新、接入終端信息更新、攝像機信息更新等；178。 數(shù)據(jù)日志查詢：系統(tǒng)具有完備的操作日志查詢和用戶使用日志查詢功能。日志查詢內(nèi)容包括用戶的登錄與退出、圖像視頻請求與關閉、圖像視頻切換、云臺與鏡頭的控制、燈光與雨刷的控制、用戶口令更改等。178。 接入終端類型配置：設置多種類型的接入設備，視頻編解碼格式支持MpegMpegMpegMjpeg等多種視頻格式；178。 云臺控制器類型配置：設置多種類型的云臺控制解碼器，云臺解碼器協(xié)議支持PELCO、Derek、雪城GMSI0LILIN、YAAN、VICON、PHILIPS、KALATEL、Panasonic、Sony、AB、ULTRAK等多種解碼協(xié)議；178。 視頻矩陣配置：設置多種類型的視頻矩陣，視頻矩陣支持雪城Vfs、Derek、AB、紅蘋果、多畫面分割器等多種視頻切換矩陣；178。 分組配置：實現(xiàn)了對攝像機的分組分部門管理。對于不同的用戶只能觀看所分配的攝像機。設置攝像機分組序號、攝像機ID等；178。 用戶配置：設置用戶登錄ID、用戶名稱、用戶優(yōu)先級、用戶類型等；178。 視頻服務器配置：分為委級視頻服務器、省級視頻服務器、地市級視頻服務器。設置視頻服務器ID、名稱、類型（級別）、IP地址、端口號、最大視頻流數(shù)量等；178。 網(wǎng)絡視頻接出控制終端配置：網(wǎng)絡視頻接出控制終端實現(xiàn)對站點監(jiān)控視頻通過網(wǎng)絡視頻接出終端(視頻解碼器)傳送至大屏幕或電視機顯示，并可實現(xiàn)前端監(jiān)控點攝像機的切換以及攝像機鏡頭和云臺的控制。設置接出控制終端名稱、接出控制終端IP等；178。 電視墻配置：即大屏幕配置。設置電視機ID、電視機名稱、網(wǎng)絡視頻接出控制終端名稱、接出終端IP、接出終端端口等；178。 局站(閘管所)配置：設置局站(閘管所)編碼、局站(閘管所)名稱、局站(閘管所)類型、局站(閘管所)坐標等；178。 接入終端配置：設置接入終端名稱、接入終端IP、命令端口號、串口功能、波特率、校驗標志、視頻傳輸方式(AUTO、TCP、UDP、IGMP)、所屬站點等；178。 攝像機配置：設置攝像機ID、攝像機名稱、方向?qū)傩浴⒆儽秾傩浴⒐馊傩浴艄鈱傩浴⒂晁傩浴⑺鶎僬军c等； 系統(tǒng)管理員可遠程配置和管理網(wǎng)絡視頻接入終端（視頻編碼器）、網(wǎng)絡視頻接出終端（視頻解碼器），并能自動診斷、自恢復視頻設備的工作狀態(tài)。其主要功能如下：178。 顯示所有在線設備：根據(jù)端口和IP地址搜索設備；178。 設備網(wǎng)絡參數(shù)配置與維護：設備IP地址、子網(wǎng)掩碼、網(wǎng)關、端口號等參數(shù)的配置和維護；178。 設備視頻屬性配置與維護：視頻傳輸速率、幀率、視頻制式（NTSC/PAL）、視頻數(shù)據(jù)格式(QCIF、CIF、2CIF、4CIF)、標準亮度、對比度、色度、飽和度等參數(shù)的配置與維護；178。 控制接口參數(shù)配置與維護：控制接口RS422/485的波特率、奇偶校驗類型等參數(shù)的配置與維護；178。 透明數(shù)據(jù)串口參數(shù)配置與維護：透明數(shù)據(jù)串口RS232的波特率、奇偶校驗類型等參數(shù)的配置與維護。網(wǎng)絡視頻服務調(diào)度管理系統(tǒng)是整個系統(tǒng)實現(xiàn)視頻分布式訪問共享的核心。主要實現(xiàn)整個系統(tǒng)網(wǎng)絡視頻接入、用戶訪問控制管理、視頻調(diào)度管理等功能。網(wǎng)絡視頻服務調(diào)度管理系統(tǒng)運行于各級視頻服務器上，運行環(huán)境為Windows 2000 Server/Windows NT Server。網(wǎng)絡視頻調(diào)度管理系統(tǒng)由三級視頻服務器組成，包括黃委級視頻服務器、地市級視頻服務器、市級視頻服務器。
網(wǎng)絡視頻服務調(diào)度管理系統(tǒng)主要功能如下：
視頻流的調(diào)度：
多級分布式客戶機/服務器架構(gòu)：分別在黃委、省級、地市級設置多級視頻服