环保行业企业污染源视频监控解决方案

　　近年来，环境污染问题引起了国家相关部门的高度重视。2007年，国务院发布了节能减排综合性工作方案，明确要求对国家重点监控的污染源和治理设施实行自动在线监测，全国所有的重点污染源和重点治污设施，都要安装自动在线监测设备。

　　基于上述背景，各种各样的环保监测系统应运而生，并得到了广泛部署和应用。但是，目前绝大部分环保监测系统仅仅实现了数据监测功能，比如实时采集和监测排污点的二氧化硫和化学需氧量排放量，而没有实现图像监控功能，不能直观地看到排污点实时图像。

　　为此，建立以各级环保部门为中心、相关排污企业为分支点的污染源视频监控系统势在必行。通过与环保监测系统结合，将环保监测数据处理服务器中的数据信息和污染源监控系统中的视频信息相关联，在实现排污点数据监测的同时进行更为直观的排污点实时视频浏览和排污点监控录像调用，污染源视频监控系统可以很好的帮助各级环保部门有力地提升监督能力和监管效率。

　　建设模式

　　由于污染源视频监控系统刚刚起步，各地环保部门的需求与现状也不尽相同，因此目前还没有一个统一的建设模式。从科达（KEDACOM）在全国各地部分已建、在建以及试点项目的实际情况来看，我们可以总结出以下几点：

　　第一，设备投资方面，大多采用各级环保部门与企业共同承担的方式，环保部门承担监控中心的建设费用，企业承担自身监控点的建设费用，通信线路租赁费双方各承担一半；

　　第二，监控管理方面，通常采用省市两级管理模式，市环保局为基层管理单位，负责管理和监控本市辖区内的涉污企业及监控点，省环保局为上级管理单位，可管理和监控全省范围内的涉污企业及监控点；

　　第三，平台部署方面，根据各地情况，分为全省一个平台和省市两级平台两种部署模式。采用全省一个平台时，省内所有企业污染源监控点均直接接入省平台。采用省市两级平台时，企业污染源监控点则首先接入市平台，然后再由市平台上传监控信息至省平台。这两种模式各有优缺点，全省一个平台可以节约系统投资，但会带来网络流量高以及单平台故障引发全网瘫痪的风险。而省市两级平台投资成本会比较高，但可以有效减少网络流量并降低单平台故障引发的全网瘫痪风险。一般来说，如果监控点较少，适合于采用全省一个平台，如果监控点较多，则适合采用省市两级平台。不过，无论是哪一种平台模式，都可以通过网络化、分布式的监控中心部署实现省市两级管理。

　　第四，平台建设方面，有自建专网平台和租用运营商平台两种。自建专网平台时，系统一次性投资大，维护成本也比较高，但更便于自主管理，且无长期租赁费。而租用运营商公共平台时，初期投资和维护成本较少，但不便于自主管理，且需要支付长期租赁费。由于投资费用有限，且各级环保部门到相关涉污企业的通信线路本身就需要向当地运营商租赁，所以目前大多数污染源视频监控系统都采用了租赁运营商平台的模式。
 

　　自建专网平台的部署方案

　　自建专网平台的典型部署方案如下图1所示。采用省、市两级监控中心管理模式，每级监控中心根据需求配置管理平台、电视墙以及存储设备。各涉污企业污染源监控点配备视频编码器、摄像机以及污染参数监测设备，通过Internet或专网接入市环保局。通过管理平台与环保监测系统的对接，各级环保部门工作人员可登录环保监测系统了解辖区内所有排污企业的污染物指标及相关数据，同时观看排污点实时视频，从而实现对这些排污企业的统一监督和集中管理。

　　监控点——各涉污企业污染源监控点以视频编码器为中心，摄像机、污染参数监测设备以及烟感温感等告警设备均通过相应接口接入，视频、污染参数以及告警信号綷-视频编码器集中处理后全部上传至市环保局监控中心，由管理平台统一管理和调度分发。利用视频编码器的数据叠加功能，监控点的污染参数可叠加在监控图像上，监控中心及外部用户可在观看监控点图像的同时了解该排污点污染参数，直观、便捷。

　　管理平台——管理平台是整个视频监控系统的核心，位于环保局监控中心，采用省、市两级级联部署架构，市局平台负责完成辖区内所有前端接入、设备管理、视频转发分发、录像存储、检索回放、告警联动、用户权限管理以及网络管理等一系列功能，省局平台则负责完成与所有市局平台的级联，以及全网监控资源的统一管理。同时，管理平台还完成与环保数据监测系统之间的对接，实现监控点污染数据与监控视频的关联。

 
　　存储——由于环保监控系统对存储可靠性要求非常高，而且对存储图像质量要求也非常高，一般都要求是D1。因此建议采用三级存储模式，监控点通过视频编码器内置硬盘实现前端存储，市环保局和省环保局通过磁盘阵列实现分布式中心存储。这样有多方面的好处：一，前端存储因人为破坏或磁盘故障导致录像丢失时，中心存储还可以保证录像完整性；二，中心存储因设备、磁盘或网络故障导致录像丢失，前端存储还可以保证录像完整性；三，当网络带宽有限时，中心存储可采用CIF视频保证流畅性，而前端存储仍然可以采用D1视频保证高清晰度；四，所有前端均采用前端存储时，中心存储仅需针对重点监控点进行备份存储即可，这样可以大大降低中心存储的投资成本，因为带前端存储功能的视频编码器成本并不高。通过管理平台的统一管理，系统内所有前端及中心存储资源均可由监控中心和客户端统一检索、浏览和回放。

　　电视墙——电视墙位于环保局监控中心，由视频解码器和电视墙显示设备组成，主要完成所有排污点视频的轮流集中显示和实时监控。该部分可选，可根据实际的需求情况进行考虑。

　　客户端——客户端主要是指访问所有监控资源的用户，基于PC。客户端可以位于网络的任意位置，綷-授权后，可实时浏览和控制任意排污点视频，并可随时调用任意监控点录像资料。

　　传输网络——传输网络用于实现两级管理平台之间和市局管理平台与前端、客户端之间的所有监控码流的实时传输。传输网络可以是环保局与排污企业之间构建的专用网络，也可以是Internet。网络的接入方式可以是光纤，也可以是ADSL。

　　租用运营商平台的部署方案

　　租用运营商平台（全球眼或宽视界）的典型部署方案如图2所示。仍然采用省、市两级监控中心的管理模式，但环保局仅需配置电视墙及分控客户端即可，平台和存储均位于运营商机房。监控点部署与自建专网类似，但全部接入运营商平台。运营商平台同样可以与环保监测系统对接，各级环保部门工作人员登录环保监测系统即可关联排污点污染物指标及实时视频。存储采用两级存储模式，监控点同样通过视频编码器内置硬盘进行存储，中心存储则位于运营商机房。

　　系统功能

　　实时视频监控——可对排污点进行实时视频监控，实时监督涉污企业排污点的水、废气、废渣以及周围环境的颜色、浑浊度、漂浮物状况，还可以防止部分企业偷排及对污水采集设备的传感器进行破坏，能有效遏制作假行为。

　　污染物参数叠加显示——通过视频监控系统与环境监测系统的对接以及图像与数据的叠加和关联特性，可在监控图像上叠加显示监控点采集到的污染物数据参数等信息，可以直观地进行参照比对。在查询历史录像及数据的时候，也可以很方便地在二者之间相互关联，从图像关联到数据，从数据直接调出图像。通过视频和数据的结合，可以有效防止虚假数据，并及时直观地发现现场问题。

　　录像存储与回放——可以对排污点视频进行录像存储，并对存储的录像文件进行集中管理。为了合理地利用存储空间，用户可以根据具体需要设置录像时间和录像方式。例如，白天的时候可以选择告警录像，只有在前端产生告警的时候才进行录像；晚上会有部分不法企业进行偷排，那么晚上的时候可以选择定时录像。用户可以对存储的监控录像进行点播回放，可以按照监控点、时间等信息进行录像文件检索，回放时可以指定时间点、拖繺-、慢放、快放等操作。

　　告警联动——当前端检测到告警或当污水参数超标时，系统将自动触发相应的联动操作，包括切换该监控点图像到电视墙、发出声光电警报、启动该监控点录像等，同时在系统中留下告警历史记录，方便管理人员了解一段时间内有哪些企业的哪些项参数超标。

　　在线公开监督——系统可通过与环保部门网站结合，供外部群众在线观看和监督排污企业的污染物处理过程，使整个系统成为一个透明工程，真正解决大家关心的环境污染问题。

　　应用案例

　　为了保护太湖国家旅游度假区环境，无锡环保局基于无锡电信“全球眼”平台构建了一套太湖国家旅游度假区环境保护监测系统，将全市所有向太湖排放污水的企业纳入统一的监控网络。通过在这些企业的排污点部署明渠流量计、在线化学需氧量分析仪等污水参数采集设备以及视频编码器、摄像机等视频监控设备，无锡环保局领导及相关工作人员可随时随地登录监测系统，在线了解污染数据的同时实现对排污点图像的实时浏览和监控，下图即为实际应用的截图。

　　此外，在安徽、湖南、郑州、絓-西等地的污染源环保监控系统也在规划实施中，均通过科达在当地电信、网通部署的“全球眼”、“宽视界”实现接入。