宁海县水利局环境监控系统设计方案

　　一、环境监控(监测)市场的新需求、新应用和新趋势

　　随着经济高速发展，工业化的不断推进，人们对生存的环境日益重视。2010年以“调结构”为关键词的一年，节能减排成为首要任务。减少污染物排放、加强节能减排重点工程建设，加强生态保护和环境治理，对于实现能源结构转型、控制环境污染具有重要的意义，其中环境监测成为重要环节。绿色GDP的提出，环境质量指标列入政府目标责任考核和政务公开的推行，各级政府和社会必将越来越重视环境建设。为此，环境监测已成为我们合理地利用环境资源、保护生态环境的工作重点。

　　由于环保问题涉及的方面比较广泛，而且对实时性要求高，为加大环境污染的监查力度，确保环保工作的及时有效实施，必须建立一套针对分散污染重点进行视音频的实时监控，并且可以集中管理的远程监控系统。通过对污染监控点的勘察，我们发现我国环境检测市场中经常存在以下问题：

　　(1)污染监控点比较分散，距离监测中心较远，网络建设成本太高，如河流监控；

　　(2)部分监控点所处位置特殊，有线网络接通困难；

　　(3)环境监控点不是长期的，固定线路铺设成本高，而且工期较长，并且在监测结束后便会废弃，如建筑工地扬尘监测；

　　(4)突发的环境污染问题，固定监控无法覆盖，导致中心无法根据现场状况制定污染控制方案。

　　在线监控中心建设是环境信息化工作的一个重要部分。目前，也有许多在线监控中心产品面市，但是他们都是满足单一监控对象、适应单一网络，监测数据共享程度低，远远不能满足当前环境在线监测管理的需要，在线监测结果很难准确反映环境的现状，一方面有可能引起对环境质量的错误判断，同时也很难对环境质量的变化进行监视，不能及时了解环境质量的变化，给环境管理带来很大的难度。

　　针对以上这些情况，检测市场中新的需求层出不穷，应用和趋势也涵盖了更为广泛的方面。随着国家对环境保护工作的重视，环境监测的应用会越来越复杂，对设备的智能化、可靠性的要求也越来越高。

　　图2：环境监控需求的多样化。

　　据研究对比分析得出，一个不可逆转的趋势是嵌入式的平台将得到最大发展。就我国整个环保自动化产业升级趋势而言，现场层的设备都将走智能化道路。目前适应本地化的、今后环保自动化产业升级将更加趋向设备的小型化和专有化，更加符合实际需要，更灵活方便。这就迫使环保设备自动化的程度相应地提高，环保自动化产业面临升级，低端的计算平台必须提升才能满足开发和使用的需求，这些在给企业的发展带来机遇的同时也带来了挑战。

　　对于这种多网模式相结合的新的应用，与传统监控相比具有如下优势：

　　(1)实现远程监控，只要有Internet或者局域网的地方就可实现对异地的监视和控制。

　　(2)不需为监控系统独立布线，视频、音频、控制均通过网络同时传输。

　　(3)系统扩展能力强、维护费用低。

　　(4)软件系统功能强大，全数字化录像方便保存和检索。

　　二、系统集成商面临的难题和挑战

　　通过环境监控系统，可以实现对环境质量以及重点污染源自动监测数据、视频图像的采集、传输、存储、分析、发布、应用管理；实现基于主干网的省、市、县三级视频会议；实现在环境突发事件发生的紧急情况下根据应急预案对处理人员和应急车辆的通知调度，提高环境突发事件的应急反应以及综合调度能力。

　　环境监控系统的在线监控中心建设是核心内容，是一个覆盖在线监测上位、下位和传输网络的系统工程，其目标是利用先进的计算机技术、通信技术、视频技术、自动控制技术和在线仪器仪表，对环境质量和企业污染排放进行快速有效的采样、分析、将实时获取的监测数据或视频传输到监控中心，中心储存和处理下位传来的监测数据和视频，为管理和服务提供准确及时的数据，监控中心将监测数据保存到同一个数据库，形成一套统一的、完整的在线监测中心平台。

　　从视频监控的角度而来说，针对环境监控系统中出现的监控点分散、布线难、成本高的问题，从监控角度看，对于系统集成商而言遇到了新的挑战，那就是对传输设备和监控点摄像机有了更高的要求。

　　传统的定点监控、有线传输也将在日益增长的需求和研发水平的进步中，变为有线监控、无线传输、便携设备相结合的多种模式混合使用。例如，我公司的移动视频监控技术在环境监控系统中就能够很好的应用。无论是定点有线监控设备，还是迎合现在市场化的3G无线视频传输设备，以及3G无线便携式应急指挥终端，均在这个白热化的市场竞争中凭借可靠的软硬件水准占据安防界的一席之地。

　　从物联网的角度来看，完善的一体化系统设计必然要有稳定的后台系统支撑。整个监控系统的构建需要计算机监控系统、视频监视系统、自动化网络系统以及相关水利专网、微波网等资源，实现省厅与环境检测管理局，环境检测管理局与下辖各个枢纽、基层局以及基层局与各闸站之间的网络互联、数据通讯交换。 利用这些资源软硬件基础平台资源，通过增加相关自动化接口、网络设备、视频及监控采集、传输设备和相应的软件(开发的平台及应用软件)实现各闸站点视频图像、计算机监控信息上传至省厅、环境检测管理局，满足工程管理和调度指挥工作需要。一个大型的中心管理平台必将具备完善的功能和可靠的性能，这就对研发水准有了更高的要求。管理中心平台的二次开发是集成商目前有待解决和面临的难题。

　　另外，整个环境监控系统中，探测器与视频传输端的结合效果是否能达到预期效果，及其稳定性是否可靠，都与强大的中心管理平台紧密相关。系统集成项目最大风险在于和其他系统的接口。整个监控系统中，各种探测器之间、监控视频传输端之间接口的连接非常关键。当采用用户自定义的接口时，这一点更是尤为重要。

　　三、环境监控的新技术、新方案和新设计理念

　　创世科技提供跨区域分布式联网监控平台CreMedia7.0，该系统以宽带网络为基础，将分散、独立的前端监控点进行联网，实现跨区域、统一监控和统一管理，为环境监控管理提供了一种全新的、直观的管理工具。除了具备视音频和各种报警信息远程采集、传输、储存、处理等业务功能外，作为新一代视频监控系统，CreMedia7.0平台能够有效地解决当今网络视频监控系统存在的问题，具有全网络、高质量、广覆盖、大容量、多业务、可融合、可管理、可运营、一站式服务等特点。

　　该中心管理平台软件系统，将环境检测综合数据库等信息进行发布和分析，并通过统一的身份认证向用户提供适合的信息展现。系统由应用支撑平台、水闸视频监视信息查询管理等模块组成。支撑平台作为整个系统的基础和框架为其他应用模块提供统一身份验证和信息交换接口；工程调度运行管理系统对环境工程和设施的实时运行进行监控，具备对各监控点运行调度指令、工作状态、水位、流量等有关信息的传输、存储、查询、数据库设计及有 关管理等功能；视频监控管理系统通过直观的视频监控对间站运行进行监视管理，提供有线设备的管理、视频数据的采集处理、多级视频监视等功能。用户通过统一的管理后台维护用户角色定义和权限分配，利用标准化的信息共享技术向外提供开放接口，方便应用集成。并对已有系统进行集成，避免重复建设，实现信息共享。

　　在监控设备和传输方式上，我们利用3G无线视频传输的优势，定点监控、无线视频传输、便携式客户端多种模式相结合，为监控点比较分散、有线网络接通困难、固定线路铺设成本高等问题提供了可靠的稳定的解决方案。公司现拥有单卡、多卡捆绑，单路、四选一、四路视频输入等几十种型号的3G无线网络视频服务器、3G车载无线硬盘录像机、3G便携应急指挥终端等安防监控全线产品。能够为运营商、集成商、行业客户提供咨询、规划、方案设计、培训和维护等全方位的服务。

　　另外，在平台与各种探测器的结合方式上，我们也能提供全方位、一体化模式，是各种终端能够紧密结合、各司其职，而不必为接口不匹配无法接入的问题而困扰。

　　四、环境监控(监测)的应用实例

　　我们在环境监控领域拥有许多成功案例，比如无锡市水利局移动视频监察移动监控系统、山东临沂大官庄水利枢纽网络视频监控工程 、宁夏水文局水文站无线监控系统、河北污水处理厂无线监控、常州环境监察支队无线视频监控系统系统等等。下面就宁海县水利系统远程视频监控系统为例做一介绍。

　　在通常情况下，由于水库大坝等水利监控点分布在较广阔的范围内，并且与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，同时因为物理因素如河流山脉等障碍而难以架设线缆。

　　而我们这套无线视频监控系统是一套完善的、高效率的、性价比极高的网络多媒体无线视频监控系统。整合了电信3G数据通讯功能和数字视频编码功能为一体化的便捷式的产品。它把摄像机图像经过视频压缩编码模块压缩，通过智能无线通讯终端发射到3G网络，实现视频数据的交互、发送/接收、加解密、加解码，链路的控制维护等功能。根据应用，把实时动态图像传到距离用户最近的电信通信网络。可以通过Internet从系统总控中心得到实时图像信息。 该系统整合了3G无线网络和Internet网络的优势，无论您身在何处、任何时间，都可以迅速接入系统，随时随地的进行远程监控管理。

　　系统设计具体实现：

　　1、所有监控点信息包括河道监控点、水库、闸门、溢洪道、水泵站等视频信息都通过创世公司的网络视频服务器传输到监控中心。摄像机采集视频，接入网络视频服务器，其他水文信息，通过专门的探头和处理主机之后，接入视频服务器的232串口。统一通过网络传输到中心。

　　2、水利监控系统需要清晰的视频来观测水位及闸门等情况，一般需要使用云台控制，当操作人员需要开启闸门时，可以通过云台控制，调整观测角度，使用控制系统来控制闸门，并观测闸门的开合情况。水闸的位置一般相对控制室比较的远，取电和布线等施工比较困难，所以摄像机通常安装在较远的地方。一般选用高质量的摄像机，外配长焦镜头，然后把视频接入网络视频服务器，传输到监控中心，在网络上调整摄像机的焦距，能清楚看见千米之外的物体，闸门开启等情况一目了然。

　　3、在上下游设置监控点，使用水文传感等设备监测河道水文情况。

　　4、水库使用监控设备，做到无人值守，并通过水位传感设备进行水位检测，以及进行报警。对于探测探测的信号，由中心进行处理，出现异常情况时，可以立即产生声光报警，通知相关人员处理紧急情况。

　　5、水泵站设备工作情况以及水泵站周围情况使用视频监控，保证设备运作正常。

　　6、可以监控河道的污染情况，保证河道清洁。

　　7、中心监控服务器管理所有监控摄像机和视频服务器，并对其他监控点授权，监控中心可以同时监控上百个监控点，带宽可行，录像文件可存盘60天。

　　针对环境监控问题构建的上述系统具有如下特点：

　　(1)由于这些监控点具有移动性、突发性，使用无线3G网络，无需网络布线和架设天线；

　　(2)系统覆盖范围广，可适用在全国范围之内，包括中国联通公司覆盖的边远山区；网络化：通过3G和Internet网络，真正做到任何时间、从任何地方、对任何现场都能实现监控；可移动性：在移动视频监控条件下，实现完整的视频监控解决方案；

　　(3)高端的核心技术：采用最新的、压缩比极高的H.264视频压缩算法；网络资源占用低，在低带宽条件下传输高画质、流畅图像；信息安全，充分利用网络隧道、128位加密算法、防火墙/VPN、加密锁、权限管理、安全认证、实时时钟等技术，保证监控系统和录像资料不被越权使用和破坏；支持动态IP：采用动态IP解析技术，自动解析Internet分配的IP地址；

　　(4)方便使用、操作管理简单：既可以安装客户端软件，也可以直接通过WEB方式进行远程监控和远程管理，图形化界面；

　　(5)完整的监控管理功能：系统为用户提供了灵活的监控画面选择, 电子地图使用，对云台、变焦的行控制，预置位和镜头的轮巡，以及实现图像抓拍、录像和录像回放、报警和报警联动功能；

　　(6)强大管理平台：分布分级式管理，用户可以不受时间、空间限制对监控管理目标进行实时监控、实时管理、实时查看、实时指挥；创世科技的CreMedia系统的安全性非常高，多级用户名/密码保护认证机制，自主研发的嵌入式系统软件，加密传输方式等等措施，保障系统的安全不受侵害。