广州市猎德污水处理厂四期工程视频监控系统设计

2012-07-30陈小芳广州市市政工程设计研究院广州市510060

智能建筑电气技术 2012年4期

陈小芳（广州市市政工程设计研究院，广州市 510060）

1 工程概况

广州市猎德污水处理厂位于广州市CBD珠江新城内，其地理位置十分重要，见图1。

4期工程是广州市河涌整治重点工程项目之一，也是广州市亚运治水项目。该工程设计规模56万m3/d，猎德污水厂1～4期总规模120万m3/d，是广州市最大的污水处理厂。对于这样一个处理规模大、地理位置重要的污水处理厂，其视频监控系统的设计显得尤为重要。

2 视频监控系统设计概况

2.1 视频监控系统的主要功能

视频监控系统主要有两大功能

1）实现污水厂生产设备的全天候监视。建成后能方便中控室值班人员及时发现现场问题,排除故障，保证生产的正常进行，实现生产现场的无人职守。

图1 猎德污水处理厂位置图

2）实现污水厂的安全防范，全天候监视厂区围墙及各出入口处，一旦发生警情能联动报警、录像并及时通知相关部门处理警情。

2.2 设计思路

本次工程设计考虑4期工程的生产重要设备及工艺单体的监视需要，在关键设备选型时充分预留了系统扩充接口，在今后系统扩充时仅需增加少量设备就能实现系统的扩展和扩充，从而节约投资，减少成本。猎德污水处理厂前三期工程监控设备设于已建综合楼内的中控室内，并且都是相互独立。本次设计考虑将原1～3期模拟监控系统进行升级改造，与4期监控系统整合成一统一的系统。

由于本期系统工程综合考虑了全厂的生产工艺和设备，因此该系统建设涉及的区域较宽，设备较多。为了避免施工时采用过多的电缆和管路，从而使施工复杂；同时为了保证信号的传输质量，系统采用分散传输、集中管理和监视的方式建设。另外，由于广州地区地理位置特殊，因此充分考虑了系统设备的安全性及传输管路的防腐性。系统安全性和可靠性方面具备完善的防雷保护措施，保证在雷雨季节设备的安全性。传输管路方面应适合当地地质环境，按照相关国家规范选配，在耐腐和耐碱方面选配适合当地情况的管路，保障传输线路的安全及可靠性。

3 系统构成设计

3.1 总体设计

新建4期系统通过所安装的监控摄像头采集图像信息，可以对生产监控区域实施监控并把采集的图像信息传送至监控管理中心。事后可以调用历史记录进行查看，还可以通过网络实现远程监控。

原1～3期模拟监控系统通过视频编码器转换为数字信号后接入到统一的监控管理平台中。

考虑到1～3期监控系统采用的是模拟系统，兼顾技术经济性，本4期工程视频监控系统的设计采用了模拟摄像机＋视频服务器（DVS）的方式。将监控视频信息转化成数字信号，通过IP网络进行传输；通过服务器进行处理，存储设备进行存储，通过客户端工作站进行监视和管理；通过电视墙服务器将前端实时视频送到电视墙上进行监视。整套视频监控系统满足现代工厂生产设备监视和安全防卫系统，保证生产工艺设备的正常运行和厂内生产的安全防范。安防视频除可以在中控室监控外，还可以在门卫室监控。

总体架构分为三大部分：前端监控区域、自控室和中控室（监控中心），三者之间的关系，如图2所示。

图2 4期工程视频监控系统设计总体架构图

本期项目监控中心设在中控室（已经在前三期建成），中控室用于放置所有的核心设备，包括：交换机、网络硬盘录像机（NVR）、电视墙服务器及监控管理客户端工作站、2屏监控管理客户端工作站以及机架式视频编码器（原1～3期系统用）。

设备接入设置在沉砂池鼓风机房自控室和加药间自控室。

自控室是设备接入的场所，将模拟信号进行编码转成数字信号后传输给中控室进行转发和存储。每个自控室放置接入层交换机和机架式视频编码器。

门卫分控室主要监控围墙及部分办公室的图像，由于原1～3期图像有部分是直接接入门卫分控室，因此需要将该部分模拟信号进行编码转成数字信号。门卫分控室放置1000M交换机、机架式视频编码器以及2屏监控管理客户端工作站。

3.2 前端摄像机

本工程的摄像机均为一体式快球摄像机。本期项目总共需要40台模拟摄像机，其点位分布情况如表1所示。

表1 4期工程摄像机分布表

3.3 存储要求

为了保障存储数据的安全性，整个系统采用两级存储架构，即4期系统及1～3期各采用1台网络硬盘录像机（NVR）进行分布式存储。同时监控中心平台可对所有摄像机进行集中存储，所有存储设备均安装于中控室。

网络硬盘录像机（NVR）既负责接入前端视频流，又负责流媒体的转发，并且具备存储管理功能。

摄像机录像的精度需达到D1精度（704×576的分辨率），而每一路D1精度的视频流，占用的带宽是2M。因此，中控室的网络硬盘录像机上（NVR）安装足够的硬盘，确保D1（2M码流）录像保存15天。

3.4 编码器的要求

设计中采用编码器将模拟信号转换为数字信号接入到网络中，新建四期系统所有编码器均安装在区域内的自控室。原1～3期系统的编码器安装在中控室及门卫分控室。

采用机架式视频服务器，使得图像传输流畅和清晰，多种接口可以支持强大的扩展功能；它内置WEB服务器,可以增强传统监视系统的性能，并为在一个安全的局域网或互联网上发布监控图像提供网络连通性。网络视频服务器的管理、配置和监控等功能都很容易通过浏览器（Internet Explore）来完成,操作简单方便。

3.5 中控室的设备设置

中控室是整个系统处理的核心、存储的核心，设置以下设备：

1）中控室机房内

（1）1台千兆核心交换机：作为现有系统网络交换的核心，通过千兆光纤连接各自控室交换机和门卫分控室交换机，通过千兆UTP连接中控室设备；

（2）2台网络视频录像机（NVR），1台负责管理4期系统，另1台管理1～3期系统，提供系统管理服务、报警服务、电子地图服务、设备接入服务、媒体交换控制服务和存储管理服务等；

（3）1台安防管理服务器，提供系统管理服务、报警服务和电子地图服务等；

（4）1台流媒体服务器，以多机集群的方式，提供设备接入服务、媒体交换控制服务以及存储管理服务等；

（5）1台48路机架式视频编码器，将1～3期42路模拟摄像机转换为数字信号后接入到监控管理平台。

2）中控室操作台内

（1）2台4路输出电视墙服务器，提供以下服务：电视墙服务器提供视音频解码、报警呈现、轮巡和信息叠加服务，每台电视墙服务器提供4个VGA输出，可驱动4面电视墙的屏幕，每路输出可将12路D1精度的实时摄像机图像解码上墙显示，每面屏都可以12分屏。本项目的监控中心提供了2×2共4面屏幕的电视墙，要求同时显示4×16共64路图像，因此这里配置两台电视墙服务器驱动；

（2）1台2屏监控管理客户端：直接接入中控室的核心交换机，提供实时监看、检索回放、电子地图、系统管理和电视墙控制等功能。