建筑工地监控系统解决方案

　　一、用户需求

　　本方案所要监控的对象为建筑工地，系统需建设一套远程监控系统，就是在各个建筑工地安装摄像机采集现场的视频信号，然后INTERNET传送给上级监管部门，把各个现在施工场点监控统一管理，实现各个单位足不出户即可随时查看建筑工地现场的具体情况。通过技术手段提高上级监管部门、发展商、工程项目监理等对建筑工地现场的生产过程、环境的监控力度将显得非常有意义。

　　二、设计思想

　　一般来说视频监控系统大体可以分为三个部分：”前端采集系统”、”信号传输系统”以及”控制系统”。前端采集系统主要包括安装在各个工地上的摄像机；信号传输系统主要包括中间的视频信号传输线路、设备；控制系统主要包括终端显示设备、录像设备、控制设备等。

　　三、方案设计

　　系统方案结构

　　系统解决方案拓扑结构示意图

　　如图所示，本解决方案的包含以下几个组成部分

　　前端监控设备：包括快球摄像机、带云台红外一体化机、嵌入式硬盘录像机、数字电路，完成网点视/音频图像摄取，图像信号接入站场内部LAN网络，子网内可以连接少量供主管人员调看的分控客户端。

　　网络监控管理中心（数字矩阵）：下属所有网点的图像、报警信息通过专网传输至管理中心集中处理，任意切换到电视墙上。所有站场的录像资料定时上传回管理中心的存储服务器集中存储。包括管理中心主机、控制键盘、电视墙、视频存储组件、视频转发服务组件等设备。

　　视频存储系统（可选备份服务器）：站场本地的存储系统根据前端要求来存储录像资料，管理中心系统要求保存15天的录像资料（发生事故安全的资料）。

　　分控客户端系统：系统通过视频转发服务器可以支持任意多个分控客户端。可以通过专用客户端软件实现，也可以用IE浏览方式实现。而且用户互联网实时浏览监控现场。

　　光纤专网：系统主干网租用电信的光纤，每个现场工地分配10M带宽；管理中心分配1000M带宽。

　　各区分控中心：各区分管的分控中心可以能过1000M专网光纤网连入总控中心，两级分管，用户可以方便地进行管理，总控中心可以实时监控各地现场工地。

　　四、系统特点及功能需求分析

　　1、监控点分布

　　本系统分布点分布在各个施工现场内，其中每个工地分别安装在塔吊(工地最高点)和其它相应的各个安装位置。

　　2、站场监控子网

　　施工场场点内网分控客户端：1-N个，站场内网可设置分控客户端，如果分控端超过1个则须要安装视频转发服务器软件，转发器可以级联。在DVR主机中添加管理中心信息，DVR主机可自动向管理中心系统注册。

　　3、数字电路：采用当地运营商宽带网。

　　（1）录像部分：摄像机采集的视频信号通过视频传输线路进入数字硬盘录像机。开机后数字硬盘录像机根据设定参数，每天定时自动开关机，并自动进入相应的录像状态。当某些画面侦测到移动变化时，相应的图像自动放大弹出，并有语音提示。当有传感报警信号时，DVR主机自动弹出电子地图、通过语音输出防区号及类型、并联动相应的外围设备（警灯、警号等）。同时自动将移动侦测信息和报警信息自动上传至网络管理中心端。

　　（2）云镜控制通过数字硬盘录像主机、管理中心、客户端（局域网或广域网）来实现本地或远程控制云镜。硬盘录像主机和管理中心可以设置、调用云台的预置点和花式巡航。

　　（3）报警处理硬盘录像主机与网点内的传感设备联动处理报警信号。硬盘录像主机接到报警信号后可自动弹出电子地图、通过语音输出防区号及类型、并联动相应的外围设备，同时并将报警信号自动上传给网络管理中心。管理中心主机收到报警信号后，会自动弹出电子地图，并强制上传相应的报警图像。屏幕墙的主显示器自动切换到相应的一个或一组报警图像。

　　（4）施工现场场内部分控在站场内部工作站电脑上安装客户端软件，主管人员可以实时监看整个工作过程。如果有多个主管人员需要分控监看，则只需要在其中一台分控电脑上安装视频转发器软件即可实现任意多个分控观看，每个转发器可支持9个分控连接，通过转发器级联可以实现无限转发及分控。分控用户可以控制云镜，但同一时间，只能有一个分控用户控制云镜。

　　（5）可靠性数字硬盘录像主机视频处理全由硬件完成，占用系统资源少，主机性能稳定。系统运行时有详细的日志记录，可通过日志检查来检查主机的工作情况，人员的情况等。

　　五、信息监控管理中心

　　信息监控管理中心将分布在各地前端设备通过现有的网络连接起来集中管理，实现远程任意摄像机图像的调用；远程云镜控制和快球预置点调用；远程录像资料的调用；远程DVR主机的参数设定；远程DVR主机的观看用户权限设定；报警信息的搜集；电视墙的控制（数字矩阵）等等功能。由于管理中心系统采用模块化套件的方式，可以实现多种远程监控方式的任意组合。系统基于Windows2000/XP专业版平台运行。

　　低成本：管理中心系统除了DVR主机和管理中心系统外，不需增加额外的服务器，在很大程度上节约了用户的支出。

　　可靠性：DVR主机与管理中心之间的通讯是点对点的通讯，没有其它的中间设备，所以即使有一台DVR主机瘫痪，最多也只是影响了这一台DVR主机的网络管理功能，而不会出现由于一台视频服务器瘫痪而造成整个管理中心系统的瘫痪情况。可见这种分布式的管理中心从根本上分散了网络管理的不稳定性的风险，使整个系统显的更加健壮。由于报警时在远程DVR主机端已经录像（本地录像），所以如果管理中心这边出现异常情况也不会影响录像，当管理中心的故障修复后，我们依然可以调用远程主机端的录像资料回查。而且使用本地录像后，录像资料的清晰度不受网络效果的影响，只与现场的环境和摄像机的效果有关。

　　灵活性：管理中心套件系统支持多种网络套件，可以灵活搭配使用。

　　多画面软解码图像控制：软解码图像控制器是管理中心的扩展套件之一。此套件可以将DVR服务器传过来的多路图像软解码并在显示器上分割显示，并可以与远程DVR服务器同步录像。但是软有解码的路数会受到计算机系统资源的限制。一般情况下采用双头显卡可以软解码8路图像。管理中心软件可以控制选择任意DVR服务器的任意图像软解码至VGA电视墙。通过VGA转AV输出可以在电视上显示。

　　多路图像转发服务器：采用转发服务器，可以将指定的图像发送至指定的副控端；可以发送多任意多个副控及管理中心系统而不影响带宽。转发服务器也可以被看作是一台虚拟的DVR服务器，由此我们可以实现跨省、地区的多级网络视频监控系统。

　　多路录像资料存储器：方式一，前端所有图像同时传回管理中心端录像。按每秒400K的数据计算，计算机将是在全负荷工作；方式二：前端主机有自己的存储系统，供前端检索查询，在系统空闲的时段，将当天录像的资料自动传送回管理中心备份。由于所有图像都在存储服务器中存储，所以存储服务器的数据量将是非常的大。

　　以上套件为可选件，系统基于Windows2000/XP专业版平台运行。

　　网络接入方式：DVR主机与管理中心之间支持多种的数据传输方式，如TCP、UDP、多种组播方式和电话线等连接方式。但其连接有很大的灵活性。音频信号传输对网络带宽的适应性：多种的网络音视频传输方式，可以实现在高带宽上全实时的图像传输和在低带宽上时的传输高清晰的关键帧图像。在管理中心上可以同时调看多台远程DVR主机上的多路音视频图像。系统支持双码流传输，在管理中心或分控端可以调节网络传输的码流和帧率，这种调节只影响网传效果不影响网点本地DVR主机的录像。

　　远程备份：网点前端采用本地高质量录像，当整个系统空闲的时候才将当天的录像资料传输回管理中心集中存储。这样不但保证了录像文件的质量效果，便于网点人员查找回放录像资料，而且有效地缓解了管理中心主机的压力。管理中心主机可以将有限的系统带宽资源用于报警信息的处理和电视墙的控制。

　　远程参数设置：管理中心可以对远程DVR主机进行工作参数的设定、修改、删除。

　　报警与电子地图：管理中心会自动接收远程DVR主机的报警信息，当远程DVR主机有报警信号时，管理中心可以发出音效提示，并自动连接相应的图像，弹出相关联的电子地图。

　　工作状态监测：管理中心可以查看到远程DVR主机的工作状态。包括：录像、网络连接状态、报警状态、移动侦测状态、视频信号是否丢失等。

　　IP语音对讲：管理中心、DVR主机和分控客户端之间可以进行IP语音/文字对讲。

　　电视墙；通过管理中心内置的四路硬件解码卡，可以将网络传输过来的某一个或几个站场的图像解码还原为模拟信号输出至监视器组成的的电视墙上。通过管理中心可以切换任意DVR主机上的任意图像和音频信号到电视墙的任意监视器上，这样就可以实现数字矩阵的功能了。

　　中心机房中可以设置一台或多台管理中心和多台客户端程序。管理中心支持多种的网络联接方式，如宽带网、ADSL，DDN等，并能够自动的适应不同的带宽来调整不同的网络传输画质。支持手动、自动联接。网络可保持实时联接，也可以设置让DVR管理中心定时对DVR主机进行检查或在DVR主机端有报警、移动侦测时自动联接网络。

　　电子地图与警视联动功能：所有监控点都直观地显示在电子地图上，并能点击显示监控点图像。能显示街区分布、辖区范围、执法点位置等。对于发生报警或其它警情时，能自动切换到相应监控点（包括摄像机切换和预置点），在屏幕上调出该点图像，并在电子地图上给出指示，计算机给出声音提示，记录相关报警信息；在进行摄像机切换和控制时也能在电子地图上指示最近监控点，实现与GIS、GPS系统的协同应用。

　　权限管理功能拥有统一的用户权限管理，建工局授权的用户只要在视频监控与报警系统中开设帐号、分配权限即可（可细分为图像浏览、控制、流量控制等权限）。

　　任一有权限用户可以浏览任一监控点的实时图像和历史图像。有设备控制权限的用户可以对实时图像监控点的云台、镜头和数字切换矩阵进行控制。

　　信息存储和备份功能：中心系统对所有巡检、报警、视频、系统日志等信息予以存储和备份。存储和备份的报警、巡检等历史数据信息，可在网络系统中依据授权进行访问。中心系统对接收到的巡检信息、报警信息和视频信息等按照信息的含义和归属进行分类，重要事件的图像要求作永久存储，并且提供异地备份。

　　存储的历史视频数据要求进行防篡改处理，例如增加数字水印或者数字签名，使之可以作为证据使用。

　　六、网络传输部分

　　网络传输是将通过视频服务器(或数字硬盘录像机)对视频信号进行压缩，然后通过以太网络（或者是ADSL、宽带网、微波无线网等方式在互联网上）进行传输，这样理论上传输距离则不受限制，但实际的效果还是要视具体的网络带宽而定；从本方案的需求特点来分析，可采用以下几种传输方式的组合：

　　(1)对于重点工程，从建筑工地租用运营商宽带光缆将视频信号传输到到监管中心进行集中监控；

　　(2)对于一般工地，则因为建筑工地有明显的临时性及数量众多，因此最为合适的传输方式应该为网络传输方式。