太湖流域綜合治理骨干工程（上海部分），河道總長(zhǎng)度約90公里。河道兩岸的配套建筑物構(gòu)成了沿河地區(qū)一線防洪控制工程，形成太湖流域洪水東排長(zhǎng)江的全封閉“洪水走廊”，承擔(dān)著太湖及太湖流域上游地區(qū)的泄洪、排澇以及上海市的引清輸水與改善水環(huán)境條件等功能。\r\n在太湖流域（上海部分）建立水閘泵站監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)黃浦江上游河道的水情和工情進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)、監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集水情數(shù)據(jù)、通過信息傳輸與處理，在決策系統(tǒng)支持下，作出優(yōu)化調(diào)度與調(diào)控水閘泵站運(yùn)行，這對(duì)于“洪水走廊”功能的有效發(fā)揮，對(duì)于確保上海市城市防洪安全和充分發(fā)揮清水資源的合理利用，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)
整個(gè)系統(tǒng)要求多個(gè)相關(guān)子系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)運(yùn)行，以滿足水閘調(diào)度管理的需要。系統(tǒng)是一個(gè)基于廣、局域網(wǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成對(duì)各水閘、泵站設(shè)施的調(diào)水運(yùn)行數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的監(jiān)測(cè)；并通過和相關(guān)防汛信息測(cè)報(bào)系統(tǒng)、水文水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等水情、氣象系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，協(xié)調(diào)處理水文、水質(zhì)、氣象、設(shè)備運(yùn)行等各種數(shù)據(jù)信息，為水閘水資源的科學(xué)合理調(diào)度創(chuàng)造條件，系統(tǒng)的最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)為：
本系統(tǒng)對(duì)總長(zhǎng)90公里河道的36座水閘泵站實(shí)現(xiàn)內(nèi)外水位、閘門運(yùn)行高度、水泵開關(guān)和重要圖像的運(yùn)行工況的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，最終實(shí)現(xiàn)閘站無人值守。\r\n水位、閘門高度、水泵啟停等遠(yuǎn)程監(jiān)控的依據(jù)主要是檢測(cè)系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行牡臄?shù)據(jù)信息，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控為監(jiān)控中心提供現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感。
由于本工程處在人口密集居住區(qū)，水上交通繁忙的地域，因此，閘門遠(yuǎn)程控制的安全性尤為重要，提供現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像就顯得非常必要。\r\n在90公里的范圍的36個(gè)閘站和河道上布設(shè)了68臺(tái)攝像機(jī)，其中：32臺(tái)日夜型定焦攝像機(jī)和36臺(tái)日夜型變焦攝像機(jī)。各閘站的攝像機(jī)數(shù)量不等，分別為1、2、3臺(tái)最多為4臺(tái)。
設(shè)計(jì)要求
圖像傳輸
圖像壓縮格式： mpeg4；\r\n傳輸網(wǎng)絡(luò)：通過LAN/INTERNET；\r\n傳輸速率：按通信信道帶寬自動(dòng)調(diào)節(jié)，傳輸率不低于25幀/秒；\r\n音頻傳輸：≥1路雙向；
攝像機(jī)選擇
環(huán)境：滿足全天候工作?\r\n感光靈敏度：標(biāo)準(zhǔn)模式：0.3LUX/F=1.2,星光模式：0.003LUX/F=1.2,模式自動(dòng)切換；\r\n分辨率：> 480TVL(PAL)；\r\n信噪比：> 45DB；\r\n變焦鏡頭：>20倍光學(xué)變焦；\r\n云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)：>350度，垂直：≥90度；\r\n使用環(huán)境：溫度：－10～+50度；相對(duì)濕度：< 85％；\r\n保護(hù)級(jí)別：IP65；\r\n防雷保護(hù)：電源、信號(hào)（視頻、控制）；\r\n其他技術(shù)要求：自動(dòng)光圈、自動(dòng)白平衡、背光補(bǔ)償、自動(dòng)增益、伽瑪矯正。
圖像監(jiān)視：
本地、匯聚站、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心、調(diào)度中心的多級(jí)（并優(yōu)先級(jí)設(shè)定）監(jiān)控；監(jiān)控中心、調(diào)度中心的多畫面（1、4、9）監(jiān)視和按需進(jìn)行數(shù)字記錄。圖像信號(hào)中斷報(bào)警、提示功能。
系統(tǒng)集成要求
視頻圖像顯示及控制通過地理信息（GIS）系統(tǒng)與水務(wù)信息平臺(tái)集成。
設(shè)計(jì)方案及思路
從上述可知，本項(xiàng)目的特點(diǎn)是：系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境惡劣，前端設(shè)備（攝像機(jī)）全部是安裝在河道邊，環(huán)境溫度高、濕度大、易受雷擊。\r\n本工程的主要目的是：為了河道在汛期時(shí)，能對(duì)防洪、排澇的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化檢測(cè)，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的自動(dòng)控制，所以越是在惡劣天氣（如電閃雷鳴、狂風(fēng)暴雨）情況下，就越是需要系統(tǒng)發(fā)揮作用。因此要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性非常之高。
設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是：現(xiàn)場(chǎng)的攝像機(jī)性能、圖像控制、傳輸設(shè)備的功能，以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的安全（防雷）保護(hù)，此外還有經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的控制。\r\n對(duì)于前端攝像機(jī)：要求在非常低（夜間）和非常高（白天）的照度下，均能獲得較清晰的圖像，還要考慮在冬天防結(jié)露，夏天防潮濕、耐高溫等。
設(shè)計(jì)時(shí)由于無法模擬現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際環(huán)境，僅只能對(duì)攝像機(jī)低照度性能重點(diǎn)進(jìn)行考察和模擬。通過多次、對(duì)多種品牌、多種型號(hào)的選擇，以及在相同環(huán)境下的圖像對(duì)比，最初選擇了三星電子的C4203一體機(jī)和B2303P低照度攝像機(jī)，尤其是B2303P具有相當(dāng)好的低照度圖像效果，但經(jīng)反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)該二款攝像機(jī)比較適合于靜止畫面或變化緩慢的活動(dòng)圖像，對(duì)快速變化的圖像會(huì)出現(xiàn)“拖尾”現(xiàn)象，（可能是多次爆光，視頻幀多次疊加的緣故）。對(duì)于本案，如閘門的開啟情況的監(jiān)視，如河道河面、水情等的監(jiān)視等，雖然C4203和B2303P都能在較低照度下獲得比其他攝像機(jī)要好的圖像效果，但該二款攝像機(jī)也都未能經(jīng)受住在較差應(yīng)用環(huán)境的考驗(yàn)，最后不得已，只好犧牲夜間的圖像效果來換取能經(jīng)受環(huán)境考驗(yàn)的松下 xxxx型攝像機(jī)。
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備：要求具有圖像及變焦攝像機(jī)的監(jiān)控，模擬圖像1：1監(jiān)視。
遠(yuǎn)程監(jiān)控：通過（LAN/INTERNET）網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程圖像及變焦攝像機(jī)的監(jiān)控，多畫面顯示，要求為不同現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備傳送圖像。當(dāng)時(shí)市場(chǎng)產(chǎn)品情況為,要么是多路的數(shù)字硬盤錄像機(jī)，要么是單路的視頻服務(wù)器，這二款式對(duì)本項(xiàng)目均不太適宜。二路、四路數(shù)字硬盤錄像機(jī)不能滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控要求的來自不同現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)（也就是不同數(shù)字硬盤錄像機(jī)）的多畫面顯示需求。視頻服務(wù)器又不能滿足本地（現(xiàn)場(chǎng)）監(jiān)視、控制的要求（因多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)不配計(jì)算機(jī)，這就需要視頻服務(wù)器與DVR一樣帶有控制鍵盤）。且采用單路視頻的綜合成本會(huì)增加，在多臺(tái)攝像機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)勢(shì)必要配多臺(tái)視頻服務(wù)器（當(dāng)時(shí)的單路視頻服務(wù)器價(jià)格還是還比較貴），接著就是需要占用多個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口等等。最后經(jīng)與浙江大立公司合作，共同開發(fā)了既有多路DVR功能，又具有視頻服務(wù)器基本功能的新款設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)本工程現(xiàn)場(chǎng)圖像監(jiān)視及控制功能的需求。
感想
攝像機(jī)產(chǎn)品性能及技術(shù)指標(biāo)有待提高，尤其是國(guó)產(chǎn)品牌（包括合資）。廠家給出的技術(shù)參數(shù)盡量要實(shí)際、客觀，如最低照度指標(biāo)，有的廠家給出了0.0003LUX，不知是如何測(cè)得的？（計(jì)算得出結(jié)果是沒有實(shí)際意義的）因?yàn)閾?jù)資料查證，目前市場(chǎng)上提供的照度測(cè)試儀最低只能檢測(cè)到0.01LUX。還有水平分辨率，給出的指標(biāo)與實(shí)測(cè)結(jié)果相差較大。如給出的是 >480線的指標(biāo)，實(shí)測(cè)350線都勉強(qiáng)。尤其是新推出的一些國(guó)產(chǎn)品牌，還是應(yīng)該實(shí)際一些。2）對(duì)于此類工程，對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的安全保護(hù)——防雷接地設(shè)計(jì)一定要考慮周全，設(shè)施一定要完善，盡管防雷接地設(shè)施的造價(jià)可能會(huì)與監(jiān)控設(shè)備一樣甚至更高，但為了保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，仍然還是值得的。特別是獨(dú)立立桿安裝的攝像機(jī)，除了在控制設(shè)備側(cè)配置電源、視頻信號(hào)和控制信號(hào)等的防雷器外，還應(yīng)在立桿上方設(shè)置避雷針、攝像機(jī)也應(yīng)配置相應(yīng)的防雷器，并通過立桿基座就地接地。\r\n在投資允許的情況下，盡量選用性價(jià)比高的產(chǎn)品。在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，起初就想到了可能需要選用“派爾高”的工業(yè)防護(hù)級(jí)攝像機(jī)，但經(jīng)查證存在兩個(gè)問題，一是技術(shù)指標(biāo)（主要是超低照度）達(dá)不到要求，二是造價(jià)超標(biāo)?？梢?，那些假指標(biāo)的品牌首先是欺騙了編寫招標(biāo)書的專家，接著就是工程商吃苦頭，最終是蒙騙了用戶。
在一些特殊工程中，能與一些好的產(chǎn)品廠家合作也是非常重要的，如前面所述的，本項(xiàng)目中需要一種兼有數(shù)字硬盤錄像機(jī)與視頻服務(wù)器兩者功能的一種產(chǎn)品，當(dāng)時(shí)尋找了3家生產(chǎn)硬盤錄像機(jī)的廠家，其中一家是不愿意合作，另一家同意合作，但提出的附加條件又難以滿足，唯有浙江大立公司同意無條件合作，尤其是該公司副總的一番話，值得稱道：“用戶提出的需求就是在幫助廠家開拓市場(chǎng)，用戶的特殊需求就是在幫助廠家開拓特殊市場(chǎng)，甚至是一個(gè)特殊行業(yè)，而且還代替了廠家的一部分市場(chǎng)需求調(diào)查工作”。當(dāng)然，也只有具有這種技術(shù)（自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)）和經(jīng)濟(jì)實(shí)力的廠家才會(huì)有這種魄力和能力，對(duì)于那些僅有“組裝資格”的公司而言是無法做得到的。
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