一、系統介紹
水文是水資源開發利用管理與保護、防治水害以及工程建設規劃、設計、施工、管理、調度的依據。在大力加強節水、保護水質,實現水資源的可持續利用的前提下,如何提高現有水資源的管理水平就顯得尤為重要。水文站是收集水信息的基本站點,是水文工作的基礎。 通過水文站網持續地對我國江、河、湖、庫的地表水、地下水的水量、水質等進行觀測,實時收集水文水資源數據, 對水資源開發、利用、管理,保護,實現水資源的合理調配,達到提高水資源的利用率和改善水生態的目標等方面具有十分重要的作用。同時,還可為防汛防潮指揮調度提供了及時、準確的決策依據。
目前我國北方地區尤其是海河流域水資源極度短缺,隨著流域內經濟的快速增長和人口的增加,水資源的供需矛盾越發突出。通過建設水文站實時監控系統,利用先進的數字電視監控手段對水源地的地上和地下水信息實施監測,采用CDMA1X無線網絡實時網上傳輸水文數據,對水庫及其附屬建筑物及管理區的全面視頻監控。
長期以來,水文工作者都是,靠手測、目測收集水文信息。直接影響到測報的精度和成果質量。利用數字視監控系統采集數據、圖像、聲音、視頻等基礎信息,不但可提高精確度,還可以使水文工作者告別傳統的工作方式。
在通常情況下,由于水文站點在地理位置上分布較廣或位置較偏僻。并且與監控中心的距離較遠,利用傳統的有線連接方式,線路鋪設成本高昂,而且施工周期長,同時因為物理因素如河流山脈等障礙而難以架設線纜。而且水文信息安全防范要求高,采用有線通訊在遇到刮風、暴雨、決口等災害時,線路一斷,水文信息就無法及時傳遞上去,因此有線傳輸的抗災性比較差,難以適應高可靠性要求,加之流域地形復雜、偏僻,鋪設光纖成本也比較高。相比之下,無線通信布線簡單、方便,抗災性比較好,成本也比較低,可大量節省投資。
中聯科技CDMA1X水文數據無線視頻監控解決方案可很好地解決上述問題。用戶采用中聯科技無線視頻監控解決方案,無需鋪設網絡電纜,可迅速方便地在各種需要的地方布署數字攝像設備,建立新的視頻監控系統或對現有的視頻監控系統進行擴展,具有很強的靈活性和可擴充性。可實現真正意義的實時水文信息的采集和監控、統一管理。
中聯視訊的CDMA1X水利防汛視頻監控系統采用視頻監控、計算機網絡和無線通訊新技術,具有實時信息自動采集、傳輸、視頻監控、遠程數據和圖像傳輸、信息查詢等功能,系統包括視頻采集攝像機、視頻編解碼器、監控數據服務器、監控工作站網絡設備等。可實時監控管理區河流水庫水位、建筑物及附屬設備情況等。視頻監控信息采用CDMA1X網絡傳送,傳遞速度快,系統結構簡單。被監控點實時采集的視頻文件通過CDMA1X網絡通信線路及時地傳輸給監控中心,實時動態地報告被監測點的情況。視頻監控中心采用矩陣控制器,通過計算機控制實現視頻切換、硬盤自動長時間錄像及攝像機、云臺等各種動作,進行實時監控,及時發現問題并進行處理,既方便又簡捷。并可確保系統在各種惡劣天氣情況下,都能正常運行,滿足系統各種信號相互傳輸的準確性。可全面實現水文信息采集自動化、數字化和網絡化。
視頻監控系統將被監控點實時采集的視頻文件及時地傳輸給監控中心,實時動態地報告被監測點的情況,及時發現問題并進行處理。
1、支持多CDMA1X信道捆綁和負載均衡技術
CDMA1X無線接入理論速率153.6Kbps,目前在大部分地區1路CDMA1X信道實際寬帶為80kbps,對于視頻監控中的一些應用(如視頻、圖片的傳播等)顯然會有些力不從心。CDMA1X IP路由器的突出特點是支持多WAN口接入和負載均衡功能。通過捆綁多個CDMA1X信道增加帶寬是CDMA1X IP路由器在CDMA1X無線網絡視頻監控方面的一大優勢。采用中聯視訊的CDMA1X IP路由器配合多WAN口寬帶路由器,通過負載均衡可捆綁1至N個CDMA1X信道,形成n*80Kbps的數據傳輸帶寬。使用多條CDMA1X,相當于將總出口帶寬拓寬到原來的多倍(具體看捆綁幾個CDMA1X信道)。事實上,對于一般的視頻監控系統的信息傳輸,捆綁3個CDMA1X信道就可以達到240Kbps的總數據帶寬,完全可以滿足采用MPEG-4視頻壓縮格式的視頻信息實時傳輸的要求,將現場視頻信息實時傳送到監控中心。
并且,通過這種方式獲得的“高帶寬”在費用上更具優勢,因為目前CDMA1X包月費用很低,多申請幾條信道費用也很有限,用有限的費用換來帶寬的成倍增長,對于視頻監控網絡是很合算的。而以往向運營商租用的有線方式高帶寬接入,包月費用就很高,相比之下多CDMA1X信道捆綁方案能用極小的代價獲得實用的效果。
2、方案優點
替代光纖和專線,降低了網絡建設成本,為用戶節省大量的費用;
工程建設周期短;
擴充性強;
可靈活方便地進行安裝布署;
提供高可靠性,保證不間斷的視頻監控;
傳輸速率高,實時性強;
支持遠程監控;
設備成本低,性價比高。
二、應用方案
中聯科技 CDMA1X IP 路由器的突出特點是支持多 WAN 口路由器和負載均衡功能, 通過 負載均衡可 捆綁 1 至 N 個 CDMA1X 信道, 可以滿足采用 MPEG-4 視頻壓縮格式的視頻信息實時傳輸的要求,中聯科技基于數字編碼壓縮技術( MPEG4、MPEG2或MJPEG)的視頻監控解決方案采用CDMA1X IP路由器可以將多個被監控點通過CDMA1X無線網絡與監控管理中心連接起來,且搭建迅速,可以在最短的時間內迅速建立起無線鏈路。視頻數據通過CDMA1X無線網絡進行傳輸,可以提供高質量視頻監控,并且監控范圍更加廣泛。
現場監控點安裝的攝像機所攝錄的實時和高分辨率的視頻圖像信息經過視頻編解碼器壓縮,通過CDMA1X IP路由器發送到CDMA1X網絡。監控中心通過專線從移動營運商網關獲得實時視頻信息,可以完成對遠程監控點的視頻監控。
三、系統結構
無線視頻監控系統由視頻信息采集壓縮系統、無線數據傳輸系統和監控管理中心三部分組成:
1、視頻信息采集系統
根據監控點的具體情況,在各監控點安裝相應的監控攝像機(彩色或黑白、固定或活動云臺、定焦或變焦)和軟件系統。在每個監控點可以安裝一個或數個監控攝像機,外圍再各配備一臺云臺、防護罩及云臺控制器。每個視頻采集點各匹配一臺視頻編解碼器。監控攝像機用于各監控點實時視頻信號。云臺可以由控制中心的計算機控制。用戶可對攝像機進行水平360度,垂直90度及變焦控制。
視頻編碼器是集音、視頻采集、音視頻壓縮編碼、網絡傳輸、WEB Server、輸入輸出控制等功能于一體的網絡視頻傳輸設備。視頻編碼器可以接入各種模擬攝像頭,將模擬音、視頻信號轉換為壓縮音視頻數據流,再通過網絡傳輸到PC上解碼顯示或通過視頻解碼器還原為電視信號顯示。視頻編解碼器負責把攝像機的模擬視頻信號轉變成數字信號,同時進行壓縮,另外也傳輸控制信號,視頻編解碼器內置10/100M網卡,通過網線連接到無線設備上,編碼壓縮處理后的監控信息通過無線網絡匯集到監控管理中心,監控中心能看到各監控點的實時狀況,監控人員可通過監控中心局域網或Internet遠程實時瀏覽視頻圖像、遙控云臺。
為充分保證每個監控點的帶寬,采用MPEG4的編碼標準,帶寬占用較低,并可實現圖像的優質傳輸和存儲,而且傳輸距離較遠,適用于廣闊區域的監控。
2、無線傳輸系統
通過CDMA1X IP路由器采用點對多點方式建立覆蓋監控領域的無線帶網絡。在遠程監控點安裝SCN2000 CDMA1X IP 路由器(以太網接口)。產品具有傳輸距離遠、低時延(對視頻應用非常關鍵)和設備成本低的特點,可以提供高效和經濟的視頻傳輸解決方案。CDMA1X理論速率153.6Kbps,目前實際測試速率為80kbps,超過目前普通有線電話撥號上網的56kbps,是平均30-40kbps的GPRS數據傳輸的2-3倍。可以將不同地點的現場視頻信息通過無線通訊手段傳送到監控中心,支持采用H.263/ MPEG-1/2/4等格式的數字視頻流穩定可靠地進行傳輸,能夠保證視頻流的穩定持續傳輸,并且不受山川、河流、橋梁道路等復雜地形