潤揚大橋監(jiān)控業(yè)務(wù)平臺設(shè)計

劉 繼

（江蘇潤揚大橋發(fā)展有限責任公司，江蘇南京 210000）

0 引言

潤揚長江公路大橋是江蘇省“四縱四橫四聯(lián)”公路主骨架和跨長江通道的重要組成部分。工程全長35.66公里（南延伸段12公里），由北接線、北接線高架橋、北引橋、北汊斜拉橋、世業(yè)洲互通、南汊懸索橋、南引橋、南接線、南接線延伸段9個部分組成。南汊懸索橋主跨1490米，是目前中國第1、世界第3的特大跨徑懸索橋。目前已建成為“模擬攝像機+硬盤錄像機”方案的監(jiān)控系統(tǒng)，2011年監(jiān)控改造新增了高清云臺攝像機、高清槍機及NVR，并部署了視頻監(jiān)控軟件平臺，可同時接入1000路視頻圖像。

設(shè)立潤揚大橋視頻監(jiān)控系統(tǒng)，主要是對其在各類外部荷載下的響應(yīng)進行實時監(jiān)控，及時掌握其工作狀態(tài)，全面了解運營狀況，為橋梁的運營管理、養(yǎng)護維修、可靠性評估以及科學研究提供不間斷的依據(jù)。

1 系統(tǒng)設(shè)計原則

1.1 合理性原則

為保證整個大橋視頻監(jiān)控系統(tǒng)的合理性，按照實際狀況和具體要求，監(jiān)控系統(tǒng)充分滿足潤揚大橋在實際使用中的各種需求，并融合于已建成的系統(tǒng)集成中，提供充足的開放軟件接口和底層的API，為將來完成系統(tǒng)集成打好基礎(chǔ)。

1.2 先進性原則

近年伴隨眾多大橋建設(shè)的飛速發(fā)展，潤揚大橋新的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計時不僅要充分利用最新、最成熟的技術(shù)，還要考慮到系統(tǒng)的擴展升級，使得大橋潤揚大橋的監(jiān)控系統(tǒng)既能保持傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量高、控制靈活的優(yōu)點，還必須能解決監(jiān)控系統(tǒng)在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化過程中遇到的技術(shù)瓶頸問題。設(shè)計還采用了先進的數(shù)字圖像技術(shù)，使得系統(tǒng)在建成后較長時間內(nèi)不會被淘汰。

1.3 實用性原則

本系統(tǒng)盡量以簡單的結(jié)構(gòu)和快捷的操作方法實現(xiàn)大橋監(jiān)控及信息發(fā)布。整個系統(tǒng)設(shè)備盡量選用性能價格比高的設(shè)備，滿足監(jiān)、控、存、查、管、用的要求，硬件和軟件平臺界面友好、易學易用、使用方便、圖像清晰。系統(tǒng)的應(yīng)用軟件可通過鼠標與鍵盤進行簡單操作完成各項功能。

1.4 可靠性原則

正確地完成監(jiān)控系統(tǒng)中各設(shè)備之間的接口和相應(yīng)功能的匹配，以確保系統(tǒng)的完整性、正確性和可恢復性，系統(tǒng)必須在硬、軟件系統(tǒng)協(xié)同運行中充分防止不穩(wěn)定因素。本監(jiān)控系統(tǒng)無論在網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)平臺，還是在系統(tǒng)應(yīng)用方面都具有相當?shù)囊?guī)模。本系統(tǒng)設(shè)計了1套切實可行的運營方案，確保系統(tǒng)能長期24小時不間斷服務(wù)。

1.5 可擴展性原則

在應(yīng)用實踐中用戶的需要可能發(fā)生變化，因此在設(shè)計中需要充分考慮系統(tǒng)的可擴展性。而可擴展性原則主要體現(xiàn)在系統(tǒng)橫向（在滿足當前視頻監(jiān)控需求的基礎(chǔ)上，方便擴展成更大容量的視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)）和縱向（系統(tǒng)具有優(yōu)良的兼容性和開放的軟硬件接口的基礎(chǔ)上，將來可進行2次功能開發(fā)）的擴展能力上，使監(jiān)控點、信息點和圖像多媒體處理等功能被擴充，以便系統(tǒng)容易擴展和升級。

2 總體架構(gòu)設(shè)計

潤揚大橋監(jiān)控系統(tǒng)整體上分成寬帶網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控和移動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)管支撐和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)等部分。寬帶網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控是整個監(jiān)控系統(tǒng)的主體系統(tǒng)，移動網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)使用戶通過移動網(wǎng)絡(luò)，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)中的視頻資源，采用移動終端使用監(jiān)控業(yè)務(wù)；網(wǎng)管支撐和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)是為了更好發(fā)展和服務(wù)用戶、促進整個業(yè)務(wù)的潤揚大橋和管理的必要保障。

下一步是需要厘清整個系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計，如圖1所示。

如按照傳統(tǒng)監(jiān)控理念來定義潤揚大橋監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)可以分為4層架構(gòu)：前端設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、管理中心層和業(yè)務(wù)應(yīng)用層。

圖1 總體架構(gòu)設(shè)計

2.1 前端設(shè)備層

前端接入設(shè)備包括視音頻、報警信息的采集設(shè)備、報警聯(lián)動輸出設(shè)備和音頻功放設(shè)備，其中視頻采集設(shè)備也就是攝像機為最主要設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)全部依托于潤揚大橋網(wǎng)絡(luò)，視頻采集設(shè)備以高清為主。為節(jié)約投資，原有模擬監(jiān)控可采用DVS或DVR加攝像機的方式。

2.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸層

在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中單獨設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行的前提下，還需考慮網(wǎng)絡(luò)整體的容錯能力、安全性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)出現(xiàn)問題和故障時能及時地修復。全面支持QOS服務(wù)，可最大程度實現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的要求。網(wǎng)絡(luò)形態(tài)可分為固網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)，潤揚大橋監(jiān)控系統(tǒng)依托于已有的網(wǎng)絡(luò)，支持以上所有網(wǎng)絡(luò)需求。

2.3 管理中心層

潤揚大橋監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心與傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心有所區(qū)別。前者的管理中心主要是服務(wù)器集群，處于潤揚大橋的機房內(nèi)，由潤揚大橋負責管理和維護，主要是對整個系統(tǒng)進行管理，具體的應(yīng)用功能由行業(yè)用戶或者個人用戶的客戶端來實現(xiàn)。后者的管理中心都處于監(jiān)控中心機房內(nèi)，由用戶自己管理和維護。在完成對整個系統(tǒng)的管理同時，還具備實時監(jiān)看、錄像回放和報警處理等應(yīng)用功能。

2.4 業(yè)務(wù)應(yīng)用層

業(yè)務(wù)應(yīng)用層作為整個監(jiān)控系統(tǒng)的中心和心臟，所有的前端數(shù)據(jù)都要傳輸?shù)皆搶舆M行分析、處理、存儲和轉(zhuǎn)分發(fā)。該層還應(yīng)考慮實現(xiàn)以下功能：實時圖像點播、輪切業(yè)務(wù)、遠程控制、歷史圖像檢索和回放。

潤揚大橋監(jiān)控系統(tǒng)針對不同類別使用者的不同需求，開發(fā)了多種應(yīng)用業(yè)務(wù)平臺，按使用者所需的視頻監(jiān)控信息量身定制。

3 系統(tǒng)實施效果

監(jiān)控系統(tǒng)的效益包括經(jīng)濟效益和社會效益。目前監(jiān)控系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，由它直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益不明顯，可從社會效益上來看實施效果，如：監(jiān)控數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)采集和處理的自動化程度以及監(jiān)控系統(tǒng)智能化的發(fā)展趨勢，監(jiān)控系統(tǒng)決策的定量化和科學化，系統(tǒng)應(yīng)用的模型化，系統(tǒng)解決新問題的能力，以及收費站監(jiān)控員勞動強度的減輕、工作時間的縮短、技術(shù)智能的提高等。

總體來看，監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)濟效益仍需較長時間才能逐漸體現(xiàn)出來。隨著技術(shù)問題的不斷解決，經(jīng)濟效益也就不斷提高。但從根本上說，只有當監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)以市場為導向，商品經(jīng)濟的發(fā)展導致信息活動的激增，信息廣泛而及時的交流，形成信息市場，出售監(jiān)控系統(tǒng)收集的信息，才能為監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展提供契機，這時監(jiān)控系統(tǒng)的經(jīng)濟效益才能真正體現(xiàn)出來。