監(jiān)控技術(shù)在排水設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

全秀紅 談華鋒

黃石市排水管理處 湖北 黃石 435000

1 背景

污水處理廠和泵站在城市污水處理和城市排澇中起著非常關(guān)鍵的作用,污水處理廠承擔(dān)著城市生活污水和工廠廢水的凈化處理,而泵站則負(fù)責(zé)控制轄區(qū)水位,承擔(dān)著城市雨水、湖泊和處理后廢水的排澇和處理過(guò)的污水的排放功能,為城市抗?jié)撑艥n提供有力保障。

監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用一定程度上提供了更為便捷的管理方法,提高了泵站和污水廠的安全生產(chǎn)能了,同時(shí)也在一定程度上加強(qiáng)了對(duì)泵站運(yùn)行人員的監(jiān)督管理。

2 監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用

黃石市排水管理處在線視頻監(jiān)控項(xiàng)目的站點(diǎn)包括中控室、排水處機(jī)關(guān)、4個(gè)大型排漬泵站、10個(gè)污水泵站和6個(gè)污水處理廠,站點(diǎn)之間通過(guò)電信內(nèi)網(wǎng)連接,每個(gè)站點(diǎn)分配4 M帶寬,中央控制室分配50 M帶寬,由此構(gòu)成了一個(gè)由21個(gè)站點(diǎn)及一個(gè)中央控制室組成的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。每個(gè)監(jiān)控站點(diǎn)配備4TB容量視頻錄像機(jī)一臺(tái),視頻錄像保存時(shí)間為30天,中央控制室可以管理每個(gè)分站點(diǎn)的視頻信號(hào)接入、錄像機(jī)制及查看歷史錄像視頻。

項(xiàng)目的設(shè)計(jì)主要包括系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)搭建、電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、元器件選型、軟件調(diào)試等部分。

2.1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)搭的建主要包括確定網(wǎng)絡(luò)組成部分、通訊方式、帶寬等。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)確立了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的總體方案。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)由21臺(tái)4TB視頻錄像機(jī)、130臺(tái)視頻攝像頭、1臺(tái)電腦、22臺(tái)顯示器及若干交換機(jī)組成。

2.2 電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 電氣圖紙?jiān)O(shè)計(jì)主要涉及供電元器件的選型、電氣元器件在配電箱內(nèi)的布局、確定電纜的型號(hào)及長(zhǎng)度等。視頻攝像頭電源采用交流24V供電,通過(guò)150W變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)換,較遠(yuǎn)距離安裝的攝像頭采用交流220V供電。

2.3 主要硬件選型 視頻攝像頭及視頻錄像機(jī)采用?？低暪井a(chǎn)品,視頻錄像機(jī)容量為4TB,可以保存4個(gè)攝像頭高達(dá)兩個(gè)月的錄像記錄,顯示器及中控室臺(tái)式機(jī)采用戴爾系列產(chǎn)品,站點(diǎn)交換機(jī)采用TPLINK 8口交換機(jī)。

2.4 軟件調(diào)試 軟件調(diào)試包含電腦及視頻錄像機(jī)的IP地址分配、視頻錄像機(jī)IP地址設(shè)置及攝像頭通道添加、電腦客戶端軟件的安裝及系統(tǒng)優(yōu)化。

2.4.1 電腦及視頻錄像機(jī)IP地址分配 先分配好各服務(wù)器的及電腦的IP地址,子網(wǎng)掩碼設(shè)置為255.0.0.0,默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為10.10.0.1。

2.4.2 視頻錄像機(jī)IP地址設(shè)置及攝像頭通道添加 設(shè)置好視頻錄像機(jī)IP地址并設(shè)置訪問(wèn)密碼,更改攝像頭IP地址使其與視頻錄像機(jī)同一IP段,,將相應(yīng)的攝像頭通道添加到視頻錄像機(jī)中,最后將錄像機(jī)制設(shè)置為全天候錄像。

2.4.3 電腦IP地址的設(shè)置、客戶端軟件的安裝及系統(tǒng)的優(yōu)化處理設(shè)置中控室電腦IP地址,并安裝?？低昳VMS－4200視頻客戶端軟件,該客戶端軟件功能強(qiáng)大,這里僅僅使用局域網(wǎng)視頻服務(wù)器功能。

2.4.3.1 中控室電腦IP地址設(shè)置 中控室電腦IP設(shè)置為10.10.0.12,默認(rèn)網(wǎng)關(guān)和各站點(diǎn)視頻錄像機(jī)保持一致。可以通過(guò)電腦高級(jí)選項(xiàng)設(shè)置多個(gè)IP地址用以拓展連接不在同一個(gè)IP段內(nèi)的視頻服務(wù)器：

2.4.3.2 客戶端軟件的安裝 安裝?？低昳VMS－4200視頻客戶端,輸入視頻服務(wù)器的賬戶和密碼,通過(guò)IP地址將21個(gè)視頻服務(wù)器添加到海康威視iVMS－4200客戶端中,并做相關(guān)的命名進(jìn)行分類管理。

下一步在設(shè)備管理中添加21個(gè)站點(diǎn)分組,將相應(yīng)視頻信號(hào)到分組當(dāng)中,并在系統(tǒng)主預(yù)覽中查看視頻信號(hào)狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)很多站點(diǎn)視頻信號(hào)卡頓、加載非常緩慢或者滅偶遇信號(hào)。

分析其原因在于系統(tǒng)攝像頭數(shù)量超過(guò)100個(gè),而站點(diǎn)帶寬有限,發(fā)生信號(hào)加載超時(shí)或者不穩(wěn)定的現(xiàn)象在所難免。

2.4.3.3 系統(tǒng)的優(yōu)化處理 在一定帶寬限制下可以通過(guò)一步處理進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,主要方法有降低子流碼分辨率、為每個(gè)站點(diǎn)設(shè)置自定義視圖、盡量使用H265編碼、避開(kāi)連接攝像頭等方式。

1).視頻主流碼為全高清1080P,可以在分組通道管理里面將通道流碼方式改為子流碼并降低一定的分辨率,雖然犧牲部分清晰度但可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)流暢度。

這種適當(dāng)降低子流碼分辨率方法雖然影響了遠(yuǎn)程畫(huà)面清晰度,但是完全不影響攝像頭主流碼的分辨率,從而不會(huì)影響錄像視頻的清晰度。

2).在畫(huà)面視圖當(dāng)中盡量使用自定義視圖,用以調(diào)整每個(gè)畫(huà)面大小以適應(yīng)視頻信號(hào)的分辨率,以提高加載速度。

在未進(jìn)行自定義視圖時(shí)有兩個(gè)畫(huà)面沒(méi)有加載出來(lái),在切換到自定義視圖模式時(shí),所有畫(huà)面都有成功加載,效果非常明顯。

3).使用H265編碼,H265技術(shù)在碼率上進(jìn)行了深度優(yōu)化,同等畫(huà)質(zhì)下,可以比H264節(jié)省近50%的碼率。

4).盡量避免客戶端跳過(guò)服務(wù)器直接連接攝像機(jī),會(huì)嚴(yán)重影響帶寬。而且直接連接攝像頭,無(wú)法在客戶端播放該視頻錄像機(jī)的錄像。

通過(guò)一系列的系統(tǒng)優(yōu)化以后,系統(tǒng)流暢度和視頻信號(hào)加載速度有了明顯提升,錄像訪問(wèn)速度也有了很大的提高。

3 結(jié)語(yǔ)

黃石市排水管理處監(jiān)管的污水廠、泵站數(shù)量眾多且比較分散,這對(duì)監(jiān)管工作造成了一定的壓力,排水設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)的建立在一定程度上緩解了減緩壓力。該系統(tǒng)由于使用的是電信局域網(wǎng),可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定且維護(hù)簡(jiǎn)單方便,拓展性優(yōu)良,可以接入新建的污水廠視頻信號(hào)。

與此同時(shí),該系統(tǒng)也存在一定的不足,由于局域網(wǎng)的限制,該系統(tǒng)視頻信號(hào)只能在局域網(wǎng)能訪問(wèn)。下一步著手通過(guò)接入外網(wǎng),將該視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入?？低曃炇?wù)器中,通過(guò)?？低曃炇謾C(jī)客戶端或者電腦查看每個(gè)站點(diǎn)的視頻信號(hào)。