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1、湛 江 港 视 频 监 控 系统 的 设 计 与 实现 陈 国华 1 O 9 湛江港视频监控系统的设计与实现 陈 国 华(N-江市思博科技有限公司 湛江 5 2 4 0 0 0)摘要概述 了湛江港集 团有限公司视频监 控系统的开发需求、设计原则、总体架构、功能 及 相关 设备，介 绍 了视 频监控 系统的特 点，为港 口作业过程 控制及监 控管理提供 了更 为先进的手段 及更 为可靠 的工作模式。关键词视频监控系统；存储；MP E G4 中图法 分类号：T P 3 9 1 文献标识码：B 随着信息时代 的来I 临，数字 化技术与网络技 术飞速发展。通过远程视频监控系统，使得港 口各 相关管理部
2、门能够实时观察到各个作业现场的作 业情况，可大大提高整个港 口的工作效率及市场 竞争能力。1 需求分析 依据湛江港集 团公司所处环境，针对 操作监 控、安全防范、作业调度等迫切需要解决的问题，建立一个基于有线传输、无线传输、数字处理技术 和计算机网络的多路实时数字化视频监控系统，通过硬盘数字录像技术对港 口货物装卸全过程进 行监控，并通过网络将其传输至管理 中心，这对于 提高港 口管理水平、工作效率、经济效益以及维护 自身正 当权益，将发挥重要作用。湛江港集团公司 视频监控系统的开发，主要考虑以下方面内容。1)生产作业调度。监视码头外来船舶停 泊及离泊情况，方便相关部门了解 船舶 出入港动 态
3、；查看码 头现场装卸 作业情况，及 时反馈货 物装卸进度；实时监 视堆场作业状况，确保货 主货物安全停放、存储；监视火 车在港 口的 出 入情况；监视火车的作业情况，协调港 区火车 调度，提高 火车 装卸效 率；监 视各 种 车辆(主要 是货车)在港 内的出入情况；实时录制 图像，以 便出现情况后，能提供相关 图像资料，便于事后进 行分析。2)相关 口岸单位。(1)海关。监管抵达港 口的各类货物，实 时了解货物在港 口的动态；必要时候采取相应 收稿 日期：2 0 0 7 0 7 0 2；修改稿收 到 日期：2 0 0 7 0 7 2 9 措施对某些货物进行处理，确保国家利益不受损 失。(2)检
4、验检疫。实时查看货物，确保货物质量 符合相关标准(3)边防。通过视频系统，实时了解各种船舶 动态，确 保 国家边 防安全。3)系统 要求。监控系统必须满足以下基本要求：(1)系统能不 间断地显示 主要 重点 区域 图 像，以保证有效监控。(2)系统能实时录制重点 区域 图像，以便出 现情况后，能提供相关图像资料，便于事后情况分 析。(3)系统操作简单、运行稳定、容易维护。(4)系统有很好的扩充性和独立性，便 于新 建子系统能并入整个系统之中，当单个子 系统 出 现故障时，不会影响整个系统的正常运行。(5)系统能充分考虑湛江港的实际需求和环 境条件，保证系统最佳使用效果。(6)系统 具 有多 级
5、安 全保密、权 限管 理，保证 系统及 数据 的安 全(7)系统 能 适 应 网络 技 术 发 展要 求，为 实现 网络传输、智能化管理作准备。(8)系统具有较高的性能价格比和较低的运 行成 本。2 系统设计原则 视频监控系统以监视、控制为 目的，系统配置 遵照 国家安防技术规程并符合先进、可靠、合理、适 用、安全、可 扩展、易维 护等原 则。维普资讯 http:/ 1 1 O 交通与计算机 2 0 0 7 年 第4期 第2 5卷 总 1 3 7 期 3 系统总体架构 3 1 系统结构 系统结构如图 1 所示。3 2系统 特点 3 2 1 技 术特 点 湛 江港 集 团公 司视频监 控系统 为
6、 纯数字 式视 频监控系统，与传统的模拟视频监控有着本质 的 区别：1)传统视频监控系统。图 1 湛 江港 集 团公 司视 频 监 控 系 统 图(1)传统的视频监控多采用第二代纯模拟视 扩建管线，系统扩展能力差等，且投资高；频监控系统，纯模拟系统有较好的图像质量、对摄 2)纯数字式视频监控系统。像机的控制能力也较强，但通常适合于小范围的 本系统采用第 3 代基于嵌入式视频We b服务 区域监控，且系统的扩展能力差、无法形成有效的 器的数字视频监控方案，该方案具有：联动报警。(1)布控 区域广阔(嵌入式视频 We b服务器(2)模拟数字混合式视频监控系统有较好的 直接连入 网络，没有线缆长度和
7、信号衰减的限制，性能，但同样存有模拟视频监控系统的不足：需要 彻底抛弃 了地域的概念，扩展了布控区域)、系统 安装调试许多设备，对安装工程要求高；操作人员 具有几乎无限的无缝扩展能力(所有设备都以 I P 需要经过培训才可操作多种 电器设备，需大规模 地址进行标识，增加设备只是意味着 I P地址的扩 表 1 数 字视频监控 系统和模拟视频 监控 系统特点 比较 维普资讯 http:/ 湛江 港 视 频 监 控 系统 的 设 计 与 实现 陈 国华 充，适合新建港区及湛江港中海码头集装箱有限 公司及湛江港股份公 司的联网需求)、可组成非常 复杂 的监控 网络。(2)采用基于嵌入式We b服务器为
8、核心的监 控系统，在组 网方式上与传统 的模拟监控有很大 的 不同，由于 We b服务器输出已完成模拟到数字 的转换并压缩，采用统一的协议在网络上传输，支 持跨网关、跨路由器的远程视频传输。性能稳定可 靠。3 2 2 系统 功 能特 点 1)系统 采用数字视频 编码压缩技术、TC P I P传输技术、数字视 频存储技术、数据读取及保 存技术等，基于 TC P I P网络实现对现场图像的 实时监控。系统的控制指令和摄像机的视频信号 都通 过 TC P I P网络进 行传 送 L 1。2)系统 配置 的 摄像 机 装置 在码 头前 沿、堆场 沿线、铁路调 车 场及重 要 路 口、出人 口。摄 像机
9、配 备有 自动光源补偿、逆光补偿装置，在照度变化较 大的区域，用 自动光圈镜 头和三可变的镜头观察 大范 围的场 景。3)中控 室能 对前 端 的摄 像机 实 现实 时控 制，能控制云台的旋转、镜头的焦距和其他相关功能。中控室 能 对分 控 室 进 行授 权 管理，灵 活地 增 减 分 控 室。4)为满足湛江港集团有限公司生产调度，集 团领导、集团职能处室及相关港航、口岸单位查看 现场情况、遥控指挥生产的需要，系统可设置多个 固定 或不 固定位 置 的分 控点。各 分控 点均 为运行 相应软件的联 网电脑，对各前端摄像点的查看 和 控制均通过 电脑实现。各分控点在有需要的时候，可以通过投影设备
10、把相应视频信号以投影方式在 投影屏 上显 示 出来。5)采用磁盘 阵列与视频服务器相结合 的录 像系统，提供 对所有 视 频 画面 录像 的功能。6)本系统 中主干传输部分均采用光纤局域 网进行图像和控制信号传输，部分采用无线传输。3 3 视 频服 务器软 件 采用了 AVi n f o i D VR Ve r 3 0网络视频监控 管理系统，该软件 基 于 目前最 流行 的 B r o ws e r S e r v e r构 架，可 以 通 过 任 一 I P 网 络(Un i c a s t Mu l t i c a s t)进行数字视频 音频的传输和管理；同 时 提 供 基 于 C l i
11、 e n t S e r v e r构 架 的 网络 视 频 监 控 管理 系统。1)提供单画面、4画面、9画面、1 6画面视 频 实时显示，双 向语音传输，语音广播。2)可连接控制云台解码器(球机)、DI 和D O 输 出、P TZ辅 助开关 等。3)可连接、控制其它接 口设备，例如：门禁主 机、视频切换矩阵等。4)设备进行管理，并提供视频服务。5)对镜头进行分组管理。6)提供各种功能的计划、手动和报警录像管 理。7)提 供 4种 用 户类 型、2 5 5级 控 制 权 的 用 户 管理，包括管理员(系统管理和组管理员)、超级用 户、一般用户和浏览用户，可 向用户分配镜 头，可 根据用户的优
12、先级，分配、控制云台和球机。8)可通过警报管理，设置各种警报和处理方 法，接人各种传感器报警，提供移动侦测和DI。9)提供虚拟矩阵管理控制功能。3 4采集前 端 前端设备 由摄像机、镜头、室外全方位云台及 防护罩、嵌入式视频 We b服务器、光纤收发器、无 线 网桥 和避雷 器等 组成。因 为前 端设 备均 安装 在 港 区现场，为 防止港 口恶 劣环境 对 系统 的影 响，关 键 设备 的选 择要 符合 I E C6 0 5 2 9的 I P 6 6耐恶 劣环 境的构造标准。主要是采集现场的视频图像信息。要为视频监控方案选择合适的存储设备，首 先就要估算存储容量需求。那么根据现在主流的 压缩
13、方式来计算如下：1)MP E G4 压 缩 方 式：2 0 0 MB h 路；H 2 6 4 压 缩方式：1 5 0 MB h 路。根据 以上方式计算，每路视频信号存储 1个 月需 要 的存储 空 间为：2 0 0 3 0 2 4 1 4 4 GB。4 结束语 数字式视频监控系统在港 口中的应用，使得 集 团公司的相关部门和相关的口岸单位能够实时 观察到各个作业现场的作业情况，这对于提高工 作 效率、管理 水平、经济效 益、安全 防范 以及维 护 自 身 正 当权益、避免不必要 的损 失发挥 了重要作用。参 考文 献 1 张少彬，林 莉 基 于 MP E G一 4的数字 远程 集 中监 控系统
14、设计 计算机工程，2 0 0 7，3 3(1)：2 6 5 2 6 6，2 7 0 2 辛建 光，潘孟 春，陈棘湘，等 嵌入 式 We b视 频服务 器的设计 测控技术，2 0 0 5，2 4(1)：6 7 6 8 维普资讯 http:/ 1 1 2 交通与计算机 2 0 0 7 年 第4期 第 2 5卷 总 1 3 7期 3 黄孝建，门爱东，杨波 数字 图像通 信 北京：人 民 邮电出版社，1 9 9 8 E 4 S t e v e n s T C P I P详解 协 议 北京：机械工 业 出 版社，2 0 0 0 V i d e o Mo n i t o r i n g a n d C o
15、 n t r o l S y s t e m o f Z h a n j i a n g P o r t CHEN Gu o hu a (Zh a n j i a n g S i b o Te c h n o l o g y C o ，LTD，Zh a n j i a n g 5 2 4 0 0 0，Ch i n a)Ab s t r a c t：Th e d e v e l o p me n t n e e d，d e s i g n p r i n c i p l e，f r a me wo r k，f u n c t i o n s，a n d r e l a t e d e q u i
16、 p me n t o f t h e v i d e o mo n i t o r i n g a n d c o n t r o l s y s t e m o f Z h a n j i a n g P o r t Gr o u p we r e s u mma r i z e d Th e c h a r a c t e r s o f t h e s y s t e m w e r e i n t r o d u c e d Th e s y s t e m p r o v i d e s a n a d v a n c e d me t h o d a n d r e l i a
17、b l e wo r k p a t t e r n f o r p r o c e s s c o n t r o l，mo n i t o r i n g，a n d ma na g eme n t of p or t ope r a t i o n Ke y wo r ds：v i d e o mo n i t o r i n g a n d c o n t r o l s y s t e m；s t o r a g e；MPE G4 (上接 第 1 0 8页)1 2 参 考文献 彭立 敏 隧道结 构内力转换 的数值 计算方法长沙 铁道学院学报，1 9 9 4，1 2(1)：3 7 4
18、4 周艳 莉 基 于有 限元法 的水 工 钢筋 混凝 土结 构 配 3 4 5 筋四川水 利，2 0 0 6(3)：2 1 2 3 胡 晓伦，陈艾 荣 AN S YS路径 映射 技术在结 构分析 中的应用交通与计算机，2 0 0 4(3)：8 6 8 9 徐芝纶 弹性力 学 北京；高等教育 出版社，1 9 9 0 博弈创作室 A P D L参数化有限元分析技术及其应 用实例北京：中国水利水电出版社，2 0 0 4 I nt e r n a l Fo r c e Di a g r a m o f t h e M o d e l o f S ol i d El e m e nt s Ba s e
19、d on t he ANSYS Se c o nd ar y De v e l o pm e nt XI ONG Ga n g YANG Li po (Ti a n j i n Mu n i c i p a l En g i n e e r i n g De s i g n 8 L Re s e a r c h I n s t i t u t e，Ti a n j i n 3 0 0 0 5 1，Ch i n a)Ab s t r a c t：Ac c o r d i n g t o t h e s p e c i f i c a t i o n，t h e i n t e r n a l f
20、 o r c e s t a t u s n e e d s t o b e k n o wn wh e n t h e l i mi t s t a t e s o f u l t i ma t e b e a r i n g c a p a c i t y a n d l i mi t s t a t e s o f s e r v i c e a b i l i t y o f a c o n s t r u c t i o n a r e c o mp u t e d S o me t i me s s o l i d e l e me n t s a r e r e qu i r e
21、 d i f t he i n t e r na l f o r c e of c o m p l i c a t e d c o ns t r uc t i ons i s a na l y z ed wi t h FEAANSYS c a nn ot out p ut t he i n t er na l f or c e di a gr a m o f s o l i d e l e me nt di r e c t l y；t h e r e f o r e，f ur t he r de v e l op me nt i s n e e de d I n t h i s a r t i
22、 c l e t he s ur f a c e op e r a t i on wa s i n t r o d u c e d a f t e r u s i n g t h e s o f t wa r e，a s we l l a s t h e me t h o d t O g e t i n t e r n a l f o r c e d i a g r a m o f mo d e l o f s o l i d e l e me n t s b y AP DL ma c r o l a n g u a g e p r o g r a mmi n g c o mb i n e d
23、 wi t h s u r f a c e i n t e g r a t i o n a n d ma t r i x o p e r a t i o n F o u r e x a m p l e s o f g e t t i n g t h e i n t e r n a l f o r c e d i a g r a m o f f o u r d i f f e r e n t s e c t i o n a l c o n s e c u t i v e g i r d e r s we r e p r e s e n t e d Th e FEA s o l u t i o n
24、 o f m o d e l o f s o l i d e l e me n t s a n d t h e t h e o r e t i c a l s o l u t i o n g o t f r o m t h r e e b e n d i n g mo me n t e q u a t i o n we r e c o mp a r e d Th e r e s u l t s s h o w t h a t t h e i n t e r n a l f o r c e d i a g r a m o f mo d e l o f s o l i d e l e me n t
25、 s c a n b e a c q u i r e d c o n v e n i e n t l y wi t h t h e me t h o d p r o p o s e d i n t h i s a r t i c l e Ke y wo r d s：s e c o n d a r y d e v e l o p me n t；AP DL；s u r f a c e o p e r a t i o n；mo d e l o f s o l i d e l e me n t；i n t e r n a l f o r c e d i a g r a m；t h r e e b e n d i n g mo me n t e q u a t i o n 维普资讯 http:/