洋河水库数字视频监控系统监控模型分析

摘要：依据河北省秦皇岛市洋河水库采用数字技术建设视频监控系统的成功经验，对数字视频监控系统的技术特点及监控模型进行了分析

关键词：水库　数字视频监控　网络

中图分类号：TP27

文献标识码：A

文章编号：1007-3973(2012)011-096-02

1 引言

洋河水库位于河北省秦皇岛市抚宁县大湾子村北，系洋河干流上一座大（Ⅱ）型水利枢纽工程，担负着秦皇岛市区的工业生活用水，以及下游如抚宁县城、北戴河疗养区、京秦铁路、京山铁路、京沈高速公路、102和205国道等的防洪安全。建库以来，在防洪、灌溉等方面发挥了一定作用。1989年实施的“引青济秦”工程从青龙河引水入洋河水库，经洋河水库反调节再供秦皇岛市区，至此洋河又成了“引青济秦”工程的重要组成部分。洋河水库采用的数字视频监控在技术上具有开放性、可靠性、实用性和经济性等特点。在充分利用引青局已经建成的覆盖全局各个下属单位的数字光纤网络的基础上，能够完成对水库大坝、闸门及其他重要地区的全方位实时在线多点监控、全程录像、历史记录检索等监控任务。本文将对洋河水库数字视频监控系统的特点及监控模型进行简单的分析。

2 数字视频监控系统的特点

在嵌入式视频处理技术和宽带网络技术的支持下，目前的视频监控系统已经发展到第三代，即全数字视频监控系统。其突出特点是：

（1）监控现场的音视频信号和各种控制、状态信号在监控现场就通过小型化的嵌入式设备完成采集、压缩，以全数字形式在宽带网络上向多个监控中心传输；

（2）每个监控集群的监控数据服务器对前端监控点的全部音视频和状态信息进行记录和分配，并对各监控中心的控制请求进行仲裁；

（3）每台连接在宽带网的计算机，只要安装了监控软件，甚至是只需要Internet浏览器，就可以通过连接监控数据服务器成为一个独立的监控工作站，能够完成数字录像机上的全部监控功能。

3 数字监控系统模型

洋河水库视频监控系统采用的是基于客户/服务器模型（C/S）的分布式监控模型，同时支持以浏览器/服务器模式（B/S）进行监控交互的能力。这种分布式监控模型的基础是所谓客户/服务器模式。作为对复杂软件系统进行网络化建模的逻辑工具，这个模式及其实现的网络传输技术基础是TCP/IP，UDP/RTP网络传输协议以及相应的网络流媒体技术。这种模型提供了比传统的基于音视频切换矩阵和数字音视频录像机模式更为全面和人性化的监控能力。这个监控模型在概念上将以宽带网络连接的广大地域内的整个监控系统划分为智能前端监控点、监控数据服务器和监控工作站三个逻辑层次和逻辑功能实体。各逻辑层次的任务如下：

（1）前端监控点：完成前端监控现场的音视频数据和其他监控数据（如报警）收集和监控设备的操纵。如：云台、镜头和各种开关量的控制。

（3）监控工作站：监控工作站是整个监控系统与监控人员直接的接口，监控人员只需通过监控工作站就可以完成其授权范围内的全部监控任务。如：实时音视频监视、语音对讲、监控设备操纵、历史数据检索、报警处理等。

在这种分布式监控模型下，监控数据服务器为监控主体（监控工作站）和监控客体（前端监控点）提供了统一而透明的逻辑接口，使得双方都不再需要关注对方的具体物理特性和网络分布，从而能够实现真正意义上的多点对多点的监控功能，即一个监控工作站可以通过多个监控数据服务器同时监控多个前端监控点，而一个前端监控点也可以通过其监控数据服务器同时被多个监控工作站监控，同时所有监控工作都可以按业务需求方便地作出定义和划分。

这种分布式监控模型为应用带来的好处是多方面的：

（1）处理能力的提高。由于将监控音视频数据收集、集中处理和监控任务分布在前端监控点、监控数据服务器和监控工作站上，使得三方的任务明确而单一，从而提高了三方的处理能力和功能。如前端监控点可以连接多个摄像机和采音设备，采集多路音视频数据，也可以负责采集大量其他监控、报警数据，这些数据能够方便地通过网络数据帧传递到数据服务器；另一方面，由于监控数据服务器不再需要处理音视频编码、解码和显示，以及各种复杂的监控数据收集，其接入前端监控点和监控工作站的能力大为增加；同时，监控工作站由于能够连接多个数据服务器，因此能够对大范围内的前端监控点进行监控。

（2）由于监控工作站和监控数据服务器是作为逻辑实体存在的，而不是物理概念，因此他们完全可以宿主于同一台物理设备上，从而为系统配置提供了额外的灵活性，并且降低了系统造价。

（3）由于监控工作站只是监控数据服务器的一个客户端，因此其具体完成的监控任务和监控权限是可以灵活管理的。如：一个监控工作站的实际监控授权和监控范围并不是固定的，而是取决于登录监控工作站的监控人员的权限，从而为监控系统的业务管理提供了灵活性。

（4）由于前端监控点是智能化设备，其接入监控数据服务器的方式是全数字的，因此具体的传输方式也变得灵活多样，而不再局限于传统监控系统的模拟信号调制传输。这为大范围野外环境下的监控系统的系统配置、施工和维护带来了极大的灵活性。

4 结论

洋河水库视频监控系统采用了数字视频、网络传输等先进技术，对水库大门、大坝、闸门等关键部位实施了全面的监控，并通过专用数字电路与省防总联网，达到了远程监控的目的。投入使用后取得了良好的使用效果，事实证明，洋河水库视频监控系统采用数字技术建设视频监控系统是成功的。