一、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)現(xiàn)狀及要求：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，水利工程在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所起的作用越來(lái)越大，防汛更是直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要方面。防汛大壩集中監(jiān)控系統(tǒng)，真正體現(xiàn)防汛的現(xiàn)代化管理，智能化操作。預(yù)警防汛大壩水位情況，為領(lǐng)導(dǎo)決策和減少洪水帶來(lái)?yè)p失爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間，有效保障人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。
以某水利工程為例 :
某水利共有 5 個(gè)大壩需要遠(yuǎn)程監(jiān)控，每個(gè)大壩設(shè) 4-8 個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)共有 36 路圖像需要上傳監(jiān)控中心，要求如下 :
1. 視頻監(jiān)控點(diǎn)之間采用光纖聯(lián)接 ;
2. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形成自愈環(huán)方式 ;
3. 所有攝像機(jī)可反向控制 ;
4. 為其它數(shù)據(jù)提供透明數(shù)據(jù)接口 ;
二、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)設(shè)計(jì)原則：
視頻壓縮采用國(guó)際通用的壓縮標(biāo)準(zhǔn) :MPEG-2;
圖像幀數(shù) :PAL 制信號(hào) 25 幀 / 秒
NTSC 制信號(hào) 30 幀 / 秒
光傳輸系統(tǒng)支持雙纖自愈環(huán)保護(hù)，支持光分支功能 ;
光傳輸系統(tǒng)支持視頻信號(hào)反向傳輸 ;
系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性，適應(yīng)用戶(hù)擴(kuò)容時(shí)不再占用光纖的需求 ;
光接口發(fā)送功率不小于 -10dBm, 接受 靈敏度 優(yōu)于 -32dBm 。
三、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)：
VOX 系統(tǒng)專(zhuān)為大容量，多節(jié)點(diǎn)的視頻、音頻、數(shù)據(jù)傳輸而設(shè)計(jì) ; 系統(tǒng)集成了最新的視頻壓縮技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。
VOX 系統(tǒng)內(nèi)置光纖傳輸系統(tǒng)，視頻壓縮板采用標(biāo)準(zhǔn)的圖像壓縮算法對(duì)模擬圖像壓縮編碼，數(shù)字化，復(fù)接到高速信道，通過(guò)電 / 光轉(zhuǎn)換，信號(hào)發(fā)送到光纖通道 ; 視頻解壓縮板接收數(shù)字復(fù)用信號(hào)、解碼，輸出模擬圖像，圖像質(zhì)量達(dá)到廣播級(jí)效果。
VOX 系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)視頻光端機(jī) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 的傳輸模式，采用光纖通信系統(tǒng)中數(shù)字中繼的技術(shù)，信號(hào)可在任何一點(diǎn)上下，非常靈活。通過(guò)時(shí)隙配置可以實(shí)現(xiàn)圖像的全網(wǎng)交*，使用極為方便。
根據(jù)傳輸容量的不同， VOX 分為 VOX-155 和 VOX-622 兩種系統(tǒng)。 VOX-155 系統(tǒng)最多可同時(shí)傳輸 30 路高質(zhì)量視頻信號(hào)、 30 路音頻信號(hào)、多路異步數(shù)據(jù)。 VOX-622 系統(tǒng)最多可同時(shí)傳輸 126 路高質(zhì)量視頻信號(hào)、 126 路音頻信號(hào)、多路異步數(shù)據(jù)。
VOX 采用模塊化的結(jié)構(gòu) ------ 包含機(jī)箱、光傳輸板、業(yè)務(wù)板 ( 視頻壓縮板、視頻解壓縮板、數(shù)據(jù)板、 E1 版、以太網(wǎng)網(wǎng)橋、以太網(wǎng)接口板 ) 等模塊。每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)可根據(jù)需要及數(shù)量選擇相關(guān)的模塊，一般在監(jiān)控點(diǎn)配置一臺(tái) VOX 設(shè)備，需要機(jī)箱一個(gè)、光傳輸板一塊、業(yè)務(wù)板若干。在監(jiān)控中心需 VOX 機(jī)箱一個(gè)、光傳輸板一塊、業(yè)務(wù)板若干。
在系統(tǒng)傳輸過(guò)程中， VOX-622 系統(tǒng)平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成為 VOX-622 系統(tǒng)的光分支，通過(guò)光分支直接把圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控總中心，并且與分中心同時(shí)觀看圖像，互不干擾。
VOX 系統(tǒng)支持通過(guò)以太網(wǎng)與上級(jí)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)。在中心端 VOX 設(shè)備上插入一塊 10/100M 以太網(wǎng)接口板，用于上傳視頻信號(hào)，并且與本地信號(hào)互不干擾。上級(jí)監(jiān)控中心可以通過(guò)計(jì)算機(jī)上的解壓軟件觀看圖像。
VOX 系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管功能，可監(jiān)測(cè)傳輸設(shè)備狀態(tài)并配置 網(wǎng)絡(luò)硬件 。由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)限制，傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光端機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)全局設(shè)備的統(tǒng)一管理，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，只能夠憑經(jīng)驗(yàn)查找問(wèn)題 ; 而 VOX 系統(tǒng)可以通過(guò)的網(wǎng)管軟件及時(shí)準(zhǔn)確判斷設(shè)備故障原因，極大的節(jié)省了人力資源。特別是當(dāng)系統(tǒng)呈環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，任何一處的設(shè)備或者光纖出現(xiàn)故障時(shí)，不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.1 VOX 系統(tǒng)特點(diǎn)
綜上所述， VOX 系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) :
·大容量傳輸特性 ------ 一根光纖上最多可傳輸多達(dá) 120 路視音頻信號(hào) ;
·高品質(zhì)的圖像質(zhì)量 ----- 高清晰度，無(wú)馬賽克現(xiàn)象 ;
·傳輸距離長(zhǎng) ----- 單系統(tǒng)最遠(yuǎn)可達(dá) 1800 公里 ;
·多種組網(wǎng)方式 ----- 即可形成強(qiáng)大的環(huán)網(wǎng)保護(hù)，又可以形成多節(jié)點(diǎn)鏈網(wǎng) ;
·方便的擴(kuò)容能力 ------ 插卡式結(jié)構(gòu)，配置靈活 ;
·系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng) ------ 增加監(jiān)控大壩數(shù)目，可就近接入原有 VOX 系統(tǒng)統(tǒng)一管理。
·節(jié)省光纖資源 ------ 相較于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)設(shè)備， VOX 系統(tǒng)占用的拓?fù)渎窂阶疃?;
·具備多種壓縮方式 ------M-JEPG ， MPEG-2;
·強(qiáng)大的后臺(tái)管理軟件 ------ 故障自我診斷， 數(shù)字圖像處理 。
四、水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)框圖和功能描述
根據(jù)實(shí)際要求，我們提供如下方案 :
方案一 : 采用 MPEG2 壓縮方式
根據(jù)實(shí)際情況，若采用 MPEG2 壓縮方式，建議整個(gè)系統(tǒng)采用兩套 VOX-155 系統(tǒng)，每套 VOX-155 系統(tǒng)容量為 30 路，整個(gè)系統(tǒng)總?cè)萘繛?60 路，現(xiàn)實(shí)際用 36 路。
每個(gè)大壩設(shè) 4-8 個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)組成一個(gè)小系統(tǒng)，設(shè) 4-8 臺(tái)攝像機(jī)、云臺(tái)、解碼器和一臺(tái) VOX-155 數(shù)字視頻編碼其一臺(tái) ;( 前 4 個(gè)大壩設(shè) 8 個(gè)監(jiān)控點(diǎn)，最后一個(gè)大壩設(shè) 4 個(gè)監(jiān)控點(diǎn)。 )
其中 VOX 設(shè)備內(nèi)需要視頻壓縮板 2-4 塊、 155 光接口板一塊。每塊視頻壓縮板通過(guò)視頻壓縮擴(kuò)展模塊擴(kuò)展，可壓縮編碼 2 路視頻信號(hào)。前端采集點(diǎn)框圖如下圖 : 注 : 由圖可知，每個(gè)小系統(tǒng)由 4-8 個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)組成，這 4-8 個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)的圖像通過(guò)攝像機(jī)采集，
用同軸電纜連接到 VOX 設(shè)備上。 VOX 中圖像壓縮板對(duì)圖像進(jìn)行壓縮編碼后與數(shù)據(jù)、語(yǔ)音一塊復(fù)接到光纖上傳監(jiān)控中心。同時(shí)通過(guò)可 VOX 的反向數(shù)據(jù)借口，接受監(jiān)控中心對(duì)前端采集點(diǎn)云臺(tái)、鏡頭等的控制。
前端采集點(diǎn)主要功能 : 圖像采集并數(shù)字化傳輸 ;
對(duì)云臺(tái)、鏡頭等的本地控制 ;
接收監(jiān)控中心對(duì)云臺(tái)鏡頭等的遠(yuǎn)端控制。
環(huán)城 2 個(gè)或 3 個(gè)大壩采集點(diǎn)組成一個(gè) VOX-155 系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)共兩個(gè) VOX-155 系統(tǒng)，每個(gè) VOX-155 系統(tǒng)傳輸均采用雙纖自愈環(huán)網(wǎng)。系統(tǒng)框圖如下圖所示，
注 :VOX1 到 VOX5 分別為 5 個(gè)前端采集點(diǎn)的 VOX 設(shè)備，共同完成對(duì)前端采集點(diǎn) 36 路圖像的編碼 ; 復(fù)接到兩芯光纖上傳輸?shù)奖O(jiān)控中心 ; 監(jiān)控中心 VOX 設(shè)備完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng) 36 路圖像的解碼。
整個(gè)系統(tǒng)只需要兩芯光纖，即可將前端 5 個(gè)采集點(diǎn)的 36 路圖像、數(shù)據(jù)和語(yǔ)音復(fù)接上傳到監(jiān)控中心。大大節(jié)約了光纜資源。
監(jiān)控中心設(shè) VOX-155 數(shù)字視頻解碼器 2 臺(tái)、矩陣 1 臺(tái)、監(jiān)視器、畫(huà)面分割器、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)等若干， VOX 數(shù)字視頻解碼器完成對(duì)通過(guò)光纖上傳的數(shù)字視頻信號(hào)分離解碼，還原成模擬信號(hào)在監(jiān)視器上監(jiān)視。矩陣完成對(duì)圖像的切換，對(duì)云臺(tái)、鏡頭等的遠(yuǎn)端控制。錄像機(jī)完成對(duì)圖像的錄像，整個(gè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)告警。
監(jiān)控中心主要功能 : 完成對(duì)遠(yuǎn)端圖像的解碼顯示 ;
完成對(duì)遠(yuǎn)端云臺(tái)、鏡頭的控制 ;
完成對(duì)前端采集點(diǎn)圖像的實(shí)時(shí)監(jiān)視 ;
實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)告警。
完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng) 36 路圖像的切換。
在系統(tǒng)傳輸過(guò)程中， VOX-622 系統(tǒng)平滑兼容 VOX-155 ，使 VOX-155 成為 VOX-622 系統(tǒng)的光分支，通過(guò)光分支直接把圖像傳輸?shù)奖O(jiān)控總中心或分控中心，不需要再次壓縮解壓縮。并且可同時(shí)觀看圖像，互不干擾。
五、 水利系統(tǒng)視頻監(jiān)控管理平臺(tái)VOX 技術(shù)指標(biāo)
5 、 1 設(shè)備使用條件
·環(huán)境溫度 :0℃ ～ + 40℃
·存貯溫度 :-20℃ ～ + 60℃
·相對(duì)濕度 : 小于 93% ( 不結(jié)露 )
5 、 2 模擬視頻接口指標(biāo)
·信號(hào)制式 :PAL 制全電視信號(hào)
·信號(hào)輸出電平 :1Vp-p
·信號(hào)輸出接口 :BNC
·信號(hào)輸出阻抗 :75Ω
5 、 3 光接口參數(shù)
·發(fā)送波長(zhǎng) : 1310nm/1550nm
·光纖接頭 :FC / PC
·發(fā)送功率 :-8 ～ -15dBm(1310nm)
0 ～ -5 dBm (1550nm)
·接收靈敏度 : 優(yōu)于 -32dBm
5 、 4 共享式高速數(shù)據(jù)接口參數(shù)
·數(shù)據(jù)接入速率 :≤64Kbps
·數(shù)據(jù)接口方式 : 異步 RS485/422/232
·接頭方式 :RJ45
5 、 5 音頻話路接口參數(shù)
·有效傳輸頻帶 :300Hz ～ 3400 Hz
·音頻脈沖編碼調(diào)制特性 : 符合 GB7610 要求
·音頻口 :RCA ，標(biāo)稱(chēng)阻抗 600Ω
5 、 6 視頻主要性能
·編碼速率 :10Mbps
·編碼標(biāo)準(zhǔn) :MPEG-2
·幀頻 :PAL-25 幀 / 秒， NTSC-30 幀 / 秒
·圖象分辨率 :720×576
·信噪比 :>56dB
