大型港口視頻監控系統設計與應用分析

前言

隨著(zhù)全球一體化進(jìn)程的加快和國際經(jīng)濟活動(dòng)的日趨頻繁以及供應鏈管理思想的興起，現代港口特別是大型樞紐港的地位越來(lái)越突出，如何加強對大型港口調度、安保等各方面的管理成為建設和管理者需要面對的嚴峻問(wèn)題。

天地偉業(yè)大型港口視頻監控系統是采用傳統視頻技術(shù)與現代通信技術(shù)相結合的技術(shù)手段，對遠端場(chǎng)景進(jìn)行傳感成像、信號傳輸、集中監視、圖像記錄以及聯(lián)動(dòng)控制的安全技術(shù)防范和管理系統。由于其直觀(guān)的效果，日益成為現代大型港口管理的重要組成部分。

按照港口數字化視頻監控系統的總體規劃和設計要求，建立和完善港區各作業(yè)區域，錨地、航道、泊位、堆場(chǎng)、門(mén)衛、公安交通、環(huán)境監測等數字化視頻監控系統十分必要。在碼頭各作業(yè)區域建立視頻監控系統的基礎上，為海關(guān)、港口公安局、海事局、邊防等其他協(xié)作單位，提供監控點(diǎn)及相應的控制手段，與以上單位建立統一和共享的視頻監控網(wǎng)絡(luò )，逐步完成港口的數字化視頻監控系統建設。

港口視頻監控系統需求分析

監控范圍

集裝箱碼頭、保稅倉庫等貨物集散地的監控;海關(guān)監管的重點(diǎn)場(chǎng)所;幫助海關(guān)邊檢部門(mén)掌握轄區動(dòng)態(tài)，開(kāi)展反偷渡工作;碼頭前沿的船港界面;危險貨物作業(yè)過(guò)程;重大危險源;引航;港口設施保安計劃落實(shí)情況;進(jìn)出港車(chē)輛、人員、船舶、貨物。

港口視頻監控常見(jiàn)問(wèn)題

1.建設周期長(cháng)，設備部分老化。以某大型港口一期為例，該碼頭自1998年開(kāi)始建設監控系統，10年間曾經(jīng)歷過(guò)多次系統改造和維修，但是基礎的線(xiàn)路、一些設備連接和承載系統都還是舊的，接觸不良的故障時(shí)有發(fā)生，因光纜老化和外力中斷的故障在最近4年間就發(fā)生過(guò)3起。其他碼頭這樣的情況也不少見(jiàn)。

2.各碼頭監控系統建設各自為政，建設標準不統一。全港對于監控系統的建設沒(méi)有一個(gè)統一的標準，各碼頭公司都有自己一套獨立的系統結構。在海關(guān)的監控室可以看到四五個(gè)碼頭公司提供的視頻監控系統，各個(gè)系統都不一樣，各系統資源不能共享，使用、維護和修理，非常麻煩。

3.各聯(lián)檢專(zhuān)網(wǎng)之間設備重復投資，信息無(wú)法共享。目前各口岸聯(lián)檢單位都有通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行視頻監控的需求，但由于邊防公安網(wǎng)、海關(guān)專(zhuān)網(wǎng)、海事專(zhuān)網(wǎng)、各碼頭局域網(wǎng)絡(luò )之間不能互連互通，造成幾乎每個(gè)需要監控的單位都單獨做了一套監控系統，重復投資、浪費資源的情況相當嚴重，并且各系統之間的視頻資源無(wú)法共享。若單獨共享前端攝像頭采集的圖像信號，則意義不大，且在控制權限方面會(huì )更加混亂。

港口視頻監控需求特點(diǎn)

1.監控范圍大。港口監控點(diǎn)的選擇，應將攝像機安裝在港區的燈塔制高點(diǎn)，這樣視野寬、無(wú)障礙，可盡量少設監控點(diǎn)，使每個(gè)監控點(diǎn)監控覆蓋的碼頭面積最大。

2.全天候監控。港口監控點(diǎn)要全天候工作，這就需要選用紅外敏感型彩色轉黑白攝像機和日夜兩用型鏡頭，并且在3km外能看清人物活動(dòng);選用螺桿傳動(dòng)的室外一體化重載云臺。為了減少遠距離圖像的抖動(dòng)，攝像機的安裝也要確保牢固穩定。

3.電磁干擾問(wèn)題突出。港口一般都經(jīng)過(guò)幾十年的不斷建設，設備、強電、弱電多種系統交叉運行，電磁干擾問(wèn)題無(wú)處不在，因此要獲得好的監控效果，必須考慮系統抗干擾的問(wèn)題。

4.避雷接地必須安全可靠。監控系統的軟肋是前端的避雷與接地，前端設備的避雷與接地直接影響整個(gè)工程的安全性和可靠性，忽視避雷與接地可能給用戶(hù)帶來(lái)巨大的的損失。避雷原則是所有設備都要安裝在避雷針的保護范圍之內，接地電阻不大于10Ω，避雷與接地的特點(diǎn)是環(huán)境決定并影響避雷與接地的實(shí)際效果。

5.系統資源共享。港口監控系統不但要滿(mǎn)足生產(chǎn)、管理的需要，還要滿(mǎn)足邊防檢查、海關(guān)、海事部門(mén)的監管需要，因此，需要解決圖像資源共享和控制權限的分配問(wèn)題。

港口視頻監控系統架構分析

系統架構特點(diǎn)

1.新建設的港口可視化系統具備數字化、網(wǎng)絡(luò )化的特點(diǎn)，可以遠程觀(guān)看控制，提供開(kāi)放式的接口規范，可方便實(shí)現外部監控;

2.采用模擬與數字結合的方式，前端到調度室監控中心采用模擬傳輸和控制方式，保證了圖像質(zhì)量和操作實(shí)時(shí)性，在調度室監控中心進(jìn)行數字化;

3.以光纖為主要傳輸手段，配合采用其他多種靈活的傳輸手段;

4.采用數字化組網(wǎng)方式，為各監控中心提供高清晰度圖像和運行安全可靠的視頻系統;

5.建立統一的管理平臺，統一權限管理，統一規劃建設實(shí)現多級管理要求;

6.整個(gè)系統具備可擴展性、穩定性，適應港口環(huán)境;

7.滿(mǎn)足港口業(yè)務(wù)系統、海關(guān)、港口公安局、海事局、邊防等多個(gè)監控中心對監控點(diǎn)位合理分配和權限控制的要求;

8.實(shí)現網(wǎng)上瀏覽與控制;

9.實(shí)現船舶、貨物進(jìn)出港的全過(guò)程、全方位系統跟蹤管理。

系統整體拓撲架構

按所處地理位置的不同以及實(shí)現功能要求的不同，天地偉業(yè)港口視頻監控系統的整體結構分為三級：前端監控點(diǎn)、各調度中心、總控中心。實(shí)現的流程包括：前端信號的采集、信號的傳輸、后端信號的編碼處理、用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)。根節點(diǎn)是港口的總監控中心，一級父節點(diǎn)是各調度中心，子節點(diǎn)是分布在各個(gè)港口的監控前端。系統中虛線(xiàn)部分是用光纖傳輸，通過(guò)光端機將前端的視頻信號、控制信號傳輸至調度中心，由調度中心的矩陣系統進(jìn)行集中管理。為實(shí)現數字化網(wǎng)絡(luò )監控，在調度中心安放視頻編碼設備，將模擬信號轉換成數字信號，在網(wǎng)絡(luò )中傳輸。各調度中心匯集到總監控中心，在總監控中心實(shí)現所有系統的集中管理。

調度室監控中心系統架構

在調度中心，光端機視頻輸出視頻信號首先進(jìn)入視頻分配器，分別向矩陣系統和視頻編碼設備系統提供視頻輸入。視頻控制矩陣輸出到大屏設備，其中視頻編碼設備將模擬信號進(jìn)行數字化處理并介入到網(wǎng)絡(luò )系統中。視頻轉發(fā)服務(wù)器(或稱(chēng)：視頻代理服務(wù)器)統一管理和轉發(fā)視頻數據，以主要解決視頻編碼設備的性能差異和緩解網(wǎng)絡(luò )干路的帶寬壓力。用戶(hù)登錄到視頻平臺服務(wù)器，并從視頻轉發(fā)服務(wù)器獲得視頻數據流完成監控的應用過(guò)程。