太湖流域綜合治理骨干工程（上海部分），河道總長度約90公里。河道兩岸的配套建筑物構(gòu)成了沿河地區(qū)一線防洪控制工程，形成太湖流域洪水東排長江的全封閉“洪水走廊”，承擔著太湖及太湖流域上游地區(qū)的泄洪、排澇以及上海市的引清輸水與改善水環(huán)境條件等功能。\r\n在太湖流域（上海部分）建立水閘泵站監(jiān)控系統(tǒng)，對黃浦江上游河道的水情和工情進行實時自動監(jiān)測、監(jiān)控，實時采集水情數(shù)據(jù)、通過信息傳輸與處理，在決策系統(tǒng)支持下，作出優(yōu)化調(diào)度與調(diào)控水閘泵站運行，這對于“洪水走廊”功能的有效發(fā)揮，對于確保上海市城市防洪安全和充分發(fā)揮清水資源的合理利用，具有重大的現(xiàn)實意義。
系統(tǒng)設計目標
整個系統(tǒng)要求多個相關(guān)子系統(tǒng)共同協(xié)調(diào)運行，以滿足水閘調(diào)度管理的需要。系統(tǒng)是一個基于廣、局域網(wǎng)的實時監(jiān)測系統(tǒng)，完成對各水閘、泵站設施的調(diào)水運行數(shù)據(jù)、圖像等多媒體信息的監(jiān)測；并通過和相關(guān)防汛信息測報系統(tǒng)、水文水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)等水情、氣象系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，協(xié)調(diào)處理水文、水質(zhì)、氣象、設備運行等各種數(shù)據(jù)信息，為水閘水資源的科學合理調(diào)度創(chuàng)造條件，系統(tǒng)的最終實現(xiàn)目標為：
本系統(tǒng)對總長90公里河道的36座水閘泵站實現(xiàn)內(nèi)外水位、閘門運行高度、水泵開關(guān)和重要圖像的運行工況的遠程實時監(jiān)控，最終實現(xiàn)閘站無人值守。\r\n水位、閘門高度、水泵啟停等遠程監(jiān)控的依據(jù)主要是檢測系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行牡臄?shù)據(jù)信息，遠程實時圖像監(jiān)控為監(jiān)控中心提供現(xiàn)場的真實感。
由于本工程處在人口密集居住區(qū)，水上交通繁忙的地域，因此，閘門遠程控制的安全性尤為重要，提供現(xiàn)場實時圖像就顯得非常必要。\r\n在90公里的范圍的36個閘站和河道上布設了68臺攝像機，其中：32臺日夜型定焦攝像機和36臺日夜型變焦攝像機。各閘站的攝像機數(shù)量不等，分別為1、2、3臺最多為4臺。
設計要求
圖像傳輸
圖像壓縮格式： mpeg4；\r\n傳輸網(wǎng)絡：通過LAN/INTERNET；\r\n傳輸速率：按通信信道帶寬自動調(diào)節(jié)，傳輸率不低于25幀/秒；\r\n音頻傳輸：≥1路雙向；
攝像機選擇
環(huán)境：滿足全天候工作?\r\n感光靈敏度：標準模式：0.3LUX/F=1.2,星光模式：0.003LUX/F=1.2,模式自動切換；\r\n分辨率：> 480TVL(PAL)；\r\n信噪比：> 45DB；\r\n變焦鏡頭：>20倍光學變焦；\r\n云臺轉(zhuǎn)動：>350度，垂直：≥90度；\r\n使用環(huán)境：溫度：－10～+50度；相對濕度：< 85％；\r\n保護級別：IP65；\r\n防雷保護：電源、信號（視頻、控制）；\r\n其他技術(shù)要求：自動光圈、自動白平衡、背光補償、自動增益、伽瑪矯正。
圖像監(jiān)視：
本地、匯聚站、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心、調(diào)度中心的多級（并優(yōu)先級設定）監(jiān)控；監(jiān)控中心、調(diào)度中心的多畫面（1、4、9）監(jiān)視和按需進行數(shù)字記錄。圖像信號中斷報警、提示功能。
系統(tǒng)集成要求
視頻圖像顯示及控制通過地理信息（GIS）系統(tǒng)與水務信息平臺集成。
設計方案及思路
從上述可知，本項目的特點是：系統(tǒng)運行環(huán)境惡劣，前端設備（攝像機）全部是安裝在河道邊，環(huán)境溫度高、濕度大、易受雷擊。\r\n本工程的主要目的是：為了河道在汛期時，能對防洪、排澇的相關(guān)數(shù)據(jù)進行自動化檢測，并實現(xiàn)相應的自動控制，所以越是在惡劣天氣（如電閃雷鳴、狂風暴雨）情況下，就越是需要系統(tǒng)發(fā)揮作用。因此要求系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性非常之高。
設計的關(guān)鍵是：現(xiàn)場的攝像機性能、圖像控制、傳輸設備的功能，以及現(xiàn)場設備的安全（防雷）保護，此外還有經(jīng)濟指標的控制。\r\n對于前端攝像機：要求在非常低（夜間）和非常高（白天）的照度下，均能獲得較清晰的圖像，還要考慮在冬天防結(jié)露，夏天防潮濕、耐高溫等。
設計時由于無法模擬現(xiàn)場的實際環(huán)境，僅只能對攝像機低照度性能重點進行考察和模擬。通過多次、對多種品牌、多種型號的選擇，以及在相同環(huán)境下的圖像對比，最初選擇了三星電子的C4203一體機和B2303P低照度攝像機，尤其是B2303P具有相當好的低照度圖像效果，但經(jīng)反復測試發(fā)現(xiàn)該二款攝像機比較適合于靜止畫面或變化緩慢的活動圖像，對快速變化的圖像會出現(xiàn)“拖尾”現(xiàn)象，（可能是多次爆光，視頻幀多次疊加的緣故）。對于本案，如閘門的開啟情況的監(jiān)視，如河道河面、水情等的監(jiān)視等，雖然C4203和B2303P都能在較低照度下獲得比其他攝像機要好的圖像效果，但該二款攝像機也都未能經(jīng)受住在較差應用環(huán)境的考驗，最后不得已，只好犧牲夜間的圖像效果來換取能經(jīng)受環(huán)境考驗的松下 xxxx型攝像機。
現(xiàn)場監(jiān)控設備：要求具有圖像及變焦攝像機的監(jiān)控，模擬圖像1：1監(jiān)視。
遠程監(jiān)控：通過（LAN/INTERNET）網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程圖像及變焦攝像機的監(jiān)控，多畫面顯示，要求為不同現(xiàn)場監(jiān)控設備傳送圖像。當時市場產(chǎn)品情況為,要么是多路的數(shù)字硬盤錄像機，要么是單路的視頻服務器，這二款式對本項目均不太適宜。二路、四路數(shù)字硬盤錄像機不能滿足遠程監(jiān)控要求的來自不同現(xiàn)場攝像機（也就是不同數(shù)字硬盤錄像機）的多畫面顯示需求。視頻服務器又不能滿足本地（現(xiàn)場）監(jiān)視、控制的要求（因多數(shù)現(xiàn)場不配計算機，這就需要視頻服務器與DVR一樣帶有控制鍵盤）。且采用單路視頻的綜合成本會增加，在多臺攝像機的現(xiàn)場勢必要配多臺視頻服務器（當時的單路視頻服務器價格還是還比較貴），接著就是需要占用多個RJ45網(wǎng)絡接口等等。最后經(jīng)與浙江大立公司合作，共同開發(fā)了既有多路DVR功能，又具有視頻服務器基本功能的新款設備，來實現(xiàn)本工程現(xiàn)場圖像監(jiān)視及控制功能的需求。
感想
攝像機產(chǎn)品性能及技術(shù)指標有待提高，尤其是國產(chǎn)品牌（包括合資）。廠家給出的技術(shù)參數(shù)盡量要實際、客觀，如最低照度指標，有的廠家給出了0.0003LUX，不知是如何測得的？（計算得出結(jié)果是沒有實際意義的）因為據(jù)資料查證，目前市場上提供的照度測試儀最低只能檢測到0.01LUX。還有水平分辨率，給出的指標與實測結(jié)果相差較大。如給出的是 >480線的指標，實測350線都勉強。尤其是新推出的一些國產(chǎn)品牌，還是應該實際一些。2）對于此類工程，對監(jiān)控系統(tǒng)設備的安全保護——防雷接地設計一定要考慮周全，設施一定要完善，盡管防雷接地設施的造價可能會與監(jiān)控設備一樣甚至更高，但為了保證系統(tǒng)的可靠運行，仍然還是值得的。特別是獨立立桿安裝的攝像機，除了在控制設備側(cè)配置電源、視頻信號和控制信號等的防雷器外，還應在立桿上方設置避雷針、攝像機也應配置相應的防雷器，并通過立桿基座就地接地。\r\n在投資允許的情況下，盡量選用性價比高的產(chǎn)品。在本項目設計階段，起初就想到了可能需要選用“派爾高”的工業(yè)防護級攝像機，但經(jīng)查證存在兩個問題，一是技術(shù)指標（主要是超低照度）達不到要求，二是造價超標?？梢?，那些假指標的品牌首先是欺騙了編寫招標書的專家，接著就是工程商吃苦頭，最終是蒙騙了用戶。
在一些特殊工程中，能與一些好的產(chǎn)品廠家合作也是非常重要的，如前面所述的，本項目中需要一種兼有數(shù)字硬盤錄像機與視頻服務器兩者功能的一種產(chǎn)品，當時尋找了3家生產(chǎn)硬盤錄像機的廠家，其中一家是不愿意合作，另一家同意合作，但提出的附加條件又難以滿足，唯有浙江大立公司同意無條件合作，尤其是該公司副總的一番話，值得稱道：“用戶提出的需求就是在幫助廠家開拓市場，用戶的特殊需求就是在幫助廠家開拓特殊市場，甚至是一個特殊行業(yè)，而且還代替了廠家的一部分市場需求調(diào)查工作”。當然，也只有具有這種技術(shù)（自己知識產(chǎn)權(quán)）和經(jīng)濟實力的廠家才會有這種魄力和能力，對于那些僅有“組裝資格”的公司而言是無法做得到的。
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