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墨水河硬件方案 项目概述
建设背景
为提升墨水河综合管理水平，确保整治后效果，建设墨水河综合管理平台，配合前端设备，为墨水河重要水利设施监管、市民服务设施管理、水质监测、防汛预警、河道管理、沿河公园人员安全管理等提供有效技术手段。
建设内容
主要包括XX河上游，墨水河上游，XX河与墨水河公园部分，墨水河下游四个流域的视频监控、入侵防范、水位监测等系统建设以及指挥中心信息化机房的建设。
总体设计方案
设计原则
本着“实用、可靠、开放、兼容、先进、成熟、可扩展与可定制”的原则，充分利用现有资源，结合当前技术发展状况及趋势，考虑项目建设和日后运行的成本以及河长制系统的特殊性，在系统的研发设计、生产制造、测试运行的过程中应严格遵循以下原则：
准确性
采集数据的准确性直接关系到防汛决策，所以系统在水位、水质及视屏数据自动采集、传输、处理、存储、资料整编等数据处理环节上应该充分考虑到数据误差控制以及误差处理，从而保证整个数据是准确无误的。
可靠性
（1）系统设备应选用主流产品，保证系统的高质量和高稳定性，能够适应野外恶劣环境工作，同时采取有效的防雷、接地、稳压等措施；
（2）系统最大限度集成业界稳定且先进的技术及组件，采用成熟技术以降低系统的不稳定因素；
（3）对系统如硬件、操作系统、网络、数据库设计尽可能详尽的故障处理方案，以保证系统的快速恢复性；
（4）通信系统采用光纤专线及无线通信方式，为报汛通信提供可靠的保障。系统将采用数据接收确认、重发、校验等机制确保数据传输的可靠性。
实用性
（1）充分利用成熟的先进技术，采用性能/价格比较高的产品；
（2）体系结构、软硬件选型，既保证实用成熟，又能够适应未来的业务发展和技术的更新要求。
（3）系统应该考虑水情采集、报汛通信环境恶劣的因素，所以系统采用的技术、设备要充分考虑现场环境的特殊性，力求尽可能将观测、传输、处理等工作环节自动化，确保应用上的实用性和可操作性。
开放性
系统的技术方案和设备具有良好的互联、互操作能力及升级能力，遵循最新的国际标准、国家标准和行业标准，具有良好的开放性。
先进性
（1）系统的网络平台、硬件平台、系统软件平台技术代表了当今计算机技术发展的方向，应符合当今计算机科学的发展潮流。
（2）系统各平台提供二次开发接口，保证各项技术可以不断的更和.新升级以维持系统的先进性。
兼容性
系统采用标准协议，以保证各个系统实现无缝接入和相互协作。
可扩展性
在系统软硬件上的设计和选型上，应充分考虑其可扩展性，接口开放性，系统结构易于扩充，以适应今后可能出现的更大任务负载。硬件平台具有可升级性，当需要时可以增加新的计算机设备同原有计算机设备一起工作以提高系统的处理能力，保证原有资源的充分利用。
安全性
有抵抗恶性攻击、抵抗任何侵入系统的企图和抵抗企图从系统中获取敏感数据和信息的能力，具有一定的防暴力破坏和防窃取信息的能力。保证数据和照片的安全性、保密性、完整性、一致性和相容性。
易维护性
（1）系统平台应符合业内通用规范，易于维护。
（2）系统各类应用软件界面友好，安装、使用、维护应简单便捷。
（3）业务流程清晰，符合常规业务处理习惯。
（4）系统数据维护方便，备份及数据恢复快速简单。
（5）系统软件配置简单方便，尽量避免复杂的系统配置文件。 设计依据
《水文监测数据通信规约（SL651-2014）》
《特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试》
《光纤通信系统通用规范》SJ 20552-95
《电信网光纤数字传输系统工程施工及验收暂行技术规定》YDJ44-89
《电视视频通道测试方法》GB3659-83
《彩色电视图像质量主观评价方法》GB7401-1987
《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87
《全国公安机关视频监控系统联网标准符合性检测工作实施方案》
《中国电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90.92
《计算机软件开发规范》GB8566-88
《信息技术开放系统互连网络层安全协议》（GB/T 17963）
《全国公安机关图像信息联网总体技术方案》
《全国公安机关视频图像信息整合与共享工作任务书》
《降水量观测规范》（SL21-90）
《水位观测标准》（GBJ138-90）
《水文基础设施建设及技术装备标准》（SL276-2002）
《水文自动测报系统技术规范》（SL61-2003）
《水文情报预报规范》（SL250-2000）
《水文情报预报拍报办法》
《实时雨水情数据库表结构与标识符标准》（SL323-2005）
《基础水文数据库表结构与标识符标准》（SL324-2005）
《中华人民共和国行政区代码》（GB/T 2250-1995）
《中国河流名称代码》（SL249-1999）
《中国水库名称代码》（SL259-2000）
《翻斗式雨量计》 （GB11832-89）
《水文仪器总技术条件》（GB9359—88）
《工业企业通信设计规范》 (GBJ42-81)
《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79-85）
《水利系统通信业务导则》 (SL 292-2004)
《关于全面推行河长制的意见》
总体架构
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图1、系统总体架构图
本方案将从水文监测、视频监控、网络传输系统、入侵报警、信息化机房、智能照明6个方面来作详细介绍。
详细设计
水文监测系统
1、系统概述
水文监测系统主要用于野外降雨量、水位数据采集，通过有线或无线通信的方式传回到监控中心，实现对水文数据的前端采集功能。
2、需求分析
系统采集的数据必须具备实时性，提升防汛监测的时效性和准确性。
系统支持设置水位阈值，当监测的数据超过设定阈值时，系统能够第一时间发出报警。
3、系统设计
整体机构图
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系统前端主要由水位计，分别来测量水位，水位计以总线形式接入到遥测终端机，遥测终端机通过运营商专线的形式接入到专网中，将水文监测数据上传到平台，形成对水文的实时监测。
4、系统组成部分：
（1）DX-WLX-1雷达水位计：用于测量大坝前后的水位。
技术参数：
测量范围：30m
精度：±3mm
频率范围：26GHz
供电电压：6-24V
信号输出：RS485 Modbus
（2）DX-RTU-1遥测终端机：该遥测终端机主要功能是将各个测量点的流速流量信息进行汇总计算，通过GPRS无线网络发送到服务器，可以通过德希云平台（免费）或者数据接收软件（收费、且要求客户有固定IP的服务器）查看实时的水位、流量信息。
产品特点：
通信功能：支持GPRS，短消息，卫星，433，以太网等多种通信方式。
工作模式：支持实时在线以及定时唤醒等工作方式。
采集功能：水位，雨量，温湿度，水文，流速，流量，风速风向，闸位，电池电压等数据，其它传感可定制。
远程管理功能：支持远程配置，远程升级，远程重启等远程维护功能。
报警功能：水位雨量，门限报警。
所有输入输出端口采用抗雷击设计，可省缺外置防雷保护模块。
支持主备信道切换，以及GPRS短信同时上报（短信内容格式可定制）。
安全报警功能：支持柜门开启报警
技术参数：
硬件配置：2路RS485接口，1路TTL串口（可用作IO接口，外接单总线温湿度传感器，控制继电器等），SDI接口，1路IO接口，1路脉冲输入接口，1路脉冲雨量计接口，2路模拟量4-20mA接口，1路以太网接口（可外接多种转换模块），2路12V可控电源输出，1路5V可控电源输出。
（3）市电供电系统：主要用于传感器探头和遥测终端机供电。
（4）设备机箱：用于放置控制器、开关电源、空气开关、浪涌保护器等。
（5）安装支架：用于将水位计固定于立杆。
（6）其他必要设备（电源，地笼，基础等）。
5、安装方式及范围：雷达水位计的安装示意图：/
（1）雷达水位计安装需要垂直照射到水面，（雷达水位计与待测水面之间不能有任何的障碍物遮挡，并且建议安装在水流平稳区域），确保仪表能正确安装，请预留足够的安装空间，请避免强烈震动的安装场合。
（2）安装范围墨水河、XX河河段，共19道挡水坝，在每道挡水坝的前后各安装一套雷达水位计。
数据传输部分
接入附近监控汇聚点交换机，由运营商提供20M带宽的专线网络将采集到的数据回传至信息化管理平台。
视频监控系统
1、系统概述
视频监控系统主要负责对重要流域的视频监视，同时能与其它子系统进行报警联动，本方案还采用智能视频分析技术，真正做到无人值守、少人值守，满足河长管理可视化的要求。
2、需求分析
河长管辖流域主要可以分为河湖水面、河湖岸线、水闸、沿河道路、公园进行监控，关注安全事件，并能为公安、环保等提供接口；并且可以保障设备安全，防止人员破坏；站房包括水文站、泵站、管理站等，站房内需布置摄像机对重要设备进行监视，站房外布置摄像机对周边环境进行监视。
系统设计
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视频监控系统架构图
（1）视频监控系统由前端系统、传输网络、视频存储系统、视频解码拼控、大屏显示、视频信息管理应用平台等几个部分前端系统设计，建设主要在项目河道两侧人行道旁建设安防监控，同时覆盖人行道及部分河道，采用路灯照明箱变供电，前端点位共设计高清室外球机91台，高清网络枪机28台。
（2）视频前端系统：前端支持多种类型的摄像机接入，本方案配置高清网络枪机、球机等网络设备，主要针对河湖水面、河湖岸线、水闸、沿河道路、公园进行监控5个应用场景按照标准的音视频编码格式及标准的通信协议，可直接接入网络并进行音视频数据的传输，将采集到的信息实时传送至各个监控中心。
（3）传输网络：整个传输网络采用接入层、核心层两层传输架构设计。前端设备通过光纤连接到接入交换机，接入交换机与核心交换机之间通过运营商专线连接；
（4）视频存储系统：视频存储系统负责对视频数据进行存储，本方案采用集中存储方式，存储介质采用磁盘柜的方式进行海量存储，设置大容量磁盘阵列集中存放在机房，通过网络把所有监控点的网络摄像机的图像上传到海量存储服务器，存储服务器支持流媒体直存，减少了存储服务器和流媒体服务器的数量，确保了系统架构的稳定性
（5）视频解码拼控：完成视频的解码、拼接、上墙控制，本方案配置视频综合平台实现对前端所有种类视频信号的接入，完成视频信号以多种显示模式的输出。支持多种视频信号接入模式，支持模拟与数字视频矩阵切换功能，支持解码、大屏控制、图像拼接、漫游功能；能与传统的模拟矩阵系统、警用地理信息系统（PGIS）及中控系统无缝结合，组成功能强大的视频监控系统。
控制系统采用机架式模块化设计，可以根据客户实际需求灵活选择相应接口的输入输出板卡；
系统所有关键部件（如电源、风扇等）均采用冗余设计且支持热插拔，方便进行维护；
系统具备安全多样的运维功能，直观的展现系统当前的运行状态，便于及时解决系统运行中出现的各种故障问题。
功能介绍
（4-1）单屏显示
整块大屏的每个单元单独显示一路视频画面，每个单元的视频信号可以任意切换。
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（4-2）整屏显示
整块大屏显示一路完整的视频图像，显示的图像可以是复合视频（PAL或NTSC）、VGA、S-Video、Ypbpr/YCbCr、DVI、HDMI、HDCVI等。
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（6）大屏显示：接收视频综合平台输出的视频信号，完成视频信号的完美呈现。本次设计的大屏幕系统分辨率高且亮度可调，输入的视频、计算机信号的显示均可实时显示，画面无延时，无抖动；系统对视频信号、RGB信号各种信号源的图形具有相同的拼接能力，PID液晶拼缝小于1.7mm，并且拼接的图形比例正确。该系统支持多屏图像拼接，画面可单屏显示，也可跨屏任意缩放显示，漫游显示或整屏显示，全屏范围内显示无非线性失真效果。本大屏幕显示墙由一套3（行)×4 (列）55″超窄边液晶拼接屏组成，支持HDCVI、BNC、VGA、DVI、HDMI等多种信号源的接入及显示。单屏尺寸：示清晰度≥950TVL，亮度鉴别等级≥11级；1211.50×682.30×265.00； (单位mm)，组合尺寸：(684.35mm ×3) ×(1213.50mm ×4)，底座高度：默认1000mm，实际高度根据用户现场确定，背后维护空间：默认1000mm，实际空间根据用户现场以及拼墙高度确定，尺寸示意图见下：（根据项目修改）
系统采用软件控制窗口的拼接与分割，屏与屏之间的拼缝不影响汉字和图像的正确显示。整个屏幕亮度均匀，无暗角或亮角等现象，画面稳定无闪烁。大屏幕上的各种应用窗口（如计算机窗口、视频窗口）可混合叠加显示，并且可任意缩放和移动；该系统支持24小时连续运行，并且支持多种视频信号、计算机信号的同步实时显示。包括：全制式标准Video信号（如DVD、录像机、摄像机等）、模拟RGB信号、DVI数字信号，支持HDTV高清Video信号，可直接输入播放HDTV信号；所有图像都完全数字化处理，没有噪音、延时、丢帧现象。
（7）视频信息管理应用平台：负责对视频资源、存储资源、用户等进行统一管理和配置，可通过应用平台进行视频预览、回放。
4、主要设备参数：
（1） 高清室外球机
200万像素;1/2.8英寸 CMOS；水平解析度≥1000TVL；信噪比≥55dB；焦距5.0mm～115mm；光学变倍23倍；补光方式红外；补光距离≥150m；垂直范围 -20°～90° 自动翻转180°后连续监视；H.265/H.264BaselineProfile/H.264MainProfile/H.264HighProfile/M-JPEG；人脸智能检测；网络接口；报警输入2路开关量输入(0～5V DC)；报警输出1 路，支持报警联动；音频输入；音频输出；电源AC24V/2.2A ±25%（含红外控制电路）；功耗13W/26W(红外灯、加热器开启）；温度-40～70℃； 湿度＜95% ；IP66，TVS 6000V防雷、防浪涌和防突波保护，符合GB/T 17626.5 4级标准；
（2）枪型摄像机
采用高性能两百万像素1/2.7英寸CMOS图像传感器，低照度效果好，图像清晰度高
可输出200万(1920*1080)@25fps
支持H.265编码，压缩比高，超低码流
最大红外监控距离50米
支持走廊模式，宽动态，3D降噪，强光抑制，背光补偿，数字水印，适用不同监控环境
支持ROI，SMART H.264/H.265，灵活编码，适用不同带宽和存储环境
支持区域入侵,绊线入侵,场景变更，支持多种触发规则联动动作;支持目标过滤
支持DC12V/POE供电方式，方便工程安装
支持IP67防护等级
（3）硬盘录像机
工业级嵌入式微控制器；嵌入式Linux实时操作系统；网络协议IPv4、IPv6、HTTP、NTP、DNS、ONVIF；前智能不支持；后智能不支持；网络带宽接入80Mbps,储存80Mbps,转发60Mbps；网络视频接入4路；IPC分辨率4K/6M/5M/4M/3M/1080P/1.3M/720P；解码能力1×4K/1×6M/1×5M/2×4M/4×1080P/8×720P；1路VGA，1路HDMI，支持VGA/HDMI视频同源输出；最大支持4路回放；视频压缩标准H.265/H.264/MPEG4/MJPEG；2个内置SATA3.0接口，单盘容量支持8T；1个百兆以太网口；1个前置USB2.0接口/1个后置USB2.0接口；1路支持音频输入/1路支持语音对讲输出
（4）存储服务器
高速缓存标配4G，可扩展至128G SSD；设备高度4U；支持硬盘24个；1个管理口4个千兆口；可扩展4个千兆口或2个万兆口；SAS接口2个；1个USB2.0和eSATA复用接口；1个RS232；最大支持1024Mbps前端接入、存储、转发，384Mbps网络回放
（5）视频综合平台
具有符合GA/T646-2016 安全防范视频监控矩阵设备通用技术要求；提供12个板卡插槽，嵌入式系统，模块化设计，整机最大支持60路HDMI视频输出接口。 支持双电源冗余。具有2组风扇，每组6个风扇(支持热插拔、冗余；支持吹和抽两种模式同时工作) 设备主控及控制板至少具有1个VGA接口，不少于2个千兆网口、3个USB接口，4路RS232接口，1路RS485接口。 支持多网口绑定，无需NAT功能，整机通过一个IP地址即可完成IP设备、模拟设备、SDI设备视音频数据的接入、转发和存储；具有容错网络模式、多址网络模式、负载均衡网络模式、链路聚合网络模式。支持接入分辨率为8640×3840、4000×3000、3296×2472、2592×2048、2048×1536、1920×1080、1600×1200、1280×720、704×576的视频。不使用额外服务器板卡，标配支持108路视频(1920×1080、30fps、8Mbps)同时进行接收和转发；支持分辨率为1920*1080，帧率25帧，15Mbps的SVAC视频码流图像解码。控制设备符合GB/T24021-2001 idt ISO14021：1999 《环境管理环境标志与申明自我环境声明(II型环境标志)》的要求；
（6）综合管理平台
嵌入式LINUX系统； Intel(R) Celeron(R) CPU J1900 @ 1.99GHz；8GB；2个SATA0、SATA1标准3.5英寸硬盘；2个千兆电口；显示屏无；单某某；1U；重量4.5Kg ；
嵌入式Linux一体机，30*24小时稳定运行
支持视频监控、报警、车辆出入口、停车场、门禁、可视对讲、巡更等安防子系统
支持200个视频设备或者1000路视频通道接入
支持2000个室内机、100个门口机接入
支持IVS-B/PC等智能设备接入
支持ONVIF、GB/T28181标准协议的设备接入
支持Iphone、Android手机客户端
网络传输系统
1、系统设计
随着IP网络摄像机的大规模应用，网络建设至关重要，只有对网络进行有效的合理设计规划，网络视频监控系统才能更有效稳安.定全的运行。视频监控承载网相对于比较传统的数据网络还是有很大的区别，这也是由IP网络监控的特点决定的，与传统的数据型网络相比，IP视频监控系统具有带宽要求高、转发性能好、转发的是需低延时视音频等特点，网络设计的是否合理也直接决定了监控图像的实时性、稳定性和安全性。综合视频监控的特点，我们在建设网络时应满足以下要求：
网络带宽可以满足视频传输的高带宽的要求；
网络可靠性可以满足视频监控7*24小时高负荷的要求；
网络系统要具有很高的安全性；
网络系统必须它的经济性；
2、三层组网架构
采用星形网络结构为主的三层结构（核心层、汇聚层和接入层）。核心层主要负责高速数据交换、提供最佳传输通道；汇聚层主要负责网络访问控制、数据的转发和汇集，并在整个网络中起到承上启下的关键作用；接入层则主要是完成接入，遭受ARP风暴、MAC扫描、ICMP风暴、带宽攻击等攻击的可能性极大，因此对安全性的要求很高，必须有灵活的管理手段。
此种组网方案的结构简单、层次分明，便于管理；控制简单，便于建网；网络延迟时间较小，传输误差较低。对于链路层的安全可考虑采用不同链路的主备主干光缆方式实现，制定一个较为全面的设计方案。
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1) 核心层：
网络主干部分称为核心层，核心层的主要目的在于通过高速转发通信，提供可靠的骨干传输结构，因此核心层交换机应拥有更高的可靠性，性能和吞吐量。
核心层交换机通常是整个视频网络的数据转发的中心，连接网络视频监 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 集中远程/定时控制灯光照明，也可以通过现场控制面板控制某一区域内灯光照明。红外移动探测器探测到人或车某某，可开启相应区域内灯光照明。配合光照度探测器，当现场光照度低于一定值时，可自动开启对应区域内灯光照明。
周六、周末、节假日
写字楼通过照明集中监控主机定时控制开启值班室或某一区域内照明灯光，配合红外移动探测器检测人或车辆，自动开启灯光照明。人或车走后继续执行时段控制。
室外照明
天黑后通过集中监控主机时段控制照明时间。也可以装一个光照度感应探测器，如遇阴天或者沙尘天气特殊情况时，光照度感应探测器输出一个信号，自动开启室外照明。天亮后自动关闭所有灯光，继续执行时段控制。
应急照明部分
平时智能控制，当普通照明关闭时，定时开启应急照明灯具，当接收到消防或安防信号时，自动开启所有灯光，当消防或安防信号消除后，恢复到控制器之前的手动或自动状态。
主机集中控制
根据工作情况通过主机自动开/关控制，实现全自动化，当出现特殊情况时，可以通过远程手动控制各个回路的开关，能达到很好的节能效果，可将照明部分的回路根据用户使用情况设置。也根据用户需要将照明回路设置不同的场景，通过场景开关实现一键控制。
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