項(xiàng)目概述

　　上海某港口地處上海市寶山羅涇地區(qū)，是連接長(zhǎng)三角腹地最近的港區(qū)之一，為滬上通往外省市、水陸要沖。該港口是以外貿(mào)進(jìn)出口件雜貨裝卸為主，以國(guó)際集裝箱和倉(cāng)儲(chǔ)物流為輔的現(xiàn)代化、多功能的專(zhuān)業(yè)碼頭。該港口日常承接大量的煤礦運(yùn)輸卸載業(yè)務(wù)，船只靠岸后，由大型機(jī)械臂進(jìn)行挖煤，再經(jīng)由大負(fù)荷的傳輸履帶輸送至倉(cāng)庫(kù)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)需要對(duì)整個(gè)卸載運(yùn)輸作業(yè)流程進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)作業(yè)鏈上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的安全隱患進(jìn)行排查和預(yù)警，對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的操作工人的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況進(jìn)行監(jiān)控并確保每一名工人的安全作業(yè)生產(chǎn)。該碼頭原來(lái)采用傳統(tǒng)模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，傳統(tǒng)的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端采用普通模擬球機(jī)，經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，采用CDMA網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行信號(hào)的傳輸，后端采用DVR本地存儲(chǔ)視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)。隨著碼頭安全需求的增加，現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)如下已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際需求。

　　· 由于港口由水域(包括進(jìn)港航道、錨泊地、港池)和陸域(包括進(jìn)港陸上信道、碼頭前方裝卸作業(yè)區(qū)和港口后方區(qū)等)組成，面積涉及廣泛，環(huán)境復(fù)雜多變，因此港口的安全與防范工作難度極大，視頻監(jiān)控系統(tǒng)前端需要采集較高質(zhì)量的畫(huà)面，才能達(dá)到監(jiān)控的目的，現(xiàn)有普通模擬球機(jī)，在像素上已無(wú)法滿(mǎn)足需求;

　　· 港口的特殊環(huán)境使監(jiān)控設(shè)備長(zhǎng)期受到海水及海風(fēng)的侵蝕及破壞，加上特殊的地理環(huán)境因素造成大量的水汽、現(xiàn)場(chǎng)濕度高，因此監(jiān)控設(shè)備對(duì)抗風(fēng)和抗腐蝕能力、以及設(shè)備本身的密封性的要求很高，現(xiàn)有的監(jiān)控設(shè)備在耐候性上比較弱，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致系統(tǒng)整體的老化，減低監(jiān)控質(zhì)量;

　　· 現(xiàn)有模擬監(jiān)控系統(tǒng)，采用CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號(hào)傳輸。前端采集的模擬信號(hào)，必須經(jīng)由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視訊服務(wù)器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，在后端視頻上墻的部分，再一次由數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，數(shù)模轉(zhuǎn)換的過(guò)程勢(shì)必造成信號(hào)的衰減，加之現(xiàn)有無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定，使得該港口目前的模擬監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控效果不理想。

　　改造方案

　　根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)改造具體需求，并結(jié)合該港口實(shí)際作業(yè)環(huán)境，在節(jié)省成本，對(duì)現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)做最大保有量的考慮下，對(duì)目前的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化改造。系統(tǒng)前端由原來(lái)的球型模擬攝像機(jī)改為勻速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，后端由原來(lái)的DVR本地存儲(chǔ)改造為NVR網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式，信息傳輸依然延用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，由CDMA網(wǎng)絡(luò)改為微波+光纖+以太網(wǎng)的傳輸方式。改造后的系統(tǒng)在總監(jiān)控室內(nèi)配置網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣以滿(mǎn)足視頻上墻及輪巡監(jiān)控的需求，系統(tǒng)的拓展性良好，為今后升級(jí)為智能監(jiān)控及聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控預(yù)留了充分的接口。

　　系統(tǒng)前端配置改造

　　港口監(jiān)控系統(tǒng)前端捕獲的視頻畫(huà)面質(zhì)量將決定整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控效果。改造后的數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)，前端采用勻速球型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，該勻速球達(dá)到130萬(wàn)像素，1280x1024的分辨率，以充分滿(mǎn)足港口安防對(duì)攝像機(jī)清晰度比較高的需求。當(dāng)有船只靠港，進(jìn)行卸載煤礦等作業(yè)時(shí)，高清勻速球捕獲的監(jiān)控畫(huà)面能清楚辨認(rèn)每個(gè)貨柜號(hào)碼，方便工人遠(yuǎn)程指揮操控機(jī)械臂和運(yùn)輸履帶，在后期也可方便地在視頻錄像中查驗(yàn)貨柜號(hào)碼。

　　本次數(shù)字化改造，對(duì)于前端設(shè)備的安裝位置也做了一定的調(diào)整。該勻速球集云臺(tái)控制、攝像機(jī)控制于一體，可360度旋轉(zhuǎn)、任意定位及連續(xù)追蹤掃描，實(shí)現(xiàn)港口全方位、無(wú)盲點(diǎn)監(jiān)控。勻速球本身具備較大的監(jiān)控視角，能覆蓋較廣的監(jiān)控范圍，多個(gè)預(yù)制位的設(shè)置也可充分滿(mǎn)足港口多角度、各作業(yè)點(diǎn)上的監(jiān)視需求。勻速球布點(diǎn)的密度不需要很大，但對(duì)于布點(diǎn)位置需要綜合該部分實(shí)際作業(yè)內(nèi)容、改點(diǎn)位空間環(huán)境因素、改點(diǎn)位無(wú)線傳輸?shù)榷喾矫孢M(jìn)行考量。[nextpage]

　　本次改造選擇的勻速球點(diǎn)位主要分布如下。

　　· 存放貨物區(qū)：例如堆場(chǎng)，由于堆場(chǎng)存有很多集裝箱和貨物(如煤礦、貴重金屬等)，這些貨物的安全問(wèn)題是比較關(guān)注的，因而勻速球的安裝會(huì)更多地考慮在靠近貨物和集裝箱的地方;

　　· 起重等動(dòng)力設(shè)備區(qū)：本系統(tǒng)中勻速球多安裝在起吊機(jī)的附近，這樣可以監(jiān)控起吊機(jī)對(duì)貨物的起吊、挪放等控制操作流程，以免發(fā)生意外;

　　·重要車(chē)行人行樞紐：勻速球安裝在通道交匯處，能對(duì)各個(gè)交叉點(diǎn)做到監(jiān)控，使它控制整體設(shè)備的運(yùn)行，如它可以監(jiān)控車(chē)輛過(guò)往的具體時(shí)間;貨物堆放及進(jìn)出港的時(shí)間記錄等。

　　系統(tǒng)后端配置改造

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：港口原來(lái)模擬系統(tǒng)采用DVR本地存儲(chǔ)，經(jīng)改造后使用NVR網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。這樣的改造基于如下兩點(diǎn)考慮。

　　首先，港口的視頻監(jiān)控不是小范圍的監(jiān)控，而是要把營(yíng)業(yè)場(chǎng)所和安全控制監(jiān)管起來(lái)，其監(jiān)控的范圍包括碼頭前沿的船港界面、集裝箱作業(yè)過(guò)程、危險(xiǎn)貨物作業(yè)過(guò)程、重大危險(xiǎn)源、引航、進(jìn)出港車(chē)輛、人員、船舶、貨物及保安演練等。本港口以外貿(mào)進(jìn)出口裝卸為主，以國(guó)際集裝箱和倉(cāng)儲(chǔ)物流為輔，每天眾多的大型貨輪及人員流動(dòng)，使得監(jiān)控的實(shí)際環(huán)境異常繁復(fù)，系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間甚至全天候運(yùn)作。監(jiān)控面積之廣并且監(jiān)控時(shí)間之長(zhǎng)造成港口監(jiān)控系統(tǒng)需要強(qiáng)大的后端存儲(chǔ)，以滿(mǎn)足巨量的視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和調(diào)用。

　　改造后的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器支持50路D1格式和150路CIF格式視頻同時(shí)錄像和流轉(zhuǎn)發(fā)功能，為系統(tǒng)提供了低成本的海量存儲(chǔ)空間，提供2Gbps的傳輸帶寬和單模塊高達(dá)8TB的存儲(chǔ)空間。同時(shí)，集成的視頻數(shù)據(jù)檢索、回放功能允許監(jiān)控客戶(hù)端、或監(jiān)控平臺(tái)下載、點(diǎn)播回放數(shù)據(jù)，方便了港口管理人員對(duì)于視頻錄像的檢索和調(diào)用。

　　其次，為實(shí)現(xiàn)各級(jí)港政部門(mén)對(duì)本港口作業(yè)安全及生產(chǎn)場(chǎng)所遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制的功能，本港口的視頻監(jiān)控系統(tǒng)今后會(huì)接入到所屬地市級(jí)港政部門(mén)，從而進(jìn)一步建設(shè)港口遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控平臺(tái)。改造后的NVR具備流媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能，能大大減少多人員同時(shí)訪問(wèn)前端設(shè)備時(shí)的壓力。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)服務(wù)器采用雙核處理器，加上成熟的磁盤(pán)陣列技術(shù)，使其達(dá)到頂尖的數(shù)據(jù)傳輸速率。采用NVR網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)為今后升級(jí)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)多級(jí)或遠(yuǎn)程監(jiān)控預(yù)留了充足的接口，使系統(tǒng)具備良好的拓展性。

　　視頻上墻部分，改造后的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)視頻矩陣對(duì)視訊訊號(hào)進(jìn)行譯碼。該視頻矩陣支持輸出信道選擇及輪循顯示，可以實(shí)現(xiàn)任意圖像信道在8個(gè)輸出接口顯示輸出，這樣港口管理人員可對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)做巡航監(jiān)控，并可以根據(jù)需要任意切換畫(huà)面。該矩陣支持PC外接RS485鍵盤(pán)和遙控器，使得港口管理人員可以在監(jiān)控室內(nèi)輕松操控前端的云臺(tái)、鏡頭運(yùn)動(dòng)。

　　無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)改造

　　本港口原模擬監(jiān)控系統(tǒng)采用模擬球機(jī)+無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，改造后以微波+光纖+以太網(wǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模式進(jìn)行，前端配以網(wǎng)絡(luò)勻速球。原來(lái)的系統(tǒng)配置在每個(gè)監(jiān)控點(diǎn)安裝一個(gè)或多個(gè)模擬球機(jī)后，需要為每個(gè)視頻配置一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器(CDMA)或配置一個(gè)單路視頻服務(wù)器和一個(gè)無(wú)線網(wǎng)橋，再經(jīng)由視頻編碼器將視音頻信息壓縮編碼后再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的視頻管理服務(wù)器上。改造后的網(wǎng)絡(luò)勻速球本身內(nèi)嵌了國(guó)內(nèi)常用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可直接連接微波+光纖+以太網(wǎng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，省去了每個(gè)布點(diǎn)需配備一臺(tái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的環(huán)節(jié)，降低了工程的復(fù)雜性和成本。

　　改造后的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)較之前的更加穩(wěn)定，同時(shí)由于前端采用網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)直接捕獲數(shù)字信號(hào)，省去了視頻信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換的步驟，使得信號(hào)衰減大大降低，提高了視頻監(jiān)控的畫(huà)面質(zhì)量。改造后的勻速球本身的性能較原來(lái)的模擬攝像機(jī)也有大幅提升，對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的防干擾性和穩(wěn)定性有明顯加強(qiáng)。

　　項(xiàng)目難點(diǎn)

　　港口的特殊環(huán)境使監(jiān)控設(shè)備長(zhǎng)期受到海水及海風(fēng)的侵蝕及破壞，海港鹽水比較多，空氣中鹽水成分比較多，這對(duì)監(jiān)控產(chǎn)品的抗風(fēng)、抗腐蝕性以及設(shè)備的密封性提出了很高的要求。本港口監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化改造中采用的勻速球采用高抗腐蝕的鋁合金材料漆面設(shè)計(jì)，增強(qiáng)其抗腐蝕能力;在產(chǎn)品密閉性方面也進(jìn)行了大量的測(cè)試，以保證在港口這種高濕度的惡劣環(huán)境下，不滲入濕氣和霧氣。

　　系統(tǒng)拓展

　　本港口視頻監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字化改造中，考慮到智能化、網(wǎng)絡(luò)化的需求，為升級(jí)預(yù)留了充分的接口，改造完成的數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)具備良好的拓展性。港口今后的系統(tǒng)拓展主要有以下兩方面：數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)智能化升級(jí)以及遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，均預(yù)留了相關(guān)的接口，滿(mǎn)足用戶(hù)后期不斷增長(zhǎng)的需求。