随着工业化的逐渐深入，人类的生存环境正日益受到生活和生产所产生的污染物的危害，保护环境已经成为全人类的共识。中国经济在高速发展的同时，也带来了日益严重的环保问题。为有效的保护现有的环境，首先需要对环境和污染源进行监测，以往的环保系统往往只有数据方式的监测，而本文所描述的系统注重于视频监控在环保领域的应用，同时采用网络视频监控指挥系统提高环境监督管理能力和污染事故应急处理能力 建设环境管理监控指挥调度中心以全面掌握污染物实际排污总量，有效防止企业违法排污，增强企业环保意识，促进企业技术改造。

1系统目标
    通过建设环保视频监控平台，实现对各个环保检测点视频的集中监视和控制，同时建设集中录像系统，实现对前端视频数据的集中录像，便于取证和查询。本系统将和环保在线检测系统数据库实现互通和连动，提高系统应用效率。

2系统总体结构
    本系统主要采用数字视频技术，同时结合多种网络技术构架整个系统。数字监控系统适应范围较广，可利用各种数据通信网络如：通用的IP网络、SDH、DDN、ISDN、El、XDSL、ATM和无线网络等。在数字监控方式下，采用视频服务器将前端视频等以H.264或MPEG-4格式压缩构，再通过宽带网络平台（10M 或100M ）传输数据，最终通过监控中心的数字存储设备、支撑软件等构成一个数字视频监控的大平台，为最上层的应用提供服务。该平台支持分布式结构、支持并发访问，采用全数字化处理，整个系统达到数字化、网络化、智能化，这是本系统的基本建设架构。

    在各个环保检测点安装摄像机和视频服务器，实现视频数据的压缩和网络传输，数据通过自建或租用网络（在一些网络难以达到的区域，可采用无线方式）传送到监控中心，在监控中心配置数字化的大屏幕服务器，实现对视频数据的解压缩和显示，也可在相关的部门例如污控处和信息中心等工作人员的计算机上安装相关监控软件实现视频监控。[nextpage]

    在监控中心配置管理服务器，实现对本系统设备和用户的有效管理，同时通过该管理服务器连接相关的污染在线检测系统或者数据库实现视频监控系统和污染检测系统的有效连动。

    为实现对污染事件的取证和确认，在监控中心安装磁盘阵列方式的录像服务器，实现对检测点视频的集中录像和检索，检索时可按照事件方式（例如排污事件或者超标事件）对录像进行检索。

3系统主要功能
3.1图像监控
    1.系统兼容MPEG-4及H.264图像压缩标准，可根据视频数据流自动进行标准适应。

    2.和环保数据库紧密结合,用户在监控实时图像的同时可获得现有检测点的信息，检测数据直接在视频上叠加。

    3.系统兼容G.711、G.723等多种音频压缩格式，音视频有较好的同步效果。

    4.操作用户可实时监视各前端监控点的图像信息，完成前端监控点图像的实时显示、监控、存储等功能，通信方式为IP单播、组播方式。

    5.操作用户可实时监视同一前端监控点多路（1、4、9、16）实时图像信息并实现一机同屏同时监视；也可同时实时监视多个前端监控点（1、4、9、16）；IP网中的多个用户可以同时监控任一前端监控点；以上方式可混合应用。

    6.系统具备视频自动巡视功能，在可设定的间隔时间内对全系统的监控点进行图像巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同前端监控点的图像、同一前端监控点的不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，以上3种方式可以任意设定组合，其中切换时间可以任意设定。轮巡间隔时间可设置。

    7.实时图像自动复位，即可对前端监控点的摄像机设定默认监视位置，正常状态下摄像机保持默认位置；在控制完成后的可设定时间段内恢复默认监视位置。

    8.监控软件具有定时自动循环切换、人工手动切换、报警联动切换等三种摄像机方式， 切换方式可设定。

    9.操作员通过软件可以实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整，实现图像缩放功能；如果是带预置点的云台或一体化摄像机，监控中心操作员能控制云台直接到预置的方向和观察角度（包括水平转动角度和垂直转动角度）；镜头的预置点位置以中文列表形式显示，能控制远端监控终端的受控设备，如照明灯光等。

    10.同一时刻只允许一个操作员控制同一监控对象（摄像机），当多个用户同时进行控制的时候，需要进行控制权的协商，高级用户可抢夺低级用户现有控制权，同时系统自动通知低级用户，同级用户须进行协商，低级用户取得控制权需进行请求。该过程处于系统管理服务器的全程监控之下。

    11.支持数字大屏幕，直接转发压缩数据流供大屏幕服务器解码和显示。

3.2报警
    本系统支持环境检测点数据超标报警、移动侦测报警、设备状态变化及故障报警、防盗报警、防火报警等报警事件。[nextpage]

    1.支持检测点超标报警，一旦发现某个污染物超过指标，系统将以声音和对话框的方式报警，同时按照预设的联动机制进行联动。指标可自行定义。

    2.一旦远方前端监控点有人入侵或发生火灾，马上发生报警，系统能自动切换到相关位置的图像并启动警笛，将图像和报警信息同时传送到各级监控中心；指定的报警服务器能在0.5秒内自动弹出报警信息，以声光的方式通知值班人员，在监控中心的地理区域图上显示报警点的具体位置，报警类型。

    3.当发生报警时，系统能自动进行存盘录像，同时传送报警信息和相关图像，并自动在屏幕上提示报警位置及类型。报警信息和录像数据相结合，可由报警信息检索回放相应的图像录像。

    4.能设置报警时图像的存储方式、存储时间、存储间隔时间以及控制输出设备的联动方式，能手动对远程图像进行捕捉存储；可随时调出查询或打印。

    5.当发生报警时，系统能联动相关设备，如现场照明、警笛等，相关设备启动后，可在设定的时间内自动关闭，且现场照明在白天（时间段可设）可不打开；中心操作员或指定的授权者可实现对前端监控点报警点进行逐个布防、撤防。并且可在电子地图上进行布防、撤防；以及控制输出设备的联动方式（如照明灯光、警笛、高音喇叭等）。

    6.前端监控点内同时发生多点报警时，报警按严重程度优先的原则显示存贮，先上传严重报警点的图像，同等级别的报警按时间优先上传报警点的图像。

    7.设备进行布防、撤防的操作信息及时间可自动存档，报警事件的报警设备名称和报警时间可自动存档。

    8.当前端监控点发生报警时，指定的授权者能对报警信号进行复位。

    9.系统可与其它系统实时连接，接收其余系统的报警信息，连动相应摄像机和设备。

3.3音视频存储及检索
    1.本系统可自动对网络中的视频和语音数据进行集中网络录像，这样在各级监控中心可配备硬盘阵列进行集中的网络录像，便于随时查看历史数据。

    2.完善的检索方式，可通过时间进行检索，也可根据检测点的数据例如超标数据包括自定义的事件（例如排污，清污）等进行录像检索，便于通过本系统实现对环境责任人的取证工作。

    3.完善的磁盘管理技术，对各个不同的逻辑硬盘进行循环存储，循环时间可设，如果不设置，当硬盘容量快满时，自动覆盖最旧的文件，同时定期对硬盘进行整理，提高文件存取效率。

    4.操作用户可远程控制实现手动录像、定时录像、报警触发录像，也可预设方案， 将以上的录像条件进行组合，实现按照计划表的录像。

    5.可根据报警事件包括污染事件报警、日志事件、时间等对录像文件进行检索，检索条件可以组合。

    6.可截取BMP或JPEG图片。[nextpage]

3.4和环保数据库的结合
    1.和在线监测数据集中管理系统和专题基础数据库（包括历史数据库和实时数据库）实现互通，在视频监视画面上直接叠加主要检测数据。

    2.对某些超标的检测点实现自动报警并视频连动。

    3.提供图像监控插件实现和环保现有业务系统和地理信息系统的结合及联动。

3.5日志和设备管理
    1.系统所有重要操作,如登录、控制、退出、控制等，均应有操作记录。

    2.可自定义环保事件（例如排污，清污）并和录像系统联动.

    3.系统提供多种日志（操作日志、登陆日志、异常日志、报警日志等）供用户查询，日志信息不可修改和删除，确保对关键信息的控制。

    4.可提供当前告警查询、告警历史查询、录像历史查询、运行状态查询、操作历史查询等，能对历史图像进行管理，能审查和处理历史告警记录，并可将实时的和历史的各种数据、报表、图片打印输出。

    5.可方便的对系统内所有设备（前端摄像机、视频服务器、硬盘录像机、报警器）进行配置，配置可以通过普通文本方式进行，也可以通过电子地图方式进行，系统扩容时候可非常方便的添加设备。

    6.系统自动记录设备的运行状态并可供用户进行检索，一旦发现设备故障，可自动记录故障并通知用户进行维修，在一定的条件下，可以对设备的故障进行自维护。

3.6用户权限管理
    1.用户功能权限：每个用户都可以具有不同的功能权限 。例如一般用户只能监视和控制摄像机，但是不具备预置点设置或者对讲等功能，高级用户则可以具有所有软件的操作功能，而系统管理员则可具备所有的操作和设置功能，功能权限的设置可以更好的体现环保部门的管理需求，防止越级操作。

    2.用户区域权限：在一般情况下，低级用户只能看到所管辖点摄像机的图像， ，而高级用户则可以看到全市各地的图像，根据要求，也可以对区域权限进行方便快速的调整，这样在地区协同防污的场合可以发挥更好的作用。

3.7各系统的有效联动
    本系统涵盖了图像监控、用户管理、告警管理、录像管理等子系统，各个子系统可以独立工作并发挥一定的作用，但是对于大型系统而言，只有将上面的各个子系统实现有效的互联，才能够真正的发挥作用。

    一旦通过实时更新的环保数据库获知发生了污染事件，系统迅速连动图像监控功能，控制摄像机自动进入预设的预置位进行准确的定位并进行录像，同时根据可设定的预案对清污进行调配，可通过监控系统对现场人员进行远程指挥，实现高效的清污工作。[nextpage]

    软件设计中，对于联动部分的协议做出了特别的规定，用户可以通过表格对联动的方案进行预设以形成多种不同的联动预案，系统可按照时间等自动调用相应的联动预案。

3.8分析、决策
    在各个子系统的支持下，软件可以自动对系统的检测数据和报警等进行分析并根据分析的结果进行环保资源的调配并形成相应的预案。

主要功能如下：
1.对通过环保在线检测系统获得数据进行计算和分析，根据实际情况连动相关的视频监控点。
2.对系统的报警和设备故障进行分析，自动对报警和故障进行一定程度的处理并提醒操作人员设备故障可能的原因。

4软件平台设计
4.1软件架构
    本远程图像监视系统需独立实现相应的功能，同时也要实现整个省级、市级、县/区级等各级之间的联网、系统资源整合、信息共享及应用，故需设计一套远程图像监视监控软件，采用模块化、开放性结构，支持跨网段、有路由器的远程监控环境。保证系统总体结构上的协调合理性，总体结构具备可扩展性和兼容性。

    该软件建构于WINDOWS平台上采用标准的TCP/IP协议，总体设计采用多层结构，采用中心服务器管理控制模式，支持B/S模式（即IE浏览）和C/S模式（即服务端/客户端）、WEB模式客户端不需安装客户端软件，并与现有ARCGIS业务应用互连互通，具有电子地图功能。

    软件采用流媒体服务技术，实现视频播放的代理、IP转发与流媒体数据交互的功能。系统支持IP网监视并控制各站点的摄像机。每个网上用户通过系统播放器同时监视任意组合的多路监控点的图像，每个监控点的图像可同时被多个不同的用户（只要服务器与网络能支持，用户数量将不受限制）监视。

    其功能实现主要依赖于视频服务器，视频服务器通过以太网接口与路由器联链接实现远程图像传输，可采用双绞线、光纤等作为传输介质。前端设备的图像由视频服务器采集压缩成数字的视频、控制信号，经以太网接口传送到IP网络上（或单独组建或租用的工业电视网上），监控中心采用编解码设备将IP网信号转换输出实时显示前端的监控信号，其分辨率不低于720*576。

    IP网上任一授权用户可以直接通过客户端控制软件在办公室PC机上既可以直接实现辖区内所有摄像机图像的调用管理，快球摄像机、云台摄像机的云台转动、镜头变焦、预置点设置等功能。同时也可实现硬盘录像机上的历时图像调用及相应设置。不同的监控用户可根据自己的监控需求灵活切换到任意一个监控现场，可多人同时观看一个现场，也可以不同用户选择任意现场监控。

4.2适应多种网络环境
    根据用户性质和网络状况的不同，该软件可适应现有的环保内部网络，公共宽带等网络，在公共宽带上，根据网络带宽的不同，可实现实时和图片方式的监控，具体如下：[nextpage]

4.3软件升级
    软件安装设置方便，有专用安装软件和安装向导，有中文提示并可进行远程升级，对软件进行终生免费升级。根据用户需要可以开放二次开发接口，供用户进行自主开发。

    在系统进行扩充的时候，只需对新增用户和设备进行配置，软件不需要做任何的改动。系统内所有计算机都配置防病毒实时监测软件。

5无线网络设计
    由于污染源监测点在地理布局上一般分布较广且地形复杂、位置偏僻，与监控中心的距离较远，利用传统的有线连接方式，线路铺设成本高昂，而且施工周期长，有时因为河流山脉等障碍而难以架设线缆，这些问题均可采用无线方式进行解决，所以无线传输方式在环保行业监控系统中比较受青睐，其所占比例越来越高。现有无线网络主要有以下几种：

•卫星通讯网技术
•微波数据网传输技术
•基于运营商的无线网络传输技术
•无线局域网技术（包含WiMAX技术）

    卫星通讯网技术由于成本较高，不适合环保行业大规模应用。环保部门可采用微波数据网传输技术进行视频传输，但是应尽量满足微波方式的视距传输要求，在空旷处建设效果较好。

    基于运营商的无线网络传输技术也就是利用现有无线网络运营商平台进行网络传输，主要有中国移动的GPRS/EDGE网络和中国联通的CDMA网络。这些网络的实际数据上传速度一般在60kbps左右，在这样的带宽下视频效果不很理想，为更好的在该网络条件下进行数据传输，系统应针对视频编码及网络传输流控部分进行优化，刚刚推出的3G网络可基本满足传输实时视频的要求，现已可达到稳定的400-500K左右的有效带宽，建议优先选用3G网络。[nextpage]

    无线局域网可以满足实时视频传输的要求，同时现有的无线局域网通过中继等方式显著提高了覆盖半径，已经可以满足中小型区域环保网络覆盖要求。

    在环保行业中，建议采用无线局域网和基于运营商的无线网络传输技术相结合的方式，优先选用现有的3G网络。

6总结
    通过本系统的实施，促进了全数字化的网络视频监控系统特别是无线视频监控系统在环保行业的应用。在此类系统的建设过程中，除了选择合适的硬件设备外，更重要的是要建设一套适合环保行业特点的软件系统，该软件不仅仅实现视频监控功能，也具备环保数据联动和叠加等功能，在污染源监测时便于取证，促进了环保行业实现真正的可视化管理。

    自然环境是我们赖以生存的资源，当前生存环境越来越受到人们的重视，这已经成为全人类的共识，希望视频监控系统的应用能为环保事业助一臂之力。