建設(shè)目標(biāo)
本項(xiàng)目的實(shí)施目標(biāo)是拓展國(guó)家海洋局建設(shè)的海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)視監(jiān)測(cè)功能,彌補(bǔ)衛(wèi)星航空遙感和地面移動(dòng)監(jiān)測(cè)的不足,為海域海域管理提供全天時(shí)、全天候、不間斷的海域?qū)嶋H狀況與動(dòng)態(tài)變化信息,最終實(shí)現(xiàn)海域海域管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)化、可視化。具體來說,要達(dá)到如下目標(biāo):
1、具備一般視頻監(jiān)控系統(tǒng)所具備的記錄、存貯涉海信息功能。
2、監(jiān)控范圍非常廣,基本能覆蓋所有用海項(xiàng)目。本項(xiàng)目要求采用特殊攝像頭,其監(jiān)控范圍半徑白天12公里,夜晚7公里,同時(shí)擬采用的攝像頭載體為高精度重載云臺(tái),可水平360度、向上20度、向下70度旋轉(zhuǎn)。
3、能借助紅外攝像功能,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的無間斷監(jiān)控。本項(xiàng)目擬采用紅外攝像儀作為前端信息采集的主要工具,其不但白天能采集海面圖像信息,晚上也能借助紅外儀的夜視功能對(duì)海面情況進(jìn)行高精度的采集,記錄所有夜晚進(jìn)行的非法填海、用海過程,給出非法傾廢船只類型、數(shù)量、出現(xiàn)時(shí)間和所在海域位置以及排污情況,同時(shí)提供赤潮、漏油等海洋事故第一手資料,彌補(bǔ)人工監(jiān)視監(jiān)測(cè)的不足,真正實(shí)現(xiàn)24小時(shí)遠(yuǎn)距離無間斷監(jiān)控。
隨著安全信息化發(fā)展,傳統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備由于監(jiān)控范圍小、解晰度低、夜視能力差等問題已經(jīng)不能滿足海域大面積安全管理的應(yīng)用需求。近年來由于紅外熱成像及激光照明技術(shù)的發(fā)展和大變倍鏡頭的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)幾倍或幾十倍于傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的觀察范圍和夜視能力并逐漸得到了用戶認(rèn)可,并逐步開始應(yīng)用于不同需求行業(yè),如邊海防、油田防盜、漁政管理等。本公司借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù),研制的遠(yuǎn)距離夜視監(jiān)控系統(tǒng)具有全天候、跟蹤速度快、覆蓋面廣、作用距離遠(yuǎn)、圖像穩(wěn)定清晰的特點(diǎn),能為海面安全防范提供裝備技術(shù)上的強(qiáng)力支持。
海域管理全天候監(jiān)控系統(tǒng)是針對(duì)海域安全、海面監(jiān)測(cè)、海島監(jiān)控、船舶管理的需要而設(shè)計(jì)的視頻監(jiān)控綜合處理系統(tǒng),它集成了高性能成像系統(tǒng)和定位云臺(tái)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的前端采集設(shè)備安裝在海域、港口岸邊,采用光纜或其它通訊線路進(jìn)行傳輸,顯示錄像設(shè)備安裝在海事監(jiān)控中心。
2、系統(tǒng)特點(diǎn)
本方案采用了先進(jìn)的機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖像處理及控制技術(shù),能有效地降低強(qiáng)風(fēng)對(duì)前端設(shè)備造成的損傷獲得穩(wěn)定的圖像。該系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的要求,靈活選配多種規(guī)格的光學(xué)大倍數(shù)變焦鏡頭、CMOS攝像機(jī)、紅外熱像儀、主動(dòng)激光照明器。系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):
采用高端圖像傳感器和智能圖像處理,顯著提高產(chǎn)品性能;
利用先進(jìn)的智能視頻分析處理技術(shù),對(duì)指定監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行識(shí)別報(bào)警,做警戒線、警戒區(qū)入侵檢測(cè)等;
組合使用多種主被動(dòng)光學(xué)傳感器,無論是在晴朗的白天、漆黑的夜間,都能有效發(fā)現(xiàn)、捕獲目標(biāo);
攝像系統(tǒng)采用先進(jìn)的納米波透霧技術(shù),在霧天可透霧成像;
紅外熱成像具有大面積夜視探測(cè)能力,海面上任何目標(biāo)都能盡收眼底,可選配激光主動(dòng)照明夜視進(jìn)行目標(biāo)的細(xì)致觀察;
采用先進(jìn)的云臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),提升抗震、抗風(fēng)性能,圖像穩(wěn)定清晰,目標(biāo)跟蹤靈活;
野外設(shè)備防盜報(bào)警裝置,可對(duì)各監(jiān)控點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行紅外探測(cè)和視頻監(jiān)控,有人入侵或破壞設(shè)施,系統(tǒng)可自動(dòng)報(bào)警;
采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)技術(shù),擴(kuò)展性好,維修方便;
采用“三防”、密封設(shè)計(jì)技術(shù),利于惡劣環(huán)境長(zhǎng)期使用;
全中文監(jiān)控控制界面,操作直觀方便。
設(shè)計(jì)原則
本項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護(hù)及操作因素,并將為今后的發(fā)展、擴(kuò)建、改造等因素留有擴(kuò)充的余地。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容是系統(tǒng)的、完整的、全面的;設(shè)計(jì)方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則:
先進(jìn)性與適用性
系統(tǒng)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平;同時(shí),系統(tǒng)的安裝調(diào)試、軟件編程和操作使用又應(yīng)簡(jiǎn)便易行,容易掌握,適合中國(guó)國(guó)情和本項(xiàng)目的特點(diǎn)。該系統(tǒng)集國(guó)際上眾多先進(jìn)技術(shù)于一身,體現(xiàn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平,適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。同時(shí)系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng),其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則,其操作簡(jiǎn)便易學(xué)。
經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性
充分考慮用戶實(shí)際需要和信息技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),根據(jù)用戶現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境,設(shè)計(jì)選用功能和適合現(xiàn)場(chǎng)情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案,通過嚴(yán)密、有機(jī)的組合,實(shí)現(xiàn)最佳的性能價(jià)格比,以便節(jié)約工程投資,同時(shí)保證系統(tǒng)功能實(shí)施的需求,經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
可靠性與安全性
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有較高的可靠性,在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后,能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性,并具備迅速恢復(fù)的功能,同時(shí)系統(tǒng)具有一套完整的系統(tǒng)管理策略,可以保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全。
開放性
以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對(duì)象設(shè)計(jì),同時(shí)還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀和技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),可與消防、防盜報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng),具有RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
可擴(kuò)充性
系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要,具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。并根據(jù)今后該項(xiàng)目工程的實(shí)際要求擴(kuò)展系統(tǒng)功能,同時(shí),本方案在設(shè)計(jì)中留有冗余,以滿足今后的發(fā)展要求。
追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置
在滿足用戶對(duì)功能、質(zhì)量、性能、價(jià)格和服務(wù)等各方面要求的前提下,追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)備配置,以盡量降低系統(tǒng)造價(jià)。
保留足夠的擴(kuò)展容量
該項(xiàng)目設(shè)備的控制容量上保留一定的余地,以便在系統(tǒng)中改造新的控制點(diǎn);系統(tǒng)中還保留與其他計(jì)算機(jī)或自動(dòng)化系統(tǒng)連接的接口;也盡量考慮未來科學(xué)的發(fā)展和新技術(shù)的應(yīng)用。
提高監(jiān)管力度與綜合管理水平
本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)備控制需要高效率、準(zhǔn)確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對(duì)各子系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行綜合監(jiān)控,時(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)撐握監(jiān)視及報(bào)警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動(dòng)強(qiáng)度,減少設(shè)備運(yùn)行維護(hù)人員;另外,系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設(shè)備按最優(yōu)組合運(yùn)行,在最佳情況下運(yùn)行,既可節(jié)能,又可大大減少設(shè)備損耗,減少設(shè)備維修費(fèi)用,從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。
《建筑智能化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DB32/191-1998)
《城市住宅建筑綜合布線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(CECS/119-2000)
《建筑與建筑群綜合面線系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50311-2000)
《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16-92)
《民用閉路監(jiān)視電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB/50198-94)
《GB 16796-1997 安全防范報(bào)警設(shè)備 安全標(biāo)求和試驗(yàn)方法》
《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》(GB14050-93)
《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)
《安全防范工程驗(yàn)收規(guī)則》(GA/T308-2001)
《工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 115)
《安全檢查防范系統(tǒng)通作圖形符號(hào)》(GA/74-94)
《消防聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備通用技術(shù)條件》(GB 16806—1997)
系統(tǒng)作用
本系統(tǒng)的實(shí)施目標(biāo)是拓展國(guó)家海洋局建設(shè)的海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)視監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)視監(jiān)測(cè)功能,彌補(bǔ)衛(wèi)星航空遙感和地面移動(dòng)監(jiān)測(cè)的不足,為海域管理提供全天時(shí)、全天候、不間斷的海域?qū)嶋H狀況與動(dòng)態(tài)變化信息,最終實(shí)現(xiàn)海域管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)化、可視化。具體來說,要達(dá)到如下目標(biāo):
1、 具備一般視頻監(jiān)控系統(tǒng)所具備的記錄、存貯涉海信息功能。
2、監(jiān)控范圍非常廣,基本能覆蓋海域所有用海項(xiàng)目。本系統(tǒng)要求采用特殊遠(yuǎn)距離成像系統(tǒng):高清晰CMOS攝像機(jī)搭配長(zhǎng)焦距透霧鏡頭;遠(yuǎn)紅外熱成像系統(tǒng);激光輔助照明系統(tǒng);高精度重載云臺(tái)系統(tǒng)(具有坐標(biāo)定位功能、預(yù)置位功能、配合GIS信號(hào)后聯(lián)動(dòng)跟蹤目標(biāo)功能);高密度IP66防護(hù)罩系統(tǒng)等組成,其監(jiān)控范圍白天12公里,夜間7公里。
3、 能配合GIS信息系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量和預(yù)警功能(作為二期工程,本次系統(tǒng)建設(shè)中預(yù)留接口,并且云臺(tái)系統(tǒng)具有與GIS系統(tǒng)結(jié)合接口)。通過加入海域海洋地理信息數(shù)據(jù),可以對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)任意目標(biāo)顯示具體準(zhǔn)確的位置信息,并可初步量算用海、填海面積。
4、 系統(tǒng)建成后能配合航空遙感、地面監(jiān)測(cè)、海洋浮標(biāo)、海洋執(zhí)法系統(tǒng)等項(xiàng)目,進(jìn)一步形成一個(gè)海陸空交叉的全方位全天候的、多手段、多系統(tǒng)的綜合性海洋監(jiān)控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)海域使用、海洋環(huán)境的實(shí)時(shí)查詢、狀況分析和動(dòng)態(tài)演示,并在此基礎(chǔ)上,建立規(guī)范化信息服務(wù)系統(tǒng),并通過信息平臺(tái),向社會(huì)發(fā)布與我市民生息息相關(guān)的有關(guān)監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)信息。
3.2系統(tǒng)主要功能
海面全天候監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能如下:
通過在海域、港口沿海岸線安裝的全天候監(jiān)控設(shè)備,全天候24小時(shí)成像,實(shí)時(shí)遠(yuǎn)距離監(jiān)控海域及沿岸安全狀況;
搭配智能視頻處理設(shè)備,具有視頻分析識(shí)別報(bào)警功能,能夠?qū)χ攸c(diǎn)監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行警戒線、警戒區(qū)船只檢測(cè),對(duì)于滿足條件的非法航行目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分自動(dòng)報(bào)警,為及時(shí)執(zhí)法行動(dòng)提供依據(jù);
在監(jiān)控指揮中心采用視頻綜合管理軟件,實(shí)現(xiàn)對(duì)全程各監(jiān)控點(diǎn)多畫面實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像、遠(yuǎn)程遙控、報(bào)警處理和權(quán)限分配;
有突發(fā)事件可以及時(shí)調(diào)看現(xiàn)場(chǎng)畫面并進(jìn)行實(shí)時(shí)錄像,記錄事件發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、及時(shí)報(bào)警聯(lián)動(dòng)執(zhí)法部門進(jìn)行處理,事后可對(duì)事件發(fā)生視頻資料進(jìn)行查詢分析;
1、晝夜成像功能
可見光成像系統(tǒng)的彩色模式非常適合天氣晴朗、能見度良好的狀況下對(duì)海面不少于10公里范圍內(nèi)的觀察監(jiān)視識(shí)別,黑白模式則具有優(yōu)良的透霧性能和較高的視頻分辨率,對(duì)于海上霧氣有很好的透過成像性能;同時(shí)系統(tǒng)搭配了紅外熱成像攝像機(jī),可以在夜間或雨霧天氣遠(yuǎn)距離大范圍成像(不少于5公里范圍內(nèi)),可以有效解決其它夜視系統(tǒng)難以搜索海上目標(biāo),無法大面積夜視成像的缺點(diǎn);夜間如需對(duì)目標(biāo)細(xì)致觀察成像,則可選激光照明設(shè)備,實(shí)現(xiàn)零照度環(huán)境2公里范圍內(nèi)清晰監(jiān)控海岸線、海域附近人員、車輛、船只等定點(diǎn)部位目標(biāo)活動(dòng)狀態(tài);
2、三維遙控全方位監(jiān)視,并可實(shí)現(xiàn)大倍數(shù)變焦
該系統(tǒng)操作十分方便。通過軟件鼠標(biāo)點(diǎn)擊或三維操縱鍵盤可以對(duì)監(jiān)控范圍內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行搜索、觀察和監(jiān)視,對(duì)需要重點(diǎn)監(jiān)視的目標(biāo)可放大特寫、抓拍圖片等操作。
3、智能圖像分析處理設(shè)備,警戒報(bào)警
具有視頻圖像自動(dòng)識(shí)別、分析與處理能力的智能化數(shù)字視頻監(jiān)控,不間斷自動(dòng)分析攝像機(jī)畫面,自動(dòng)發(fā)現(xiàn)入侵目標(biāo)后立刻向監(jiān)控人員發(fā)出聲光告警,提醒其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理。同時(shí)通知智能監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)錄像,并且能設(shè)定在自動(dòng)錄像內(nèi)容中保留發(fā)現(xiàn)告警事件之前指定時(shí)間長(zhǎng)度的錄像。
完全基于DSP的嵌入式智能分析,無須后端PC處理;
完美組合智能分析和視頻服務(wù)器功能,支持智能分析以模擬視頻OSD方式輸出;
支持Web遠(yuǎn)程配置、顯示和控制,使用方便;
可靠檢測(cè)各種超慢速和超快速目標(biāo)及多種行為模式;
具有三維檢測(cè)、跟蹤和識(shí)別能力,可以識(shí)別目標(biāo)的大小、遠(yuǎn)近和空間位置關(guān)系。
4、具有良好的長(zhǎng)期工作穩(wěn)定功能
前端采集設(shè)備采用一體化安裝結(jié)構(gòu),具有風(fēng)阻小,抗震、抗風(fēng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);采用內(nèi)部齒輪箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)配合減震裝置能夠有效地降低強(qiáng)風(fēng)、震動(dòng)對(duì)設(shè)備工作的影響,從而保持光電攝像系統(tǒng)的穩(wěn)定,得到清晰、穩(wěn)定的圖像,而且保證目標(biāo)圖像始終在電視屏幕上而不丟失。
5、具有電動(dòng)變倍、聚焦、激光擴(kuò)束等光學(xué)參數(shù)調(diào)整功能
可手動(dòng)控制鏡頭的變倍、聚焦等操作,實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)細(xì)致觀察和抓拍的需要,搭配激光夜視時(shí),鏡頭變倍與激光發(fā)射角度同步控制,非常適合對(duì)遠(yuǎn)距離目標(biāo)快速捕捉。
6、采用三防處理,密封防水結(jié)構(gòu),有利于室外環(huán)境長(zhǎng)期使用。
7、具有多畫面監(jiān)控、權(quán)限分配、抓圖、實(shí)時(shí)硬盤錄像等功能;
系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
海域使用遠(yuǎn)程晝夜海域管理視頻監(jiān)控系統(tǒng)由前端遠(yuǎn)距離信號(hào)采集系統(tǒng)、信息傳輸子系統(tǒng)、控制中心子系統(tǒng)以及相應(yīng)軟件子系統(tǒng)四部分組成,是一個(gè)綜合運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字光纖傳輸技術(shù)以及相關(guān)的專業(yè)分析軟件、電子實(shí)時(shí)顯示網(wǎng)絡(luò)所組成的監(jiān)測(cè)體系。
4.1.2系統(tǒng)組成
前端采集攝像系統(tǒng)由高性能可見光攝像傳感器、紅外熱成像攝像機(jī)、近紅外激光照明器、云臺(tái)護(hù)罩一體化系統(tǒng)等組成。
可見光攝像傳感器由二可變大倍數(shù)高清晰透霧鏡頭和高性能高清晰CMOS透霧攝像機(jī)組成。
紅外熱成像用于濃霧天氣及夜間大面積固定焦距攝像,不受天氣因素、環(huán)境光線影響;可視距離不少于5公里。
云臺(tái)護(hù)罩一體化:由重載變速云臺(tái)及解碼器搭配一體化三視窗防護(hù)罩組成。
紅外激光照明器:可選,由近紅外激光光源、電源控制系統(tǒng)及光束控制機(jī)構(gòu)組成。為可見光攝像系統(tǒng)夜視提供輔助照明,照明距離3公里。
智能圖像識(shí)別處理設(shè)備:主要完成前端模擬信號(hào)的數(shù)字化編碼以及智能視頻實(shí)時(shí)分析識(shí)別,對(duì)指點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行警戒,自動(dòng)報(bào)警。
傳輸部分包括:傳輸介質(zhì)光纜、3G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換、網(wǎng)絡(luò)編碼設(shè)備等。
室內(nèi)顯控設(shè)備包括高性能視頻流服務(wù)器、視頻智能分析報(bào)警軟件、三維操控鍵盤(帶操控桿),以及液晶顯示屏,數(shù)字矩陣切換,電視墻或大屏幕顯示系統(tǒng)。
系統(tǒng)的組成原理框圖如下圖所示。
系統(tǒng)組成原理框圖