工程视频监控系统在水利工程管理中的应用探讨

工程视频监控系统在水利工程管理中的应用探讨

摘要： 在潘家口水库和大黑汀水库（以下简称潘大水库）工程视频监控系统的基础上结合现行理论技术及实际应用需求，探讨工程视频监控系统在水利工程管理中的应用。

关键词： 潘大水库；工程视频监控；视频编码技术

中图分类号：TV697.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0920147－01

伴随着水利现代化、科技化的深入开展，潘大水库已经依托引滦信息局域网系统建立了自己的远程视频监控系统，该系统工程在引滦局水利工程管理以及防汛度汛工作中发挥着极其重要的作用。所以，对远程视频监控系统的研究和探讨，具有深远的理论和现实意义。

1 潘大水库远程视频监控系统的体系结构及困境。

潘大水库隶属于海河水利委员会引滦工程管理局管理。两水库工程视频监控系统为分布式远程视频监控系统，该系统工程于2003年3月开工，2003年年底投入试运行。多年来系统运行基本良好，但随着工程监控业务量的增大，网络用户的逐年增多及系统多年来没有及时进行技术更新改进，系统的运行效率不断降低。

1.1 分布式远程视频监控系统的体系结构。潘大水库分布式远程视频监控系统模型（如图1）主要由图像鉴定中心、分控中心和监控现场三个层次组成，其工作原理包括：

图1潘大水库分布式远程视频监控系统模型《潘大水库视频监控系统和会议系统技术方案》

1）监控现场通过摄像头、编码器等硬件设备进行数据采集、压缩、编码，发送到分控中心。 2）分控中心实际上是由若干台视频服务器组成，每台视频服务器负责监控本区的所有监控点。通过视频服务器软件，实现视频图像的存储和对现场所有摄像头、云台等的控制，并且可以根据终端用户的需求，选择一路视频图像进行压缩编码，通过网络传输到局域网服务器，局域网服务器可以采用IP组播方式将视频信息发送到有需求的客户端，同时，客户端用户可通过客户端软件实现视频数据的接收、解码和回放，同时根据权限对监控现场进行云台控制、报警联动等。 3）图像鉴定中心又称总控中心，实现对各个分控中心的总体监控，并且可以浏览到任何一个现场的图像信息，根据需求，对视频图像进行鉴别。

1.2 分布式远程视频监控系统的困境。潘大水库这种分布式视频监控系统根据工作场所和监控场所的区域性特点，在客户端一方多出了一个局域网服务器，当多个用户请求视频监控时，分控中心只发送一路视频到局域网服务器，再由局域网服务器对客户端进行组播，因此是一种有效利用网络带宽的方法。同时，局域网服务器的使用也增强了系统的扩展性。可以很方便的将一个区域性的监控前端接入，或者企事业局域网接入，从而逐步形成一个规模庞大的企事业视频监控系统。

但在广泛的现实应用中很多用户仍面临着许多困境，如图像质量、网络速度、传输时延、网络带宽、网络安全等一系列问题。其中网络用户数量的不断增加与带宽有限之间的矛盾是制约视频监控技术发展的重要瓶颈问题，也是人们亟待解决的问题。

2 关键技术及改进

目前由于在局域网范围内网络终端用户的不断增加，网络带宽已显现不足，为改善网络传输负担过重、网络拥挤等问题 ，笔者从视频数据压缩、网络传输等环节采用以下几种技术方案：

2.1 系统视频压缩标准-H.264。H.264标准与H.261、H.263、MPEG.1、MPEG.4等视频压缩标准相比，H.264在多模式运动估计、整数变换、统一VLC符号编码、分层编码语法等方面都有它的独到之处，具有很高的编码效率，抗误码率等优点，具有明显的优势，所以本系统可采用H.264标准进行改进。

2.2 网络技术-TCP/IP协议和组播方式。由于TCP/IP协议的可靠性，在网络视频传输中，我们可以根据实际情况，采用TCP、UDP协议共同来完成视频传输功能。在视频数据传输中，由于数据量很大，采用UDP协议比较恰当；而对于那些控制信息，由于数据量小，并且需要可靠传输，采用TCP协议。同时在客户端设计双缓冲区，以解决网络传输的不稳定性（即发生抖动）。

在网络传输方式上，组播技术比广播技术更占优势。组播是一种允许一个或多个发送者发送单一的数据包到多个接收者的网络技术。采用IP组播的传输方式来实现多个监控中心监控一个监控点或者多个监控中心监控多个监控点的功能。

2.3 控制技术多线程。为了实现对多个站点进行远程视频控制，采用多线程技术。

2.4 终端控制设备升级更新。远程视频监控系统的中断控制设备大多数由一台计算机或一台工控机担当，在实现对远程监控点进行控制的过程中终端计算机要进行大量的数据计算，这样就会占用相当的系统资源，一旦终端计算机的配置较低就有可能出现由于系统资源被用尽而停止响应。所以为提高远程视频监控系统的使用效果我们可以对终端控制设

备进行相应的升级或更新。

3 总结

本文借鉴了引滦局局域网的分布式远程视频监控系统模型，并对其原理进行了简要介绍同时并对其提出了相关技术改进意见。

参考文献：

[1]刘峰著，《视频图像编码技术及国际标准》，北京邮电学院出版社，2008年8月.

[2]《潘大水库视频监控系统和会议系统技术方案》，北京阜国数字有限公司，2003年3月.

作者简介：

石明忠（1979-），男，满族，河北省承德市宽城县人，海委引滦局大黑汀水库管理处，从事信息网络及水利工程管理工作，助理工程师。