煤礦網絡圖像視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)解決方案

系統(tǒng)建設要求

1、一個主監(jiān)控中心：暫定主控機房為整個系統(tǒng)的中心，管理所有礦區(qū)監(jiān)控點圖像。設置系統(tǒng)主服務器。根據(jù)具體情況，在主控或者分控中心要具有圖像存儲和電視墻功能。

2、分監(jiān)控中心：設置在礦區(qū)的監(jiān)控值班室，可以設置3×3 DLP大屏幕顯示器，或者由常規(guī)監(jiān)視器組成電視墻。并需設置網絡視頻解碼器，可根據(jù)具體情況選擇是否設置存儲圖像功能。

3、多級分控：在縣級相關部門、市級管理部門設置分控中心，通過網絡登錄系統(tǒng)，即可看到實時監(jiān)控圖像，并根據(jù)權限對系統(tǒng)進行各種操作。

4、該煤礦前端共有9個監(jiān)控點：井上4個，分別為主井口、副井口、監(jiān)控值班室、主扇機房；井下5個，分別為采煤工作面一個、掘進工作面2個、中央變電所1個、主運輸大巷1個。設備包括有網絡設備、網絡視頻服務器和監(jiān)控攝像機等。

系統(tǒng)設計

系統(tǒng)總體設計要充分考慮能滿足用戶的使用要求，注重實效，做到穩(wěn)定、可靠，操作簡單，維護方便。為此，根據(jù)礦區(qū)的現(xiàn)實情況，設計了本網絡監(jiān)控方案，系統(tǒng)由主監(jiān)控中心、煤井監(jiān)控室和煤礦監(jiān)控點三大部分組成，系統(tǒng)結構示意圖見圖1。

主監(jiān)控中心設計

可選解決方案一

主監(jiān)控中心設置在市縣的管理部門，是整個系統(tǒng)的管理中樞，主要實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的客戶端和前端視頻的管理。

主監(jiān)控中心配置iDVR Directory目錄服務器，用來邏輯管理用戶的登陸等。要求在煤礦各分監(jiān)控中心配置iDVR Archiver視頻存儲轉發(fā)服務器，以用來管理記錄指向到該服務器的視頻服務器的視頻流。這樣，主監(jiān)控中心、分監(jiān)控中心、前端攝像子系統(tǒng)三部分建成了一個完全基于網絡的功能非常強大的網絡視頻系統(tǒng)。

設置在煤礦的分控中心（煤礦監(jiān)控值班室）的Archiver視頻存儲轉發(fā)服務器提供圖像的存儲、回放、服務。每個視頻流若假設以CIF格式進行圖像存儲，需要網絡帶寬512K左右，因為網絡條件的限制，Archiver服務器需要安裝在礦井的分監(jiān)控中心，這樣錄像數(shù)據(jù)不占用礦區(qū)到市縣的網絡帶寬，錄像數(shù)據(jù)被存儲在本地分監(jiān)控中心的Archiver服務器上，為了保障Archiver服務器上數(shù)據(jù)的安全性，可以考慮對服務器數(shù)據(jù)進行加密。市縣的管理部門可以通過網絡察看各礦區(qū)的實時圖像，也可調閱回放礦區(qū)分監(jiān)控中心Archiver服務器上存儲的圖像。

可選解決方案二

主監(jiān)控中心設置在市縣的管理部門。它是由系統(tǒng)服務器、網絡視頻解碼器和大屏幕顯示系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)服務器是整個網絡系統(tǒng)的管理中樞，主要實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的客戶端和前端視頻流的管理。

主監(jiān)控中心配置的iDVR Directory目錄服務器，用來邏輯管理用戶的登陸等。而iDVR Archiver存儲轉發(fā)服務器，用來管理記錄指向到該服務器的視頻服務器的視頻流。這樣與前端子系統(tǒng)就建成了一個完全基于網絡的功能非常強大的網絡視頻系統(tǒng)。

目錄服務器和Archiver服務器都設置在主監(jiān)控中心。這樣能夠最有效地保證錄像數(shù)據(jù)的完整和準確，但是同時也就要求具備較高的網絡帶寬，根據(jù)實際傳輸數(shù)據(jù)的情況，暫定以CIF的圖像效果進行錄像存儲，如果每路視頻按照512K的網絡帶寬計算，則網絡實際帶寬不能低于4.5M，這樣便與實際提供的網絡情況有差距，本方案設置僅供參考。

Archiver服務器提供圖像存儲、回放、服務。每一個Archiver服務器可支持40個攝像機圖像存儲、瀏覽。這40個攝像機可以是系統(tǒng)內的任意40個位置的攝像機，不必按照順序或區(qū)域設置。

如果系統(tǒng)擴容，或需要對所有的監(jiān)控點同時錄像，則就需要在主控中心設置高效率的系統(tǒng)服務器組，這樣可以支持多個Archiver服務器，多個Archiver服務器與目錄服務器可以有機地形成一個整體，使對整個系統(tǒng)的管理非常合理、高效、安全。

電視墻功能選項

若監(jiān)控中心顯示部分要求還原模擬信號建電視墻，則系統(tǒng)可選用網絡視頻解碼器，可以將數(shù)字視頻還原為模擬視頻信號，按需要可配置多個網絡視頻解碼器以組成電視墻。網絡系統(tǒng)對網絡視頻解碼器的數(shù)量沒有限制。

虛擬矩陣功能選項

iDVR3.0版本軟件支持“虛擬矩陣”功能，系統(tǒng)原理見圖3。

iDVR3.0軟件通過控制視頻流的發(fā)送方向，配套使用AV1500e-R解碼器將數(shù)字視頻信號還原為模擬信號。由圖3可以看見，一個攝像機經編碼器生成視頻流可以同時傳送到3個模擬監(jiān)視器。該軟件通過控制視頻流的方向，可以完成模擬矩陣的矩陣切換功能（Matrix），如順序切換、程序切換、群組切換、點切換等等。這種切換較模擬矩陣系統(tǒng)更加方便、更加快捷。

iDVR系統(tǒng)件

AVinfo的iDVR（Ver3.0）版本軟件具有管理幾千個視頻流的能力，支持多服務器結構，客戶端的數(shù)量理論上沒有限制。軟件升級、維護、參數(shù)設置全部都可通過網絡遠程進行。聯(lián)網的授權用戶都可通過登陸iDVR目錄服務器查看系統(tǒng)內任意一路監(jiān)控圖像及存儲的圖像文件。

分監(jiān)控中心設計

分監(jiān)控中心設在各煤井的監(jiān)控室，如果采用主控中心方案一的設計方案，分控中心需設置Archiver服務器服務器一臺，并可根據(jù)實際情況考慮是否需要安裝電視墻。如果考慮安裝電視墻，則分監(jiān)控中心由網絡視頻解碼器、模擬監(jiān)視器及分控中心的電腦終端等設備組成。但分監(jiān)控中心要根據(jù)實際管轄的監(jiān)控點數(shù)量，設置網絡視頻解碼器和模擬監(jiān)視器的數(shù)量。

如果采用主控中心方案二的設計方案，則分控中心只需要配置電腦終端，通過客戶端軟件，并在規(guī)定的權限內察看監(jiān)控圖像。

多級分控點設計

網絡上的任意一點，比如礦區(qū)領導的辦公室等，只要登錄系統(tǒng)的主服務器都可以成為一個分控點，這樣每一個分控點都可以根據(jù)自己的權限監(jiān)看并且控制前端監(jiān)控點，包括查詢、回放錄像文件。

煤礦監(jiān)控點設計

煤礦監(jiān)控點分布在所轄的各煤井，主要由前端監(jiān)控攝像機、云臺、云鏡解碼器、網絡視頻服務器等設備組成。

前端攝像機視頻信號經網絡視頻服務器模數(shù)轉換和壓縮之后上傳網絡。對煤礦井上監(jiān)控點的攝像機可以直接就近接入網絡視頻服務器，之后經網絡交換機上傳網絡。對井下監(jiān)控點的攝像機，由于距離網絡視頻服務器較遠，則要借助光纖和視頻光端機接入網絡視頻服務器，之后也經網絡交換機上傳網絡。

網絡視頻服務器是一個嵌入式設計的、采用MPEG4編解碼格式的網絡視頻接入設備。