【摘要】 本文介绍了格瑞特电厂视频监控的项目背景，结合用户现状和用户需求，提出一套整体解决方案，对方案中涉及的主要技术和设备选型做了描述，通过系统的实现和应用描述了一个典型的工业级视频监控系统的规划和设计思路。
【关键词】 工业级视频监控 IP网络 抗干扰
1、项目背景。
基于对企业管理信息化的要求，中煤集团格瑞特电厂提出了建设视频监控项目，笔者参与了该项目的方案设计和系统集成实施工作。设计中充分利用格瑞特矸石电厂现有的基础IP网络和园区光纤链路构建一个高效、安全、可靠、可扩展的工业级视频监控系统。本文结合项目的前期设计和实施过程，阐述了系统的设计和实现。
2、需求分析。
2.1 现状分析。
格瑞特电厂已建有一套高可靠的承载电厂运行、管理的MIS、SIS系统的IP网络。建成由中心机房到各生产单位的大容量光纤链路（双路由24芯）。所有生产节点IP业务均可实现无阻塞转发。
2.2 实现目标。
2.2.1 总体要求。
在格瑞特安全生产监控中心，实现对全厂生产区域和周界区域的实时监控与调度。监控范围具体分为8个汇聚节点，52个视频监控点，其中包括静点25个，带云台动点27个。
2.2.2 系统实现。
格瑞特电厂视频监控系统要求实现以下功能：
1）网络集中监控功能：
可将全厂各监控点连成统一的一个网络，采取中心存储，中心集控，在全厂任何一个IP通达节点可以实时对任一个视频节点的图像，进行监看、控制。
2）分级权限管理功能：
通过对硬盘视频录像机和智能网络矩阵的用户管理权限设置，可以达到对调度员、各级管理员的细粒度的控制，不同的级别有相应的控制权限，对相应节点图像的监看权，对摄像机云台的控制权等。
3、方案设计。
3.1 设计原则。
（1） 经济性与实用性原则
充分利用已建成的IP园区网和光纤链路资源，充分考虑用户的需求和工业生产环境的特殊因素，结合视频技术发展的趋势，设计一套高可靠、抗干扰、低成本的监控系统。通过细致的现场勘察、严格的设备选型和最佳的性格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实现的需求，经济实用。
（2） 可靠性与安全性原则
由于本系统为工业级系统，在方案的设计中着重考虑了系统的可靠性与健壮性。在系统发生故障，造成业务中断时，可以确保数据的完整性、准确性。同时系统具有较高的MTBF，和较低的MTTR。同时系统具有一整套完整的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。【1】
3.2 总体方案设计。
格瑞特电厂视频监控系统拓扑如下：
格瑞特电厂视频监控系统由以下几部分组成，包括前端摄像机、视频光端机发射端、视频光端机接收端、视频分配单元、智能网络矩阵、硬盘录像主机、监控电视大屏。
前端系统包括：摄像机和视频光端机发射端，此部分的主要完成视频信号的采集，并且转化为光信号。
中心系统包括：视频光端机接收端、视频分配单元、智能网络矩阵、硬盘录像主机、监控电视大屏。此部分组要完成视频信号的由光信号转化为电信号，再由视频分配单元实时向智能网络矩阵和硬盘录像主机分别复制视频信号。智能网络终端接收信号后通过矩阵算法，分别向监控电视大屏输出视频图像，而硬盘录像主机接收信号后，通过自带的SATA硬盘存储为特定格式的文件，且将视频信号编码为可通过IP网络传输的视频流。【2】
电源分配系统：包括中心端带稳压功能的UPS和前端设备的电源变换器。为了保证整体系统的可靠性，我们采用了由中心机房集中供电的方式，在中心机房设置总控电源空开，分别设置8路汇聚点。这样设计的好处是避免由于节点就近取电时，电源失效时造成的设备脱网。同时在各支路电源汇接处设置一分控空开，可避免某一节点电源发生故障（短路）或需要断电维修时，造成全网瘫痪的后果。
干扰过滤系统：本项目施工的滑进较为复杂，绝大部分节点位于高强电磁干扰区域，为了避免来自其他频率电磁波的干扰，所有线缆通过架设镀锌铁管的方式敷设。在干扰较强的区域增设视频抗干扰器等措施，来避免对视频信号的干扰。同时由于主干均采用光纤连接，同样也起到很好的抗干扰效果。
3.3 存储规划。
视频信号存储的格式不同，所占用的空间差别也很大，不降低使用效果的情况下，为了节省硬盘空间。我们建议使用以下码流设置方式：
CIF：512Kbps，在变码率设置下图像质量选择“较好”或“次好”。 每小时录像文件大小计算公式：码流大小×3600÷8÷1024= MB/小时。硬盘录像机硬盘容量计算遵循以下公式：每小时录像文件大小×每天录像时间×硬盘录像机路数×需要保存的天数。
由于本次工程设计存储周期为一个月全天候录像，所以存储容量可由公式得出为：每小时录像文件大小=512×3600÷8÷1024=225MB；
硬盘录像机所需硬盘容量=225×16×24×30=2592000MB≈2.6TB 约为5块500GB的硬盘。【3】
4、设备选型。
4.1 前端设备。
定点摄像机建议采用体积小的红外一体机，镜头采用8mm广角镜头。
球机根据用户需求分别采用三大类：室内高速球机、室外远红外球机、防爆高速球机。
生产区域使用5寸室内球机，防尘、防水，内置解码器，最大变焦27倍，直流供电。
周界区域使用室外远红外球机，内置解码器，最大变焦22倍，直流供电，最大红外距离25米。
4.2 中心设备。
硬盘录像主机：支持网络接口，支持多种存储格式，存储介质支持SATA硬盘，最大接入路数为16路。
智能视频矩阵：支持网络接口，全IP化连接，支持模块化升级扩展。16路输出，64路输入，支持键盘操作。
5、结束语。
格瑞特电厂视频监控系统是电力行业充分利用现有网络资源，采用较为先进技术的一个大型工业级监控系统。系统的建成为该电厂的生产、管理提供了一个高效、可靠、安全的平台，该系统的使用必将使格瑞特电厂的信息化管理水平提高到一个新的层次，系统达到了预期的设计目标，为该厂安全生产、高效管理、提供了一个有力的手段。
[参考文献]
[1] 《中国电信网络视频监控系统工程设计规范》，华信邮电咨询设计研究院，2007年.
[2] 马刚，《网络视频监控系统建设》，《电信工程技术与标准化》，2007年02期.
[3] 《安防产品手册》，浙江大华技术股份有限公司.
