城市排水远程无线监控监测指挥调度系 统 一、概述 近几年来，随着中国城市化速度的极度加快，城市政治、经济、文化快速发展，城市的排水 系统相对滞后，因城市积水导致事故频发、交通阻断，对城市人口的生活受到很大影响， 苦不堪言； 特别是近两年内，包括北京在内的全国各大城市都相继出现了大范围的内涝，“城市内涝” 问题引起了多 方的广泛关注。这就对城市环境卫生、城市排污治理等管理提出了新的要求。如果能 够采用远程视频 监控系统实时掌握各个排水泵站的动态和各大排水设施的运作状况，在发生内涝后采用车载无线移 动应急视频指挥系统及时动态传输各重点场所的积水状况，采用先进的科学技 术建设一套智能的、基 于网络的、数字的、安全的综合管理系统， 以提高城市环境保护管理工作效率，加强城市排污治理， 保证人民群众的生命财产安全，提高人民生活水平和城市安全， 提升人民满意度和城市形象，及时 排除险情、保障城市的有序运作，对城市环保部门和防汛部门来说具有重大意义。 出于以上思路，才茂科技作为国内领先的远程监控和无线移动监控研发企业，着手研发一 套基 于 3G 和远程网络、遥感遥测、物联网等各种先进技术于一体的，功能强大，先进可靠的 城市 排水远程无线监控监测指挥调度系统。将远程的音视频信息、水位信息、降雨量信息、排 水泵运作状态信息等通过 3G 无线网络上传到指挥中心的流媒体转发服务器和混合处理服务器， 在指挥中心可以通过客户端软件直接监控排水现场的实时视频和各种重要数据， 根据需要， 在远 程调节摄像机的视角，旋转摄像机云台，通过控制摄像机的焦距拉近距离监控细节或推远焦距监控个 排水口的全局，和前线值守人员进行双向语音对讲，可以远程开启或关闭排水泵闸。在指挥中心，可 以把现场的视频画面和各种水情信息投影到大屏幕拼接墙供决策层集体观看，进行 风险评估，在监 控中心配备磁盘阵列网络存储系统，对于每次降水期间的现场视频进行全程存储， 便于日后的随时检 索、回放和查阅。如果出现安全事故，可以调阅历史视频档案，分析事故原因， 总结经验，吸取教训等。 除了在指挥中心集中监控以为，各有关领导还可以通过局域网在办公室随机进行远程视频监控。领导 们还可以通过手机或平板电脑在任何地方随时随地监控现场视频。 考虑到经常有夜间出现暴雨造成积 水的情况，如果采用传统的红外摄像机，夜间监控效果会非常差，根本无法看清积水状况，我们在 一体化 3G 摄像机里采用了激光成像和热成像技术，完全满足夜间监控积水的需求。 除了固定点的监控，我们建议在汛期采用“人巡”和“车巡”相结合的方式，当有暴雨来 临或发生 内涝时，应急抢险巡逻指挥车可以通过车载移动 3G 音视频系统将前端的现况和自身的行驶轨迹 实时传输回监控指挥中心，在指挥中心的大屏幕上可以全方位、多画面掌握全市的 排水状况，实 时监控局地的降水量、水位、排水状况视频等等。 二、系统架构和总体思想 2.1 系统拓扑结构图 2.2 设备物理结构图 2.3 所要实现的功能目标 前端摄像机采集的视频信息经过模数转换（AD 转换）和编码压缩后，通过 3G 无线网络， 将 信号上传到指挥中心的流媒体转发服务器，对于重点部位，安装无线雨量计和无线水位计， 采用才 茂科技的 3G 视频+RTU 一体化嵌入式终端设备同步传输到指挥中心。在监控中心， 可以通过 客户端软件直接监控作业现场的实时视频，根据需要，在远程调节摄像机的视角， 旋转摄像机云台，通过控制摄像机的焦距拉近距离监控细节或推远焦距监控全局，和前线值守人 员进行双向语音对讲，可以把现场的视频画面投影到大屏幕拼接墙供决策层集体观看， 进 行风险评估，在监控中心配备了磁盘阵列网络存储系统，对于每次作业的现场视频进行全程存储， 便于 日后的随时检索、回放和查阅，如果出现安全事故，可以调阅历史视频档案， 分析事故原因，总 结经验，吸取教训等。除了在指挥中心集中监控以为，各有关领导还可以通过局域网在办公室随机 进行远程视频监控。领导们还可以通过手机或平板电脑在任何地方随时随地监控现场视频。考虑到 经常有夜间出现暴雨造成积水的情况，如果采用传统的红外摄像机，夜间监控效果会非常差，根本无 法看清积水状况，我们在一体化 3G 摄像机里采用了激光成像和热成像技术， 完全满足夜间监控 积水的需求。 2.4 关键技术 在本系统中，集成了众多的先进技术，诸如：A/D 转换技术、音视频压缩编码技术、无线通信 优化技术、多通道集群捆绑技术、多线程处理技术、无线图像传输技术、GPS 定位技术、音视 频存储技术、传感器技术、热成像技术、物联网技术、信道动态调整技术、可靠的网络传输纠 错技术、 网络编码自适应技术、分级接收技术、流媒体转发技术、数字模糊算法模型技术等等。 2.5 产品选型 对于前端设备，我们推荐采用才茂科技专利技术的三种不同的类型设备，一种为临时搭建型三脚 架式 3G 远程热成像监控仪，一种固定点 3G 远程激光监控仪，一种车载移动 3G 摄像机。从室 外应用环境角度考虑，因为都是在汛期使用，全部设备都采用防水等级高于 IP66 的工业设计； 从临时部署，随机使用的角度考虑，我们设计了无需接线、无需设置、即插即用的嵌入式 系统，携带 方便、安装快捷、拆卸灵活、随机移动；才茂科技的设备均有高度的集成度，没有任何接线，全部 一体化设计，个部件之间采用防水航空接头，设备的安装、使用也非常便捷，无需接线，不用设置， 即插即用，部署灵活。车载移动指挥系统采用了真空吸盘结构，不需破坏车辆结 构、不需任何改装，在 需要的时候直接吸附于车顶，采用点烟器供电， 非常方便灵活。 2.6 自动监测雨量站 2.6.1 设备组成 自动监测雨量站以遥测终端为核心，配置翻斗式雨量传感器、通信终端、电源系统以及避雷系 统， 实现雨情信息的自动采集和自动传输。自动监测雨量站采用太阳能浮充蓄电池和交流电源 两种方式 互为补充供电。自动雨量监测站设备组成结构如图 5-3。 2.6.2 系统功能 （1） 可定时或实时自动采集雨量参数，采样间隔可设定； （2） 能按定时或事件自报方式通过主备式信道发送数据，当第一发送信道不通时，自动切 换 到第二信道发送（亦可采用单信道）； （3） 具有现地或远地编程能力，可设置参数，改变路径，读取数据； （4） 可响应召测，接收来自测控中心的召测指令，根据指令要求将当前值、或将过去的记录 值、 或将所有存贮的数据通过指定的信道或指定的路径发送； （5） 具有工况报告功能 （6） 具备存储功能，其存储容量应满足能连续记录 1 年的资料 （7） 大屏幕拼接电视墙 2.7 大屏幕投影显示系统作为当今最现代的视讯工具之一，已经被广泛地应用于我国国民经济 生 产的各个领域。众多领域的调度中心、监控中心、演示大厅、会议室，都需要对现有工作情 况以 图文形式作出快速反应，要求数据实时、准确的多元化模式至臻显示，并将这些来源各异 的数据 通过有效的调配和整合，形成一套功能强大、易于使用、有效的管理指挥中心系统。 2.7.1 系统特点: 1） 系统稳定、操纵灵活 系统应采用先进的技术和系统结构，确保系统的可靠性与安全性，不能对其他子系统造成安全 影响 和环境影响。采用统一的控制管理系统，可以灵活操作。 2） 图像显示实时、稳定 图像显示效果清晰，屏幕亮度高显示均匀，色彩还原真实，图像失真小，显示稳定性高，使用 寿命 长，能满足 7×24 小时长期连续显示的要求。