大型港口視頻監控系統設計與應用分析

前言

隨著全球一體化進程的加快和國際經濟活動的日趨頻繁以及供應鏈管理思想的興起，現代港口特別是大型樞紐港的地位越來越突出，如何加強對大型港口調度、安保等各方面的管理成為建設和管理者需要面對的嚴峻問題。

天地偉業大型港口視頻監控系統是采用傳統視頻技術與現代通信技術相結合的技術手段，對遠端場景進行傳感成像、信號傳輸、集中監視、圖像記錄以及聯動控制的安全技術防范和管理系統。由于其直觀的效果，日益成為現代大型港口管理的重要組成部分。

按照港口數字化視頻監控系統的總體規劃和設計要求，建立和完善港區各作業區域，錨地、航道、泊位、堆場、門衛、公安交通、環境監測等數字化視頻監控系統十分必要。在碼頭各作業區域建立視頻監控系統的基礎上，為海關、港口公安局、海事局、邊防等其他協作單位，提供監控點及相應的控制手段，與以上單位建立統一和共享的視頻監控網絡，逐步完成港口的數字化視頻監控系統建設。

港口視頻監控系統需求分析

監控范圍

集裝箱碼頭、保稅倉庫等貨物集散地的監控;海關監管的重點場所;幫助海關邊檢部門掌握轄區動態，開展反偷渡工作;碼頭前沿的船港界面;危險貨物作業過程;重大危險源;引航;港口設施保安計劃落實情況;進出港車輛、人員、船舶、貨物。

港口視頻監控常見問題

1.建設周期長，設備部分老化。以某大型港口一期為例，該碼頭自1998年開始建設監控系統，10年間曾經歷過多次系統改造和維修，但是基礎的線路、一些設備連接和承載系統都還是舊的，接觸不良的故障時有發生，因光纜老化和外力中斷的故障在最近4年間就發生過3起。其他碼頭這樣的情況也不少見。

2.各碼頭監控系統建設各自為政，建設標準不統一。全港對于監控系統的建設沒有一個統一的標準，各碼頭公司都有自己一套獨立的系統結構。在海關的監控室可以看到四五個碼頭公司提供的視頻監控系統，各個系統都不一樣，各系統資源不能共享，使用、維護和修理，非常麻煩。

3.各聯檢專網之間設備重復投資，信息無法共享。目前各口岸聯檢單位都有通過網絡進行視頻監控的需求，但由于邊防公安網、海關專網、海事專網、各碼頭局域網絡之間不能互連互通，造成幾乎每個需要監控的單位都單獨做了一套監控系統，重復投資、浪費資源的情況相當嚴重，并且各系統之間的視頻資源無法共享。若單獨共享前端攝像頭采集的圖像信號，則意義不大，且在控制權限方面會更加混亂。

港口視頻監控需求特點

1.監控范圍大。港口監控點的選擇，應將攝像機安裝在港區的燈塔制高點，這樣視野寬、無障礙，可盡量少設監控點，使每個監控點監控覆蓋的碼頭面積最大。

2.全天候監控。港口監控點要全天候工作，這就需要選用紅外敏感型彩色轉黑白攝像機和日夜兩用型鏡頭，并且在3km外能看清人物活動;選用螺桿傳動的室外一體化重載云臺。為了減少遠距離圖像的抖動，攝像機的安裝也要確保牢固穩定。

3.電磁干擾問題突出。港口一般都經過幾十年的不斷建設，設備、強電、弱電多種系統交叉運行，電磁干擾問題無處不在，因此要獲得好的監控效果，必須考慮系統抗干擾的問題。

4.避雷接地必須安全可靠。監控系統的軟肋是前端的避雷與接地，前端設備的避雷與接地直接影響整個工程的安全性和可靠性，忽視避雷與接地可能給用戶帶來巨大的的損失。避雷原則是所有設備都要安裝在避雷針的保護范圍之內，接地電阻不大于10Ω，避雷與接地的特點是環境決定并影響避雷與接地的實際效果。

5.系統資源共享。港口監控系統不但要滿足生產、管理的需要，還要滿足邊防檢查、海關、海事部門的監管需要，因此，需要解決圖像資源共享和控制權限的分配問題。

港口視頻監控系統架構分析

系統架構特點

1.新建設的港口可視化系統具備數字化、網絡化的特點，可以遠程觀看控制，提供開放式的接口規范，可方便實現外部監控;

2.采用模擬與數字結合的方式，前端到調度室監控中心采用模擬傳輸和控制方式，保證了圖像質量和操作實時性，在調度室監控中心進行數字化;

3.以光纖為主要傳輸手段，配合采用其他多種靈活的傳輸手段;

4.采用數字化組網方式，為各監控中心提供高清晰度圖像和運行安全可靠的視頻系統;

5.建立統一的管理平臺，統一權限管理，統一規劃建設實現多級管理要求;

6.整個系統具備可擴展性、穩定性，適應港口環境;

7.滿足港口業務系統、海關、港口公安局、海事局、邊防等多個監控中心對監控點位合理分配和權限控制的要求;

8.實現網上瀏覽與控制;

9.實現船舶、貨物進出港的全過程、全方位系統跟蹤管理。

系統整體拓撲架構

按所處地理位置的不同以及實現功能要求的不同，天地偉業港口視頻監控系統的整體結構分為三級：前端監控點、各調度中心、總控中心。實現的流程包括：前端信號的采集、信號的傳輸、后端信號的編碼處理、用戶訪問。根節點是港口的總監控中心，一級父節點是各調度中心，子節點是分布在各個港口的監控前端。系統中虛線部分是用光纖傳輸，通過光端機將前端的視頻信號、控制信號傳輸至調度中心，由調度中心的矩陣系統進行集中管理。為實現數字化網絡監控，在調度中心安放視頻編碼設備，將模擬信號轉換成數字信號，在網絡中傳輸。各調度中心匯集到總監控中心，在總監控中心實現所有系統的集中管理。

調度室監控中心系統架構

在調度中心，光端機視頻輸出視頻信號首先進入視頻分配器，分別向矩陣系統和視頻編碼設備系統提供視頻輸入。視頻控制矩陣輸出到大屏設備，其中視頻編碼設備將模擬信號進行數字化處理并介入到網絡系統中。視頻轉發服務器(或稱：視頻代理服務器)統一管理和轉發視頻數據，以主要解決視頻編碼設備的性能差異和緩解網絡干路的帶寬壓力。用戶登錄到視頻平臺服務器，并從視頻轉發服務器獲得視頻數據流完成監控的應用過程。