德清武康对河口水库饮用水安全保障监控建设方案(第四版)
湖州市德清县武康对河口水库饮用水安全保障数字化监控系统
设计方案
浙江通维通信工程有限公司
二○一一年十一月
目录目录I
1总体设计方案1
1.1项目概述1
2项目需求分析5
3系统总体设计9
4系统硬件方案12
1.1.
2.系统软件方案27
1.2移动车载视频建设方案38
1.2.1系统概述38
1.2.2系统结构39
1.2.3解决方案43
1.2.4系统工作原理45
1.2.5优势对比46
1.3前端太阳能系统48
1.3.1设计依据48
1.3.2 设计计算48
1.3.2 系统配置49
1.3.3产品指标50
1.3.4电池的埋放53
1.3.5 材料清单（单站）54
1.3监控机房设计及装修方案55
1.3.1监控机房建设需求概况55
1.3.2引用标准55
1.3.3机房装修57
1.3.3.1设计内容57
1.3.3.2顶棚装修工程58
1.3.3.3地面装修工程58
1.3.3.4活动地板的安装59
1.3.3.5墙面装修工程59
1.3.3.6隔断工程59
1.3.3.7门窗工程59
1.3.4机房配电系统60
1.3.4.1电源方案60
1.3.4.2系统实施61
1.3.4.3配电线路61
1.3.4.4配电设备及材料61
1.3.4.5照明系统63
1.4机房防雷接地系统64
1.4.1概述64
1.4.2雷电入侵电器设备的形式64
1.4.3影响监控中心系统的是感应雷64
1.4.4防雷措施64
1.5机房空调系统66
1.5.1机房空调66
1.6布线系统技术方案68
1.6.1机房布线系统建设内容68
1.6.
2.产品选用68
1.6.3机房布线实施68
1.6.4系统组成68
1.6.5工作区子系统设计69
1.6.6水平子系统设计69
1.6.7管理子系统设计69
1.6.8线缆路由70
1.7机房消防系统70
1.7.1概述70
1.7.2设计范围70
1.7.3设计方案70
1.8门禁72
1.9电子巡更系统72
1.9.1系统概述72
1.9.2系统组成72
1.9.3系统拓扑结构图73
1.9.4组网示意图73
1.9.5使用示意图74
1.9.6系统工作原理74
1.9．7巡更管理系统软硬件配置75
1.9.7.1智能巡逻管理系统软件75
1.9.7.2BP-2002F型（液晶屏）巡检器75
1.9.7.3巡检点76
1.9.7.4人员卡77
1.9.7.5事件夹卡77
1.9.7.6通讯座77
1.9.7．7系统通讯的方式78
1.5系统报价80
5、附件：81
5.1、系统图81
5.2、前端立杆图81
5.3、设备机箱及连接图81
5.4、网络机柜图81
5.5、前端连接示意图81
1总体设计方案
1.1项目概述
根据环境保护部、国家发展改革委、住房和城乡建设部、水利部和卫生部联合印发的《全国城市饮用水水源地环境保护规划（2008—2020年）》，实施将有效指导各地开展饮用水水源地环境保护和污染防治工作，进一步改善我国城市集中式饮用水水源地环境质量，提升水源地环境管理和水质安全保障水平。建立高效、稳定的饮用水源地水质监控系统是其中的任务之一。
为切实加强城镇居民集中式饮用水源安全的监管力度，需在对河口水库库区建立一套水源水质视频监控系统，它是一种新型的、高效的以防为主、防治结合管理手段，对监测水污染物和库区安全起到了很好的作用，其中和市水利系统之间的视频共享起了非常重要的作用。根据实际运行的经验，由于建设目的的不同，为了更好的为库区监测服务，需在库区周边建设41个监控点。
饮用水安全保障监控系统将在一定程度上提高库区水文水质管理监测、快速反应、协同作战能力。在水库库区道路可见水域区域、重点单位路口、主道接近水域卡口建立视频监控点，将监控图像实时传输至监控中心，可以直观地了解和掌握监控区域的动态情况，弥补人员不足，提高数字化管理水平。
1.2总体目标
本项目建设是新建一套数字化监控软件平台、系统基础上新建35个点，改造5个点，共41个监控点。
本项目的建设将达成以下目标：
1)本系统按照一级安全防范系统工程设计。
2）采用当今成熟的网络、通信、图像编解码等先进技术，实现快速获取全区重点部位、复杂地段多种图像信息，能准确、直观、快捷，反映和记录现场有关部位的实时动态情况。
3）新建成的图像监控系统与可与县、市水利局监控系统联网。使图像做到县、市局、本局等单位接入多级联网，达到资源共享、信息共享的功能。
4）利用网络，图像能在辖区网络上浏览和控制。
1.3设计依据
本系统设计依据为：
1)《安全防范工程技术规范》（GB50348-2004）
2)《社会治安动态视频监控系统技术规范》(DB33/T502-2004)
3)《浙江省安全技术防范系统建设技术规范》（浙江省地方标准）
(DB33/T768-2009)
4)《安全防范工程程序与要求》（GA/T75-94）
5)《安全防范系统验收规则》（GA308-2001）
6)《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000）
7)《民用闭路电视监控系统工程技术规范》（GB50198-94）
8)《工业电视系统工程设计规范》（GBJ115-87）
9)《音频、视频及类似电子设备安全要求》（GB8898-2001）
10)《测量、控制和试验室用电气设备的安全要求》(GB4793-2001)
11)《信息技术设备的安全》（GB4943-2001）
12)《邮电通信网光纤数据传输系统工程施工及验收暂行技术规范》
13)《安全防范系统》（浙江省地方标准）（DB33/T334-2001）
14)《浙江省公共安全技术防范管理办法》
15)《跨区域视频监控联网共享技术规范》（浙江省地方标准）
（DB33/T629-2011）
16)《通信系统机房设计》（GBKJ-90）；
1.4设计原则
在系统设计和设备选型方面，应遵循以下原则：
先进性：选用设备注重其技术领先，采用实时性强、压缩比高的音视频服务器，彩色高清晰低照度摄像机，既可以保证网上传输占用较小的带宽，又可以保证较高的图像传输质量。系统应是满足可靠性和实用性要求前提下的最先进的系统。系统应是一个符合集散系统发展趋势；特别是符合监控中心技术和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟。
安全性：由于通过网络传输监控图像，因此其安全性也极为重要。接收发送服务器要具有多级密码登陆功能，传输的图像格式通过通用软件来浏览，不能对其进行修改。远程监控端具有权限设置功能和密码登陆功能，并能对主机进行工作状态检测，这样来确保系统的安全性。
稳定性：应采用成熟稳定的产品，视频采集和编解码设备采用嵌入式产品，应能够保证系统7X24小时不间断运行。
可靠性：具有设计独到的视频流量管理功能，保证网络通畅。可实行多级操作权限管理，保证统一、规范管理。系统具有自诊断功能。系统的平均无故障工作时间MTBF>10000小时。
标准化：应遵循国内和国际的通用标准。网络视频监控系统就是要实现在网络系统上的音视频传输和共享。本系统采用的产品均遵循网络协议（TCP/IP）和传输标准的要求。
兼容性：因全市网络情况不尽相同，系统应具备很好的兼容性，同时能与以后建成的监控点监控系统很好的融合。
开放性：软件可以与第三方系统相融合，可以读取第三方系统的相关数据，也可以为第三方系统提供其需要的相关数据，提供SDK（二次开发包），具有开放式结构。
统一性：采用中心实现对各重点的点集中控制调度，对所有的图像在处理过程中统一数据格式，实现一体管理，同时传输网络协议保持一致，形成网上监控调度的统一框架。
易用性：可远程调节视频图像质量与带宽占用，可以根据需要调节帧数、分辨率、图像质量等，支持64K-2048Kbps的传输码率，支持多种图像浏览方式。软件系统应基于B/S和C/S架构的组网技术，可以方便灵活的使用。
实时性：视频延时小于0.5S。
完善性：系统可选择具备报警功能。当发生报警时，可实现相对应图像在主窗口探出显示；发送报警声音前往预制位；并能把报警信息以短消息形式发送到
指定客户端。
功能完善的录像管理体系。系统可选用手动、移动侦测、告警、定时录像等多种录像方式；提供指定周期的滚动删除功能，有效防止存储空间耗尽。同时可提供分布式网络存储功能，与网络内其他服务器，或NAS紧密结合。
系统具备完善的分级控制功能：系统设权限管理，对不同级别的用户给予不同的权限，有效防止越权操作。被授权的网上任意操作人员可根据权限对监控点进行监视，实现对摄像机视角、方位、焦距、光圈、景深的调整。进行云台的预置和控制。
多级管理功能：系统支持多级管理，多级结构为主服务器、从服务器、本地服务器等多级结构，即每个本地服务器为独立子系统可支持管理若干路视频服务器，本地用户可通过登陆本地服务器便可实现监控等功能；将若干本地服务器指向到所属从服务器便可实现统一管理，登陆从服务器便可查看、管理下属各本地服务器的若干图像；同理：将从服务器指向到主服务器便可建立一个庞大的网络视频监控系统，摄像机的数量理论上是不受限制的。
可扩展性：采用实时监控调度网络架构，内部采用可配置方式进行集中管理，当增加点扩展系统时，只需要看作增加网络上的一个新的外部结点即可。
由于用户以后的需求会不断发展，监控数量将随之扩大，只要增加前端设备，不用添加其他附加设备，以保护用户的投资。
为了适宜未来系统扩展的要求，系统在满足现有功能的基础上预留足够的设备容纳性以便系统扩充之用。系统中控制部件（软、硬件）采用集中式结构、嵌入式等技术措施，可以方便灵活的进行扩充，充分保证系统在将来的适应性。
灵活的组网方式，方便被监控点的增加。
几个视频监控系统可以作为子系统组成更大的视频监控系统，可按多级组网的方式，形成大规模的监控网络，高一级监控中心能管理和监控低一级监控中心的运行。
经济性：在确保完成系统功能的前提下，尽可能选择性价比高的产品，降低系统总体造价。
易维护性：由于各点作为网络上的一个外部结点，之间是相互独立的，当某一个点出现系统故障时并不影响整个远程网络集中监控，增强了系统的易维护性。
1.5监控内容
数字化管理动态监控系统是在各库区水域、复杂区域、重点部位、主要道口、重要路口、船舶停靠等地设立视频监控点，将监控图像实时传输到监控中心，可以直观地了解和掌握监控区域的治安、水文动态情况，提高数字化管理水平。
1.6工程建成后达到的功能
本次新建的系统通过对库区水域、重要路口的视频实时监控，及时发现各类污染水环境、水位变化及接近水域人员等事（案）件发生，实现远程监控、远程现场指挥、录像查询等功能。
前端新建监控点主要通过光纤收发器和租用的光纤线路上传至对河口水库管理局监控中心。
通过本次建设，系统将具备如下基本功能：
1．图像监控：对河口水库管理局监控中心对模拟或数字接入的监控图像，通过视频矩阵在电视墙上能清晰实时显示监控场所，并能对摄像机进行方位、变焦等控制，并且可以对摄像机进行预置设定路径扫描。
2．网络浏览：其他单位授权用户通过专网以网络浏览方式实时监视各点图像。网络浏览采用电子地图、目录树、模糊查询等多种形式显示，并可以多画面方式显示，画面监控点用户可以任意组合；在采用WEB方式浏览下，采用流媒体方式播放，使用户浏览数不受限制，并能在网页上显示在线浏览用户数；采用客户端浏览软件的用户能控制云台镜头、能浏览单路D1分辨率实时和历史图像、能对显示画面进行抓拍和本地D1格式的图像录像等处理，图像清晰度达到4CIF，并能显示在线浏览用户数。
3．图像存储与查询：所有图像在各分中心采用数字录像机通过硬盘以D1格式进行24小时全过程录像，信息保存15天以上，部分关键点位图像保存30天；对需要的图像可以通过光盘刻录机刻录保存；存储的图像通过网络在有权限的电脑上进行快进或快退等速度回放，并有灵活的检索手段，能方便地查询不同时间地点的监控录像资料。
4．分级管理与控制：本系统的监控图像可以按照不同级别与权限进行管理与控制，如监控处理中心或有关领导在网上具有较高查看和控制级别，能浏览和控制相关的高清晰度监控图像；网上其他用户只能浏览监控图像。
5．电子位置显示：监控点能与地理信息系统有机结合，点位标志显示在电子地图上，并能在地图上点击显示监控点图像。对于发生报警或其它警情时，指
挥中心根据报警点地址的关键字能提示最近监控点，在监控中心电视墙上方便地切换到相应监控点（包括摄像机预置点的切换）。
6．扩容升级：系统要预留扩容升级接口，使今后扩容时可以通过插卡，搭积木式地扩展，充分保护前期和今后的投资。系统的软件能方便低成本升级，以满足网络技术和数字监控系统发展的需求。
7．与社会有关单位互连：本系统可以采用模拟视频方式进行实时互联，以保证网络的安全性和保密性。预留对外单位的输出输入接口。
8．系统安全和维护管理：系统具备较强的容错性，不会因误操作等原因导致系统出错和崩溃；系统具有数据备份与恢复功能；系统能对前端设备进行远程维护管理；提供对系统操作的在线中文帮助；能自动生成系统运行日志，可以查询和报表方式打印输出。
2项目需求分析
2.1对河口水库概况
2.1.1基本概况
对河口水库位于浙北德清县西部，东苕溪支流余英溪中游。主坝座落于德清县城武康以西8公里的对河口村。坝址以上控制流域面积148.7平方公里，总库容1.16亿立方米。是一座以防洪为主，结合供水、灌溉、发电等综合利用的大（2）型水库。水库直接保护坝址下游，东苕溪导流港以西40万亩农田、50万人口（其中：包括德清县城武康以及杭宣铁路、104国道、09省道和正在兴建的杭宁高速公路），间接保护东苕溪导流港以东杭嘉湖平原100万亩农田、250万人口的汛期安全。
水库水电站总装机容量为2185KW。其中，一级电站装机2000KW，二级电站（龙头堰）装机185KW。
水库始建于一九五八年，一九六四年竣工蓄水。水库枢纽工程由栏河主坝、副坝、泄洪洞、溢洪道、泄洪渠、引水隧洞及水电站等组成。
2003年9月对河口水库开始进行除险加固工作。除险加固工程枢纽建筑物有主坝、副坝、溢洪道、泄洪洞、原发电引水隧洞、电站、新建输水隧洞、泄洪渠及下游河道整治。2005年9月，对河口水库除险加固主体工程基本完工。
除险加固工程竣工后，水库总库容由目前的1.16亿m3增加到1.47亿m3,扩容3100万m3，防洪库容由3200万m3增加到4552万m3,兴利库容由4000万m3增加到7200万m3,校核洪水标准由不足一千年一遇提高到五千年一遇，
城镇供水能力增加至15万吨/日，年增发电量51万kw.h。
除险加固工程完工后，水库工程管理将踏上一台阶。工程观测方面：主、副坝渗流量观测，防渗墙应变等将直接接入监控中心，自动读取；闸门启闭可远程操作，直接在监控中心内操作完成；在主、副坝、新建输水隧洞、溢洪道等部位将安装监控设施，监视工程运行情况。水文防汛方面：对现有设施进行更新改造，提高自动化程度。
2.1.2需求分析
根据环境保护部、国家发展改革委、住房和城乡建设部、水利部和卫生部联合印发的《全国城市饮用水水源地环境保护规划（2008—2020年）》，实施将有效指导各地开展饮用水水源地环境保护和污染防治工作，进一步改善我国城市集中式饮用水水源地环境质量，提升水源地环境管理和水质安全保障水平。建立高效、稳定的饮用水源地水质监控系统是其中的任务之一。为切实加强城镇居民集中式饮用水源安全的监管力度，计划在对河口水库库区建立一套动态水源水质视频监控系统，它是一种新型的、高效的以防为主、防治结合管理手段，对监测水污染物和库区安全起到了很好的作用。
2.1.3视频监控系统
视频监控系统是指通过，在重点监管地点建设视频设备，接入视频监控信号，结合基础数据资源管理子系统，在管理信息中心的大屏幕和PC终端上显示，实现对部分和事件的全方位、全时段的可视化监控管理，从而对事件作出准确判断并及时响应，对监控范围内的突发性事件录像取证，起到综合治理效果。视频监
控系统可以随时选择需要监控的视频监控信号。
视频监控系统主要应包括以下功能模块：视频图像播放、视频源选择、监控探头调整控制等。
●视频图像播放
能播放主流视频数据压缩格式，如H.264、MPGE4等，并能在监督指挥中心的大屏幕和PC终端上显示。
●视频源选择
可在系统的电子地图上选择需要调用查看的视频源，方便地查看相应的视频信息。
●前端摄像头调整控制
通过调整前端摄像头，可实现视频图像的放大、缩小以及方向调整。2.1.4非功能性需求
1.非功能性需求定义
系统需求可以分为功能性需求和非功能性需求。其中非功能性需求是常常被轻视、甚至被忽视的一个重要方面。其实，系统非功能性定义不仅决定产品的质量，还在很大程度上影响产品的功能需求定义。如果事先缺乏很好的非功能性需求定义，结果往往是使产品在非功能性需求面前捉襟见肘，甚至淹没功能性需求给用户带来的价值。
所谓非功能性需求，是指系统为满足用户业务需求而必须具有的、除功能需求以外的特性。系统的非功能性需求包括系统的性能、可靠性、可维护性、可扩充性、对技术和对业务的适应性，等等。下面对其中的某些指标加以说明。
2.系统的完整性需求
指为完成业务需求和系统正常运行本身要求而必须具有的功能，这些功能往往是用户不能提出的。典型的功能有：故障处理、硬件优化、联机帮助、数据管理、用户管理、升级维护、软件发布等等。
并不是所有的系统都必须包括以上所有的功能，而是可以根据产品的使用环境和企业的产品发展决策进行挑选。例如，升级维护、软件发布管理适用于具有因特网或内网环境的软件系统；而数据管理对于产生数据存储的产品则是必须的，设计人员不应假设用户同时是一个合格的DBA（数据库管理员），而且系统所产生信息的分布、关系，也不是DBA所应该了解的内容。因此，完整的系统应该包括数据备份、恢复、日志管理、垃圾数据清除等基本功能，哪怕这些功能的核心只是一条语句或命令。用户管理功能是另一项必不可少的功能，它定义哪些用户可以以什么样的功能使用系统。好的用户管理功能不仅可以有效控制用户对系统的使用，使系统处于一个安全、负载合理的运行状况，还能提高系统的应用适应性。
3.系统的可扩充性与可维护性需求
指系统对技术和业务需求变化的支持能力。当技术变化或业务变化时，不可避免将带来系统的改变,不仅要进行设计实现的修改，甚至要进行产品定义的修改。好的设计应在系统构架上考虑能以尽量少的代价适应这种变化。常用的技术方法有面向对象的分析与设计以及设计模式。
视频监控系统项目建设的重要性决定了系统在构建和使用过程中，必然面临着各类扩展性需求，例如：业务规模的扩展、业务类型的扩展、集成范围的扩展等等，这要求视频监控系统的架构必须有良好的可扩展性，以适应系统未来发展
需要。
4.技术适应性与应用适应性需求
系统的适应性与系统的可扩充性和可维护性的概念相似，表现产品的一种应变能力，但适应性强调的是在不进行系统设计的修改的前提下对技术与应用需求的适应能力。系统平台的适应性通常表现为产品的可配置能力。好的系统设计可能要考虑到运行条件的变化，包括技术条件（网络条件、硬件条件、软件系统平台条件等）的变化和应用方式的变化，如在具体应用中界面的变化、功能的剪裁、不同用户的职责分配和组合等。
5.系统安全性需求
视频监控平台管理系统一定的机密性和敏感性及其服务对象的复杂性，决定了系统必须在选取成熟、可靠的安全技术，完备的安全措施的基础上建立。在解决互联互通问题的同时，还需要在安全机制上提供完整的解决方案。
对河口水库视频监控项目各个系统的安全隐患主要来自于外部侵入和内部破坏，系统的安全包含技术的安全、法律和制度的保障等，安全建设包括认证体系、信息安全处理体系、信息安全传输等方面，在具体实施中系统得安全性主要有以下四方面的需求：
1)可靠的安全保障体系是建设电子政务的必要条件。其中包括：安全策略制定规范、物理层安全建设规范、网络安全规范、信息安全规范、数字证书管理规范、应用系统安全规范、系统管理规范、应急系统构建规范等内容。
2)安全与应用要并行。视频监控系统安全体系的建设非常重要，必须本着安全与应用并行的原则，将安全体系建设纳入电子政务总体规划中进行统一的和宏观上的安排，不能过分强调各部门或业务的独立性。