為了加強本市建筑工程質量安全和文明施工監(jiān)督管理，不斷提高城市建設現代管理水平，結合本市實際，南京市展開了“數字化工地”大型網絡監(jiān)控系統(tǒng)建設。本文即簡要介紹該系統(tǒng)的相關情況。

項目建設背景
    針對南京市建筑、地產行業(yè)特點，及黨中央、國務院近年采取的一系列重大措施加強安全生產工作，目前上級監(jiān)管部門主要通過現場檢查來督促建筑工地保證安全生產環(huán)境的情況，遠距離監(jiān)控是提高行業(yè)科學管理的必要手段。

    傳統(tǒng)的遠距離視頻監(jiān)控，其圖像一般采用專門的光纜或微波進行傳輸，較容易受到地形和線路的限制，且使用費用較高，因此阻礙了其推廣應用。而將遠程視頻監(jiān)控和報警聯網系統(tǒng)以及寬帶服務體系有機結合起來，做到既可以進行遠距離監(jiān)控、圖像傳輸、聯網報警，又具備智能調控、方便快捷的歷史資料查詢及海量數據保存的功能，同時大幅度降低使用費用，最終能夠將安防技術提高到一個新的水平，從而達到更加有效地預防和打擊犯罪的目的。

系統(tǒng)設計目標
    “數字化工地”大型網絡監(jiān)控系統(tǒng)建設旨在通過對施工現場實施實時視頻監(jiān)控，以進一步加強安全生產和質量監(jiān)管，其總體目標是：設置監(jiān)控指揮中心，實現對施工現場實時綜合監(jiān)管和指揮；工作人員通過辦公電腦實現對所監(jiān)管工地的實時錄像資料回放檢查；兼具語音、網絡會議功能；該系統(tǒng)主要由視頻采集、網絡傳輸和監(jiān)管平臺三部分有機集成。

系統(tǒng)設計原則
    系統(tǒng)在整體設計上充分考慮行業(yè)特點，將監(jiān)視、錄像、報警、控制、實時監(jiān)管、回放以及遠程管理等有效地融為一體，不僅大大提高了安防等級，同時切實將監(jiān)控從安防提高到了科學管理的高度。

    本系統(tǒng)設計原則是：安全性、可靠性、先進性、實用性、開放性、兼容性。
·可擴充性和兼容性原則：各子系統(tǒng)的軟件、硬件采用模塊化設計，提供開放式接口，可以完全兼容第三方系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件每個功能模塊都能被單獨調用，方便系統(tǒng)將來改造、擴容、升級。系統(tǒng)的各功能模塊之間的通信采用標準通信協(xié)議（如TCP/IP），數據交換采用XML格式，而非專有技術；

·有效保護投資原則：系統(tǒng)在設計時，充分利用現有資源，有效保護投資；
·可靠性原則：系統(tǒng)中的主要設備（程控交換機、數據庫服務器、主干網絡交換機等）的主要部件（CPU、電源、存儲等部件）采用冗余備份設置，最大限度地降低宕機的可能性；系統(tǒng)采用熱插拔技術，如數字程控交換機的板卡等部件、服務器的硬盤等均可熱插拔，確保在更換系統(tǒng)部件時，不影響系統(tǒng)的運行；系統(tǒng)軟件采用組件技術進行模塊化設計，通過通用接口的定義和調用進行數據交換，實現各子系統(tǒng)之間進行數據交換時，不因其它子系統(tǒng)故障而影響接處警和輔助決策等子系統(tǒng)的正常工作；[nextpage]

·安全性原則：系統(tǒng)采用硬件防火墻技術保證當公安內部網受病毒攻擊時，指揮中心網絡能與“內部網”物理隔離；采用防病毒軟件和入侵檢測軟件，有效防止指揮中心網絡受到病毒攻擊和黑客入侵；
·開放性原則：系統(tǒng)采用開放性設計，在數據通訊協(xié)議、數據標準、數據庫系統(tǒng)、應用界面開發(fā)、接口設計等方面嚴格遵守開放性設計，針對該項目同時提供應用系統(tǒng)的源代碼，為建工局提供一個開放的系統(tǒng)，方便系統(tǒng)將來改造、擴容、升級。

系統(tǒng)組成部分
    根據設計原則，本系統(tǒng)包括：遠程監(jiān)控系統(tǒng)；大屏幕拼接系統(tǒng)；通信網絡系統(tǒng)；控制中心輔助系統(tǒng)，包括顯示系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、防雷保護系統(tǒng)及裝修等（根據現場實際定）。

遠程監(jiān)控系統(tǒng)
    該系統(tǒng)在各個建筑工地安裝攝像機采集現場視頻信號，通過INTERNET傳送上級監(jiān)管部門，把各場點監(jiān)控進行統(tǒng)一管理，實現“足不出戶”即可隨時查看建筑工地的具體情況。通過技術手段提高上級監(jiān)管部門、發(fā)展商、工程項目監(jiān)理等對建筑工地的生產過程、環(huán)境的監(jiān)控力度。

系統(tǒng)方案結構
如圖1所示，本解決方案包含以下幾個組成部分：

·前端監(jiān)控設備：包括快球、帶云臺紅外一體化機、嵌入式硬盤錄像機、數字電路，可完成網點視/音頻圖像攝取，圖像信號接入站場內部LAN網絡，子網內可以連接少量供主管人員調看的分控客戶端；

·網絡監(jiān)控管理中心（數字矩陣）：下屬所有網點圖像、報警信息通過專網傳輸至管理中心集中處理，任意切換到電視墻。所有站場的錄像資料定時上傳回管理中心的存儲服務器集中存儲。該系統(tǒng)包括管理中心主機、控制鍵盤、電視墻、視頻存儲組件、視頻轉發(fā)服務組件等設備；

·視頻存儲系統(tǒng)（可選備份服務器）：站場本地的存儲系統(tǒng)根據前端要求存儲錄像資料，管理中心系統(tǒng)要求保存15天的錄像資料（發(fā)生事故安全的資料）。由于數據量較大，一般的PC硬盤無法滿足存儲要求，故選用HP存儲服務器，另出于對數據存儲穩(wěn)定性的考慮，采用SCSI結構的硬盤，共計14路；[nextpage]

·分控客戶端系統(tǒng)：系統(tǒng)通過視頻轉發(fā)服務器可支持任意多個分控客戶端。該應用可通過專用客戶端軟件實現，也可以采用IE瀏覽方式，通過互聯網實時瀏覽監(jiān)控現場；

·光纖專網：系統(tǒng)主干網租用電信的光纖，每個現場工地分配10M帶寬；管理中心分配1000M帶寬；

·各區(qū)分控中心：各區(qū)分管的分控中心可通過1000M專網光纖網接入南京總控中心，用戶可方便地進行管理，總控中心可以實時監(jiān)控各地現場工地。

數字電路：采用運營商寬帶網
錄像部分：攝像機采集的視頻信號通過視頻傳輸線路進入DVR。開機后DVR根據設定參數，每天定時自動開關機，并自動進入相應的錄像狀態(tài)。當某些畫面?zhèn)蓽y到移動變化時，相應的圖像自動放大彈出，并有語音提示。當有傳感報警信號時，DVR主機自動彈出電子地圖、通過語音輸出防區(qū)號及類型、并聯動相應的外圍設備（警燈、警號等）。同時自動將移動偵測信息和報警信息自動上傳至網絡管理中心端。

云鏡控制：通過DVR主機、管理中心、客戶端（局域網或廣域網）來實現本地或遠程控制云鏡。DVR主機和管理中心可以設置、調用云臺的預置點和花式巡航。

    報警處理：DVR主機與網點內傳感設備聯動處理報警信號。DVR主機接到報警信號后自動彈出電子地圖、通過語音輸出防區(qū)號及類型、并聯動相應外圍設備，同時將報警信號自動上傳網絡管理中心。管理中心主機收到報警信號后，會自動彈出電子地圖，并強制上傳相應的報警圖像，屏幕墻的主顯示器自動切換到相應的一個或一組報警圖像。

    施工現場內部分控：在站場內部工作站電腦上安裝客戶端軟件，主管人員可以實時監(jiān)看整個工作過程。如果有多個主管人員需要分控監(jiān)看，則只需要在其中一臺分控電腦上安裝視頻轉發(fā)器軟件即可實現任意多個分控觀看，每個轉發(fā)器可支持9個分控連接，通過轉發(fā)器級聯可以實現無限轉發(fā)及分控。分控用戶可以控制云鏡，但同一時間，只能有一個分控用戶控制云鏡。

信息監(jiān)控管理中心
    信息監(jiān)控管理中心將分布在各地的前端設備通過現有網絡連接集中管理，實現遠程任意攝像機圖像的調用；遠程云鏡控制和快球預置點調用；遠程錄像資料的調用；遠程DVR主機的參數設定；遠程DVR主機的觀看用戶權限設定；報警信息的搜集；電視墻的控制（數字矩陣）等功能。管理中心可管理的DVR主機數量是沒有限制的，但是管理中心通過硬件解碼輸出至電視墻的路數是有限制的。目前系統(tǒng)可以做到一臺管理中心硬件解碼輸出24路模擬信號。如果是對成本考慮較多，可以使用管理中心配套的軟解碼實現上VGA墻的方案。由于管理中心系統(tǒng)采用模塊化套件的方式，可以實現多種遠程監(jiān)控方式的任意組合。系統(tǒng)基于Windows2000/XP專業(yè)版平臺運行。

    該監(jiān)控管理中心連接方式簡單可行，可以在較低的成本下實現網絡監(jiān)控、集中多級管理、報警聯動等功能。其可實現以下功能：
·網絡接入方式：DVR主機與管理中心之間支持多種的數據傳輸方式，如TCP、UDP、多種組播方式和電話線等連接方式；[nextpage]

·音視頻信號傳輸對帶寬的適應性：多種網絡音視頻傳輸方式，可實現在高帶寬上全實時的圖像傳輸和在低帶寬上傳輸高清晰的關鍵幀圖像，在管理中心可以同時調看多臺遠程DVR主機上的多路音視頻圖像；

·遠程備份：網點前端采用本地高質量錄像，當整個系統(tǒng)空閑的時候才將當天的錄像資料傳輸回管理中心集中存儲；

·報警與電子地圖：管理中心自動接收遠程DVR主機的報警信息，當遠程DVR主機有報警信號時，管理中心可以發(fā)出音效提示，并自動連接相應的圖像，彈出相關聯的電子地圖；

·工作狀態(tài)監(jiān)測：管理中心可查看到遠程DVR主機的工作狀態(tài)，包括：錄像、網絡連接狀態(tài)、報警狀態(tài)、移動偵測狀態(tài)、視頻信號是否丟失等；

·電視墻：通過管理中心內置的四路硬件解碼卡，可以將網絡傳輸過來的某一個或幾個站場的圖像解碼還原為模擬信號輸出至監(jiān)視器組成的的電視墻上，通過管理中心可以切換任意DVR主機上的任意圖像和音頻信號到電視墻的任意監(jiān)視器上。

大屏幕拼接系統(tǒng)
    DLP大屏幕投影顯示系統(tǒng)作為當今最先進、最領先的視訊工具，已被廣泛地應用于公安、交通、消防、城市應急指揮中心、礦山、油田、工廠生產監(jiān)控中心、電力調度指揮中心、軍隊作戰(zhàn)指揮訓練中心、會議視頻系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等國民經濟生產的各個領域。本項目中應用的DLP大屏幕投影顯示系統(tǒng)是根據用戶需求專門設計的，它將國際最先進的DLP高清晰度數碼顯示技術、無縫拼接技術、多屏圖像處理技術、視頻信號切換技術、網絡技術等應用綜合為一體，形成一個擁有高亮度、高清晰度、高智能化控制、操作方法先進的大屏幕投影顯示系統(tǒng)。該系統(tǒng)見圖2。

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系統(tǒng)功能
    系統(tǒng)所用拼接墻最明顯的優(yōu)勢就是可以通過多屏拼接控制器的傳輸顯示，把全墻作為統(tǒng)一的邏輯屏來顯示高分辨率的系統(tǒng)應用程序，實現全屏顯示和分辨率的疊加，比如GPS、GIS電子地圖等，并且可將其作為底圖，在上面開啟各類應用窗口，作為單屏顯示的分辨率為1024×768，各系統(tǒng)的組合屏實現了分辨率的疊加，在浩銘公司配置的3×2整個組合屏的顯示分辨率可以達到4096×1536。各種信號均可靈活顯示，如來自于監(jiān)控攝像頭、DVD、錄像機的監(jiān)控視頻信號；來自于網絡計算機的終端信號，網絡顯示可在Windows及Unix系統(tǒng)之間進行跨平臺顯示，網段上的終端數量理論無限制；來自筆記本電腦、本地用戶終端、或某臺特定的終端信號等，各種信號均可通過SMV2000多屏拼接控制器在單屏直接顯示或跨屏任意大小顯示，漫游、放大、縮小、疊加。

系統(tǒng)設備介紹
    DLP投影技術具備數字優(yōu)勢：數字技術的應用，使圖像灰度等級達256~4096級，色彩達2563~10243種，圖像噪聲消失，畫面質量穩(wěn)定，精確的數字圖像可不斷再現，而且歷久彌新；反射優(yōu)勢：反射式DMD器件的應用，使成像器件的總光效率達80%以上，對比度和亮度的均勻性都非常出色；畫面優(yōu)勢：該投影機清晰度高、畫面均勻，色彩銳利，它拋棄了傳統(tǒng)意義上的匯聚，可隨意變焦，調整十分便利。

    在該大屏幕投影系統(tǒng)中，多屏拼接控制系統(tǒng)作為系統(tǒng)信號處理的核心，在很大程度上決定了整個系統(tǒng)的顯示效果，顯示質量，操作的靈活性以及可靠性。該多屏拼接控制器高度可靠，可以驅動由多臺投影機組成的一個統(tǒng)一的虛擬大屏幕顯示系統(tǒng)，用戶能夠在整個大屏幕上根據需要任意縮放窗口；多路視頻信號能夠在不占用PCI總線的情況下以全幀率、真彩色在大屏上顯示，并且視頻窗口能夠同計算機圖形和字符任意移動、縮放；高度集成的多屏拼接控制器可以大大簡化控制調度中心的設計，無需額外的視頻切換器、圖像分割器、倍線器、控制面板以及復雜的電纜；安裝簡單，管理維護方便；可輸出從1024×768到4096×1536分辨率的圖像，驅動多個投影單元，滿足控制中心組合高分辨率和大尺寸顯示的需要；預裝Windows 2000 Professional，可應用在需要大容量數據和視頻及多用戶共享的環(huán)境中，可在顯示大屏幕上移動、任意縮放定位；能夠操作多達32個顯示投影單元，每個投影機的分辨率高達1600×1200像素。

網絡通信系統(tǒng)
    近年來，信息技術的飛速發(fā)展使人們獲取、交流和處理信息的手段發(fā)生了巨大變化。為適應我國新形勢下對建設部門提出的新要求，實現信息共享，提高建設部門的工作效率和防止事故的發(fā)生，更好地為施工建設的需要，本次將建設南京市建筑施工現場遠程監(jiān)控系統(tǒng)通信網絡系統(tǒng)將根據實際情況來設計南京市建筑施工現場遠程監(jiān)控系統(tǒng)信息通信網絡平臺傳輸子系統(tǒng)。

通信網絡平臺設計
    數據交換中心是本通信傳輸系統(tǒng)數據信息流動的動脈，同時擔負著信息流動的總調度任務。網絡交換中心從功能上來看，包括四個方面：為跨交換機的子網間互聯實現高速路由；連接內網共享的服務器區(qū)塊；實現全網的系統(tǒng)管理和安全管理；要求交換核心使用高性能、高可靠性的交換機，方便管理與維護。

    本信息通信網絡平臺建設采用H3C的網絡產品架建整個網絡數據交換平臺。經過合理規(guī)劃，針對具體需求，從網絡的邏輯結構來看，結合遠程監(jiān)控網絡系統(tǒng)建設的特點，局域網采用三層結構構建：核心層、匯聚層和接入層。采用三層的網絡結構，網絡結構清晰、擴展性好。[nextpage]

    在南京市建筑施工現場遠程監(jiān)控中心安裝一臺千兆核心骨干交換機，每個現場采用一臺100M的層交換機器，這樣，可將現場各個施工點的監(jiān)控通過運營商專網寬帶接入到監(jiān)控控制中心，而中心可統(tǒng)一處理信息、監(jiān)控指揮。該網絡結構圖如圖3。

監(jiān)控中心輔助系統(tǒng)
    為確保各種精密設備穩(wěn)定可靠運行，保障工作人員良好的工作環(huán)境，一個好的機房環(huán)境十分必要。機房各項功能完整配套，達到專業(yè)規(guī)范、技術先進、經濟合理、安全適用、質量優(yōu)良、管理方便之目的。在經濟適用的前提下，選擇優(yōu)質機房專用裝修材料，達到最佳裝修效果。本機房按計算機房設計規(guī)范和環(huán)境要求設計。南京市建筑施工現場遠程監(jiān)控中心機房配備機柜、空調、操作臺及防靜電地板等。各輔助系統(tǒng)包括顯示系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、防雷保護系統(tǒng)及裝修、機房裝修等。

結語
    建筑工地與施工安全長期以來都存在著監(jiān)管漏洞，依賴建工局及安監(jiān)處有限的人力去巡查難以實現有效的監(jiān)督。建設網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，讓分布于各建筑工地施工現場的全天候“電子眼”將被動監(jiān)督變成主動約束，無疑是解決監(jiān)管漏洞的強有力手段。安防系統(tǒng)與行業(yè)應用相結合，促進了政務信息化的建設，同時引領了安防技術多元的發(fā)展方向。

    南京市“數字化工地”建設的開展，標志著又一個安防與行業(yè)應用相結合的經典案例的出現。隨著應用的深化，管理平臺的開放和網站的建設，平民大眾也可以參與到其中來，“數字化工地”的建設將不再只是監(jiān)管部門、發(fā)展商、工程監(jiān)理單位的監(jiān)管手段，更有趨勢發(fā)展成為社會化的監(jiān)督體系，甚至是發(fā)展商展示樓盤建設風貌和質量、承建商展示工程建設實力的有力途徑。

    然而，安防領域長期缺乏可供遵循的權威標準，系統(tǒng)設計建設在結構和兼容性方面的差異，造成了大型系統(tǒng)聯網、跨平臺整合的瓶頸。在標準化這個大課題上，國家相關部門、地方政府、行業(yè)聯盟都在起草相應的草案標準，但在如何統(tǒng)一、以哪個標準為權威標準方面還各有爭論。在此，期待國家主管部門早日出臺統(tǒng)一的標準，為全國各地的“數字化工地”建設提供依據，有效指導最終的區(qū)域性、全國性系統(tǒng)聯網工作。（深圳市浩銘安防工程有限公司副總經理 林堪華）