江西环保监控建设方案

    由于人类无节制地开发和破坏，全球环境在过去30年里持续恶化，环保问题已引起了全世界的高度关注。目前中国政府已将节能环保产业作为可持续发展的重要支撑，在“十·一五”规划纲要中，更明确提出了节能减排的约束性目标，要求国家重点监控的污染源和治理设施实行自动在线监测，全国所有的重点污染源和重点治污设施，都要安装自动在线监测设备。

    基于上述背景，各种各样的环保监测系统应运而生，并得到了广泛部署和应用。但是，目前绝大部分环保监测系统仅仅实现了数据监测功能，比如实时采集和监测排污点的二氧化硫和化学需氧量排放量，而没有实现图像监控功能，不能直观的看到排污点实际图像。为此，建立以各级环保部门为中心、相关排污企业为分支点的污染源视频监控系统势在必行。污染源视频监控系统主要由各级环保部门与企业共同投资建设，自建监控专网或直接租用运营商监控平台，系统根据需求可采用省单级平台或省市两级平台的架构模式。本文主要以江西的环保监控系统为例，进行简要分析。

    江西环保监测系统，由省环保局牵头，由各地市环保局分别组织建设，租用了电信“全球眼”平台，将全省所有排放污水、废气的企业纳入统一的监控网络。通过在企业的排污点部署各类污水、废气参数采集设备以及视频编码器、摄像机等视频监控设备，环保局领导及相关工作人员可在随时随地了解污染数据的同时实现对排污点图像的实时浏览和监控。科达（KEDACOM）作为江西电信“全球眼”平台提供商，为江西环保监测提供了完整的视频监控解决方案。

    系统部署方案

    该环保监控系统，基于“全球眼”省市两级平台的架构建设，采用省、市环保局两级管理模式，在省环保局和市环保局分别设立监控中心，每级监控中心根据需求配置解码器、电视墙以及存储。在各涉污企业污染源监控点部署视频编码器、摄像机以及污染参数监测设备，通过Internet接入到省级“全球眼”平台，由省级平台统一管理。由监控管理平台与环保监测系统的对接，各级环保部门工作人员可登录环保监测系统了解辖区内所有排污企业的污染物指标及相关数据，同时观看排污点实时视频，从而实现对这些排污企业的统一监督和集中管理。

    部署方案如图1所示：

    （AAA：用户认证/授权/记帐服务器；ULS：用户登录服务器；NMS：网络管理服务器；

    NRU：网络录像单元；VTDU：视频转分发单元；UAS：用户应用服务器；CU：浏览客户端）

    监控点

    各涉污企业污染源监控点基本上选择在排污口，部署带防护罩的摄像机、视频编码器、防雷器、补光设备、各类污染参数监测采集设备等。监控前端以视频编码器为中心，各类污染参数监测采集设备经过中心设备汇聚后通过RS485串口接入视频编码器，视频编码器和污染参数采集设备之间遵循科达依据《国家环保局通讯协议标准》开发制定的通信协议。该通信协议是与西安某专业环保监测设备企业（国家环保通信协议参与制定）合作拟定，具备很强的通用性，简单高效，污染参数采集设备厂商能快速开发实现对接。为了保证视频编码器和污染参数采集设备之间通信的可靠性，系统采取了完善的保障机制，如超时重发机制、通信失败处理机制等。视频、污染参数经视频编码器集中编码后经ADSL上传至“全球眼“平台，由省级管理平台统一管理和调度分发。利用视频编码器的数据叠加功能，监控点的污染参数可实时叠加在监控图像上，监控中心及外部用户可在观看监控点图像的同时了解该排污点污染参数，直观、便捷。

    常见的污染监测设备主要有污染参数监测仪器（气体监测：含单种气体监测仪和多种气体综合检测仪、粉尘检测仪等；水质监测有水质细菌检测仪、各种金属含量监测仪、PH值检测仪等。）流量（速）计、污染治理设施运行记录仪和数据采集传输仪等，这些监测设备部署在排污口，完成污染参数的采集与分析，并与监控系统实现互联。

    管理平台

    管理平台是整个视频监控系统的核心，可以支持多级级联部署架构。江西电信“全球眼“平台负责完成前端接入、设备管理、视频转发分发、录像存储、检索回放、告警联动、用户权限管理以及网络管理等一系列功能；管理平台还负责完成与环保监测系统之间的对接，实现监控点污染数据的深度利用，比如根据采集数据进行录像检索、视频关联等应用。

    传输网络

    该系统通过江西电信的ADSL宽带网络将前端监控点视音频信号和污染参数接入“全球眼”平台。

    监控中心

    江西环保监测系统在省环保局设立一级监控中心，在市环保局设立二级监控中心，对其所有下辖企业污染源监控进行统一控制与管理。通过部署电视墙、客户端等，完成所有排污点视频的轮流集中显示和实时监控。

    存储

    环保监控系统对录像或者图片的存储可靠性、存储质量要求非常高，通常可采用前端本地存储、客户端存储、中心集中存储三种存储模式，根据用户的需求，该系统采用的是前端存储模式。监控点视频图像及录像通过视频编码器内置硬盘实现D1前端存储，省、市两级中心机房通过磁盘阵列实现重点监控图像及录像的分布式中心存储。该存储策略首先可以保证录像完整性；其次，中心存储仅需针对重点监控点进行备份存储，可降低中心存储的投资成本，节省网络带宽。

    客户端

    环保监测系统的客户端内嵌科达（KEDACOM）的客户端的OCX二次开发控件，经过二次开发完成平台所有功能的调用和融合。客户端基于PC，可以位于网络的任意位置，经授权后，可实时浏览和控制任意排污点视频，当排污点的各类数据指标超过范围时，可以进行实时告警，实现各种联动行为（如：录像、抓拍、声光告警等等）；可随时调用任意监控点录像资料，也可以根据监测数据关联查找相关的录像片段。

    业务功能

    实时视频监控——可对排污点进行实时视频监控，实时监督涉污企业排污点的水、废气、废渣以及周围环境状况，还可以防止部分企业偷排及对污水采集设备的传感器进行破坏，有效遏制作假行为。

    污染物参数叠加显示——通过视频监控系统与环境监测系统的对接，在前端进行图像与数据的叠加编码，可在监控图像上显示监控点采集到的污染物数据信息，直观的进行参照比对。叠加的字幕信息一般会显示烟尘、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放指标，分为污水与废气两种，污水有6项指标，废气有9项指标。字幕在显示时支持英文字母和数字，排污数据指标的有效长度为10位。在查询历史录像及数据的时候，图像和数据间相互关联应用，从图像可索引出相关数据，从数据可直接搜索出图像。视频和数据的有效结合，进一步加强监管力度。

    字幕与图像叠加如图2所示：

    污水监测字幕叠加

    废气监测字幕叠加

    录像存储与回放——可以对排污点视频进行录像存储，并对存储的录像文件进行集中管理。用户可以对存储的监控录像进行多种条件下的检索、点播及回放，如按照监控点、录像时间、环境指标数据等信息进行录像文件检索，回放时支持拖拉、慢放、快放等操作。

    告警联动——当污水参数超标时，系统支持两种模式的告警，第一是监测设备将告警信号通过采集数据一起上报给管理平台，第二是平台对数据进行设置告警指标，通过对前端上报的监测数据进行分析比较后，确认是否进行告警的触发。江西环保对于排放超标的监测和数据分析判断等功能由环保数据采集设备进行判断处理，如有排放量等数据超标，环保数据采集设备通过485串行总线发送给科达编码器一个告警触发信号，监控平台接收到告警信号即产生相应的告警联动操作，包括切换该监控点图像到电视墙、发出声光电警报、启动该监控点录像、对环保监测系统关联的设备进行自动控制等，同时在系统中留下告警历史记录，方便查询管理。

    远程巡查、指挥调度——通过会议监控互通网关，可实现环保监控系统与科达视频会议系统的对接，使得环保监控更加直观化、图像化。领导在办公室、会议室等场合通过视频会议系统即可任意调看各污染源监控点图像，满足其远程巡查和指挥调度的需求。

    结语

    污染源视频监控系统通过与环保监测系统的结合，将环保监测数据处理服务器中的数据信息和污染源监控系统中的视频信息相关联，在实现排污点数据监测的同时进行更为直观的排污点实时视频浏览和排污点监控录像调用，可以很好的帮助各级环保部门有力提升监督能力和监管效率，在环保领域极具推广价值。