西气东输管道监控整体方案

在数字化网络化洪流的日益冲击之下，模拟视频监控系统的发展恐将难以维持以往的监控格局，随之崛起的网络化视频监控系统已经打破了模拟监控一统天下的局面，并不断地扩大自己的势力版图。正因如此，旧的模拟监控要向网络监控转变就需要在老的系统架构下进行网络化改造，作为迎合此种改造趋势而必不可少的视频服务器将得到巨大的发展空间。通过视频服务器的远程传输及管理，各种分布式、远距离的网络监控难题都将被其一一化解。

而本文将主要介绍迪微欧视频服务器的网络监控系统方案在苏州天然气西气东输工程中的具体应用情况，并且分析该系统在基于三层系统架构的NVSAS系统下实现的网络监控解决了哪些难题？

一、项目简介

江苏省天然气西气东输监控项目是国家重点工程项目，在江苏段，共有1000多公里的管道须要进行统一的视频监控，针对此要求，迪维欧科技采用了基于三层系统架构的网络视频监控方案，此方案有利于对沿路的阀室与管道进行远程集中监控管理。

二、项目需求点

（一）、使用的网络架构较为复杂

1、监控点相当离散

由于该项目监控点分布在常熟、吴江等地，而监控中心设置在苏州，中心与各监控点之间的距离均为几十公里甚至几百公里不等，因此，该项目监控点比较分散，多数监控点与监控中心距离跨度很大，因此远程集中监控需求较大。

2、网络状况复杂

该工程从监控点到中心路程遥远，网络连接困难，因而用户采用了电信的VPN作为整个网络的连接基础，此网络经过多级路由到达监控中心，监控中心各级服务器通过CISCO核心交换机建立内部局域网，进行资料的存储、控制和管理等操作，同时，也有使用局域网作为网络连接基础的，因此网络状况十分复杂。

3、带宽的有限及有效利用

电信VPN的网络因成本和使用的预算，采用10M带宽的传输，且要求传输码流为2M以达到在37寸液晶屏上显示为D1的效果，并每个VPN上必须传输3个摄像机的图像，因而对网络带宽要求很高。

（二）、客户对系统要求较高

1、对监控系统的稳定性要求

由于西气东输工程的阀室与管道均在户外，监控现场的工作条件比较恶劣，许多监控点都使用农业用电，导致电压不稳定且波动较大；而有些监控点是无人值守，现场会出现不定时的长时间停电；这使得系统的工作受外界环境影响相当大。

2、对监控系统的视频质量要求

用户在苏州监控中心使用的是37寸液晶组合大屏，他们要求监控画面必须达到接近实时流畅、高清晰D1的图像效果，在云台转动时，画面必须清晰连贯且无马塞克现象产生；对于单独的一个监控点，用户还要求必须支持至少能有15个以上的远程用户进行同时D1画质的视频查看。

3、后端高端服务器的选用

由于数据存储非常重视，而普通的服务器设备恐将难以运行该存储服务系统。因此，用户选用了HP的win storage server 64位版本，双四核CPU，10G内存的高端存储设备来运行迪维欧的DVO-820存储服务系统。 

三、项目难点 

1、VPN带宽限制的难题

在该项目中，用户要求前端画面资料在中心电视墙上必须显示清晰度D1的画面效果，因此，支持1路视频服务器的连接，网络带宽必须为2M的码流，然而中心还必须进行录像、显示器图像监视、大屏图像监视等；所以对一路图像就必须要保证6M的带宽。而此带宽下连接一个摄像机就已快达到VPN的10M上限。而监控中心的连接需求最低至少是在三个摄像机的客户端连接，那么此时带宽需求已达到18M，大大超过了VPN提供的10M上限。因而带宽不足严重影响了此项目的运行。 

2、传统C/S监控方案的瓶颈

相对于迪维欧提出的三层架构，目前流行的两层系统架构的IP视频监控――典型的Client/Server结构（即传统的编码器+远程软件监控），是根本不可能完全满足在该项目中如此恶劣条件下客户的诸多要求的。从该项目的实际来看，如使用两层系统架构的传统视频监控方案，采用降低画质，铺设光纤等来说，均不能符合项目的实施要求。     

四、项目具体解决办法

若要解决该项目中遇到的上述问题，从系统自身结构出发才是根本的解决之道。而迪微欧基于三层系统架构的NVSAS系统是专门针对大型复杂网络视频监控系统的最佳解决方案之一。该系统具有视频数据层、网络业务处理层、用户界面层等三层不同的业务架构（具体的系统架构如图1所示）。此系统为该西气东输项目提供了全套的基于该系统架构的设备，满足了客户的具体要求，很好地解决了项目中的具体难题（具体的系统实施架构如图2）。 

1、视频数据层

视频数据层主要负责将模拟信号转化数字视频，并透过网络将其发送。迪维欧公司提供了自主研发的基于ASIC架构的DVO-2041H视频编码器来完成相关功能。该编码器主要将各监控点摄像机的模拟信号采集压缩为数字视频数据，并发送到网络上，以便供苏州监控中心提取图像资料。 

2、网络业务处理层

网络业务处理层主要负责处理不同网络下的不同视频数据要求；在该项目中DVO-510网络视频数据分发服务器基本的功能是将视频数据层的数据进行分发复制到用户界面层。首先它将监控点的数据按单路连接到达监控中心，后端的连接需求也由DVO-510做出响应，并实时复制网络数据，这样在本地带宽为10M的网络状况下，同时连接3个摄像机，每路为2M。则在VPN内只需6M即可达成至少9 个客户端，最多到45个客户端要求同时连接观察的任务，节省了客户对于网络建设的大量投资，并且达到了最佳的效果，从而解决了网络带宽限制的难题。

3、用户界面层

用户界面层主要负责和客户打交道的相关系统；该层是以迪维欧公司自主研发的DVO-610、DVO-820、DVO-1041来负责具体处理客户的使用的。DVO-610为网络视频监视服务器，主要负责网络视频数据与客户之间的用户操作，画面显示、矩阵切换、云镜控制等；DVO-82为网络视频录像服务器，主要负责网络视频数据的录像存储管理，它是专门为视频存储开发，非常适合多路数D1码流的专业存储；不同于一般数据存储服务器；DVO-1041为网络视频解码器，主要负责将网络数字视频信号还原为模拟信号，并上液晶大屏显示；上述三个子系统，均分别负责与客户进行直接的用户界面沟通。 

在该项目实施中，由于各相关子系统均由迪维欧公司自主研发，不存在所谓的兼容性导致的技术问题，因此用户使用时并不存在任何系统难以兼容的问题。

五、总结

网络视频监控系统在力求系统稳定的前提下，并不局限于单一的架构模式。因网络与现场的多变性，系统的架构也会随之而改变。迪维欧网络视频监控NVSAS系统发展至今，已经能够充分满足以上复杂网络情况下的视频监控，在满足客户功能要求的同时，还能为客户节省大量费用，且运行稳定。该系统不同于简单的C/S两层架构，而是更先进的三层系统架构，可见，只有从系统整体出发，能够提供整体的解决方案，掌握了三层系统架构下的所有相关的设备，既基于NVSAS 的方案，才能真正满足客户的需求。