1、方案概述
      建筑工地是一个安全事故多发的场所。目前，随着国家政策的引导，城市的发展，各种建设工程规模不断扩大，工艺流程纷繁复杂，如何搞好现场施工现场管理，降低事故发生频率，杜绝各种违规操作和不文明施工欣慰一直是施工企业、政府管理部门关注的焦点。利用现代科技，优化监控手段，实现实时的、全过程的、不间断的安全监管也成了建筑行业安全施工管理待考虑的问题，为此，各地方建设局（建委）都明文规定：辖区内的建筑工地必装音视频监控系统以供远程监视，并录像取证。

       由于建筑工地的特殊性，有线网络常常难以部署。随着科技高速发展，视频信号经过数字压缩，通过移动3G网络实现无线传递，同步实现远程视频监控功能。将这一功能运用于施工现场安全管理，势必会大大提高管理效率，提升监管层次。该监控系统的运行，将使施工企业跃上新的管理平台，政府监管力度得到加强，及时有效地掌握现场施工动态情况。

       上海天形科技开发的WLB-EPlatform综合智能视频管理平台可以全过程、多方位地通过无线方式对施工现场进展进行实时监控，对于作业人员而言，也无形之中增加了制约力度，规范了行为，提高了安全意识。总体来说，成效显著。

        我们为用户服务的宗旨是：最先进合理的系统设计；全面规划完善系统功能，并可进行模块化分步实施；系统投资合理，以实际应用为出发点。

2、系统设计性能目标
2.1、设计目标:

建立远程监控系统后要实现以下目标：

1. 通过远端红外摄像机随时随地监控建筑工地现场的状况。

2. 设备拆装方便，可随时布置于新工地。

3. 对各种工程车辆进行视频监视。

4. 可在任何一台能够连接公网的电脑上监控多个监控点的信息，实现全方位监视。

5. 通过镜头及云台，对现场的部分细节进行缩放检视。

6. 录制现场监视情况，随时检索回放，杜绝危险事故及非法盗窃等行为，减少工地物资损失。

7. 系统配备红外灯,能够在夜间、强光等恶劣状况下正常工作。

2.2 系统性能：

1、远程音视频监控

现场施工动态信息即时掌握，可以观察到：

A.门卫管理：如工程设备、设施、材料进场管理、工作人员进出施工现场、安全通道设置、安全“七牌二图”宣传告示等情况。

B.场地管理包括材料堆放、材料加工场、大型机械使用、基坑开挖放坡、围护及坑边堆载等情况。

C.施工操作管理：如作业人员安全装置、脚手架、临边围档及危险作业安全防范措施，以及根据所戴安全帽颜色区分现场施工、管理、监理人员到位情况等。全天候监控掌握动态即时信息，发现问题及时整改。

2、工地本地/集中录像功能

工程监控人员可以设置指定录像时间。例如工程实施时间为早晨八点到晚上8点，可以指定系统在这个时间段进行录像。管理员也可以通过回放器查询录像文件，进行回放。

3、远程管理功能

工地负责人可以借助网络实现在线管理：可以通过网络远程查看所辖所有的现场施工情况、物资安全；也可以通过语音、文字实时通讯系统和各个实施点负责人在线交流。

4、远程指导功能

施工技术专家通过远程指导系统，及时了解现场环境、远程掌握工程进度

5、移动侦测和联动报警功能

移动侦测功能和端口联动报警功能，加强物料仓库等重地的安全.

2.3 优越性：

A.降低管理成本，提高企业管理效率

采用远程监控系统可以适当减少现场安全管理人员数量，或使管理人员制订针对性管理措施，及时发现违规现象，使整改信息传达落实，有的放矢，提高掌握现场情况的效率和准确性。同时通过宏观监控，优化施工场地布局，合理规划，综合调配人力物力。随着无线宽带技术的推广与应用，更可使高层管理者们出差途中随时了解工地进展情况，提高采取对策的实效性。

B.落实岗位职责，便于调查和明确责任

现场施工人员文化层次参差不齐，远程监控的设置，在很大程度上敦促了施工人员的责任心和工作积极性，促进规范操作意识，便于施工统一管理。施工过程被录像存储备份，可随时查看监控信息，即使发生了一些不可预测的事件，也便于事故发生后第一时间内查明事故发生原因，明确事故责任。

C.管理辅助工具，获取长远效益

远程视频监控用于施工现场安全、质量的监控，是计算机技术在工程建设领域应用的提升，极有效地辅佐企业管理水平的提高，使企业及时了解和掌握施工过程信息，做出高效决策。
3、系统设计
3.1   总体设计
建筑工地监控系统的组网，从结构上自下而上划分包括：

      前端摄像监控点

      有线、无线数字视频编码设备

      综合视频监控管理平台（运营商服务器集群）

      互联网访问客户端等

建筑工地网络视频监控系统总体可以分为四层结构：设备接入层、网络传输层、中心管理层和业务处理层，系统拓扑图如下所示：

组网拓扑图如下：

 

设备接入层
设备接入层主要指安装在建筑工地，对建筑工地监控点的视频图像进行数字采集，，主要包括视音频、报警信息的采集设备、报警联动输出设备和音频功放设备，3G无线传输模块等。

数字视频编码设备，可根据网络环境选用有线数字视频编码器和无线3G视频编码器，在有网络条件的环境下采用有线编码器，在无网络环境的条件下用3G视频传输终端。

 网络传输层
网络传输层是依托电信运营商的宽带接入，以及3G无线网络，充分利用有线和无线的带宽资源传输视音频和数据信息。

中心管理层
中心管理层主要是位于运营商核心节点处的综合视频管理平台，包括接入服务器、管理服务器、数据库、流媒体服务器、存储服务器、报警服务器等模块，为整个系统的运行提供管理支撑。

业务处理层
业务处理层是整个系统的最终展示，它提供了对视音频数据的浏览、对各种采集数据的汇总以及处理等功能。 可通过CS客户端、BS客户端、手机客户端各种方式对前端监控点进行访问。

3.2   前端设计
风光供电系统

 

前端采用风力和太阳能供电设备、蓄电池，无需布线，对电力供应要求低，具体实施时根据用电量选择合适的蓄电池和供电设备。

前端摄像机
前端摄像机可根据建筑工地具体环境采用不同的枪机、球机、半球，在需夜间监控的环境下还需考虑红外补光。

数字视音频编码及3G视频传输
前端的数字视音频编码设备可采用有线视频编码器和3G无线视频编码器。

前端采集到的模拟视音频信号接入数字视音频编码设备进行数字化压缩处理。首先将模拟视音频进行数字编码，再进行压缩处理，处理后的数据根据需求进行存储和有线、无线网络上传。

音视频编码及3G无线网络视频传输设备,我们建议采用天形科技WLB-FX3000 3G无线视频终端。

 

产品描述：

WLB-FX3000是一款单通道的高性能物联网3G无线视频服务器。它是集图像采集、压缩、存储、传输于一体的远程无线监控终端。本产品集成度高，运行稳定、可靠，无需昂贵的网络投资和系统工程布线，组网简单、开通迅速，监控对象不受距离、地域、时间的限制，监控中心可安置在网络所及的任意地点。

无线视频服务器结构紧凑，体积小，性价比高，适合大量野外的无线视频监控点的部署和应用。已广泛应用于森林防火、水利水闸、电力设施、景区监控、工地监控、高速公路等物联网视频监控领域。

主要特性：

n        可同时接入1/2/4路视频图像进行3G图像实时传输

n        基于嵌入式LINUX操作系统，系统稳定

n        采用DAVINCI主芯片，计算能力强，性能强劲，低功耗

n        高效H.264视频压缩编码，轻松实现清晰视频的低网络带宽传输

n        声音图像同步传输，声音图像的同步性好

n        支持短信上下线功能，支持短信报警功能

n        支持标准云台（PTZ）协议，协议可扩展

n        自带WebServer，可登录Web界面配置和本地监控

n        网络中断后可自动连接，保证系统运行稳定可靠

n        可扩展本地存储，直连WLB-EPlatform平台

　 

3.3   综合视频管理平台设计
CMS （中心管理服务器）
CMS是系统的中心管理服务器。主要功能是：

 用户管理

?        保存客户和用户信息，提供客户的创建、修改、删除、赋权等接口。用户是有客户的管理员创建和管理的，具体用户的权限也是客户管理员赋予的。

?        用户登录时，CMS负责对其鉴权。

?        用户执行预览、云台控制等各种操作时，CMS也要负责对其鉴权。

?        记录各个用户的操作流水。

?        汇总用户使用的视频流量，时间等信息。

 前端设备管理

?        保存前端设备信息，提供前端设备的创建、修改等接口。

?        实现对前端设备业务参数的配置和查询。

?        前端设备向平台注册时，CMS对设备鉴权。

?        汇总设备的在线状态、时间、发送流量等信息。

平台模块管理

其他平台模块或者服务器（除了数据库管理模块）向CMS注册，CMS对其鉴权。

 能力封装

实现对外开放的能力接口，对外提供系统所能提供对外能力的Web Service接口，将网络视频监控系统所提供的视频监控业务能力封装为标准的Web Service API，供其它系统调用网络视频监控系统所提供的视频监控业务。

VTDU（流媒体服务器）
VTDU 是系统的媒体转发/分发单元，是平台侧的核心媒体传送网元，完成音视频传送功能。可以分布式部署。主要功能是：

 转发功能

VTDU能够转发来自前端的音视频媒体流，根据调度指令转发给相应的客户端。 ?

分发功能

VTDU可将同一路媒体流同时发送向多个接受端。

业务控制

VTDU可接收CMS调度命令，启动并控制接收和分发。管理会话、维护接收与分发媒体流的映射关系。

 业务信息采集

VTDU可采集实时媒体访问的时长/流量等计费信息，并上报汇总到CMS。 

 NRU（存储服务器）
NRU是系统中的网络录像存储单元，实现对音频/视频的接收存储、录像回放服务等功能。NRU可连接SAN、NAS等各类物理存储设备。NRU可实现分布式部署。

NRU的主要功能及实现要求包括：

录像存储

NRU支持从前端或VTDU获取媒体流并存储在所连接的存储介质中，并保存所存储资料的索引。

录像检索

NRU支持对检索指令进行反馈，支持多种检索方式。

 流式回放

NRU支持回放请求打开文件，并通过RTSP提供流媒体服务。

录像下载

NRU支持通过RTSP提供录像下载服务。支持选择时段的录像下载方式。

存储介质管理

NRU应当可实现对SAN、NAS、DAS等多种存储设备的接入，并可管理存储空间、存储策略。

接入服务器
接入服务器包括前端接入服务器PAG和客户端接入服务器CAG,。

PAG是系统的前端接入服务器，是系统与前端会话的模块，部署在前端与CMS之间。主要功能是：

信令转发

PAG实现前端的接入，接收和转发由前端或CAG发来的信令。

 前端信令处理

对前端来的信令，按照告警、心跳、一般信息等分类进行分拣。

一、告警信息上报给告警服务器。

二、处理心跳信息，如果判断超时则上报告警服务器。

三、一般的前端应答消息则转发给CAG或者其他对应的服务器。

CAG是系统的客户端接入网关，是系统与客户端会话的模块，部署在客户端与CMS之间。在部署时，PAG、CAG可以在同一台设备上实现。

主要功能是：

信令转发

CAG实现客户端的接入，接收和转发由客户端或PAG发来的信令。

客户端信令处理

对于客户端发出的请求消息，先在CAG这边进行鉴权，如果有必要则转发给CMS鉴权。鉴权通过后转发给对应的服务器。 

 Alarm server（报警服务器）
报警服务器是系统的告警管理单元。接受全部的告警（包括设备告警，服务器告警），接受客户端或者其他服务器的告警订阅，处理告警联动。主要功能是：

告警存储

将收到的告警存入数据库。

告警分发

根据用户的订阅规则将告警分发给用户。

 告警联动

根据告警联动规则，实现告警联动。

 安全性与扩容性
建筑工地视频监控系统在设计时采用开放式架构，充分考虑系统的安全性和易扩容性，系统的各个服务器模块都是分布式独立设计，可以很方便的进行集中部署和分布式部署，系统所有的关键模块如设备接入网管、客户端接入网关、报警服务器等都采用N+1备份，方便线性扩容，系统还专门设计了负载均衡服务器来实现这些模块的负载均衡，使系统资源得到充分的应用，而负责媒体交换的流媒体服务器是采用了流媒体代理的机制来实现多台流媒体服务器的集群，同样也可以实现线性扩容和负载均衡，中心存储服务器同样采用了视频录像管理模块来实现多个录像单元的集群，以达到线性扩容和负载均衡的目的。系统的管理和业务模块如中心管理服务器、数据库则采用双机热备的方案，充分保证数据和系统的安全性。

存储设计
系统支持多种存储方式：前端本地存储、前端集中存储和平台集中存储。

前端本地存储是指在前端设备本地中进行图像存储，一般配置大容量的硬盘或者SD卡等存储介质，前端本地存储不需要通过网络，减少对网络资源的占用，降低用户对网络接入的要求。

前端集中存储是指前端设备通过网络直接将视频图像就近存储在NAS等存储设备上，这种存储方式安全性较高，但由于录像和实时预览都是由前端传输视频，对前端网络要求比较高。

平台集中存储是指平台通过流媒体服务器将视频流集中保存在中心存储服务器上，这种方式数据安全性高、存储空间大，但是由于同样需要良好的网络支持，对网络依赖性比较高。

根据车载监控的特点和无线网络的实际情况，本系统推荐使用前端本地存储为主、平台集中存储为辅的方案，在前端本地可以存储高清晰、完整的视频数据，方便查证，在中心集中存储用户关心的视频数据，保证数据的安全，同时方便用户随时调阅查看。 

无线流量控制设计
由于3G网络的发展还处于初期阶段，3G的资费还比较昂贵，而且由于无线网络的特性，虽然3G的带宽有了很大的提高，但是总体的网络资源还是比较有限，为了节约3G资费，节省网络资源，更好的使用3G网络，系统特别设计了很多无线流量控制的功能。

 流量和时长统计
为了使客户在使用无线视频监控系统时能够有效的对设备进行合理使用和流量感知，平台特别设计了流量统计、查询和提醒功能。

流量统计

系统提供了两种流量统计功能。包括：月流量统计（以月为单位进行单设备流量统计）和单次流量统计（以次为单位进行单设备流量统计）。

流量查询

系统提供了设备流量的查询功能，可以查询每台设备在某个时间范围内使用的流量情况。

流量时长提醒

当用户单次预览某个设备一段时间后，客户端软件会自动弹出对话框，提示：您对XX设备预览了XX分钟，产生了XX流量，是否关闭预览，以节省流量，保证设备的正常运行。

视频分发
为了降低多路并发访问给前端3G传输造成重复流量和计费，系统采用流媒体技术解决多路并发访问的问题，确保每路视频在任何时候均只输出1路码流。 多台流媒体服务器构成集群服务，采用负载均衡技术将视频转发压力平均分摊到每台流媒体服务器，相较于独立的流媒体更稳定、更智能、更先进。

 限时播放
在实时视频预览时，可以设定视频播放的时间，当播放到达指定时间时，提示用户是否关闭视频，若无动作10秒后自动关闭视频，避免由于人员疏忽等原因导致视频一直在传输，浪费网络流量。

 报警提醒
用户可以通过客户端的设置，当设备发生报警的时候，客户端立即弹出一个视频窗口，播放现场的实时画面，使用户不用一直打开监控画面进行监控，减少视频传输带来的流量消耗。
短信上下线
用户可以通过平台发送短信到指定的车载设备，使相应的设备断开3G拨号连接或者重新开始3G拨号，使用户可以方便的选择使用的设备，当不需要观看设备的视频时可以通过短信让其下线，节省网络流量和资费，当需要了解设备的相关情况时，再通过短信让其上线。
3.6   无线网络适应性设计
先进的H.264视频压缩技术
车载移动视频监控终端采用H.264数字编码技术，高编码效率（相同的重建图像质量，码率较 MPEG-4节约30%左右），灵活的编码策略，适应不同应用和不同网络带宽。
H.264码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，使视频数据适应不同传输信道网络，更好地实现面向IP和无线网络的应用。网络远程浏览画面清晰、逼真。
多模式运动估计大大提高了运动估计的精确程度，同时提高了移动侦测报警的精度。25F/S（全实时）硬盘记录的同时，可自定义网络传输的视频参数。
动态调整编码参数
在不启停录像、网传的情况下，调整的编码参数即生效。监控系统中，静止的监控场景，可以采用降低录像的分辨率、图像质量、码率和帧率的方法，使录像保持在很低的码率，而在图像发生变化时可以提高录像的分辨率、质量、码率和帧率，实现高质量的录像，由于上述参数可以动态修改，因此可以保持图像的连续、无需频繁的切换文件，即满足了在关键时刻对高图像质量的要求，又节省了硬盘空间和网络带宽。
无线防火墙穿透技术
本系统采用主动连接模式进行网络连接，穿透防火墙的阻碍。终端启动后自动和监控中心的管理服务器进行注册，管理服务器通过对终端的ID和密码用户的认证，并与终端保持心跳连接。用户要浏览视频图像的时候，与管理服务器通讯，并向转发服务器申请调用图像即可。
3.7 系统功能
视音频实时预览
视音频实时预览主要指实时图像查功能。
支持预览时画面分割：单画面、4画面、6画面、8画面、9画面、10画面、13画面、14画面、16画面、17画面、25画面，全屏、自定义等多种可选分屏监控方式；
支持单画面和多画面的分组轮询；
支持电子缩放，可以对鼠标选中局部区域进行放大，可以拖动选中框漫游,可以通过鼠标滚轮放大缩小选中区域；
可以对实时的码流情况进行分析，并以图表形式显示
支持即时回放，对正在预览的视频保存当前时间前若干时间的数据可以立即回放
录像检索与回放功能
包括检索和回放车载监控主机本地存储和中心存储服务器内的录像资料。
支持中心服务器录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；
支持车载监控主机录像的搜索和回放，并提供联动回放控制功能，支持暂停、快进、快退等操作；
支持多路视频通道的同步回放；
支持视频剪辑，可以自由选取剪辑的开始和结束时间，一段录像可以分若干段剪辑。
图片抓拍
支持将图片保存在前端存储设备、中心存储服务器和客户端本地；
支持多种图片的抓拍方式，可以手动抓拍、定时抓拍、定点抓拍和报警触发抓拍；
可以搜索各个地方存储的图片，并以缩略图的方式显示。
手机监控
手机监控主要是利用手机终端的移动性，来解决视频监控以往只能在监控中心或者办公室浏览视频，无法做到随时随地的问题。利用手机监控，用户可以随时调阅感兴趣的视频资源，及时发现问题解决问题，同时，平台的报警系统可以和手机监控结合，当平台发生报警时，可以向客户的手机发送报警短信，同时发送一个视频链接到客户手机，客户只需点击链接就可以直接调看相关的视频，不要再进行登陆客户端等繁琐操作，第一时间看到报警现场的情况。

 

报警上传功能
具备记录车辆行驶信息功能，在司机预/报警及异常报警时，可上传车辆最新行驶记录信息至监控调度中心（包括车辆位置、左转、右转、刹车、倒车、开门及车速等）； 
可以采集车辆的多种行驶状态，当车辆状态不正常时及时报警，如超速等；
支持电子围栏功能，可以对车辆的行驶路线、区域等进行限制，当车辆不按规定行驶时发出报警；
在司机预/报警及异常报警时，也可上传车辆现场画面至监控调度中心。
用户权限管理功能
中心管理服务器对系统管理员和监控用户进行管理。
支持定义系统管理员角色，具备超级管理员角色，每类管理角色可以分配任何指定的管理权限；
支持创建监控用户并分配其监控权限，可以限制监控用户的使用时间；
管理员和监控用户可以按照机构分级，可以支持5级机构以上；
每级管理员只能负责本级范围内的管理工作，监控用户只能监控本级范围内的视频画面；
支持划分用户等级，同一机构下等级高的用户具有访问同一资源的优先权。
系统日志记录与查询功能
支持系统管理日志自动记录和自动定期备份功能，并支持历史日志信息的查询功能；
支持监控用户在权限范围内访问日志的记录和查询功能。
告警管理与联动功能
支持自定义报警分类和报警级别，并根据分类和级别定义相应的报警联动策略；
报警可以联动前端设备、中心存储服务器和客户端本地录像；
报警可以联动前端设备、中心存储服务器和客户端本地抓拍图片；
报警可以通过短信通知相关人员，短信的内容可以自定义，并且可以发送相关视频链接到用户手机，用户只需点击链接就可以通过手机观看现场的实时视频；
报警可以通过邮件方式通知相关人员，邮件中会附带现场抓拍的图片；
报警时可以立即在电视墙上将事发车辆的视频显示在显著位置；
报警时可以在电子地图上明显标记车辆，并实时跟踪
监控人员可以将报警事件形成案件，并上报到管理服务器进行存储。
电子地图
实现基本的电子地图功能，并可以方便的在电子地图上增加热点，记录设备的相关信息，同时集成视频预览、设置、报警联动等功能，使操作更加形象化。同时，系统还可以与GPS、GIS等系统进行有效地结合，提供更加丰富的功能支持。
语音对讲和语音广播
1）系统可以与前端实现语音对讲交互功能。
2）系统支持同时向多个前端设备发送音频广播。
电视墙
系统支持客户端集成解码卡和解码服务器两种模式实现电视墙功能，可以实现单画面和多画面的分组轮询，可以配置当报警发生时，在电视墙指定的显著位置显示报警现场画面。
 

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