噪声扬尘在线监测系统解决方案

 

 

噪声扬尘在线监测系统

 

解

决

方

案

 

 

成都华迈通信技术有限公司

2015-3

 

 

 

 

方案特点

 

一、安装及布点速度快，工程建设周期短

 

二、全新平台化管理，系统稳定、功能完善

 

三、全实时高清音视频监控，监控效果更胜一筹

 

四、云计算的数据中心平台，海量存储及数据分析

 

五、本地PC存储、SD卡录像与远程服务器集中录像结合，数据三倍安全

 

六、24小时在线连续监测，全天候提供空气质量数据

 

七、优化的H.264压缩格式，创造最低视频码流，适应所有网络

 

八、强大的设备功能，满足用户的看、听、说、防、控要求

 

九、支持温湿度、风速、风向等气象信号的扩展接入 ，系统灵活，扩容性强

 

 

 

 

 

 

 

 

 

目 录

 

第一章 项目概述    4

1.1 项目背景    4

1.2 建设目标    4

1.3 建设依据    5

1.4 建设原则    5

第二章 系统功能介绍    6

第三章 系统设计    11

3.1系统框架图    11

3.2采集终端介绍    11

3.3中心处理端介绍    13

3.4应用端介绍    15

第四章 系统部署    17

4.1 系统组网图：    17

4.2前端在线监测部署    17

4.3 网络部署（参考）    18

4.4 噪声扬尘监控中心结构部署    18

第五章 设备选型（参考）    20

5.1 EVMS环境监控管理系统服务器    20

5.2 噪声粉尘监测设备    20

5.3 高清960P有线红外低照度防水枪形机    21

5.4 高清1080P进口机芯红外网络高速球    22

5.5 NVR百万高清网络硬盘录像机    23

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一章 项目概述

1.1 项目背景

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，如何做好现场施工管理、降低事故发生频率、杜绝各种违规操作和不文明施工现象一直是施工企业、政府管理部门关注的焦点。特别是建筑工地的泥头车事故频发、市民投诉建筑工地彻夜加班赶工噪音过大等等，不光影响交通安全、干扰民众正常生活，也严重打击了民众对经济建设的支持信心。利用现代科技，优化监控手段，实现实时的、全过程的、不间断的监管也成了建筑行业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噪声扬尘、视频监控系统以供远程监控，并录像取证。

 相关调查表明，噪声扬尘对人们的生活环境有很大的危害：

• 噪声的危害表现在：影响睡眠和休息，引起心烦意乱，精神不集中，影响工作效率；引起头疼、脑胀、耳鸣、甚至耳聋；引起心跳加快、血管痉挛、冠心病等疾病。
• 扬尘的危害表现在：遮挡阳光、降低空气能见度、影响交通；扬尘颗粒沾染各种有毒有害物质侵入呼吸道，容易引发咽喉炎、支气管炎和肺部感染等疾病。

1.2 建设目标

噪声扬尘环境与城市规划和建设有非常紧密的关系，建筑密度的不断增加以及早期规划的一些不合理，加重了噪声扬尘环境的复杂性。另外，一些违规噪音扬尘的排放缺乏监管，如建筑工地、”三厅”和餐饮企业超国家法律规定的时限（每日22:00-次日6:00）排放噪声，使得噪声扬尘监管方面存在量大、分散、随机和取证不容易等难点。为了使噪声环境能得到有效的监测，加强执法力度、维护法律的尊严，从管理的角度而言，需要建立稳定、可靠的环境在线监管系统。噪声扬尘监管系统的目标是将噪声、扬尘污染源的状态利用监控技术、传感技术、通讯技术、计算机及网络技术、GIS技术、信息业务处理系统有机结合而构成的新型环境噪声扬尘监测和管理系统。系统将以远程视频监控、GIS技术和信息业务处理系统为核心，利用远程视频监控及在线监测终端设备，把相关噪声数据传送到服务器。实现对噪声扬尘跟踪监测，及时有效查看现场情况，并根据远程返回的数据，安排执法工作人员对出现的噪声扬尘参数超标或不正常情况及时做出相应的处理，还可以根据噪声扬尘的历史数据，为管理部门决策提供有效的数据支持。

根据需求分析，建筑工地噪声扬尘在线监测系统需要打造一个统一的系统，设立数据中心，构建三张基础网络，通过分层建设，达到系统能力及应用的可成长、可扩充，创造面向未来的绿色工地系统框架。

1.3 建设依据

建筑工地噪声扬尘在线监测系统的建设将严格按照国家及地方规范展开，产品也将严格按相关规范要求进行生产、检测出厂，以保证产品符合国家、地方及相关行业的应用要求。本设计依照的相关规范如下：

• 《公共场所空气中可吸入颗粒物（PM10）测定法-光散射法》WS/T206-2001
• 《空气中粉尘浓度的光散射式测定法》LD98-1996
• 《计算机软件开发规范》（GB8566）
• 《工业计算机监控系统抗干扰技术规范》
• 《信息技术互连国际标准》（ISO/IEC11801-95）
• 《电磁兼容性标准》IEC 801
• 《浪涌（冲击）抗扰度试验》
• 《电快速瞬变脉冲群抗扰度试验》
• 《电气装置安装工程施工及验收规范》
• 《工业企业通信接地设计规范》
• 《安全防范工程技术规范》
• 某市建委扬尘在线监测系统建设要求

1.4 建设原则

为了满足项目的要求，达到对监控点进行全方位的监控以及事后取证，并对相关设备进行集中监控、集中维护和集中管理。噪声扬尘监测系统设计遵循以下原则：

• 标准化：

系统软件、硬件均采用标准化设计，提供开放的接口。

• 先进性：

华迈噪声扬尘环境监测系统在国内率先采用平台式管理方式为核心的视频监控系统，采用专用视频压缩芯片，图像清晰，图像采用自主优化的H.264图像压缩方式，视频压缩效率高。标准分辨率1280×720像素，最高达1920*1080像素，并可自定义。带有音频接口，支持音视频同时传输监控。

• 可靠性：

所有产品均为成熟稳定的产品，采用实时操作系统和专用的硬件结构，保证系统整体的稳定，尤其适合在无人、少人维护的环境中运行。

• 开放性：

系统支持各子系统互连机制，系统可提供二次开发接口，与其它系统、产品进行集成。

• 经济性：

系统为应用平台式管理模式，大大减少了在后期维护方面的投入，具有极高的性价比。使用”华迈噪声扬尘监测系统”还可以在网络费用上极大的节约成本，一条2M带宽的ADSL网络就可以安装1台百万高清摄像机。

• 扩展性：

系统采用网络接入方式，在扩展性上面体现出极大的优势。当有监控点新增时，可以直接在新增点位”复制”原点位模式接入系统，并且增加的监控点位对后端平台不会存在影响。

• 实用性：

系统支持用户的网络监控需求，可多用户多画面实时监控、远程控制、集中录像、可连接多种报警设备、报警可定时布防撤防等功能，完全满足用户的监控要求。

系统不仅仅是在监控室里面使用，更可以在网络上的电脑、手机上面使用观看。基于网络化平台管理，解决了使用者的地域限制，给领导查看工作带来了极大的便利。

• 灵活性：

系统组网灵活，适合在局域网、广域网和无线网络中使用；多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。

第二章 系统功能介绍

• 实时监管

建委工作人员可以通过监测平台对辖区内各个工地进行实时远程音视频监控和噪声扬尘数据监控，结合监测平台为管理人员提供的工地污染源分布GIS电子地图、噪声扬尘超标自动报警、实时趋势分析、历史趋势分析、不同工地、不同建筑时期的噪声扬尘污染趋势、电源故障诊断、设备故障诊断等服务内容。监管人员第一时间发现问题所在并及时通知工地管理人员或相关执法人员实行下一步措施，为整个区域噪声扬尘污染做好数据支持，实现对工地管理职能化和高效化。

实时高清视频，支持监听、对讲、录像、抓图功能

 

地图位置显示、实时监测数据曲线显示，清晰直观

• 报警提醒

当现场噪声扬尘数据大于监测阀值时，系统会自动报警，并标注报警信息。为监管人员提供违法数据。相关执法人员可通过噪声扬尘在线监测系统获取已抓拍的证据，第一时间做出相关处罚决定。

监测数据超标报警提示

• 数据分析

噪声扬尘在线监测系统具备完善的分析功能，实现对不同工地、不同街道、不同区域，以周、月、季度、年为时间单位，进行噪声扬尘数据的同比分析、环比分析、同类工地污染情况差异分析、污染下降/上升指数分析等并生成相应的报表，为领导的决策提供有效的数据支撑。

• 运行维护

监管部门可以通过系统监测平台，发现各类故障，及时报相关部门进行管理控制。

离线报警提示

 

电源报警提示

• 后台管理

系统最高权限可按业务流程不同设置不同工地、不同街道办、不同行政区域设置不同权限的角色，不同角色管理不同功能，同时可对这些功能拥有更改、完善的权限：

1）考勤管理；

2）行政区域管理；

3）工地管理；

4）监测设备的参数设置、设备启停以及移机信息管理；

5）治理设备的控制管理；

• 系统拓展：

噪声扬尘设备支持温湿度、风速、风向等气象信号的扩展接入，专业配套系统集成商成套系统，实现环境全面监控。

 

第三章 系统设计

3.1系统框架图

可以从上图看出华迈噪声扬尘监测系统主要由三部分组成（传输层略）：

• 感知层（采集层）：包含华迈高清网络摄像机、噪声扬尘检测设备。
• 平台层：华迈云平台、存储服务器。
• 应用层：远程视频监控、集中存储、上墙显示、数据管理统计分析等功能。

3.2采集终端介绍

3.2.1 华迈网络摄像机功能介绍

• 网络远程监控

通过网络，登录平台www.huamaiyun.com，即可实现远程视频管理、展示等功能；同时支持客户端及手机查看。

• 图像分屏查看

支持多画面图像同屏显示及多画面切换。

• 红外夜视功能

支持红外夜视功能，枪机产品支持30m～50m，红外高速球可达到120m。

• 支持多用户、多设备浏览管理

一台摄像机支持多名用户同时在线浏览；一个帐户可绑定、管理多台摄像机。

• H.264压缩格式，视频流畅、清晰

采用H.264 Main Profile@level 3压缩算法，独立研发优化编码算法，低带宽也能传输流畅视频；最低带宽占用仅8K，最高分辨率达到1080P；可根据网络实际带宽，动态调节画面质量。

• 移动视频监测及报警

支持关键区域的移动视频监测、关键区域遮挡报警，可支持外接报警设备。可直接发送图片或报警信息到指定的邮箱、手机。

• 远程云台控制，使用场景设置

远程控制云台，视角更广；多个场景选择，实用性更强。

• 双向语音交流传输

能同时传输音视频资料，可以大大方便远程管理。通过摄像机本身语音对讲功能，即可实现远程语音、监听。也可外接音频设备，增强语音、监听效果。

• 产品即插即用，使用便捷

插上网线，接通电源即可完成产品安装；只要有网络的地方就能监控，可以轻易传输到互联网的任意区域；不借助第三方软件，使用IE浏览器即可管理；

• 定时录制，图像抓拍、开机自录、断电续传

支持工作日定时录制及图片抓拍，支持SD卡及本地保存。

• 录像功能

提供计划录像、手动录像和报警录像三种录像模式，录像帧速可调节。具备异地分布式录像存储功能；

3.2.2 噪声扬尘设备功能介绍

• 噪声扬尘监测：

实时采集现场环境数据，快速上传至管理中心或移动端。

• 视频叠加：

噪声扬尘信号叠加在视频监控画面上动态实时显示噪声扬尘值。

• 系统集成专用：

内置工控行业专利控制技术，专业配套系统集成商成套系统。

• 全天候全自动：

24小时365天全时工作，异常现象自动报警。

• 气象参数扩展：

支持温湿度、风速、风向等气象信号的扩展接入，实现环境全面监控。

• 全铝合金外壳：

 全铝合金外壳封装，坚固、防尘、防锈、防潮，适合各种恶劣工业环境， 防护等级IP65。

3.3中心处理端介绍

噪声扬尘监测系统中心处理端是本系统的核心部分，承担集中监管功能，对视频信息的获取和管理享有最高权限。因此考虑到总控制中心，实现全网监控视频接收、重要视频集中存储、监控设备统一管理以及权限统一分配。

从”统一规划、分级管理”的角度出发，采用华迈公司的多级管理IP监控解决方案，按其组织架构以及各级机构对监控业务的不同需求建设总控制中心、分控制中心、监管点的多级管理模式。

• 网络化、数字化、低成本：

系统采用TCP/IP协议，内置HTTP服务器，提供RJ-45以太网接口，能架构在局域网、广域网、INTERNET和无线网络之上，不需要铺设视频线缆，实现计算机网络和视频网络合二为一，节俭了铺设长距离线缆的成本。本方案不需要专门的监控设备，使用普通计算机进行监控录像，将监控设备和计算机合二为一，降低设备采购成本。可任意设置网关，完整支持跨网段、有路由器的远程视频监控环境。

• 高清晰图像：

图像采取H.264编码尺度，图像清晰度高，在低带宽情况下可实现高质量视频图像传输。

• 多权限功能：

系统监控中心和各分控中心可以对管辖范畴内多个本地和远程监控前端进行实时监控，不同的用户可依据职务分配不同的掌握权限。依据权限的不同，使用者可在服务网站或客户端上行使不同功能。

• 适用性与即插即用：

华迈网络摄像机具备了所有需要用来树立远程监控体系的构件。安装时只需要插上网线、接通电源即可通过网站或客户端查看远程视频图像。

• 设备简单，便于施工：

通过使用网络摄像机和监控系统软件，极大地简化了监控系统中可能涉及的设备种类和数量，它完整代替了模仿监控系统中的视频矩阵、切换器、画面分割器、字符叠加器等需要配合使用能力实现的功能，不仅减少了调试设备的施工周期，同时较少设备的使用，有效提高整套系统的稳定性和可靠性，减少日后维护设备的难度。

• 良好的可扩容性：

当系统扩容时，在监控中心，管理人员只需要将增添的监控装备参加监控地点组别，这样就完成了全体的系统升级扩容工作。同时也可以应用此网络进行数据传输及与总部联网，并不需要再行搭建计算机网络。

• 设计特点：

具备强大的网络接入功能，支持所有网络的安装接入，并提供路由穿透等独创功能。

采用创新的服务器管理及P2P视频流传输方式，用户操作使用简便，无任何使用障碍，做到了能上网就会使用。

提供灵活扩展的服务器远程视频查看模式，满足客户多路并发远程视频监控需求。

视频传输延迟极低，正常网络环境下视频传输延迟仅1秒左右。

系统支持多个用户同时访问一个视频监控点，或一个用户同时访问多个视频监控点，各点之间相互独立，互不干扰。

具备远程联网监控的所有功能，包括远程图像实时监看、远程调看录像资料、远程遥控云台镜头、还可通过网络对各网点摄像机的基本参数进行设置。

可对各网点的不同摄像机进行分组管理，支持4重目录树划分，并可根据客户需求增加多级目录树。

可分配各子帐号的管控权限，通过多级权限划分机制使不同帐号享有不同操作权限，以区分管理层次，加强管理的安全性。

3.4应用端介绍

监管端有PC客户端、WEB网页、手机客户端三种。

3.4.1 PC客户端观看：

管理部门可通过我专用PC客户端软件通过专网/互联网同时查看所有网络摄像机实时图像，客户端具有多画面分屏查看功能，所有监控点图像一目了然，并可对热点区域进行全屏观看。

3.4.2 WEB网页观看：

该方式为最便捷的使用查看方式，用户可在任意电脑上登录运营平台，根据IPC设备是否需要授权访问许可，输入授权的用户名及密码选择要关注的监控地点即可立刻查看远程视频图像，根据权限分配还可进行截图、录像等操作。

3.4.3 手机观看：

支持使用Android和IOS操作系统的手机。

第四章 系统部署

4.1 系统组网图：

4.2前端在线监测部署

前端点位选取应遵循一定的原则。扬尘监测仪不能安装在扬尘浓度不均匀或者不能真实反映当前环境浓度的环境中，避开生活或易产生烟尘的区域。尽量选择在施工工地的出入口便于管理。同时可以对多种污染排放进行综合数据监测，应选取稳固的杆或柱作为支撑，仪器的安装高度也应距地面3m-5m之间，监测仪传感器不能被遮挡，做到数据的客观与公正。

4.3 网络部署（参考）

数据传输网络是建筑工地噪声扬尘监测系统的重要组成部分，也是保障前端监测设备数据能够安全、高效、准确传输到后端监测中心的重要环节。

1）中心网络部署：

根据（同时）监看数量配置监控中心互联网网络；如果外网（互联网）同时观看10个设备（高清摄像机），至少需要5M网络带宽（上行），20个设备即为10M（上行）网络，以此类推。

2）前端网络部署：

前端使用有线或3G/4G接入的方式进行建设，由于网络摄像机采用优化的H.264压缩算法，对带宽占用低，512Kbps即可上传1路720P高清摄像机的视频图像。

为使数据传输安全、高效，根据实际需求确定前端、监控中心的上下行带宽，使之具有足够强大的峰值数据交换能力和留有足够的系统扩充空间。同时，为保证整套系统稳定的运行，要求每台网络设备均采用稳定、高质量的网络产品。

4.4 噪声扬尘监控中心结构部署

监控管理中心作为整个系统的核心，担负着整个系统的协调、监管职责。只有保证总监控中心内所有的设备7*24小时不间断运行，才可以保证网络视频监控系统的质量，同时满足用户建立网络化远程监控的需要。

中心管理服务器应用于多服务器监控网络系统，综合管理系统中所有的存储服务器、管理平台（客户端）和网络数字矩阵，为所有使用和访问监控网络系统的用户提供统一的入口。

中心管理服务器：对用户、手机采集及网络摄像机设备进行集中管理。

流媒体及存储服务器：接收及存储源于前端手机视频或网络摄像机视频数据，为其管辖范围内的视频设备提供存储、转发服务。

数字矩阵服务器：接收及处理源于前端手机视频或网络摄像机视频数据，并使其需要观看的重点视频输出上电视墙，用于完成输出、切换、存储远程控制视频等功能。

 

4.4.1存储部署

本方案中建议采用多级录像存储备份策略。

1）前端存储：前端摄像机均支持TF/SD卡存储，在一些重点部位的摄像机可插入TF/SD卡进行存储。一张32G TF/SD卡即可满足6天左右的百万高清图像保存，即每路视频图像每天存储容量大概在5G左右，同时支持监控中心远程调取或下载查看。手机视频采集端可直接存储在手机存储卡上。

2）本地NVR存储：通过部署在局域网内的工业级网络硬盘录像机，最大支持6T存储容量，满足大容量存储的需求，支持ONVIF协议。

3）监控中心存储：监控管理中心可采取集中存储方式，即：通过网络将网络摄像机采集的视频实时数据存储至监控中心设立的NVS集中存储服务器。

4.4.2 显示部署

在监控管理中心，通过数字矩阵将视频输出上电视墙观看。

数字矩阵：

管理服务器通过数字矩阵连接到电视墙，并通过对应软件管理，根据所需大屏数量选择数字矩阵，4路矩阵可输出4个大屏，每个大屏支持1/4/9（D1/9画面，720p/4画面），6路可输出6个大屏，每个大屏支持1/4/9（D1/9画面，720p/4画面）。

第五章 设备选型（参考）

5.1 EVMS环境监控管理系统服务器

5.2 噪声粉尘监测设备

5.3 高清960P有线红外低照度防水枪形机

5.4 高清1080P进口机芯红外网络高速球

5.5 NVR百万高清网络硬盘录像机