概述
近幾年來，隨著中國城市化速度的極度加快，城市政治、經濟、文化快速發展，城市的排水系統相對滯後，因城市積水導致事故頻發、交通阻斷，對城市人口的生活受到很大影響，苦不堪言；特別是近兩年內，包括北京在內的全國各大城市都相繼出現了大範圍的內澇，“城市內澇”問題引起了多方的廣泛關注。這就對城市環境衛生、城市排汙治理等管理提出了新的要求。如果能夠採用遠程視頻監控系統實時掌握各個排水泵站的動態和各大排水設施的運作狀況，在發生內澇後採用車載無線移動應急視頻指揮系統及時動態傳輸各重點場所的積水狀況，採用先進的科學技術建設一套智能的、基於網絡的、數字的、安全的綜合管理系統，以提高城市環境保護管理工作效率，加強城市排汙治理，保證人民群眾的生命財產安全，提高人民生活水平和城市安全，提升人民滿意度和城市形象，及時排除險情、保障城市的有序運作，對城市環保部門和防汛部門來說具有重大意義。
方法/步驟
出於以上思路，才茂科技作為國內領先的遠程監控和無線移動監控研發企業，著手研發一套基於3G和遠程網絡、遙感遙測、物聯網等各種先進技術於一體的，功能強大，先進可靠的城市排水遠程無線監控監測指揮調度系統。將遠程的音視頻信息、水位信息、降雨量信息、排水泵運作狀態信息等通過3G無線網絡上傳到指揮中心的流媒體轉發服務器和混合處理服務器，在指揮中心可以通過客戶端軟件直接監控排水現場的實時視頻和各種重要數據，根據需要，在遠程調節攝像機的視角，旋轉攝像機雲臺，通過控制攝像機的焦距拉近距離監控細節或推遠焦距監控個排水口的全局，和前線值守人員進行雙向語音對講，可以遠程開啟或關閉排水泵閘。在指揮中心，可以把現場的視頻畫面和各種水情信息投影到大屏幕拼接牆供決策層集體觀看，進行風險評估，在監控中心配備磁盤陣列網絡存儲系統，對於每次降水期間的現場視頻進行全程存儲，便於日後的隨時檢索、回放和查閱。如果出現安全事故，可以調閱歷史視頻檔案，分析事故原因，總結經驗，吸取教訓等。除了在指揮中心集中監控以為，各有關領導還可以通過局域網在辦公室隨機進行遠程視頻監控。領導們還可以通過手機或平板電腦在任何地方隨時隨地監控現場視頻。考慮到經常有夜間出現暴雨造成積水的情況，如果採用傳統的紅外攝像機，夜間監控效果會非常差，根本無法看清積水狀況，我們在一體化3G攝像機裡採用了激光成像和熱成像技術，完全滿足夜間監控積水的需求。
除了固定點的監控，我們建議在汛期採用“人巡”和“車巡”相結合的方式，當有暴雨來臨或發生內澇時，應急搶險巡邏指揮車可以通過車載移動3G音視頻系統將前端的現況和自身的行駛軌跡實時傳輸回監控指揮中心，在指揮中心的大屏幕上可以全方位、多畫面掌握全市的排水狀況，實時監控局地的降水量、水位、排水狀況視頻等等。
系統架構和總體思想
1 系統拓撲結構圖
2 設備物理結構圖
3 所要實現的功能目標
前端攝像機採集的視頻信息經過模數轉換（AD轉換）和編碼壓縮後，通過3G無線網絡，將信號上傳到指揮中心的流媒體轉發服務器，對於重點部位，安裝無線雨量計和無線水位計，採用才茂科技的3G視頻+RTU一體化嵌入式終端設備同步傳輸到指揮中心。在監控中心，可以通過客戶端軟件直接監控作業現場的實時視頻，根據需要，在遠程調節攝像機的視角，旋轉攝像機雲臺，通過控制攝像機的焦距拉近距離監控細節或推遠焦距監控全局，和前線值守人員進行雙向語音對講，可以把現場的視頻畫面投影到大屏幕拼接牆供決策層集體觀看，進行風險評估，在監控中心配備了磁盤陣列網絡存儲系統，對於每次作業的現場視頻進行全程存儲，便於日後的隨時檢索、回放和查閱，如果出現安全事故，可以調閱歷史視頻檔案，分析事故原因，總結經驗，吸取教訓等。除了在指揮中心集中監控以為，各有關領導還可以通過局域網在辦公室隨機進行遠程視頻監控。領導們還可以通過手機或平板電腦在任何地方隨時隨地監控現場視頻。考慮到經常有夜間出現暴雨造成積水的情況，如果採用傳統的紅外攝像機，夜間監控效果會非常差，根本無法看清積水狀況，我們在一體化3G攝像機裡採用了激光成像和熱成像技術，完全滿足夜間監控積水的需求。
4 關鍵技術
在本系統中，集成了眾多的先進技術，諸如：A/D轉換技術、音視頻壓縮編碼技術、無線通信優化技術、多通道集群捆綁技術、多線程處理技術、無線圖像傳輸技術、GPS定位技術、音視頻存儲技術、傳感器技術、熱成像技術、物聯網技術、信道動態調整技術、可靠的網絡傳輸糾錯技術、網絡編碼自適應技術、分級接收技術、流媒體轉發技術、數字模糊算法模型技術等等。
5 產品選型
對於前端設備，我們推薦採用才茂科技專利技術的三種不同的類型設備，一種為臨時搭建型三腳架式3G遠程熱成像監控儀，一種固定點3G遠程激光監控儀，一種車載移動3G攝像機。
從室外應用環境角度考慮，因為都是在汛期使用，全部設備都採用防水等級高於IP66的工業設計；從臨時部署，隨機使用的角度考慮，我們設計了無需接線、無需設置、即插即用的嵌入式系統，攜帶方便、安裝快捷、拆卸靈活、隨機移動；才茂科技的設備均有高度的集成度，沒有任何接線，全部一體化設計，個部件之間採用防水航空接頭，設備的安裝、使用也非常便捷，無需接線，不用設置，即插即用，部署靈活。車載移動指揮系統採用了真空吸盤結構，不需破壞車輛結構、不需任何改裝，在需要的時候直接吸附於車頂，採用點菸器供電，非常方便靈活。
6 自動監測雨量站
a 設備組成
自動監測雨量站以遙測終端為核心，配置翻鬥式雨量傳感器、通信終端、電源系統以及避雷系統，實現雨情信息的自動採集和自動傳輸。自動監測雨量站採用太陽能浮充蓄電池和交流電源兩種方式互為補充供電。自動雨量監測站設備組成結構如圖5-3。
b系統功能
（1）可定時或實時自動採集雨量參數，採樣間隔可設定；
（2）能按定時或事件自報方式通過主備式信道發送數據，當第一發送信道不通時，自動切換到第二信道發送（亦可採用單信道）；
（3）具有現地或遠地編程能力，可設置參數，改變路徑，讀取數據；
（4） 可響應召測，接收來自測控中心的召測指令，根據指令要求將當前值、或將過去的記錄值、或將所有存貯的數據通過指定的信道或指定的路徑發送；
（5） 具有工況報告功能
（6） 具備存儲功能，其存儲容量應滿足能連續記錄1年的資料
（7） 大屏幕拼接電視牆
7. 大屏幕投影顯示系統作為當今最現代的視訊工具之一，已經被廣泛地應用於我國國民經濟生產的各個領域。眾多領域的調度中心、監控中心、演示大廳、會議室，都需要對現有工作情況以圖文形式作出快速反應，要求數據實時、準確的多元化模式至臻顯示，並將這些來源各異的數據通過有效的調配和整合，形成一套功能強大、易於使用、有效的管理指揮中心繫統。
2.7.1 系統特點:
1）系統穩定、操縱靈活
系統應採用先進的技術和系統結構，確保系統的可靠性與安全性，不能對其他子系統造成安全影響和環境影響。採用統一的控制管理系統，可以靈活操作。
2）圖像顯示實時、穩定
圖像顯示效果清晰，屏幕亮度高顯示均勻，色彩還原真實，圖像失真小，顯示穩定性高，使用壽命長，能滿足7×24小時長期連續顯示的要求。
3）高分辨率圖像顯示
整個顯示系統能提供5120*1536的高分辨率統一顯示平臺，能夠顯示5120*1536的高分辨率圖像。
4）完美拼接工藝
大屏幕組合拼接牆採用無縫拼接技術，物理縫隙小於0.5mm，並已完全包含屏幕的熱脹冷縮導致的伸展空間，屏與屏之間的拼縫橫平豎直，拼接後的整屏無凸凹現象，確保大屏幕圖像的精確顯示和完美效果。
5）顯示形式多樣化、兼容性強
能夠顯示PAL/NTSC/SECAM/1080p/1080i/720p等全制式視頻信號，能夠顯示Windows、UNIX、Linux等主流操作系統的計算機圖像信號，通過網絡途徑，可以實現網絡信號顯示、高分辨率應用畫面和視頻圖像的顯示。
6）顯示及管理方便
支持多屏圖像拼接，畫面可整屏顯示，也可分屏顯示，用戶可靈活開啟窗口，定義尺寸，畫面能夠自由縮放、移動、漫遊，不受物理拼縫的限制。整個顯示系統可作為統一平臺進行管理，如在全屏任意位置調用任意信號顯示等。同時，各功能區可獨立管理，如對所在區域進行開關機、在該區域內調用顯示信號等。
7）擴展能力強大
整個顯示系統對輸入信號數量留有一定的餘地，日後能夠擴展信號接入能力。提供冗餘配置，模塊設計，具備擴展能力；同時軟件提供二次開發接口，方便和其他系統進行整合。
2.7.2 系統構成：
針對用戶的需求及我們在大屏幕系統工程建設多年的豐富經驗，在本設計方案中我們一方面考慮設計方案的可行性，要完全滿足或超過用戶的需求，重要的是我們要考慮所選設備及系統的技術是最先進、最成熟、最可靠的，並且具有良好的操作性和擴充能力，可以充分滿足用戶大屏幕顯示系統現在及將來發展的信息顯示的需求，同時也重點考慮了系統的安全可靠性。
通過對管理指揮中心大屏幕投影顯示系統的顯示要求進行仔細的分析和研究，才茂公司提出了以RGB信號、視頻信號及網絡信號顯示為主體的設計方案。本設計方案自始至終貫穿以下的設計思路：
1) 基於美國TI公司公司最新的極致色彩(Brilliant Color)為顯示單元的核心技術，圖像處理系統也採用最新的圖像處理系統，其增強的光學效率及升級版的圖像處理功能，大大增強了投影系統的光學效率，並實現了更寬的色域，大幅提升黑色場景的表現，有效抑制畫面閃爍，呈現出更加清新逼真的畫面。同時圖像處理系統實現水平和垂直2D梯形校正，提供強大的圖像處理功能，能夠提供更加生動完美的動態畫質。
2) 通過大屏幕顯示系統專用管理控制系統CS3000實現對大屏幕的整體控制和管理，同時提供各分區的控制和管理。
3) 考慮到顯示系統的重要性和安全性，顯示單元提供各種RGB、視頻信號接口，可直接接入各種視頻、RGB信號，作為系統冗餘顯示；
4) 採用升級後的DVS系列在結構上也進行了優化設計，採用新材料新工藝，使系統拼接精緻、牢固，減少了失真使圖像更逼真，成功設計了投影單元防塵裝置和散熱通道，從而提高系統可靠性和安全性，在不理想的環境下仍然能夠安全保障7X24小時長時間工作。
5) RGB信號可通過RGB矩陣進行切換，接入NPP2000網絡多屏處理器和顯示單元中的信號輸入接口。
6) 視頻信號，如攝像機，DVD等信號，可通過視頻矩陣進行切換，接入NPP2000網絡多屏處理器和顯示單元中的信號輸入接口。