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1、XXX高速公路監控系統項目設計方案*系統科技有限公司目 錄一、概述3二、總設計思路32.1 系統設計的指導思想32.2 設計原則32.3 設計依據5三、系統結構規劃設計5四、系統設計方案描述74.1 前端設備74.1.1 設備選型74.1.2 安裝方式84.2 傳輸網絡94.4 收費站分控中心114.5 軟件功能12五、接地、防雷及抗干擾175.1接地方式175.2 系統防雷措施175.3 系統抗干擾措施195.4 隔離接地變壓器19一、概述隨著城市的發展，高速公路成了毗鄰城市的主要通道，拉近彼此間的距離，促進城市經濟發展。高速公路管理要求的不斷提高，收費管理、數據通信、圖像監控已經是現代化高2、速公路建設中必不可少的一個部分。正因為這些需求的不斷提高，對公路系統提出了系統管理智能化、監視遠程化、控制網絡化、存儲海量化、辦公高效化等。監控系統主要有兩種，一種是模擬監控系統；另一種是最近幾年隨著科技不的斷近步而發展起來的數字監控系統。隨著高速公路監控點不斷的增多，公路不斷的延長，系統可不斷擴容增大。如今一些國家（包括中國）的高速公路監控系統的技術結構也隨之發生變化。由單一的計算機集中處理方式代之為多計算機功能分散的計算機網絡處理方式，從而使系統可靠性提高，易于維護和功能擴展。應用于監控系統中的各種設備向智能化方向發展，使今后高速公路的監控系統具有更強的功能。二、總設計思路2.1 系統設計3、的指導思想為切實推進高速公路視頻監控系統建設，增強預防和打擊高速公路犯罪的能力，有效維護高速公路設備，依據安全防范系統相關的規范以及相關技術標準規范，考慮到XXX高速公路的實際情況，在XXX高速公路作為試點，為下一步建立廣東省高速公路監控聯網系統打下基礎。2.2 設計原則本項目方案設計遵循技術先進、功能齊全、性能穩定、節約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統設計內容是系統的、完整的、全面的；設計方案具有科學性、合理性、可操作性。其具有以下原則：1、先進性與適用性系統的技術性能和質量指標應達到國際領先水平；同時，系統的安裝調試、軟件4、編程和操作使用又應簡便易行，容易掌握，適合中國國情和本項目的特點。該系統集國際上眾多先進技術于一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發展水平，適應時代發展的要求。同時系統是面向各種管理層次使用的系統，其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準則，其操作應簡便易學。2、經濟性與實用性充分考慮用戶實際需要和信息技術發展趨勢，根據用戶現場環境，設計選用功能和適合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現最佳的性能價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能實施的需求，經濟實用。3、可靠性與安全性系統的設計應具有較高的可靠性，在系統故障或事故造成中斷后，能確5、保數據的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統具有一整套完成的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。4、開放性以現有成熟的產品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環境的現狀和技術的發展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統實現聯動，具有RJ-45網絡通訊口，可實現遠程控制。5、可擴充性系統設計中考慮到今后技術的發展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。并根據今后該項目工程的實際要求擴展系統功能，同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發展要求。6、追求最優化的系統設備配置在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下，追求最優化的系統設備配置，以盡量降低系統造價。76、保留足夠的擴展容量該項目設備的控制容量上保留一定的余地，以便在系統中改造新的控制點；系統中還保留與其他計算機或自動化系統連接的接口；也盡量考慮未來科學的發展和新技術的應用。8、提高監管力度與綜合管理水平本項目系統設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統通過中央控制系統對各子系統運行情況進行綜合監控，時時動態撐握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。2.3 設計依據& 智能建筑設計標準(GBT 503142000)& 建7、筑智能化系統工程設計標準（DB32/191-1998）& 城市住宅建筑綜合布線系統工程設計規范（CECS/119-2000）& 建筑與建筑群綜合面線系統工程設計規范（GB/T50311-2000）& 民用建筑電氣設計規范（JGJ/T16-92）& 民用閉路監視電視系統工程技術規范(GB/50198-94)& 系統接地的型式及安全技術要求（GB14050-93）& 安全防范工程程序與要求（GA/T75-94）& 安全防范工程驗收規則（GA/T308-2001）& 工業電視系統工程設計規范(GBJ 115)& 安全檢查防范系統通作圖形符號（GA/74-94）& 消防聯動控制設備通用技術條件（GB 8、168061997）& 火災自動報警設計規范（GB50116-98）三、系統結構規劃設計考慮客戶使用方便和投資成本，我們根據XXX高速公路的情況，采用集中控制、分散管理方式，充分發揮收費站分控的作用。XXX高速公路監控系統總長約60公里，每隔六公里有一個收費站，共10個收費站。根據現場情況，將部分監控點就近敷設到收費站分控中心，各自對監控點控制和數據存儲管理，高速公路總控制中心對分控中心可以控制和調用存儲數據。前端設備到收費站分控中心采用兩種傳輸方式：1種：采用光纖傳輸方式；另1種：采用無線傳輸方式。在分控中心存儲和控制。收費站分控中心通過光纖上傳硬盤錄像機數據信號到高速公路管理中心，總控制中9、心通過管理中心服務器來控制分控中心的硬盤錄像機上管理的監控點，調用分控中心的存儲數據，并通過存儲服務器和陣列將所有匯集到總控制中心的數據。XXX高速公路監控系統拓撲圖：目前市場上用的監控系統解決方案基本上可分為三種模式：1、 基于傳統的模擬矩陣監控模式的監控系統；2、 以硬盤錄像機（DVR）為核心的第二代準數字化視頻監控模式的監控系統；3、 以網絡視頻服務器為核心的第三代全數字化遠程視頻集中監控模式的監控系統。鑒于投資成本、現場情況及高速公路管理局實際使用需求的考慮，XXX高速公路監控系統采用第二代準數字化系統的視頻監控模式。該模式經過近幾年的發展，技術較為成熟，應用更為廣泛，可靠性較高，而且10、具有非常靈活而強大的擴展潛力，能滿足高速公路監控系統的各種需求。四、系統設計方案描述4.1 前端設備4.1.1 設備選型由于XXX高速公路監控系統監控的范圍和面向對象廣泛都是屬于戶外，天氣光線等環境因素，因此攝像機的選型和安裝十分關鍵，在對各監控點現場進行認真勘察。根據我們對XXX高速公路的實際情況考察，初步設計監控區域10處，共計劃安裝攝象機20臺：1、 初步采用智能一體化快球20臺； 4.1.2 安裝方式前端部分主要由一體化球機、支架、立桿等組成。攝像機按現場實際情況可安裝在燈柱上，在沒有合適安裝地方的監控點，可采用立桿的方式安裝。球型攝像機立桿安裝示意圖考慮本系統的設備都是安裝在室外，攝11、像機電源、避雷器等設備的安全及防水等都是不可避免的問題，因此我們建議在攝像機安裝點的附近都配置一個防水設備箱，將攝像機電源、避雷器等設備放置在防水設備箱內，同時攝像機的各種接線都將在此防水設備箱內部完成。如下圖：4.2 傳輸網絡XXX高速公路監控系統的監視對象主要為高速公路上的公路設備，因此，圖像的實時性和清晰度應放在首位來考慮。根據用戶需求及現場情況，前端攝像機到收費站分控中心我們考慮采用光纖傳輸方式和無線傳輸的方式。其中光纖通過光端機傳輸效果最好，可將攝像機圖像、音頻、數據控制和報警等信號無壓縮地傳輸，但造價成本高。無線傳輸會因為環境而產生干擾，圖像會有1秒的延時，但造價成本降低。1、前端12、攝像機到收費站分控中心光纖傳輸方式：我們建議采用自建、直接敷設的方式，光纖從收費站分控中心敷設光纖到前端的光端機，通過同軸電纜敷設到安裝攝像機。考慮到現場的環境，系統線材（光纖、視頻線、控制線、電源線等）預留20作為以后監控點移位用。無線傳輸方式本系統所選取的頻段為2.4GHz,無線網絡設備皆采用擴頻方式,QPSK調制技術,可以實現11Mb/s和54Mb/s的數據傳輸速率。如果高速公路有山或者其他物體阻隔需要增加中繼器來保障信號的良好，架設的高度應達到10米至15米,保證在選定的中繼點處是相互可視的。中繼點可選在高速公路附近最高的山頂上，集中接收周圍發射端傳來的信號，再經其它中繼傳回監控中心。13、前端攝像機通過同軸電纜、控制電纜敷設到視頻服務器上，視頻服務器通過雙絞線敷設到無線發收器上，通過微波發送到收費站分控中心無線接收器，通過五類雙絞線連接到交換機上，輸入到硬盤錄像機上。2、收費站分控中心到監控中心考慮本次項目環境和實際情況，設計兩種傳輸方式：一、：收費站分控中心通過直接敷設光纖到監控中心。二、：利用收費站和監控管理中心原有的光纖線路傳輸。收費站分控中心通過光纖收發器將交換機數據跟高速公路管理中心的交換機級聯。監控中心的系統電源裝置包括永久連接的外部主電源和內部備用電源。監控系統常用的供電方式有兩種：一、集中供電；二、就近供電。集中供電：中心輸出口大，當供電中心區域停電，就會使所有14、的監控點都斷電，管理人員不能監視現場情況。就近供電：這種供電結構施工方便，管理方便，當某個供電區域停電，那只是這個區域斷電，就不會使所有的供電區域都斷電，管理人員還可以監視到其他監視現場情況本次項目供電我們建議采用就近供電：就是通過收費站分控中心供電給前端攝像機。分控中心并要求安裝1臺3KVA的UPS后備電源由分控中心集中供電到前端攝像機，確保了攝像機電源的穩定性與安全性。考慮到高速公路監控系統今后的擴展，在機房建設及配電設計時，應考慮充足的市電供應余量。在XXX高速公路監控系統中，根據現場情況的不同與以后的擴展余量，我們采用4路視頻1路雙向數據傳輸光端機進行視頻信號的高質量傳輸。4.4 收費15、站分控中心分控中心也要求實行24小時實時監控記錄。配置1臺8路嵌入式硬盤錄像主機、UPS及其他配套設備。對全部的攝像機進行7*24小時錄像,可保證視頻資料保存15天以上。收費站分控將該路段光纖傳輸的視頻信號和控制信號通過光端機還原后，通過視頻分配器輸入到嵌入式數字硬盤錄像主機，實現對采集來的視頻信號的數字化、壓縮、傳輸，并直接存儲在硬盤錄像機上，同時將無線傳輸的視頻信號和控制信號通過無線接收器后接入交換機，輸入到嵌入式數字硬盤錄像主機，實現對采集來的視頻信號的數字化、壓縮、傳輸，并直接存儲在硬盤錄像機上。并通過通過光纖收發器跟高速公路管理中心的交換機級聯，使管理中心通過專用網絡看到前端收費站的16、數據。作為整個系統的核心，我們在XXX高速公路監控系統XX收費站分控中心的主要配置如下： 1臺8路嵌入式數字硬盤錄像機，進行監控圖像的錄像和前端設備控制； 1臺交換機和一套光纖收發器； 1臺17寸液晶顯示器，進行監控圖像； 1臺3KVA UPS不間斷電源，以保證系統電源的可靠性與穩定性。在高速公路管理中心配置1臺客戶端主機對前端監控點進行監視和控制。根據管理人員對使用用戶授予權限：只是可以監控不可以控制；或可以監控和控制。4.5 軟件功能監控中心用來完成閉路電視監控系統的視頻控制、顯示、存儲等功能，監控中心不僅是閉路電視監控系統設備聚集的場所，更是閉路電視監控系統甚至是整個安防系統的監視和控制17、中心，與其它系統的響應聯動控制也是由這一部分完成。所以監控中心設計的好壞直接影響整個系統的使用。因此方案在設計監控中心時主要依據以下幾點：（1）監控室應盡量靠近監控目標，設置在環境噪聲小和電磁干擾小的場所；（2）監控室地面應光滑平整，不起塵，盡量采用架空活動地板，方便布線；（3）監控室內溫度宜為16-30，濕度為3070，使用面積根據設備容量確定在1250m2；（4）室內設備的排列便于維護和操作，滿足電纜進線和電纜彎曲半徑的要求，并符合安全消防的要求；（5）室內設備布局盡量避免陽光直射；（6）應配專用的電源和接地設施。通過硬盤錄像機實現對系統內任意監控點進行監視，視頻錄像、視頻回放、報警聯動等18、功能。一、壓縮功能1、支持 PAL / NTSC4.43 / NTSC3.58 制式視頻信號。2、視頻壓縮采用H.264壓縮技術，不僅支持變碼率，而且支持變幀率 。3、可設定視頻圖像質量，也可設定視頻圖像的壓縮碼流。4、每路視音頻信號獨立實時壓縮，音頻壓縮標準采用G.722，采樣點為：8K采樣點/秒，16bit/采樣點。5、視頻和音頻信號壓縮后生成復合的H.264碼流，碼流回放時視頻和音頻保持同步。也可設置不用音頻。6、有6種錄像質量供選擇。可以根據具體的需要調節錄像質量，以保證足夠長的錄像時間。二、網絡功能1、支持TCP/IP協議（支持ARP、RARP、IP、TCP、PPPOE、DHCP等等19、）。2、完備的網絡端控制命令（通過網絡，可以使用客戶端管理器控制嵌入式硬盤錄像機主機，也可以對主機進行遠程設置）。3、可以使用應用軟件或Internet Explorer瀏覽器通過網絡設置參數、實時瀏覽任何一路視頻和音頻信號、查看,以及云臺控制。4、內置多種云臺控制協議，既可以在主機端對云臺進行控制，又可以通過網絡控制云臺和鏡頭、雨刷等5、可通過網絡遠程升級，實現遠程維護，方便用戶以后的升級維護以及功能擴展。三、錄像功能1、支持：手動錄像、定時錄像、移動檢測錄像、報警錄像。2、支持手動錄像、定時錄像、移動檢測錄像、報警錄像內容的分類檢索 。3、視頻移動動態檢測功能，每路視頻可設置多個動態檢測區20、域4、提供全屏蔽開關，可以實現實時畫面全屏蔽，全屏蔽狀態的時候錄像不會被屏蔽 。5、探頭報警錄像功能支持單路報警聯動單路或者是多路進行錄像6、管理主機可通過網絡實時紀錄壓縮碼流，支持借助網絡將圖像聲音同步直接錄入電腦。7、可實現音視頻全實時同步錄像，每路視音頻錄像參數均可單獨設置。8、支持通道名疊加，支持通道錄像時間疊加。9、支持錄像狀態（手動錄像、定時錄像、移動檢測錄像、報警錄像）查詢功能。四、放像功能1、本地放像：精確時間定位放像、手動錄像內容檢索放像、定時錄像內容檢索放像、移動檢測錄像內容檢索放像、報警錄像內容檢索放像。2、支持畫中畫放像。3、支持實時放像同時顯示，不會對錄像內容產生影響21、。4、支持 4 個級別的快放、4 個級別慢放、倒放、暫停、單幀回放模式；按時間回放時定位準確 。5、可以使用客戶端管理器達到多路回放的放像模式，不影響實時圖像以及錄像 五、實時監看監聽功能1、本地監視器支持，本地 VGA 支持。2、支持每個通道錄像參數（亮度、對比度、色度、飽和度）的調節。3、顯示模式切換迅速，沒有延遲。4、內置多種云臺控制協議，可以通過前面板或者遙控器控制云臺和鏡頭、雨刷等 。5、視頻移動動態檢測功能，每路視頻可設置64個動態檢測區域6、提供全屏蔽開關，可以實現實時畫面全屏蔽，全屏蔽狀態的時候錄像不會被屏蔽。7、支持回放、預覽同時進行。8、支持畫面輪巡功能，可以根據需要自由設22、置是否啟用輪巡以及輪巡的時間 。9、支持一、四、九畫面分割顯示10、具備 WEB SERVER 功能，可以通過瀏覽器監看遠程主機的圖像，支持域名解析。11、可以使用應用軟件或瀏覽器通過網絡設置各種參數、實時瀏覽任何一路視頻和音頻信號、查看監聽。12、支持管理主機（監控中心）和網絡硬盤錄像機（前端）的雙向語音對講（或單向語音廣播）。13、支持電視墻功能。硬盤錄像機畫面分割顯示圖六、存儲備份功能1、16 路主機分別配備了 4 個 IDE 通道，可同時驅動 8 塊 IDE 接口硬盤工作，支持的每個硬盤容量達2000GB。2、強大的硬盤管理功能，支持對硬盤的格式化、分區功能，系統自動實現硬盤休眠和扇區23、損壞跳過功能3、支持正常運行狀態下對硬盤進行分區格式化 。4、支持硬盤休眠，同時工作硬盤個數最多不超過 2 個 。5、硬盤上文件可以選擇循環記錄和非循環記錄。6、標準 FAT32 文件系統格式，錄像文件可在 PC 系統上識別，并可在安裝隨機光盤內的播放軟件后播放七、報警檢測功能1、本地報警：視頻丟失報警、移動偵測報警、探頭觸發報警、硬盤無空間提示、視頻異常檢測、磁盤錯誤扇區檢測。2、遠程報警：視頻丟失報警、移動偵測報警、探頭觸發報警，可以通過網絡遠程傳送給客戶端，借助客戶端，可以實現報警錄像自動打開。3、網絡報警聯動（報警信號上傳），通過PC自帶的喇叭進行聲音報警，可以實現報警通道圖像自動最大24、化。4、健全的錄像日志查詢功能（探頭報警日志查詢、移動偵測報警查詢、遠程登陸日志查詢、錄像參數修改日志查詢、升級日志查詢、回放日志查詢、系統啟動日志查詢）。5、系統鎖定、口令檢驗、多級用戶授權（支持超過100級的安全設定）等多種安全保障功能。6、網絡報警聯動（報警信號上傳）。7、用戶名、口令及碼流傳輸時用密碼加密，防止泄露。8、具備看門狗功能，出現異常時系統可自動檢測，同時自動重新啟動，以完成系統輸入、輸出以及錄像狀態等的重新初始化。五、接地、防雷及抗干擾5.1接地方式監控中心系統設備采用一點接地方式，要求接地母線采用銅質線，其線芯截面積應不小于25mm2。單獨接地電阻不大于4歐姆，綜合接地電25、阻不大于1歐姆，接地線不形成接地回路，不與強電的電網零線短接或混接。5.2 系統防雷措施5.2.1 CCTV系統的綜合防雷在本系統中，前端攝像單元和后端機房之間的信號是用光纖進行傳輸，所以本系統的防雷措施只需考慮前端攝像機與現場光端機這一段；而由于沒有金屬線纜直接接入監控中心，因此，監控中心設備在做好良好接地措施并且建筑物本身已滿足合格的防雷要求的情況下，無需再考慮設備的防雷。對于前端單元，除了做良好的接地以外，還要在電子設備和防護設備之間做良好的隔離，同時還要做好前端單元電源的防雷措施。在本設計方案中，我們采用視頻信號防雷器、控制信號防雷器、電源防雷器，可對前端設備起到良好保護作用。（1）電26、源線防雷接地在各種各樣的傳輸線中，電源線是分布最廣的傳輸線，也就意味著受雷電感應的幾率最高，最易引入感應雷，另外，根據對雷電波的頻譜分析，雷電波的絕大部分能量集中在40KHZ以下，其中最大的諧波分量就在工頻附近，因此，雷電波最易和電源線發生耦合。統計數據表明，60%80%的感應雷電入侵波來自于電力傳輸線。為防止雷電感應損壞相關設備，系統對戶外設備采用了安全可靠的二級電源防雷措施，即在24V交流變壓器的輸入端和輸出端并接交流電源避雷器。避雷器地線應用接地銅線與前端設備箱中的強電匯流排牢固連接，強電匯流排用BVR16mm多絲銅芯線引到前端設備箱接地點并牢固連接。（2）視頻信號線和控制信號線防雷接地27、室外攝像機的視頻線和控制線由于傳輸距離較長，也是易受雷擊的環節。在視頻信號線上和數據控制線上可以根據需要分別接入視頻信號避雷器和控制信號避雷器。視頻信號避雷器和控制信號避雷器的地線應用接地銅線與前端設備箱中的匯流排牢固連接，匯流排則用BVR16mm多絲銅芯線引到前端設備箱接地點并牢固連接。5.3 系統抗干擾措施監控系統中有多種因素造成影響圖象質量，由于視頻頻帶在06MHz的寬帶范圍內，同軸電纜在傳輸過程中較易受到各種干擾，影響圖象質量，出現網紋、斜紋、滾道等現象。常見的干擾主要來自交流50Hz電源干擾和中波廣播電臺干擾，反映在圖像上分別為滾道和網紋。產生干擾是由于傳輸電纜設置不當造成的，如傳輸28、電纜與交流電源線平行敷設，電源和系統前端設備安裝時與建筑物內鋼筋連通等。故我們根據實際情況采用下列抗干擾措施：在線材敷設時，采用單獨接地方式，接地點遠離強電接地點。機房采用綜合接地時，接地電阻不大于1。系統采用一點接地方式以避免因接地電位差而引起交流雜波等干擾，包括： 系統中前端設備安裝時采取絕緣措施，設備架空以避免多點接地； 系統中信號電纜和控制電纜采用專用電纜； 系統中電纜接頭制作符合規范要求； 在系統控制室所有設備的外殼機箱均應接地； 系統采用電源同步方式。 設備選用輸入電流為交流、低壓設備，以避免不必要的干擾。5.4 隔離接地變壓器接地環路是一個AC電流與視頻信號的基準電平相互干擾時所29、引起的電氣問題。它發生在由屏蔽視頻電纜和視頻設備的外殼形成的導電通道中，電纜兩端屏蔽的電位之差對致了回路。屏蔽的電平通常為OV，出現接地回路時，該電平就會在OV上下波動，差別越大，畸變和破壞就越嚴重。如果電位過大，會引起設備的毀壞。接地回路的問題是可以解決的。重要的是經銷商和最終用戶都應該知道這種情況是可能發生的。接地回路的問題可能會在系統中的一些地方發生，解決每個發生的問題時都有必須具體問題具體分析。發生回路的地方有可能在攝像機和監視器之間、從攝像機到切換器或許多可能發生的。隔離接地變壓器是解決任何接地回路問題最有效和最方便的方法不是所有的接地回路都表現為圖像的干擾，其它設備的無規律及異常的情況也可能是由接地回路引起的。要記住，標有“共用”或“中性”的導線或連接器盡管有可能已經在設備內部接地，但它們不是機械式接地連接。它們每個都應作為獨立的導線而不允許接觸地面或相互接觸。