道路监控系统设计方案.docx
《道路监控系统设计方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道路监控系统设计方案.docx（37页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
道路监控系统设计方案
武汉市江汉区道路监控系统设计方案
1.1概述
江汉区监控系统由通信链路、监控中心设备、监控远端设备和外场摄像机设备等构成。
它分为二级监控管理系统，监控中心监控管理系统和收费站监控管理系统。
业主在招标文件中对监控系统总体方案、系统构成及监控系统在整个路桥收费管理系统中的位置均做出了精辟的阐述，语言翔实、精炼，集中了当今计算机技术、网络技术、通讯技术、光、电子技术等新技术在监控领域内的应用，体现了整个总体方案的先进性、实用性、可扩展性，对回标工作起着纲领性的指导作用，使我们的具体技术方案设计方便明了，并从中悟出许多新的思路。
在业主标书的指导要求下，我们做出了投标技术方案，并在此基楚上提出了建议而构成可选技术方案。
投标技术方案是以美国K&C公司监控主机作为监控中心和各站监控室主处理设备,配合松下、KITOZER、精工及AD公司的录像机、十六画面处理器、CCD摄像机、镜头及监控外围设备实现XX南路道路沿线、互通立交、收费广场、通信站房、监控室、财务室、点钞室的图像监控。
可选方案则是以联成网络的多媒体计算机配以矩阵切换、云台镜头控制、报警接口等模块实现XX南路上述地点的图像监控，上述两个方案中，各收费站与监控中心主处理器之间的通讯，道路沿线、互通立交等传向监控中心的摄像信号，各收费站传向监控中心的语音信号，以及监控中心对外场云台的控制信号，皆可通过接入通信系统来实现传输。
1.2系统设计思想
本方案是在充分理解《江汉区监控系统工程招标文件》要求的基础上，考虑了高速公路监控系统的特点，并结合我公司多年以来在从事高速公司收费监控系统工程中所积累的经验设计而成。
本系统设计时遵循如下原则：
1、实用性原则
尽量以简单的结构和快捷的操作方法完成交通监控和重要场所工作人员的工作情况监控。
我们用以下措施体现在整个系统实用性强的特点：
✧合理的监控点的设置；
✧云台、镜头的分级加权控制；
✧根据非正常车辆信息预留接口可实现报警连动、图像切换、图像采集录像；
✧图像的中文字符叠加；
✧任意场景切换录像。
2、标准化原则
本系统的所有设计和施工方案均遵循有关国际和国家标准进行，在硬件的配置上也都采用标准结构，以使系统具有开放性。
如整个监控系统的设计、施工过程严格按国家标准《民用闭路监视电视系统工程技术规范》进行；通讯信号的传输和通讯设备的选用则遵循国际电信联盟ITU—TH.320、ITU—TG.703；软件开发上严格按照软件工程设计规范进行。
本系统所遵循的主要标准如下所列：
GB50198—94民用闭路监视电视系统工程技术规范
GB4728—85电气图用图形符号国家标准
GBJ115—87工业电视系统工程设计规范
YDJ1—89邮电通讯电源设备安装设计规范
GBJ79—85工业企业通讯接地设计规范
IEC364—4—41保护接地和防雷接地标准
3、可靠性原则
本系统主要采取如下措施保证运行的可靠性：
（1）采用高质量设备
关键设备均采用国际一流进口设备，如监控主机、图像、语音、数据信号编解码设备、监视器、CCD、摄像机、画面处理器、录像机、云台、解码器等均采用国际知名企业的产品，其他部分的设备和材料也都采用国内外广泛使用的可靠产品。
（2）设计施工时，注意各设备之间的接口和匹配，并充分考虑空间距离及环境干扰因素对信号传输质量的影响。
（3）在硬件设计和布线施工中采用容错、备份技术，以保证系统能长期可靠运行，缩短平均故障修复时间。
（4）充分考虑高速公路机电设备的使用条件，如外围设备安装在室外，工作温差大，粉尘多，振动大，经常受水、雾气侵蚀，而且每天二十四小时连续工作，因此我们在设计制造和安装时均采取一系列有效的防护措施，如密封、恒温控制，防震、避雷、防锈等措施。
4、高性能、先进性原则
我们在设计时充分考虑到监控系统与收费系统、通讯系统和供电系统之间的关系，充分利用其他系统已有的功能，为监控系统提供方便，从而充分利用资源，方便地增加监控系统的功能，提高性能，使系统更加先进。
如监控系统图像、声音、数据的传输和远程控制，通过通讯系统的传输介质和接入设备来实现，监控系统的计算机信息传输利用收费系统的网络来实现，通过收费系统和监控系统计算机之间的信息传递，可实现图像捕捉，信息叠加、情报板信息显示，交通疏导等功能。
另外，本系统中立交、道路沿线终端设备和监控中心与各监控室间的信号传送，全部通过光缆和光纤设备实现，大多数监控设备采用美国、日本名牌厂家的产品，保证了系统的高性能和先进性。
5、可维护性原则
系统开通后，维护工作将是一个长期的工作，本设计充分考虑维护工作的需要，设计通用化、模块化，并提供足够的备件，同时系统具有故障自诊断功能，大大的减少了维护工作量，降低了维护工作的难度。
6、可扩展性和灵活性原则
用户的需要可能在应用实践中会发生变化，在设计中我们充分考虑网络扩展升级、监控点和信息点扩充，图像多媒体处理功能等要求，采取积木式结构设计，使系统容易扩展和升级。
7、经济性原则
在满足功能要求的前提下，尽量做到少花钱、多办事，使机电工程各个系统、资源互相利用，节约了开支。
1.3工程责任范围
本公司承包江汉区监控系统工程，包括一个监控中心，九个收费站的监控及江汉路道路沿线、互通立交设点监控，提供上述整个江汉区路监控系统的设备供应、运输、安装、调试、试运行、缺陷责任期及后三年保修期的服务。
1.3.1具体工程如下：
1、一套监控中心设备，包括监控主机、十六画面处理器、录像机、监视器、控制台等设备；
2、19套收费广场彩色摄像机，包括解码器、云台、防护罩等，以及基础与立柱；
3、21套互通立交、道路沿线及XX大桥彩色摄像机，包括解码器、云台、防护罩等，以及基础与立柱；
4、所有摄像机连至收费站监控室、站长室的视频信号及根据要求所需的控制信号的传输；
5、通过通信系统提供的信道将各个监控室图像、语音及控制信号与监控中心连通；
6、利用供电商提供的供电回路向所有监控系统设备供电；
7、提供报警连动接口。
1.3.2工程责任范围如下：
本公司按技术规范、合同条款及批准了的有关文件，执行并完成与XX南路监控系统有关的一切工程与服务，保证在合同范围和工程范围内的所有工作，满足业主要求。
1、本公司负责详细设计江汉区监控系统工程，满足业主的要求，并具有可扩展的能力；
2、本公司负责本监控系统工程的生产、采购、安装、调试、测试、试运行工作；
3、本公司按技术规范、合同条款的要求提供监控系统工程的详细文件、图纸、资料、操作与维修手册；
4、本公司按技术规范、合同条款的要求提供监控系统工程的维修、维护工作和培训工作；
5、未作必要规定，但对完成监控系统工程又必要的附带材料和工作。
1.4工程界面
1、供电商负责监控中心和机房供电，要求电压稳定，具备过压过流保护和外线防雷保护，市电中断后10分钟内备用柴油机启动；
2、供电商根据容量和回路要求，在各收费站、变电所提供回路电源，质量与中心相同；
3、业主负责在公路主线为通信系统埋设的管道中为互通立交、道路沿线摄像机预留视频同轴电缆（或光缆）管道；
4、业主负责在公路主线适当位置为互通立交、道路沿线摄像机设主线管道分歧手孔，并设横穿管引至路侧手孔，再由本公司负责沿路侧护坡带直埋铠装视频同轴电缆（或光缆）摄像机所在位置；
5、互通立交、道路沿线摄像机供电电缆由本公司负责采用铠装直埋方式，从业主提供的配电箱引至摄像机所在位置；
6、在靠近供电商提供的集中式UPS电源的外场设备，本公司可按业主要求采用集中式UPS供电；
7、本公司负责互通立交、道路沿线及收费广场摄像机所需的水泥或钢管立柱、基础、避雷装置以及防雷接地和安全保护接地。
第二章系统结构原理
2．1系统总体结构功能描述
监控中心管理系统，监控中心还可以通过系统级联构成多级的监控系统，它们都是利用摄像机和信号采集构成多功能监视系统。
江汉区路监控系统由通信链路，监控中心设备，监控远端设备和外场摄像机设备等构成，不仅可满足全线各站图像传输的要求，且可为实现沿线各站房环境、动力设备的监控提供集中式的维护管理，实现无人值守。
监控中心管理系统位于中心管理站监控大楼，中心控制计算机主要用于对整个监控系统的控制以及负责处理外场设备如：
可变情报板、车辆检测器等的信息、控制监控中心内的地图板、大屏幕投影仪等。
监控中心是江汉区的最高级控制管理中心，在技术上需满足各种功能的要求，而且具有一定水准的效果设计。
本设计方案已经完全满足了上述的功能要求，并能确保这些功能的实现。
2．2监控中心系统结构功能描述
2．2．1主要功能包括：
1、将多个远端传来的图像数据流解码并生成全电视信号，通过监视器显示出来，以实时地监控远端的活动图像；
2、选择接收任一远端的话音信号并与对方通话，并可对任一远端进行监听；
3、通过发送信令给远端之处理器，控制监控远端的摄像机、画面处理器等；
4、监控中心计算机采用全中文界面，控制方式灵活方便，可以通过友好的操作介面，很方便地改变各个摄像机的拍摄角度，拉近拉远镜头，各个远端站监控点之间切换，选择某一路视频显示、录像或图像处理，实现回放功能，还可以自动控制报警切换，音频切换，字幕的叠加和显示，并实现对监控系统中的监控主机进行测试、自检及设置功能；
5、监控中心计算机还可以对录像资料进行数据库管理，并可对监控主机字符叠加的控制，使背录图像叠加上特定字符以便检索和对图像注释说明等。
6、监控中心主要由控制设备、记录设备、显示设备组成。
以KTR168矩阵切换主机作为监控主机构成控制设备，记录设备由24小时时滞录像机和16画面处理器组成，根据操作人员的需要，随时记录需要的画面和报警启动的画面。
监控中心设有主控制台一组和监视屏一座。
控制台由主控键盘、主监视器、多画面数字图象处理器、专用时滞录像机组成。
主监视器主要用于调看监视屏上所有监控点的图象；主控键盘控制视频矩阵切换器，以使其完成对各通道的切换、云台的控制、音频的同步切换和时间、切换通道、报警联动等参数的设定，主键盘控制信号采用总线制，并可并接多个副控键盘，可实现对系统的同时操作。
2．2．2主要设备包括：
1、监控中心主处理机：
由监控主机KTR168、T400B视频传输编解码器，中心计算机组成，将远端传来的经过压缩的图像数码流生成全电视信号，并可对远端作话音广播，并将主控台发出的信令传送给远端之处理器，控制远端的设备。
整个系统设计考虑将来系统扩充的需要，采用KTR168视频切换矩阵，系统的容量设计为64路视频输入、32路输出，最大可扩展成512路输入，32路输出，所有摄像点都具有汉字或字符叠加显示；
2、主控台放有KTR2078主控键盘实现对整个监控系统的控制；
3、监视器阵列：
在收费中心设置电视墙屏一座，共设有32台JVC2l"彩色监视器,用于实时显示远端图像，其中30台用于一个远端对应一个监视器。
也可以通过视频切换矩阵，多个远端共用一个监视器。
2台接十六画面视频处理器的输出，在屏幕上同时显示十六画面；
4、录像机：
收费中心设有2台AG-TL30024小时时滞录像机，通过视频矩阵切换器的视频输出通道可切换显示所有监控点的图象特别是一些重点的摄像机图象进行即时录像；可对异常情况进行录像，也可针对个别情况录影；
5、画面分割器：
采用2台AD1588/16十六路彩色双工数字图像处理器的，特点是全双工操作方式，允许在录像期间观察多画面现场活动图像，或回放已录制的多路视频图像，具有RS232遥控口，便于远程控制；
6、KTR2031音频同步切换器：
可实现音频的切换；
7、报警接口设备AD2032报警响应跟随器使系统对报警事件作出响应。
2．2．3监控中心信号及控制流程描述
监控中心监控原理图见附录18图HN010.
来自各站的30个2M信号，通过图像编解码器（T400B）解码并生成全电视信号，送入矩阵切换监控主机（KTR168），再送至监视墙，以实时地监控远端的活动图像并可切换任一路图像显示，同时经解码生成的30路全电视信号通过两台16画面处理器（AD1588/16），送给时滞录像机（AG-TL300）实时录像。
监控主机还有一路视频信号送入监控中心计算机，实现图像的各种处理；
经解码器解码后9站的音频信号送入音频同步切换器（KTR2031）,通过主控键盘（KTR2078）或监控中心计算机控制音频通道的切换，实现与各站的声音传输，并可随时对各站进行监听；
监控中心计算机通过监控主机控制码分配器KTR2091）或主控键盘通过监控主机直接控制码分配器送出的控制信号，也通过图像编解码器（T400B）编码送至各收费站，各收费站通过图像编解码器（T400A）解码出控制信号，再控制道路和立交的云台和镜头的动作，实现镜头的上、下、左、右摇动，镜头的拉近、拉远、光圈大小、聚焦，雨刮、喷水等；
监控中心计算机经RS232扩展卡通过图像编解码器（T400A/B），实现对各收费站的监控主机的控制和报警信号的提取，监控中心计算机的RS232控制信号经RS485转换器将RS232信号转换成RS485信号，送至图像编解码器编码（T400B），通过通讯系统网络，传到各收费站解码器（T400A）解码，再把RS485信号转换成RS232信号来控制各收费站16画面处理器。
监控中心计算机通过控制各收费站和监控中心的16画面处理器，实现一路或多路视频信号的切换，使录像机能够实时地记录任意选择或报警选择的某一路的图像信号。
监控中心计算机还可以通过RS232控制监控主机，实现对传到监控中心图像的切换、字符叠加、音频切换、云台镜头控制、报警联动输出（KTR2032）等。
2．3监控远端系统结构功能描述
2．3．1主要功能包括：
1、将各点摄像机所采集到的图像经过压缩编码送入通信链路传向监控中心，实现监控中心对远端的实时图像监控；
2、实现话音的传输；
3、相应的联动和报警功能；
4、对广场云台进行控制，同时监控中心也可以控制广场云台；
2．3．2监控远端的主要设备组成：
1、远端主处理机：
采用T400A视频传输编解码器，负责图像压缩编码、话音编解码、告警信号的采集和打包，提取监控中心传来的控制信号，控制画面分割器、摄像机、控制器的动作；
2、监控主机：
接收监控中心送来的指令调控摄像机参数：
如上、下、左、右摇镜头，镜头的拉近、拉远、光圈大小、聚焦，雨刮、喷水等。
同时本身自带8路的报警输入，将需要的告警信号采集并上传至监控中心主处理器；
3、画面分割器：
每个通信站配置一套十六画面分割器，采用AD1588/16十六路彩色双工数字图像处理器，特点是它能提供16路视频实时分割显示，可让管理中心遥控选择，方便监控。
可以从多个摄像机摄取的图像中任选一路或几路上传；
4、摄像机，采用KITOZER-500；
5、云台和可变镜头。
第三章系统性能指标
3．1两级监控管理系统，可扩展；
3．2中心可实时监视64路图像，可扩展；
3．3中心可遥控64路摄像机，可扩展；
3．4中心可实时纪录64路图像，可扩展；
3．5系统寿命：
15年；
3．6主要设备的平均无故障时间（MTBF）：
设备（型号）MTBF
监控中心主机KTR168R64-3225000小时
监控主机KTR210025000小时
计算机HPD6033A20000小时
主控键盘KTR2078SX15000小时
码分配器KTR209120000小时
视频传输编解码器T400A30000小时
视频传输编解码器T400B30000小时
摄像机KITOZER-50020000小时
自动光圈镜头SSG041215000小时
三可变镜头SL10200M12000小时
三可变镜头H16Z7516MS12000小时
变速云台AD1242/2410000小时
恒速云台AD1240/24P10000小时
16画面分割器AD1587/1624000小时
16路视频切换器VD301625000小时
监视器JVC21”TM-2100PN-S20000小时
设备（型号）MTBF
监视器JVC14”BM-1400PN20000小时
录像机PanasonicAG-TL30020000小时
室外解码器KTR1641M-2EX18000小时
光端机9716T/R20000小时
视频分配器PIH600220000小时
第四章主要设备描述
4．1T400视频传输编解码器
T400视频传输编解码器是单机型视频、音频、数据传输设备。
T400可以在2MbpsPCM通讯线路上实时传输视频、音频和数据。
传输图象最高帧率可达30帧/秒,G.703通讯接口。
T400设备分为T400A视频发送端和T400B视频接收端。
T400A具有视频输入、音频输入输出和数据接口，它将输入的视频、音频和数据进行压缩混合，形成2M速率的PCM码流，通过G.703接口送给传输设备进行远距离传输；T400B具有视频输出、音频输入输出和数据接口，它将接收到的信号进行还原处理。
T400A可以配接各种工业监控摄像机和普通模拟摄像机，也可以配接监控矩阵或多画面视频分割器。
T400B具有标准视频输出，可以用电视机或专业监视器显示图象。
4．1．1T400主要功能
✧专门用于远程监控系统。
✧可以与任意监控设备配接。
✧单向传输1路彩色视频图象，最高图象帧率可达30帧/秒！
✧双向传输1路音频信号。
✧双向传输2路数据，可以传送现场报警信号和反向控制命令。
✧标准19英寸机箱，便于安装使用。
✧可以选择220V、12V、48V供电方式。
4．1．2T400A（视频发送端）技术参数：
视频（单向发送）：
压缩标准：
H.261
视频输入：
一路标准视频信号
PAL或NTSC
BNC接口
音频（双向传送）：
压缩标准：
G.711Alaw
音频输入：
一路线路电平或麦克风电平输入
BNC接口
音频输出：
一路线路电平或扬声器输出输出
BNC接口
频率响应：
G.711300Hz-3.4KHz
数据（双向传送）：
数据接口1：
RS-485串行通讯110bps-9600bps
数据接口2：
RS-232串行通讯110bps-9600bps
通讯传输接口：
通讯速率：
2.048Mbps
通讯接口1:
G.703接口75欧姆
通讯接口2:
G.703接口120欧姆
外形尺寸：
19英寸宽，1U（4.43cm）高，25cm深
工作温度：
摄氏0-50°C
4．1．3T400B（视频接收端）技术参数：
视频（单向接收）：
压缩标准：
H.261
视频输出：
一路标准模拟视频信号
PAL或NTSC
BNC接口
音频（双向传送）：
压缩标准：
G.711Alaw
音频输入：
一路线路电平或麦克风电平输入
BNC接口
音频输出：
一路线路电平或扬声器输出输出
BNC接口
频率响应：
G.711300Hz-3.4KHz
数据（双向传送）：
数据接口1：
RS-485串行通讯110bps-9600bps
数据接口2：
RS-232串行通讯110bps-9600bps
通讯传输接口：
通讯速率：
2.048Mbps
通讯接口1:
G.703接口75欧姆
通讯接口2:
G.703接口120欧姆
外形尺寸：
19英寸宽，1U（4.43cm）高，25cm深
工作温度：
摄氏0-50℃
4.2KTRI68视频矩阵切换系统
✧512路视频输入，32路视频输出。
每路视频输入有72个预置点。
系统为全交叉矩阵切换，任意一路视频输入都可切换到任意一路输出。
✧系统可对所有的视频输入信号叠加字符识别标志。
每路摄像机的各个预置点以及各个报警点都可给定一地址识别标志。
每个地址都可由用户输入一个多达16个字符的信息。
输入的字符，包括全部阿拉伯数字、英文字母、中国国家标准的一。
二级字库的所有汉字。
数字、字母及中文都可由数字键快速输入，中文有拼音及区位两种输入方式。
✧时间、日期，摄像机编号，摄像机和监视器状态可在监视器屏幕上叠加显示。
菜单及其它所有信息可由用户选择使用英文或中文显示。
有中文版的说明书。
✧系统可编程64组自动切换。
每一个自动切换可包括64个摄像机的画面（同一摄像机可有不同的预置点），每个摄像机画面的停留时间是独立可编程的，并且同一个摄像机画面在一组自动切换中可重复出现。
✧系统可设置64个分组同步切换，每一个分组同步切换可包括32个摄像机的画面（同一摄像机可有不同的预置点）。
✧分区可有效地增强系统的安全性。
系统可有以下分区：
键盘对监视器分区；键盘对摄像机图像分区，键盘对摄像机控制分区；监视器对摄像机分区。
✧系统最多有64个用户，每个用户可设置独立的密码。
系统的用户及密码系统可阻止不必要的人员非法进入及操作系统。
✧系统有每星期56个定时切换。
当到达某一设定的定时时间时，系统自动调用一指定的自动切换。
✧定时布防是一个用户可编程的既灵活又实用的定时报警设防及撤防。
系统可以有每星期56个定时布防。
方便按作息时间处理报警信号。
✧系统数据掉电保持电路有SRAM及FLASH两种结构，可以使系统的设置数据万无一失。
2路3线制RS232口。
可连接键盘、计算机。
串行打印机、报警扩展设备。
通过RS232扩展器可连接8个RS232接口的键盘（加上Rs485键盘系统最多可连接32个键盘）。
✧2路RS485口。
每个RS485口都可设置成自动检测的键盘模式或球型摄像机的控制模式。
采用一个RS485口，只用1路双绞线或2芯屏蔽线就可连接24个RS485接口的分控键盘。
✧利用系统的一个RS232接口连接到计算机，由KTR888多媒体软件直接控制及查看摄像机图像。
✧通过RS232口，系统最大可接入1024路报警输入信号。
每个报警输入通过编程可调任意一路摄像机画面到任意监视器。
每台监视器也可编程指定工作在15种（报警显示/清除方式）中的任意一种。
✧可利用系统的一个RS232口来作报警状态的打印输出。
打印输出内容包括报警的时间日期。
报警点编号以及摄像机编号。
✧内部云台自动扫描功能。
使用经济型不带自动扫描功能的云台时，主机可以自动交替发出向左、向右的云台控制命令，从而达到云台自动水平扫描的目的。
✧用户可选的16路曼彻斯通码转换模块，每路可连接4个解码器，可控制共64个摄像机的云台镜头和附属开关动作。
一个系统中可接入多个曼彻斯通码转换模块，以达到控制所有云台的目的。
✧系统软件的升级可由用户直接进行。
K&CExpertTM软件可通过PC机的RS232口对系统进行就地升级。
4.3KTR2078主控键盘
✧RS232及RS485两种工作模式用户可选。
在RS232模式下，兼容多种切换控制系统，在RS485模式下使用单一的双绞线即可同时连接更多的键盘。
✧通过矩阵切换主机可对系统进行全功能的操作，设置及控制。
✧配合矩阵切换系统，具有用
升级会员 