隧道紧急电话及广播系统设计方案.docx

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隧道紧急电话及广播系统设计方案

####隧道

紧急与广播系统

设计方案

设计：

##市华天成科技##

二零一七年十月

1.系统行业概述

随着我国高速公路建设的速度和规模突飞猛进,如何提高隧道紧急与广播系统运营管理水平、建立和完善隧道紧急与广播系统的基本配套设施已成为隧道紧急与广播系统运营管理中的重要工作.

隧道紧急与广播系统是我司推出的新一代具有对讲、广播、音乐、调度、报警、预警功能的隧道紧急与广播系统,它采用领先的网络音频技术,将模拟音频信号转化成数字信号,将音频信号以数据包形式在传输网络上进行双向传送,是一套纯数字传输的隧道紧急系统.解决了传统紧急系统存在的无法多级管理、易受干扰、稳定性差、语音效果不清晰等问题.

系统结构简单,组网方便,只需将设备接入内部通信网络即可构成功能强大的数字化通讯语音调度系统,同时可实现计算机网络﹑紧急求助、背景音乐、视频监控﹑公共广播、报警管理等的融合应用,还可以扩展到公共网络等应用,系统已成功在国内多条高速隧道运营管理中得到应用,并取得了良好的应用效果.

2.项目现状需求

####隧道属于国家规定的长隧道.目前####隧道报警、对讲与广播设备因年久失修,设备老化严重,经常性发生故障.隧道紧急对讲设备也已经过时淘汰,市面上早已不生产此类主板导致故障后无配件替换,所以修复的与时性难以得到保障.

隧道紧急呼叫设施是为公路隧道管理与隧道内发生的各类突发紧急情况提供紧急呼叫功能的专用通信系统,随着公路安全运营管理要求的不断提高,隧道紧急呼叫设施已成为公路运营管理系统中的重要构成部分,是公路监控系统收集道路上车辆故障和交通事故信息、监控隧道道路运行情况的重要辅助手段.

根据隧道安全营运管理实际需要,应在公路隧道入口、出口、隧道内紧急停车带、人形/车行横通道处设置包括紧急设施和隧道广播设施的紧急呼叫设施,实现在中央控制室、隧道管理站等管理机构与隧道的全双工通话、广播喊话、录音等功能,并扩展实现报警管理、视频联动、移动通讯等功能.

3.系统设计依据

◆JTGD70∕2-2014《公路隧道设计规X第二册交通工程与附属设施》

◆YDT1390-2005《基于软交换的应用服务器设备技术要求》

◆YDT1516-2006IP《智能终端设备技术要求-IP终端》

◆GA/T75-94《中华人民##国公共安全标准-安全防X工程程序与要求》

◆GA##-1999《中华人民##国公共安全行业标准-安全防X工程验收规X》

◆GBJ42-81《工业企业通信设计规X》

◆GB2887-89《计算机场地技术条件》

◆GA308-2001《中华人民##国公共安全行业标准-安全防X系统验收规则》

◆GB50054-2011《低压配电设计规X》

◆GB50055-2011《通用用电设备配电设计规X》

◆GB50217-2007《电力工程电缆设计规X》

◆GB/T50065-2011《交流电气装置的接地设计规X》

◆GB50312-2007《综合布线系统工程验收规X》

◆GB50168-2006《电气装置安装工程电缆线路施工与验收规X》

◆GB50169-2006《电气装置安装工程接地装置施工与验收规X》

4.系统设计原则

◆可靠性

确保系统在运行期间不间断工作,成熟的软交换技术、工业级的设计和嵌入式的操作系统进一步增强系统的稳定性,前后花费5年多的时间进行完善,目前在全国各地都有成功的案例；

◆先进性

这套系统是经过多年的研发,和多条项目的实际经验,结合业主和##的宝贵意见,不断适应业务需求,融入合理且先进的理念；

◆兼容性

我们采用的是SIP协议的软交换系统,是一套开发的系统,后期其他的厂家只要按照国际主流是SIP协议设计,就可以加入我们的系统,兼容性非常强,让使用方没有后顾之忧；

◆扩展性

我们在设计上,考虑到高速公路后期的其他业务需求,预留了路政、绿化、清障、交警和绿通等功能接口,为用户提供高性价比的后期业务接入.

5.系统设计描述

根据路段隧道的实际情况,克服以前系统缺陷和不足,结合高速公路营运管理系统数字化、网络化、智能化的技术发展趋势,本次隧道紧急与广播系统采用了一套专业集有线紧急对讲、广播喊话、音频播放、报警视频联动、隧道事件智能检测预警等功能的专业多媒体紧急对讲与广播系统,系统能与隧道管理业务和管理模式深度融合,提高隧道运营管理的信息化、智能化水平,有效提高隧道日常运营管理工作效率与突发应急事件的处理能力.

系统拓扑示意图如下：

系统各组成部分详细说明如下：

5.1.监控中心

监控中心是隧道紧急和广播系统管理和应用的核心.系统在监控中心设置1套紧急与广播系统管理主控机设备和1台事件预警与分析服务器,实现对隧道所有紧急与广播设备的注册配置、分配、交换处理、路由中继、权限管理、存储录音、查询管理功能、隧道事件智能检测预警等.

同时在监控中心监控大厅增加1套多媒体管理控制台和管理软件、2台对讲广播话机、1台视频联动显示器,实现监控中心对隧道紧急和广播系统的统一管理和对话应用,并实现对终端设备的分区管理、终端状态、调度操作、排队管理、音乐管理、广播管理、录音监听、记录查询、报警管理、视频联动、隧道事件智能检测预警等功能,对讲广播话机也可独立于管理控制台工作,通过拔打或中文快捷键一键呼叫终端设备,发起对讲与广播功能.

当隧道对讲终端发起紧急对讲或按下报警按钮时,系统自动联动隧道内对讲终端临近2个摄像机图像在管理控制台自动弹出图像显示,实现未接听即可先看到隧道内对讲终端两边的2个视频图像,自动接收人工报警信号,并有报警声音提示,通话结束即可自动切断视频图像,报警图像红色标识提醒,视频联动图像可自动排队.

监控中心配置接入网关,与原已建程控系统进行对接,对接后,系统内对讲话机可与原程控系统中进行双向通话,接听或通过直播拨打原有程控.并通过通讯录功能直接导入相关单位联系人,即可实现的快捷拨号,又可实现在突发紧急情况下多单位的一键呼叫,有效提高应急指挥效率.

此外,如果项目上建设有IP对讲广播调度系统,则两套管理平台可合并共用,通过采用一套更大容量的主控机设备就可同时实现对收费对讲广播调度和隧道紧急与广播系统的统一管理,既降低了建设成本,提高了应用效率,也减少了以后的维护成本,真正实现"集中监控〞管理的优势,提高路段整体运营管理效率.

5.2.隧道管理站

隧道管理站监控室配置1套多媒体管理控制台与管理与软件、2台对讲广播话机、1台视频联动显示器,可实现隧道管理站对隧道紧急和广播系统的统一管理和对话应用,以与对终端设备的分区管理、终端状态、调度操作、排队管理、音乐管理、广播管理、录音监听、记录查询、报警管理、视频联动、隧道事件智能检测预警等功能,对讲广播话机也可独立于管理控制台工作,通过拔打或中文快捷键一键呼叫终端设备,发起对讲与广播功能.

5.3.隧道现场

在隧道内和隧道口每间隔200米安装1台隧道紧急对讲箱,融合紧急、手动报警、应急广播、光纤接入、数据交换、电源接入、声光提醒于一体多功能求助终端箱,一个对讲通话按键、一个手动报警按键,防尘、防噪,防水、防潮要求.

可一键发起与监控中心与隧道管理站的双向紧急通话,自动接听挂断来电,免提通话,大功率喇叭,定向超强拾音,智能降噪,在线、离线状态指示灯；

对于紧急事件来不与呼叫通话,可一键向监控中心与隧道管理站发出报警求助信号,监控中心与隧道管理站可根据报警信息采取应急措施；

支持紧急发起对讲或按下报警开关,自动联动隧道求助终端箱就近的2个视频监控图像在管理控制台上自动弹出图像显示,具有离线对讲功能,当主控机在离线状态下,可继续保持与隧道管理站的基本对讲通话.

隧道紧急对讲箱内置150W广播功放,在隧道内每间隔50米安装1台30W高音号角喇叭,在隧道内1台隧道紧急箱带4台30W高音号角喇叭,在隧道口的1台隧道紧急箱上安装2台40W高音号角喇叭,通过紧急对讲箱实现对隧道内外的远程应急广播,安全提醒,政策报播,交通信息,安全疏导,隧道内对讲广播终端可自动接收广播喊话或音频播放,对讲功能优先于广播音乐功能,播放广播时不影响终端的呼叫对讲,对讲结束广播音乐自动恢复功能.

5.4.通信组网传输

综合考虑对光纤链路的利用效率,传输链路的稳定性等多个方案,在隧道紧急的通信组网上,本次系统通信传输采用了环形以太网通信网络.在每个紧急主机箱内设置有一台2光4电环网以太网交换机,逐一级联或奇-奇、偶-偶主机交换机相连,最终接入隧道管理站光纤通信传输主机〔支持24个〔10/100自适应〕RJ45端口和4个千兆SFP光口,单台光纤通信传输主机支持2条紧急环网链路接入〕构成一个或两个环形以太网传输网络.

在监控中心安装1台网络交换机,通过光缆与隧道站光纤通信转出主机相连,实现隧道现场紧急、隧道管理站、监控中心的多级架构管理,适应高速公路应急联动协调处置的需要,适应高速公路互连网信息化建设的趋势.

5.5.移动应用〔选配〕

为弥补在隧道内公共通信网络信号不好的缺点,方便隧道管理人员在现场与中心或者隧道管理站进行通信,或在处理紧急情况时通过现场广播进行喊话等多种移动应用,可在隧道内安装无线对讲基站为移动终端对讲提供无线信号覆盖,每300米安装1台定向天线的无线对讲基站;在每个隧道洞口安装1台全向无线基站,具体位置可根据现场灵活确定,为更好更全面的对整个隧道进行对讲信号全覆盖；并在隧道管理站配置1台室内无线基站,无线对讲基站可设定多个不同频率信号,也可扩展给其它系统共同应用,减少设备的重复投资与多系统建设间的干扰,推动高速公路的信息化发展.

给隧道现场管理人员配备3台无线对讲终端,实现现场管理人员、隧道管理站与监控中心等人员发起双向通话对讲、会议通话等.

无线对讲终端可接收到隧道紧急向监控中心发出的报警求助信息,并发出报警提示声音,让隧道管理人员能第一时间知道隧道遇到的紧急事件.

5.6.隧道事件预警〔选配〕

高速公路路面与隧道预警信息子系统既适用于单点结构,也适用于多级联网的集中监控管理结构,即可直接接入模拟视频或者数字视频,也可以同多家主流视频监控平台无缝对接,实现对视频的多种智能分析,发现违章或突发信息,与时预警.

系统拓扑图如下：

系统由前端摄像机、中心事件预警分析服务器与集中一体化管理平台主机、多媒体控制和操作终端组成.

前端摄像机可利用隧道已建监控摄像机,通过采集隧道视频图像信息,并通过通信网络将采集的信息发送回监控中心,由监控中心事件预警分析服务器按照设定的算法对违停、逆行、行人与抛洒物等进行实时监测.在检测到有以上事件后,系统发出警报,并在多媒体控制台上弹出报警视频,由人工进行确认,如警情得到确认,中心监控管理员可通过路面与隧道广播系统对违章行为进行远程喊话,劝阻如违停、行人等尽快离开隧道,从而保证路面与隧道交通安全.

系统采用自主研发的创新视频分析技术,采取基于自适应模型的目标和背景分离技术、模板自动获取与匹配技术,对画面内的每个目标进行轨迹跟踪和特征识别,通过对目标运动轨迹和多维特征的分析,实现对多种交通事件的检测.系统支持灵活的网络结构,并具有专业的智能检测功能和丰富的外围扩展接口,

系统以机器学习和模式识别为核心的检测技术,系统自学习,正确处理事件,使用时间越长,检测精度越高.

系统具有交通事件报警录像记录,在设置的规则发生报警时,快速抓拍事件发生前后的报警录像,报警录像可以自定义时长、备注、追溯、导出,大大减少了传统监控的大量视频寻找的时间.

系统具有事件事故联动报警功能：

本系统可以与闭路电视系统进行联动,在事件发生时,可以将视频图像与报警区域图像直接切换至中心或者隧道管理站大屏上显示.

系统还具有图像质量报警,可对图像质量进行判别.能够对视频源图像质量进行检测并进行"视频质量差〞报警；以与对摄像机震动进行"视频画面震动〞报警.

6.系统主要功能

6.1.多级管理

◆管理站管理：

管理站可对本路段的隧道紧急、路政对讲、隧道广播、隧道求助、收发消息、视频联动显示等所有业务的全面调度管理.可实时查询通话、录音、消息、报警等内容.

◆中心管理：

监控中心可对本路段的隧道紧急、路政对讲、隧道广播、隧道求助、收发消息、视频联动显示等所有业务的全面调度管理.可实时查询通话、录音、消息、报警等内容.

◆集团管理：

监控中心多账号登陆,在线切换到不同的路段管理主控机中,实现对多条路段的的统一对讲、广播、监控、查询.

6.2.调度管理

◆管理模块：

对讲管理、广播喊话、广播音乐、报警管理、通话管理、视频联动.

◆分区管理：

可按区域分布或业务结构设定多个管理分区,生成分区广播,可对本分区进行广播喊话或播放音乐,可以设定分区独立管理.

◆终端管理：

可直观显示每个分区的对讲或广播管理终端状态,可显示、名称、工作、与谁通话等状态.

◆排队管理：

可显示来电信息,顺序排队显示,保留20条最近通讯记录.

◆调度功能：

呼叫对讲、通话挂断、插讲通话、通话拆讲、广播喊话、文字广播、现场监听.

6.3.对讲通话

◆有线对讲：

隧道紧急对讲,一键呼叫,免提对讲,定向拾音,对讲优先于背景音乐,对讲、广播,支持报警接入.

◆离线对讲：

当服务器处理离线状态时,可保持隧道管理所与隧道紧急之间的通讯.

◆呼叫组接：

可设定多个为一个接听组,统一对外一个总号,实现多人的同时处理.

◆对讲视频：

隧道管理所或管理中心来电会立即自动显示出相应终端位置的2个视频监控图像,不需要接听来电即可显示.

6.4.广播喊话

◆单个喊话：

可对任意一台隧道紧急与广播设备进行远程喊话.

◆分区喊话：

可对任意分区隧道紧急与广播设备进行远程喊话.

◆全线喊话：

可对全线隧道紧急与广播设备进行远程喊话.

◆文字广播：

可对任意隧道紧急与广播设备进行远程文字广播喊话.

◆拔号广播：

话机、无线手持可对任意隧道紧急与广播设备进行广播喊话.

◆触发广播：

话机、无线手持可对任意隧道紧急与广播设备进行触发广播.

6.5.广播音乐

◆音乐文件：

上传、管理需要播放的音频文件.

◆格式转换：

上传音频文件自动转换为统一的音频格式.

◆播放列表：

可根据类型和需要设定不同风格的播放列表.

◆触发广播：

可手动开启、停止设定的播放任务.

◆定时广播：

可设定7*24小时的全自动定时播放任务.

◆人工广播：

可通过拔号触发方式执行播放任务.

◆音量独立：

设备广播音量独立于对讲音量,更适合现场需要.

◆音乐恢复：

对讲终端对讲通话结束后自动恢复广播音乐播放.

6.6.报警管理

◆报警提示：

接收到报警弹出窗口处理提醒,报警声提醒.

◆报警视频：

接收到报警自动关联切换显示出事件现场的视频监控图像.

◆报警处理：

可人工登记报警原因,或选择常用报警原因登记.

◆报警记录：

报警处理后自动生成报警管理记录,可方便后期查看.

◆报警监听：

接收到报警后自动开启对现场的实时监听,并进行录音.

◆报表输出：

对发生的报警记录进行统计分析,生成报表或打印.

6.7.通话录音

◆记录查询：

对所有的通话记录进行查询,可通过主叫、被叫、通话时间、通话类型进行查询.

◆录音查询：

对所有的通话录音进行查询,可通过主叫、被叫、通话时间、通话类型进行查询.

6.8.视频联动

◆对讲联动：

对讲来电时自动联动显示对应的2个视频监控图像.

◆求助联动：

求助来电时自动联动显示对应的2个视频监控图像.

◆报警联动：

收到报警时自动联动显示对应的2个视频监控图像.

◆预警联动：

收到预警时自动联动显示对应的2个视频监控图像.

6.9.隧道预警

◆车辆停驶

在车道上或禁止停车区域出现停违停或抛锚,都或属于极为危险的事件,易引起交通阻塞的违章行为,需要与时进行处理,而事故停车也需要管理部门与时知晓尽快处理以恢复交通,视频分析技术可以与时发现停车行为,提醒交通管理部门与时处理.

◆行人侦测

在非人行横道线区域,行人走在高速公路或隧道是很危险的行为,很容易导致交通事故的发生,而且很容易出现人员的伤亡,应当与时制止.视频分析技术通过分析行人的运动轨迹,能与时发现路面与隧道行人走动情况.

◆逆行侦测

高速公路上有司机走错路而逆行行走是非常危险的行为,视频分析技术可以通过划定区域与时发现并通过路面与隧道广播等联动系统做出反应.

◆遗洒物体侦测

正在行驶过程中的车辆不慎遗洒物体,容易引起交通的阻塞,特别是在机动车辆高速行驶状态下<如高速公路,隧道内>,前车出现遗洒现象极易导致后车的严重交通事故,当发现这种事件时,需要道路管理部门与时尽快地处理,以避免严重后果的发生.视频分析技术通过对监控视频的分析,可与时发现物品遗洒的事件,与时在情报板上公布提醒后车,并与时派出人员进行处理

7.主要设备介绍

7.1.紧急与广播调度主控机

◆基于NGN架构,国际标准的SIP协议,具有极好的兼容性和功能可扩展性；

◆采用嵌入式的结构,机架式设计<1U>,LIUX操作系统,不怕病毒侵扰,高稳定性和高可靠性；

◆可实现"对讲广播主控机+多媒体控制台〞思路,灵活实现语音对讲、广播通知、背景音乐、音频会议、无线对讲接入等功能,可实现多级架构管理,满足高速公路多级管理、中心管理的应用；

◆核心功能：

分区配置、终端配置、路由配置、中继配置、寻线组配置、分析、通话记录查询、通话录音查询、可选报警管理、视频联动功能等〔需要单独授权〕；

◆用户接入：

最多支持16用户多媒体控制台接入管理〔默认含1个授权接入,其它需要单独授权〕；

◆通信协议：

TCP、IP、SIP、VOIP、IGMP、DNS、DHCP、FTP；

◆带机性能：

可选配60、120、240、500路注册,10--100路并发通话；

◆语音编码：

G.711-a,G.711-u,G.729,G.723.1,G.726,LPC10,ADPCM；

◆其它功能：

支持DTMF、支持铃、回音消除；

◆存储方式：

可选16GCF卡或250G固态硬盘存储；

◆物理接口：

1个电源接口、1个WAN口、1个LAN口、1个CON口,USB口.

7.2.事件检测服务器

◆CPU:

Inter至强处理器E5-2603v31.9GHz6核,

◆内存：

8GBDDR31600MHz内存,

◆硬盘：

600GB7.2K6GbpsNLSATA3.5"G2HS硬盘

◆网卡：

2口千兆网卡,

◆电源：

1个750W热插拔电源

7.3.多媒体管理控制台

◆21.5英寸16:

9,多媒体管理控制台触屏机,商用级节能设计,防刮玻璃面板,高清1920*1080分辨率显示,配合Windows10操作系统；10点触控屏操作；

◆INTER双核CPU,4GB内存,性能强劲,2.5"SATA硬盘或120G固态硬盘；配备键鼠,

◆内置双声道立体声3W喇叭,麦克风/耳机接口,USB口4个；1个RJ45；WIFI支持；VGA输出1个；HDMI1个；音频输出1个；麦克风输入

◆像框式随意调节支架,可视角度5-75度翻转、角度可随意翻转调节,落地式桌面放置,适合不同角度操作.

◆嵌入安装多媒体调度软件

7.4.多媒体调度软件

◆多媒体调度管理软件,默认自带一个管理用户的接入授权许可,增加管理用户需要单独授权开通.

◆功能分区：

分区列表、终端列表、任务列表、控制区、排队区、终端信息、系统信息、无人值守、音乐管理等；

◆分区管理：

直观显示分区列表名称目录,选择可显示出本分区所有终端,显示终端信息；

◆终端列表：

中间直观清楚的显示出终端列表,包含、名称、状态、录音等,并在不同的状态显示不同的颜色,选择后可显示出终端的IP地址等；

◆任务列表：

右侧直观显示任务列表名称目录,选择可显示任务的信息,可进行播放、暂停、修改等操作；

◆调度功能：

一键呼叫、挂断、插讲、拆讲、监听、广播、会议等快捷操作；

◆广播喊话：

支持选择终端广播喊话、支持选择分区广播喊话,支持监时任务广播喊话,输入文字转语音广播功能；

◆音乐文件：

支持上传MP3、WAV等常用的音频文件,上传时自动转为统一的WAV格式,可根据要求建立不同风络的音乐播放列表；

◆背景音乐：

支持多任务、多列表广播任务,支持7*24小时定时广播任务,定时任务可手动启动播放,不影响原来的定时任务；

◆报警管理：

支持终端报警触发,弹出报警提示,录入报警日志,生成报警记录；

◆报警短信：

〔选配功能〕支持接到报警后自动转发到内部的话机或无线终端.

◆视频联动：

〔选配功能〕支持终端发起报警时自动触发联动视频监控系统显示相对应的视频；

◆其它功能：

支持呼入排队显示；多个可绑定形成一个组号接听功能；支持多人会议功能.

7.5.紧急与广播话机

◆系统特性：

采用Linux操作系统,240x120像素灰度背光LCD显示屏,可扩展1个USB2.0接口,2个10/100/1000M接口,支持7个可编辑快捷呼叫键,来电中文显示,支持SIPv1,v2以与相关的RFC,支持6个SIP号注册,支持SIPUDP/TCP/TLS,全双工免提通话,回声消除,支持丢包补偿,自适应抖动缓冲.

◆音频特性：

高保真音质:

HD手柄,HD免提

编解码:

Opus*,G.722,G.711,G.729AB,G.726,iLBC

DTMF:

In-band,Out-of-band和SIPINFO

全双工免提

VAD,CNG,AEC,PLC,A,AGC

◆网络特性：

支持SIPv1,v2

支持STUN内网穿透