高速监控施工技术方案.docx

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高速监控施工技术方案

盐靖高速公路姜堰至特庸枢纽段全程监项目

施工技术方案

江苏好望系统工程有限公司

二0一三年三月

一基本概况

江苏盐靖高速公路南起宁通高速公路广陵枢纽，北起沿海高速公路相连特庸枢纽，全长167.7公里，其中泰州段长120.3公里，盐城段长47.4公里，双向四车道，设计时速100公里/小时；该条高速公路是江苏“四纵四横四连”干线公路的重要组成部分。

为了提升盐靖高速公路的管理和服务水平，江苏宁靖盐高速公路有限公司决定对盐靖高速进行道路监控手段的技术更新。

盐靖高速公路始于宁通高速公路广陵枢纽，终于沿海高速特庸枢纽，全长167.7km，全路设有1个监控中心、1个通信中心和17个无人值守通信站，路基宽25.5m，双向4车道。

盐靖高速去年已经实施了监控系统的数字化改造，各个收费站及服务区设置千兆网系统，提供千兆数据传输通道，建立了一套基于H.264视频压缩格式的较为完善的数字视频监控平台，所有监控及收费图像均可以通过千兆网传输到姜堰监控中心。

同时在各处收费站预留全程监控外场视频的相关接口，可以将外场摄像机视频通过收费站的千兆以太网将图像上传至姜堰监控中心进行统一调度、控制。

一体化球形摄像机在监控中心通过数字视频管理平台可以反向控制，所有图像均可在收费站进行本地存储。

二全程监控摄像机设置方案

根据目前高速公路实施全程监控系统的实际经验，一般在高速公路沿线按2公里左右设置一台遥控摄像机。

通过遥控摄像机的变焦、旋转、仰俯等操作，基本可以实现全线无盲点覆盖。

因此，设计对盐靖高速公路全程监控系统亦按2公里左右的间距设置遥控摄像机。

而目前盐靖高速公路在道路沿线的每个互通立交区域及服务区均设置了遥控摄像机，因此，新增的遥控摄像机要充分考虑与现有的摄像机布局相协调。

避免摄像机布置过密，但也要避免出现监视盲区。

同时，遥控摄像机的设置还要综合考虑现有光缆、通信管道分歧、供电电缆及供电管道的布置情况，尽量合理利用现有设施，节约建设成本，尽量避免或降低对现有交通设施的破坏，尽量不断交通及现有系统的正常运行。

2.1视频传输

根据盐靖高速公路全程监控摄像机布设的具体情况，本次全程监控系统改造的视频传输采用光端机+千兆以太网的传输方式。

本项目新增外场摄像机图像信号先连到设置在本地的光端机，通过光端机将图像传输到附近的视频汇集点收费站，在视频汇集点收费站内通过本地视频编码设备编码后通过千兆以太网将图像传输至监控中心，同时图像可以在本地存储，存储时间按30天计。

监控中心可以实时监控现场图像，也可以调取存储在收费站的存储录像，实时监控现场图像时可以对摄像机镜头进行远、近、上、下、左、右等操作。

2.2监控中心

盐靖高速在姜堰互通设有监控中心，去年姜堰监控中心数字监控系统已经改造建成并投入使用，原有系统运行良好，本项目只需要将本次新增监控摄像机视频与数据信号接入到汇集站的编码器上（编码器已配），对原有监控视频系统软件进行相关配置，实现在统一界面下的集中管理，以便使本项目能够无缝融入盐靖高速公路监控系统。

2.3供配电

2.3.1设计原则

供配电系统是高速公路安全畅通的重要保障。

供电系统在确立负荷级别的基础上，设计将在尽量采用新技术、新工艺以充分满足系统功能性能要求，综合考虑工程投资和运营管理水平及其运营成本等多种因素，以负荷为中心，配套安全、可靠、适用、经济的设计方案。

沿线外场遥控摄像机采用光伏系统供电。

互通立交、服务区附近其他监控外场设备供电由就近变配电点引来（2km以内），采用YJV22型铠装电力电缆，直埋敷设。

2.3.2光伏系统设计方案

项目所在地属北亚热带季风区，气候温和湿润，降水丰沛，四季分明，光照充足，太阳能资源较为丰富。

多年平均年日照时数为2014小时左右，多年平均太阳辐射量在4542MJ/m2·a左右，属我国太阳能资源四类区域，适合建设太阳能光伏发电项目。

一、设计原则

发电系统设计的总原则，是在保证满足负载需要的前提下，使用最少的太阳能电池组件和蓄电池，以减少初始投资。

这就需要综合掌握用户的需求和安装地点的具体条件，进行合理设计。

本工程设计在遵循技术先进、科学合理、安全可靠、经济实用的指导思想和设计原则下，着重考虑以下设计原则：

太阳能电池组件表面应垂直朝向太阳，以减少电池组件表面阳光的损失，可以高电池组件的输出效率，因此电池组件应有一定的倾角。

倾角的选择取决于使用地点的地理纬度和当地的气候条件，重要的是要保证周围没有楼房、树木、线缆覆盖遮挡电池组件的表面。

二、系统原理

发电系统是利用太阳能电池将太阳辐射能量直接转换成电能的发电系统。

它由太阳电池方阵、控制器、蓄电池组等部分组成。

–太阳能电池板：

将光能转换成电能，可单个或多个太阳能电池组件串并联供电；

–蓄电池组：

将太阳能电池板发出的直流电贮存起来,供负载使用；

–太阳能控制器：

主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等组成，它根据负载用电需求，将光能转换的电能有效地存储及输出。

在系统中，控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电，并在充电过程中减少损耗、尽量延长蓄电池的使用寿命；同时保护蓄电池，避免过充电和过放电现象的发生；并控制蓄电池放电水平，保证负载工作有较稳定的直流电压。

并提供标准通信接口（RS232/485），将采集到的太阳能电池板电压电流、蓄电池电压、蓄电池充放电电流、蓄电池温度、负载电流、太阳能电池板工作状态（投入/撤出）、环境温度等反映电源系统工作状况数据，既能本地显示，又可上传至监控中心，或存储为历史记录在需要时上传。

提供蓄电池过充、过放、输出过载、过压、温度过高等保护功能，并通过报警端口进行报警。

并可独立控制监控设备和传输设备及加热设备，在电量降低到某一值时，可不对监控设备供电，优先保证传输设备正常工作；

三、系统设备说明

1、光伏组件

类型：

单晶硅；

额定电压：

24VDC；

额定功率：

200Wp；

个数：

2块；

最大功率电压：

36.2V；最大功率电流：

5.5A；

开路电压：

44.6V；

短路电流：

5.86A；

转换效率不低于15%；

寿命：

>20年；

应具有抗紫外剂、抗氧化剂和固化剂的膜层；

采用铝合金边框应有高强度，抗机械冲击能力强。

2、太阳能控制逆变器

太阳能控制逆变器是连接太阳能电池方阵、各种用电设施和蓄电池组的控制中心，实现太阳能电池板对蓄电池充电控制和系统逆变电源输出的一体化设备。

通过对系统输入输出功率的调节与分配，实现太阳能光伏系统的各种控制功能。

需具有信息产业部邮电工业产品质量监督检验中心检测报告。

太阳能控制器采用模块化和分级控制的设计方法，对蓄电池组进行充、放电管理太阳能光伏阵列发出的直流电力，经过智能控制器对蓄电池充电，在蓄电池未充满时，控制器的作用是最大限度地对蓄电池充电，当蓄电池被充满时，控制太阳能发出的电力，使蓄电池处于浮充状态，当蓄电池放电至接近蓄电池过放点电压时，控制器将发出蓄电池电量

不足告警并切断蓄电池的放电回路，以保护蓄电池。

蓄电池充放电模式采用的是阶梯式逐级限流控制方式，该模式能根据蓄电池的电量自动调整充电电流的大小，既满足了蓄电池的充电电流-电压规律，又控制蓄电池不过充和过放，具有可靠性高，无纹波，适合任何控制对象等优点。

太阳能控制逆变器输出纯正弦波，具有瞬态响应好、波形失真小、逆变效率高、输出电压稳定等特点,并同时具有极佳的EMI指标。

控制逆变器设有直流输入过、欠压保护、直流输入极性接反保护、交流输出过功率、短路保护、机内过热保护等一系列保护措施,使电源的各项性能指标和可靠性具有足够的技术保证。

电源控制器：

额定电流：

20A

工作温度：

-20℃—60℃

充满断开电压值：

27.8～28.OV

亏电断开电压值：

21.8—22.OV

恢复连接电压值：

26.2—26.4V

温度补偿系数：

-3～7mV／℃

控制损耗：

不超过额定充电电流的0.5%

充放电回路压降：

不超过系统额定电压的5%

输出电压：

24VAC、24VDC、12VDC

输出频率：

50HZ

3、蓄电池

蓄电池组是光伏系统中使用寿命最短的部件，到一定时间后要进更新，所以选型时寿命指标是很重要的参数。

另外，对户外地区使用、高温、高湿度特性环境的适用性非常重要，要求蓄电池生产厂家符合以下标准：

类型：

密封阀控式铅酸免维护胶体蓄电池；

容量：

10h放电率容量≥200AH

额定电压：

12VDC；

蓄电池个数：

2节；

充电温度补偿系数：

±0.04mv/℃；

最低工作性能：

-10℃条件下蓄电池充放电效率不低于74％；

蓄电池高温工作性能：

40℃条件下蓄电池充入电效率不低于95％；

无游离电解液，侧倒90度仍可使用；

采用户外太阳能用途型阀控式密封胶体蓄电池；

蓄电池采用强化涂膏式正极板设计，正极板厚度不低于4mm；

蓄电池采用胶体电池专用高分子微孔隔板；

铅纯度≥99%；

安全防爆；蓄电池采用低阻镶嵌式内螺纹铜端子，应确保无金属铅或铅合金外露；

蓄电池寿命要求：

设计寿命不小于18年，在-10℃～40℃环境下免维护连续工作3年后蓄电池容量衰减不超过30％。

4、质保

太阳能电池：

使用时间25年，质保5年；

太阳能蓄电池：

使用时间5年，质保2年；

太阳能配套电器部分：

使用时间10年，质保2年；

太阳能辅材：

使用时间15年，质保2年；

四、系统的安装

电池组件的安装

一般要求：

安装太阳光伏系统要求专业的技术和知识，系统的安装和试运行必须由专业公司和有资格的工程师来完成。

机械安装

组件必须安装在由支撑架构成的平面上。

整个由组件构成的方阵系统必须能承受住可以预见的来自风力及冰雪产生的机械压力；

支架结构热胀冷缩时产生的力不应该影响组件的性能和使用；

支架必须由耐久、抗腐蚀、抗紫外线的不锈钢材料制作。

五、负荷需求

摄像机及传输等设备功率平均按照25W考虑，每天24小时，连徐阴雨天5天设计。

2.4防雷接地

所有外场设备均做联合接地保护，联合接地≤1Ω。

外场设备立柱均设置避雷针。

避雷针应与杆体及设备做绝缘处理，接地引下线与基础内预留的接地端子采用焊接方式连接。

2.5光缆

本项目沿线已布设单模光缆，其中千兆环线网络4芯，百兆外网4芯，有线电视传输系统2芯，外场全程监控10芯，备用20芯。

K2+200至K14+800共6处摄像机占用特庸至盐城北段6芯外场全程监控光缆；

K17+200至K34+500共9处摄像机占用盐城北至盐城西段9芯外场全程监控光缆；

K36+500至K56+700共10处摄像机占用盐城西至安丰段10芯外场全程监控光缆；

K58+550至K74+900共10处摄像机占用安丰至兴化段10芯外场全程监控光缆；

K76+600至K93+600共9处摄像机占用兴化至戴南段9芯外场全程监控光缆；

K95+600至K100+700共3处摄像机占用戴南至兴泰服务区段3芯外场全程监控光缆；

K102+700至K121+750共9处摄像机占用兴泰服务区至姜堰段9芯外场全程监控光缆；

由各个摄像机分歧点至各个摄像机使用4芯光缆1根

2.6主要设备技术指标

2.6.1遥控摄像机

图像传感器：

1/4"CCD

变倍：

35倍光学放大，12倍电子放大

焦距：

3.4mm～119mm

线素：

540线

信噪比：

≥50dB

最低照度：

0.015Lux（彩色模式）；0.00015Lux（黑白模式）；

背光补偿：

开/关

白平衡、光圈、聚焦：

自动/手动

彩色/黑白自动转换：

自动

宽动态功能：

开/关

水平旋转角度：

360°连续旋转

垂直旋转角度：

0°～180°，自动翻转

水平旋转速度：

0.1°～80°/秒

垂直旋转速度：

0.1°～40°/秒

通讯：

RS485

预置点：

256个预置位

安全性：

内置浪涌及雷击保护装置

外壳防护等级：

IP66

防护功能：

内置加热器，风扇功能

电源/功率：

DC24V功率：

50W

温度/湿度：

-20℃～60℃/10%～90%

2.6.2摄像机安装要求：

遥控摄像机立柱采用热浸镀锌钢杆，摄像机距路面的高度为12米。

摄像机立柱为圆形或12边形，底部直径不小于370mm，顶部直径不小于210mm，壁厚不小于10mm，立杆采用热浸镀锌处理，镀锌量不小于600g/m2。

所有摄像机应牢固安装，使之能在摄像机防护罩处于40m/s的风速下可正常工作（图像无明显摆动），并能抵抗50m/s的风速。

安装配置时，要求保证电缆有足够松驰，并且在正常移动摄像机防护罩时，电缆与电缆端子不应有拉张影响。

除了摄像机和安装摄像机控制缆的灵活线段以外，电缆的剩余部分封存在适当管槽内。

摄像机立柱顶端应设置避雷针，避雷针长度应保证摄像机位于保护范围内，并不妨碍摄像机的日常转动和监视。

摄像机避雷针和立柱为一体化结构，摄像机接地与避雷针接地共用接地体，其接地电阻不大于1欧姆。

——机箱：

摄像机机箱内置电源、接线端子、报警设备、光瑞机、避雷器等。

太阳能机箱内置蓄电池、控制器及报警设备等，机箱采用不锈钢喷塑制作。

当有人非法打开设备机箱时，前端声光报警，并出发报警信号传输至监控中心，监控中心同时发出声音报警，摄像机旋转至预置位，提醒监控人员及时处理。

2.6.3光端机

采用数字非压缩点对点式光端机，在一芯单模光纤上传输1路视频信号、1路报警信号加1路数据信号，用于道路监控视频、摄像机控制信号及报警信号传输。

光学参数：

传输模式：

单模

光源器件：

激光器

适用波长：

1310/1550nm

传输距离：

20/40km

视频参数：

视频编码：

10位线性PCM编码

采样速率：

16MHz高速采样

视倾制式：

PAL输入/输出信号：

1.0Vp-p

输入/输出阻抗：

75欧姆（非平衡）

视频带宽：

8MHz

信噪比：

70dB

视频接口：

BNC

数据参数：

RS-232/422/485/曼码可选

传输速率:

0-300kbps

误码率：

<10-9

其他指标：

平均无故障工作时间（MTBF）：

大于10万小时

工作温度：

-40℃-+75℃

工作湿度：

0-95%无冷凝

2.6.48路视频编码器（带存储）

视频压缩标准：

支持H.264MP@L3，支持分辨率D1、4CIF、2CIF、CIF

帧率：

1-25帧

码率：

D1、4CIF：

512Kbps-4Mbps可调，默认2Mbps

2CIF：

256Kbps-4Mbps可调，默认1.5Mbps

CIF：

128Kbps-1Mbps可调，默认1Mbps

编码模式：

CBR、VBR

视频解码：

支持H.264MP@L3，支持分辨率1080P、720P、D1、4CIF、2CIF、CIF

模拟视频输入：

8路复合视频输入（BNC）

网络视频接入：

24路

CVBS输出：

2个CVBS复合视频输出接口（BNC）

HDMI输出：

支持分辨率：

1920*1080@60，1920*1080@50，1280*720@60,1280*720@50，1280*1024@60，1024*768@60

VGA输出：

支持分辨率：

1920*1080@60，1920*1080@50，1280*720@60，1280*720@50，1280*1024@60，1024*768@60

本地预览：

支持1、4、9、16分屏

云台：

云台控制、云台控制权管理、云台预置位管理、云台锁定

云台协议：

Pelco-P、Pelco-D、ALEC等

录像存储：

支持JBOD、RAID1、RAID5

支持手动触发、计划触发、事件触发的录像方式

支持存储空间的满停止、满覆盖策略

存储能力32路/64M

硬盘接口：

8个硬盘槽位，支持硬盘热插拔，支持前面板硬盘装载

网口：

2个10M/100M/1000MBase-T自适应以太网电口

USB接口：

2个USB2.0接口

串口：

1个RS-232串口（RJ45），3个RS-485串口（1个RJ45，2个凤凰头）

电源：

交流供电，100～240VAC，带电源开关

功耗：

40W（不含硬盘），140W（满配硬盘）

工作温度：

-10～55摄氏度

工作湿度：

10%-90%（无冷凝）

三外场设备施工要求

2.1外场摄像机安装施工要求

（1）对外场设备及相关电力、通信人/手孔位置进行确认，并检查基础与高杆安装有关的各固定孔尺寸；

（2）安装前对管线进行疏通，并准备好工程材料表中的电源线、信号线等各种线缆和安装工具、材料，并测量长度；

（3）检查外场摄像机的接地系统，将摄像机控制线缆引线穿好；

（4）安装摄像机之前，采用加电方式对摄像机进行检测，检查云台转动是否平,刹车是否有回程等不良现象；

（5）将摄像机支架及摄像机安装在高杆上；

（6）检查摄像机，使其处于正常工作状态；

（7）安装摄像机控制箱，并检查箱内的电源线和信号线的紧固程度；

（8）设备内部零件安装和机壳一律不准使用自攻螺丝。

金属机件用的紧固螺孔、螺丝涂上适当的密封剂；

（9）模块和电路板准确、安全的就位，而且易于拆卸和更换；

（10）布线时，电源线与信号线保持一定的距离。

所有布线用线夹、线座、线孔、线捆等方式予以固定。

当布线线路通道有夹角处，必须用金属环形材料予以保护；

（11）所有电缆要做清晰的编号标记，用以接续和检查回路。

电缆在端头处要配有标签；

（12）所有设备的进线孔安装衬垫，以保证在电缆扭动时不影响设备的密封性能。

需接续的电缆，其接续点在机箱内；

（13）电缆通过电缆孔洞、电缆管道和类似的地方时要密封，防止害虫和雨水等的进入；

（14）设备安装完成后，按照相关技术标准与规范进行调试，在调试过程中，每项测试均做好详细的记录，并及时处理安装中系统出现的各种问题，编写好调试报告；

（15）施工图中未详细说明的部分，请参照有关标准及厂家提供的设备安装和使用手册等随机资料。

2.2外场设备基础施工要求

（1）基础采用明挖法施工，基底先整平、夯实、控制好标高。

施工完毕，基础分层回填夯实；

（2）基础采用10号和30号混凝土现场浇注，构造钢筋8选用热轧I级光面圆钢筋，14为II级螺纹钢筋，钢筋保护层厚度不小于25毫米；

（3）基础顶面预埋钢地脚螺栓，地脚下面为标准弯钩，法兰盘为Q235钢制作；

（4）在浇注混凝土时，注意使底座法兰盘与基础对中，并将其嵌进基础，其上表面与基础顶面齐平，同时保持其顶面水平，顶面预埋的地脚螺栓与其保持垂直；

（5）设备基础与路肩分歧手孔之间的连接钢管采用89×4.0镀锌钢管，钢管摆放位置可根据现场情况进行调整；

（6）施工完毕后，露出基础的钢管堵塞，以避免进水；外露的地脚螺栓外露长度宜控制在此80～100mm以内，并对外露螺纹部分加以妥善保护，对于破坏的护坡加以恢复；

（7）除钢筋外的所有钢构件都采用热浸镀锌处理，地脚螺栓镀锌量为350g/m2，其余钢构件（包括法兰盘、连接钢管、接地角钢、接地扁钢）采用600g/m2。

2.2电力电缆

K56+700处摄像机供电引自就近情报板配电箱。

2.2.1电力电缆敷设方式

本工程电力电缆在不同路段分别采取管道敷设方式、直埋敷设方式。

2.2.2电力电缆敷设路由

本工程电力电缆主要沿路肩直埋或桥上管道敷设。

2.2.3电力电缆施工工艺

（一）电力电缆的施工作业条件

（1）进行电缆施工人员应为经过专业训练的合格的电缆技工。

（2）敷设前，应对电缆进行外观检查及绝缘电阻测试。

IKV以下电缆用高阻计测试，常温下不低于100MΩ·Km。

（3）检查并清理管道和电力井，确保管道畅通，电力井内清洁。

（4）施工前要准备好架电缆的轴辊、支架及敷设用电缆托架，封铅用的喷灯、焊料、麻布、硬脂酸、以及木、铁锯、铁剪、铅丝、编织的钢丝网套、铁锨、榔头、电工工具、汽油、沥青膏、软钢丝绳等。

（5）电缆型号、规格及长度均与设计资料核对无误。

电缆不得有扭绞、损伤等现象。

（6）电缆接续工作应在气候良好的条件下进行，应尽量避免在雨、风、雪天或湿度较大的环境下进行。

（二）电力电缆的存放与运输

（1）电缆应储存在干燥的地方，必要时应搭盖遮棚。

（2）必要时电缆盘下应放置枕垫，以免陷入泥土。

（3）电缆不允许平卧放置。

（4）在运输装卸过程中，不应使电缆及电缆盘受到损伤。

严禁将电缆盘直接由车上推下。

2.2.4电力电缆的埋地敷设施工要求

（1）电缆在室外直接埋地敷设的深度不应小于0.7m。

敷设时应在电缆上面、下面各均匀铺设100mm厚的软土或细砂层，再盖保护板（混凝土板、石板或砖等）。

保护板超出电缆两侧各50mm。

（2）禁止将电缆放在其它管道上面或下面平行敷设。

（3）电缆在壕沟内作波状敷设，预留1.5％的长度6.2.5电力电缆的管道、箱敷设施工要求

（1）电缆敷设时，在电缆终端头和接头附近留有备用长度。

接头处预留1.5m余量，终端头处预留5m的余量。

施工时可根据现场实际情况进行调整。

（2）电缆敷设时，应从盘的上端引出，应避免电缆与支架及地面摩擦拖拉。

电缆上不得有末消除的机械损伤，如铠装压扁、电缆拧绞、护层折裂等。

电缆在布放过程中应用力均匀，不得损伤电缆外皮。

（3）电缆敷设时，不宜交叉，电缆应排列整齐，加以固定，并及时装设标志牌。

（4）敷设电缆时应注意电缆的最小弯曲半径。

电缆的曲率半径必须大于电缆直径的15倍。

在直通井内电缆应自然弯曲，在100m以上大桥两侧电力井内预留5m余量。

预留余长电缆应盘放固定。

（5）敷设电缆的管孔内径不应小于电缆外径的15倍。

在管径允许的情况下，两根电缆可以共穿同一管道。

（6）敷设在桥梁上的电缆应避免太阳直射。

桥墩两侧及伸缩缝处的电缆应留有松弛段，其长度为l.5m。

（7）在敷设外场设备电缆前，要实地测量从电力井或桥上接线箱至设备配电箱或控制箱的实际距离，并在此基础上预留3-5m。

（8）电缆的终端头、中间接头的外壳与该处的电缆金属护套及铠装层均应良好接地。

在变电站与低压端PE共地。

在外场设备侧应与外场设备基础平台接地端牢固连接。

接地线应采用铜绞线，其截而积不应小于10mm2。

（9）管道中不允许有接头。

（10）电缆头从开始剥切到制作完毕必须连续进行，一次完成。

（11）电缆包缠绝缘时应注意清洁，防止污秽及潮气侵入绝缘层。

（12）测量电缆绝缘电阻，及电缆芯线对外皮或多芯电缆中的一个芯对其它芯线和外皮间的绝缘电阻。

测量1KV以下电缆时，用1KV摇表。

绝缘电阻值参考值：

额定电压1KV，常温下绝缘电阻lOOMΩ·Km。

（13）电缆接续前，应核对电缆程式、芯数，如有不符合规定者应及时返修，合格后方可进行电缆接续。

（14）电缆芯线接续不应产生混、断、串及接触不良，接续点应挂标牌作明显标识。

（15）标志牌的装设应符合下列要求：

在下列部位电缆应装设标志牌：

电缆终端接头处、电缆中间接头处、电力井内；标志牌上应注明电缆的型号