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轨道安防系统设计方案

XX轨道交通

安防系统工程

设计方案

上海冠林银保科技有限公司

2003年5月

一、概况

XX轻轨XX线南北线一期工程，东起市中心区商业繁华地带***，经***、***、***、***、***、***等到市西部工业中心***，共17个车站，全长17.4km，按城市规划预留延伸至***，线路长度将达到25km左右。

这次招标的一期工程（从***至***段）。

每个车站平均设8个摄像机（其中固定6个，云台2个），分别为站台层4个（上、下行站台），站厅层4个（自动扶梯2个，站厅区及出入口2个）。

传输距离最远约为8-9公里，最近约为1公里。

本次XX轻轨XX线CCTV项目的设计方案为“数模混合方案”，即各车站采用传统的模拟系统，车站向上到中心采用数字技术。

这一方案兼顾了“模拟方案”和“纯数字方案”的长处，系统不仅具有很好的可靠性，其扩展性也相当强。

XX轻轨XX线电视监控系统的结构可用八个字概括:

“矩阵联网，两级调度”。

本次设计中我们根据轻轨电视监控系统的应用要求，本系统的设计应遵循以下原则：

◇可靠性

可靠性就是要采用成熟和高质量的技术与产品，确保系统在运行期间不间断工作，同时，系统具有抗干扰或冲击能力，即：

在外界或内部条件突变时，保持正常工作，或在尽量短的时间内恢复正常。

◇先进性

系统采用的技术与产品应在广泛范围内处于领先状态，这是保护投资所必须考虑的。

先进性应体现在相关技术上具有前瞻性，目前，数字式终端设备与技术在大力发展，在系统设计时，应考虑系统数字化问题。

◇标准性

系统设计时，所采用的技术手段必须遵循业界标准，特别是要提供标准接口，使系统具有较高的灵活性，与其它系统方便互联，同时可适应今后的升级或引进新技术。

◇可维护性

系统运行后，其管理（如设备的维护）是可操作的，同时，这些工作应尽可能简单、方便。

这要求提供规范的系统与工程程序，提供智能化的软件或硬件模块。

◇经济性

系统在满足各项性能指标的情况下，应力求降低成本与开支，追求高的性能与价格比。

二、设计依据

2．1业主招标文件要求

2．2国家标准《地下铁道设计规范》GB50157---92

2．3GA/T75-94《安全防范工程程序与要求》

2．4GA/T74-2000《安全防范系统通用图形符号》

2．5GB50198-94《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

2．6GBJ120-88电气装置安装工程施工及验收规范

2．7GB/T50314-2000智能建筑设计标准业主要求

2．8GB50198-94闭路电视监控系统工程规范

2．910BASE-T，100BASE-TX标准IEEE802.3，IEEE802.3U

2．10中华人民共和国通信行业标准YD/T926

三、技术指标

3．1彩色不低于270电视线；黑白不低于400线

3．2、图像画面的灰度不低于8级的国家标准；

3．3、系统的各路视频信号，在监视器输入端的电平值为1VP-P±3dBVBS；

3．4、系统在低照度使用时，监视画面达到可用图像，其系统信噪比不低于25dB。

3．5、综合评估

（1）系统图像质量的随机信噪比不低于37dB；

（2）图像质量按五级损伤制评定，图像质量不低于4分；

四、系统组成

电视监视子系统分控制中心由调度员行车监视、车站值班员运营管理监视、列车司机发车监视三部分组成，控制中心和各车站通过轻轨通信系统平台共享视频图像资源，是各类信息的总节点和控制中心。

车站、控制中心图像监视相互独立。

调度员可平行选择6个传输通道上的图像自由显示，车站值班员可任意选择本站所有图像，互不干扰。

当控制中心和车站同时控制相同的云台、镜头进行选择监视时，环控（防灾）调度员具有最高控制权，向下依次为行车调度员、车站值班主任、车站值班员。

下面对整个系统进行系统概述：

4.1控制中心

控制中心电视监视系统作为XX轻轨XX线电视监控系统的控制中心，管理整个电视监控系统视频资源和网络。

因此，管理整个视频联网的电视监控系统的网络管理器、整个电视监控系统的管理维护终端，都将设置于控制中心，以便统一调度管理。

（结构见下图）

控制中心配置网络图像管理控制器GL-8500，并设置一台多媒体控制PC和由六台21寸彩色电视监视器组成的公用电视墙，另配备了一台数字硬盘录像机和四台14寸彩色监视器，通信系统视频传输设备传输来的图像接入控制中心的局域网，通过视频解码器输出视频供控制中心监视器选择图像监视和硬盘录像机录像存档。

数字硬盘录像机可最多同时录8路各站监控图像，通过通信系统视频传输设备来的图像经过视频解码器解码之后可在六台监视器组成的电视墙上显示，所有操作员通过三台连入以太网的操作键盘控制所有各车站模拟矩阵任意图像，在控制中心所有监视器上和PC显示器上实现切换、显示、控制和硬盘录像机的录像选择，也可操控各车站所有前端图像和动作，这一切都是通过这三台14寸彩色监视器及控制键盘实现的。

车站电视监控系统中，除了自身系统应用外，将视频矩阵输出中的6路视频上传到通信系统传输网络，供控制中心电视监视系统调用。

实现模拟矩阵的数字化联网和控制，这正是GL-8500的独到之处和最大优势！

4.2各车站电视监控子系统

各车站电视监控子系统，根据前端情况配置一台WJ-SX380视频切换矩阵，一方面它是作为车站内部值班员的辅助管理平台，另一方面它亦是作为整个轻轨电视监控系统的子系统，是控制中心电视监视系统调控系统的视频资源点。

站台中所有前端视频全部输入视频切换矩阵。

（结构见下图）

XX轻轨XX线每个轻轨车站在站厅区及出入口安装2台带云台控制的可变焦自动光圈彩色摄像机和2台固定彩色摄像机，通过同轴视频电缆将图像上传到本车站控制室，对带云台控制的可变焦自动光圈彩色摄像机控制的反向数据信号则通过双绞线传到摄像机的内置解码器，实现对摄像机的控制。

站厅区及出入口的4路图像上传到控制室后，到矩阵的输入端，在站台层安装4台固定彩色摄像机（上、下行站台区各2台），所采集的图像信号分别经过同轴视频电缆上传到控制室（如距离较远则增加传输光端机），其中站台层4台固定彩色摄像机（上、下行站台区各2台）进入画面处理器处理整合，然后与另外4路

图像一起通过视频分配器，第一路输出直接连接到矩阵的输入端，第二路输出连接到站台上供司机观看的25″彩色监视器上，第三路输出到车站站台监控亭的14″彩色监视器上（两路输出到上行站台，两路输出到下行站台）。

每个轻轨车站的视频控制矩阵采用32入8出的矩阵，矩阵输出两路视频信号到值班室的两台14″监视器上，输出6路视频信号（上、下行站台区各2路图像已经图像处理器合并）进图像编码器，图像编码器采用数字图像压缩编码方式（MPEG-2）可同时将一个车站的任意几路或全部6路图像通过以太网采用MPEG-2数字压缩方式送至控制中心。

其10M/100M以太网接口，可方便地与其中央控制系统通过IP网络进行联网。

在各站点内设置视频矩阵的优点在于：

在各站点配置的WV-SX380视频矩阵最大容量为32*8，便于今后系统扩展，目前配置的容量为8路视频输入，8路视频切换输出，今后可根据实际需要随时扩容。

站内的操作员可接收到本车站内的监控图像，并可控制本车站内可控的摄像机；指挥中心也可控制和切换该站内的所有摄像机摄取的图像，并且系统结构简单，易于系统维护。

在各站点设立视频矩阵，确保了在整个系统发生故障时，各站点仍然能独立正常地工作。

将来只要在各站点间建立双向视频干线，就可实现矩阵联网，完成矩阵间的视频共享。

在整个车站子系统的设计中，为增进系统的集中性和可维护性，我们将所有前端视频全部先接入系统机房，对于站台监视器所需图像，全部在系统机房中经视频分配器后输入。

控制键盘可控制摄像机云台和镜头动作，可调焦、旋转、定点等控制功能。

操作员键盘通过RJ11口与系统控制主机WV-SX380相连，完成系统配置、系统修改及其它辅助功能，可人工选择摄像机、监视器。

可自由设定摄像机循环显示组，并有多级变速控制，输入摄像机号码可自动预选监视器，可控制自动光圈和电动光圈切换，并能控制电动光圈镜头。

4.3电视监控视频联网系统选型

XX轻轨XX线电视监控系统由前端的摄像机，传输系统，各分站视频矩阵管理系统，网络联网系统和显示纪录系统等组成。

由于前端设备、显示纪录设备等产品的技术日益透明和公开，对其的选型主要与工程投资有关。

本工程中电视监控系统的传输系统属于公共通讯平台，只需要通信子系统向电视监控系统提供标准的TCP/IP通信接口。

视频管理系统和网络联网系统是整个轻轨电视监控系统的核心，选择先进并适合工程特点的视频矩阵管理及联网系统成为能否建立强大的电视监控系统的关键。

我公司在本次设计中选用了美国NETVIEW公司的GL-8500网络视频联网监控系统，主要基于以下考虑：

●从技术方面考虑：

随着计算机网络技术、数据通信技术和数字化图像技术的飞速发展，图像监控系统和计算机网络的结合已成为当今图像监控技术发展的一个最重要的标志。

为此我公司借助美国NETVIEW公司在图像数字化和网络视频流管理方面的技术优势，依托美国硅谷的全方位先进技术和产品，结合国内图像监控系统应用的具体需求，开发了一系列基于IP的数字化网络图像产品，从而为传统图像监控领域提供了全新的一揽子解决方案。

我公司基于模拟监控系统成功地开发了GL-8500网络视频联网监控系统（基于TCP/IP协议和MPEGII图像压缩格式）和GL-8500P全数字网络图像监控系统。

在系统功能方面，GL-8500由于开发了一套完整的宏编程语言，可以支持9999条宏指令。

用户对监控系统功能的需求可以通过宏编程方便地实现。

而监控系统强大的宏编程能力是XX轻轨XX线建立一体化列车运行调控系统和防灾安保系统的基础。

在多媒体操作的开发方面，美国NETVIEW公司在底层开发协议方面，开发出了基于普通PC的功能强大的多媒体软件，可用纯软件方式完成图像的MPAGII解压缩。

在系统兼容性方面是GL-8500系统的另一优势。

可兼容包括PANASONIC、PELCO、联视、BURLE、VICON、AD、Diamond在内的许多知名品牌的前端解码箱。

从工程角度考虑：

本系统代表着图像监控系统的国际先进水平，其联网性能至今还没有任何一种系统与之匹敌。

经过多年来的实际工程经验和对GL-8500的深入研究，我们认为GL-8500无论是单机系统还是多机联网系统，都应是建设大型闭路电视监控系统的首选。

五、系统功能

5.1系统总体功能

XX轻轨XX线一期工程电视监视子系统，是调度员和车站值班员监视列车运行、掌握客流大小和流向、提高行车指挥透明度的辅助通信工具，是列车司机在车站停车后监视旅客上下车、掌握开关车门时间的重要手段。

当车站发生灾情时，电视监视子系统可作为防灾调度员指挥抢险的指挥工具。

监控方式为三级监视两级控制：

中心一级的用户包括环控调度员、行车调度员、值班主任——应能任意地选择一个车站，或是一个车站内的一组摄像机的图像，并切换在其相应的监视器上。

车站一级——车站值班员应能任意地选择本车站中任一组或是一个摄像机的图像，并切换在其相应的监视器上。

司机一级——主要供司机监视相应站台的摄像机图像，无控制功能。

供其观看的监视器可设置在站台端头。

系统主要应用

为保障轻轨的安全、高效性，及时发现问题，防微杜渐，以及在轻轨站厅、站台等公共场所出现突发事件时，快速反应、科学调配，在轻轨土木工程建设的同时，必须进行轻轨电视监控系统等配套工程的建设。

轻轨电视监控系统实行分级监控，电视监控系统分车站、控制中心和司机三级，线路司机为三级监控，负责观察站台乘客的上下车的情况；轻轨站电视监控室为二级监控，负责对车站站台列车到发，旅客上下车，站厅售票和检票进站，旅客主要出入口（如扶梯、出入口通道）客流进行日常的监视；控制中心为一级监控，负责对整个运营系统及车站进行巡查监视，以便在重大突发事件时协调轻轨全线各站统一调度，紧急救援等。

5.2技术指标

5.2.1PanasonicWV-CP244摄像机：

●成像器件：

1/3英寸行间转移式CCD。

●信号制式：

PAL制式

●扫描系统：

625行，2:

1隔行扫描

●同步：

内同步或外同步（通过交流电源线锁相）

●水平清晰度：

480电视线

●微分增益失真±2%

●微分相位失真±2%

●色度—亮度增益差±2%

●色度—亮度延时差±15ns

●80倍高动态范围

●多种同步模式

●镜头安装方式：

C/CS格式安装

●自动增益控制（AGC）：

ON/OFF可选\白平衡：

AWC/ATW可选

●CCD光圈控制：

ON/OFF可选\1/50—100000秒

●相位控制：

垂直相位调整（90）

●信噪比：

大于50dB（WeightON，AGCOFF）

●最低照度：

在F0.75时，0.6Lx（40IRE，TurboAGCON）

●有效点阵：

752（H）ⅹ582（V）

●亮度非线性失真±1%

●视频输出：

BNC，1.0Vp-p，75Ω，负极性同步

●工作温度：

-10～50℃

●所需电源：

AC220V—240V，50Hz功率消耗：

5.5W

●重量：

770g

5.2.2COMPUTARH10Z0812M电动三可变焦镜头

●云台摄像机经常处于不同的目标位置，因此采用电动三可变变焦镜头，变焦镜头的变焦范围应根据镜头所处位置，市场范围等因素决定。

●工作环境：

温度：

-10℃～50℃

●相对湿度：

35%～95%

5.2.3日本TAMRON1/3英寸自动光圈镜头技术指标

●焦距：

2.8-12mm光圈：

1.2～90，自动光圈

●水平视角：

32o镜头支座：

CS

●尺寸：

31.2X40X35.7

重量：

51g

5.2.4室内外球型防护罩配云台选用：

冠林GL-7112B/GL-7112C

●转动范围：

●水平角度：

00～3550；

●垂直角度：

00～900；

●云台转速：

●水平：

200秒；

●垂直：

100秒；

5.2.5PanasonicWV-CM208021″彩色电视监视器技术指标

●类型：

21″彩色视频监视器

●彩色制式：

PAL，NTSC，SECAM等多种制式

●CRT：

对角测量51CM（22″）

●声频输出：

0.7W

●扫描频率：

15.625kHz（H）,50Hz（V）

●水平解析度：

750电视扫描线

●消耗功率：

70W

●电源：

AC220---240V，50/60Hz

●输入A：

视频——BNC×2,VS——1Vp-p,75欧，反向连接（提供终端切换）,声频——RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●输入B：

视频-BNC×2,VS-1Vp-p,75欧，反向连接（提供终端切换）,声频-RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●Y/C输入：

Y/C-7针连接头×2,Y-1Vp-p,75欧，反向

C-0.3Vp-p,75欧,声频-RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●尺寸：

482（宽）×453（高）×476（深）MM

●重量：

26KG

5.2.6PANASONICWV-CM148014″彩色监视器技术指标

●类型：

14″彩色视频监视器

●彩色制式：

PAL，NTSC，SECAM等多种制式

●CRT：

对角测量36CM（14″），垂直条纹磷光体倾斜度0.57MM（中心）

●声频输出：

0.7W

●屏幕尺寸：

310（H）×368（V）MM

●扫描频率：

15.625kHz（H）,50Hz（V）

●水平解析度：

750电视扫描线

●消耗功率：

70W

●电源：

AC220---240V，50/60Hz

●输入A：

视频-BNC×2,V-1Vp-p,75欧，反向连接（提供终端切换）,声频-RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●输入B：

视频-BNC×2,VS-1Vp-p,75欧，反向连接（提供终端切换）,声频-RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●Y/C输入：

Y/C-7针连接头×2,Y-1Vp-p,75欧，反向

●C-0.3Vp-p,75欧,声频-RCA连接头×2,390mVrms,高阻抗连接

●尺寸：

376（宽）×361（高）×399（深）MM

●重量：

15KG

5.2.7美国ATV（AdvancedTechnologiesVideo）

（DPX4）图像处理器（地下铁路、轨道交通，视频图像系统专用）

特点：

单工实时模式：

全屏幕/顺序切换

主要特性：

●4路摄像机输入；

●4路环路输出；

●报警摄像器设置；

●所有显示模式均可实时顺序自由切换；

●高清晰度数码彩色图像处理；

●使用两部录像机，录/放可同时进行；

●静止/主监视器可编程输入；

●4路报警输入，1路报警输出；

●辅监视器输出，时序切换；

●摄像机切换输入

●时间及日期显示

●屏幕菜单显示；

●动态探测

●多方位动态探测；

●多台摄像机报警显示；

●报警摄像机连续录像选择;

●报警、自定义报警、视频丢失报警；

●报警记录、报警时间设定；

●加强型安全锁定；

●隐蔽摄像机设定；

●自定义画面处理（优先摄像机多画面处理）；

●高级菜单；

●自定义录像机延时；

●录像机旁路；

●数码锁定、录像机回放锁定；

●所有输入信号的自动控制；

●S-232串口；

●S-VHS输出至监视器；

●S-VHS输入/输出至录像机；

●双密码红外遥控；

●高速多画面处理；

●可选语言：

英语、西班牙语、德语、法语；

●文本颜色可选；

双工实时模式：

主要特性：

●4画面实时显示；

●全屏幕；

●可移动画中画（PIP）；

●可移动双画中画（PIP）；

●可移动分割屏幕（2分割）；

●可移动压缩屏幕；

●静止画面；

●2～5倍放大，放大区域全方位可调

视频信号规格：

主要特性：

●NSTC/EIA和PAL/CCIR兼容；

●NTSC/EIA：

525行，每秒60场；

●PAL/CCIR：

625行，每秒50场；

●解析度：

720（水平）X480（垂直）NSTC；720（水平）X576（垂直）PAL；

●摄像机输入：

0.6VP-P---1.2VP-P/75欧姆；

●摄像机同步：

不要求摄像机同步；

●监视器输出：

1.0VP-P/75欧姆；

●电源：

12VAC/2A；

●安全性：

通过UL，CSA及CE认证；

●抗电磁干扰（EMI）：

适合FCC-15部分，A级；

●外观尺寸（mm）：

56.4（高）X432（宽）X200（深）；

●重量：

3.55公斤；工作温度：

0--40℃；

5.2.8大华DH-DVR0800A硬盘录像机

●可将视、音频和文字数据录入硬盘中存储

●非线性视频技术让您迅速找到想要观看的时间段或事件

●可进行24小时连续录像

●连接8个视频通道

任选择监控其中一个视频图像、轮流监控8个图像或让四画面同时显示

●多种灵敏程度

●设置多种警戒条件的参数,预警录像

●使用密码保护功能防止视频图像被篡改

●可选择安装8个硬盘

●时间信号显示

5.2.9GL-8500视频管理系统技术指标

●主机、电源、矩阵等采用模块化设计，积木式搭接。

所有机箱均为19″标准机箱，高度1U～12U。

●视频输入/输出：

2048/256

●键盘：

32

●视频通道带宽：

7MHz（1dB）到12MHz（3dB）

●视频通道信噪比：

67dB（加权）

●视频输入/输出阻抗：

75Ω；

●视频输入/输出电平：

1.0Vp-p；

●差分增益：

<0.25%

●差分相位：

<0.3°

●典型输入电压：

0.5到2.0Vp-p

●工作环境温度：

-10℃～+55℃。

●管理系统、操作系统和多媒体辅助控制系统软件菜单及屏幕字符全部汉化，屏幕字符可以编辑。

●具有视频丢失报警和视频信号电平低落报警。

同时，主机出现故障时报警，并可提示故障位置。

●操作员可分99个优先级，高级别优先。

通过操作员个人识别码，实现操作权限漫游。

5.2.9GUANLINGL-DS5028视频分配器技术指标

●视频输入八路，BNC，1VP-P

●输入阻抗75

●视频输出24路，BNC

●输出阻抗75

●增益调整范围-6dB～+3dB

●视频带宽10HZ～10MHZ

●信杂比（不加权）70dB

●微分增益1%

●微分相位1°

●功耗（单个模块）3W

●每箱可插模块数8块

●机箱体积W430×H88×D270MM3

●机箱电源220VAC，30W

●工作温度0～70C

5.2.10WV-FS616十六画面分割器

主要特性：

●16路摄像机输入；

●16路环路输出；

●报警摄像器设置；

●所有显示模式均可实时顺序自由切换；

●高清晰度数码彩色图像处理；

●使用两部录像机，录/放可同时进行；

●静止/主监视器可编程输入；

●16路报警输入，1路报警输出；

●辅监视器输出，时序切换；

●摄像机切换输入

●时间及日期显示

●屏幕菜单显示；

●动态探测

●多台摄像机报警显示；

●报警记录、报警时间设定；

●所有输入信号的自动控制；

●双工实时模式：

●NSTC/EIA和PAL/CCIR兼容；

●PAL/CCIR：

625行，每秒50场；

●解析度：

720（水平）X544（垂直）PAL；

●摄像机输入：

0.6VP-P---1.2VP-P/75欧姆；

●摄像机同步：

不要求摄像机同步；

●监视器输出：

1.0VP-P/75欧姆；

●外观尺寸（mm）：

88（高）×420（宽）×350（深）；

●重量：

7公斤；

●工作温度：

-10℃～50℃；

5.2.11视频编码器VideoEncoder

VideoEncoder编码设备的视频标准符合国际MPEG-2标准。

视频编码器VideoEncoder技术参数

视频特征

●视频制式:

NTSC/PAL，软件切换

●输入/输出接口:

模拟CompositeVideo，S-Video接口

●编码格式：

MP@ML13818-2（MPEG-2）,11172-1（MPEG-1）

●视频分辨率：

NTSCPAL

360×240360×288MPEG1

720×480720×576MPEG2（D1）

720×240720×288MPEG2（half-D1）

●编码速率：

1～16Mbps连续可调

●帧速率：

1帧/秒～30帧/秒（NTSC）/25帧/秒（PAL）可设置

●复用格式：

Elementary,System,Transparent,Program

●端到端延迟：

500～550ms（编解码）

音频特征

●输入格式：

模拟音频

●编码标准：

MPEG-1LayerI和LayerII

●音频编码：

单声道，双声道，立体音

●编码速率：

32kbps到384kbps

●采样速率：

48/44.1/32KHz

网络接口

●接口：

10/100M自适应，RJ-45Female

●协议：

TCP/IP,UDP,IGMP,DHCP

系统管理

●传送选择：

单播、组播

●远程配置：

IP地址、编码带宽、目的地址、端口等

●按照监视器分配带宽

●自动匹配编解码器

●串口：

2串口，支持端到端连接1200，2400，9600，114000bps等波特率

●安全性

●用