铁路远程电视监控方案.doc

铁路远程电视监控方案 应用领域： 铁路监控 分类范围： 监控 分类编码： 文本编码： 应用案例： 详 细 内 容： 一、概述 铁路作为国家重要的运输部门，其日常的稳定运行决定了国民生产、生活的正常运转，加之铁路系统部门众多、所辖区域车站数量多、规模小、分布零散，受站点之间、站点与车务段之间线路长，通信联络手段不完善等诸多环境条件的限制，对于车站安全生产与行车管理、事故防范的协调预防仅限于繁琐的人为盯防，不能全面、直观、快速、准确地掌握班组、车站整体安全生产运营情况。因此，建设一套利用现代计算机技术、电子通讯、光纤传输、远程网络视频监控技术的控制系统，将成功解决这一问题，它以技防代替部分人为盯防，以先进的高科技管理代替日常巡回检查和业务管理，有效解除各站点人力不足及因工作形式单调乏味而易麻痹疏忽等因素造成的隐患。操作员和各部门领导可利用远程网络视频监控及铁路系统现有的计算机网络和办公微机，在当地车务段实现对所属全部车站的关键岗位监控或者铁路沿线环境的监控，大大减轻日常人员巡视的工作量，便于及时发现危险隐患，保障安全生产。同时，借助网络资源，辅之于视频会议系统、办公自动化等系统，利用科技手段，科学管理，提高工作效率、工作质量和创造社会综合效益。 二、系统设计原则及依据 2.1 系统设计原则 远程电视监控系统重点为加强铁路科学管理功能，提高铁路生产运营的安全性和可靠性。因此，设备选择必须具备安全可靠、先进、操作简便，免维护性强等特性，同时也必须兼顾节约投资，以性价比最好的设备来构成先进、完备的系统，以满足铁路安全生产和综合管理的要求。鉴于该铁路系统的重要性及安全性，我们力求系统设计的先进性、可靠性、实用性和可扩展性。同时体现以下原则： 系统设计方案周密,严谨,安全可靠. 设备选型应具有数字化和网络化. 系统兼容性强，扩充其它系统容易。 人机对话(界面)操作方便,实用性强. 在满足各项功能的前提条件下，尽可能降低费用 民用闭路监控电视系统工程技术规范GB50198-94为参考规范。 2.2 设计依据 GBJ115-87工业电视系统工程设计规范； GB50918-94民用闭路电视监视系统工程技术规范； GA/T75-94安全防范工程程序与要求； GA/T70-94安全防范工程费用概预算编制办法； GA/T95-94安全防范工程开工程序与要求； 电器装置工程施工和验收规范； TB铁路通信工程设计规范； TB铁路通信工程施工验收标准； 现场勘察报告； 建设单位设计施工要求； 2.3、现有客观条件 v 监控点的设置 铁路分局A车务段全段线路共长330公里，最远端距拟设的监控中心距离为250公里，全线共计大小22个车站，其中二级站2个；三级站3个；其余16个均为三级以下小站。各站信息采集点个数的设置，原则上以二级站8个信息采集点左右，三级站4个信息采集点左右，三级以下各小站2个信息采集点左右。信息采集点位置的设置，原则上以行车室、站台、道岔区为主，其余需要设置的地方只要增加相应的设备即可。根据A车务段拟设b、A2个二级站为2个分控中心的要求计，b分控中心总计42个信息采集点；A分控中心总计44个信息采集点。 v 传输线路的分析 鉴于铁路分局A车务段拟租用通信运营商的2M专线，从价格方面考虑，全段共用一条2M专线，可实现视频监控、视频会议和办公自动化系统，但其缺陷是图像清晰度较差，画面不流畅，多画面音视频传输时易出现网络堵塞，图像总体效果较差。因此我们建议： 从质量和性能方面考虑，分析本方案所涉及各系统对带宽的需要，鉴于b和A两个分控中心线路较长，信息采集点又多，若同时传输几路视频信号和音频信号及数据，再加上租用线的不可预期的质量问题，势必会使传输效果大打折扣，而过多增加2M专线，又会使系统成本加大。为了在尽可能不增加成本情况下解决此问题，方案推荐在b到A之间再增加一条或3条2M专用线路，信息处理以b为分界点，采取分段处理方式，b以西各种信号从b分控中心直接通过2M专线传输到A车务段总控中心；b以东各种信号先汇集到A分控中心，再由A分控中心直接送到车务段总控中心即可。 三、系统设计思路 根据铁路分局A车务段所辖段内各站具体情况和A车务段的具体要求，结合我公司的实际考察，此次设计系统描述如下： 1、 本次方案设计以车务段为总监控中心，搭建视、音频传输切换平台，数字硬盘录像(DVR)机，电源保护及控制等。 2、 各车站行车室及两端道岔咽喉区设置电视监控摄像头，采集车站工作人员的作业情况、站场设备运用情况及列车运行情况。 3、 系统由一个总控中心和两个二级分控中心组成监控网的主干，其余各站点分别于二级分控中心连接。 4、 各远程监控现场和各监控中心之间有 PCM 2M通讯线路连接。 5、 对于某些布线比较困难的部位，可采用无线方式实现监控。 6、 各监控现场均有若干摄像机。摄像机根据实际情况可采用定点或动点，动点摄像机的镜头、云台可控。 7、 为了实现视频会议，在需要传递视频信息的场所，可加装全方位带云台摄像机，并辅之于相应的音频设备。 8、 在二级分控中心可以设置多媒体控制计算机，以控制该中心所属的摄像机切换，镜头、云台动作，并且可以处理报警信息。 9、 在总控中心可以任意监视各个现场，二级分控中心根据授权也可监视 其授权范围内的各个现场，并接收各现场的各种信息。 四、系统方案设计 4 1 网络结构 由于铁路分局A车务段各站点大都远离城市，且多处于沙漠戈壁，自然环境恶劣，风沙大，日照时间长，温差变化大，段、站间距离长，在此较为复杂的情况下，考虑到通信线路的租用费、有限性和性价比，我们将网络结构分为三级。 前端监控站 三级及三级以下各站为前端监控站，每个前端监控站有一个机房，机房一般设在行车室。三级以下各站站台和行车室，各设一个信号采集点（指音、视频信号），三级站在站场、行车室及相应道岔咽喉区安装信息采集点；机房内放置嵌入式网络硬盘录像机、站点交换机、网桥等设备，需要前端管理的站点，可再加装一台管理计算机。各摄像机及其他信息采集设备采集的模拟视频信号，经嵌入式网络硬盘录像机数字化后通过传输网络发往分控中心。 分控中心 分控中心主要指b站和A站。b分控中心主要负责其以西各前端监控站内所有监控点；A分控中心主要负责自b以东各前端监控站内所有监控点。分控中心的计算机安装网络监控软件，加载监控回放控件，经登录到设在分控中心的服务器的认证，即可按设定的权限浏览前端监控站图像和其他现场信息，分控中心能随意切换控制本区内所有摄像机，前端告警时产生联动，不仅以声光告警形式通知相关人员，同时按设定的方式录像、记录告警内容。 总控中心 总控中心设在A车务段，主要对各分控中心实施总体监控，能切换并控制至任何一个前端监控站的监控点现场。 在这种网络结构中，各个前端监控站有足够的带宽连接到各自分控中心（384K-2Mbps），在分控中心可以保证不同的监控者在同一时间内连接到任意不同的前端监控站现场获得现场图像和各种相关管理数据，实施控制。在分控中心设立管理服务器，可以避免将其设在各前端监控站而带来的不必要的设备投资，便于认证系统的集中管理。对于拨号进入本系统的用户，在管理服务器得到认证许可后，将路由指向前端监控站的视频服务器，获取视音频和管理数据 （站点及当前登录用户等数据库资料在管理服务器中数据库模块中获得）。 在总控中心，一般不能保证所有前端监控站到总控中心都有直接连接的带宽资源，这种全网状结构的投资较大，因而我们采用多级树状结构，其基本结构如图1所示。 在这种结构中，每个分控中心到总控中心只有有限的带宽，在同一时刻对于同一分控中心管辖范围内的不同的前端监控站，只能有有限的图像传输到总控中心，所以总控中心的多台控制主机浏览同一分控中心下的不同前端监控站的图像时，受到分控中心到总控中心网络带宽的影响，但是总控中心端的控制计算机仍能随意地互不干扰地查看不同分控中心下前端监控站的现场图像。 4 2系统拓扑图 系统可分成两个部分：前端设备和监控中心。 4 2.1前端设备 前端设备组成连接图如下所示： 4 2.2 监控中心 监控中心分两部分：分控中心控制部分和总控中心控制部分。 分控中心控制部分 前端监控站-分控中心结构图如下页所示：五、系统单元描述 5.1 视频切换单元 前端视频切换主要有嵌入式数字硬盘完成，根据用户的需求一台计算机可同时监看多画面或一画面，视频服务器输出的（来自分控中心和总控中心的控制主机）控制信号，经解码器解码后控制云台和摄像机的各种动作。 5.2 信息处理单元 由用户已建成的信息系统收集并处理，在该系统中可定义紧急告警类型发生该类告警时，向图像监控主机发送告警信息，由图像监控主机响应告警，产生自动切换，启动录像等操作。 5.3中央控制单元 中央控制单元由多台计算机及相应控制软件Web 、服务器、主控服务器及局站资料数据库等组成。 本方案采用的电脑多媒体控制平台具有直观便捷的浏览器，操作界面可在WINDOWS98/2000 中运行；小巧的视频解压回放控件嵌入标准浏览器界面，本界面具有操作简便、直观的电子地图功能，允许用户使用鼠标便能巡视所有现场，界面风格可由用户随时使用HTML 语言进行修改。 Web 服务器负责对远程电话线登录用户进行认证管理，获得许可的用户方能连接视频服务器，获取现场图像并实施控制，同时还处理多个用户同时拨入时的并发控制。 主控服务器管理用户权限，对不同权限给予不同的控制能力，允许监看某些现场图像，管理用户登录信息，处理告警消息并实时转发记录。 局站资料数据库记录局站名称、摄像机地点等信息。 六、系统配置及选型 6.1.系统配置说明 前端监控点设于车站两端道岔口外侧，由于西北特有的气候环境和铁路特殊的环境，必须要充分考虑高温、低温、风沙大、易受雷电打击、火车行驶震动及夜间低照度等因素，因此，道岔口监控采用性能优良的室外智能球，可适应零51到零上+50的气候，自动聚焦，高分辨率，低照度，带有预置位功能，快速旋转，可以很方便的对道岔口进行细致入微的监控。车站工作室内采用一体化彩色半球摄像机，同时安装拾音器，使车务段控制中心对车站行车室的安全工作完全监控。 所有监控点均采用高分辨率彩色摄像机，配置3.5-16mm镜头,可视6-30m左右，采用2M传输音视频到二级站；每个分站点配备一台4路嵌入式网络视频硬盘录像机，以对所有目标点进行监控、录像、保存，接受主控中心的图像、声音信号，以达到网络视频会议的目的；二级站、一级站独立配置一台网络视频服务器，对远端的分站进行集中管理。 分控中心配置一台24口交换机,可接入14台PC,以组建局域网(如分站PC数量超过14台,只需将24口交换机改换成实际扩容数量即可), 主控中心配置一台24口交换机,可在主控中心接入20台PC,组建主控中心局域网; 三级站根据电脑的数量，配置相应多接口的交换机或者集线器，这样就组建车站的内部网络系统. 6.2. 主要设备性能参数介绍 6.2.1 摄像机 （1）室外全天候彩色智能球（WV600485）: 1/3 SONY CCD ,清晰度480TVL，光照度小于0.05Lux； 自动聚焦，自动光圈，手动优先； 可编程设置，NTSC/PAL制式，解码器集成多种协议； 防护罩内已预置安装摄像机，区域屏蔽，可设置8个区域； 0.3至240/秒，成比例水平变速转动，360连续水平转动； 垂直转动范围为40至90（以水平线为基准）； 支持64个预置位、自定义巡视多种扫描模式。 （2）室内彩色半球摄像机（WV6004002）: 1/3 CCD ，清晰度480TVL，光照度小于0.5Lux； 光学玻璃球罩，在任何视角图像均无变形； 内含散热器，有效降低热噪音，高可靠性连续工作，品质稳定； 数字信号处理（DSP）； 背光补偿功能（BLC），自动增益控制（AGC）； 电子快门1/50-1/10000秒 ，内部自动电子光圈、背光补偿； 镜头焦距可选2.8、4.0、6.0、8.0、12.0、16.0mm； 可采用CS及C型口镜头。 6.2.2嵌入式网络硬盘录像机 型号： WV6002216 性能及特点： v MPEG-4压缩方式；纯硬件压缩，查看、录像、回放速率高达25帧/秒 v 数字化视频移动报警；点击鼠标在每路摄像机画面上，利用点、线、面和填充方式设定防范探测区域。当防范区域被移动物体触发时，可进行报警录像，可根据现场调节灵敏度。 v 简单操作、直观的回放时间/日期表。 v 可外接报警探测器，连动现场灯光、警笛、闸门等。 v 完善的网络功能；可通过LAN、PSTN、ISDN、ADSL实现远程监视、回放、控制功能，可以多台PC进行连网。 v 完善的定时状态功能；灵活的录像功能，对每一台摄像机都可设置录像速度。 v 手动/自动备份功能。 v 显示/回放/打印。 v 控制功能；可对前端云台镜头进行控制。 v 安全功能；自定数据库结构（不可进入）、相关加密结构，使的图像数据不能修改，大大保证数据的保密性。 v 容量/录像时间；内置80G硬盘可根据客户需要连接多个硬盘（硬盘容量不限）。 网络管理 n 保证客户端可正常连接上主机，从用户发出监视命令到客户端接收到图像，只需0.5秒； n 不但服务器主机，而且所有客户端皆可作为服务器使用，可以为其他客户端提供音视频数据； n 任一服务器（服务器主机或客户端）任一通道可同时联接50个客户端。50还可以根据需要扩充； n 在主机图像不是特别复杂的情况下，客户端通过一根实际通讯速率在512K以上的宽带线路，可实时监视服务器2通道视频信号； n 主机端进行极消耗资源的多通道回放，如16通道，不会影响客户端接收，保证了在主机资源耗用达100%时不会死机、且网络畅通无阻。 6.2.3. VTB-10网桥 VTB-10是一种高性能、自学式远程以太网网桥。它价格低廉，很适合用于低成本的局域网至广域网的组网方案。VTB-10一端连接局域网（10Base-T，RJ-45接口），另一端连接PCM 2M数字传输线路，实现广域桥接。 VTB-10网桥是一种帧存储转发设备，使用非常简单，无需改变现有计算机网络的软件和硬件，也不需要加载和设置路由选择表及参数，VTB-10能自动了解与其相连的局域网上的MAC地址，并仅将目的地址为另一局域网的帧转发。其局域网表格上存有多达10,000个地址，并能自动更新。 VTB-10网桥特别适合于远程数据采集、远程视频监控系统的计算机联网应用。 6.2.4 电源防雷器、视频线防雷器、控制接口防雷器: 电源防雷器PSF105,工作电压230VAC，峰值通过电压600V 视频线防雷器CN12-STUB，插入损耗0.1db, 峰值通过电压10V 控制接口防雷器RS232数据口，额定工作电压12V，峰值通过电压36V 七、线缆敷设说明 7.1系统供电、接地及抗干扰 （1） 系统采取集中供电方式，统一由机房供电，电源为单相交流220V/50HZ为了保证电源移定工作，配置一台UPS电源。 （2） 系统采用一点接地方式，单独接地电阻不大于4欧姆，综合接地电阻不大于1欧姆，接地线不形成接地回路，不与强电的电网零线短接或混接。 7.2系统管线敷设 （1） 管线敷设避开强电磁场干扰； （2） 从每台摄像机附近吊排管径弱电线槽至弱井，引至电视监控机房底槽； （3） 电源线与视频信号线分开敷设； a) 尽可能避开视频电缆的续接，当电缆续接时采用专用的接插件，并作好防潮处理； b) 电缆的弯曲半径宜大于电缆直径的15倍； c) 为保证视频图像的优质传输，本系统将采用同轴电缆75-5（96B）优质视频线传输视频图像。每个电视监控点将有中央控制室送出的220V电源、一条视频同轴电缆。 八、工程施工内容及验收 8.1 施工 1）甲方的准备工作 A、 出具规章制度及要求车站、车务段指派人员跟随监督施工，负责双方的协调与联络 B、 给予乙方施工及人员安全技术培 C、 训工作 D、 甲方选派有一定技术基础、政治素质过硬、责任心强、爱岗敬业的人员先期跟随，以便作好系统管理及日后维护工作。建议配备设备专用维护工具、仪表及专用交通工具。 2）乙方的施工保障： A、组织一支具有丰富的大型工程施工、工程管理经验的施工队伍。 B、技术队伍必须得到厂家培训和直接技术支持。 C、需要一支专业技术人员组成的工程队伍来完成施工方案的设计，工期控制，材料计划与质量监督和管理，工程技术问题汇总，方案调整，工程测试和工程验收等各个阶段的预定任务，以保证整个工程优质、可靠地达到各项要求。 3）施工工期： A、预计需要60个工作日; B、01至10个工作日内：设备定购、附件准备、进入现场，