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太古高速西山隧道项目部远程视频监控系统方案 太原理工天成电子信息技术有限公司2009 4 系统方案模块设计 1 前端视频采集2 隧道内有线视频及指令传输3 项目总体结构设计4 远程传输设计5 项目总部结构设计 一 前端视频信号采集 摄像机选型 为满足低瓦斯工区使用设备需要 以及隧道内恶劣环境下满足使用要求 前端设备采用普安科技的防爆护罩 云台 解码器配合高清晰低照日产SONY EX480CP摄像机作为视频信号的采集设备 防爆护罩 防爆云台解码器 防爆红外灯 二 隧道有线视频及指令传输系统 主推方案 设计思路 在设计隧道内信施工时 考虑到衬砌车与采掘车将随工程进度不断向推进 以及建管处对双向语音对讲的要求 本设计方案仍采用传输模拟同轴电缆加光纤进行传输 同轴电缆与控制线将视频信号 音频输入信号 音频输出 控制信号就近视频编码器 通过编码器压缩并以光纤传输至分项目部交换设备 然后接入移动的10M专网 特点 单模光纤传输距离远 衰减少 不受外界干扰 而且可有效避免山区夏季雷电的破坏性干扰 有线视频及指令传输系统结构图如下 有线传输系统结构图 备选方案 无线传输系统 根据我们勘测的现场实际情况 光纤在隧道内传输因长距离传输时需要根据需求不断续接 而且由于隧道内环境复杂性 光纤也存在着一定的维护问题 所以 我们对本设计加入备选的微波无线传输 模拟无线传输也是布线困难的场所较通用的设计方案 微波也可有效避开其他频率的电磁干扰 施工细节上 需要有效避开运渣车的高度以避免车辆产生的干扰 系统采用SSL2000L微波传输设备 传输距离为30 70公里 通视情况下 无线视频及指令传输结构图 三 项目总体设计 总体设计思路 1 项目总部对各项目分部工作面的视频监看2 同步 稳定 清晰的图像传输3 远程控制云台功能4 分项目对工作面的监看5 语音功能6 其他功能 语音电话 视频会议功能 系统功能总框图 四 远程传输设计 设计思路 该系统能否满足需求 远程传输的设计是一个关键因素 为此 本着合理 优化 节约 环保及可扩充性原则 远程传输设计共提供四种方案供参考 本设计方案以第一方案设计 移动10M专网 采用微波无线传输 ADSL传输 IPSTAR卫星链路 移动10M专网 主推方案 根据目前网络的建设情况 移动机站几乎覆盖所有乡镇 其无论从信号的覆盖和网络的稳定性都要优有现的其他网络 采用此种方式 可以就近接入移动的网络 只要每年交纳一定的费用就可以使用稳定的使用10M的专用网络 优势 10M的带宽 可以使视频无损传输 同步真实显示现场情况 运营商服务好 网络稳定 不受天气等其他因素影响 可用指数 我公司通过对项目的考察 现已与中国移动太原分公司项目部取得联系 并同其进行了实地线路的勘测 做了前期预算 移动公司将为本项目4个项目及建管处共5个点提供10M的专用网络带宽 左侧为合作意向书 方案报价包含四年租赁费及网络建设费 采用微波无线传输 劣势 野外需加中继 不宜维护 天气影响网络的稳定性优势 千兆级带宽 可以满足任何数据的传输条件 可不考虑电信运营商的网络问题 采用指数 ADSL传输是近几年来较为普遍的一种网络传输结构 因其接入方便 成本低而广受中低端客户的青睐 在本项目中 如果采用该种方式传输 就需要各项目部与分项目部都安装一部开通ADSL业务的电话 而且由于ADSL为广域网上实行的是动态IP管理 所以采取该方式接入 需要申请一个动态域名解析服务 就现在情况来看 但由于各项目部所处地理位置的不同 通讯接入成为一个关键因素 劣势 带宽不足 以网通1MADSL计算 每路图像只可以不足100K的码流上传 受网络情况 线路情况的影响 图像质量下降 马赛克等现象必然发生 而且由于广域网的传输对图像资料的安全也有不利影响 优势 在电信通讯到达的前提下 接入方便 费用低廉 采用指数 ADSL传输 IPSTAR卫星链路 系统结构图 卫星链路说明 波束覆盖 IPSTAR卫星分别提供点波束 成型波束以及广播波束覆盖北京关口站管理9个点波束和广播波束上海关口站管理6个点波束和成型波束广州关口站管理8个点波束使用该种结的传输可实现 1 针对项目总部与分项目部之间的营地提供专线互联 2 解决语音视频会议和OA系统 同时提供互联网出口 平台描述4个项目分部与建管付息安装一套终端 通过IPSTAR系统提供2M的卫星专线链路建立相连实现视频信号的上行 项目总部安装两套接收装置提供4M实现视频数据的下行 本系统要求的视频为24小时监控 数据量的庞大 以我们每个项目部最少2M带宽且不能达到每路512K的码流 对图像的清晰度 实时度都有很大影响 由于卫星资源带宽的紧缺 所以致使使用成本相当巨大 以每个项目部2M带宽来计 每年的使用费用近4万美元 项目部4M带宽来计 12M带宽每年的使用费高达48万美金 产品优势 由于卫生的无缝覆盖 使接入相当简单 网络稳定 不受气候等因素影响 在此基础上可实现企业数据的互联互通 劣势 受带宽限制 使用成本较高 可用指数 五 建管处结构设计 管理系统控制系统显示系统 管理系统 服务器 2台存储设备 1台接入设备 1套管理软件 1套 控制系统 网络控制键盘 可选 网络控制键盘是专为远程闭路电视监控设计的一款多功能键盘 该系统控制器集控制嵌入式硬盘录像机 球形摄像机 数字矩阵系统 虚拟矩阵 视频编码器于一体 该控制键盘采用独特设计 使用户操作简单方便管理服务器 NETDVR4 0管理软件 在网络视讯飞速发展的时代 NETDVR网络系统管理软件为监控IP化拓展了强大的空间 其包含了强大的配置 监示 控制 录像 转发 点播等强大的功能 软件采用CS架构 可通过任意IP 单播或组播 实现监控网络内数字化管理 电视墙服务器 是NETDVR管理软件针对电视墙管理 虚拟矩阵 的一套实用性强大的管理软件 为保证系统能达到双向语音的功能 在每个工作面都安装一台迪士普的功放及室外音箱和咪头 拾音器 在每个分项目配备麦克风及音箱实现建管处与分项目部及工作面之间的语音对讲 它们之间通过视频编 解码实现输入和输出 六 双向语音实现的设备 七 建管处监控中心显示系统 监控中心设置一组电视墙 中心为40寸工业液晶监示器 两侧以1 3列方式排列6台21寸高线纯平监示器 可通过服务器 键盘实现各种切换与显示 其效果图如下 项目部分项目部控制台图例 单联控制台 双联控制台 四联控制台 八 设备安装说明 掌子面设备安装 考虑到安全因素 掌子面设计一台可移动台车 将图像 音频及控制设备都都安装在台车上 工作时将台车拉至工作面10M处 放炮时再拖回至安全距离 衬砌车设备安装 由于设备同衬砌车同时向前运动 所以可以将设备安装至衬砌车合适的位置 与施工方与建管处共同商定位置 斜井设备安装 斜井由于倾度太大 移动的台车在设计上应考虑制动装置 以方便在斜井内台车的安全置放 也可以根据实际情况 可将设备用支架安装在掌子面与二衬之间 并随工作面的向前推进而前移 竖井设备安装 竖井设备安装是本系统实施的一个难点 根据现在情况目前采以下两种方法实施以供商榷 A 在设计允许的情况下 在井口至井底垂直每隔100米衬砌时预埋800 800铁件 将设备焊接至预埋件上 由于设计采用的是18倍摄像机 100m景深可以满足要求 也可由井口至井底将滑道安装至预埋件上 随衬砌进度向下滑行 B 在二衬与工作面之间安装固定架安装设备 并根据工程进度向下顺延移动安装 保证工期承诺 一 与项目标段与建管处紧密沟通 保证开一个工作面 安装一个工作面 以使图像及时传至建管处有效监管 二 与移动公司签署合同 保证到期保质保量的完成网络组建工作以及网络运营的稳定工作 三 成立专门项目组 并根据要求建施工档案及施工进度表 以保证工作的日清日结 四 对项目中出现的变更 在保证工期的前期下完成变更工作对于其他工作及承诺 可参照 设计方案 售后服务承诺本系统质量保证期为四年 其中一年为缺陷责任保证期 一年内主 辅设备出现的设备损坏由我方免费进行更换 一年外三年为系统维护期 系统维护期内出现的设备维修及更换我方只收取维修及更换设备的成本价 每年公司安排专门技术人员不少于两次系统检查及客户回访 并做好项目维修记录 及时向使用单位提供维护报告 我公司售后服务部确立专人负责制 即接到客户维修服务申请的电话 传真等的第一位售后服务人员 必须在2小时内做出实质性响应 负责将问题处理完毕 绝不推诿 电话不能解决的问题 应在24小时内安排技术人员到达现场 其他售后承诺见设计方案 培训项目表 系统结构图 课时 前端设备原理 课时 传输设备原理 课时 后端设备原理 课时 系统操作说明 课时 系统常见故障及排除 课时 技术培训要求见设计方案 技术培训 实景照片描述 总体布点 太古高速公路建设管理处 S2标项目部 S3标项目部 S4标项目部 S2标项目部布置实景图片 S2标洞口 S2标竖井项目部布置实景图片 S2标竖井驻地 S2标斜井项目部布置实景图片 S2标斜井驻地 S3标项目部布置实景图片 S3标竖井项目部布置实景图片 S3标斜井项目部布置实景图片 S3洞口实景图片 S4标项目部布置实景图片 S4标洞口 沿线移动光纤杆路及基站实景图片 移动基站 杆路 杆路 模拟洞内施工监控台车动画演示 总结 在整项目的设计中 图像采集上我们产用了原装日产的sony480CP 18倍的变焦彩转黑一体摄像机 以及防爆的云台来实现工作面的无盲区监控 传输方面 共涉及传统有线传输 光纤传输 网络传输三大模块 为保证项目部要求的稳定 清晰 控制灵活的监控要求 我们采用了本地光纤组网 远程移动专网的设计思路 并在方案设计时与移动项目组进行了实