雅康c11视频监控和安全管理系统方案

四川川交路桥有限责任公司雅康高速C11 项目经理部 紫石隧道监控视频施工方案 雅康高速公路C11合同段项目经理部紫石隧道视频监控和安全管理系统方案编制： 易 传 斌复核： 张 建 春审核： 王 余四川川交路桥有限责任公司雅康高速公路C11项目经理部二0一五年三月 一、工程概况 本合同段共有两座隧道，即紫石隧道（含施工支洞）、锅浪跷隧道，其中紫石隧道分为两个合同段，分界桩号为（右线）K54+500、（左线）ZK54+500，（进口端指雅安、出口端指康定）位于雅安市天全县紫石乡新地头村境内，右幅K54+500K57+358，长2858m，左幅ZK54+500ZK57+351，长2851m，属特长隧道；隧道内设置施工支洞183米，4处人行横通道，4处车行横通道，左右线各设置4处紧急停车带。锅浪跷隧道右幅K60+390K60+796长406m，左幅ZK60+410ZK60+794长384m。合同工期36个月。二、编制依据安全防范工程程序与要求（GA/T75-94）安全防范系统通用图形符号（GA/T74-2000）安全防范系统验收规则（GA308-2001）视频安防监控系统技术要求（GA/T 367-2001）民用建筑电气设计规范（JGJ/T16-92）民用闭路监视电视系统工程技术规范（GB50198-1994）安全技术防范工程技术规范（GB 50348-2004）视频安防设计规范（GB50395-2007）视频安防监控数字录像设备（GB 20815-2006）建筑物防雷设计规范（GB50057-2004）建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范（GB/T50311-2000）电子信息系统机房设计规范（GB50174-2008）视频监控联网共享系统管理平台规范陕西省（DB61/T524-2011）安防系统工程验收规范（GA3082001）隧道平面布防图；其它相应的国家或行业法规和规范。三、视频监控和安全管理系统组成隧道施工安全管理系统集隧道的施工点可视化视频监控、施工人员区域定位及考勤等系统融合一体，也是国内技术领先、运行稳定、设计专业化的隧道施工安全管理系统。为各级管理单位、业主单位、设计单位、监理单位、施工单位提供了一个可靠、安全、高效的管理平台。通过系统可以实现建设信息快速收集、处理和传播，提高办公效率、降低办公成本、加强管理，确保高质量、低成本完成工程建设项目。同时，可以通过视频监控、人员定位对施工现场进行实时监控管理，准确掌握人员情况，便于进行更加合理的调度管理。并为发生事故后的营救工作提供及时、准确的人员信息。这一科技成果的实现，将为隧道建设的安全生产和日常管理再上新台阶提供有力保障。隧道安全管理系统目前包含以下子系统：1、隧道施工人员安全区域精确定位管理子系统2、隧道施工人员考勤子系统3、隧道内施工作业面视频监控子系统4、隧道洞口综合信息显示子系统主要使用设备相关参考图片如下：防爆顶载云台 球形云台 摄像机 数据读卡器 视频服务器 人员定位标识卡 控制向设备安装实例 监控立柱隧道洞口监控中心操作平台最终效果参考图人员区域定位子系统-参考图人员区域定位子系统界面-参考图：视频监控子系统显示界面参考：终端监控部分参考图：四、视频监控和安全管理系统实施方案紫石隧道由于现场环境复杂，视频监控和安全管理系统涉及视频监控、人员精确定位、人员考勤、外来人员报警、洞口综合信息显示等子系统。综合考虑采用光纤和无线结合的传输方式；本方案采用光纤网络通讯、无线网桥通讯、通科网络通讯等多种高端通讯技术。系统在隧道内需要采用通科、无线网桥等传输方案。针对工程的特点及要求，本方案的数据传输架构如下：1、项目部监控室到洞口、料场等室外场所采用光纤传输技术；2、洞口到二衬处，掌子面的主干数据传输采用无线网桥技术；3、洞内视频摄像机通过无线网桥传输；4、人员定位、考勤、洞内语音通讯共享通科基站无线传输，基站与视频摄像机共享网桥进行数据传输；5、整体传输以以太网为主干技术。本方案因为采用无线技术解决洞内数据传输，因此设备供电均按照设备现场取电的方式。（一）隧道施工人员安全管理子系统视频监控系统遵循统一发标识卡、统一装备、统一管理的原则，按准许进入隧道的人员和班组实行一人一卡制，该标识卡可视为隧道准入证。具体方案如下： 1、 视频监控系统在洞口设置隧道准入控制区，在洞内二衬子和掌子面两个作业区设置200米的定位区；2、 在隧道入口、掌子面、二衬子三处各设置一个通讯基站用来接收人员卡片信号； 3、 隧道内每1200米设置一个网络基站用于接收通讯基站系统（一般情况下在洞口设置一台，另外根据需要及传输距离可以选择在二衬子和掌子面各设置一台），同时每个网络基站配1对网桥将数据传到洞口，其中洞口的网络基站直接接入洞口的网桥；4、 隧道施工单位向有关人员统一配发并装备无线标识卡，无线标识卡安装在安全帽的合适位置或腰带上。 5、 每张无限标识卡具有唯一卡号，卡号对应员工的基本信息，包括姓名、年龄、性别、所属班组、所属工种、职务、本人照片、家属信息等初始化到系统数据库中。 6、 进入作业区的人员必须佩戴装有无线标识卡的安全帽。当此人经过隧道的信号收发器时，立即被系统识别，并通过系统网络的信息交换，将此人通过的路段、时间等信息传输至安全监控中心记录，并可同时在地理信息大屏幕墙上出现提示信息，显示通过人员的姓名等。人员识别信息卡基站收发器（1）视频监控系统的核心功能1）动态显示功能任一时间查询并显示某个区域人员及设备的身份、数量和分布情况；查询一个或多个人员及设备现在的实际位置、活动轨迹；记录有关人员及设备在任一地点的到/离时间和总工作时间等一系列信息，可以督促和落实重要巡查人员（如：安全检测人员）是否按时、到点的进行实地查看，或进行各项数据的检测和处理，从根本上尽量杜绝因人为因素而造成的相关事故。2）信息多点共享系统中心站及网络终端可以局域网方式联网运行，使网上所有终端在使用权限范围内实现信息多点共享，供多个部门及领导同时在不同地点共享监测信息、系统综合分析信息、查询各类数据报表。3）设置报警功能系统能够根据施工管理的需要通过设置警戒区域。例如：在隧道内进行爆破时，将爆破作业面设置为警戒区域，如果有非授权人员及设备进入警戒区域，系统自动报警，并显示进入警戒区域的人员及设备的身份，爆破结束后解除报警。4）查询统计施工人员查询：可以按照自定义组合条件对施工人员当前区域、滞留时间及带班领导等进入隧道相关情况进行查询；工人分布查询：对隧道各区域的施工人员分布情况进行查询，使管理人员可以方便的知道特定区域的工作人数。点击相应区域可获得相关人员详细信息；未到达区域查询：用以督察和考核相关责任人跟班情况，查询特殊工种是否到达了其工作范围的所有区域。点击相关状态，可以得到到达人员和工作的明细记录；施工人数统计：可以根据日期对进出隧道的施工人员数量进行统计；区域人数统计：可以任意设置和管理相关施工区域，自动进行区域人数统计。5）考勤管理部门考勤查询：可按部门及各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如：编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可按任意条件自动排序；员工考勤查询：可按各种指定条件进行人员的出勤情况查询，如：编号、姓名、班次、工种、部门等查询条件；可以按任意条件自动排序；干部考勤查询：对当天所有干部的出勤情况进行查询显示。6）灾后急救信息一旦发生安全事故，控制主机立即能显示出事故地点的人员数量、人员信息，人员位置等信息，大大提高抢险效率和救护效果。7）施工人员报警求救 施工人员可以通过人员卡上的报警按钮向监控中心发出报警信号以便及时处理。（2）隧道视频监控和安全管理系统安装特点1）高度自动化系统能自动检测隧道施工人员经过该监测点的时间、地点信息，并自动实现考勤作业的统计与管理。 2）先进的通信系统安装在隧道洞内的识别系统，实时向网络服务器传送相关人员通过的数据，整个过程无需人为干预。 3）数据统计与信息查询系统软件具备专用数据库管理系统，包括工人进入隧道的信息采集和统计分析，考勤作业的统计与管理分析系统，显示并打印各种统计报表资料，为高层管理人员的查询与管理提供全方位服务。4） 系统的整体设计系统采用隧道壁挂式设计，无需在隧道内进行大面积的现场施工，并保证系统在恶劣环境下连续正常运转。另外，系统具有可个性化性设计和可扩展性。以网络结构为模式，可在原先的系统基础上进行全方位扩展，是得系统满足用户的使用要求。（二）视频可视化监控系统（1）总体功能描述根据高速公路隧道工程项目实际情况，将隧道施工安全视频监控系统对技术、功能、性能等具体需求归纳如下：对各个工点进行实时的网络高清图像监控；对各个工点高清画面可进行灵活的计划录像；保存时间为30天循环录制；各监控室和各调度中心可随时通过互联网调度任意工点、任意时间的远程录像；监控分中心可同时监控不少于20路工点视频图像，并可任意调存前端工点录像并保存数据；当带宽不足时，优先保证高优先级用户的视频请求；中心客户端软件与内部网web监控、互联网web监控的完美结合；中心对所有监控网络内设备享有全面功能，包括状态查看、远程配置、录像调用、日志查询。（2）架构设计视频监控系统总体可以分为两层结构：第一层设备接入层各监控终端；第二层业务管理层项目经理部；对应本方案的不同模块则分别为：前端设备、传输网络、系统平台、客户端几部分，系统拓扑图如下所示：系统平台：由WEB SERVER（网页服务器）、ACCESS SERVER（接入服务器）、STREAM SERVER（流媒体服务器）、DECODE SERVER（硬解码服务器）、NVR（网络硬盘录像机）等构成系统平台；传输网络：在监控中心内部局域网络的基础上，利用联通运营商为广大终端用户提供的宽带网络，公网具体接入方式主要分为ADSL拨号方式接入和固定IP光纤接入两种，就二者的具体可行性将在后面单辟篇幅论述；客户端：在系统连入外网的情况下，为终端用户提供普通客户端、网页客户端、手机客户端；平台管理员可通过网页客户端的管理界面对设备进行配置和对用户和服务进行授权。1）接入方式客户端接入方式可以通过ADSL拨号连入公网。优点是一方面安装简单，只需要像普通家庭用户一样，在电信运营商处办理开通业务，即可在有该运营商固定电话处开通宽带连接；另一方面是运营费用较低。缺点一方面是带宽较低，前端监控视频的清晰度主要取决于带宽，而一般运营商提供的带宽通常只有512kbps左右，某种程度上制约了监控视频的清晰度和流畅性。另一方面，网络稳定性仍然受到诸多环境因素的影响，例如网络并发高峰时段可能出现带宽不足，或者网络故障运营商停止服务，甚至因没有及时续费而造成无法正常使用；网络硬盘录像机通过光纤专线固定IP接入方式，每个设备具有一个固定的公网IP地址。优点是光纤接入带宽较高，且相对稳定，较为有力的保障视频传输质量，清晰度高、流畅性好、可靠性高。缺点则是需要租用运营商提供的光纤，且使用费比ADSL拨号方式高。2）系统平台ACCESS SERVER： 接入服务器；前端设备和用户注册到该服务器上，用户与设备的交互通过接入服务器中转完成；支持信令：设备注册、心跳保活、用户实时视频浏览、用户历史视频点播；STREAM SERVER：流媒体服务器；在少数情况下，P2P实时视频无法实现（P2P在symmetrical NAT下无法使用）时，终端用户通过流媒体服务器浏览前端设备实时视频；根据业务情况可以扩展多台；WEB SERVER：网页服务器，采用APACHE+MYSQL+PHP架构，提供网页管理服务；管理员可以添加前端授权设备、终端授权用户；分配设备与流媒体服务器关 联关系；分配设备与中心存储服务器关联关系；实现静态负载均衡；客户端：普通客户端：终端用户通过软件客户端登陆管理服务器，实时视频浏览，历史视频点播、云台控制和电视墙控制；通过管理系统可对同一台数据库服务器上加载的前端设备进行统一的区域划分、授权、录像管理等操作。网页客户端：终端用户通过浏览器登陆web服务器进入客户端界面，自动下载授权设备列表；对授权设备支持操作：实时视频浏览，历史视频点播和云台控制；通过管理系统可对同一台数据库服务器上加载的前端设备进行统一的区域划分、授权、录像管理等操作。手机客户端：通过专用的手机客户端软件，用户也可用自己的手机实现对前端监控点远程监控的功能，与网页客户端一样，手机客户端同样拥有视频预览、云台控制、预置点调用等功能，真正地做到了让用户随时随地的接入监控平台，访问自己设备的功能。3）关键技术网络视频传输：系统采用网络视频传输技术，嵌入式操作系统。该系统是一种实时的，支持嵌入式系统应用的操作系统软件，它是嵌入式系统极为重要的组成部分，通常包括与硬件相关的底层驱动软件、系统内核、设备驱动接口、通信协议、图形界面、标准化浏览器等，嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依靠性、软件固态化及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。该技术与传统的模拟视频传输最大差别就是：网络视频传输介质由传统的视频线改变为以太网线或者光纤网络，而发生的根本改变就是视频信息可以通过广域网传播，传输的距离被放大。网络化以后，视频信息接入广域网，只要有网络的地方都可以观看视频信息。P2P穿透NAT原理：下面以图示和文字说明的方式举例说明，简单地描述系统平台所涉及的P2P技术原理： 用户 A 和前端 B ，在接入服务器的辅助下，完成穿越动作，实现数据对发和接收。原理是：假设A 和B 都在内网( NAT ) 的条件下， A 通过接入服务器通知 B 向 A 所对应的 NAT IP 和端口发送 UDP 报文，B 发送完毕，然后通过接入服务器通知A ；然后 A 往 B 所对应的NAT IP 和端口发送 UDP 报文，按照NAT 穿透的原理，一般情况下，B 就能收到A的数据包，然后生成一个对应的响应包，反馈给用户 A 。用户 A 接收到响应包，就表明 P2P 建立成功，开始发送媒体数据。4）隧道视频监控和安全管理系统安装特点系统采用B/S软件模式进行监控管理，强大的人员权限管理功能，提供了安全的访问机制。分布式监控设备采用嵌入式视频Web服务器，没有线缆长度和信号衰减的限制，彻底抛弃了地域的概念。系统具有几乎无限的无缝扩展能力，所有设备都以IP地址进行标识，增加设备只是意味着IP地址的扩充，通过分布式服务器完成视频录像信息的存储，使整个网络系统硬件和软件资源的共享以及任务和负载的共享。嵌入式Web服务器实际上基于嵌入式电脑技术，直接连入局域网或广域网，即插即看，系统的实时性、稳定性、可靠性大大提高。（三）系统传输部分监控现场和控制中心需要有电源和信号传输，一方面摄像机得到的图像要传到监控中心，另一方面监控中心的控制信号和电源要传送到现场，所以传输系统包括视频信号、控制信号及电源的传输。视频信号的传输：洞内的视频摄像机通过无线网桥（共享人员定位的网桥）传输到洞口，并通过光纤传回监控中心，洞外的摄像机均通过光纤网络传回监控中心。 电源的传输：由于本方案多采用无线传出，因此目前考虑现场取电方式，但电源必须安全可靠，如不具备条件建议监控室统一集中供电。 控制信号：在视频信号传输中通过网络模式可以一起传输控制信号，来控制快球机的运动。线路的安装和设计完全按照国家规范操作。 供电线路：隧道视频监控和安全管理系统安装为视频监控提供独立的一路供电电源，并送至监控中心，从监控中心统一对所有摄像机、监控主机供电。市电断电情况下，启用UPS供电系统继续工作。隧道视频监控和安全管理系统安装强电与弱电线路分离，确保系统的抗干扰。(1)系统布线的走向说明视频监控网线在KGB管道中隐蔽布线，监控室和各布防的点位的线缆皆由直径25MM的KGB线管引出。(2)线缆选型根据不同传输距离选用不同规格型号线缆，此方案设计视频线选用超5类网线（国标），交流24V电源线选用RVV21mm平方。(3)光缆线路的敷设与安装光缆敷设要求：光缆的敷设安装应符合信息产业部发布的长途通信光缆线路工程验收规范（YD5121-2005）的规定外，还应满足以下要求。光纤及光缆接续：光纤接续采用熔接法，要求中继段内每芯接头损耗双向平均值不大于0.05dB/个；在接头处光缆与光纤应预留有一定余量；光缆重叠布放12m，每侧光缆的余留光纤和余留带松套管光纤均应不小于0.8m；金属加强芯与接头盒底座连接应牢固。光缆牵引和弯曲：光缆在敷设安装过程，应严格控制牵引张力和曲率半径要求。在施工安装过程中，GYSTS光缆弯曲半径不小于光缆外径的20倍，安装固定后应不小于光缆外径的10倍。管道光缆敷设：光缆敷设利用管道，埋置在地下50cm深度。光缆伸出子管口部分应用塑料粘胶带封堵。为便于维护识别光缆，光缆应挂2块标志牌，所用挂牌应选用质地坚硬耐腐，不易生锈的材料制作。光缆接头盒及光缆盘留支架应安放在该人孔侧壁铁架与上覆之间的中间位置上，盘留圈直径以40cm为宜，绑扎要牢靠。(4)光缆线路的保护与防护措施防机械损伤：光缆敷设过程中及安装后，其所受张力、侧压力、曲率半径等不得超过单盘光缆主要技术性能的要求。敷设管道光缆时应以石蜡油、滑石粉等作为润滑剂；光缆线路在穿越铁路或主要公路时，一般采用顶钢管方式保护，光缆穿越可以开挖的公路时，采用埋设钢管或塑料管保护；直埋光缆的接头处采用水泥盖板保护方式。光缆在桥上敷设时应考虑机械损伤，震动和环境温度的影响。架空光缆的防护、光缆接头盒的安装要按设计要求进行。架空光缆敷设后应平直，无扭转，无机械损伤。直埋光缆线路动土可能性较大地段，采用45/39mm大长度半硬塑料管保护，保护管长度超过200m及拐弯处间断2m，间断处铺水泥盖板保护；穿越地段不长时采用铺砖或水泥盖板保护。光缆线路路由要避免选择在可能引起腐蚀光缆的地段。防强电：本工程光缆在进出终端盒和光交接箱时，应将光缆外护套的金属部件及金属加强芯接地，其接地电阻应满足规范的要求。光缆线路可选用下列防强电措施：在选择光缆路由时，应与现有强电线路保持一定隔距。光缆线路与强电线路交越时，宜垂直通过，在困难情况下，其交越角度不小于45。光缆接头处两侧金属构件不作电气连通，也不接地。当上述措施无法满足安全需要时，可增加光缆绝缘外护层的介质强度，采用非金属加强芯或无金属构件的光缆。在与强电线路平行地段进行光缆施工或检修时，应将光缆内的金属构件作临时接地。(5)立杆设计根据监控的范围、角度、场景以及现场条件来选择摄像机的安装方法，部分监控点可以利用电力杆、墙壁等周边建筑设施，由于大部分监控的地点都在道路或室外公共场所，摄像机的安装固定以立杆为主，立杆分枪机立杆、球机立杆、借杆（挑杆）三种。杆底端焊接固定法兰盘，预留拉线孔，地基应是硬质，同时根据现场安装点的地质的实际情况，调整相应的尺寸。立杆的安装牢固；制作美观，其顶部应做防水帽，立杆有较高强度，抗风、防摄像机抖动、防攀爬、防腐。立杆基础规格按不同的杆体进行分别设计。根据监控要求及现场实际环境，选择适当规格的监控立杆。固定摄像机立杆：高度要求4米左右、管壁厚3mm以上，表面处理采用热镀锌喷塑的方式。立杆参考图：(四) 监控终端系统（1）监控中心基本要求监控中心配有专用通讯手段，电话机和无线对讲机以便能及时联络管理人员。监控中心配有空调，是为保护设备不至于因温度过高而损坏。监控中心保持整洁、整齐。 （2）终端设备选型选用高配置的中心管理服务器，搭配中心管理平台，通过网络传输视频信号，由流媒体服务器进行转发，由集中存储服务器对图像资料进行存储，其产品质量相当高，可实现7x24小时开机正常工作。监控运行平台。在外网的链接下，通过网页形式可登陆监控运行平台，观看监控。（3）终端功能设计用户管理：为资源共享单位提供授权访问账户。具有完备的用户管理功能，清晰的优先级制度；精细的权限管理，可以细化到任何一个用户和某一路通道；对每一个用户进行行为审计。设备管理：设备入网登记管理入网登记管理的目的是确保联入中心监控网络的所有前端设备都具备合法身份。设备状态管理：实时显示集成系统中的设备状态，并以形象的设备运行图形显示出来。设备故障报警：自动把设备故障中的关键性错误（设备不能正常运行）提取出来，反馈给用户并确认。设备维护(新增/修改/删除)：对视频监控设备提供基础档案信息（地点代码、承建商、设备代码、设备名称、所属项目、设备IP等）管理。设备统一校时：支持全网设备时间同步，支持手动校时、支持NTP。日志功能：对设备的操作及故障报警自动生成日志文件，能生成日报、周报、月报，并支持打印。存储管理：支持三级录像存储，多种存储介质；支持服务器分布式管理，直观的图形化录像计划配置；支持录像服务器断电数据自动修复。流媒体管理：多级流媒体间的转发：实现多级流媒体之间的转发，分散访问压力，提高系统稳定性。跨网段、网关、防火墙等实时流转发：通过将流媒体服务器架设在网关上起到中转的作用，从而使得不在同网段的客户端可以正常取得数据流。支持大容量存储设备转发存储：通过流媒体转发服务器将前端视频源转发存储到磁盘阵列等大容量存储设备中。实时监控：通过客户端或浏览器实现不同画面的显示方式，实现对前端云台镜头或球机的全功能远程控制。具备图像自动轮巡功能，可以用事先设定的触发序列和时间间隔对监控图像进行轮流显示，任意选择参与轮巡的图像和先后顺序；实现包括OSD、组织机构、设备类型标识、通道名称、日期与实践、触发类别等画面文字显示。分组轮巡：分组定义：由管理员在系统初始化时，根据农产品基地的业务要求，对组进行自定义。轮巡：系统按照设定好的规则，在指定的操作终端上进行自动的监控图像显示。回放功能：支持单/多画面回放、即使回放、根据报警事件回放关联的视频图像。（4）后备电源安全性的设计说明系统设备供电由UPS电源接入，遇市电断开时可保证持续性的供电，并且延时2小时。（5）监控操作平台参考图五、视频监控和安全管理系统实施规划（1）紫石隧道视频监控和安全管理系统布置图针对施工环境做出规划（如图所示）（2）监控系统拓扑参考图交换机（3）监控系统布防参考图料场3料场2料场1二衬子掌子面隧道口雅康高速施工监控点位分布图二衬子掌子面隧道口桥梁下行桥梁上行隧道下行隧道上行交换机交换机视频管理平台磁盘阵列解码器大屏拼接业主办公室互联网监控室二衬子掌子面隧道口考勤基站定位基站定位基站100米范围定位100米范围定位人员卡手机二衬子掌子面隧道口考勤基站定位基站100米范围定位100米范围定位人员卡手机桥梁作业区考勤基站安全检测管理服务器交换机信息显示信息显示互联网业主远程办公室雅康高速C11紫石隧道施工考勤定位分布图六、培训、安全使用视频监控和安全管理系统为了使紫石隧道建设过程可视化施工安全管理系统所涉及的各个单位和部门的所有系统管理员、普通用户能全面的了解整个系统，增强维护和使用系统的技能，熟练的掌握软件的使用方法，我们除了向用户提供整个监控系统技术说明、操作说明和相关的文档之外，并负责组织对所有使用该软件的单位和部门的系统管理员和普通用户进行全面的高质量的培训。培训遵循以下两种方式：理论课程和实践课程相结合。理论课程对用户进行理论知识的培训，不同的理论课程都配套的有对应的教材；实践课程使每位用户都能上机操作，以便于巩固理论课上学到的理论知识。集中培训和分散培训相结合。集中培训是将隧道人员安全管理系统所有用户集中在一起培训。分散培训是对各部门和各单位分别进行培训。七、紫石隧道视频监控和安全管理系统具有的特点（1）先进性本隧道视频监控和安全管理系统安装遵循系统工程的设计准则，通过科学合理地设计，整体满足