高速公路施工现场高清智能视频监控系统工程设计.doc

高速公路施工现场高清智能视频监控系统工程设计本系统主要有三大部分组成：总控中心、监控前端、传输设备总控中心：负责对前端分散区域高清监控点的接入，并通过权限设置，实现对其他分控中心前端的视频浏览和集中显示；主要部署网络NVR服务器、解码器、电视墙、操作席、对讲音频设备及网络设备等。监控前端：主要负责各种音视频及告警信号的采集，通过部署高清网络摄像机、告警设备等实现，并将采集到的信息实时传送至各个监控中心。监控点分布：序号监控点名称数量图像格式设计图像数量上传图像数量设备类型1互通154CIF11红外高清高速球2枢纽互通54CIF11红外高清高速球3特大桥51080P22红外高清高速球4预制场111080P22红外高清高速球5拌和站354CIF11红外高清高速球1、 前端部署设计1 高清网络摄像机的部署前端摄像机实现对监控目标图像信息采集，是监控系统的原始信号源，其功能状态、质量优劣直接影响整个系统的功能发挥。传统的监控系统采用模拟摄像机和视频线缆实现图像采集和视频流传输，很容易被各种电气设备所产生的强磁干扰，导致模拟监控线路传输的模拟视频信号受到干扰，影响画面的质量；同时视频线也受到限制，超过一定的距离还需增加光缆和光端机设备，大大增加的布线成本和施工难度；并且模拟摄像机受到自身的限制，图像分辨率仅能达到CIF、D1的标清质量，无法满足XXX高速公路XX段施工监控项目的实际需求，也不符合监控行业的发展趋势。基于以上原因，以及客户要求“系统提供高清图像质量”的需求，本方案建议所有新建前端摄像机均采用支持720P、1080P高清网络摄像机。高清网络摄像机能够同时完成图像采集和视频信号编码的工作，监控图像采用网络信号进行传输，由于数字信号的抗干扰特性，在电磁干扰环境中能够保障前端图像的不失真，实现图像信息的远距离传输，也符合视频监控的发展趋势。对高清网络摄像机的参数具体要求如下： 视频编码协议： H.264、MPEG-4 图像分辨率：D1、1080P 图像帧率：130帧/s 存储接口：内置SD卡接口 支持智能存储（ANR） 控制接口：RS485 报警接口：至少具备1路报警输入、输出接口 音频接口：至少具备1路音频输入、输出接口 网络接口：10/100M自适应网口 双码流：支持1080P、D1格式的双码流同时输出经过对本次项目的实际勘察，本方案建议主要在以下区域进行高清网络摄像机的布防。2 针对互通与枢纽互通部署互通与枢纽是高速线路交叉及分岔的地点，互通与枢纽的交通情况直接影响整条线路的运行状况，因此在高速路扩建施工过程中，保障互通与枢纽的交通状况尤为重要。为了集中管理统一指挥，监控中心可以及时准确的了解各个互通及枢纽的交通状况，需要对互通和枢纽地段安装视频监控。现场情况如下：互通和枢纽，具有双向进出口，即每个互通或枢纽至少有4个进出口。为监控现场交通状况和施工情况。本方案建议在互通和枢纽采用红外高清网络球型摄像机，支持1080P的高清分辨率，在夜间也能保持高清晰；高清网络摄像机需具有红外功能，在夜间能够自动感应开启红外灯，具有150米的红外照射距离，并且具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。3 针对特大桥部署在高速路扩建施工过程中，特大桥的扩宽比较困难，而且需要在保障特大桥正常通行的情况下施工更加困难，为此监控中心需要及时准确的了解特大桥的交通状况，特大桥地段安装视频监控。由于特大桥比较长，需要监控的距离较远。为有效监控现场交通状况和施工情况。本方案建议采用高清球型网络摄像机，支持1080P的高清分辨率。高清网络摄像机具有红外功能，在夜间能够自动感应开启红外灯，具有150米的红外照射距离，并且具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。4 针对预制场部署高速预制场施工过程比较繁琐，并有大型机器设备入场，施工过程中极大威胁着高速公路的正常运行，为有效监控预制场现场的情况和交通情况，需要安装视频监控系统。预置现场环境复杂，监控距离较远，为全面监控现场情况需要多台摄像机进行监控。为满足24小时监控的目的，本方案建议采用高清高速红外球型网络摄像机，支持1080P的高清分辨率。高清红外网络球机支持360的高速旋转，并且具有20倍变焦能力，能够全方位观察被侦查目标的细节，具有255个预置位可以进行存储，实现全方位的联动功能，具有红外功能，在夜间能够自动感应开启红外灯，具有150米的红外照射距离，同时也具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣环境下能够正常稳定的工作。5 针对拌和站部署高速拌和站的管理和作业质量直接影响高速公路的质量，为监控中心对施工方的监管，计划在拌和站安装视频监控系统，并远程传送到监控中心。本方案建议在拌和站采用红外高清网络球型摄像机，支持1080P的高清分辨率，在夜间也能保持高清晰。高清网络摄像机具有红外功能，在夜间能够自动感应开启红外灯，具有150米的红外照射距离，并且具有IP66的高等级防水设计，确保在各种恶劣的外部环境下能够正常高效工作。本次项目所有的高清网络摄像机均采用网络进行接入，并集成了报警和控制接口，大大节省了原有的布线成本，具体的连接的方式如下：高清网络摄像机接入示意图如上图显示，通过网络摄像机的报警接口很好的和其他业务子系统进行融合并可实现报警联动和语音对讲的功能。6 其他设计 摄像机安装首先在设备的安装点上划线、定位，根据支架的安装尺寸和孔径，选配合适的膨胀管和相配的冲击钻钻头。开孔时注意立杆、墙壁的保护。安装支架时注意横平竖直，安装牢固，不得有松动、歪斜的现象。安装摄像机时必须安装牢固，调整方便，不允许滑丝、松动现象。安装完成后，注意采取保护措施，防止脏污。对于在道路、开阔地的监控可以采用立杆的方式，立杆的高度建议为10米，根据立杆的高度不同，可以选用的立杆的直径也不同，立杆与球机的连接件应采取密封和防水措施；立杆做灌筑基础，基础深度1500mm，底部直径应不小于1000mm。立杆高度现场查勘确定，一般不低于5000mm。整个立杆能承受九级以下的台风，并保证在正常风力下，立杆顶部的摆幅对摄像机图像没有太大的影响。 取电设计考虑到前端摄像机位置分布区域广，可根据XXX高速公路XX段区域布线实际情况采用就近取电的方式，如路边的监控点可采用路灯进行取电。 防雷设计室外摄像机的安装需加装防雷设备，可以有效的防止瞬时雷击和浪涌等各类脉冲信号对设备造成的损坏。本方案建议，所有的室外摄像机均需配置防雷器，其安装示意图如下：2、 监控中心设计监控中心初步定在办公楼的二楼会议室，将原二楼会议室与东面房间隔断拆除，使两间屋变成一间屋，将液晶拼接屏与沙盘放置在会议室外东侧，西侧还是原有的会议桌，中间采用布帘隔开，在需要时，拉开布帘就可以观看图像。整体效果图如下所示：本项目的监控中心是XXX高速公路XX段施工的中枢指挥机构，通过权限管理，实现对所有前端实行集中浏览和控制。监控中心示意图针对本次项目的实际情况，监控中心部署的设备主要包含：监控管理平台、解码器、操作席和电视墙等设备；监控管理平台主要负责对前端的网络摄像机接入管理，电视墙集中管理，用户登录认证等功能。在电视墙设计方面，部署大屏幕的高清电视墙，采用高清解码器对重要区域进行实时监控，并实现告警联动上墙的功能，完全满足客户要求“实时浏览、集中控制、告警联动”的需求。用户可以通过操作席实现对所有设备参数的配置和管理，并且系统提供图形化的界面，方便易用。监控中心主要实现的功能如下：1) 视频浏览和控制 客户端提供图形化管理界面，操作简单； 支持多画面风格设置，支持抽帧播放、全屏显示、图像抓拍、轮巡监控、局部放大、中心定位、PTZ控制； 支持自定义轮巡设置，支持视频浏览预案设置和视频浏览预案载入； 支持电视墙管理，支持电视墙预案轮巡、电视墙图像轮巡、告警图像上电视墙功能； 提供电子地图功能，支持客户端地图双显功能。2) 录像管理和录像回放 支持平台录像、本地录像和前端录像，客户端支持图像抓拍； 可设置盘满自动覆盖或停止录制，支持定时录制、手动录制和报警录制； 可以对多个摄像机批量定制录像计划，支持定时随机、定点录像； 系统提供录像下载，并支持本地刻录功能。 系统可按摄像机编号、日期、时间、报警信息等多种方式检索、回放录像，可逐帧，高速率快慢回放，图像和声音同步回放；3) 系统管理功能 支持设备权限的设置和修改，提供设备的添加、删除以及设备信息的修改功能，可对前端进行名称、ID等进行统一编码，统一管理； 支持设备软件的远程升级功能； 提供系统配置管理和系统性能管理，提供状态监测、系统备份及数据恢复功能。4) 日志管理功能 日志功能包含：告警日志、用户日志、设备日志； 能够保存报警的详细信息，支持针对报警记录分类查询、检索、导出，方便后期整理、分析； 支持根据日志的类型、时间、触发点进行查询，并能导出列表。5) 语音对讲 通过客户端实现和前端监控摄像机实现语音对讲功能；相应前端摄像机的语音对讲要求，实现双向语音对讲。3、 存储设计数据的存储对监控来说是非常重要的，特别是事后取证，对录像进行调览等操作决定着应对突发事件的处理效率。针对本方案，我们以IP-SAN为单位实现统一集中存储；同时针对前端网络摄像机配置SD存储卡，实现ANR存储，保证了系统的实时监控性。ANR技术只能应用于IP-SAN接入系统，即IP-SAN和前端网络摄像机之间的链路出现故障，如断链、IP-SAN断电等，通过网络摄像机自带的SD卡能够自动对前端视频进行数据存储，并将在此时产生的告警信号和抓拍图像一并存储，直到链路恢复正常，再将这些数据回传至IP-SAN，真正确保了整个系统的安全可靠性及实时监控的效果。网络中断时，启用前端录像：IP网络恢复时，录像数据同步：IP传输实时双码流 同步录像数据 本着经济性和可靠性的原则，本方案建议存储采用SATA硬盘接入方式，支持配置16块2T的SATA硬盘接入，并支持硬盘容易扩展，使用RAID5技术，完全能够确保数据的安全可靠性。根据客户需求，各监控点采取4Mbps（1080P）码流进行存储，满足24小时存储要求，同时要求存储容量具备30天以上的能力；本次方案的具体存储特点如下： 采用RAID5等存储技术，提高数据存储的安全性、可靠性； 基于IP网络进行存储，实现随时随地调看存储资料。 采用ANR技术，保证录像数据、告警数据、抓拍数据的完整性。存储空间的计算方法如下：录像容量（MB）=前端监控点数录像天数246060录像码率(Mbps)/8例如： 1路2M码流实时存储1天：2M3600秒24小时/8bit=21600M=21.6G 针对ANR存储的设计，本方案建议，对于需要配置SD卡的前端，建议容量采用16G的SD卡，满足12小时的存储，为维护人员排除故障提供了充足的时间。4、 传输设计本次项目中，我们将充分利用IP网络资源并综合考虑到安防管理系统联网的要求，传输网络性能应满足以下指标： 网络时延上限值为300ms； 时延抖动上限值为50ms； 丢包率上限值为110-3。视频流的传输必定会带来大量的带宽被占用，所以我们对所占用的网络带宽要做出合理的计算，既不造成网络的拥堵，也要节约网络资源。下面是具体的对本次监控项目网络建设的带宽要求：由于本次项目NVR采用分布式部署，所以各前端网络摄像机到网络录像机的接入带宽要求如下：1080P应不小于4Mbps。