铁路客技管理区数字监控系统设计方案文档格式.docx

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同时，通过视频监控系统段管理人员能对生产现场实施实时监控，及时纠正作业人员在生产方面存在的违章和违纪问题。

视频监控系统的建设对保障作业人员的人身安全和提高客车检修质量有很大的促进作用。

视频监控系统的建设不仅节约了生产成本，而且对作业人身和行车安全带来了保障，尽管一次性投资较大，但对于偷盗所造成的直接损失会相应减少很多。

铁路安全监控系统向系统化、综合化、科学化方向发展，在单项设备层次上，安全技术装备的功能不断扩展．并趋于横向融合。

在系统层次上，安全综合监控系统与运行控制、调度指挥、运营管理、维修养护、客货营销等系统不断融合，发展成为集安全监控，行车指挥、运营管理、服务等为—体的综合性系统。

随着铁路运输的不断提速，其运能和效率得到了极大的提高，提速后运输的质量及安全如何确保的问题将更为突出，为加强铁路运输安全的硬件设施的建设，确保运行处在可控制、可监视的状态之下。

监测运行的安全参数是确保运行安全的首要措施，此举不仅有着强大的经济效益，更有着利于社会稳定、利于国际形象等社会效益。

因此，建设一套利用现代计算机技术，多媒体技术，图像检测计算以及其他的先进技术，以技术装备辅助人工，以先进的计算机管理为现场安全提供保障，提高铁路生产运营的安全和可靠性。

1.3电视监控系统的优越性

Ø

效率高：

系统可以长时间连续运转，更充分的利用现代网络技术，实现信息共享，提高管理水平和工作效率，节省了大量的人力物力。

可靠性高：

信息采集和处理,以及数据的传输,设备的控制,全部由系统实现,减少了过去人为造成的过失。

便于记录：

系统可以把摄像机摄得的图像信号用专用存储设备进行长时间连续记录，以供日后查对。

集成化管理：

系统可以通过软件或硬件方式与智能化管理的其它部分集成在一起，实现遥测遥控等智能化的功能。

第二章监控系统设计思路

2.1监控系统设计目标

我们的设计思想是：

采用计算机、数据库和多媒体技术、光纤网络技术、视音频处理技术、现代通信技术、自动控制技术等，形成多功能、综合性的智能化车辆安全管理系统。

首先在设计上要保证某车辆段电视监控系统的先进性；

但在具体实施时又要本着经济、实用、合理、可靠的原则来配置各系统的硬件和软件；

同时系统所配置的硬件和软件必须是模块化的、开放式的结构，以便某车辆段今后扩展和提升整个监控系统的容量和功能。

切实保证某车辆段的智能监控系统做到动态的先进性。

2.2系统设计的七项原则

结合上面我们阐述的系统设计前提，从高度的安全性，管理的科学性和对人为破坏的抵抗和防御能力出发，确保某车辆段日常运营的安全。

我们提出以下几条设计原则：

先进性，实用性，可靠性，扩展性，兼容性，经济性，整体性

2.2.1先进性－－所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进计算机技术的应用成果，具有一定的前瞻性，特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统，为某车辆段的进一步发展创造条件。

具体体现为：

智能化－－在监控系统中采用的产品和系统必须具有智能特征，比如自主编程、记忆功能、防撬防剪、主动检测、报警联动等；

前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等等。

数字化－－近年来，监控产品数字化的趋势越来越明显。

相信随着技术的不断进步，数字化监控系统将会得到进一步更广泛的应用。

而数字化信号受干扰小、线路损耗小、便于存储、方便升级等优点将会表现得尤为突出。

所以我们一定要把监控系统建设成一个高度数字化、信息化的系统。

人性化－－在监控系统中采用的产品和系统，还必须应用计算机多媒体技术，具有良好的人性化的人机界面，使用GUI等手段，使系统管理人员能方便地学习和操作系统完成安防值勤任务。

以便能够在发生警情时，操作员可以利用最便捷的方式，以最迅速的手段操控整个监控系统。

网络化－－在计算机网络技术高度发展和广为应用的信息社会，设计完成的监控系统中所采用的产品和系统，必须与计算机网络技术相结合，实现各个子系统的信息共享，才能适应时代的前进、技术的进步，满足更广范围人群的要求。

2.2.2实用性－－安防系统最重要的是应用，只有得到充分的利用才能做到杜绝安全隐患，防患于未然。

我们这里讲的实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验，能满足目前安防系统的需要而无华而不实之嫌，决不搞盲目投资、浪费资金。

成功应用－－系统设计采用的产品和系统，必须是经过了一定时间市场考验的成熟产品，特别是在国内应该有成功的应用案例。

合理配置－－系统设计时，应对需要实现的功能进行合理的配置，并且这种配置应该是可以被改变的，甚至在工程完成后，功能、配置的改变也是可能的和方便实现的。

良好操作－－系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。

特别是操作性，应使一般文化水平的管理人员，在粗通电脑操作的情况下通过培训能掌握系统的操作要领，达到能完成值班任务的操作水平。

2.2.3可靠性－－设计监控系统时的一个必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。

这个原则要兼顾到两个方面：

系统运行可靠－－系统的运行要求可靠。

要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题，对所有的设备进行认真的可靠性认证。

保存和恢复设置方便－－在实际运行中，即使系统的故障率非常低，也会因为各种意想不到的原因而出现问题。

所以，在系统设计时，要考虑到系统设置数据的方便保存和快速恢复。

2.2.4扩展性－－即使是最先进的系统，也有随时间的推移而落后的可能。

在系统设计中，我们选用产品和系统时，应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题，设计应全面、周到，注意预留到位并留有充分余量,以适应未来发展需要，主要体现在以下方面：

智能化升级－－系统的软件是最有可能升级的，选用的系统管理软件必须有厂家的免费升级承诺。

升级的操作应该相对简单，由系统管理员即可完成，不需要繁复的操作和专门的技术。

模块化结构－－为方便硬件的维护和升级，设计时采用的设备应为高度集成的模块化产品。

由其组成的系统应是模块化结构。

这样，便于系统的维护和升级。

在线式维护－－由于监控系统的特性，使得系统的工作不能停顿。

因为一旦系统工作停顿，便会产生防范上的空白时段，从而产生漏洞。

不能说有一段时间漏洞就一定会出现问题，但不能保证不出问题。

所以，系统的维护必须是在线式的，即在整体系统不停止工作的情况下，可以更换单元的备件。

2.2.5兼容性－－系统应遵循开放性原则,提供符合国际标准的软硬件、通信、网络、操作系统和数据库管理系统等诸方面的接口与工具,使系统具备良好的灵活性、兼容性和可移植性。

我们采用的设备接口应为标准的接口，使整个系统均能与其它系统达到最大的兼容性。

同时可以满足实施整体弱电系统集成控制时与其它各个智能化子系统之间的通信、联动。

2.2.6经济性－－为了确保投资合理性，要在满足其它基本原则的基础上选择性能价格比最优的系统和产品，从而使安防系统投资物有所值，不造成盲目投资。

2.2.7整体性－－我们在设计中要把江某车辆段监控系统作为一个统一的整体进行考虑，由控制中心严格控制每个操作员的控制权限，形成既相对独立运行，又能实现信息共享、多级控制。

3.1设计依据

施工质量将直接影响多媒体监控系统和图像质量。

在施工时应遵循国家颁布的电气设计规范和公安部颁发的行业标准：

1、贵单位的实际情况及贵单位信息中心的监控要求；

2、安全防范工程程序和要求（行标GA/T75-94）；

3、安全防范工程费用概预算定额编制办法（行标GA/T78-94）；

4、民用闭路监视电视系统工程技术规范（国标GB50198-94）；

5、电子计算机机房设计规范（国标GB50174-93）；

6、低压配电设计规范（国标GB50054-95）

7、工业企业通用设计规范（GBT42-81）

8、中华人民共和国公共行业标准（GA/T70-94）

9、电气装置安装工程施工及验收规范（BGJ232.90.92）

10、电视系统视频指标（CCTRRECOMMENDATION472-3）

第三章电视监控系统方案设计

3.1某车辆段电视监控系统需求

本次工程在某客技站、衡阳客技站、怀化客技站各设一个监控中心，监控中心设在各客技站的办公楼内；

在某客技站设一个监控总控室，目前在建中；

某、衡阳、怀化客技站的视频图像有个别监控点需要实时传回某总控室，各个监控中心可访问和控制自己管辖区域的摄像机。

某-衡阳-怀化之间的传输通道由相关部门协调解决，不再纳入本次设计范围内。

各站场内通道采用GYTA538芯光缆，敷设方式采用直埋。

设于股道间的摄像机放置在灯桥上，部分摄像机需采用立杆安装。

设在股道外的摄像机壁挂安装于房屋外墙上，部分需采用立杆安装。

本视频监控系统前端设备由摄像机、视频光端机、电源箱、室外设备箱及线缆所组成。

根据监控场所不同，而采用不同的摄像机。

终端设备主要由控制台、监控电脑主机、交换机、视频分配器、控制键盘、视频矩阵控制切换器、硬盘录像机、大容量硬盘、监视器、大屏监视器及电源等主要设备组成。

本视频监控系统主要实现某车辆段和当地派出所对各客技站主要部位，即对整备场、存车场、检修线、检修大库、专运线、材料物品仓库、咽喉分岔区和客技站主要进出通道口的24小时监控。

监控系统需给当地派出所留有接口，以便有需要时随时调取监控图像。

某监控总控室内设监控屏幕墙，其屏幕墙为4个42′液晶监视器组成，操作台上设4个25′液晶监视器。

某、衡阳、怀化监控中心各设2个42′液晶监视器和4个25′液晶监视器，监视器放置在新设操作台上；

各客技站监控中心监控系统按授权的权限，可访问和控制相应区域的摄像机，通过控制键盘，可以实现切换显示图像，对前端各种摄像机进行上/下/左/右、变倍镜头放大/缩小等操作。

各客技站监控中心、某总控室监控系统设备均采用220V交流供电方式，各新设1台15KVAUPS设备，均新设接地装置，接地电阻小于4Ω；

各监控中心、某总控室内设有等电位环形地线汇流铜条，汇流铜条采用30×

3mm紫铜条，紫铜板地线条平铺在机房防静电地板内的地面上,地线条底下垫以绝缘子。

室外摄像机设备应设置避雷针防护及接地装置，接地电阻小于4Ω，或是利用就近建筑物既有的地线装置，室外设备箱应设避雷针防护及接地装置，接地电阻小于4Ω，或是利用就近建筑物既有的地线装置。

各监控中心、某总控室设备配线采用暗配线方式，即在地板内敷设走线槽，各类配线采用分槽敷设方式，即电源线和信号线不能同槽敷设。

各监控中心、某总控室需按机房要求装修。

（一）某客技站

某客技站共设监控摄像机64个，其中5个为动点一体化彩色摄像机，59个为定点红外摄像机。

视频监控中心设在客技站办公楼2楼，本系统监控总控室设在某客技站在建监控中心。

（二）衡阳客技站

衡阳客技站共设监控摄像头32个，其中2个为动点一体化彩色摄像机，30个为定点红外摄像机。

视频监控中心设在衡阳客技站办公楼3楼。

（三）怀化客技站

怀化客技站共设监控摄像头42个，其中6个为动点一体化彩色摄像机，36个为定点红外摄像机。

视频监控中心设在衡阳客技站办公楼2楼。

3.2技术实现手段

3.2.1全数字化智能监视系统

随着现代科技的发展，监控系统走过了从无主机到多媒体主机、真空摄像机到数字化摄像机、普通录像机到硬盘录像机的发展阶段。

监控系统也已经开始由模拟信号系统发展为数字化信息系统，由单机控制向网络传输、控制发展。

全数字监控系统（DSS）

全数字监控系统（DigitalSurveillanceSystem）以网络为依托，以数字视频的压缩、传输、存储和播放为核心，以智能实用的图像分析为特色，引发了视频监控行业的一次技术革命，迅速受到了安防行业和用户的关注。

与传统闭路电视监控系统相比，全数字监控系统基于TCP/IP网络协议，以分布式的概念出现，将监控模式拓展为分散与集中的相辅相成，无限度的拓展了监控的范围。

在硬件设备方面，全数字监控系统运用了更为先进的D/A、A/D转换设备视频服务器，或内置处理器的网络摄像机，把图像处理（采集、压缩、协议转换、传输）设置在分控点，利用无处不在的互联网和局域网，达到全网范围内的即插即用，实现了从图像采集，传输，录像、最终输出的全过程数字化，因而是真正意义的全数字网络监控系统。

根据当前电视监控技术的最新发展方向和不断产生的新技术，我们建议可以放弃以往传统的模拟电视监控系统，采用全数字化网络传输监视控制系统。

从战略上考虑，模拟视频监控装置发展到今天已经快到极限，技术发展空间受到较大的限制，要满足未来更高的要求和更多的挑战，必须另辟新径。

而数字化设备由于具有传输特性好、抗干扰性能强等特点和易于大规模生产的优势，故成为转型的必由之路和当然途径。

全数字化监视系统的优点

集成性高－－数字视频监控系统将多画面分割、多画面混合、远程访问、视频图像的记录全部集成在数字硬盘录像机中。

摄像机只需要直接连到数字硬盘录像机的接口即可，比模拟系统需要安装多个设备和通过电缆互连进行配置要容易许多。

终端显示效果好－－采用MPEG-4先进的视频编码方式进行视频编码压缩，可以达到DVD级的终端显示效果；

可靠性高－－可靠性是选择数字视频监控系统而不选择模拟视频监控系统的另一个关键因素。

采用数字视频监控系统，故障率大大降低。

此外，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人去介入；

便于存储－－数字视频监控系统的另一个优点是取消了视频录像带。

与记录在视频录像带上不同，数字视频监控系统是将视频图像记录在视频服务器中的计算机硬盘上，其最大优点是既能够提高存储图像的清晰度又能够快速检索到所存储的图像。

数字化信号可以长时间保存而不会存在信号丢失、模糊不清，而且方便对信号进行处理和各种方式的再制作；

网络功能强大－－可以提供多种网络监控方式，支持C/S模式、无线网络分控、INTERNET分控等等；

数据查询――在传统的模拟监控系统中，当出现问题时需要花大量时间观看录像带才能找到现场记录；

而在数字视频监控系统中，利用计算机建立的索引，可帮助用户在短短的几分钟内就能找到相应的现场记录，节省了时间和精力，大大提高了工作效率。

远程访问－－数字视频监控系统提供远程访问能力，这意味着从世界上任何有通信线路的地方，用户能够通过一个网络连接到他们的数字硬盘录像机，从而能在他们选择的PC计算机上观看到所需的视频图像，连接的网络既可是局域网也可是广域网，也可以是一个通过电话线的拨号网络（一个Modem连接到单台计算机或连接到Internet）。

3.2.2智能化前端摄像系统

前端摄像机根据安装位置、监视地点的不同而选择不同的摄像机。

随着电子技术的进步发展，前端摄像机向着小型化、多样化的方向发展，而且各种配套设备也越来越系列化。

自CCD问世以来，经过几十年的发展，尺寸已由大于1英寸变为1/4英寸，单片CCD彩色摄像机的水平解象度已达480线，背光补偿由纯电子电路补偿发展到现在的双倍速CCD补偿，信噪比高达50db；

功能由单一摄像发展为可旋转、倾斜以及带多个预定位置的一体化摄像机等等，功能越来越完善，技术已相当成熟。

摄像机是闭路监控设备的龙头，由摄像机的技术进步带动监视器、录像机和控制设备的发展是深刻的，也是有目共睹的。

3.2.3网络化控制系统

整个电视监控前端的数字化传输处理，为信号的网络化控制提供了基本的条件。

在控制中心的后端，不仅是控制主机，而是所有的能够连接在网络上的计算机都可以作为观察甚至控制终端。

3.2.4分布式录像系统

与记录在视频录像带上不同，数字视频监控系统是将视频图像记录在控制主机的计算机硬盘上，其最大优点是既能够提高存储图像的清晰度又能够快速检索到所存储的图像。

作为对比资料，普通制式录像带存储图像的分辨率一般为240线，最高也就300线，这与前端摄像机具有600线的图像分辨率显得不相称，致使从录像带放出图像往往不够清晰，影响到使用的效果。

相反，记录在硬磁盘上图像的分辨率能够达到近600线，图像的清晰度高。

为了能看到你感兴趣的视频图像，仅需键入需要的时间值和摄像机号后，几秒钟后通过搜索硬盘即可将结果显现在计算机的显示器屏幕上，根据需要，你可打印它、在网上作E-mail发送，也可将其继续保存在硬盘，或者从硬盘中将其删除。

不仅如此，数字化的系统使得分布式数字存储成为可能。

在某车辆段管理办公网的任何一台授权终端上，都可以把图像记录并保存。

3.2.5光纤传输结构

在本系统设计中，我们采用监控点和监控室之间敷设光纤通信线路，这样做基于以下几点理由：

由于监控室距离监控点路段需要经过许多股道铜缆可能存在各种电磁干扰。

为了能够充分利用目前信息中心升级网络系统所铺设的和原有的电缆沟和管井，采用光纤传输不会有大批的线缆，从而满足了管井直径的要求；

光纤铺设后可留冗余量供今后的系统扩容，或者用于其余需用光纤的网络建设。

3.3监视系统结构

矩阵和硬盘录像机相结合的硬录集成系统

天地伟业的矩阵产品和硬盘录像机能达到完美的结合，为实现主控室监看能上屏幕墙的问题，我们将矩阵和硬盘录像机有机的结合起来，即实现了监看视频上屏幕墙的问题，又将矩阵和硬盘录像机的各自优势特点发挥到极致。

监视系统结构示意图

3.4点位分布、设备选型

针对某，衡阳、怀化车辆段具体情况；

某设红外一体机59台，智能球机5台；

衡阳设计30台红外一体机、2台智能球机；

怀化设计红外一体机36台，球机场台。

前端摄像机选用天地伟业红外高清一体机和智能变速球机；

光端机采用天地伟业单路和4路光端机；

录像机采用天地伟业全D1格式设备确保图像高质。

3.5某车辆段电视监控系统功能流程简述

3.5.1现场采集部分

现场采集部分是安装在现场的，它包括摄像机、镜头、防护罩、支架和电动云台。

它的任务是对被摄物体进行摄像，并把摄得的光信号转换成电信号，送入视频电缆进行传输。

3.5.2传输部分

把现场摄像机发出的视频信号传送到控制室，它一般包括线缆、线路驱动设备等。

本系统包含光纤，用于传送视频监控信号，和控制是对前端设备的控制信号。

TC-FD1012TRS和TC-FD4001TRS是调频式一路和四路视频信号多路双向数据、音频光端机，可以将一或四路视频信号多路数据、音频信号（数据和音频通道数之和最大为四路）通过一根单模或多模光纤实现远距离双向传输。

最大可将标准一路视频信号和多路双向数据、音频信号不失真无中继地传输60KM。

它采用锁相调频技术，不需增益补偿。

带APC电路，输出光功率恒定，具有很大的光动态范围，使用不需调节。

是高可靠性，高性价比的中远距离音视频数据传输系统。

3.5.3中央监控室显示与记录部分

把现场传来的图像信号在显示器上分割显示，并且可以把图像用硬盘保存下来。

作为某车辆段的数字电视监控系统，根据需要，我们采用数字方式的控制和记录，结合模拟系统中的矩阵主机和电视墙，所以中心控制室设备仅包含数字硬盘录像主机、一台矩阵、其周边设备，并为用户配备了二套1.2米控制台。

除此之外，我们还可以支持任何一个信息点接入的网络分控，通过强大的无线网络支持，还可以支持无线网络分控，并且保证终端的显示效果。

3.5.4报警及周边防范系统

现场采用红外感应报警器和红外对射报警器进行产生触发报警信号，使用专业的报警主机进行控制和联动，以确定和记录警情发生的时间、地点，以便迅速即时的解决问题。

同时需要联动视频进行报警切换和记录的，我门提供系统接口，实现报警系统和视频系统的链接。

3.5.5控制部分

负责所有设备的控制与图像信号的处理。

由于网络功能强大，我们可以支持多台网络控制计算机，严格控制权限，实现分布控制、集中管理。

这种系统结构通过局域网实现了数字式的视频矩阵切换。

通过主控软件上的电子地图功能，控制员可以一览无余的形象的看到每个摄像点的位置和工作情况，并且可以联动操作，可以天衣无缝配合报警系统，为操作员提供了最大程度的便利。

3.6数字电视监控系统特点

人性化人机交互界面：

良好的操作界面，支持多画面切换，图形化界面可对云台、镜头等进行控制。

键盘上设置操作热键。

可编程功能：

摄像机顺序指定，视像显示顺序指定，云台方位起始位置和俯仰的预定，高速摄像机预置位、巡视路线的设定，设定时间和日期，密码等。

控制功能：

控制摄像机的电源开关，云台的上下及左右旋转，镜头的光圈大/小，变焦远/近，聚焦大/小，同时支持高速球的快速全功能多预置位控制。

长时间视频资料保存功能：

先进的数字式硬盘录像系统，最大的优点是采用数字磁介质存储，可以保证数据多次复制不失真，而且可以方便地刻录成光盘永久保存，结合江阳华工厂自身的需要，还可以将一些重要的录像资料刻录下来作为资料备份。

智能化电子布防：

利用多层电子地图、视频报警功能，对主要通道、出入口、重点区域等敏感地区及目标实行电子布防、撤防，同时可以与防盗报警系统联动，报警后调出相应防区的电子地图，同时弹出实时图像，根据设定启动硬盘录像，并对目标进行跟踪和锁定，并可与摄象机进行联动报警。

网络自由监看功能：

网络传输功能可以通过授权允许高级领导和相关人员通过局域网观看各监控点现场的实况，并可以允许本地录像。

实现多用户、多地点的监控。

视频报警录像功能：

在夜间人员稀少时可以通过此方法节省硬盘空间，只在图像变化时才进行录像。

环境适应措施－－通过加装夜间红外辅助光源、选用可适应各种照度条件的摄像机，可以使监控系统在白