弱电系统工程精品资料地铁CCTV视频监控系统方案.docx

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弱电系统工程精品资料地铁CCTV视频监控系统方案

地铁视频监控系统解决方案

2012-2

1.

前言

安全（包括社会安全和生产安全）是一个社会和企业赖以生存和发展的基础，尤其是在现代化技术高度发展的今天，犯罪更趋智能化，手段更隐蔽，加强现代化的安防技术就显得更为重要。

安全防范技术就是在这个意义上发展起来的，它是电子技术、传感器技术、计算机技术和现代通信技术等高科技技术相结合的产物。

它在预防和打击犯罪，维护社会治安，预防灾害事故，减少国家、集体财产和人民生命等方面起到了一般防范手段难以或者不可能起到的作用。

安全防范技术系统和产品是预防和打击犯罪以及预防灾害事故发生的锐利武器，是社会治安综合治理的重要内容，它将使我们逐步告别一把锁头保平安的时代。

利用安全防范技术进行安全防范首先对犯罪分子有种威慑作用，使其不敢轻易作案。

如安防系统能及时发现犯罪分子的作案时间和地点，使其不敢轻易动手，所以对预防犯罪相当有效。

其次，一旦出现了入侵、盗劫等犯罪活动、出现安全生产隐患或违规操作，安全技术防范系统能及时发现，及时报警或联动其它系统，电视监控系统能自动记录下犯罪现场及犯罪分子的犯罪过程或及时控制生产事故的发生或将事故降低到最小程度，以便及时破案，节省了大量的人力、物力。

重要单位，要害部门安装了多功能、多层次的安防监控系统后，大大减少了巡逻值班人员的工作强度，提高效率，减少开支。

闭路监视电视系统是安全技术防范体系中的一个重要组成部分，是一种先进的、防范能力极强的综合系统。

随着科技的飞速发展，CCD摄像机技术日趋成熟和商品化，监视电视系统在最近十年中应用于保安系统中也越来越普遍。

在监视电视系统中，可以把被监视场所的图像内容实时传送到监控中心，使被监控场所的情况一目了然。

同时，监视电视系统还可以与防盗报警、消防报警、其它设备传感器报警等其它安全技术防范体系联动运行，使防范能力更加强大。

监视电视系统的另一特点是它可以把被监视场所的图像及声音全部或部分地记录下来，这样就为日后对某些事件的处理提供了方便条件及重要依据。

微电子计算机技术高速发展的今天，应用于监视电视系统中的技术越来越多，各种设备日趋先进和完善。

对于设计者来说最重要的一点是如何将先进的技术和设备有机地加以结合，根据用户的实际情况使系统切实地发挥出安全防范的威力。

本方案综合考虑各种因素，结合地铁和铁路的实际情况，采用高科技电子、计算机处理技术、数字电视处理技术、数字录像技术及现代化通信技术，使系统达到安全可靠、技术先进、功能齐全、性价比高、操作维护简便。

2.系统方案

博世安保公司可提供三种监控系统解决方案：

1）全模拟电视监控系统解决方案；

2）全数字电视监控系统解决方案；

3）模拟数字混合电视监控系统解决方案。

2.1.方案概述

2.1.1.系统设计标准

1）JGJ/T16《民用建筑电气设计规范》

2）GBJ232《电气装置安装工程施工及验收规范》

3）YD/T870-906《用户终端设备耐过电压和过电流能力要求和试验方法》

4）GB7450《电子设备雷击保护导则》

5）GB50057《建筑防雷设计规范》

6）GB4943《信息技术设备包括电子设备的安全》

7）GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计及验收规范》

8）GB50198《民用闭路监视电视系统工程技术规范》

9）GA/77《入侵报警工程设计规范》

10）GA/T74《安全防范系统通用图形符号》

11）GA308《安全防范系统验收规则》

12）GA/T367《视频安防监控系统技术要求》

13）GA/T368《入侵报警系统技术要求》

14）GB7401《彩色电视图像质量主观评价方法》

15）GT/T74《安全防范系统通用图形符号》

16）GT/T75《安全防范工程程序与要求》

17）GT/76《保安电视监控工程技术规范》

2.1.2.模拟和数字组合电视监控系统功能

∙安全防范系统为分布式星型网络结构，以闭路电视监控子系统为核心，采用两级矩阵联网系统集中管理，分布控制，前端独立的集成原则，通过信息共享、信息处理和控制互联，实现对各子系统的集成管理和监控操作。

∙各地铁站系统之间通过无线局域网或局域网相连，建立起各站系统之间的联动链路形成完整的电视监控体系，总控制中心与每个站点系统之间实现联动功能。

当值班调度员发送一个指令时，所属站点可以作出相应的、必要的反应和动作。

总控制中心的调度员可以随时调看任意所有站一路图像，并进行云台镜头控制。

通过子系统之间的联动控制提升系统整体性能或功能，以提高防范工作的自动化程度和处理效率。

∙各子站点系统的结构和功能均需完整。

当某子站点系统的连接出现故障时，其他各子站点均能够独立工作。

∙各车站系统主要通过视频矩阵进行集中管理，并且具有本地集中录像的功能，可在实时的嵌入式硬盘录像机上实现，所有需要监视的人员均可以通过分控键盘实现对前端任意一个图像的切换监控。

所有操作均在一台矩阵上实现，且不会降低系统的性能（如响应时间等）。

同时，对业务控制人员来说，系统之间的连接关系，功能分配，安装位置等技术因素完全是透明的，业务控制人员只需通过操作一个键盘就能够实现对整体系统的控制。

∙总控制中心管理人员可通过电视监控管理系统有选择性的对需要的监控点进行实时视频调看，管理中心拥有对前端的控制权限。

监控图像通过MPEG4D1高分辨率的视频编解码设备处理以后，确保图像高保真。

远程云台镜头控制完全通过透明通道，使操作人员感觉不到距离的因素。

∙安全防范系统管理服务器作为统一的安全防范管理平台，具有强大的实时操作功能、运行管理功能、信息显示查询功能、设备管理和配置功能。

∙安全防范系统管理服务器能够根据运行情况和监控要求，引发的相关子系统的联动关系定义成相应的事件运行模式。

∙闭路电视监控系统可以完成对现场图像信号的采集、切换和控制记录等功能，可以满足控制区域覆盖严密、监视图像清晰、运行可靠、操作简单和维护便利的要求。

∙闭路电视监控系统采用数字化视频管理系统。

用于闭路电视监控系统的计算机网络系统属专用网络系统，其布线和网络设备同其他设备的综合布线系统和计算机网络系统物理分开。

∙闭路电视监控系统主控服务器采用双机热备方式；图像的存储和记录采用网络硬盘存储方式和本地硬盘存储两种方式相结合。

保障每个分系统和总系统的安全运营，及时上传现场实时图像、即时回放和调用历史录像。

∙闭路电视监控系统前端摄像机采用彩色枪式摄像机、一体化球型彩色摄像机，主要布置在各出入口、扶梯、走廊等地。

一般观测范围不是很大，没有拐角的地方，如出入口等采用彩色枪式摄像机，在直接对外出口上、车道上方设置的摄像机应具有强光抑制功能；大厅内，售票厅等面积很大，人流很多的地方采用一体化快球摄像机，可以有效的提高观测范围，同时高速云台可以快速将摄像机角度调整到想看的位置。

∙摄像机的镜头选择根据实际需要选择，参考标准是能够覆盖摄像机对应的监视区域，并且提供高清晰的图像。

∙闭路电视监控系统与其他的入侵报警系统、门禁系统通过以太网的方式联网，实现网络互联，充分利用IT技术，实现信息共享。

∙系统能够达到对主要出入口、候车大厅，购票厅等重点区域的监视，监控覆盖率基本达到100%。

∙摄像机采用传统模拟摄像机，视频信号通过铜轴电缆传输。

∙模拟摄像机的视频信号通过矩阵切换在本地可以实时显示，从矩阵输出的模拟视频经过数字化设备转变为MPEG4数字信号，并在TCP/IP以太网中进行传输。

在总控制中心，通过视频解码设备还原回模拟信号，再接入一级矩阵，实现远程矩阵联网，矩阵之间通过本身的网络端口进行远程操控。

在控制室通过软件可以对所有设备进行管理。

∙视频数字化设备还接收经由以太网来自视频服务器的指令，通过与摄像机通信，输出云台调整、镜头变焦的远方PTZ控制信号，还可完成图像移动监视。

2.2.主要设备选型

2.2.1.前端摄像机

2.2.1.1.彩色摄像机

设备优点：

∙采用15比特数字信号处理技术

∙超高灵敏度

∙自动黑功能适合火灾发生时或车站内有烟雾时能够看清现场的情况

∙宽范围的背光补偿功能

∙机械切换红外线滤镜，可在夜间保持良好的红外线灵敏度

∙XF超动态功能，提供极广的动态范围

∙Bilinx通信技术，实现远端双向设置和控制

∙四区视频移动检测

∙电缆补偿功能，无须信号放大设备可实现长达一公里以上的距离传输

BOSCH的DINION系列摄像机基于独特的15比特图像处理技术，摄像机具有超级的灵敏度和极宽的动态范围，结合优秀的Dinion数字信号处理芯片，本系列产品具有令人惊叹的灵敏度，在极低照应的情况下也能获得比较优秀的图像，在白天则能获得更锐利的图像。

在交货时，摄像机已经做好了随时投入使用的准备。

只要装上镜头，调好焦距，接通电源就可以在几乎任何应用环境下获得最好的图像。

摄像机自动侦测镜头的类型。

镜头向导可以轻易完成聚焦的调整，保证图像时刻处于完美的清晰状态。

在特殊的应用环境下，如果需要精细调整或特殊设置，通过摄像机侧面的专用按钮控制的屏幕显示菜单可以直接访问所有的功能。

摄像机装备了Bilinx同轴双向通讯功能，通过视频的同轴电缆就可以进行设置，控制，和软件的升级。

∙摄像机采用了15比特处理技术

普通的摄像机采用的是10比特或11比特处理，只能分辨512种光亮度，100多种颜色。

而采用了15比特处理技术的摄像机可以分辨10000种光亮度，1000多种颜色，并具有更宽的动态范围，更真实的色彩还原性。

由于无须利用双快门合成技术实现超宽动态，可以避免由此造成的图像失真。

∙自动黑电平技术，可在雾天提供更出色的画质

∙540线的分辨率

∙BILINX通讯技术

视频线

USB

I/F

2.2.1.2.球型摄像机（包括室内、室外型）

设备优点：

∙

包括日/夜型及彩色和黑白多款

∙18倍或26倍光学变焦，12倍数字变焦

∙全天候防护设计

∙数字图像稳定（26倍）

∙部分区域隐藏功能

∙可远程双向设置和控制

∙自动翻转和自动比例

∙自动跟踪技术

2.2.2.视频编解码器

2.2.2.1.视频编码器

博世的BVIP系列视频编解码器优点：

∙

模块化数字CCTV矩阵

∙8路独立视频通道

∙高清晰的D1效果

∙内置集成硬盘

∙百兆/千兆以太网接口

∙集成视频图像分析

∙支持组播

∙提供全双工音频

∙采用MPEG-2/MPEG-4压缩算法

∙具有网络容错功能

∙具有双编码功能

为了能够为监控中心提供高质量的视频图像，我们选择4CIF格式MPEG-4算法作为首选的视频算法；可以同时为本地用户提供实时及非实时的高清晰视频流。

如图所示，利用博世视频服务器的双编码功能，在局域网（LAN）内部，监控中心通过接收实时4CIF格式的MPEG-4码流，可以获得D1画质的图像，在保存图像时，可以通过每一路编码器的第二个码流送到本地磁盘进行图像记录或通过网络送到监控中心进行集中存储。

远程的监控端通过广域网接收2CIF格式或CIF格式或QCIF格式的MPEG-4码流，在占用带宽很小的情况下，依然可以获得较清晰的画质。

BOSCH（博世）的视频服务器还具有以下几个突出的优点：

∙如选用功能超强的视频服务器还可以实现图像备份存储功能。

如图所示：

当网络出现故障时，视频服务器可利用内置的硬盘或闪存对图像进行存储，当网络正常时，监控中心的存储设备可重新下载故障时段的图像资料。

∙自动进行传输速率调整

当图像处于静止状态时，系统会自动下调码流，从而节省空间资源，而一但图例出现变化，系统又会立即提高码流，使图像始终保持高质量画面。

∙支持移动视频侦测功能

如图：

我们可以指定一部分的区域进行移动侦测，一但选择的区域视频发生变化，会立即触发报警或录像。

利用此项功能，我们可将图像中的铁路区域作为侦测范围，一但图像发生变化，会立即得到报警。

利用此功能，可招开远程视频会议，有利于进行指挥调度，专家会诊，现场调查。

2.2.2.2.视频解码器

设备优点：

∙单通道视频解码器

∙

可实时进行单路4CIF格式的MPEG-2解码

∙外观紧凑

∙支持网络组播

∙充份利用双重编码功能

∙快速以太网接口

∙全双工音频功能

2.2.3.监控管理及存储系统（VIDOS/VIDOS-NVR）

在各个分控中心我们使用装有VIDOS系统的PC机作为控制系统，而在总控中心我们使用VIDOS作为监控系统的总控系统，使用VIDOS-NVR系统的服务器作为图像存储设备。

VIDOS结构与功能

VIDOS智能监控管理软件不仅包括流媒体服务器、录像服务器、报警服务器、云台控制中心、配置服务器等模块，提供视频流、视频录像与回放、视频移动报警、外部输入报警、控制信号、和设备配置管理等服务。

还包括监控中心、录像中心、监控点管理、系统配置、系统日志、用户管理、远程监控等模块，实现多画面监视控制，远程拨号视频访问，报警触发录像，定时录像，手工录像，监控点管理，系统配置，安全管理等功能。

VIDOS智能监控管理软件安装完全符合Windows风格，用户只要通过简单鼠标点击就可以完成全部安装，整个过程无需专业人员帮助和指导。

一个熟悉Windows软件安装工程师只需要十几分钟，就可以使智能监控管理软件服务器端软件运行起来。

1.监控中心

Ø1/4//9/16多画面监控

Ø图像默认分辨率4CIF

Ø监控画面任意放大

Ø全屏多画面监控

ØP/T/Z控制

Ø多达64个预置位控制

Ø设定多个轮巡组对前端监控点进行轮巡监看

Ø按任意设定路径或者预置位巡航监控

Ø远程操作画面分割器切换

Ø远程控制雨刷和喷水瓶

Ø支持电子地图访问

Ø设置图像的帧率、分辨率、带宽

Ø图像快照

Ø按需发送图像

Ø实时显示图像占用带宽

Ø中文方式显示监控点位名称

Ø双向语音

Ø双向数据透传

2.录像中心

Ø手工录像

Ø触发录像

Ø定时录像

Ø按条件查询录像

Ø录像可转录成标准AVI文件

Ø录像实时回放

Ø回放时可以进行快进、快倒、慢进、慢倒、单帧步进等控制

Ø整图放大，局部放大

Ø自动循环录像

Ø对录制的数据进行锁定

Ø报警应分级别处理

Ø触发报警报警录像时间可设

Ø报警联动

3.监控点管理

ØIP地址设置

Ø组播方式配置

Ø电子地图设置

4.用户管理

Ø添加、删除用户和用户组

Ø设置用户和用户组系统权限

Ø设置监控点分组访问权限

Ø系统可分级别实现对实时监控权限控制

5.系统设置、系统日志、远程访问

Ø组播服务器地址设置

Ø录像服务器地址设置

Ø用户系统使用行为记录

Ø自动适应远程用户的访问带宽

VIDOS特点

可扩展性

采用B/S方式，三层结构分布式设计，可以方便地通过部署多个视频服务器增加系统支持的监控点的数量，来对系统进行扩容。

同时可以通过部署多个录像服务器来提高系统进行并发录像的能力。

可用性

VIDOS智能监控管理软件，使用户可以方便地从远程登录系统，并使用系统的所有功能。

合理的系统划分，优化的功能布局，全中文操作界面，监控画面灵活的鼠标控制，这一切不仅为用户提供强大的系统功能，而且让用户充分感受使用乐趣。

互操作性

提供标准的开发接口和设备接口，使得网络视频监控系统可以和用户原有的内部系统之间进行互联。

可管理性

提供了完善的用户管理、系统日志及系统设置功能，系统管理员可以远程登录系统进行所有的系统管理工作。

安全性

采用网络视频编码器访问安全控制，与功能访问安全控制双重安全机制。

并提供系统权限的配置和完善的授权验证体系，系统更安全。

2.2.4.矩阵控制器

每个车站我们使用一台博世的矩阵作为视频控制单元，总控制室同样采用一台矩阵控制器接收来之视频解码器的视频信号，进行远程切换控制、电视墙显示。

博世系列视频切换台／控制器系统将切换和计算机技术结合一体，为保安系统的用户提供强大的功能和独具的特点。

这些系统具备全矩阵切换能力，经过编程可以手控，或通过独立的自动切换顺序让任何1台摄像机显示在任何1台监视器上。

博世系列矩阵采用模块结构，可实现多种配置，最多可以包括4096摄像机输入，512路监视器输出，几十个键盘，几百路报警输入点，等。

   系统可以通过编程设置多达几十个显示顺序。

这些顺序互相独立，并可以正向或逆向运行。

顺序中的任何1个都可使用组同步切换功能。

在这种切换中可以选出任何数量的系统监视器编成1个切换组。

采用任选主控软件包或博世图形用户界面伺服器，顺序可以按一天中的某些时间和一周中的某些日被激活或取消激活。

   现场接收器/驱动器为操作人员提供控制云台横摇、云台俯仰、变焦、多个预定位、4项辅助，云台自动横摇及随机扫描的能力。

系统还支持球型摄像机系列半球摄像机的变速操作和全编程功能。

   系统的操作和编程均用一个符合人体工程学的全功能键盘（单独购买）完成。

在这个键盘上，可以为操作人员设置不同的优先级别，

   博世系列矩阵图形用户界面是以直观的图形界面为核心的软件。

它具有高性能的编程控制能力，并可通过监视屏显的图标监视整个系统的功能，还能反映各设备受系统控制的实时状态。

   博世系列矩阵图形用户界面软件还具有提供监视系统状态事件的能力。

系统报警、功能切换、顺序事件、键盘活动、视频信号丢失等信息可以被实时地显示在电脑屏幕上，如果需要还可存入硬盘。

2.2.5.安防系统平台

安防集成系统是一个安全防范集成管理系统，能根据特定的需求，灵活设计，能将电视监控系统、门禁系统、安全防范报警系统、应急广播和公共广播系统集成在一起形成一个完整的安全防范系统，并能实现与火灾报警系统和其它相关的第三方系统集成，实现相关轨道交通系统的联动管理和控制。

•新技术和新标准的使用

众所周知，严格的安全技术要求保证了极高的可靠性，但这并不妨碍IT界更新技术的综合运用。

使用博世安防集成系统，我们已从安全技术（如OPC接口、Internet技术等）之外的技术中成功受益，并使这些技术符合安全技术标准。

特性

系统体系结构

•三层的优化性能系统体系结构特别适用于Intranet或Internet结构

•所有子系统的连接均采用标准的OPC服务器处理

•子系统级之上的信息交换

•子系统级之上的状态讯息和控制过程之间的连接

•单终端系统、内部系统链路可通过LAN/WAN、intranet/internet进行组网。

组织和数据维护

•通过CAD工具，以AutoCAD-DWG格式，直接传送数据（图形、层和超链接）。

如果数据可用于该格式，则不需要转换。

随后的处理在AutoCADLight2000-2005中进行。

•空间或区域可作为逻辑上指定的目标进行传送，而后在警报编制期间予以显示。

•用户界面可设计为与有关操作员需要的信息以及所连接的监控器数目相匹配。

•可对适当的用户文档（如基于XML的数据库）进行整合，以减少文档所占的空间，防止数据冗余。

•操作可在规定的工作站中进行。

•可以定义同时可登录的操作员数量。

•为每个操作员或操作员组定义不同分辨率的特定用户界面。

系统自动检测相关操作员工作站的分辨率，并为操作员分配正确的界面。

•子系统上的信息可从正在使用的OPC服务器直接读取。

这包括任何相连的外围组件（探测器点）及其控件。

•在整个网络中搜索，为具有子系统的OPC服务器（通信接口）查看是否可用于网络中，一旦找到，即加入网络，成为其中的一员。

2.3.系统示意图

3.方案说明

3.1.前端子系统

前端视频采集设备使用枪式彩色和一体化球型摄像机，每个视频信号均接入一个一入四出的视频分配器，将视频信号分成四组，一组进入矩阵控制主机，进行本地切换、显示；一组进入硬盘录像直接进行本地实时录像；另外两组作为日后扩展使用。

高速球型摄像机的485通讯控制，直接接入矩阵控制器。

3.2.控制子系统

在每个站控制中心，使用一台博世矩阵控制主机，对前端所有视频信号进行切换控制。

同时在每个车站设置嵌入式硬盘录像主机，对本车站的视频图像进行实时的记录，便于日后的查找。

从矩阵主机切换输出的视频信号，选择数路模拟图像输入到博世的网络视频编码器中，经过编码器MPEG-4压缩编码，形成可以在网络中传输的视频流。

，本地设置控制键盘，设置不同职能部门的管理人员，通过分控键盘切换，可以在本地实时显示前端的任意一路图像。

3.3.控制中心子系统

通过网络传输过来的视频信号，经过视频解码器解码，还原成模拟视频图像，进入控制中心的一级矩阵中，在这里同样设置多个了管理工作人员，通过键盘切换前端任意一点的视频图像。

同时设置一台硬盘录像主机，对远端的所有图像在中心集中管理录像，可以录像到RAID磁盘阵列中。

矩阵联网通过矩阵本身的网络接口，控制信号直接通过网络传输，控制车站内的任意一路视频从某台编码其中传出，并切换到某个监视器上。

在中心控制室设置大屏幕电视墙，矩阵可以设置成自动切换和手动切换或报警自动切换多种形式。

在控制中心，设置一台网管终端计算机，配置BOSCHVIDOS系统，可以通过网络对前端的视频编码器的图像进行浏览、管理，同时提供接口，便于日后远程浏览升级。

4车厢部分

根据列车系统共配置的多节车厢，每个编组为1-4节，每节车厢安装两个彩色摄像机，每节车厢内的摄像机的视频信号通过视频分配器一路传送给本车的博世的视频编码器，一路送给本车的DVR（硬盘录像机）,视频编码器/DVR通过网络交换机与无线MODEM连接通过无线方式，连入监控中心的局域网，从而实现对车厢内情况的监控。

每节车厢都配有DVR可以保障任何时间，任何情况下都不会丢失数据。

监控中心通过局域网即可实时浏览车厢内的情况，又可通过局域网调用DVR中的录像资料。

4.1车厢摄像机镜头的选择

地铁车厢全长12米，宽3米，高2米，为了尽可能多的看到车厢内的情况，我们根据镜头的成像原理，经过计算认为选用焦距为2.2mm的镜头是最理想的。

6m

6m

2m

3m

2.2毫米的镜头的可视角度水平可达118.6度,垂直可达90度，完全能满足车厢内监控的要求。

考虑车厢内安装摄像机的空间有限及标书对视频信号的要求，镜头的选择也很重要。

4.2车厢监控摄像机的选择

考虑到车厢内的安装空间太小，选用博世的1/2”或1/3”CCD彩色固定半球摄像机作为车厢内的监控摄像机，具有480TVL高解析度。

4.3车厢黑匣子

黑匣子结构：

黑匣子内系统连接图

4.4视频编码器

每节车厢内的视频信号接入视频编码器，视频编码器通过无线网络将视频传到监控中心，从而实现了监控中心对车厢的监控。

为了保证视频信号的质量，博世双路视频编码器无论从视频质量还是占用带宽，以及实时性，抗震性，无线漫游切换实现无缝衔接,稳定性等多个方面都是非常出色的。

4.5车载硬盘录像机

博世的双路编码器可配置外挂硬盘进行本地实时录像。

4.6网络交换机

车厢内的交换机是一个很小的设备，为了能够保证整个系统的稳定性，博世公司建议采用小型交换机设备，其应具有多口10/100M交换机，它可自动使用不同的网络带宽，所有端口都能自动