高速公路监控方案.docx

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高速公路监控方案

承秦高速公路全程施工

3G视频监控系统

设

计

方

案

第一章系统总体设计

1.1需求分析

第一章系统总体设计

1.1需求分析

随着社会的不断进步，安全生产的概念已经深入人心，人们对安全生产的要求也越来越高。

在事故多发的建筑行业，如何保证施工人员的人身安全，以及工地的建筑材料、设备等财产的保全是施工单位关心的头等大事。

由于施工环境的限制，设备、材料的安全管理不完善及部分员工的自我防护意识的薄弱，为犯罪分子提供了可乘之机。

为了建筑工地安全管理进一步完善，将监控技术引入施工现场，成了许多建筑单位的首选。

经过我们初步的现场勘察，承秦高速公路的施工环境大部分为山区，地形崎岖，监控范围宽广，通常在几公里到几十公里的范围内。

用电、信号传输及其监控位的架设都成为了难点。

怎样安全、清晰、低成本地把图像传回指挥控制中心就是我们所要重点考虑的问题了。

要实现视频信号的传输主要采用以下几个方面：

一、架线铺设光缆传输，这种方法对于地形复杂非永久性监控很难实行，而且前期的投入太大，在城市每公里的造价大约在10000到20000元人民币左右，而相对与本工程地处山区，显然是不太实际的。

二、通过微波传输，需要在监控点放置一台无线图像微波发送设备，控制中心放置一台无线微波接收设备，其一次性投入较高传输部分的成本相对较低。

本工程地处山地障碍物多铺设面积大用电难于解决并需要架设大量中转站，施工和设备的费用相对较大，而且考虑到是临时的施工监控，所以这也不是我们的最佳选择。

三、使用3G网络传输，目前3G网络非常成熟，虽然本工程施工地形主要为山区，但是我们通过对现场监控位的测试发现各监控点3G网络基本开通，3G无线网络所提供的传输速率高，综合成本低、无需布线、安装周期短、维护方便、扩容能力强、灵活移动等特点，是光纤专线，微波传输无法比拟的。

3G监控是目前最先进的监控技术属于未来室外监控工程的发展趋势相信会成为承秦高速的另一亮点。

1.2视频监控系统简介

视频监控能给您和您的机构带来直观、方便的视觉效果。

您可以坐在自己的办公室里，就可以看到各个施工现场的实时图像情况；只要有手机，有电脑，您就可以在任何时间任何地点处理各现场的突发事件，监视事件处理的全过程，并能看到处理后的现场图像效果。

监控系统采用3G无线网络传输的视频服务器，通过EVDO的无线网络传输方式，将视频信号经过H.264的编码方式，把前端的视频信号传输到网络上，现实远程PC视频查看和手机视频查看。

该系统可以在不适合架设有线网络的特殊地理环境下，利用现有的EVDO网络和Internet代替传统的有线视频监控系统对远程目标进行视频监控。

1.3设计依据

系统设计将依据国家和部门的相关标准和规范实施，具体列表如下：

*GB50198-94《民用闭路监控电视系统工程技术规范》

*GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

*GB6510-86《30MHz-1GHz声音和电视信号的电缆分配系统》

*《工业企业通讯接地设计规范》

*GA308-2001《安防系统工程验收规范》

*GA/T70-94/T74-94《中华人民共和国公共安全行业标准》

*GA/T95-94《安全防范工程程序与要求》

*JCJ/T16-92《民用建筑电气设计规范》

*《安防系统工程质量检验实施细则（试行稿）》

*YD5003-94《电信专用房屋设计规范》

*GB/T8567-1988《计算机软件产品开发文件编制指南》

*GB/T9385-1988《计算机软件需求说明编制指南》

*GB/T9386-1988《计算机软件测试文件编制指南》

*GB/T11457-1995《软件工程术语》

*GB/T12504-1990《计算机软件质量保证计划规范》

*GB/T12505-1990《计算机软件配置管理计划规范》

*GB/T14394-1993《计算机软件可靠性和可维护性管理》

*GB/T15532-1995《计算机软件单元测试》

*GB/T16680-1996《软件文档管理指南》

1.4设计原理和目标

在系统设计中，力求满足以下要求，以最优的性能价格比保护投资，我们将遵循

以下设计原则：

1、合理性：

严格以系统工程学及其它先进理论指导设计，使系统的各部分合理配置，有机融合和并尽可能地发挥设备潜力和软件功能，最大限度地提高系统性能价格比。

2、先进性：

采用先进设备和软件，使系统具有完备的功能，并且易于升级换代，在保证其先进性的前提下具有较长的生命周期。

3、实用性：

系统功能充分满足用户的实际需求，人机界面友好，易于使用、管理、维护和扩展。

4、可行性：

系统设计、选材、选型符合国家和地方政府的法规政策，与用户及上级管理部门的管理制度相适应，用户在经济能力方面的实际情况相吻合。

5、可靠性：

采用高集成设备，采用自动监测、自动监控和容错等技术来保证可靠性。

6、安全性：

系统具有防病毒，防误操作特性，有较强的抗干扰、抗静电能力，同时提供数据备份、恢复功能。

系统还将提供用户等级权限保护，有效排除人为因素的干扰。

结合本次高速公路施工特点、气候条件和道路交通情况以及用户需求，我们在设计本监控管理系统时要达到以下目标：

1、合理配置辅助支架保证拍摄装置和辅助光源等。

可全天候、不间断地对施工现场进行监控，使用视频检测技术，准确地记录并存贮施工录像。

2、选用高清晰度、低照度、稳定性好的工业级摄像机，其配套的镜头应选用大孔径、快速可控光圈、快门调整的专业镜头。

摄像机配置能保证在零下40摄氏度的极恶劣天气条件下正常工作，能保证无论在白天还是夜晚以及各种光线条件下其所拍摄的车辆图像均须既能看清车辆全貌，又能看清车辆号牌。

防护罩采用自动温控调节的IP66级防水外壳。

3、工控主机选用高性能工业级控制机。

要依据各卡口系统建设点的实际情况合理配置视频采集与控制装置，并留有适宜的扩展与升级余量。

4、视频、电缆线到位，接、插件联接要可靠，电源线与信号线、控制线分开。

所有线缆应有明显可辨的编号或标识，其隐蔽部分要求用镀锌钢管套护，裸露或弯曲部分要求用金属软管套护。

卡口系统的强弱电部分均合理配置防雷装置。

线缆及管线的连接、排列、走向、弯曲与接地处理等符合国家有关规范要求。

5、机箱、设备的防护等级不低于IP66要求，并具备防尘、防潮、防热、防雷、防鼠虫、抗干扰等功能。

6、具备各类信息的数据库管理以及系统（含各功能模块及其电源）故障自动诊断与自动报警（各种报警提示方式包括声光形式应有明显区别）和远程监控、远程维护与远程报警等功能。

7、中文界面，简单直观，操作方便。

各功能模块（包括运行参数等）可根据实际需要进行灵活配置与管理。

8、系统的设计、生产、施工、检测、运行、维护和培训等工作严格依照ISO9000系列质量保证体系的规定与要求进行实施。

1.5系统构成

整套无线视频监控系统基于3G网络和互联网而运行。

在前端的视频监控区域，安装摄像机和无线网络视频服务器，无线网络视频服务器内置有视频处理模块和EVDO无线网络模块；摄像机拍摄的视频画面，视频服务器将通过H.264的视频编码格式对视频进行压缩处理，并输出两路视频流（即双码流输出），其中一路高清晰的视频流用于前端的视频录像；另一路CIF格式的视频流，将通过EVDO无线网络模块，传输到流媒体服务器做视频中转处理，再传回监管中心，监管中心就能实时看到前端监控点的视频画面。

同时，可以通过手机（GPRS/EDGE）登录的方式，实现手机视频查看。

另外，无线网络视频服务器提供音频接口，可以外接录音设备（麦克风），可实现对声音的记录和声音的远程监听。

1、前端部分

前端主要由摄像机、以及整个前端的避雷、安装支架和基础设施组成。

摄像机用户可以根据实际情况的需求，采用符合现场环境的摄像机。

如可以配置：

红外摄像机、一体机摄像机，迷你摄像机、高速球等。

为了达到更好的视频效果，一般采用摄像机的清晰度需要到480TVL以上。

2、传输部分

3G无线视频服务器、3G无线网卡、录像储存硬盘、配电箱、防干扰器和基础设施组成。

无线网络视频服务器支持的视频点数有单路的和4路的，根据前端的摄像机点数，配置相应的设备。

如果超过4路视频点，则需要再增加一台无线网络视频服务器。

前端监控点每台无线网络视频服务器均配备SD卡来存储视频图像，SD卡最高支持16G，可以连续循环录像8天-10天。

3、中心部分

　　监控指挥中心是整个系统的控制、图像显示、图像录像中心，监控中心具备系统的智能分析影像，只能报警功能，能向指挥调度人员提供全面的、清晰的、可操作的、可录制、可回放的现场实时图像。

可实现远程网络PC视频查看和远程手机视频查看，设备为双码流设计，主码流用于本地视频存储，视频格式为CIF格式25帧/秒（或D1格式）。

次码流通过无线网络传输，让PC和手机能远程看到前端的视频画面。

PC和手机端的视频效果为CIF格式15帧/秒。

4、监控中心配置说明

监管中心机房主要就是能实时查看、了解到前端监控现场的所拍摄的视频画面。

监控中心主要的设备包括：

42寸液晶电视2台，电脑2台，中心管理服务器1台，光线宽带，视频平台软件。

配备的2台电脑，主要是对前端监控点传输过来的视频信号做视频解码，并通过42寸的液晶电视显示出来。

在前端每台无线网络视频解码器传输的码流范围是：

32Kbps-2500Kbps，目前采用的是CDMA传输方式，因此本次方案中设定的码流大小为64Kbps，图像帧数为15帧/秒。

监控中心配备的光纤宽带能完全满足600路视频同时在线的传输需求。

5、系统拓扑图

6、系统软件介绍

GV控制中心软件是维护中央管理站点操作的一个整合式安防管理系统。

GV控制中心还为中央管理员引进可有时间效率的方案来管理管理网络上的监控系统和I/O设备，有效地提高系统的监控性能及保证顺利操作。

7、现场效果

1.6技术特点及指标

技术特点

●主控制中心能完全控制子控制中心的电脑，有效的帮助管理者从远端设定子控制中心的监控系统。

●控制中心软件支持多达4组矩阵浏览，同时可在4台显示器显示256个录像画面。

根据不同监控的需要，中央管理员可以同时打开4组矩阵浏览来自不同服务器的实时和历史影像，每组矩阵都支持实时录像，录像影像和声音的回放。

●支持远端浏览器和手机监看，管理员没在监控中心可以用任何一台联网电脑或手机来观看实时影像和历史影像。

也能利用远端浏览器保存录像的编辑以供日后事件和录像证据的回放。

●即时回放录像及系统声音提示。

即使监控人员有事离开了监控室，通过系统的即时回放功能也可立刻查看到刚所发生的事件。

并可按不同字体颜色及声音提示。

未有查看过的时间标示为黑色粗体。

正在发生的事件标示为红色粗体。

已查看过的事件标示为黑色细体。

●警报管理。

对所发生的事件处理方式进行记录，包括报告人、事件类型、说明、通知、如何到达、如何处理、不仅可以对警报事件作有序的管理，同时可监督监管人员是否认真检察录像系统。

●健康状态管理。

中央管理软件可对服务器异常故障进行即时提示，包括硬盘损坏、硬盘录满、系统死机、镜头被移位、镜头模糊、镜头遮挡等，以防止重要录像丢失，大大提高了监控系统的安全性和稳定性，并可通过以下方式进行提示：

手机短信、本地警钟、本地系统喇叭、电子邮件。

●两地备份。

数字监控现在最大的弱点在于DVR的硬盘会损坏，导致重要录像丢失，客户和工程商都束手无策。

高端用户可用硬盘矩阵方案，但成本非常高。

中央管理软件根据这一问题提供了一个既便宜又有效的解决方案，除了本地视频服务器对事件进行备份之外，中央管理软件也对移动侦测事件进行自动备份，这样即使本地的视频服务器硬盘出现故障，也不会丢失主要地点的录像。

技术指标

1.7监测控制点统计

标段

监控位

桩号

高度/长度

第一标段

后抄道沟大桥

K96+690

9×40M

青石岭大桥

K97+230

17×30M

青石岭隧道

K97+955

870M

抄道沟1号大桥

K98+745

17×30M

预制场×2

拌和站×1

第二标段

抄道沟3号大桥

K99+725

12×30M

抄道沟5号大桥

K100+910

11×40M

抹子沟2号大桥

K102+700

13×30M

抹子沟3号大桥

K103+124

12×30M

预制场×2

拌和站×2

第三标段

塔沟1号大桥

K107+208

23×30M

塔沟2号大桥

K108+605

12×30M

岔沟大桥

K109+600

18×30M

青松岭隧道

K110+555

1050M

预制场×2

拌和站×2

第四标段

北坎子5号大桥

K113+628

13×30M

响水沟大桥

K114+083

14×30M

逃军山3号大桥

K116+151

11×30M

逃军山4号大桥

K116+790

24×30M

草房庄大桥

K118+248

25×30M

预制场×2

拌和站×2

第五标段

水泉沟1号大桥

K120+326

16×40M

前拉马沟大桥

K121+836

22×40M

前庄大桥

K122+653

10×30M

后庄大桥

K123+521

16×30M

三门店大桥

K124+556

15×40M

周杖子大桥

K125+286

16×40M

预制场×2

拌和站×2

第六标段

小窑沟隧道

K126+188

584M

大窑沟隧道

K126+820

470M

广茶山隧道

K128+522

585M

杨树林隧道

K130+050

1040M

预制场×2

拌和站×2

第七标段

焦杖子隧道

K132+566

957M

姚家沟隧道

K134+247

1885M

老李洞大桥

K135+700

20×30M

青龙河大桥

K138+270

20×30M

预制场×3

拌和站×2

第八标段

磨盘山隧道

K139+572

655M

西山隧道

K140+380

1040M

小抄河1号大桥

K144+210

12×30M

小抄河2号大桥

K145+165

18×30M

茶叶洞隧道

K145+730

530M

预制场×3

拌和站×3

第九标段

鹰沟大桥

K147+676

12×30M

袁丈子大桥

K149+040

21×30M

小梨园大桥

K152+145

15×40M

叶杖子隧道

K154+125

274M

预制场×2

拌和站×2

第十标段

徐丈子1号大桥

K156+200

15×30M

徐丈子2号大桥

K156+724

12×30M

黄家沟大桥

K158+570

17×30M

老景家大桥

K160+400

13×30M

北大沟隧道

K161+600

666M

北大沟大桥

K162+085

17×40M

南大沟1号隧道

K162+600

324M

预制场×3

拌和站×3

第十一标段

南大沟2号隧道

K163+200

512M

方家沟2号大桥

K163+990

11×40M

程家沟隧道

K165+333

2222M

预制场×2

拌和站×2

第十二标段

华庄大桥

K167+130

9×40M

石家沟大桥

K171+500

14×30M

预制场×2

拌和站×2

第十三标段

洋河大桥

K178+985

33×30M

头道河1号大桥

K180+167

10×30M

头道河2号大桥

K181+110

10×30M

庞各庄1号大桥

K181+475

11×30M

预制场×2

拌和站×2

第十四标段

槐尖山隧道

K183+711

2594M

龙腰大桥

K186+045

14×30M

李庄大桥

K186+865

15×30M

官石东沟大桥

K189+170

13×30M

预制场×2

拌和站×2

第十五标段

戴河大桥

K192+225

19×30M

预制场×2

拌和站×2

具体数据

监控位

数量

监控器比例

监控器数量

300M以上大桥

44个

×4

176

隧道

17个

×4

68

预制场

34个

×4

136

拌和站

32个

×4

128

统计

127个

508

第二章前端施工方法及设备简介

2.1施工方案

桥梁方案：

（1）桥梁双面可以安装四路高倍枪机3G服务器安置于控电箱内

优势覆盖面广基本可以达到无死角监控

劣势施工量大施工成本高要求设备较多

（2）桥梁塔吊上安装自动球机3G服务器安置于塔吊驾驶舱

优势施工量小施工成本和设备需求较少施工难度低

劣势需要技术成分高并有人员对球机进行控制覆盖面小

隧道方案：

（1）隧道双面安装高端底照枪机可以在弱光甚至无光照射下进行侦测，

3G服务器安置于隧道进出口，预留线路摄像机可随工程进度迁移。

（2）将摄像机安置在碎石机上可与工程同步进行但由于设备属于非固定点可能对画面和信号有一定影响但可省去预留线路和改变摄像机电位的过程。

预置厂和拌和站：

采用4路高倍枪机方案，可以对场地进行覆盖式无死角监控，3G服务器可放于室内，安全性高。

以上方案为可选性方案直接对整个工程造价有影响。

2.2设备简介

1、3G无线视频服务器

GV-VS01

名称

GV-VS02

单路音视频，支持双码流

路数

2路音视频

D1,HalfD1,CIF,QCIF

分辨率

D1,HalfD1,CIF,QCIF

25fps@D1

帧率

25fps@D1/ch

RS485

I/O：

4进/4出

端子排

RS485

I/O：

4进/4出

通过USB2.0连接外部储存

通过iSCSI方式存储

前端存储

通过USB2.0连接外部储存

通过iSCSI方式存储

G.723

音频格式

G.723

可通过USB连接

1.无线网卡801.11b/g

2.UMTS3.5GMODEM

无线连接

可通过USB连接

1.无线网卡801.11b/g

2.UMTS3.5GMODEM

支持捕捉Wiegand信号

支持给前端摄像机供电

支持PTZ

支持GPS

其他功能

支持捕捉Wiegand信号

支持给前端摄像机供电

支持PTZ

支持GPS

防护罩指标

a）采用小型全天候摄像机防护罩，主要由铝合金构成，可安装摄像机和摄像机的控

制电路板及电源模块。

b）技术指标

c）输入电压：

220VAC50HZ

d）输入功率：

40W220VAC

e）机械构造：

铝合金，聚脂粉涂层

f）环境标准：

IP66

g）认证：

CE

h）电缆入口：

2处护罩底部密封口，通过最大电缆直径（1.2cm）

i）窗口：

Ø5.4cm

j）护罩盖锁：

不锈钢

k）加热：

内置自动加热器，加热器供电220VAC25W，加热器在8℃时自动打开，在37

℃时自动关闭。

防护罩产品外观如上图

第三章设备清单