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电子监控系统设计方案

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2020年4月19日
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治安监控等系统设计方案
一、 整体架构
整个监控系统主要由前端摄像机部分、传输部分和各级监控中心等几部分组成。
前端设备：主要实现视频信号采集，每个派出所按治安环境的实际情况设有不同数量监控镜头。
传输部分：所有镜头经过光纤、光端机以模拟图像的方式分别接入到派出所监控室，所有监控图像不直接接入分局监控中心，而是经过现有公安的派出所至分局的千兆光纤网将数字化图像接入分局监控中心。具体实现上采用每台硬盘录像机直接以以太网方式连接到公安系统网上。
监控中心：监控分中心系统主要实现对来自前端的视频流进行实时显示、存储和回放，并提供系统管理功能，主监控中心完成图像的集中存储、显示和回放，主监控中心设置电视墙和矩阵设备以及操作终端；分监控中心从主监控中心调用图像在本次电视墙显示和控制。
系统说明：
1. 前端摄像设备：设计时充分考虑了室外摄像机的防灾措施，特别是设备的防雷接地 处理。依靠先进的集成技术，各监控点全部采用快速球形一体机，内置变焦镜头、变速云台、防护罩、解码器和相应的防护罩等，使结构更紧密、拍摄效果更好，更美观更具隐蔽性。
2. 数字传输方式：前端监控信号经过光端机、光纤传送到派出所监控室。
3. 图像存储在派出所监控室：派出所监控室进行实时监控并经过嵌入式NVR设备进行 图像存储，系统图像压缩采用MPEG4/H.264标准：H.264是最新视频技术压缩标准。图像录像质量可达四路全实时1080P（1920＊1080分辨率），或向下可设置兼容DCIF格式（528＊384分辨率），解决了1080P在码流过大和CIF图像不够清晰的问题，每台录像主机配备所需容量的硬盘，可在1080P格式下提供30天的数据存储的要求，同时经过该联网设备将数字图像经网络传输到派出所监控中心。
4. 派出所监控中心图像实时清晰：派出所监控中心经过矩阵设备将图像上电视墙，通 矩阵切换，操作界面简单易用具人性化。
5. 集中与分控管理：整个系统在控制中心实施对所有前端设备的操作及功能设置，保 证系统高效、方便、可靠的运行；分局监控中心和派出所监控中心能够对管辖范围内多个本地和远程监控前端进行实时监控，不同的用户可根据预置或需求分配不同的控制权限。现场图像可根据需要分成若干个监控组，以4分屏、8分屏或者16分屏方式显示，组内图像可自动轮巡，切换时间能够任意调节，可设置手动录像、计划录像和报警自动录像等多种录像方式。当发生报警时，可任意联动其它设备，如警灯、报警器，同时可在客户端弹出报警提示。
6. 权限和访问级别控制：系统以所有的网络硬盘录像机（NVR）作服务器，以许可进 入数字视频系统的计算机作为客户机，在管理服务器上分配每个不同用户的图像浏览权限，所有对监控系统的访问需经过管理服务器的认证，包括控制监控前端摄像机、云台、镜头等的画面监视与控制。进入软件系统需要有口令验证。从网络级、用户级和软件级多层次保障系统的安全性。
7. 主监控室系统设计: 主监控室对所辖所有监控点实行总控管理。主监控分中心基本配置： 将各个地点的监控信号接装到各个派出所的现有设备上，分别传到公安局监控中心，实现远程监控和管理功能。
1）分控中心基本配置： 1台液晶监视器，1台电脑主机。分控中心可经过电脑对前端球机,控制以及对主监控室录像。
监控中心控制室是电子防控系统工程的神经中枢，是实现人机对话的场所，中心控制室是整个系统的重要部位。
２）供电要求 ：电源的供给对于保证整个电子防控工程的正常运转起到至关重要的作用，一旦电源 受破坏及会导致整个系统处于瘫痪状态，在此我们整个系统的电源供给提出如下要求： 要求送入控制中心智能化系统的电源必须接在整个建筑主体电源供给的第一回路上，且 不受任何漏电保护器的开关的控制； 因此我们配备了在线式UPS电源，如果停电后能正常工作八小时以上的不间断电源， 以保证系统的正常连续的工作。
３)消防部分：整个机房应具有安装设烟雾、温度检测装置、自动报警警铃和指示灯、配备电子专 用灭火器2支。机房火灾报警主机设在值班室。
4)设备安装：设备安装严格安装施工标准。UPS电源与 监控设备机柜之间保持1200cm的距离。前后两排设备之间保持1200cm的距离。设备机柜到位后进行垂直度调整，采用水平仪调整。机柜的安装要求竖直平稳与间接角垫实。设备机柜不能直接安装在防静电地板上，需制作支架进行固定在地面。机架安装垂直偏差度应不大于3mm。大列主走道侧必须对齐成直线，误差不大于5mm。相邻机架应紧密靠拢；整列机面应在一平面上，无凹凸现象。连接螺丝（比如：连接地线与紫铜排的螺丝）必须采用要有弹簧片和垫片；机柜、操作台等设备的风扇要求正常工作。每个公安监控设备都要单独的层板（目的：保证散热）。操作台位于电视墙机柜的中心线上。
四、前端供电解决方案
当前同类城市监控系统的供电方式只有两种：一种是集中供电方式，即电源都引自一处；另一种是分布式供电（单点），摄像机等前端设备在安装位置附近取电源。综合考虑合理利用现有通信管道和光纤资源、工程施工、取电的便利等因素，本方案采用分布式就近分片集中供电模式：
分布式就近分片集中供电模式。片区大小能够是一个监控点，也能够是靠近的几个监控点组成，片区汇聚点具体位置及覆盖区域（即多少监控点）依据现场查勘来定。各个片区共用一个电源源点，经过管道和电缆将电源分别引到摄像机等前端设备。
本方案要求政府负责出面协调片区汇聚点的具体位置及电费等与业主相关的问题，施工方依据现场查勘提出建议。
在管线查勘和工程实施时，充分考虑片区汇聚点到前端图像采集点的电源管道及电缆工程。
本工程电源管道采用铠装电力电缆直埋式，开挖路面标准不低于（混凝土路面150MM以下）300*500，敷设PVC管道（20MM），对于穿越道路的管线，为了增加抗压度，需在PVC管外加套SC25镀锌钢管，设备箱内配装两位自动重合闸漏电保护开关。
五、传输承载解决方案
所有监控镜头均按照管辖范围以模拟图像的方式接入所属派出所监控室，分局监控中心经过网络实现对监控镜头的调用。
1、 逻辑架构
以从逻辑上分为一层：接入层。
接入层：负责从前端监控点到派出所监控室，传输采用高质量光纤。
具体实现，利用中国电信布设4芯、12芯、24芯、36芯、48芯、96芯光缆，就近选择最佳路由，连接至派出所监控室，对未能衔接到市政管道段，则新建管道。
六、防雷接地解决方案
监控系统直击雷防护分为前端设备的直击雷防护、传输线路的直击雷防护、终端设备的机房直击雷防护三部分。
１、 前端设备的直击雷防护
前端设备有室外立杆安装和室外墙装两种情况，安装在室外墙壁上的设备因旁边 的房屋存在一般不会遭受直接雷击，但需考虑防止雷电过电压对设备的侵害，而室外 立杆的设备则需同时考虑防止直击雷和感应雷，如广场、马路边的摄像机，处于相对 开阔和位置较高的地方，遭受直击雷风险较大，应安装避雷针。
派出所电子监控系统前端设备摄像机绝大部分安装于室外金属杆上，需安装 避雷针使其置于避雷针或其它接闪导体有效保护范围之内。为了施工方便，避雷针一 般架设在摄象机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用Φ 8的镀锌圆钢或 35mm2铜导线，系统采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于10Ω。为防止电磁感 应，沿支撑杆引上摄像机的电源线、信号线、控制线应穿在钢立柱管内敷设，钢立柱 可靠接地.
摄像机避雷针安装示意图

注：避雷针采用Φ＝12mm圆钢制作，针长L=500mm。
２、地下部分采用：
a、在监控设备的旁边埋设一组镀铜钢棒垂直接地极。镀铜钢棒接地极之间的连接采用特制连接器连接（见图）。
b、将镀铜钢棒垂直接地极与设备立杆之间连接好。
c、金属立杆与镀铜钢棒垂直接地极之间采用黄绿铜绞线连接。铜绞线与镀铜钢棒之间的连接采用放热焊接，如不能采用放热焊接则能够采用栓接的方式连接。

七、传输线路的直击雷防护
为使传输线路免遭直击雷的侵害，传输线路应尽量避免架空线敷设，尽可能的套金属管埋地敷设，保持金属管全长电气连接，且双端口可靠接地。特别是安装于空阔广场处的摄像机，其传输线缆必须套金属管引至摄像机，且金属管全程电气连通，两端口可靠接地。
八、终端设备的机房防雷
在安防监控系统中，监控室的防雷最为重要，应从直击雷防护、雷电波侵入、等电位连接和电涌保护多方面进行。监控室所在建筑物应有防直击雷的避雷针、避雷带或避雷网。
进入监控室的各种金属管线应接到防感应雷的接地装置上。架空电缆线直接引入时，在入户处应加装避雷器，并将线缆金属外护层及自承钢索接到接地装置上。
监控室内应设置一等电位连接母线（或金属板），该等电位连接母线应与建筑物防雷接地、PE线、设备保护地、防静电地等连接到一起防止危险的电位差。各种电涌保护器（避雷器）的接地线应以最直和最短的距离与等电位连接母排进行电气连接。
由于有80％雷击高电位是从电源线侵入的，为保证设备安全，一般电源上应设置三级避雷保护。在视频传输线、信号控制线，入侵报警信号线进入前端设备之前或进入中心控制台前应加装相应的避雷保护器。
良好的接地是防雷中至关重要的一环。接地电阻值越小过电压值越低。监控中心采用专用接地装置时，其接地电阻不得大于4Ω。
控制中心机房内所有设备采用单点接地法，即所有地线全部接到接地汇集排上，再由汇集排与主接地线相连。接地汇集排采用厚实的铜排，各设备的接地线采用多股铜导线。接地线两端的连接点的电气接触良好，并采取防腐、防氧化处理。
九、前端监控点的防灾考虑
对于室外监控设备来说如何防灾，是系统长久稳定运行的关键，以下几点是对于各种自然和人为灾难的应对方法： l
(1) 动物、雨水、防潮和防尘
前端的摄像机护罩采用全封闭铝合金护罩。室外设备严格密封接口，避免动物(如昆虫、鸟、鼠)可能会造成设备损坏。所有的室外设备接缝处都上防水胶，同时要保证室外设备箱的进线要从箱体的底部引入箱体；室外设备箱上部的接缝处全部用防水胶做防水处理；供电线路以及设备的连接安装都应该在箱体内完成并保证尽量靠近箱体上部,防止水浸。对于前端的摄像机的保护我们选用带电暖加热机和风扇的防护罩，这样能够保证摄像机在正常的温度和湿度条件下工作，保证摄像效果和设备使用寿命。所有摄像机的护罩都是防尘的。
(2) 雷电防护
因为这次是以就近取市电对前端所有设备进行供电,因此我们要在前端安装电源防雷器来防治浪涌电流对前端设备的损害，同时因为视频信号线和控制信号线也能传导感应雷电，我们在所有的控制信号线和视频信号线商都安装有防雷器来抗包括可能出现的寄生电流、感应电流、电磁辐射。另外我们还在立杆顶部安装了避雷针来引走雷电传导入大地。 l
(3) 太阳辐射
室外设备能承受室外的太阳辐射。 l
(4) 风力和振动
立杆的地上高度为8米,地基安装基座并浇灌了混凝土,保证安装的设备能在90英里/小时以下风速时正常工作。设备能够经受得住来自过往车辆产生的振动作用。 l
(5) 防暴
除了管线和电缆线外，安装在前端的设备和室外箱体都能遭受频率介于10Hz--50Hz之间的大量冲击和振动。 l
(6) 电磁、静电
因为护罩和前端的室外设备箱体都是金属结构而且有地线引入到地网系统，因此能抗包括同时出现的电磁辐射和静电作用。 l
(7) 人为因素
因为监控点大部分是位于主要路口或者是人车流量大的地点，因此监控杆必须安装牢固，底盘在固定好后用水泥进行处理使其能抵抗一些简单人为因素的灾害。例如：车辆擦碰、人为破坏。