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水利部门监控方案
水利监控系统方案
时间:2009-06-19 15:48来源:未知点击次数[field:click/]次
适用范围:水利监控系统方案
一、现状及要求
  随着国民经济的迅猛发展,水利工程在国民经济中所起的作用越来越大,防汛更是直接影响国民经济发展的一个重要方面。防汛大坝集中监控系统,真正体现防汛的现代化管理,智能化操作。预警防汛大坝水位情况,为领导决策和减少洪水带来损失争取了宝贵的时间,有效保障人民生命财产的安全。
  以某水利工程为例 :
  某水利共有 5 个大坝需要远程监控,每个大坝设 4-8 个监控点,整个系统共有 36 路图像需要上传监控中心,要求如下 :
1. 视频监控点之间采用光纤联接 ;
2. 拓扑结构形成自愈环方式 ;
3. 所有摄像机可反向控制 ;
4. 为其它数据提供透明数据接口 ;
  二、设计原则
  视频压缩采用国际通用的压缩标准 :MPEG-2;
  图像帧数 :PAL 制信号 25 帧 / 秒
NTSC 制信号 30 帧 / 秒
  光传输系统支持双纤自愈环保护,支持光分支功能 ;
  光传输系统支持视频信号反向传输 ;
  系统具有可扩展性,适应用户扩容时不再占用光纤的需求 ;
  光接口发送功率不小于 -10dBm, 接受 灵敏度 优于 -32dBm 。
  三、系统总体结构
VOX 系统专为大容量,多节点的视频、音频、数据传输而设计 ; 系统集成了最新的视频压缩技术、数字通信技术、光通信技术和计算机技术。
VOX 系统内置光纤传输系统,视频压缩板采用标准的图像压缩算法对模拟图像压缩编码,数字化,复接到高速信道,通过电 / 光转换,信号发送到光纤通道 ; 视频解压缩板接收数字复用信号、解码,输出模拟图像,图像质量达到广播级效果。
VOX 系统摒弃了传统视频光端机 点对点 的传输模式,采用光纤通信系统中数字中继的技术,信号可在任何一点上下,非常灵活。通过时隙配置可以实现图像的全网交*,使用极为方便。
  根据传输容量的不同, VOX 分为 VOX-155 和 VOX-622 两种系统。 VOX-155 系统最多可同时传输 30 路高质量视频信号、 30 路音频信号、多路异步数据。 VOX-622 系统最多可同时传输 126 路高质量视频信号、 126 路音频信号、多路异步数据。
VOX 采用模块化的结构 ------ 包含机箱、光传输板、业务板 ( 视频压缩板、视频解压缩板、数据板、 E1 版、以太网网桥、以太网接口板 ) 等模块。每个监控点可根据需要及数量选择相关的模块,一般在监控点配置一台 VOX 设备,需要机箱一个、光传输板一块、业务板若干。在监控中心需 VOX 机箱一个、光传输板一块、业务板若干。
  在系统传输过程中, VOX-622 系统平滑兼容 VOX-155 ,使 VOX-155 成为 VOX-622 系统的光分支,通过光分支直接把图像传输到监控总中心,并且与分中心同时观看图像,互不干扰。
VOX 系统支持通过以太网与上级监控联网。在中心端 VOX 设备上插入一块 10/100M 以太网接口板,用于上传视频信号,并且与本地信号互不干扰。上级监控中心可以通过计算机上的解压软件观看图像。
VOX 系统可实现网管功能,可监测传输设备状态并配置 网络硬件 。由于点对点光端机的拓扑结构限制,传统的点对点光端机无法实现对全局设备的统一管理,当设备出现问题时,只能够凭经验查找问题 ; 而 VOX 系统可以通过的网管软件及时准确判断设备故障原因,极大的节省了人力资源。特别是当系统呈环状拓扑结构时,任何一处的设备或者光纤出现故障时,不影响系统的正常运转。
3.1 VOX 系统特点
  综上所述, VOX 系统具有以下特点 :
  ·大容量传输特性 ------ 一根光纤上最多可传输多达 120 路视音频信号 ;
  ·高品质的图像质量 ----- 高清晰度,无马赛克现象 ;
  ·传输距离长 ----- 单系统最远可达 1800 公里 ;
  ·多种组网方式 ----- 即可形成强大的环网保护,又可以形成多节点链网 ;
  ·方便的扩容能力 ------ 插卡式结构,配置灵活 ;
  ·系统可扩展性强 ------ 增加监控大坝数目,可就近接入原有 VOX 系统统一管理。
  ·节省光纤资源 ------ 相较于传统的点对点设备, VOX 系统占用的拓扑路径最短 ;
  ·具备多种压缩方式 ------M-JEPG , MPEG-2;
  ·强大的后台管理软件 ------ 故障自我诊断, 数字图像处理 。
四、系统框图和功能描述
  根据实际要求,我们提供如下方案 :
  方案一 : 采用 MPEG2 压缩方式
  根据实际情况,若采用 MPEG2 压缩方式,建议整个系统采用两套 VOX-155 系统,每套 VOX-155 系统容量为 30 路,整个系统总容量为 60 路,现实际用 36 路。
每个大坝设 4-8 个视频监控点组成一个小系统,设 4-8 台摄像机、云台、解码器和一台 VOX-155 数字视频编码其一台 ;( 前 4 个大坝设 8 个监控点,最后一个大坝设 4 个监控点。 )
其中 VOX 设备内需要视频压缩板 2-4 块、 155 光接口板一块。每块视频压缩板通过视频压缩扩展模块扩展,可压缩编码 2 路视频信号。前端采集点框图如下图 : 注 : 由图可知,每个小系统由 4-8 个视频监控点组成,这 4-8 个视频监控点的图像通过摄像机采集,
  用同轴电缆连接到 VOX 设备上。 VOX 中图像压缩板对图像进行压缩编码后与数据、语音一块复接到光纤上传监控中心。同时通过可 VOX 的反向数据借口,接受监控中心对前端采集点云台、镜头等的控制。
  前端采集点主要功能 : 图像采集并数字化传输 ;
  对云台、镜头等的本地控制 ;
  接收监控中心对云台镜头等的远端控制。
   环城 2 个或 3 个大坝采集点组成一个 VOX-155 系统,整个系统共两个 VOX-155 系统,每个 VOX-155 系统传输均采用双纤自愈环网。系统框图如下图所示,
注 :VOX1 到 VOX5 分别为 5 个前端采集点的 VOX 设备,共同完成对前端采集点 36 路图像的编码 ; 复接到两芯光纤上传输到监控中心 ; 监控中心 VOX 设备完成对整个系统 36 路图像的解码。
  整个系统只需要两芯光纤,即可将前端 5 个采集点的 36 路图像、数据和语音复接上传到监控中心。大大节约了光缆资源。
  监控中心设 VOX-155 数字视频解码器 2 台、矩阵 1 台、监视器、画面分割器、录像机、计算机等若干, VOX 数字视频解码器完成对通过光纤上传的数字视频信号分离解码,还原成模拟信号在监视器上监视。矩阵完成对图像的切换,对云台、镜头等的远端控制。录像机完成对图像的录像,整个系统可实现联动告警。
  监控中心主要功能 : 完成对远端图像的解码显示 ;
  完成对远端云台、镜头的控制 ;
  完成对前端采集点图像的实时监视 ;
  实现整个系统的联动告警。
  完成对整个系统 36 路图像的切换。
  在系统传输过程中, VOX-622 系统平滑兼容 VOX-155 ,使 VOX-155 成为 VOX-622 系统的光分支,通过光分支直接把图像传输到监控总中心或分控中心,不需要再次压缩解压缩。并且可同时观看图像,互不干扰。
五、 VOX 技术指标
5 、 1 设备使用条件
  ·环境温度 :0℃ ~ + 40℃
  ·存贮温度 :-20℃ ~ + 60℃
  ·相对湿度 : 小于 93% ( 不结露 )
5 、 2 模拟视频接口指标
  ·信号制式 :PAL 制全电视信号
  ·信号输出电平 :1Vp-p
  ·信号输出接口 :BNC
  ·信号输出阻抗 :75Ω
5 、 3 光接口参数
  ·发送波长 : 1310nm/1550nm
  ·光纤接头 :FC / PC
  ·发送功率 :-8 ~ -15dBm(1310nm)
0 ~ -5 dBm (1550nm)
  ·接收灵敏度 : 优于 -32dBm
5 、 4 共享式高速数据接口参数
  ·数据接入速率 :≤64Kbps
  ·数据接口方式 : 异步 RS485/422/232
  ·接头方式 :RJ45
5 、 5 音频话路接口参数
  ·有效传输频带 :300Hz ~ 3400 Hz
  ·音频脉冲编码调制特性 : 符合 GB7610 要求
  ·音频口 :RCA ,标称阻抗 600Ω
5 、 6 视频主要性能
  ·编码速率 :10Mbps
  ·编码标准 :MPEG-2
  ·帧频 :PAL-25 帧 / 秒, NTSC-30 帧 / 秒
  ·图象分辨率 :720×576
  ·信噪比 :>56dB