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軌道交通CCTV系統中高清編解碼解決方案

一、需求分析
       閉路電視監視系統是城市軌道交通維護和保證運輸安全的重要手段。它能夠為控制中心的調度員、各車站值班員、列車司機等提供有關列車運行、防災救災、旅客疏導以及社會治安等方面的視覺信息。閉路電視監視系統由中心控制設備、備用控制中心設備、派出所設備、公交總隊設備、車站/車輛段控制設備、圖像攝取設備、圖像顯示設備、音頻錄取設備、圖像存儲設備、圖像錄制設備及視頻信號傳輸設備等組成。
       該系統控制中心有主用和備用兩套中心,主用控制中心還應將16路圖像送至TCC指揮中心,滿足TCC指揮中心對監視圖像自由選擇切換的要求。
       車站的圖像攝取范圍為每站的站臺、站廳、自動樓、扶梯、及設有氣滅裝置的所有設備用房等處,還應覆蓋AFC的售票機和閘機、出入口、垂直電梯口及轎廂。車輛段的圖像攝取范圍為出入段線、平交道口及軌行區,停車列檢庫內、洗車庫及重要公共區域、周界等。
       本系統設置由控制中心和備用控制中心調度員的行車監視、防災環控監視、AFC監視、電力監視;車站值班員客運管理監視和防災監視兩大部分構成。采用中心遠程監控和車站本地監控方式,組成完整的兩級監視網絡。用戶可在任何一個站點根據授權訪問各站實時圖像和歷史圖像。各車站視頻信號,除本站監視外,還可通過視頻數字編碼器全編碼后送至車站的傳輸設備,通過傳輸系統傳輸至控制中心,控制中心接收并進行相應解碼處理后,送入控制中心視頻顯示設備。對于高速變化的圖像,其畫面質量不得發生邊緣模糊等現象。中心不同調度員對同一幅圖像的調用不可重復占用傳輸帶寬。
二、系統構成
       閉路電視監視系統包括專用視頻監控及公安視頻監控兩部分組成,兩套系統除視頻控制終端、錄像調用終端、監視器等監視設備分別設置外,其余設備安全共享。


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       閉路電視監視系統由圖像攝取、圖像顯示及錄制、車站控制處理、控制中心/備用控制中心控制處理及顯示、派出所/公交總隊控制處理及顯示、視頻信號傳輸、網管等設備組成。

三、標準規范
3.1行業規范
《地鐵設計規范》GB50157-2003
《電子信息系統機房設計規范》GB50174-2008
《電磁兼容》GB/T17626
《彩色電視廣播測試標準》GB2097-1997
《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》CJJ 49-1992
《安全防范工程設計規范》GB/T16676-1996
《報警圖像信號有線傳輸裝置》GB/T16677-1996
《工業電視系設計規范》GBJ115—87
《安防工程技術規范》GB50348-2004
《安全防范系統驗收規則》GA 308-2001
《視頻安防監控系統技術要求》GA/T 367-2001    
《計算機信息系統安全保護等級劃分準則》GB17859-1999
《以太網交換機技術要求》YD/T 1099-2005
《電信設備安裝抗震設計規范》YD 5059-2005
《城市軌道交通工程項目建設標準》建標 104-2008
《城市軌道交通技術規范》 GB 50490-2009
《北京市軌道交通指揮中心(TCC)系統技術管理規定(暫行)》
《圖像信息管理系統技術規范》DB11/Z 384.1~18-2007
《圖像信息管理系統技術規范》DB11/Z 384.1~18-2007
《城市軌道交通安全防范技術要求》DB11/T 646.1~6-2009
《城市軌道交通安全防范系統技術要求》GB/T 26718-2011
電子工業協會(EIA)的有關標準
國際電信聯盟ITU-T 有關建議
國際電信聯盟ITU-R 有關建議
國際電氣與電子工程師協會IEEE 標準
國際標準化組織(ISO)標準

3.2電磁兼容規范
電磁兼容標準及規范
序號 標準號 標準名稱
1 GB 8702-88 電磁輻射防護規定
2 GB 9175-88 環境電波衛生標準
3 GB50157-2003 地鐵設計規范
4 GB/T 24338.3-2009 軌道交通 電磁兼容 第3-1部分:機車車輛 列車和整車
5 GB/T 24338.4-2009 軌道交通 電磁兼容 第3-2部分:機車車輛 設備
6 GB/T 24338.5-2009 軌道交通 電磁兼容 第4部分:信號和通信設備的發射與抗擾度
7 EN 50121-1 鐵路設施 電磁兼容性 第一部分:總則
8 EN 50121-2 鐵路設施 電磁兼容性 第二部分:整個鐵路系統對外界的輻射
9 EN 50121-4 鐵路設施 電磁兼容性 第四部分:信號設備和電信設備的輻射和抗干
10 EN 50081-1 電磁兼容性一般發射性標準 第一部分:居住、商業及輕工業
11 EN 50082-2 電磁兼容性一般抗擾性標準 第二部分:工業環境
12 EN 55022 信息技術設備 無線電干擾特性的范圍及測量方法
13 EN 55024 信息技術設備 抗擾特性 范圍及測試方法
14 IEC 801-1 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性 總論
15 IEC 801-2 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性 靜電放電要求
16 IEC 801-3 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性 輻射電磁場要求
17 IEC 801-4 工業過程測量和控制裝置的電磁兼容性 電快速瞬變脈沖群要求
18 IEC 61000-4-1 測試及測量技術 第一節:抗擾性測試概述
19 IEC 61000-4-2 測試及測量技術 第二節:靜電放電抗擾性測試
20 IEC 61000-4-3 測試及測量技術 第三節:輻射、射頻、電磁場抗擾性測試
21 IEC 61000-4-4 測試及測量技術 第四節:電快速瞬態/猝發抗擾性測試
22 IEC 61000-4-5 測試及測量技術 第五節:電涌抗擾性測試
23 IEC 61000-4-6 測試及測量技術 第六節:由射頻電場感應之傳導干擾抗擾性
24 IEC 61000-4-8 測試及測量技術 第八節:電源頻率磁場抗擾性測試
25 IEC 61000-4-11 測試及測量技術 第十一節:電壓下跌、短暫中斷及電壓變化抗擾性測試
26 IEC 61000-6-2 電磁兼容性一般標準 工業環境之抗擾性
27  國家衛生部頒發的《環境衛生電磁波輻射標準》

四、方案實現
4.1方案概述
       地鐵軌道CCTV監控系統主要由車站監控系統、車輛段監控系統,主用控制中心監控系統,備用控制中心監控系統,派出所監控系統,公交總隊監控系統,TCC指揮系統,公安系統共同構成,按照管理組織構架要求,整個CCTV系統可構架成一套完整的三級監控智慧平臺,即一級TCC指揮平臺,二級主用控制中心監控系統,三級車站監控系統、車輛段監控系統,派出所及公交總隊在功能上可獲得二級主用控制中心監控系統的權限,可調用全線所有監控資源。
       監控系統主要有軟件平臺和監控設備組成,軟件平臺將集成視頻監控、錄像及查詢、告警聯動、智能分析、系統網關、多級級聯,資源共享等功能
       監控設備主要由數字高標清IPC,模擬攝像機、高標清編解碼器、IPSAN錄像服務器、視頻服務器、光端機、字符疊加器、視頻分配器、DLP大屏系統、PC工作站、畫面分割器等。


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4.2  OMATE主要產品- MMoIP/HD高清編碼器

產品介紹
◎支持最大17路集中式4U全鋁機框結構,采用插卡式模塊設計,集成度高、可靠性好;
◎機框內配置高質量的雙備份冗余電源保證系統使用上的高可靠性和穩定性;
◎視頻編解碼制式采用PAL制,也可設置成NTSC制式。支持高清720P,全高清1080P的硬件編解碼,同時向下兼容支持標清(D1/4CIF/CIF)的硬件編解碼;
◎視頻解碼支持MPEG-2 ISO 13818-2
MP@ML格式(標清)、MPEG4 ISO14496-2格式(標清)、 H.264 ISO14996-10 BP@L3, MP@L4.0 and HP@L4.0格式(高清);
◎能夠自動識別高清視頻流或標清視頻流,實現平滑、流暢的解碼圖像的視頻輸出,圖像分辨率支持Full HD:1920 × 1080p/30fps/25fps; HD:1280 × 720P/30fps;D1:720×576;CIF :352×288。◎每端口解碼速率為:16K~40Mb/s;
◎提供HD-SDI視頻輸出接口;音頻加嵌或獨立輸入輸出;
◎提供標準以太網10/100/1000Base-TX,RJ-45連接口;
◎1路RS485/1路RS232;
◎支持多種網絡協議:RTSP、TCP/IP、RTP、UDP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP;
◎支持IP單播/組播、SNMP協議管理。
設備特色
◎高清輸出,最大支持1080P/30fps的高清視頻流輸出;
◎1路HDSDI高清輸出;
◎4U集中式最大17路集中解碼輸入;
◎H.264、MPEG2、MPEG4自動識別,無縫流暢播放。
◎支持Web方式或開發SDK協議連接管理;

4.3  OMATE產品方案優勢
1、強大的圖像解碼性能,單解碼芯片可同時處理8路1080P高清解碼。
2、超清的兼容性,可兼容行業中所有標準的MPEG-2/4,H.264碼流

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3、可分別采用獨立式、4U機框、1U機架等安裝結構,以適應多樣的應用環境
4、編解碼清晰度高,圖像質量符合交通部10項指標要求
5、編解碼延遲<300MS
6、支持ONVIF,GB/T 28181, GB/T 28058,DB11等通訊規范
7、支持組播、單薄等傳輸方式
4.4項目應用

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4.4.1、主用控制中心應用

    在主用控制中心將部署一套OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備,通過SDK或ONVIF與控制中心視頻頻服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼。
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器
? 視頻光端機
? DLP大屏系統

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4.4.2備用控制中心
       備用用控制中心將部署一套與主用控制中心相同型號的OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備,通過SDK或ONVIF與備用控制中心視頻頻服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼。
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器
? 視頻光端機
? DLP大屏系統


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4.4.3派出所監控系統
       該系統配置一套與主用控制中心相同型號的OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備及中心控制服務器,通過SDK或ONVIF與中心視頻頻服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器
? DLP打屏系統


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4.4.4公交總隊監控系統
      與主用控制中心配屬一套相同型號的OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備及中心控制服務器,通過SDK或ONVIF與控制中心服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器
? DLP大屏系統

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4.4.5、車站監控系統
       與主用控制中心配屬一套相同型號的OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備及中心控制服務器,通過SDK或ONVIF與控制中心服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器


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4.4.6車輛段監控系統
       與主用控制中心配屬一套相同型號的OMATE HD-SDI高清視頻解碼設備及中心控制服務器,通過SDK或ONVIF與控制中心服務器進行通訊,進而接收視頻服務器轉發過來的視頻流進行轉碼
主要設備:
? 中心控制服務器
? 錄像存儲服務器
? 終端控制器
? 視頻交換機
? 視頻解碼器


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4.4.7與公安監控系統物理隔離對接
       公安系統對安全要求極高,同時使要求對外接入系統必須采用物理隔離對接方式,OMATE的解決方案是在公安系統及軌道交通監控系統之間分別安放OMATE對接轉換器編碼設備及對接轉換及解碼設備,通過光端機機型視頻信號的對接,組成物理背靠背視頻傳輸通道,為背靠背服務器提供邏輯視頻通道即可完成設計要求的物理隔離對接要求。


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