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轨道交通CCTV系统中高清编解码解决方案

一、需求分析
       闭路电视监视系统是城市轨道交通维护和保证运输安全的重要手段。它能够为控制中心的调度员、各车站值班员、列车司机等提供有关列车运行、防灾救灾、旅客疏导以及社会治安等方面的视觉信息。闭路电视监视系统由中心控制设备、备用控制中心设备、派出所设备、公交总队设备、车站/车辆段控制设备、图像摄取设备、图像显示设备、音频录取设备、图像存储设备、图像录制设备及视频信号传输设备等组成。
       该系统控制中心有主用和备用两套中心,主用控制中心还应将16路图像送至TCC指挥中心,满足TCC指挥中心对监视图像自由选择切换的要求。
       车站的图像摄取范围为每站的站台、站厅、自动楼、扶梯、及设有气灭装置的所有设备用房等处,还应覆盖AFC的售票机和闸机、出入口、垂直电梯口及轿厢。车辆段的图像摄取范围为出入段线、平交道口及轨行区,停车列检库内、洗车库及重要公共区域、周界等。
       本系统设置由控制中心和备用控制中心调度员的行车监视、防灾环控监视、AFC监视、电力监视;车站值班员客运管理监视和防灾监视两大部分构成。采用中心远程监控和车站本地监控方式,组成完整的两级监视网络。用户可在任何一个站点根据授权访问各站实时图像和历史图像。各车站视频信号,除本站监视外,还可通过视频数字编码器全编码后送至车站的传输设备,通过传输系统传输至控制中心,控制中心接收并进行相应解码处理后,送入控制中心视频显示设备。对于高速变化的图像,其画面质量不得发生边缘模糊等现象。中心不同调度员对同一幅图像的调用不可重复占用传输带宽。
二、系统构成
       闭路电视监视系统包括专用视频监控及公安视频监控两部分组成,两套系统除视频控制终端、录像调用终端、监视器等监视设备分别设置外,其余设备安全共享。


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       闭路电视监视系统由图像摄取、图像显示及录制、车站控制处理、控制中心/备用控制中心控制处理及显示、派出所/公交总队控制处理及显示、视频信号传输、网管等设备组成。

三、标准规范
3.1行业规范
《地铁设计规范》GB50157-2003
《电子信息系统机房设计规范》GB50174-2008
《电磁兼容》GB/T17626
《彩色电视广播测试标准》GB2097-1997
《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ 49-1992
《安全防范工程设计规范》GB/T16676-1996
《报警图像信号有线传输装置》GB/T16677-1996
《工业电视系设计规范》GBJ115—87
《安防工程技术规范》GB50348-2004
《安全防范系统验收规则》GA 308-2001
《视频安防监控系统技术要求》GA/T 367-2001    
《计算机信息系统安全保护等级划分准则》GB17859-1999
《以太网交换机技术要求》YD/T 1099-2005
《电信设备安装抗震设计规范》YD 5059-2005
《城市轨道交通工程项目建设标准》建标 104-2008
《城市轨道交通技术规范》 GB 50490-2009
《北京市轨道交通指挥中心(TCC)系统技术管理规定(暂行)》
《图像信息管理系统技术规范》DB11/Z 384.1~18-2007
《图像信息管理系统技术规范》DB11/Z 384.1~18-2007
《城市轨道交通安全防范技术要求》DB11/T 646.1~6-2009
《城市轨道交通安全防范系统技术要求》GB/T 26718-2011
电子工业协会(EIA)的有关标准
国际电信联盟ITU-T 有关建议
国际电信联盟ITU-R 有关建议
国际电气与电子工程师协会IEEE 标准
国际标准化组织(ISO)标准

3.2电磁兼容规范
电磁兼容标准及规范
序号 标准号 标准名称
1 GB 8702-88 电磁辐射防护规定
2 GB 9175-88 环境电波卫生标准
3 GB50157-2003 地铁设计规范
4 GB/T 24338.3-2009 轨道交通 电磁兼容 第3-1部分:机车车辆 列车和整车
5 GB/T 24338.4-2009 轨道交通 电磁兼容 第3-2部分:机车车辆 设备
6 GB/T 24338.5-2009 轨道交通 电磁兼容 第4部分:信号和通信设备的发射与抗扰度
7 EN 50121-1 铁路设施 电磁兼容性 第一部分:总则
8 EN 50121-2 铁路设施 电磁兼容性 第二部分:整个铁路系统对外界的辐射
9 EN 50121-4 铁路设施 电磁兼容性 第四部分:信号设备和电信设备的辐射和抗干
10 EN 50081-1 电磁兼容性一般发射性标准 第一部分:居住、商业及轻工业
11 EN 50082-2 电磁兼容性一般抗扰性标准 第二部分:工业环境
12 EN 55022 信息技术设备 无线电干扰特性的范围及测量方法
13 EN 55024 信息技术设备 抗扰特性 范围及测试方法
14 IEC 801-1 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 总论
15 IEC 801-2 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 静电放电要求
16 IEC 801-3 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 辐射电磁场要求
17 IEC 801-4 工业过程测量和控制装置的电磁兼容性 电快速瞬变脉冲群要求
18 IEC 61000-4-1 测试及测量技术 第一节:抗扰性测试概述
19 IEC 61000-4-2 测试及测量技术 第二节:静电放电抗扰性测试
20 IEC 61000-4-3 测试及测量技术 第三节:辐射、射频、电磁场抗扰性测试
21 IEC 61000-4-4 测试及测量技术 第四节:电快速瞬态/猝发抗扰性测试
22 IEC 61000-4-5 测试及测量技术 第五节:电涌抗扰性测试
23 IEC 61000-4-6 测试及测量技术 第六节:由射频电场感应之传导干扰抗扰性
24 IEC 61000-4-8 测试及测量技术 第八节:电源频率磁场抗扰性测试
25 IEC 61000-4-11 测试及测量技术 第十一节:电压下跌、短暂中断及电压变化抗扰性测试
26 IEC 61000-6-2 电磁兼容性一般标准 工业环境之抗扰性
27  国家卫生部颁发的《环境卫生电磁波辐射标准》

四、方案实现
4.1方案概述
       地铁轨道CCTV监控系统主要由车站监控系统、车辆段监控系统,主用控制中心监控系统,备用控制中心监控系统,派出所监控系统,公交总队监控系统,TCC指挥系统,公安系统共同构成,按照管理组织构架要求,整个CCTV系统可构架成一套完整的三级监控智慧平台,即一级TCC指挥平台,二级主用控制中心监控系统,三级车站监控系统、车辆段监控系统,派出所及公交总队在功能上可获得二级主用控制中心监控系统的权限,可调用全线所有监控资源。
       监控系统主要有软件平台和监控设备组成,软件平台将集成视频监控、录像及查询、告警联动、智能分析、系统网关、多级级联,资源共享等功能
       监控设备主要由数字高标清IPC,模拟摄像机、高标清编解码器、IPSAN录像服务器、视频服务器、光端机、字符叠加器、视频分配器、DLP大屏系统、PC工作站、画面分割器等。


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4.2  OMATE主要产品- MMoIP/HD高清编码器

产品介绍
◎支持最大17路集中式4U全铝机框结构,采用插卡式模块设计,集成度高、可靠性好;
◎机框内配置高质量的双备份冗余电源保证系统使用上的高可靠性和稳定性;
◎视频编解码制式采用PAL制,也可设置成NTSC制式。支持高清720P,全高清1080P的硬件编解码,同时向下兼容支持标清(D1/4CIF/CIF)的硬件编解码;
◎视频解码支持MPEG-2 ISO 13818-2
MP@ML格式(标清)、MPEG4 ISO14496-2格式(标清)、 H.264 ISO14996-10 BP@L3, MP@L4.0 and HP@L4.0格式(高清);
◎能够自动识别高清视频流或标清视频流,实现平滑、流畅的解码图像的视频输出,图像分辨率支持Full HD:1920 × 1080p/30fps/25fps; HD:1280 × 720P/30fps;D1:720×576;CIF :352×288。◎每端口解码速率为:16K~40Mb/s;
◎提供HD-SDI视频输出接口;音频加嵌或独立输入输出;
◎提供标准以太网10/100/1000Base-TX,RJ-45连接口;
◎1路RS485/1路RS232;
◎支持多种网络协议:RTSP、TCP/IP、RTP、UDP、HTTP、IGMP、Telnet、ICMP、ARP;
◎支持IP单播/组播、SNMP协议管理。
设备特色
◎高清输出,最大支持1080P/30fps的高清视频流输出;
◎1路HDSDI高清输出;
◎4U集中式最大17路集中解码输入;
◎H.264、MPEG2、MPEG4自动识别,无缝流畅播放。
◎支持Web方式或开发SDK协议连接管理;

4.3  OMATE产品方案优势
1、强大的图像解码性能,单解码芯片可同时处理8路1080P高清解码。
2、超清的兼容性,可兼容行业中所有标准的MPEG-2/4,H.264码流

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3、可分别采用独立式、4U机框、1U机架等安装结构,以适应多样的应用环境
4、编解码清晰度高,图像质量符合交通部10项指标要求
5、编解码延迟<300MS
6、支持ONVIF,GB/T 28181, GB/T 28058,DB11等通讯规范
7、支持组播、单薄等传输方式
4.4项目应用

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4.4.1、主用控制中心应用

    在主用控制中心将部署一套OMATE HD-SDI高清视频解码设备,通过SDK或ONVIF与控制中心视频频服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码。
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器
Ø 视频光端机
Ø DLP大屏系统

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4.4.2备用控制中心
       备用用控制中心将部署一套与主用控制中心相同型号的OMATE HD-SDI高清视频解码设备,通过SDK或ONVIF与备用控制中心视频频服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码。
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器
Ø 视频光端机
Ø DLP大屏系统


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4.4.3派出所监控系统
       该系统配置一套与主用控制中心相同型号的OMATE HD-SDI高清视频解码设备及中心控制服务器,通过SDK或ONVIF与中心视频频服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器
Ø DLP打屏系统


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4.4.4公交总队监控系统
      与主用控制中心配属一套相同型号的OMATE HD-SDI高清视频解码设备及中心控制服务器,通过SDK或ONVIF与控制中心服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器
Ø DLP大屏系统

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4.4.5、车站监控系统
       与主用控制中心配属一套相同型号的OMATE HD-SDI高清视频解码设备及中心控制服务器,通过SDK或ONVIF与控制中心服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器


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4.4.6车辆段监控系统
       与主用控制中心配属一套相同型号的OMATE HD-SDI高清视频解码设备及中心控制服务器,通过SDK或ONVIF与控制中心服务器进行通讯,进而接收视频服务器转发过来的视频流进行转码
主要设备:
Ø 中心控制服务器
Ø 录像存储服务器
Ø 终端控制器
Ø 视频交换机
Ø 视频解码器


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4.4.7与公安监控系统物理隔离对接
       公安系统对安全要求极高,同时使要求对外接入系统必须采用物理隔离对接方式,OMATE的解决方案是在公安系统及轨道交通监控系统之间分别安放OMATE对接转换器编码设备及对接转换及解码设备,通过光端机机型视频信号的对接,组成物理背靠背视频传输通道,为背靠背服务器提供逻辑视频通道即可完成设计要求的物理隔离对接要求。


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