某地市岸基视频监控整体方案设计说明

发布:2016-12-29 10:01      点击:
 

一、项目简介

       对目标区域的动态瞭望、360°全景、视觉扫描感知、可疑目标锁定、监控目标地理位置定位、自然灾害紧急搜救、重要区域闲杂人员清场、过往目标(海域船只、海岸车辆和人员等)统计等需求,集成预警报警、紧急搜救、应急指挥等多功能于一体,实现对目标海洋特别保护区范围内的动态监视监测功能。另外,系统整体应能适应安装地点的温度变化,且能抵抗强风、雨雪、盐、雾、腐蚀、海浪等恶劣气候影响。

二、系统建设的总体目标与主要功能

(一)总体目标和主要建设内容

         为满足开展国家海洋保护区管理的工作要求,本系统的建设将依托专用军工标准的微波无线传输信道和接入电路,安装保护区视频监控采集与传输设备,并在各级海洋保护区管理部门建设视频监控平台,将现场图像实时传送到各级管理部门,实现视频音频信号及相关数据采集、数字化、压缩、无线传输,图像信息的本地存储、导出和远程调用控制,GPS定位数据及各种传感器数据上传预留接口等功能, 构建全国国家级海洋保护区视频监控系统提供基础接入点。本次采购的所有设备需要符合海环字〔2011〕6号文件精神。

(二)系统主要功能目标

    本项目充分遵循国家海洋局的有关要求和部署,在国家级自然保护区内采用微波信道进行无线传输的方式将整个监控系统无缝的连接的一起,主要功能要求如下:
    1、利用微波无线网络技术,实现新建监控点国家级自然保护区的远程无线视频监控功能,不需要为新建监控点铺设大量网线、视频线等线材,减少布线施工成本,并实现国家级自然保护区的远程无线视频监控功能。
    2、本系统建好后,须具有较强的监控系统扩展能力,使后续建设方便易行,在有线视频加装一对专用的信号收发器就可扩展为新的无线发射点。
    3、前端设备即插即用,适合移动行进,灵活方便。
    4、系统功能强大、利用灵活、前端设备全数字化录像,便于信息资料的保存和检索。
    5、在网络中的每一台计算机,只要安装了客户端的软件,给予相应的权限就可成为监控工作站,实现直接远程实时访问前端视频图像。
    6、本监控网能够与国家海洋监控网络系统实现无缝对接,实现与国家海洋监控平台完全兼容。
项目完成后整个保护区监视监测系统要求达到国内领先水平,对于其他保护区的信息化建设具有一定的引导作用。

(三)岸基视频监控系统建设

    本次软件、硬件设备及系统集成满足海环字〔2011〕6号文件以及以下要求:
    1、采购内容包含设备以及确保设备能够正常使用的所有配套服务,即与采购设备相关的安装、调试、配置、优化、培训、维护等服务均在采购内容所囊括的范围内。此外凡招标文件中未提及的,但为实现该系统功能所必须的设备、材料、服务等,应在投标文件中列出,在投标总报价中,应包括该部分费用,投标人进行投标时应充分考虑这一点。
    2、将图像采集系统、预警系统等各套视频系统统一接入莱州市海洋和渔业局指定的网络视频综合服务平台,实现对音视频录像的存储、回放、调用、控制操作、用户权限等统一管理,尤其确保满足以下要求:
    (1)多客户端同时访问观看时不影响各客户端的视频流畅和质量程度;
    (2)跨地域等视频调用查看无安全性问题,并保证视频流畅,延迟≤10S;
    (3)能实现对所有编码器、解码器、云镜键盘等物理设备的统一管理;
    (4)充分体现和实现权限管理;
    (5)确保能与原有和后期新添加设备的充分兼容;
    (6)对视频信号的处理功能不低于主流NVR,支持CIF、D1/720P/1080P;
    (7)本项目所有摄像机的视频录像数据均存储至保护区机房内的存储服务单元,单路视频按1080P/25fps实时录像计算,总存储容量需满足不低于60天录像时间要求(按照要求,经计算存储硬盘共需16TB,需4块4T硬盘)。
    (8)服务器平台支持硬盘热插拔的基本功能;
    (9)具有网络异常报警和网络自动恢复功能;
    (10)支持断电保护功能;
    (11)支持病毒检测和防病毒入侵功能;
    (12)支持数据的USB接口导出功能;
    (13)支持多路开关量输入输出接口,实现报警信号输入输出,环境监测的各种传感器及各种仪器仪表的数据接口,具备必要的指示灯以实现对设备的控制和设备运行工作状态的指示;
    (14)鉴于网络视频综合管理平台为项目的主要设备,因此投标人在设备选型上应该保持谨慎,所提供产品应该功能丰富、功能强大、操作简单、高质量、高稳定和可靠性。
    3、该项目要求系统在进行25fps的704×576录像同时,能提供不低于20fps的704×576的网络传输码流编码的能力。
    4、存储硬盘是整个系统数据安全性的重要设备之一,所以对于硬盘,项目要求采用专业适用于野外恶劣环境下使用的军工级别硬盘,确保硬盘不受温度、湿度等影响;保证所有数据的安全性。
    5、前端的无线微波收发设备的射频性能指标和工作频率符合军工标准相关要求;能够主动获取当前网络速度,并根据网络速度适配不同的视频质量;在传输速率变化时,能自动适配信道的变化;能够在不同中继站或无线接入网关之间自动漫游及切换;内置式SD卡或硬盘存储,存储方式为流式文件;H.264编码、RS232透明通道数据传输;具有宽电压保护功能。
    6、摄像机是整个系统音视频采集设备中最重要的设备,防护罩采用全天候环境设计,高强度金属外壳,抗震、抗冲击、防雨、防腐蚀,防护强度达到IP67等级,带雨刮功能和加热功能,结合缝隙小;
    7、项目实施要符合国家海环字【2011】6号文件的环保节能相关要求,并结合当地的气候条件,部分供电要求采用垂直轴风光互补供电的方式。供电模块是保证该系统正常运行的必要条件之一,对提供的设备要做到以下要求:
     (1)风光互补系统:风光互补系统大于等于900W、蓄电池容量大于等于900AH;
    (2)风机要求适用的风速范围为2.5-35m/s,风力发电要求为垂直轴;
    (3)要求风机启动不需借助外力,对风向无要求;
    (4)要求立杆高度≥6.5米,双层热镀锌,抗风等级≥12级;
    (5)风电转化率≥95%,光伏转化率≥90%;
    (6)风机转动噪音≤35dB;
    (7)蓄电池电量要求保证阴雨或无风天气时≥3天供电;
    (8)要求输出的电压为220V,并配有自动变压设备。
    8、项目要求系统可在全天候条件下运行,整个系统设备在采购和安装的过程中都需采购相应的避雷设备,为所有设备在全天候环境条件下运行提供保障。防雷设备主要需要三合一防雷器、POE防雷器、避雷针直击保护。
    9、摄像头位置选址要科学合理,能够通过六组摄像头覆盖整个保护区近海海域,选址完成须经过甲方书面确认位置后方可施工。

三、方案设计

(一)监控区域摄像机布置图

 
保护区视频监控拟覆盖区域-示意图

(二)系统建设达到实际目标

          随着视频图像监控系统的普遍大范围利用,以及远距离昼夜监控技术、高效透雾成像技术、近红外激光辅助成像技术的研发和利用,使得高清、透雾、远距离、昼夜监控技术已越来越多的利用于各行业各领域,我国的边防安全管理、海域动态管理、海岸线管理、边检/缉私管理、海事/海防/海警执法管理等领域都已经成功应用。
       本系统是采用目前国际先进的由杭州大华技术股份有限公司生产的远距离透雾摄像系统配合近红外激光照明系统实现远距离昼夜监控,系统成像技术性能稳定,不受天气环境因素影响,无论是白天还是雨雾天气、漆黑的夜晚均能正常工作,采集高效的视频图像信息24小时无缝监控。
       根据招标文件具体要求,结合边境区域特点的实际情况,我公司本着“布局合理、质优价廉、功能齐全、配套服务”的原则。系统建设后对边防区域实时瞭望观察,做到实时、准确、动态、全天候的高效监控,提高管理单位的管理力度和加强边防管理措施。
本次设计是初步按照边防区域的情况,选择监控距离8-10公里远距离激光昼夜监控一体化云台摄像机,对边防区域进行360度无死角扫描监控,真正实现全天候24小时无间断监测。

三)设计原则

      先进性:所谓先进是指要求采用的产品和系统是当代先进计算机技术的应用成果,具有一定的前瞻性,特别是符合计算机和网络通信技术最新发展潮流并且应用成熟的系统。
保密性和安全性:必须符合国家的安全标准和要求,以保护内部信息特别是密级信息不被非法访问。系统设计时应充分考虑数据库和应用系统的安全性, 建立身份认证、权限认证,彻底屏蔽内外非授权用户的非法访问。
    智能化:系统中采用的产品和系统本身必须具有智能特征,比如自主编程、记忆功能、主动检测等;前端设备与系统必须有良好而可靠的通讯能力和故障自动检测、报警功能等等。
    网络化:在计算机网络技术高度发展和广为应用的信息社会,设计完成的监控系统中所采用的产品和系统,必须与计算机网络技术相结合,实现各个子系统的信息共享,才能适应时代的前进、技术的进步,满足更广范围巡查的要求。
    实用性:我们这里讲的实用是指要求所采用的产品和技术经过了市场的考验,能满足目前监控系统的需要而无华而不实之嫌,决不搞盲目投资、浪费资金。
    成功应用:系统设计采用的产品和系统,必须是经过了一定时间市场考验的成熟产品,特别是在国内应该有成功的应用案例。
    合理配置:系统设计时,应对需要实现的功能进行合理的配置,并且这种配置应该是可以被改变的,甚至在工程完成后,功能、配置的改变也是可能的和方便实现的。
    良好操作:系统的前端产品和系统软件均具有良好的学习性和操作性。特别是操作性,应使一般水平的管理人员,在粗通电脑操作的情况下通过培训能掌握系统的操作要领,达到能完成监控任务的操作水平。
    可靠性:设计必须遵守的原则是保证系统的可靠稳定运行。这个原则要兼顾到两个方面:
    ①系统运行可靠:要求从计算机的配置到系统的配置、前端设备的配置都要仔细考虑这个问题,对所有的设备进行认真的可靠性认证。
    ②保存和恢复设置方便:在实际运行中,即使系统的故障率非常低,也会因为各种意想不到的原因而出现问题。所以在系统设计时要考虑到系统设置数据的方便保存和快速恢复。
    开放性:即使是最先进的系统,也有随时间的推移而落后的可能。在系统设计中,我们选用产品和系统时,应充分考虑系统的升级、扩展、维护问题,设计应全面、周到,注意预留到位并留有充分余量,以适应未来发展需要,主要体现在以下方面:
    ①智能化升级——系统的软件是最有可能升级的,选用的系统管理软件必须有厂家的免费升级承诺。升级的操作应该相对简单,由系统管理员即可完成,不需要繁复的操作和专门的技术。
    ②模块化结构——为方便硬件的维护和升级,设计时采用的设备应为高度集成的模块化产品。由其组成的系统应是模块化结构。这样便于系统的维护和升级。
    ③经济性——为了确保投资合理性,要在满足其它基本原则的基础上选择性能价格比最优的系统和产品,从而使系统投资物有所值,不造成盲目投资。

(四)设计依据

《民用闭路监视电视系统工程技术规范》(GB/50198-94)
《系统接地的型式及安全技术要求》(GB14050-93)
《安全防范工程程序与要求》(GA/T75-94)
《安全防范工程验收规则》(GA/T308-2001)
《工业电视系统工程设计规范》(GBJ 115)
《安全检查防范系统通作图形符号》(GA/74-94)
《火灾自动报警设计规范》(GB50116-98)
安全防范工程费用概预算编制办法(GA/T70-1994)
视频安防监控系统技术要求(GA/T367-2001)
      本设计以国家、行业标准作为设计依据,并结合边防安全管理的具体情况,充分考虑系统总体协调的统一和兼容性,先进性、安全性、可靠性及稳定性是方案设计所依据的重要原则;并兼顾了可视化管理的远程昼夜视频监控性能,为相关管理部门对管理区域的监管提供可靠的依据。

(五)系统特点

    “海域/岸基视频监控管理系统”不受环境因素影响,24小时无缝监控预警;实现了对边防、海事、海域等管理的数字化、科学化。

1、该系统优势

     ▷纳米波滤光技术穿透烟雾,清晰成像。
    ▷近红外激光照明系统,采用主动探测辅助光学镜头照明成像方式,不受可光源影响,夜间无光环境激光主动补光正常成像监控;
    ▷一体化结构设计,性能稳定;透雾摄像机与高清透雾自动变焦镜头的完美结合;近红外激光照明监控系统的成熟应用,在漆黑的夜晚系统同样正常工作,弥补了普通监控系统受环境光线制约的缺点,对目标物实现重点监控,实现了远距离24小时成像监控。
    ▷自动巡检系统采用重型预置位云台,具备预置行程,最大利用机器智能方式运作,无需看管而自动巡测。
    ▷自动预警系统发现监测范围内有异常目标自动预警,将方位等信息上报监控中心,提示人员具体位置状况信息,以便马上处理。

2、系统内部主要设备具有以下特点

    海域/岸基视频监控管理系统,是采用热成像测温方式,直接使用前段摄像机实现了目标视场区域内温度的计算,当发先高温物体时立即发出预警信息,保障了预警的准确性,而且不受天气因素、环境因素的干扰;主要产品的选型要素如下:
▷视频监控摄像系统的特点
    由于监控环境为海域,要使摄像头能够监测的范围足够大,除了需要选择合适的安装地点外,另外就是要选择合适的高清长焦镜头。摄像机具有优良的光圈范围、适中的焦距范围、具有IR修正功能和红外低照度黑白/彩色自动转换功能,自动聚焦功能、预置位功能;在海域内由于天气情况光线变暗的时候,系统会自动转换成夜视模式,保障了在低照度下的成像监控功能。
▷近红外监控系统的特点
    近红外辅助照明系统是采用进口半导体红外激光器控制器、结合先进的光纤耦合技术,智能温控/制冷型大功率激光器,实现在夜晚环境下的激光光束照明功能,采用主动式光透射功能对光学成像系统进行补光,使光学视频监控系统达到成像监控的光源,满足夜晚监控管理的需求。系统集成了智能激光控制系统模块,感光自适应光束控制系统嵌入式芯片SLD-JGV1.3,与摄像机镜头调节同步控制激光器光斑,保障清晰成像。
▷云台的特点
    在本系统中配置云台的作用就是实现视频监控系统大范围扫描,在选择云台方面除了需要满足适应室外使用的要求外,很重要的一点就是要选择高精度变速云台,且云台变速范围需要和近远焦时视场角范围相适应。
▷设备安全性及避雷性
    系统安装在较高处(保证可视范围需要),发生雷击的可能性很大,需要考虑全面的防雷措施,第一是在安装杆的高处需要安装避雷针,以防直击雷的破坏,各个关键设备需要安装避雷器以浪涌对设备的损坏,接地良好是保证设备安全的关键。  


                            实际安装案例图
 

(六)系统结构

         前端激光昼夜监控一体化云台摄像机输出的视频图像信号,通过IP端口输出给数字微波传输设备主机,通过数字微波系统的压缩打包后,将数据整体远距离发送给监控室位置的接收端口,接收到数据信息后解压输入到交换机。监控室其他系统设备如监控管理工作站(服务器)、NVR存储、大屏等直接从交换机调取前端数据,根据各自不同需求调取到数据后进行各自的管理、存储、显示等。

系统拓扑图

(七)视频监控管理软件及系统特别功能介绍

1、视频监控平台

基于网络的全数字化的信息传输和管理系统,它结合了现代音、视频压缩技术、网络通讯技术、计算机控制技术、流媒体传输技术,采用模块化的软件设计理念,将不同客户的需求以组件模块的方式实现。主要应用于各类大型复杂的联网监控项目,能够对数量和种类都非常庞杂的各种系统、各类设备进行简便高效的管理,对各种突发事件、警情信息进行有效的掌握,对各种资源迅速直观地调度整合,从而实现视频联网实时监控、报警预案处理、应急指挥等应用所需的强大的综合指挥管理的功能。
监控服务器是整个网络视频监控的核心,它对下连接前端各种数字设备并接入前端视频画面、接收存储并转发前端的各种报警信号、转发监控终端对前端的控制指令,对上接受报警终端或数字矩阵的视频调度命令、转发视频至相应终端、按监控终端的指令对相关视频进行实时录像,其自身又提供了对前端视频编码器的分层次管理,对用户的分级权限管理;用户通过网络将前端音视频数据实时存储在中心服务器上;服务器数据库记录了重要的视频资料信息、报警信息、监控点信息、其它数据信息,一般用户通过WEB登陆服务器,可以在统一的界面查询任何对他授权的信息 。
电视墙由显示工作站控制,显示工作站将网络传来的数字压缩图像还原成初始图像,分别以1/4、1/6、1/8、1/9、1/16模式等离子监视墙上显示,并可以通道轮巡的方式进行图像监视,轮巡组和轮巡间隔时间可由管理员自由设置,每路视音频参数可以完全独立设置。

海域动态管理监控
海域动态安全管理系统平台
总控工作站主要向管理员提供对管辖区域内设备的管理、状态的监视以及告警的管理。总控工作站的各种数据均是从管理服务器获取,管理服务器主要负责数据收集、存储、转发,总控工作站负责数据的处理和可视化显示。总控工作站可以同屏16路监控前端任意采集工作站的任何多路的视音频,通过授权可以控制前端云台和镜头。

2、系统功能

    系统由国家安全机构指挥中心监控管理平台构成,实现国家海域安全管理远程24小时监控的需求。系统由高清透雾摄像机和长焦透雾镜头、高精重载云台、激光照明系统、控制系统、功能软件、电源系统等组成。它能够全方位、全天候观察海上船舶、海岸线情况、海域动态、岸基车辆/人员活动等情况,是一种能够实时监控和发现紧急情况、迅速掌控海域动态的新型智能化监控系统。值班人员可在值班室完成对千里之外的边境情况进行实时监控,指挥员也可在指挥中心通过监视器画面了解真实情况、指挥工作;主要有以下功能:
    ▷信息实时直达,指挥控制高效。通过互联互通的对现场实时场景直接共享给各级职能部门、信息指挥控制能力全面提升。
    ▷网上边情处置、网上指挥控制等系统,让省海洋局实现了高效指挥决策。执勤景况直接显示在各级指挥中心,遇到情况上报方便快捷,指挥中心网上发布指令,"现场"同步指挥,实现了监控即时化。
    ▷视频监控、昼夜监测等多种高技术观测手段在边境一线大显神通。
    ▷边情报知快捷,突发事件实时掌控。
▷管理全面、直观、可视;可全天候、全时段、全方位对边防一线重点区域、重点海域进行动态监控。

四、混凝土底座及立杆安装施工要求

(一)混凝土底座施工要求

在确定的位置上,根据地笼基础的开挖要求,并按地质情况,进行修正,挖掘基础坑。一般开挖的基础坑的深度为地笼高度*1.5,地笼基础的开挖宽度为:底法兰盘宽度*2.2将预埋件地脚螺栓法兰盘以上的螺纹包扎好,以防损坏螺纹。准备好监控杆基础内的电缆管(3寸管,如有弯曲,其弯曲半径应大于1米)。 
监控杆基础的混凝土为25#砼以上。
在浇注混凝土前,所有监控杆预埋件的法兰盘必须校正水平并加以固定,以防浇注过程中移位。(各种预埋件地脚螺栓方向详见简易施工工艺图)。在浇注过程中,混凝土应从基础四周均匀浇注。浇灌过程应用振动机或人工捣固等方式捣实混凝土。与此同时应不断检查法兰盘的水平度、地脚螺栓方向及预留孔洞的情况。当发现移位变形时应立即停止浇灌,并采取补救措施。 
灯杆到沙井的电缆保护管要做好防护措施:
▷到预埋件处的管口要放正中或靠进管方向前端,方便日后安装拉线。
▷用纸或布条把预埋件的管口封住,以免倒进混凝土。并在 混凝土凝固前将浇灌外观缺陷的修复完毕。
监控杆基础的混凝土浇注面必须与法兰盘齐平。或预埋件法兰盘低于周围地面50~80mm(适用铺设广场砖)或高出周围地面10~30mm(适用于不铺设广场砖)以防止积水。
基础地笼浇筑完成后养护期为10-15天。夏季10天以上,冬季15天以上。

(二)监控杆安装施工要求

在基础养生、线路敷设结束后,才可进行立杆施工。在立杆施工前需要做以下工作:
▷准备施工车辆,需要准备可运载杆体的平板货车和5吨以上的起重吊车。
▷清理地笼钢挡板上平面的水泥残留物,检查主筋螺纹是否完好、洁净。
▷备齐杆体连接用的配件,准备一些杆体抄平用的垫铁。
▷备齐专用工具和材料,如扳手、水平尺、钢丝绳、大绳、镀锌铁线(8#线)等。
立杆时,宜按以下顺序操作:
▷把杆体和横臂在地面摆放整齐,杆体底座法兰正对地笼。把电缆沿杆体、横臂穿出,在横臂头处预留余量并盘好。
▷把杆体与横臂用紧固件连接紧固,安装立杆顶帽。
▷用吊车把杆体吊起,并在横臂头处绑一根10m铁线,在地面需人工调整横臂安装方向。
▷把杆体底座法兰坐到地笼法兰盘上,安装地座螺丝、紧固。
▷用水平尺测量杆体各方向垂度,在两法兰间塞入垫铁反复调整杆体垂度,使杆体各方向保持与水平面垂直。
▷检查底脚螺丝紧固程度。杆体底脚螺丝需用加长杆扳手紧固,不允许有任何松动。

五、系统防雷设计

(一)防雷概述

    海域/岸基视频监控管理系统前端视频采集系统由于建设在野外,受到的主语自然灾害威胁就是雷电。前端监控点防雷又包含直击雷防护,供电系统感应雷防护,电子设备感应雷防护,接地系统,线缆屏蔽;监控中心防雷包含直击雷防护,供电系统感应雷防护,电子设备感应雷防护,接地系统,线缆屏蔽,等电位连接处理。

(二)雷电侵袭主要途径

    ▷直接雷击的侵袭:雷电直接击中建筑物或暴露在空间的各种设备、各种架空金属线缆(如电力电缆、通信线路、网络布线等)。它可能在数微秒之内产生数万伏乃至数拾万伏的高压,产生火花放电,形成巨大的热能和机械能量,摧毁建筑物、设备,危及人身安全。
    ▷雷电波侵入:雷电虽然未直接击中建筑物或设备,但击中与本建筑物或设备相连的金属管、线,通过传导的方式经电阻性耦合将雷电波引入建筑物内,损害与之相连接的用电设备、通信设备、计算机网络等设备乃至危害人身安全。
    ▷雷击电磁脉冲干扰:雷击发生时,由于雷电流迅速变化在其周围空间产生瞬变的强电磁场,使附近导体上感应出很高的电动势,诱发强大的雷击电磁脉冲,经感性耦合、容性耦合或电磁辐射产生脉冲过电压和过电流损坏有关设备。
    ▷随着科学技术的发展,大量采用微电子技术的、先进的计算机信息系统、监控、通信等网络日益广泛地应用于各种建筑物中。而微电子设备的高度集成化,低工作电平和小工作电流的特点,又带来绝缘强度低,耐过电压、过电流的能力差等致命弱点。美国研究报告[AD-722675]指出:当雷电活动时,磁感应强度达到0.07GS时,计算机发生误动作,当磁感应强度超过2.4GS 时,计算机发生永久性损坏。因而雷电所产生的雷电电磁脉冲对微电子设备将产生严重的危害。根据统计,雷电对微电子设备的破坏而造成的损失,已远远超过了雷击火灾的损失,成为当今电子时代的一大公害。
    ▷地电位反击:当设备没有采取等电位接地措施的情况下,由于各接地系统本身的接地途径不同,冲击接地电阻差异,以及在泄放雷击电流时,所通过的雷击电流存在差异,导致地电位升高和不平衡,当地电位差超过设备的抗电强度时,即引起反击,损坏设备。

(三)雷电防护措施

    根据以上分析,雷电侵入机房及计算机、通信等网络系统的途径主要有:经电源系统引入;信号传输通道引入;由于多点接地而产生地电位反击及因机房屏蔽不良而造成雷击对网络及其设备的电磁脉冲干扰等。
    现代防雷是一个系统工程。防雷工程设计强调全方位防护,综合治理,层层设防。为了提高机房设备及网络系统的运行可靠度,为机房工作人员提供安全的工作环境,一方面需要架设良好的避雷针,避雷带,采取完善的直击雷防护措施。另一方面,电源系统(所有供电设备、用电设备、备用发电设备)、天馈系统、信号采集传输系统、程控交换系统、计算机网络系统等设备进行可靠有效的防护,在拦截、分流、均衡、屏蔽、接地、布线等六大方面均作完整的,多层次的防护。

(四)防雷产品选型

    系统防雷分为系统防雷和电源防雷。电源防雷的关键是作好接地,而高空瞭望监控的摄象机往往置于野外制高点,接地很难作好,所以要根据具体地形,因地制宜。最为基本的做法是,在建设安装支架时,同时作一个埋地的铁丝网结构,大约直径为10米左右,该铁丝网的形状类似蜘蛛网形式,埋地深度大约为1米左右,如果条件允许,可以进一步买一些木炭,提高导电率。

(五)接地极

    接地是防雷的基础,标准规定的接地方法是采用金属型材铺设水平或垂直地极,在腐蚀强烈的地区可以采用镀锌和加大金属型材的截面积的方法抗腐,更合理的方法是利用建筑物的基础钢筋地网作为共用接地系统,这有事半功倍之效。 如建筑物没有基础钢筋地网,宜在建筑物四周埋设人工垂直接地体和水平环型接地体。接地体的冲击接地电阻不宜大于4欧,如达不到要求可用添加降阻剂和增加接地体数量等方法来降低阻值。
ND20-C/2P二合一防雷器技术参数
    额定工作电压:220VAC。
    最大持续运行电压:275VAC。
    端口类型:单端口SPD。
    保护模式:单级1+1 保护。
    标称放电电流:20KA(8/20μs)。
    最大放电电流:40KA(8/20μs)。
    限制电压:1.5KV。
    端口最大接线能力:35mm2
    外壳防护等级:IP20。
    防雷模块告警指示:绿色正常,红色失效。
    SPD远程监测:正常常开,异常常闭。
功能与特点:
    ND20-C/2P型二合一防雷器用于保护对电磁干扰敏感的监控系统,使其免受雷电过电压和感应过电压、静电放电等所造成的损坏。适用于电源、网络信号一体化综合保护。
    其主要特点是:
    •采用多级保护电路,残压水平低,防护效果好
    •核心部件选用国际名牌产品,性能优异
    •通流容量大,响应速度快

    •性能稳定、工作可靠
    •使用方便、无须维护

六、系统通信及兼容性设计

(一)选型要求

本次系统通信传输部分计划采用数字微波传输方式,将前端视频图像和报警信号数据通过转发到就近点的方式,汇总后通过传输到监控管理中心。

(二)兼容性设计

前端采用375万像素高清一体化激光夜视仪 ,三级透雾功能,雾霾天气的能见度大幅提升至四倍以上;
 激光镜电动云台,无需手动调节光轴,用户可远程遥控调节,确保光轴无偏差,从根本上避免行业内常常出现的野外爬高进行二次调节的大麻烦;
 光斑存储功能,用户可根据需要调整照明光斑的大小和强度,并可存储记忆,有效避免手电筒效应和激光浪费现象;
 采用近红外激光照明器,易于隐蔽,照明效果好,不受外界照明影响;
 室外变速重型云台(含云台解码器)、室外全天候大型防护罩(含雨刷、恒温控制)四项设备将视为一个完整密不可分的“综合成像及控制整体设备”,该整体设备实现内部集成一体化,并对外提供统一的通信、电源和接地接口,包括:RJ45通信控制接口,且接口通信协议符合TCP/IP,ICMP,HTTP,HTTPS,FTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,RTCP等行业标准等多协议,AC24V电源接口、接地线连接接头。
(三)通信设备选型    
    Doublecom DB6000ACLST是一款支持802.11ac标准的高性能、高带宽、多功能、室外型电信级无线设备,该设备基于802.11n的MIMO(多进多出)技术,采用了2T2R的构架,最大发射功率1000mw,无线频宽支持20/40/80MHz,最高带宽可达866Mbps。
    Doublecom DB6000ACLST工作在5.8G免许可证频段,集成5150~850MHz 18dBi双极化天线,可工作在点对点桥接模式,最远桥接距离可达15公里;还可作为多点通信的前端客户端模式,支持TDMA(时分多址)通讯技术,利用Doublecom DB6000ACL做中心接收基站,可同时带15个以上的分点,每个点8Mbps以上的净传输带宽,可用于点对多点的高清的视频监控传输。
    超强特性
    ▷工业级设计防水等级IP67,芯片支持-45℃~+75℃恶劣工作环境。
    ▷站点设备支持8级无线链路信号强度指示灯,方便天线方向校对。
    ▷独有高带宽协议10KM情况下带宽可达300Mbps。
    ▷独有抗干扰机制支持在5G频段时,10台以上不同频率基站共存同一中心,互不影响。
    ▷支持发射功率自动整调(IEEE802.11h);手动调整步进1dBm。
    ▷支持4920MHz到6100MHz超级频段,支持多国频率漫游(IEEE802.11d)。
    ▷支持QoS(网页、邮件、QQ、语音、视频、数据等任意优先传输)功能。
    ▷支持车载、船载快速漫游切换功能。
    ▷支持站点隔离及带宽控制。
    ▷支持站点指定信号强度连接范围设定。
    ▷支持20MHz、40MHz、80MHz频宽选择。
    ▷支持DFS(Dynamic Frequency Selection )。
    ▷设备内置看门狗,杜绝死机,超强稳定。

(四)通信协议

    “综合成像及控制整体设备”(前端设备)、(传输设备)、中央监测综合管理软件(后端软件)三者之间应能实现相互对接,涉及三者的相关物理接口和通信协议都必须遵循以下统一标准:
    接口(物理接口类):RJ-45 10/100M自适应以太网接口;
    串口控制协议(通信协议类):Pelco-P、Pelco-D行业标准等多协议;
    网络传输协议(通信协议类):TCP/IP网络协议。

(五)通信拓扑图

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七、供电设计

(一)简介

随着海洋建设的飞速发展,安全运行相关设备的大量使用,监控设备在海域管理上发挥的作用是及其重要的,但往往为这些重要设备提供电源需要建设很长的电力线路成本造价高周期长严重影响了系统的实施;而且本次系统为海域岸基监控,布线线路长会造成施工不变,而且施工线路如果外挂会造成对海域的影响,并且由于游客、闲杂人员等数量众多,会造成对一些铺设线路的破坏,使设备无法正常工作,故本次系统设计考虑使用目前比较流行的环保节能型的风光互补供电方式,即保证了系统的供电同时有效利用了太阳能和风能,达到了环保的效果、同时也方便施工便于管理。
太阳能
采用太阳能发电解决设备供电问题成为最快、最有效的办法,无须架设电力线并且一次性投资,无需缴纳电费。发电操作简单、既经济又节能、环保。并且太阳能供电是一种既不消资源又无污染排放的清洁能源,使用寿命长、性能稳定、维护费用较低。
风能
风力发电是一种廉价的再生能源, 它的发电成本要远低于其他发电,但其发电量受天气的影响较大。为了弥补风力发电的不足,现经常采用的方法是风、光互补系统, 就是将风力发电、太阳能发电结合起来,这样就能在一定程度上满足系统工作、生活的需要。
1、设计原则
    根据山东地区的太阳能资源具体情况和负载耗电量确定太阳能发电的容量。
    经济、实用、可靠、安全。
    外形美观大方,推广新能源。
    适宜沿海附近环境、抗风能力强。
2、设计依据
    1.2.1对此系统提出的主要指标
    ▷太阳能电池组件保证使用寿命长,设计在25年以上;
    ▷蓄电池容量能满足负载连续供电90小时设计要求;
    1.2.2常规和经验参数
    ▷太阳能电池方阵倾角为45°;
    ▷太阳能电池方阵面获得的辐射量为平面值的1.1倍;
    ▷经计算山东地区平均每日峰值日照时数(方阵面上)为4.5小时以上。

(二)太阳能组件

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1、主要特点
2、组件设计
采用多晶硅太阳能电池进行串联以形成12V和24V各种类型的组件。该组件可用于各种户用光伏系统、独立光伏电站和并网光伏电站等。
3、组件选材
    电池片:采用多晶硅片太阳电池(尺寸为125mm×125mm)。电池的减反射膜为增强等离子化学气相沉积的氮化硅膜,呈深蓝色。电池的平均转换效率在14.5%以上。
    组件边框:组件边框是由阳极氧化优质铝合金边框制成,其表面氧化铝膜的厚度为25微米。组件边框设有四组方便安装的螺孔和一组接地孔,完全满足国际权威机构认证要求.
    钢化玻璃:组件的表面玻璃采用低铁(含铁量低于0.02%)钢化玻璃,其厚度为3mm,其大部分光波段的透光率大于92%。
    封装材料:组件由国外进口的抗老化EVA(乙烯—醋酸乙烯聚物)和耐候性好的优质TPT(复合氟塑料膜)材料层压而成。
    接线盒:组件的接线盒采用了优质PP材料作为接线盒外壳和内绝缘材料,镀银铜质电极材料作为接线柱,并配置两个旁路二极管以减少热斑效应。接线盒具有很好的密封和防水性能。
4、充电控制器

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太阳能充电控制器,原理简述(原理图)

太阳能控制器技术指标:


工作电压 12V、24V电压自动识别
电压范围12V 6.9V~17.2V
电压范围24V 17.3V~43V
允许的工作温度范围 -10℃~+50℃
允许的储存温度范围 -20℃~+80℃
功耗 12V:ca, 12.5mA , 24V:ca, 15.8mA
脉宽频率 30Hz
最大输入电压 45V
最小蓄电池电压 6.9V
 
 
电流
25℃时,模块的最大连续电流 15A 20A 30A 60A
25℃时,负载的最大连续电流 15A 20A 30A 60A
额外的温度保护
负载的断开〉85℃
负载的再次连接〈75℃
 





(三)风力发电机

设计拟采用24V 300W风力发电机组
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风机外形美观,机械和电器性能良好安全可靠。发电机发电性能良好,功率达到100%以上。风叶设计合理且具有先进设计及制造水平。每片风叶重量误差都控制在3g以内,故次平衡度极佳,噪声极低,安全性能极佳。如果同时选购我司的风机系统控制器还具有电器超速阻尼系统可以说是双重保险。风机安装有整流电路系统,采用直流DC输出,使安全特性更可靠。
技术参数:

未命名

(四)风机控制器

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    风机额定功率:1kw
    太阳能额定功率:1kw
    蓄电池额定电压:96v
    带低压充电功能

(五)免维护蓄电池选型

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储能用阀控式采用优质、高纯度高锡铅多元合金及超纯电解液,电池自放电小,深度放电恢复性能,专利极板技术,可以有效提高电池的低温性能及接收充电能力用于电池光伏太阳能和风能发电系统,起作用是储存电能和缓冲系统电压,同时考虑其使用环境特殊性。光伏太阳能风能储能用阀控式密封铅酸蓄电池是根据其特殊用途专门设计的,合金正极板,深放电恢复能力卓越,彻底消除“早期容量下降”的困扰。高能量密度,电池容量提高15%。储能特殊工作条件下,3年内容量损失不大于20%电池放电小,25℃下为0.5-1.0%。工作环境温度-30℃~55℃。
产品特点: 应用域:
*适应环境温度广-30到55℃ *应急照明系统
*使用寿命长,NP为3-5年 *电子仪器、电子系统
*安全防爆 *铁路、船舶
*无游离电解液,侧倒90度仍可使用 *邮电通信
*内阻小,在电流放电特性好 *太阳能、风能发电系统
*自放电小 *大型UPS及计算机备用电源
*荷电出厂,使用方便 *消防备用电源
*独特配方,深放电恢复性能好 *峰值负载补偿储能装置
 

(六)修正弦波逆变器

正弦波逆变器拟选用24V 250W
300 纯正弦波输出(失真率<4%)
输入输出完全隔离设计
能快速并行启动电容、电感负载
三色指示灯显示,输入电压,输出电压,负载水准和故障情形
负载控制风扇冷却
高级微处理控制系统设计
过压/欠压/短路/过载/超温保护
输出功率 300W
冲击功率 400W
输入电压 12V 24V 12V 24V
输入电压范围 10.5-15.0 21.0-30.0 10.5-15.0 21.0-30.0
输出电压 110VAC±5% 230VAC±5%
频率 50/60Hz±3%
瞬间效率 91% 92% 90% 93%
最大效率 86% 87% 85% 88%
满载效率 72% 79% 72% 80%
输出电流 0.18A 0.15A 0.22A 0.16A
输出波形 修正弦波(失真率<4%)
可允许的功率因素 cosθ-90°~cosθ+90°
自动保护 过压/欠压/短路/过载/超温保护
远程控制 外接开关远程控制
安规认证 UL458 EN60950
电磁干扰 FCC Class B EN50081-1:1992
EN50082-1:1992
EN55022B:1994
EN61000-4-2:1995
EN61000-4-3:1996
ENV50204:1995
工作环境温度 0℃~40℃
内储温度范围 -30℃to70℃
冷却 负载控制风扇冷却
尺寸 237*155*72mm/9.33*6.10*2.83英寸
重量 3.5公斤/7.7磅
             
 

八、针对本项目拟投入的设备明细

序号 设备名称 型号
规格
数量 国别
产地
制造年份 额定功率( KW ) 生产能力 用于施工部位 备注
1 吊车 QY-20G 1 徐州 2012     塔架吊装现场  
2 运输车 东风 2 湖北 2009     系统物资运输  
3 挖掘机 ZE230E 1 长沙 2010   39基 路灯基础开挖  
4 货车 SC1022 2 唐山 2006     运输路灯基础物料  
6 升降车 SJZ0.3-14 1 济南 2006     安装调整系统设备  
7 电焊机   3 唐山 2010     工程现场  
8 切割机   2 唐山       加工配件  
9 水准仪   1 唐山       测量基础水平度  
10 胶轮车   1         运输物资  
11 高空作业车 KFM5060 1   2007     现场安装  
12 发电机 2KW 1 江苏       现场供电  
13 皮卡车   1         现场指挥  
14 客车 SY6480 1   2009     接送工作人员  
 
 

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