油气管道视频监控系统总体设计方案V2.2.docx

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1、油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 1 目录 第 1 章 项目概述 . 4 1.1 建设背景 . 4 1.2 项目背景 . 4 1.3 建设范围 . 5 1.4 建设原则和标准 . 5 1.4.1 系统设计原则 . 5 1.4.2 系统的框架规划 . 6 1.4.3 系统建设规划 . 7 1.4.4 系统设计标准 . 8 第 2 章 现状及需求分析 . 10 2.1 现状分析 . 10 2.2 建设需求 . 10 2.3 系统功能需求 . 11 2.4 系统需求分析 . 12 2.4.1 数据多级管理需求 . 12 2.4.2 视频实时监控需求 . 12 2.4.3 录像回放查询需求

2、. 13 2.4.4 管理平台需求 . 13 2.4.5 语音对讲和语音广播功能 . 14 第 3 章 系统总体设计 . 15 3.1 概述 . 15 3.2 总体系统结构 . 15 3.2.1 系统拓扑结构图 . 15 3.2.2 系统总体结构图 . 17 油气管道视频监控系统 总体设计方案 案 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 2 3.2.3 组网方式 . 18 3.3 站场、阀室 监控系统设计 . 19 3.3.1 系统结构及组 成 . 19 3.3.2 点位布置 . 23 3.3.3 设备选型原则 . 27 3.3.4 防雷系统设计 . 29 3.3.5 接地系统 设计 .

3、32 3.3.6 供 配电系统 设计 . 33 3.3.7 布线 设计 . 34 3.4 监控中心设计 . 35 3.4.1 站场 /阀室监控 . 35 3.4.2 地区分控中心 . 36 3.4.3 总控中心 . 37 3.5 存储设计 . 39 3.5.1 各站场 /阀室分散存储 . 40 3.5.2 地区分控中心存储 . 40 3.5.3 总控中心存储 . 41 第 4 章 平台介绍 . 42 4.1 平台系统参数 . 42 4.2 系统性能 . 43 4.3 平台软件基础功能 . 44 4.3.1 实时监控 . 45 4.3.2 轮巡任务 . 46 4.3.3 录像回放 . 47 4.

4、3.4 报警管理 . 49 4.3.5 云台控制 . 50 4.3.6 电子地图 . 51 4.3.7 语音对讲 . 53 4.3.8 视频上墙 . 54 4.3.9 动力环境 . 55 4.3.10 门禁管理 . 56 4.4 车牌识别子系统 . 57 4.4.1 系统概述 . 57 4.4.2 系统功能 . 57 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 3 4.5 综合网管子系统 . 63 4.5.1 首页概览 . 63 4.5.2 一键运维 . 65 4.5.3 资产状态 . 66 4.5.4 地图展现 . 72 4.6 视频诊断管理子系统 . 75 4.6.1 诊断方案管理 . 7

5、6 4.6.2 诊断预案管理 . 77 4.7 运维管理子系统 . 79 4.7.1 故障管理 . 79 4.7.2 报警管理 . 80 4.7.3 报修管理 . 84 4.7.4 流程管理 . 88 4.8 报表管理子分析 . 89 4.8.1 设备故障次数统计 . 89 4.8.2 设备故障维修及时率统计 . 90 4.8.3 摄像机实时在线统计 . 91 4.8.4 摄像机历史在线统计 . 92 4.8.5 视频质量统计 . 93 4.8.6 设备报警统计 . 94 第 5 章 设备清单 . 错误 !未定义书签。 5.1 站场 /阀室设备清单 . 错误 !未定义书签。 5.3 地区分控中

6、心设备清单 . 错误 !未定义书签。 5.4 总控中心设备清单 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 样板案例简介 . 95 6.1 项目简介 . 95 6.2 工程概况 . 95 6.3 现场条件 . 96 6.3.1 安装场所 . 96 6.3.2 安装环境条件 . 96 6.4 项目功能要求 . 96 6.5 项目系统拓扑结构 . 98 6.6 项目系统配置清单 . 99 6.7 图片资料 . 101 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 4 第 1章 项目概述 1.1 建设背景 近年来，随着中国国民经济的快速发展 ，输油输气管道也不断的增多 ， 输油输气管道也是能源行业 不可或缺

7、的一部分。 输油输气管道在能源行业 发挥了巨大的作用，但是， 输油输气管道的 发展也带来的弊端，由于 输油输气管道 内储存的气和油火灾危险性大，一旦发生火灾爆炸，不仅 输油输气的管道、站场、阀室 受灾，对周围建筑物也有极大威胁 。 1) 输油输气管道 的危险性 汽油、柴油，汽油的闪点一般在 50 30 之间，柴油的闪点一般在 60 120 之间，汽油爆炸极限在 1 5 6 48体积浓度之间，柴油爆炸极限在1 5 6 5体积之间，因而潜在着很大的火灾危险性。在正常温度下，汽油能挥发出大量蒸气，遇 明火或电火花容易发生燃烧爆炸。 输油输气站场和阀室的 点多、线长、面广，管理难度大 。 输油输气中间

8、环节的站场和阀室由于有工艺装置区和一些特殊应用的装置来对管道进行操作，相比于管道的其他部位更加容易发生突发事件。 阀室由于处于比较偏远的地区，一般采用无人值守的方式，被其他一些人员违法入侵的可能性较大。 1.2 项目背景 运输管道线路长，站库多，全线密切相连 ,因此 ,其运行工艺既需要站库和线路的就地监控，也需要全线的遥测和遥控。管道监控的主要任务是：收集、处理、显示和记录管道系统的运行状态和工艺参数；按输送计划、动态工况分 析结果，选择最优运行方案；协助调度人员迅速准确地开关阀门和启停设备，以实现选定的输送工艺流程； 预警、 预测、分析和处理事故； 本工业电视监控系统是 实现对 输油输气管道

9、站场、阀室的周围情况和 设备运行情况进行实时监视 。 作为道建设项目中的其中一项建设内容，该工业电视监控项目是石油石化安全生产监督管理应急指挥系统平台的关键子系统，是一个集日常生产管理、安全防范、事故防范以油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 5 及事故发生时应急救援指挥为一体的综合动态安全视频监控系统。能提升危险源监测预警和事故隐患排查、治理能力，把事故隐患消灭在萌芽状态，从而达到杜绝及防范事故的发生；同时为事故救援提供及时、准确的救援信息，大大提升事故救援能力，最大限度的减少事故损失。 1.3 建设范围 石油石化管道工业电视监控项目重点建设在以下方面： 在管道沿线的站场、阀室安装安全

10、生产视频图像信息，对站 场阀室的出入口，周界，放空区，工艺装置区等相关区域进行实时监控，并把视频图像信息上传地区分控中心，再通过地区分控中心上传到省监控中心。 系统后台在各个地区分控中心及总控中心建设视频监控系统，对接入的视频监控图像及报警信息实时监控，对报警信息提供声光报警功能。 为构建总控和分控二级视频监控平台；并预留上传到总公司共享视频共享图像和数据信息预留接口。 1.4 建设原则和标准 1.4.1 系统设计原则 视频 监控系统 联网项目 设计遵循 标准化、稳定性、安全性、可扩展性、易用性、先进性、经济性、兼容性 等原则，并具体体现为： 1) 标准化原则 产 品均应严格遵循国际通用编解码

11、算法和网络传输标准协议，可实现在网络系统上的图像传输和共享。 2) 稳定性原则 加油站端方案采用的核心设备均应采用嵌入式操作系统，具有任务单一、响应实时的特点，要求能 24 小时不间断稳定运行。 3) 安全性原则 视频数据通过互联网或专网接入监控中心，采取技术手段，保障数据传输的安全性，避免了超越权限范围的监看、控制、设置，有效避免非法操作。 4) 可扩展性原则 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 6 考虑以后的扩展性，提供更灵活的系统组合，用户可根据需求灵活配置硬件数量。当系统需要变更监控点位、网络客户端数量时，只需增加相应独立的设备即可融入现有系统。 5) 易用性原则 主要硬件均应

12、采用嵌入式设备，可以即插即用。任意开关机、意外掉电都不会影响系统正常运行。软件应采用人机界面良好的图形化界面，用户安装相应软件后就可实现智能控制，管理、操作、配置、检索都相当简便。 6) 先进性原则 系统采用的相关技术与产品应均为目前主流应用技术，并保有升级空间，保护用户投资的长期有效。 7) 经济性原则 系统应充分利用现有的网络资源，满足用 户需求，无须重新布线等投入。可充分利用前期安装的设备（矩阵、摄像机、 DVR 等），保护客户的投资。 8) 兼容性 系统应兼容多种矩阵协议、云台控制协议、网络协议、传输方式等 。 1.4.2 系统的框架规划 1) 体系结构的选择 体系结构决定了本视频监控

13、系统本身是否能够适应联网监控规模的变化而进行伸缩、是否能够在系统需求变化的时候快速响应并无缝集成到原有的系统中去。体系结构也决定了一套系统是否会在很短的时间内被淘汰，还是能够随着信息、视频、智能、安全技术的发展而不断自我完善。 先进性和实证性： 系统管理平台不应该选用过时的或者即将被淘汰 的技术，这会导致用户原有的投资很快就会化为乌有。但我们也不应该选用过分先进、没有经过实证或者没有在大型系统、关键任务中大量运用的技术。 业界标准和理论基础： 体系平台也应该和业界保持一致，具有坚实的理论接触和完备的标准定义。自己设计一套体系结构可能在一时提高开发的速度、降低开发的门槛，但很难有序、高质量地发展

14、、也无法被其他系统使用。 平台必须具备强大、稳定和快速的设备接入能力： 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 7 平台软件在设备的接入方面应该支持模块化（插件）开发技术，实现快速设备接入，保证系统稳定性。 2) 软件平台采用分层设计 采用优秀大型 IT 软件普遍采用的三层软件层次划分的体系结构模型，包括客户端、业务层、数据库，其中业务层应该包括专门用于处理设备接入的硬件抽象层， 中间层应用服务器和应用层。对于数据库的访问必须通过中间应用服务器完成而不能直接访问数据库，保证数据库访问的安全性。 3) WEB 集成采用的技术 为了满足未来与石油系统其它 B/S 架构业务管理系统的集成，管理平

15、台采用开放的集成接口，支持代表业界标准的 WEB 集成架构和接口标准。 4) 软件部署方式设计 系统管理平台包括核心目录管理平台和中间应用服务软件模块，其中中间应用服务，如流媒体服务、集中存储服 务、报警服务等可以根据系统规模和性能要求在市级管理中心、省级管理中心或其它分控点分布式部署和灵活配置。 1.4.3 系统建设规划 本项目遵循系统集成“统一规划、分步实施”的基本原则。 1) 第一步 首先应该选择一个扩展性、兼容性好的网络视频与安防管理平台软件，满足本项目的基本需要。实现对图象、报警的集中监控、存储、对讲等管理功能，监控的范围可以是几个地市的试点，这里需要注意的是，对于原有数字图像设备，

16、可以采取以下集中方法改造： 对于平台软件已经支持的嵌入式 DVR，可以直接集成到系统管理平台中。 对于软件平台暂不支持的嵌入式 DVR 或 PC-DVR，要求原厂商开发包、通讯协议和基于其开发包的 DEMO 程序源代码，针对提供的开发包参照其 DEMO 快速完成中心接口软件开发并最终整合到监控中心管理平台中，该方案需要软件厂商开发中心接口软件驱动程序。 对于一些安装到现场超过 3 年的 PC-DVR 或嵌入式 DVR，如果经过现场评测，其性能已经无法满足联网监控的需求，建议更换整机，采用我们支持的嵌入式 DVR 整机。 2) 第二步 可以增加对站场阀室的报警系统的集成，将原有监控系统的范围进一

17、步扩大。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 8 3) 第三步 可以增加一些智能视频分析方面的应用，比如说周界报警、危险 物体识别、轨迹识别等。 4) 第四步 将监控系统和办公自动化系统进行集成，集成的重点包括网管系统的整合和办公自动化系统对监控系统、报警实时历史数据的调阅。 1.4.4 系统设计标准 中华人民共和国安全生产法； 中华人民共和国突发事件应对法； 国家安全生产事故总体应急预案； 国务院关于实施国家安全生产事故总体应急预案的决定，国发 2005 11 号； 国家应急平台体系技术要求； 全国安全生产应急救援体系总体规划方案； 国务院关于全面加强应急管理工作的意见，国发 200

18、6 24 号； 建筑物防雷设计规范 GB50057-94 电子设备雷击保护导则 GB7450-87 民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范 GB50198-96 安全防范工程技术规范（ GB50348 2004） 视频安防监控系统技术要求（ GA/T367 2001） 安全防范系统验收规则（ GA308 2001） 防盗报警控制器通用技术条件（ GB12663 90） 民用建筑闭路监视电视系统工程技术规范（ GB50198 96） 建筑物防雷设计规范（ GB50057 94） 中国电器安装工程施工及验收规范（ GBJZ32 90 92） 信息技术 客户通用电缆铺设要求 (ISO/IEC11801

19、) 工业电视系统工程技术规范 (GBJ115-87) 视音频编解码标准 视听对象的编码（ 6 部分）（ ISO/IEC14496） 工业企业扩音通信系统工程设计规程（ CECS62-94） 工业企业通信工程设计图形及文字符号标准 (ECS37-91) 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 9 广播传音电缆线路工程建设技术规范 (GY5053-94) 安全防范系统通用图形符号（ GA/T74 2000） 城市地理空间框架数据标准（ CJJ103 2004） 测量、控制和试验室用设备的安全要求 (GB 4793.1-1995) 信息技术设备 (包括电气事务设备 )的安全 (GB4943-19

20、95) 电力工程电缆设计规范 (GB50217-94) 电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范 (GB50168-92) 计算机信息系统安全 (GA 216.1 1999) 计算机信息系统雷电电磁脉冲安全防护规范 (GA 267 2000) 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 10 第 2章 现状及需求分析 2.1 现状分析 1) 站场 /阀室的分布情况 站场 /阀室本视频监控联网项目的最为基础单位，在全国各个地区分布多个站场 /阀室，这些站场 /阀室主要分布在省内的县级以下的偏远地区，并且这些站场 /阀室大多数没安装工业电视视频监控系统和报警联网系统。 2) 站场 /阀室面临的风险

21、站场 /阀室网点分布在县及县以下，站场 /阀室非常分散，环境都不是很好，防范措施也很差，这样给站场 /阀室带来非常大的管理及安全风险。 地域特点：点多、线长、面广、分散。 管理特点：由于地域特点决定了对基层站场 /阀室工作检查、监督带来不便，同时防范设施和管理手段滞后。 解决上述问题的唯一的 办法是利用管网自身已经建立好的光纤网络资源建立的数字化的视频监控联网平台，在这个平台内部，视频、报警、语音、数据等信息可以让地区分控中心、总控中心主管的各级部门共享，为该系统提供各生产网点的现场实时图像的监视、历史图像的回放、报警信息的快速传递、以及可以与各级公安机关、安全管理部门、消防部门的视频联网报警

22、。 2.2 建设需求 在全国各个地区的站场 /阀室建设视频监控系统，并把相关视频图像、语音、报警、环境温湿度信息一起通过光纤专线传输到各管辖的地区分控中心，地区分控再上传至总控中心。 站场 /阀室视频数据通过本项目建设 的通信链路，上传地区分控中心及总控中心 ,监控中心也可查询站场 /阀室保存的录像、对摄像机进行相关控制，并实现各级双向语音对讲功能。 能实现对各站场 /阀室、各地区分控中心、重点区域图像接入和整合的功能，总控、分控级监控中心部署的视频综合管理平台，对所有接入的视频数据统一管理。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 11 实现多级用户管理，满足总控、分控使用需要。 实现视

23、频共享，和总控共享视频信息。 预留接口，实现和应急办、安全生产管理局的信息共享。 具有可扩展性，保障后期站场 /阀室视频监控的接入。 2.3 系统功能需求 在地区分控中心及总控中心建立起两级视频监控 系统，以达到建设成覆盖管道沿线的区域级综合视频管理平台，实现视频共享功能。 两级视频监控平台部署后，可将站场 /阀室现场的实时第一手图像、视频资料、站场阀室管道的气体液体的压力和浓度数值传送到地区分控中心，并通过地区分控中心传送到总控中心，对于更有效的掌握现场实时动态、辅助管理、指挥、决策是非常必要的。 视频管理平台实现重点现场监视、重点现场录像、录像检索回放、报警辅助处置、视频服务接口提供、视频

24、后台管理和视频数据库管理等功能。 部署视频管理平台后，各应用系统都可以通过视频管理平台的接口调用视频。 报警处理： 对于站场 /阀室发出的报警信息，监控中心端立即通过声光报警、语音报警等方式提示，并自动记录报警，打开站场 /阀室监控信息。 语音对讲语音广播：可以在总控中心，分控中心，站场等进行喊话，然后由站场阀室的扩音系统进行扩音或者通过麦克风和耳机进行双向语音对讲。 视频智能分析：在站场 /阀室的前端或者后端进行视频智能分析，需做到以下几点：场景变化、穿越警戒线、进入警戒区、离开警戒区、在警戒区内、穿越围栏、徘徊检测、遗留检测、搬移检测、物品保护、非法停车、快速移动、逆行检测，保证有异常人员

25、或者事情发生的时候，我们的视频监控 系统能够马上发现突发情况。 视频监控：总控，分控监控中心根据需要可以随时查看辖区内任意一路或多路视频，总控、分控两级监控中心各保障同时多路视频的实时查看。实现视频的录制、回放、抓拍等功能。 远程控制：总控，分控监控中心可远程控制站端视频处理单元实现手动录像、定时录像、报警触发录像、画面异动检测。 支持三级平台部署，支持三级平台级联，视频可级联转发。 系统资源管理：管理系统内的设备、系统功能、系统数据等基本信息和配置参数。 系统运行监控：对视频设备、服务器、系统软件、应用软件、用户操作进行远程监视油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 12 与控制。 系统

26、可能提供切换视频、播放视频、保存视频、报警触发、数据查询等操作。 系统能实时接入及现场移动指挥车辆实时视频信息和单兵作战系统设备的实时视频接入功能； 系统能提供手机监控实时视频监控功能； 2.4 系统需求分析 在地区分控中心及总控中心建立起两级视频监控系统，以达到建设成覆盖整条管道的综合视频管理平台，可实现视频共享功能。 两级视频监控平台部署后，可将站场 /阀室现场的实时第一手图像、视频资料传送到地区分控中心，并通过地区分控中心传送到总控中心，对于更有效的掌握现场实时动态、辅助管理、指挥、决策是非常必要的。 视频管理平台实现重点现场监视、重点现场录像、录像检索回放、报警辅助处置、视频服务接口提

27、供、视频后台管理和视频数据库管理等功能。 2.4.1 数据多级管理需求 大型视频监控系统的核心需求就是可以实现多级管理， 站场 /阀室 视频监控系统应具备以下功能： 1）权限分配管理，出于安全性因素的考虑，有必要将用户分类，使其享有不同的权限，分配不同的任务； 2）视频流媒体转发技术，网 络 传至中心的视频应分发到不同的用户，满足多个用户同时浏览一路视频的要求； 3）系统扩展性能，系统应考虑未来用户数量增多后扩容的要求，在不改变系统拓扑结构的基 础上，仅增加转发服务器数量即可进行系统扩容。 2.4.2 视频 实时 监控需求 视频监控： 视频监控 的 主要任务是实现 站场 /阀室进入口 、 周界

28、、放空区、工艺装置区、等 重点部位进行实时监控，确保各区域场所情况进行全面有效的掌控，总控中心根据需要可以随时查看辖区内任意一路或多路视频，实现视频的录制、回放、抓拍等功能。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 13 报警处理： 当出现意外情况时可以及时通知有关人员到现场进行妥善处理，并能详实清晰的记录所有的事件经过，以便日后查对和取证。 对于报警按钮或其它异常情况发出的报警信息，监控中心端立即通过声光报警、语音报警等方式提示，并自动记 录报警，打开现场监控信息，能支持手机监控 2.4.3 录像回放查询需求 支持图像点播，按照指定通道进行图像的实时点播、巡视，支持点播图像的显示、缩放、

29、抓拍和录像。按照指定通道、时间、报警信息等要素检索历史图像资料并回放和下载；回放支持正常播放、快速播放、慢速播放、逐帧进退、画面暂停、图像抓拍等；支持回放图像的缩放显示。 2.4.4 管理平台需求 平台要求：通过系统集成软件实现上述各子系统之间的集中管理、集中控制；主控系统的建设需充分考虑软件的选择， 选择原则：能与其他厂家各子系统的软 硬 件实现兼容， 能与使用方业务系统集成， 软件具体要 求： 1) 可设置多级监控中心 ， 支持三级平台部署，支持三级平台级联，视频可级联转发； 2) 所有产品必须通过公安部检测；软件部分必须有国家的软件著作权登记证书； 3) 流媒体 均衡 转发，缓解多用户同

30、时访问同一前端的带宽压力 ，支持手机流转发； 4) 可对用户进行功能授权，如视频浏览、录像回放、云台控制、电视墙管理等 5) 支持电视墙，具有电视墙管理功能。 6) 远程 控制站端视频处理单元：配置参数 、云台控制、设备重启、远程程序升级、录像回放等。 7) 网络设备管理、信息安全管理、日志管理等功能。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 14 2.4.5 语音对讲和语音广播功能 每个 站场 /阀室 可以根据需求向监控中心发启语音对讲连接请求，管理中心收到请求确认后，便可建立语音对讲连接，双方便可实现实时语音对讲，管理中心也可对任一站场/阀室监控端发起对讲请求，无需前端确认，双方即进入

31、语音对讲状态。另外，管理中心可以对多个 站场 /阀室 同时发启语音对讲连接（即广播），从而可以实现对各个 站场 /阀室的广播功能。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 15 第 3章 系统总体设计 3.1 概述 在本项目中，充分考虑到视频监控联网项目的系统需求，提出了一套完整的高可用性解决方案。本次解决方案主要分为输油输气管道监控系统方案、输油输气管道核 对系统方案、存储方案和控制中心平台四大部分，其中视频监控联网平台是本项目的核心系统。 本系统由一级总控中心、二级地区分控中心、站场阀室基层系统三级结构。三级视频监控的视频监控系统经该二级地区分控中心上联一级总控中心； 3.2 总体系统

32、结构 3.2.1 系统拓扑结构图 图 3-1 系统拓扑结构图 系统主要分成站场、阀室视频监控系统层、地区分控中心层、总控中心层三个层次。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 16 输油输气管道视频监控层主要有固定视频监控、周界报警系统、周界智能分析，语音对讲 /系统四部分组成。 地区监控中心层主要完成所辖区内所有站场、阀室视频监控系统的接入。 总控中心层主要完成所辖区内所有地区监控中心视频监控系统的接入及总监控中心所在地级市所有视频监控系统的接入。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 17 3.2.2 系统总体结构图 图 3-2 系统总体架构示意图 油气管道视频监控系统总体设计

33、方案 V2.2 18 3.2.3 组网方式 省和地区级设有监控中心，各站场建设视频监控系统及存储，各级系统之间，利用光纤专网做为传输通道组成树型传输网络，利用数字多业务平台，提供全网的多业务传输和共享。 采用监控网络平台，专用光纤专网、报警信号的综合接入、三级传输和统一管理，在建设起一套相对独立的监控网络的同时，可提高网传输能力和网络质量。 1) 系统新建立的站场、阀室监控点，首先需要将监控图像、报警及控制信号传输到对应的站场或者地区分控中心等。根据前端监控点与站场的距离，可采用视频电缆传输或光纤传输等传输方式，保证图像接入信号的质量。 2) 地区分控中心通过光纤专线与下辖各站场和阀室连接，组

34、成星型传输网络，实现地区分控中心与各站场和阀室之间的业务传输。 3) 总控中心通过光纤专线与下辖各分控中心进行连接，组成星型传输网络，实现总控中心与各分控中心之间的业务传输。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 19 图 3-3 系统组网方式示意图 3.3 站场、阀室 监控系统设计 3.3.1 系统结构及组成 前端系统包括报警、视频监控、扩音对讲等功能。各功能既能独立工作，又能有机结合，形成综合防护系统。 现场监控系统负责完成前端的音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能，并可接受来自网络的控制指令通常包括如下设备：嵌入式DVR、摄像机、报警输入输出设备、周界智能分析、

35、扩音对讲设备等。 前端监控系统按根据需求分别采用模拟模式和全数字模式两路实现方式，模拟模式采用 DVR 存储，全数字数字模式采用 NVR 存储。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 20 图 3-4 站场模拟视频监控系统结构图 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 21 图 3-5 阀室模拟视频 监控系统结构图 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 22 图 3-5 站场 /阀室全数字视频监控系统结构图 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 23 3.3.2 点位布置 前端摄像机的作用是进行视频采集，利用光学成像原理，把连续的现实环境瞬间状态模拟成连续的二维静态图像，

36、在显示设备顺序播放，在人的视觉感应下，就像是在现场观看一样。 视频监控的点位布置包括，但不仅限于下列场所，设置视频采集设备，监控作业行为、劳动纪律、物资交换情况、出入口车辆及人员情况、各种应急事件的处理等： 1) 站场出入口，监视出入车辆及人员情况 ,并对可疑车辆进行人员识别车牌； 2) 周界，监控人员的作业行为、劳动纪律及各种应急事件发生。 3) 放空区，监控是否有异常情况的发生或者可疑人员的进入。 4) 工艺装置区 /阀室，监控工艺装置区是否有异常情况的发生。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 24 表 3-1 站场 模拟模式摄像机配置表 序号 地点 摄像机类型 数量 1 站场出

37、入口 模拟红外枪式摄像机 2 2 周界 模拟红外枪式摄像机 4 3 大场景放空区 模拟红外云台一体机 /模拟红外球机 2 4 工艺装置区 防爆型球形摄像机 /防爆云台一体机 /红外防爆固定枪式摄像机 待定 合计 待定 表 3-2 阀室 模拟模式摄像机配置表 序号 地点 摄像机类型 数量 1 阀室周界 模拟红外云台一体机 /模拟红外球机 1 2 工艺阀室 红外防爆固定枪式摄像机 /防爆云台一体机 1 合计 2 表 3-3 站场 全数字模式摄像机配置表 序号 地点 摄像机类型 数量 1 站场出入口 红外高清枪式摄像机 2 2 周界 红外高清枪式摄像机 4 3 大场景放空区 高清红外云台一体机 /高

38、清红外球机 2 4 工艺装置区 高清防爆型球形摄像机 /高清防爆云台一体机 /高清防爆固定枪式摄像机 待定 合计 待定 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 25 表 3-4 阀室 全数字模式摄像机配置表 序号 地点 摄像机类型 数量 1 阀室周界 高清红外云台一体机 /高清红外球机 1 2 工艺阀室 高清防爆型球形摄像机 /高清防爆云台一体机 /高清防爆固定枪式摄像机 1 合计 2 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 26 图 3-6 站场平面布置示意图 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 27 图 3-7 阀室平面布置示意图 3.3.3 设备选型原则 站场、阀室属于工

39、业级监控系统，与普通的民用视频监控不同，依据其特殊的工作环境，产品具有一下特点： 3.3.3.1.1 前端摄像机 防爆性 站场、阀室是输油输气场所等，具有易燃易爆的特性，包括在正常温度下，汽油能挥发出大量蒸气，场区空气中的气体达到一定浓度遇明火都会引起爆炸。所以这一领域与其他领域的监控系统最大的区别就是前端系统和传输过程的防爆要求。国家规定天然气、石油、柴油、火药、炸药等100 米 范围内不能有明火，而普通监控摄像机非防爆，且摄像机电路易短路，致使明火，因此不允许此环境使用。并且根据摄像机防爆级别不同，应严格依据等级配备，禁止低级别应用于高端场合。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2

40、28 防水防尘、日夜监控 由于防爆摄像机实行 24 小时监控，并用在室外，所以适合采用 高清晰度、低照度的防爆枪机。 高性能和高清晰度 工业级监控对摄像机的性能要求较高，以高度集成化完成 24 小时监控，部分产品要求图像自动侦测，自动报警。而且有些监控摄像机用于数据的读取，因此要求产品的清晰度高，具有高画质录像功能。 监控范围大 安装于出入口及周界和放空区的摄像机，要求视野宽广、无障碍、监控范围大。另外，由于摄像机实行 24 小时监控，所以适合采用高清晰度、低照度的一体机。 防雷型 前端设备的避雷与接地直接影响整个工程的安全性和可靠性，避雷原则是所有设备都要安装在避雷针的保护范围之内。防雷设备

41、分为微波 系统防雷和电源防雷。微波系统防雷主要是在发射机和天线之间串接避雷器，以避免来自天线的雷击，起到保护微波发射机的目的。电源防雷主要是为了避免电源线引入的浪涌袭击。而野外监控和微波系统对于雷击最为薄弱的环节还是系统的电源，因此做好电源防雷是相当重要的。电源防雷的关键是做好接地，因此要根据具体地形，因地制宜。 3.3.3.1.2 图像效果 能清晰有效地采集到现场图像。采集点本地图像达到四级或四级以上质量等级。 人员处于正常作业状态时，在采集、传输和处理的图像画面中，可清晰辩识人员及车辆的图像效果。需监督作业人员作业情况时，能辨别作 业行为。 监控采集设备的视场角度、高度应以满足以上主要目的

42、为原则布设。 图像帧率不小于 25 帧 /秒。 3.3.3.1.3 摄像机选择 对于视频监控系统前端摄像头的选择，目前流行采用高速快球、云台一体化摄像机、枪式摄像机、半球摄像机或者三者相结合，高速快球、云台一体化摄像油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 29 机、枪式摄像机、半球摄像机各具优势，监控点摄像头根据监控点周围实际情况和监控侧重点分别选择快球、云台一体化、枪式、半球摄像机。由于站场阀室为无光环境，因此采用的摄像机最好采用自带红外的摄像机。 3.3.3.2 立杆要求 前端立杆应尽可能选用同一类型杆体。特殊情况下应按监视 的范围及避免摄像机被遮挡的原则选用合适杆体。 3.3.3.3

43、 监控杆形式设计 系统的支撑结构主要用于前端设备安装，为这些前端设备提供安全、稳定、可靠的安装平台。 考虑到整体形式要求，及本系统所需要安装的设备的重量、位置的不同，其支撑结构采用 L 杆的形式，横臂根据实际情况进行尺寸调整。 3.3.3.4 监控杆立杆设计 杆件设计满足 12 级台风要求，采用 Q235B 材质。 杆体采用热轧卷板经过折弯成八角形，通过一次性焊接完成所有焊接件并进行打磨抛光处理，然后经过热镀锌进行防腐防锈处理，最后进行静电喷塑处理。 杆体暂定为白色（具体区域颜色待定） 考虑到杆体设计原则，立柱与横臂连接采用法兰连接方式处理。 立杆基础采用 C25 混凝土灌筑，可抗十二级台风，

44、以确保立杆的牢固度。 3.3.4 防雷系统设计 3.3.4.1 设计依据 中华人民共和国国家标准 GB500343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范 国际电工委员会 IEC1312-1 3雷电电磁脉冲的防护 中华人民共和国国家标准 GB50174-93电子计算机机房设计规范 中华人民共和国国家标准 GB50074-94建筑物防雷设计规范 GB50200 1994 有线电视系统工程技术规范 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 30 GB50198 1994 民用闭路监视电视系统工程技术规范 GB/T50311 2000 建筑与建筑群综合布线系统工程设计规范 依照整体防雷的原则。结合

45、现代防雷技术，根据雷电电磁脉冲（ LEMP）防护原则，对室内电子系统，从 LEMP、电力网络中各种操作过电压（ SEMP）、静电放电（ ESD）三种主要干扰源考虑，我们从电源、信号方面采取措施。 3.3.4.2 防雷子系统设计方案 为防止感应雷通过电源电缆或视频电缆对终端系统设备造成破坏，保证整个系统长期稳定地运行，对各前端点位加强防雷措施是非常必要的。 系统涉及大量的摄像机等设备，且大多安装在室外或室内，为避免不必要的损失，减小后期的维护压力，必须采取完善的防雷措施。 3.3.4.2.1 前端设备防雷 前端设备有室外和室内安装两种情况，安装在室内的设备一般不会遭受直击雷击，但需考虑防止雷电过

46、电压对设备的侵害，而室外的设备则同时需考虑防止直击雷击。 前端设备如摄像头应置于接闪器（避雷针或其它接闪导体）有效保护范围之内。当摄像机独立架设时，避雷针最好距摄像机 3-4 米的距离。如有困难避雷针也可以架设在摄像机的支撑杆上，引下线可直接利用金属杆本身或选用 8 的镀锌圆钢。为防止电磁感应，沿杆引上摄像机的电源线和信号线应穿金属管屏蔽。 为防止雷电波沿线路侵入前端设备，应在设备前的每条线路上加装合适的避雷器，如电源线（ 220V 或 DC12V）、视频线、信号线和云台控制线。 摄像机的电源一般使用 AC220V 或 DC12V。摄像机由直流变压器供电的，单相电源避雷器应串联或并联在直流变压

47、器前端，如直流电源传输距离大于 15 米，则摄像机端还应串接低压直流避雷器。 室外的前端设备应有良好的接地，接地电阻小于 10。 3.3.4.2.2 前端的线路防雷原理 前端防雷的线路包括电源线、视频电缆。 对于线路 浪涌提供完善的滤波和保护，防止浪涌电压老化设备。连接见下图示。 油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 31 图 3-7 前端电源线防雷示意图 针对网络线遭受的感应雷击进行保护，视频、网络遭受雷击的原因是 1KM 内的雷击（包括云对云放电、云对地放电或者大地对云形成的放电），常见的现象是摄像机、采集卡、网络设备损坏。采用视频 /网络防雷器进行保护。见如下连接示意图。 图 3-

48、8 前端视频电缆防雷示意图 3.3.4.2.3 防雷设备基本参数 电源线加装单项电源保护器，避雷器的通流量 Imax 10KA（ 8/20），保护水平小于 1.5KV。具有通过信息产业部认证或 IEC61643-1 的 CE 认证。漏电流小于 1mA。为方便更换，采用带工作状态故障显示窗口的可插拔式模块。 针对高清摄像机及全景摄像机的多数采用室外立杆安装，采用天宇或普天防雷器的方案。 3.3.4.2.3.1 线路防雷 工业电视系统的线缆主要是传输信号线和电源线。摄像机的电源主要从机箱的电源引入。传输视频电缆一般选用芯屏蔽视频电缆，架设（或敷设）在前端与终端之间。 为避 免首尾端设备损坏，架空线

49、传输时应在每一电杆上做接地处理，架空线缆的吊线和架空线缆线路中的金属管道均应接地。中间放大器输入端的信号源和油气管道视频监控系统总体设计方案 V2.2 32 电源均应分别接入合适的避雷器。 采用带屏蔽层的线缆或线缆穿钢管埋地敷设，保持钢管的电气连通，对防护电磁干扰和电磁感应更为有效，这主要是由于金属管的屏蔽作用和雷电流的集肤效应。如电缆全程穿金属管有困难时，可在电缆进入终端和前端设备前穿金属管埋地引入，但埋地长度不得小于 15 米，在入户端将电缆金属外皮、钢管同防雷接地装置相连。 3.3.4.2.3.2 防雷引线 引下线采用支撑杆本身或用直径 8mm 的镀锌圆钢接地，为获得好的电气传导性能，避

50、免大的接触电阻，引下线与接地极的连接采用放热焊接 。 3.3.5 接地系统 设计 接地系统采用铜包钢作为接地极产品，使之能够更好的泄放故障电流和达到接地要求。 3.3.5.1 设计标准 GB50169-1992 接地装置施工验收规范 GB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范 GA/T 367-2001 视频安防监控系统技术要求 GB50057 建筑物防雷技术规范 IEEE80-2000 交流变电站接地导则 BS7430 接地系统技术要求 UL467 接地和联结材料 NFPA 70-2000 联邦电气标准 3.3.5.2 系统防雷接地所考虑因素 在危险环境中的是设备主要是前端设备