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关键词:视频安防监控摄像机数字硬盘录像机设计原则
1、视频安防监控系统设计原则
为了提高视频监控系统的能力,并使视频资源能够发挥更大的作用,视频安防监控系统设计需采用先进、成熟及实用的技术,能实现集中统一管理,为实现现代化的智能建筑管理提供方便,具有开放性、可扩充性、兼容性和灵活性;系统设计和设备选型应标准化、规范化;系统必须具有安全性、可靠性、容错性以及合理的性能价格比。
2、视频安防监控系统的方案设计
2.1系统设计标准
依据国家标准《视频安防监控系统工程设计规范》(GB50395-2007)及公安部公共安全行业标准《视频安防监控系统技术要求》(GA/T367-2001),充分考虑安防系统工程的特殊性,结合项目的实际结构情况和安全防范等级,考察当前世界最先进的安全防范视频监控技术和设备进行总体的方案设计。
2.2视频安防监控系统的组成
以电视监控为主的视频安防监控系统主要包括前端摄像机、数字硬盘录像设备、中央矩阵切换/控制主机、控制键盘、监视器墙及智能化安防管理平台等组成部分;在进行其方案设计时尤其要重视电源的配置,还必须对前端摄像机的辅助照明加以考虑。
2.3前端装置设计
前端装置应包括各种类型的摄像机、定焦或变焦变倍镜头,以及实现摄像机上下左右运动及旋转扫描的云台、解码器,保护摄像机与镜头的防护罩支架、摄像机补光照明灯等。对于有声音复核要求的场所,比如容易引起纠纷的办事窗口、调解室等,还需要安装拾音器,与相关联的摄像机匹配连接,实现音视频同步录音录像。安装在室外露天场所的摄像机,还应考虑防雷措施。
2.4传输部分的设计
传输部分是连接前端摄像机与后端数字硬盘录像机及控制部分的关键环节。常用的传输方式主要有同轴电缆、光缆、网络线、双绞线等有线通道,以及较少采用的由发射机、接收机组成的无线传输通道。
同轴电缆是广泛应用于各种场合的传输方式,但由于抗干扰能力较差,衰减较多,仅适用于500米以内的中短距离传输。
有源、无源双绞线传输也是目前采用的一种传输方式,它使用双绞线视频传输器能节省传输材料成本,简化施工布线,延长传输距离,增强抗干扰能力。
光缆传输是今后一段时间将普遍推广的传输方式,特别是数字视频光端机的不断成熟,批量生产,都使成本较以前大幅降低。由于光纤传输的低损耗、高容量及抗串扰优势,使其已经广泛应用于厂矿企业、道路交通等长距离、防电磁干扰要求的场所。
2.5控制切换系统的设计
控制部分是视频安防监控系统的核心。大中型系统一般都配置视频中央控制矩阵,用于接收传输来的多路视频图像并按需要将其切换到指定的各个监视器上供重点观看、监控,对云台运动进行控制,对镜头进行变光圈、调焦和变倍调节控制,监视器画面花样扫描、分组切换等;与入侵报警系统、门禁系统等联动切换操作。
3、视频安防监控系统设计时应注意的几个问题
3.1数字硬盘录像机
目前以模拟系统为主的视频安防监控系统,建议选用嵌入式或工控式数字硬盘录像机。具体的选择应对所采集图像清晰度的不同要求为依据,可选择图像压缩格式有CIF(分辨率为352×288)和D1(分辨率为704×576)两种。而今后视频安防监控的发展方向是数字智能高清系统和远程网络视频系统,选用NVR等网络存储设备将不断发展,以及将来可能采用云技术的互联网存储。
3.2系统电源设计
视频安防监控系统一般都采用实时图像监控和储存的工作方式,所以应为其配置具有一定容量的UPS不间断电源供电系统——一般情况下应能够提供至少8小时,即一个日班工作时长的断电工作容量,以保证基本供电系统正常维修工作的完成。在使用方投资成本控制的情况下,可优先考虑DVR等录像存储设备的后备电,则后备时间可相应缩短至30分钟以内。因系统的设计成本提高,一般的系统集成公司不会主动进行这项设计。
另外,整个视频安防监控系统,包括前端的摄像机等建议均由中心机房同一个稳压电源或UPS不间断电源系统供电,以便整个系统的设备电源同步及共地,能够保证系统工作电源的独立性和可靠性,避免由于远端摄像机现场断电造成摄像机不能正常工作,无法监视现场和记录视频图像。同时,中央控制矩阵切换操作不会引起滚屏、画面跳动等现象。
3.3电视墙的设计
监控中心监视器的配置一般可按≥前端摄像机总数1/16的比例配置,结合电视墙布局进行设计。对其中重点图像(例如出入口)进行固定监视或切换监视。操作员与电视墙之间的距离一般为监视器尺寸的3~6倍。
3.4前端摄像机的选用
前端摄像机宜选择540线以上、1/3英寸或1/2英寸镜头的CCD摄像机,监控区域为出入口、通道的应选用固定焦距摄像机,在同一系统(室内监控区域)内,所有对外出入口摄像机方向一致朝内,可避免逆光,又不会造成盲区。
室内通道尽量选用半球形吸顶一体摄像机,特别是安装位置较低的情况下,可避免被破坏或人为改变监控方向。
4、视频安防监控系统在应用中需注意的问题
4.1数字硬盘录像机及其选用与设置
(1)PC式数字硬盘录像机的特点。既具有PC机的开放式Windows或Linux多任务处理操作系统,又有数字硬盘录像机的实时图像监控和图像数据储存功能。应用PC式数字硬盘录像机可以在不中断图像数据记录的情况下查阅和提取历史图像数据,但是这种开放式多任务平台容易遭受病毒感染,且经常作人员安装娱乐游戏软件,都会造成系统不稳定,客户端或组件被误删等问题。
PC式数字硬盘录像机一般均采用4U工控机箱,这样有利于内部散热及大容量多硬盘存储扩展,但也很占用机柜资源,不适合大型安防系统的应用。
(2)嵌入式数字硬盘录像机的特点。嵌入式数字硬盘录像机集系统的应用软件与硬件融于一体,具有软件代码小、高度自动化、集成化等特点,此类产品没有PC式数字硬盘录像机那么多的模块和多余的软件功能。但这种整个系统完全建立在一体化的硬件结构上,视音频的压缩、显示、网络等功能全部通过一块单板来实现的形式也使得嵌入式DVR系统硬件的可靠性、稳定性以及可扩展性较差。
嵌入式数字硬盘录像机一般采用1U标准机箱,适合于大中型视频安防监控系统的应用。
(3)在使用数字硬盘录像机时要注意对各菜单相关功能内容的设置,避免出现只监控图像未保存图像数据的问题。对于人流量较少或画面变化不大的场所可采用移动侦测录像的功能(动态录像),以节省有限的硬盘空间。
4.2前端摄像机的布局、安装与维护
摄像机是摄取视频图像的元件,一般宜调整至监控有效画面≥显示画面的1/60。视频监控图像根据应用场所不同,有效画面可大致分为三种级别:
(1)能看清楚被监控人员的面部特征或机动车牌号,比如室内外出入口、重要通道。
(2)能看清楚被监控人员的体貌特征或机动车的外形情况,比如内部主要通道、厅堂等位置。
(3)能看清楚被监控人员的行为特征或机动车的行驶情况,比如停车场、广场等位置。
摄像机应采用稳定牢固的安装支架,安装位置应不易受外界干扰、损伤,且应不影响现场设备运行和人员正常活动。固定摄像机的安装指向与监控目标形成的垂直夹角宜≤30°,水平夹角宜≤45°。
带有云台、变焦镜头控制的摄像机,在停止云台、变焦操作2分钟左右后,应设置自动恢复至预置状态。
摄像机工作时,监控范围内的平均照度(环境有效照度,非最低照度)应≥50Lx,必要时应设置辅助照明光源。需要注意的是,辅助照明光源应与摄像机指向一致,且使摄像机位于光源前方,处于照明范围内,以避免逆光。
5、结语
数字化、网络化、智能化是视频监控发展的趋势,视频安防监控系统也将会采用一些新技术、新设备。但无论如何发展,基本的图像采集、传输、存储及实时监看的结构不会改变,各个环节的设计思路不会改变。
参考文献
[1]吕优,张九根.视频安防监控系统设计研究[J].安防科技,2009(10).
[2]周永红.智能视频监控技术及应用[J].中国安防,2011(03).
关键词:智能变电站 一体化监控 方案设计 方案分析
中图分类号:TM762 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)11-0166-01
1 引言
智能变电站一体化监控系统能够实现变电站各个组成部分系统性能参数和信息的技术监测和显示,是保证智能变电站正常运行的重要手段,也是提高变电站智能化的必须采取的方法。
2 智能变电站一体化监控系统设计技术内容
智能变电站一体化监控系统是按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求,通过系统集成优化,实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示,实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。
智能变电站二次系统自动化体系由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统,横向联通变电站内各自动化设备,处于体系结构的核心部分。该系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息,通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互,实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。
3 智能变电站一体化监控系统需求分析
3.1 系统需求分析
变电站高级应用都是基于变电站所有数据信息进行分析和处理的。传统的监控和数据采集系统只能显示二次设备的故障信息和动作信息,仅仅进行设备故障的查找和分析,这些只能限于变电站设备的保护和检测工作,不足以达到智能变电站的要求。新时期的智能变电站应该独立完成对综合测量控制信息,设备保护控制信息,设备状态检测信息等相关信息的分析,这样能够更加清楚的进行变电站信息的综合处理,能够更加快速的实现变电站设备故障问题的定位。
3.2 智能变电站调度中心需求
由于运行要求的提高,调度中心对智能化的需求也逐渐加大,目前调度中心会对接受到的数据信息进行校核,确保数据的准确性和可靠性,但是这些数据都是从变电站输入而来的,如果能够在数据信息的产生根源处进行检测和监控,这样能够更加及时的进行设备的运行状态的检测,还能够及时的为调度中心提供有效的预警信息,还能够从根本上减少调度中心的信息处理量,这样就对于变电站调度中心提出了更大的要求。智能变电站的调度中心需要实现所有变电站的监视控制功能,进行各个调度中心信息的整理与收集。
3.3 智能变电站生产管理系统需求
国家智能电网发展迅猛,生产管理系统成为智能变电站发展的重要的因素。生产管理系统是对于设备的检测系统进行及时的状态检测,采集设备频率和设备的配置信息,保证生产管理系统始终保持在安全工作区域内,实现智能变电站的正常运行。除此之外,生产管理系统对于设备的运行和维护、变电站内部设备信息检修等都有着重要的作用,在很大程度上提高了工作效率,对变电站生产管理系统整体水平的提高起到至关重要的作用。
4 智能变电站一体化监控系统设计方案
监控系统网络由站控层网络、间隔层网络、过程层网络三部分组成,智能变电站一体化监控系统各个主要组成部分通过防火墙实现隔离。各个部分能够与变电站主要系统实现交互信息功能,信息传输通常是通过整理正反及一体化监控系统的数据通信网关机完成。在进行数据通信时,为了信息安全必须设置纵向加密认证装置,实现与远方调度中心数据通信环节。
通常情况下,站控层由计划管理终端、工程师和操作员工作站、数据服务器、图形通信网关机、综合应用服务器、数据集中器、监控主机、数据通信网关机等几个部分构成。站控层的主要组成设备有:保护装置、工程师和操作员工作站设备、数据服务器、PMU、工区数据通信网关机、一体化监控系统监控主机、测控设备等。监控主机的作用是负责在网数据的安全,在安全区内对采集的实时数据分析、处理、存储。数据浏览服务实现是通过工区数据通信网关机将采集的数据直接送到调度中心来完成。(监控系统网络图如下)(如图1)
间隔层主要包括数据通信网关机器、视频监控系统、综合应用服务器系统、变电设备运行状态检测装置系统、外界环境检测系统、计划管理终端设备系统、安防系统以及消防系统等主要设备。其中综合应用服务器系统主要实现各个变电设备以及辅助设备之间的数据信息的传输,对于外界收集的所有相关的数据信息进行处理和分析,最终得到所需要的数据信息输入到数据服务器系统中进行保存。数据通信网关机器主要是实现数据服务器系统的数据模型和调控中心之间数据信息的相互交换,从而能够为整体系统提供远程信息查询和信息浏览服务。
综合应用服务器的功能是完成信息传递,借助正反向隔离设备数据信息,经过数据通信网关机完成全站的信息交互。在站内送出数据信息,同时接受主站的控制命令。数据服务器作为存储功能的装置,主要用于储存变电站模型数据、操作产生的相关数据、图形、报警数据、故障波形、在线监测信息数据等。计划管理终端完成数据、信息的调度、检修管理、保护定值单的管理工作等。
5 结语
完善监控系统核心技术,积极探索创新的系统方法和集成技术,不断优化和改善现有系统设计方案,提高系统智能化设备的质量,拓展智能化系统的主要功能,是实现更高、更强功能的智能变电站一体化监控系统的最终目标,也是我们未来研究的主要课题。
参考文献
[1]胡刚,夏勇军,蔡勇.智能变电站二次系统设计现状和展望[J].湖北电力,2010(S1).
关键词:设计质量;经济效益;新产品;设计开发流程;优化方案
引言
铁路行业竞争越来越激烈,想要做这个市场的领头羊,首先要有高品质的产品,机车产品更要通过提高产品的设计水平来生产出高品质产品,而新产品设计开发需要一个成熟的周期,这一系列因素将新产品设计开发程序的重要性提到了空前的高度。新产品开发的水平直接关系着企业的前途和命运,而且它在整个寿命周期中的影响也是极其深远的,决定了产品的“先天质量”,因此好的新产品开发流程可以取得以点带面,最后达到全面突破的效果。
1新产品设计开发流程历史状况分析
在2013年之前,戚墅堰机车有限公司的新产品开发流程仍延续着国有企业约定俗成的方式,远远满足不了当前竞争形式的需要,还存在着一系列的问题:①新产品开发流程中产生的数据和流程本身没有关联②新产品开发流程各阶段所使用的不同系统之间集成不充分③好的流程方式没有固化形成延续④新产品开发周期长⑤设计修改频繁等。
2013年开始产品设计部以HXN5B、澳大利亚PN、泰国SDA3等车型为载体,归纳、统计新产品开发流程实施过程中的不足和优点,并不断提炼、固化、改进、总结,形成了新产品开发流程,基本流程图如图1。但在该流程实施过程中,发现仍有不足之处:①评审不够全面②缺乏设计成本的控制③设计确认目管控不够全面④设计验证项目管控不够全面。2新产品设计开发流程优化及应用
为了满足日趋增多的市场订单,能够按时完成高品质的产品设计,通过产品设计部近几年重大项目的实施,如:时速160公里交流传动客运内燃机车、喀麦隆大轴重机车项目、3000马力节能环保调车机车项目、阿根廷贝尔格拉诺机车等项目,进一步优化及改进新产品开发流程,如图2。
优化后的流程图为正在实行的新产品开发流程,下面就以网检车为例,具体介绍现有机车新产品设计开发流程及各阶段的主要工作。
2.1新产品设计开发立项
网检车项目为订单项目,于2016年6月30日,戚墅堰机车有限公司与广州地铁签订了项目采购合同,产品设计部根据合同开展技术可行性分析工作后向技术管理部提出立项申请。
2.2新产品设计开发策划
项目立项获准后,网检车成立了项目设计团队开展设计策划工作。编制了研发项目团队成员及职责表、设计计划书、设计质量控制计划、设计验证计划、设计确认计划等文件。除了流程上的优化,输出文件此阶段增加了《设计确认计划》和《设计验证计划》如图3。
2.3新产品设计开发输入
2.3.1设计和开发输入
此阶段设计团队编制了技术要求逐条响应表、技术要求偏离跟踪表、技术要求标准法律法规识别响应表、新技术新产品清单、设计经验借鉴表、设计输入评审表、设计策划及设计输入总结报告等输出文件。并于2016年8月8日,完成设计策划及设计输入会签评审、并。
2.4新产品设计开发方案设计及技术设计
2.4.1分系统设计开发方案设计及技术设计
设计团队根据设计策划、设计输入开展方案设计及技术设计工作,2016年8月12日完成了各分系统方案设计评审工作,2016年10月10日完成了各分系统技术设计评审工作。编制了危险登记册、各子系统及总体方案设计说明书、各子系统及总体技术设计说明书、相关计算报告,系统结构树、FMECA表格、产品检修策略说明、设计成本分析报告、零部件质量特性重要度分级清单、零部件质量特性重要度分类清单、各系统评审会议纪要、评审意见处理报告、评审意见落实报告、阶段总结报告等。方案设计及技术设计阶段均增加了《成本分析报告》,如图4。
2.4.2整车设计开发方案设计及技术设计
各分系统设计评审意见处理情况关闭后,在2016年8月22日完成了整车方案设计评审,2016年10月14日完成了整车技术设计评审工作。
网检车在此次设计中,任命了专门的成本控制专员,在项目各个阶段严格把握及控制项目成本,在技术设计评审中,新提供了《新增采购件汇总表》,如图5,对新增外购项点进行评审,进一步控制设计及采购成本。
2.5新产品开发施工设计
设计团队2016年10月24日了《网检车施工设计计划A》,由于设计联络会未召开等原因,网检车在2016年12月2日和2016年12月22日提交了两份计划延期申请,并了《网检车施工设计计划B》,目前设计团队按照施工设计计划完成了图纸会签归档工作。
2.6新产品开发样车试制
网检车作为公司A类项目,试制工作由公司年度经营计划下达执行;特定情况下,由项目管理中心根据总部决定,临时通知执行。
2.7设计和开发验证
确保设计和开发输出满足输入的要求,设计团队依据设计和开发策划,安排对整机、分系统的设计和开发进行设计验证。
2.8设计和开发确认
根据产品的特点,选择下述确认方式:
产品经检验合格,由营销部、国际贸易中心提交顾客使用一段时间,顾客出具“客户试用报告”,说明顾客对样机,样品使用满意,或对适用性作出正面评价,顾客满意即是对设计开发的确认。
3新产品设计开发流程优化建议
3.1增加子系统内部预评审环节
为提高子系统评审质量及评审效率,建议在机车子系统方案设计评审及技术设计评审时,各业务组需先组内进行预评审,评审通过后方可提交评审资料。
3.2增加整车内部预评审环节
为提高整车评审质量及评审效率,建议在申请机车公司级方案设计及技术设计评审前需部内进行整车预评审,评审通过后方可提交评审资料。
3.3增加对产品平台的应用
产品平台已建立并应用了一段时间,对产品设计质量的提高有很大帮助,为了对产品平台更好的利用,建议在原有要求提供的评审资料基础上,增加对已有产品平台的应用评审。
3.4增加对新增采购件的控制
为了更加有效的控制设计成本,新增采购件是重要环节之一,建议在原有要求提供的评审资料基础上,增加对新增采购件的评审。
3.5增加对知识产权的管理与保护
为加强知识产权的管理、保护和利用,建议在评审环节增加对项目知识产权的评审。
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