谈谈闭路监控系统的设计

谈谈闭路监控系统的设计任何弱电项目建设之前都必须经过系统技术方案设计阶段，电视监控系统也不例外，无论是应用于安全防范系统中还是应用在传统的工业电视系统中，电视监控系统的技术设计是项目建设的基础，设计方案的优劣直接影响到项目建设的质量和使用功能。因此，一个好的监控系统必须从立项、技术设计之初受到更多的重视。对于电视监控系统设计来说，一般分为两种设计：系统技术方案设计和系统建设施工方案设计。系统技术方案设计更适用于仅仅为项目建设提供技术解决方案、设备供应和技术支持的情况；而对于整个项目建设承包时除了需要提供系统技术方案设计以外还要提供系统施工方案设计。由于系统技术方案设计是系统构架、设备选配、功能实现的基础，施工方案设计所能遵循的相关标准规范已经十分健全，而且还要根据实际建设现场的具体情况具体分析，本文将着重探讨电视监控系统技术方案设计的程序、步骤、方法以及技术方案的一般格式。一、系统技术设计的依据电视监控系统属于弱电工程项目，在设计中除了需要遵守本行业的一些标准规范以外，还需要遵循弱电项目建设的一般标准规范。对于一些特殊环境或应用场合使用的设备还需要遵循针对该环境及应用场合的特殊标准规范。电视监控系统设计需要遵循的常见标准规范如下：《民用闭路监视电视系统工程技术规范》GB50198-94《工业电视系统工程设计规范》GBJ115-87《安全防范工程程序与要求》GA/T75-94《安全防范系统通用图形符号》GA／T74-94《入侵报警系统技术要求》GA/T368—2001《入侵探测器通用技术条件》GBl0408.1-89《工业企业通信设计规范》GBJ42-81《建筑电气安装工程质量检验评定标准》GBJ303-88《中国电器装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-82《工业自动化仪表工程施工及验收规范》FBJ93-86《电气装置安装工程施工及验收规范》GBJ232-90、92《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92《防爆应用电视总技术条件》GB/T15411-1994《隔爆型防爆应用电视设备防爆性能试验方法》GB/T13953-1992《爆炸性气体环境用电气设备》GB3836-2000《银行营业场所风险等级和防护级别的规定》GA38-92《银行营业场所安全防范工程设计规范》GB/T16676-1996《文物系统博物馆风险等级和安全防护级别的规定》GA27-92《文物系统博物馆安全防范工程设计规范》GB/T16571-1996项目建设招标书、系统建设需求或技术规格书二、对设计人员的要求1、熟悉相关的国家标准和技术规范。2、全面掌握电视监控系统在各种条件、场合应用的实际结构，熟悉各种设备与器材的性能、技术指标、基本原理及市场状况，了解业内新技术的发展情况和新产品应用情况。3、熟悉电视监控系统项目建设的设备安装、调试过程。4、掌握电视监控系统的设备的一般维护和故障分析方法。5、了解视频信号的传输方式及其原理。6、了解与电视监控系统相关的其它弱电系统专业知识。7、熟练掌握常用的文字处理软件和绘图软件。8、具有较强的语言文字组织能力。三、系统技术设计的过程根据相关标准规范的要求，技术设计需要经过初步设计、正式设计的过程。技术方案的初步设计一般是在接到项目建设任务书之后进行的，初步设计主要以需求分析、现场勘察、系统容量的确定、系统结构、设备档次的选择、整体费用概算和项目建设工期预计等内容为重点。初步设计的技术方案应递交给建设单位，由建设单位主持，业务主管部门、公安主管部门和设计施工单位及一定数量的技术专家参加对初步设计的技术方案进行论证。对初步设计的各项内容进行审查，对其技术、质量、费用、工期、服务和预期效果做出评价。然后报上级审批。正式设计是在论证、审批通过后的初步设计方案基础上进行的系统详尽的技术设计，正式设计方案是对初步设计方案的扩展与补充，在没有通过建设单位和相关审批单位论证认可的条件下，不能对初步设计中的系统结构、设备主要参数进行更改。在初步设计与正式设计的实际过程中包括了很多必要程序，如现场勘察、用户需求分析、设备考察与选配、系统结构的确定、技术建议书的编写、系统可靠性的论证等，这些程序会因不同的项目特点而有所不同。3.1现场勘察现场勘察过程对于是否能够获得一个优良的技术设计方案至关重要，现场勘察包括对建设单位防护级别的确定、工程规模的确定、防护区域的具体划分、用户实际需求分析、现场安装场地与环境的详细描述、勘察记录资料的全过程。3.1.1建设单位风险等级的确定如果建设单位属于国家规定的具有高风险等级的行业，在技术设计之前必须确定建设单位的风险等级，一旦确定了建设单位的风险等级，那么所有技术设计将严格按照有关该风险等级的设计规范中的要求严格执行。像银行营业场所、文博系统就属于这样的行业。如果电视监控系统的建设是以提高管理水平、及时掌握现场信息、实现科学生产等为目的，就不需要确定建设单位的风险等级，而是按照工业电视系统相关规范来进行设计，此时需要根据建设单位的投资大小确定项目规模。除了相关标准明确规定的具有风险等级划分的行业、单位以外的电视监控系统建设基本都属于工业电视系统的建设，如道路交通、港口、机场、工厂等。对于一些没有明确风险等级要求但仍然以安全防范作为主要系统建设目的的项目，虽然不能严格确定建设单位的风险等级，但在实际设计时需要参考高风险等级行业系统设计的规定，以建设方的需求作为主要依据进行系统设计，这类系统应用场合如小区、商场、宾馆等。3.1.2防护区域的划分电视监控系统中前端设备负责将现场的图象、声音、数据都各种信号进行采集，设备安装的位置以及防护区域划分将直接影响系统容量确定。对于防护区域的划分需要根据相关设计规范和建设单位的实际需要加以确定，并最终获得如下信息：防护区域的数量各防护区域的防护目的与要求各防护区域所配置的前端设备数量各防护区域的前端设备性能要求3.1.3用户实际需求分析除了相关标准、规范将作为系统建设所必须遵循的依据以外，用户实际的需求将直接影响到前端设备的数量、系统构架方式、使用功能、设备档次等，因此在技术设计中必须对用户的实际需求加以严格的、系统的分析。一、前端设备的数量分析在防护区域划分以后有时可以直接确定前端设备的数量，而有时防护区域划分后只能确定不同区域的实际防护要求，而设备的数量则需要根据用户要求进行确定。确定前端设备的数量必须了解用户在该区域中需要获得什么样的监视效果，例如在一个方圆1km的范围内，如果只是以了解现场情况作为监视目的时，那么完全可以配置一个监视点，而如果在此范围内还需要有如果个重要监视点，这些重点区域又需要同时进行监视而不能以巡游方式来解决多点监视时，就需要考虑增加监控点，从而影响了前端设备的数量。因此对用户需求分析后，结合前面防护区域的划分得到如下信息：·前端设备数量·前端设备的实际配置二、前端设备档次的确定设备档次的确定需要根据用户实际监控质量要求、投资规模来确定的，一般来说前端设备档次确定后将直接影响到控制设备的档次，从而为整个系统档次确定基调。三、用户使用功能分析系统所能提供的信号摄取、处理效果是由设备档次决定的，而系统所能实现的使用功能决大多数都是由控制设备实现的，对用户的使用功能分析后基本上就可以确定系统控制设备以及整个系统的结构。用户使用功能分析需要从下面几个方面着手：·用户想看什么提供需要的图象、声音、报警等·用户怎么获得信号提供信号传输方式·用户想怎么看提供信息显示的平台·用户看到后想干什么提供丰富的信号处理操作功能·用户想怎么干提供相对个性化的操作编程·用户简便地干提供自动响应功能·自己干还是大家一起干提供多用户控制或联网功能四、系统构架方式从实际的电视监控系统结构来看，可以是传统模拟监控系统结构、数字网络式监控结构、模拟加数字的综合监控结构三种，每种结构都具有各自的优点和不足。根据上面的用户需求尤其是用户使用功能的需要来确定系统实际的控制方式，也就确定了系统的结构。3.1.4现场气候条件的勘察在一些项目建设中，建设单位可能会提供设备安装现场（尤其是室外环境）气候条件的相关参数，这些参数包括最高与最低温度及变化情况与持续时间，风、雨、雪、雾、雷电等天气条件及持续时间等情况。如果建设单位没有提供详尽的现场气候条件，需要在勘察阶段与建设单位沟通，必要时与当地的气象部门联系，以获得相关的气候资料。现场气候条件将直接影响防护设备的指标及实际选择，例如防护罩、云台的防护等级、工作环境温度及其它辅助设备等等。3.1.5现场设备安装环境的勘察前端设备根据需要会安装在室外或室内环境，因此实际的勘察也要分为室内环境的勘察和室外环境的勘察。一、室内安装环境对室内环境的勘察主要集中在建筑物的结构、装饰、管道、照明等情况。这些现场情况将直接影响设备的安装位置、设备类型、信号传输方式、管线路由等。勘察项目勘察内容勘察意义建筑物结构建筑物楼层、建筑物结构、梁柱的位置、主要出入通道与防火通道、门窗位置与数量确定前端设备的布防位置建筑物装饰地面、墙壁、屋顶等内部装饰和外沿装饰情况确定设备的安装方式和设备类型管道水、电、风、气等管道的分布，尤其是出入户的接口状态确定路由设计照明与光线自然光与室内照明实际的光线强度确定设备性能参数建筑物周边环境周界，电磁波发射设施、高压线、变电所等易产生电磁波干扰源的分布情况确定辅助设备的增减配电状况配电间、弱电井的位置，所提供电源容量确定设备功率及电源要求二、室外安装环境室外安装环境除了前面提到的气候条件为重点勘察对象外，设备安装位置周围的土壤、配电、干扰源等状况也需要进行勘察，以确定设备的安装方式。3.1.6勘察报告勘察报告中除了需要体现上述勘察内容的详细说明，还需要绘制现场设备布防草图、系统结构草图、信号传输建议、线缆敷设路由草图等。对于需要进行施工设计的项目，现场勘察的重要性就更加突出，尤其是线缆敷设路由的确定方面对勘察工作要求更为细致。如果仅仅是设备供应和技术支持而进行技术设计时，除了需要为建设单位提供信号传输方案外，对于线缆附设和路由确定方面的工作将大大减少。3.2技术设计中的前端设备选择由于初步设计与正式设计所遵循的规范、设计思路、设计方法基本一致，只是内容的详尽程度有别，因此这里只以正式设计作为详细讨论的内容。3.2.1摄象机的选择当前的摄象机设备品牌、种类繁多，需要根据用户需求、现场环境、安装方式加以选择。一、摄象机外型的选择枪式摄象机适合于所有监控场合1/2”CCD适合于配置大倍数、长焦距镜头，监视范围大、图象质量要求高的室外环境1/3”或更小CCD适合于图象质量要求较高，配置定焦镜头或常规变焦镜头的场合变倍一体化摄象机（含带云台的一体机）适合于监视范围广，可远近调整监视的场合例如广场，街道商场、学校、酒店、宾馆大堂等半球型摄象机适合于室内隐蔽安装，图象质量要求不高，以美观、隐蔽安装为主要目的的场合智能球机适合于室内/室外环境，更注重摄象设备的整体使用功能的方便性和美观隐蔽安装，图象质量要求一般其它异型摄象机（烟感、针孔、飞碟等）适合于室内环境有特殊安装要求的二、摄象机类型的确定彩色摄象机适合于光线较为充足的环境黑白摄象机适合于所有监控环境，尤其是照度较低的环境，并且可以配合红外辅助照明设备以实现夜间监控彩色转黑白（单色）摄象机适合于光线变化大，日夜监控图象要求均较高的场合3CCD彩色摄象机适合于投资大，图象质量要求很高的场合三、摄象机指标的确定清晰度450至480线（彩色）560线（黑白）高清晰度，对图象质量要求高330线至420线（彩色）380线（黑白）普通清晰度，对图象质量要求不高灵敏度0.1lux（彩色）0.01lux（黑白）低照度，适合于光线不足的监控场合2lux（彩色）0.1lux（黑白）常规超度，适合于光线充足，对夜间监视要求不高的场合电子快门自动/手动可以配合镜头扩展摄象机灵敏度范围AGC自动可以配合镜头扩展摄象机灵敏度范围背光补偿自动或菜单设置适合于固定监视点具有逆光的监视环境信噪比48dB以上高质量，适合于摄取较暗场景45至48dB一般质量，适合于光线充足或变化不大的环境白平衡ATW适合于景物的色