高速铁路软弱围岩隧道设计方案

1.综合视频监测子系统

1）总体设计

本系统视频监控系统采用全数字高清模式，基于IP以太网络的SAN存储架构，搭建系统级视频综合平台。

针对前端数字高清应用，后端采用视频综合平台解决方案，实现视音频编码、矩阵切换、业务应用、存储、解码的综合集成，实现数字高清前端和综合前端等多种监控网络的接入，后期升级、扩容、联网简洁方便，设备高度集成，达到电信级的稳定性和可靠性。

图12-12　隧道交通安全监控系统网络拓扑图

系统层次结构见图12-13。系统拓扑结构见图12-14。

图12-13　视频监控系统层次结构图

2）系统功能

（1）HD高清图像质量。高清摄像机提供高清编码功能，每部高清摄像机可输出不低于720p高清画质的图像，利用高效的编码效率使所需要的码率更低，设置变码率可进一步降低总体传输码率，以降低网络承载的压力和总体存储容量。

（2）远程监控功能。在系统网络范围内，通过视频监控专网，授权用户能远程监控任意监控点的图像，远程操作摄像机进行变焦和转动，可以清晰地查看现场图像。

（3）网络传输功能。高清摄像机自带编码网传功能，基于TCP/IP标准协议，实现网络通信，授权用户可以通过网络访问监控系统图像，控制前端高清摄像机。

图12-14　数字监控系统网络拓扑图

（4）视频检测功能（根据用户需要可进行扩展）。对于传回中心的数字视频支持进行实时分析，得出车流量、速度、占有率、车型等交通参数数据。对于云台和固定高清摄像机支持自动检测非法停车、行人、逆行、抛洒物、烟雾等异常事件。

（5）图像显示功能。网络上传输的高清视频信号，显示在客户端上。

（6）资料存储与共享。系统具备高清视频流的存储功能，授权网络用户可以从点播服务器远程调看、下载视频资料。提供转码工具，转换为.avi格式，用户可将其刻录进VCD或DVD，直接在影碟机上播放。

（7）管理服务功能。通过管理服务器，统一管理存储设备的音视频资料的访问，并为客户端提供流畅的视频流服务，实现全网系统管理和流媒体转发。

（8）远程询问指挥功能。实现上级总控中心对监控中心工作人员的信息指导。

（9）权限管理功能。可以添加和删除用户，并可对各级用户的控制权优先级进行管理。

（10）系统日志功能。系统自动记录系统的操作日志和运行日志。

2.信息发布系统

在隧道两端安装悬臂式可变情报板（LED信息显示屏），主要用于发布各种信息。可通知驾驶员前方出现异常或不安全因素，提示他们可能遇到的问题，如路上的事故及阻碍交通的道路维修或施工、天气异常等；并提供相应的建议，对交通流进行诱导，保证铁路的安全畅通。

1）系统组成及功能

信息显示屏系统由LED显示屏、控制器、显示屏箱体及控制软件组成。

（1）LED显示屏。LED显示屏为显示器，显示来自于控制软件输入的显示信息。根据本项目/工程的需要，可变情报板选用以下配色方案：可变信息标志屏体由2红1绿（2R1G）组成，其技术参数见表12-8。结构上可变信息标志显示屏体由120个16×8模组单元组成。

表12-8　LED显示屏参数表(www.xing528.com)

（2）控制器。操作人员通过控制软件输入显示信息内容，控制软件自动将数据下载到控制器中，并由控制器维持系统的正常运行。控制器由中央处理器、存储器、通信接口等组成。

（3）显示屏箱体。可变情报板使用的机箱为全天候防风雨机箱，要求此机箱可在潮湿的气候环境条件下使用。全天候防风雨机箱主要用来放置可变情报板的控制处理电子模块、通信电子模块、防雷装置、走线槽和配线架等部件。

2）工作流程

监控分中心通过监控终端向情报板控制器发送命令，每个控制器可以分配不同的IP地址，情报板控制器接收到监控分中心发来的显示控制命令后，将执行结果返回给监控分中心，并对收到的显示命令进行分析处理，将需要显示的内容送情报板显示屏显示。而监控总中心可以通过监控终端向情报板控制器发送命令，可以控制任意一个监控分中心下属的情报板的显示。情报板显示控制系统网络拓扑图见图12-15。

3.中央控制系统

中央控制系统为整个交通安全监控的信息管理中心，并对整个隧道交通进行监视和控制，主要包括计算机网络、显示墙体、操作控制台等。中央控制系统设置于隧道管理处建筑区域内，设独立监控室。

1）工作流程

全数字网络视频监控系统按安防规范分为几个部分：采集部分（网络摄像机）、传输部分（光纤传输、监控中心网络、流媒体模块）、存储部分（存储模块）、显示部分（显示器）和管理控制部分（中心服务模块、客户端），并单独设计一个报警服务模块来检测、存储报警录像。

图12-15　情报板显示控制系统网络拓扑图

各服务模块因信令交互构成一套有机整体，在网络上合理部署服务模块，优化信令（数据流）流程，使监控系统更好地运作，整体效能得以最大限度地发挥。系统关键业务流程见图12-16。

图12-16　交通安全监控系统工作流程图

2）人机交互

视频监控客户端支持图形化的配置界面，所有的增删改查操作全部可以通过图形化操作完成，所见即所得。

系统对设备、监控关系、报警、巡检结果等提供报表功能，整网设备运行情况一目了然。系统支持GIS功能，支持通过导航地图快速定位关注的区域，在电子地图上可以直观地显示摄像头的分布和各种详细信息（如类型、状态、经纬度），通过对电子地图上的摄像头点击操作，在导航栏上输入摄像头信息，GIS地图会将摄像头居中显示，可以便捷地提供实时播放、点播回放。

视频监控客户端上，可以实现多画面的显示，多个画面之间的操作相互独立。例如，可以显示多路实况、多路回放，也可以部分画面显示实况、部分画面显示回放。视频监控客户端根据所配置的计算机性能的不同，可以支持4画面、6画面、9画面等显示方式，最多支持16分屏。

系统采用1个55″液晶监视器和16个26″固定图像液晶监视器组成拼接屏幕墙，监视墙体总体布置见图12-17。

图12-17　监视墙布置示意图

3）存储空间需求

视频综合平台可提供200万像素高清、130万像素高清、4CIF标清图像编码。视频图像存储空间计算公式：每个前端存储总容量（Gb）=（视频码流大小（Mb）×60秒×60分×24小时×存储天数/8）/1024。

以一路视频图像在7天、15天、30天所需要的占用空间估算（实际配置时还需要考虑格式化、RAID、热备盘的开销）（表12-9）。

表12-9　视频存储数据量计算表

按照全部连续录像计算30天的存储空间，本系统24路摄像机产生的录像数据为：2400×6+1350×18=38700G≈38.7T，本系统配置2T存储硬盘24块。