1、精選優質文檔-傾情為你奉上發電行業熱成像測溫系統解決方案目錄第 一 章 背景及需求1.1 應用背景發電行業電氣設備運行異常易造成設備跳閘、損壞，嚴重的導致機組非計劃停運，人員與財產損失。電氣設備故障在發展和形成過程中絕大多數與發熱溫升緊密相連。紅外熱成像診斷技術通過非接觸方式檢測運行中的設備溫度和運行狀態，可以簡捷、安全、直觀、準確的查找、判斷電氣設備過熱故障，迅速采取措施解決防止電氣事故的發生。結合紅外熱像儀在電氣設備故障診斷中的一些實際應用，紅外熱成像檢測診斷技術為發電廠電氣設備精細化點檢和維修提供有力依據，及時將電氣事故消滅在萌芽狀態，有效避免電氣異常事件或事故的發生。1.2 業務現狀當

2、前發電行業較少采用紅外熱成像測溫設備對電力設備進行測溫。部分電廠根本沒有紅外熱成像檢測系統。部分電廠則采用手持式紅外熱像儀或在線式紅外熱像儀設備方案。因此就發電行業而言，目前在設備狀態異常、電纜起火檢測等方面還存在一些缺陷：1、純人工巡檢人工巡檢及時性、可靠性低，出現異常不能及時反應。2、采用手持測溫熱像儀對安裝位置較高的設備進行手持測溫熱像儀測溫較為不便，并且難以及時發現隱患。3、采用拼湊型紅外熱像儀在線監測方案設備穩定性、兼容性差，系統可擴展性差，需要客戶尋找多方廠家購買產品。因此用戶需要一套整體解決方案，能夠幫助快速發現電氣設備和線路的熱缺陷，同時系統應當有較強的穩定性并且方便日后擴容。

3、1.3 需求分析1.3.1 業務需求用戶業務需求非常明確，即需要一套整體解決方案，能夠幫助發現電氣設備和線路的熱缺陷，同時系統應當有較強的穩定性并且方便日后擴容。1.3.2 系統需求針對重要區域24小時不間斷監測比對的需求，可在電廠重要區域安裝在線式紅外熱像儀，對重點設備區域進行24小時多預置位監視，通過軟件分析算法，對溫度異常自動告警，極大提高對溫度異常狀態的發現能力，防范于未然。針對巡檢人員快速靈活監測，查漏補缺的巡檢需求，可通過攜帶手持測溫熱像儀，可對電器柜、軸承、觸點、設備表面、線纜等巡檢區域和設備進行監測，彌補在線式紅外熱像儀監控盲區，另外有利于記錄數據的歸檔管理。1.4 總體目標通

4、過海康威視發電行業熱成像測溫系統解決方案，提前發現設備的熱故障點，及時預防設備故障，減少安全生產事故發生是本方案的總體目標。第 二 章 系統總體思路2.1 設計原則海康威視發電行業熱成像測溫系統在設計時遵循以下原則1)實用性與經濟性的統一在充分滿足使用要求的基礎上，系統具備操作簡單，維護方便，升級便捷等特點。系統提供了方便、易用的用戶操作接口，使得一般工作人員在短期培訓之后即能熟練、方便、準確的使用該系統，大大提高辦公效率。2)標準性與擴展性的統一系統設計盡量采用標準化、模塊化設計并嚴格遵守相關技術的國際、國內和行業標準，以確保系統之間的開放透明性和系統之間的互連互通。考慮到整個系統是分期建設

5、的，系統設計時，對有擴展要求的子系統，在設計和選用設備時,應在對未來業務的增長和擴容進行科學預測基礎上進行余量設計,預留擴容和發展的空間。3)可靠性和安全性的統一整個系統采用具有高可靠性的總體設計，選用的設備自身應具有較高的安全可靠性，關鍵設備或關鍵部件應采取備份冗余設計，采用成熟技術，使方案具備較高可靠性、較強容錯能力、良好恢復能力和防雷抗強電干擾能力，同時本方案的設計使用不會影響電廠內被監控電器的正常運行。4)易管理性和易維護性的統一系統應易于管理和維護，計算機網絡等信息基礎設施的設計應采用簡潔易用的體系結構，以降低系統運行維護費用。為確保產品的售后服務，應選用技術成熟的國內品牌產品。2.

6、2 設計依據系統規劃設計必須按照國際、國家和行業的有關標準和規范進行。本設計將依據和參照以下的設計規范和要求進行，但不僅僅限于以下所列范圍。l 電力設施治安風險等級和安全防范要求（GA1089-2013）l 電力行業反恐怖防范標準（試行）（火電/風電部分）（2011）l 工業檢測型紅外熱像儀（GB/T 19870-2005）l 機器狀態監測與診斷 熱成像（GB/T30831）l 視頻安防監控系統技術要求（GA/T367-2001）l 建筑及建筑群綜合布線工程設計規范（GB/T50311-2000）l 電線電纜識別標志方法（GB/T6995）l 信息技術開放系統互連網絡層安全協議（GB/T179

7、63）l 智能建筑設計標準（GB/T50314-2000）l 建筑物防雷設計規范(GB50057-94)l 建筑物電子信息系統防雷技術規范(GB50343-2004)2.3 設計思路海康威視采用一站式整體解決方案，在發電行業各類電廠各監控點位部署對應功能的測溫型熱成像攝像機完成視頻采集和溫度檢測，采用以太網完成視頻等數據的傳輸，通過紅外熱成像測溫系統完成如巡檢計劃、測溫配置、告警展示等功能。所有的監控設備可通過B/S或C/S端應用軟件實現聯網管理，操作簡單，施工方便，并且可以擴展。同時為了便于巡檢人員機動靈活的對巡檢區域設備進行實時檢查，可采用手持測溫熱像儀對待巡檢設備和待巡檢區域精確測溫，通

8、過觸摸屏快速查看圖像和數據。測溫圖片和錄像還可輕松導出，采用紅外熱成像測溫系統進行離線分析。第 三 章 系統總體設計3.1 總體架構3.1.1 系統拓撲圖1. 在線式紅外熱成像測溫系統拓撲圖圖2. 手持測溫熱像儀拓撲圖3.1.2 系統組成3.1.2.1 在線式紅外熱成像測溫系統前端圖像采集設備可由測溫型熱成像云臺、測溫型熱成像筒機、測溫型熱成像球機組成，可視安裝環境與監測要求自由選型。網絡傳輸則利用以太網，將數據傳輸到后端監控平臺，實現遠程實時監控和錄像存儲。紅外熱成像測溫系統軟件可實現多種熱成像測溫應用功能，如圖像實時預覽，溫度閾值超限告警、巡檢計劃設置等。另外需注意紅外熱成像測溫系統軟件作

9、為iVMS-9800軟件的擴展子模塊，必須需搭配iVMS-9800軟件出貨。3.1.2.2 手持測溫熱像儀系統（規劃接入9800,12月底完成）系統前端設備采用手持測溫熱像儀，通過該設備，可對巡檢設備和區域精確測溫，通過觸摸屏快速查看實時圖像和測溫數據。系統中心設備采用紅外熱成像測溫系統軟件（與在線式紅外熱成像測溫可共用一套），測溫圖片和錄像可通過Wi-Fi或USB輕松導入，系統進行離線分析，可對圖片、錄像進行整體分析，產生溫度曲線等報表，便于問題回溯。3.2 系統功能3.2.1 基礎功能1) 實時預覽與測溫可對紅外監控點進行視頻預覽，同時可對實時畫面中的點位進行溫度呈現，測溫熱成像攝像機能夠

10、對前端的監控場景實時進行線測溫、框測溫、點測溫。測溫范圍：-40150或0550。測溫精度高達±2或量程的±2%（取最大值）。圖3. 實時預覽2) 錄像回放可將視頻信號進行存儲。可以設置錄像計劃、錄像規則（包括定時錄像、移動偵測錄像、報警聯動錄像）等。暫不支持對溫度數據的同步存儲。溫度數據可單獨存儲于服務器中。錄像和與溫度數據同時存儲正在開發中。圖4. 錄像回放3) 視頻巡檢可對測溫型熱成像球機、測溫型熱成像云臺攝像機配置巡檢預置點，并自動分析巡檢結果，還可將巡檢結果以word文檔方式導出。測溫型熱成像槍機可加入巡檢預案。圖5. 巡檢計劃配置圖6. 巡檢結果查詢4) 資源管

11、理通過視頻監控網絡配置系統參數等所有管理控制功能。圖7. 服務網關配置可以從9800軟件平臺中快速同步紅外熱成像監控點信息。能夠對監控點進行快速設置預置位和測溫參數圖8. 監控點同步5) 離線分析（紅外熱成像測溫系統V1.1規劃功能 12月推出）用戶使用手持熱像儀巡檢完畢后，可對對手持熱像儀中所拍圖片和錄像進行離線分析，用于回溯問題。圖片采用jpeg格式，錄像采用MP4格式。圖片和錄像中包含溫度數據。圖9. 離線分析功能3.2.2 特色功能1) 全局測溫、溫差報警（已實現）原有紅外熱成像系統采用畫測溫規則方式,點、線、多邊形，現場監測環境錯綜復雜，熱成像球機或云臺的每個監測預置位需要畫很多線或

12、者框, 軟件步驟太繁瑣，工作量大。如果操作失誤導致預置位被重置,或者更換攝像頭，前期繁重的設置工作會前功盡棄。因此推出全局測溫，溫差報警功能，在同一預置位下通過前后抓圖對比判斷全屏溫度，智能分析在該預置位下任意一點是否發生溫度突變，發現突變則產生報警。無需設置測溫框，操作簡單，易用性更高。圖10. 全屏抓圖溫差報警2) 雙光譜同屏顯示在一臺工作站的顯示器上能實時同時顯示紅外以及可見光圖像（并且不改變圖像的原始分辨率）。圖11. 雙光譜同屏顯示3) 溫度曲線呈現（歷史溫度曲線呈現需要定制）紅外測溫系統軟件當前支持實時溫度曲線呈現，當點擊測溫型熱成像攝像機某一測溫點/線/框時，從當前時間開始可以呈

13、現該測溫點/線/框的溫度變化曲線。圖12. 實時溫度曲線通過定制，支持歷史溫度曲線呈現，當有需要時，可從數據庫中讀取某一熱成像攝像機在在不同時間段的各測溫點/線/框溫度變化曲線，自動組合成一個完整的曲線。3.3 系統特點3.3.1 精確測溫測溫精度高，支持兩檔測溫范圍：檔位一：-40150檔位二：0550測溫精度：±2或量程的±2%（取最大值）圖13. 精確測溫方式3.3.2 全區域無死角球機和云臺支持300個預置點測溫，每個預置點支持10個框、10個點和一條線共21個測溫單位。提高單臺設備利用率，增加測溫區域。巡檢還可采用手持測溫熱像儀，對巡檢區域進行查漏補缺，減少測溫盲

14、區，對重要區域二次測溫復核。圖14. 預置點配置3.3.3 高可靠性設計前端設備通過多項高可靠型測試實驗。1) 高低溫測試：-4570；2) 靜電放電抗擾度實驗：空氣放電15kv，接觸放電9kv自行恢復；3) 浪涌（沖擊）抗擾度：線地是6KV防浪涌；4) 網絡優化實驗：網絡丟包10%以內可以保證測溫數據連貫；第 四 章 前端系統4.1 設計思路前端系統主要由熱成像測溫攝像機組成，主要可分為球機、云臺、筒機、手持等幾種產品形態。可對發電一次設備、線纜、觸點等進行溫度監測。對于場景開闊，監測區域或對象較多的地點，可采用球機、云臺型熱成像測溫攝像機劃定多預置位進行監測。對于單一目標的小范圍監控，可采

15、用筒型熱成像測溫攝像機進行固定點監測。對于運維人員巡檢監測，可采用手持測溫熱像儀對巡檢須臾進行監測。25mm鏡頭建議測溫目標范圍在320m；50mm鏡頭建議測溫目標范圍在1030m。測溫目標建議直徑在10cm及以上，當目標物體在圖像上顯示超過3個及以上像素點，測溫誤差可以控制在±2之內4.2 前端部署4.2.1 水電站風洞層水電站主廠房區域從上至下分別是發電機層、風洞層、水輪機層、蝸殼層。其中風洞層中的設備主要為發電機機組的定子、轉子、線圈及部分電纜。通過紅外熱像儀可對風洞內的設備、電纜進行監測，當設備過熱時及時告警。圖15. 風洞層外部圖16. 風洞層內部監測設備圖17. 風洞層內

16、部監測電纜圖18. 風洞層剖面圖圖19. 風洞室平面圖需要注意，風洞內，設備與墻體間距離較小，部分區域可能小于1米，所以需要考慮紅外熱像儀安裝的角度位置以及鏡頭焦距的選擇。可選擇9mm焦距測溫型球機DS-2TD4035DT-9（已發布），也可選擇測溫型筒機DS-2TD2136T系列（已有樣機未發布）。具體選型建議實地工勘后進行。4.2.2 水電站、抽蓄電站出線場出線場是指電站發出的電能，經過變壓設備調試后，向各地輸送電能的供電中心，一般有互感器、避雷器、載流子等多種電氣設備。在線路觸點部位容易發生線路過熱起火等安全事故。可以采用紅外熱成像云臺攝像機對出線場進行監控。圖20. 出線場正面圖圖21

17、. 出線場側面圖出線場整個場景下需要觀察的設備較多，推薦采用測溫型熱成像中載云臺攝像機，如25mm焦距測溫型熱成像云臺攝像機DS-2TD6135T-25A2L。具體選型建議實地工勘后進行。4.2.3 水電、抽蓄、火電電纜測溫電纜起火是目前在發電行業多發的安全事故之一，電纜測溫的應用場景有很多，如電站的電纜層，可對電纜橋架進行測溫。圖22. 電纜層電纜橋架還有對電纜井進行測溫監控圖23. 電纜井以及一些高壓電纜室圖24. 高壓電纜室在以上場景區域每個區域都有場景特點。如電纜層的電纜橋架區域，場景狹小，建議采用小焦距測溫型熱成像球機進行監測，如9mm焦距測溫型球機DS-2TD4035DT-9。高壓

18、電纜室等較寬闊場景可選用測溫型熱成像云臺攝像機DS-2TD6135T系列。4.2.4 主變壓器測溫主變壓器作為電站重要的電氣設備，可能存在接頭松動或接觸不良，不平衡負荷，過載，過熱等隱患。這些隱患可能造成的潛在影響是產生電弧、短路、燒毀、起火。目前在發電行業內對主變壓器采用熱成像攝像機測溫的案例較少，隨著熱成像測溫系統的不斷發展，對主變壓器測溫將在未來成為熱成像攝像機測溫的重要場景之一。圖25. 火電廠主變圖26. 升壓站內風電主變第 五 章 中心系統5.1 存儲系統當前NVR和CVR存儲，僅存儲視頻流，不支持對溫度數據的存儲。溫度數據可單獨存儲于服務器中。錄像和與溫度數據同時存儲正在開發中。

19、5.1.1 NVR存儲存儲系統可采用NVR模式，其中熱成像攝像機不與平臺直接對接，而是先接入NVR，再通過NVR接入平臺。熱成像攝像機與NVR之間實現了直接對接，而直接對接模式一般采用底層協議而非SDK方式，更有利于提高接入效率。NVR直接獲取熱成像攝像機的視頻直接存在本機上，實現視頻直存。對于NVR臺數和硬盤數量的設計，需要結合實際情況綜合考慮，其中主要可參考“短板優先”的設計原則。“短板優先”是指在具體項目需求中，在部署NVR數量盡量少的前提下，首先分析接入路數（接入帶寬）和存儲容量哪個是主要限制項。假設接入路數為“短板”，以接入路數來優先計算，假設接入帶寬為短板，應以最大帶寬所能容納的最

20、大接入路數來計算；對于存儲需求很大，接入路數要求不高的情況，可先計算總的存儲容量，再計算每臺NVR最大存儲容量，以此計算出需要的NVR臺數。5.1.2 CVR存儲存儲系統也可采用CVR存儲方式。CVR流直存是海康威視在業內率先提出的中心流媒體直寫，是基于TCP/IP或UDP網絡傳輸協議，熱成像攝像機以流媒體協議，通過網絡直接寫入存儲設備的技術。存儲設備集成前端設備管理，視頻存儲，實時流轉發、預覽，歷史視頻查詢、檢索、回放、下載等功能，可獨立構建小規模視頻管理平臺，亦可結合視頻管理服務平臺（海康iVMS或第三方管理平臺）組建大中型視頻綜合管理系統。同時支持第三方設備通過流媒體服務器轉發寫入存儲設

21、備。5.1.3 存儲容量計算在計算存儲空間時需先計算出所有路數存儲一定的時間所需的存儲總空間，用總路數乘以每路碼流大小，再乘以總的存儲時間即可算出總的存儲空間，在計算過程中保持單位的一致性。下表為1路熱成像攝像機分別按照熱成像384*288分辨率、熱成像640*512分辨率、熱成像384*288分辨率+可見光1080P的分辨率、熱成像640*512分辨率+可見光1080P的分辨率存儲不同天數所需的存儲空間表，如下表：表1 存儲容量計算序號分辨率碼流大小1天（TB）7天（TB）15天（TB）30天（TB）1熱成像384*2882Mbps0.02060.14420.30900.61802熱成像64

22、0*5124Mbps0.04120.28840.61801.23603熱成像384*288 +可見光1080P6Mbps0.06180.43260.92701.85404熱成像640*512 +可見光1080P8Mbps0.08240.57681.23602.47205.2 解碼拼接系統監控中心的上墻視頻都是取自前端網傳過來的壓縮視頻，需要將壓縮視頻流解碼才能進行上墻顯示。視頻解碼主要分為解碼器解碼、視頻綜合平臺解碼方式。解碼系統能支持主動解碼和被動解碼兩種模式：1) 主動解碼l 又稱動態解碼，由解碼器主動連接編碼器請求數據流；l 解碼上墻，遠程錄像回放上墻。2) 被動解碼l 解碼器不會發起請

23、求；l 其他設備向解碼器上傳數據，解碼器只有接到數據以后才開始解碼；l 電腦上錄像文件回放上墻。5.2.1 解碼器目前我們常用的解碼器為海康DS-6900UD系列和海康DS-6400HD-T系列。1) DS-6900UD系列DS-6900UD系列產品是基于嵌入式硬件平臺開發的一款解碼設備。 該系列產品包含DS-6901UD、DS-6904UD、DS-6908UD、DS-6910UD、DS-6912UD、DS-6916UD六種型號；DS-6901UD支持HDMI、VGA、BNC輸出口解碼輸出，DS-6904/08/10/12/16UD支持HDMI、BNC輸出口解碼輸出；支持H.265、H.264

24、、MPEG4、MJPEG等多種編碼碼流解碼，解碼性能強勁，最高支持1200W及以下分辨率的H.265/H.264碼流解碼，支持4K超高清輸出。主要功能如下：多元化的解碼控制模式l 支持主動解碼和被動解碼兩種解碼模式；l 支持開窗、窗口漫游功能l 最大支持16塊屏幕任意拼接l 支持遠程錄像文件的解碼輸出；l 支持HiDDNS；l 支持直連前端設備解碼上墻和通過流媒體轉發的方式解碼上墻；l 支持使用RTSP URL方式從編碼設備取流解碼；l 支持透明通道傳輸，可遠程控制DVR或DVS上連接的云臺；l 支持語音對講；l 支持音頻矩陣，可任意指定解碼音頻輸出口；l 支持PC機視頻信號上墻豐富的集成能力

25、l 支持ONVIF標準協議接入設備；l 支持RTPRTSP協議進行設備預覽；l 支持平臺以SDK方式集成設備。l 支持GB28181協議接入設備完備的運維管理l 支持WEB方式訪問、配置和管理；l 支持遠程獲取和配置參數，支持遠程導出和導入參數；l 支持遠程獲取系統運行狀態、系統日志；l 支持遠程重啟、恢復默認配置、升級等日常維護。2) DS-6400HD-TDS-6400HD-T系列的視音頻解碼器是專為高清監控系統的部署與管理而設計的網絡解碼器，基于TI Netra處理器，采用Linux操作系統，運行穩定可靠。DS-6400HD-T支持高清800W及以下分辨率網絡視頻的解碼；支持DVI-I、

26、VGA、HDMI、BNC接口解碼輸出；支持多種網絡傳輸協議、多種碼流的傳輸方式，為大型電視墻解碼服務提供強有力的支持。主要功能如下：l DS-6401HD-T支持HDMI、VGA、BNC三種輸出接口；l DS-6404HD-T、DS-6408HD-T、 DS-6410HD-T、DS-6412HD-T、DS-6416HD-T支持DVI（可以轉HDMI或者VGA）、BNC兩種輸出接口。l DVI、HDMI、VGA輸出分辨率最高都支持1920*1080；l 支持H.264、MPEG4、MPEG2等主流的編碼格式；l 支持PS、RTP、TS、ES等主流的封裝格式；l 支持H.264的Baseline、

27、Main、High-profile編碼級別；l 支持G.722、G.711A、G.726、G.711U、MPEG2-L2、AAC音頻格式的解碼；l 支持語音對講。l 支持智能模式，支持智能碼流解碼顯示，支持區域入侵等9種智能行為分析，智能回放l HDMI和VGA輸出分辨率最高都支持1920*1080；l 支持主動解碼和被動解碼兩種解碼模式；l 支持直連前端設備和通過流媒體轉發的方式獲取網絡實時據；l 支持大屏拼接功能，最多支持2*2、2*3、3*2、2*4、4*2的大屏拼接；l 支持遠程錄像文件的解碼輸出；l 支持透明通道傳輸，可遠程控制DVR或DVS上連接的云臺。l 支持國標GB28181協

28、議接入設備；l 支持ONVIF標準協議接入設備；l 支持RTPRTSP協議進行設備預覽；l 支持平臺以SDK方式集成設備。5.2.2 圖像處理器海康威視自主研發的圖像處理器DS-C10S系列控制器是新一代基于FPGA的純硬件圖像處理設備。它與傳統的控制器相比，擁有全新的系統構架、數據交換體系、數據處理方式和設備結構，系統帶寬高，支持多路高清信號的接入和實時處理，是一款性能強大的高端圖像處理設備。采用主控板加輸入和輸出板的結構，使輸入輸出端口數量和端口類型可以任意配置，能夠在多個顯示終端上同時顯示多個動態畫面，主要用于大屏幕拼接顯示系統，是系統的核心顯示控制設備。1) 硬件結構l 4U、8U、1

29、3U標準機箱，滿足各種規模的監控需求l 標準機架式設計，運營級ATCA機箱系統；l 插拔式模塊化設計，可根據需求靈活擴展；l 業務模塊支持熱插拔、雙電源冗余、智能風扇自動調溫，確保系統穩定可靠。2) 主要功能：l 支持VGA、DVI、HDMI、BNC、SDI、YPbPr、超高清、DisplayPort及IP源多種信號源采集；l 輸入板單板支持2路800W（2路600w或2路500W或8路1080P或16路720P或32路D1）網絡信號解碼上墻，且支持本地錄像文件回放上墻；l 單個輸出口支持1/4/9/16畫面分割；l 支持圖層疊加，最大支持6個圖層，其中包括一個虛擬LED圖層和一個底圖圖層，L

30、ED字體大小及背景顏色可調，可選擇LED滾動方式，底圖分辨率可高達16384*8192；l 用戶管理支持信號源與電視墻區域操作權限設置；l 支持HD/3G SDI同步輸出顯示；l 內置矩陣功能，可支持單個信號源開多個窗口同時顯示；l 支持ipad客戶端、WEB控制。5.2.3 視頻綜合平臺視頻綜合平臺B20系列是參考ATCA(Advanced Telecommunications Computing Architecture 高級電信計算架構)標準設計，支持模擬及數字視頻的矩陣切換、視音頻編解碼、集中存儲管理、網絡實時預覽等功能，是一款集圖像處理、網絡功能、日志管理、設備維護于一體的電信級綜合

31、處理平臺。使用綜合平臺不僅可以讓使整個監控系統更加簡潔，也讓安裝調試，維護變得容易，并且具有良好的兼容性以及擴展性，可廣泛應用于各種視頻監控系統項目。圖27. B20圖片5.3 大屏幕顯示系統隨著自動化和信息技術的飛速發展，監控中心對信息顯示的要求越來越高，其中大屏幕顯示系統作為集中信息顯示的交流平臺，可以將各種監控系統的計算機圖、文信息和視頻信號等進行集中顯示，在實時調度、會商、決策及信息反饋等方面都起到了重要作用。海康威視大屏幕顯示系統以系統工程、計算機工程、自動化控制等理論為指導，將國際最卓越的高清晰數字顯示技術、網絡解碼技術、客戶端等融合為一體，使整套系統成為一個高亮度、高分辨率、高清

32、晰度、智能化控制、操作先進的大屏幕顯示系統。能夠很好地與用戶監控系統、指揮調度系統、網絡信息系統等連接集成，形成一套功能完善、技術先進的交互式信息顯示及管理平臺。目前市面有三種主流拼接屏（LCD、LED和 DLP），下表對三種大屏幕拼接產品的核心技術參數和性能方面的特點做了對比。表2 大屏對比表屏幕類別液晶顯示屏（LCD）LED顯示屏背投顯示單元DLP工業監視器說明物理縫隙最小3.5mm無縫隙0.5mm無拼接概念原理 背光源投射 自發光 背光源投射背光源投射物理分辨率1920X1080240點（W）X180點（H）1920X10801920X1080LED廣告屏像素間距能小能做到1.0mm，但

33、還是遠遠高于LCD的0.53025mm，同等面積下LCD像素點越多，點數越多，畫面就越精細，這對圖像顯示至關重要亮度高 (500cd或800cd)300cd-1500cd任意可調） 低(300cd或700cd)較低，一般350 cd/m2左右高對比度可以更有效的凸顯畫面本身的層次感，畫面過度更顯細膩，有助于觀看者有效捕捉到畫面中的每一個細節。對比度4500：1高 8000:12000：11200：1高對比度可以更有效的凸顯畫面本身的層次感，畫面過度更顯細膩，有助于觀看者有效捕捉到畫面中的每一個細節。可視角度178/178160/160170/110低尺寸小于80寸 任意大小 小于80寸尺寸豐富

34、功耗170W高（1000W/m2）低較高刷新頻率1000HZ大于2000HZ160HZ低響應時間中等 毫秒級 極小 納秒級 中等 毫秒級慢使用壽命60000小時小時60000小時60000小時造價便宜貴稍貴便宜5.3.1 LCD顯示單元LCD （ Liquid Crystal Display 的簡稱）顯示器, 是利用液狀晶體在電壓的作用下發生偏轉的原理進行顯示的技術。由于組成屏幕的液狀晶體在同一點上可以顯示紅、綠、藍三基色，或者說液晶的一個點是由三個點疊加起來的，它們按照一定的順序排列，通過電壓來刺激這些液狀晶體，就可以呈現出不同的顏色，不同比例的搭配可以呈現出千變萬化的色彩。液晶本身是不發光

35、的，它靠背光管來發光，因此液晶屏的取決于背光管。由于液晶采用點成像的原因，因此屏幕里面構成的點越多，成像效果越精細，縱橫的點數就構成了液晶電視的分辨率，分辨率越高，效果越好。主要用于對顯示效果要求不高的場合，包括：一般的視頻畫面監控場合，如金融單位監控中心，商場、車站、小區的監視中心等。優點：具有顏色鮮艷、高亮度、高對比度、高分辨率、厚度薄、重量輕、低能耗、長壽命、無輻射等缺點：拼縫大，做拼接墻時整體顏色亮度一至性比較難統一，調試難度大。尺寸：超窄邊拼接屏,46寸、47寸、55寸、60寸.工業監視器，19寸110寸全系列圖28. LCD屏構造5.3.2 DLP顯示單元DLP是“Digital

36、Lighting Progress”的縮寫。它的意思為數字光處理，也就是說這種技術要先把影像訊號經過數字處理，然后再把光投影出來。它是基于德儀公司開發的數字微反射鏡器件DMD來完成顯示數字可視信息的最終環節，而DMD則是Digital Micromirror Device的縮寫，字面意思為數字微鏡元件，這是指在DLP技術系統中的核心光學引擎心臟采用的數字微鏡晶片，它是在CMOS的標準半導體制程上，加上一個可以調變反射面的旋轉機構形成的器件。圖29. 投影機芯工作原理DLP背投拼接作為傳統拼接產品的老大，以其完美的拼縫和畫面高度的一致和完整性，一直雄踞在高端行業應用中，是其他拼接產品所無法撼動的

37、，在采用了LED背光源后的DLP擁有了更加出色的畫面可調性，DLP的拼縫優勢是不言而喻的，最小可以控制在0.1mm，最大也不會超過0.5mm,一般像集控中心、調度中心等項目要顯示GPS或GIS地圖時，DLP是首選產品，當然，DLP拼接也有自身的不足，比如亮度低、體積大，占用空間大，后期維護成本高等.尺寸：50寸、60寸、67寸、70寸、72寸、80寸、84寸光源；UHP光源、LED光源、激光光源5.3.3 LED顯示單元（Full color LED display screen）：它是一種通過控制RGB半導體發光二極管的顯示方式，由很多個RGB三色的發光二極管組成，每個像素組合均有RGB二極

38、管，自發光的方式，靠每組像素燈的亮滅來顯示不同顏色的全彩畫面。用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。圖30. LED顯示屏優點：能真正做到無縫拼接，整個畫面均勻一致，無分割，沒有黑線,可任意角度拍攝不受環境光影響,可支持低亮情況使用，保護使用者的眼睛色彩表現能力更強,整屏的亮度、色度一致性高,無風扇設計，即節能又環保占用空間小缺點：同等面積下物理分辨率在顯示產品里最低。尺寸：點間距P1.0P16各系列產品、室內、室外均正常出貨，能滿足各種用戶需求。第 六 章 傳輸系統傳輸網絡起到連接前端和平臺的橋梁作用，也是系統關鍵的部分，傳輸網絡的性能直接決定著系統監控中

39、心圖像和數據的質量。6.1 傳輸網絡總體設計6.1.1 設計思路1) 采用新一代、主流網絡技術來設計監控網絡，新一代網絡技術往往能提供更高的性能，而且有更長的產品生命周期，便于維護。傳統的設計方法是按核心層、匯聚層、接入層分級設計，但是隨著網絡管理技術的進步和發展，網絡設計向扁平型方向發展，采用核心、接入層設計。2) 監控網絡需要按照模塊化、結構化的原則設計，便于今后擴容和升級。3) 針對網絡的安全隱患，系統應通過多種安全措施保障系統的安全。6.1.2 設計要求1) 網絡傳輸協議要求系統網絡層應支持 IP 協議，傳輸層應支持TCP 和UDP 協議。 2) 媒體傳輸協議要求視音頻流在基于IP的網

40、絡上傳輸時應支持RTP/RTCP協議；視音頻流的數據封裝格式應符合標準要求。3) 信息傳輸延遲時間當信息（包括視音頻信息、控制信息及報警信息等）經由 IP 網絡傳輸時，端到端的信息延遲時間（包括發送端信息采集、編碼、網絡傳輸、信息接收端解碼、顯示等過程所經歷的時間）應滿足要求： 前端設備與信號直接接入的監控中心相應設備間端到端的信息延遲時間應不大于2s。前端設備與用戶終端設備間端到端的信息延遲時間應不大于4s。4) 網絡傳輸帶寬聯網系統網絡帶寬設計應能滿足前端設備接入監控中心、監控中心互聯、用戶終端接入監控中心的帶寬要求，并留有余量。l 前端系統帶寬系統帶寬需求與分辨率和幀率兩個因素密切相關，

41、根據實際所需圖像的實時性、流暢性要求不同，可對設備進行配置。通常系統要求在25幀/s 幀率情況下，CIF（分辨率352×288）碼流為512Kbps，D1（分辨率720×576）碼流大小約為2Mbps，720P（分辨率1280×720）碼流大小約為4Mbps，1080P（分辨率1920×1080）碼流大小約為8Mbps。現階段，利用最新H.265編碼技術技術可使1080p高清圖像壓縮到2M碼流，High profile H.264技術則可使1080p高清圖像壓縮到4M碼流。l 中心系統帶寬中心服務平臺帶寬計算主要有兩部分，一部分為前端設備上傳的視頻流，另

42、一部分為中心服務平臺向客戶端分發的視頻流。根據本方案設計，建議的帶寬如下：電廠平臺的上行帶寬20Mbps，下行帶寬50Mbps；區域中心平臺的上行帶寬20Mbps，下行帶寬100Mbps。5) 網絡傳輸質量聯網系統 IP 網絡的傳輸質量（如傳輸時延、包丟失率、包誤差率、虛假包率等）應符合如下要求：l 網絡時延上限值為 400ms；l 時延抖動上限值為 50ms；l 丟包率上限值為1×10-3；l 包誤差率上限值為1×10-4。6.2 網絡詳細設計6.2.1 網絡結構設計監控傳輸網絡系統主要作用是接入各類監控資源，為中心管理平臺的各項應用提供基礎保障，能夠更好的服務于各類用戶

43、。網絡結構如下圖所示：圖31. 整體組網拓撲圖1) 核心層核心層是負責承載區域中心與電廠中心的視頻傳輸核心，主要功能是作為高速互聯的網絡主干，實現節點之間實現優化分組吞吐量，優化傳輸性能等。核心層主要設備是核心交換機，作為整個網絡的中樞，核心交換機的配置性能較高。目前核心交換機一般都具備雙電源、雙引擎，故核心交換機一般不采用雙核心交換機部署方式，但是對于核心交換機的背板帶寬及處理能力要求較高。核心層設備承擔了數據轉發處理的重要角色，根據實際可靠性級別可以選擇雙電源、主備控制引擎進行硬件級的冗余備份，可以選擇多臺硬件核心設備組成N+1備份機制2) 匯聚層在區域分散的場景中，可以考慮使用增加一層匯

44、聚層交換機對接入層進行匯聚，節省前端布線3) 接入層l 前端視頻資源接入前端網絡采用獨立的IP地址網段，完成對前端多種監控設備的互聯。前端視頻資源通過IP傳輸網絡接入監控中心或者數據機房進行匯聚。前端網絡接入目前通常采用以下幾種方式：對于遠距離傳輸，通常為點對點光纖接入的方式和點對多點的PON接入方式；對于近距離接入，可采用直接接入交換機的方式。l 用戶接入對于用戶端接入交換機部分，需要增加相應的用戶接入交換機，提供用戶接入服務。6.2.2 組網方式6.2.2.1 獨立式光纖收發器組網圖32. 獨立式光纖收發器組網6.2.2.2 插卡式光纖收發器組網圖33. 插卡式光纖收發器組網6.2.2.3

45、 光纖交換機組網圖34. 光纖交換機組網6.2.2.4 無線網橋組網圖35. 無線網橋組網6.2.2.5 工業以太網交換機（環網）圖36. 工業以太網交換機環網組網6.2.3 VLAN規劃VLAN就是虛擬局域網，隨著視頻專網中用戶和終端設備大規模接入，網絡廣播的流量呈幾何級數量增多，通過VLAN技術，把一定規模的用戶和終端歸納到一個廣播域當中，從而限制視頻專網的廣播流量，提高帶寬利用率。每一個VLAN在數據轉發時，可以二層和三層方式實現數據轉發 ，二層VLAN 技術能將一組用戶歸納到一個廣播域當中，從而限制廣播流量，提高帶寬利用率。三層VLAN 是基于IP協議，一組用戶歸納到一個網段內，通過網

46、關與別的組進行交換。在網絡用戶VLAN規劃方面，一般可根據視頻用戶、前端設備、后臺設備等所屬的部門，以及具體的網絡應用權限來劃分。在具體VLAN規劃中，應合理規劃每一個VLAN中實際用戶數量。一般規劃VLAN資源參考如下幾個做法：1) VLAN1在所有設備上不啟用三層接口地址，不使用VLAN1承載實際業務或者作為網管VLAN。2) 全網每臺設備的網管VLAN可以使用同一個，方便設備預配置與日常管理。3) 我們一般建議按照每個區域進行VLAN資源的劃分，所有IPC使用的VLAN均遵從所在區域的VLAN規劃。4) 盡管在不同的匯聚設備上使用相同的VLAN并不沖突，但是不允許這樣的做法，會對后期的維

47、護和故障的排除造成很大的困難。5) 如果建設網絡所使用的設備不能直接在端口上配置互聯用的IP地址，需要綁定相應的VLAN的話，還需要單獨劃分出來一大段VLAN資源用于設備互聯，強烈建議全網設備互聯用VLAN按照鏈路去劃分，每條鏈路使用一個互聯VLAN。注：交換機中標記VLAN的數據長度是12位，所以VLAN取值范圍是04095，通常0和4095是系統保留，1通常是交換機的默認VLAN號。6.2.4 網絡IP地址規劃IP地址的合理分配是保證網絡順利運行和網絡資源有效利用的關鍵，要充分考慮到地址空間的合理使用，保證實現最佳的網絡地址分配及業務流量的均勻分布。IP地址空間的分配與合理使用與網絡拓撲結

48、構、網絡組織及路由有非常密切的關系，將對網絡的可用性、可靠性與有效性產生顯著影響。因此在對網絡IP地址進行規劃建設的同時，應充分考慮本地網對IP地址的需求，以滿足未來業務發展對IP地址的需求。IP地址規劃原則：唯一性：一個IP網絡中不能有兩個主機采用相同的IP地址；這就需要選擇一個足夠大的IP地址范圍，不但能夠滿足現有的需要，同時能夠滿足未來網絡的擴展。兩個不同網絡互聯時應避免使用同一網段IP地址，以免造成IP地址沖突。簡單性：地址分配應簡單易于管理，降低網絡擴展的復雜性，簡化路由表項。連續性：連續地址在層次結構網絡中易于進行路徑疊合，大大縮減路由表，提高路由算法的效率；IP地址分配既要考慮到

49、擴充，又要能做到連續。可擴展性：地址分配在每一層次上都要留有余量，在網絡規模擴展時能保證地址疊合所需的連續性。靈活性：地址分配應具有靈活性，以滿足多種路由策略的優化，充分利用地址空間。6.2.5 路由總體規劃路由分為靜態路由和動態路由，根據項目實際情況進行選擇。靜態路由是在路由器中設置的固定的路由表。除非網絡管理員干預，否則靜態路由不會發生變化。由于靜態路由不能對網絡的改變作出反映，一般用于網絡規模不大、拓撲結構固定的網絡中。靜態路由的優點是簡單、高效、可靠。在所有的路由中，靜態路由優先級最高。當動態路由與靜態路由發生沖突時，以靜態路由為準。動態路由是網絡中的路由器之間相互通信，傳遞路由信息，

50、利用收到的路由信息更新路由器表的過程。它能實時地適應網絡結構的變化。動態路由適用于網絡規模大、網絡拓撲復雜的網絡。其中最常用的動態路由是OSPF (Open Shortest Path First）協議。6.2.6 網絡傳輸帶寬要求 視頻監控系統帶寬需求與分辨率和幀率兩個因素密切相關，根據實際所需圖像的實時性、流暢性要求不同，可對設備進行配置。通常視頻監控系統要求在25幀/s 幀率情況下，CIF（分辨率352×288）碼流為512Kbps，D1（分辨率720×576）碼流大小約為2Mbps，720P（分辨率1280×720）碼流大小約為4Mbps，1080P（分辨

51、率1920×1080）碼流大小約為8Mbps。如果使用high profile H.264編碼算法，720P可以達到2M碼流，1080P可以達到4M碼流。考慮到網絡傳輸過程及其它應用的開銷，鏈路的可用帶寬理論值為鏈路帶寬的80%左右，為保障視頻圖像的高質量傳輸，帶寬使用時建議采用輕載設計，輕載帶寬上限控制在鏈路帶寬的50%以內。6.2.6.1 萬兆互聯鏈路傳輸鏈路帶寬取其50%輕載使用傳輸帶寬 ，可以確保有5000M的接入帶寬可以流暢使用。5000M÷4M=1250路，通過計算可以看出上行互聯鏈路最大帶寬可支持并發至少1250路200萬像素1080P/4Mbps碼

52、流的高清視頻。6.2.6.2 千兆互聯鏈路傳輸鏈路帶寬取其50%輕載使用傳輸帶寬 ，可以確保有500M的接入帶寬可以流暢使用。500M÷4M=125路，通過計算可以看出上行互聯鏈路最大帶寬可支持并發至少125路200萬像素1080P/4Mbps碼流的高清視頻。6.2.6.3 百兆互聯鏈路傳輸鏈路帶寬取其50%輕載使用傳輸帶寬 ，可以確保有50M的接入帶寬可以流暢使用。50M÷4M12路，通過計算可以看出上行互聯鏈路最大帶寬可支持并發至少12路200萬像素1080P/4Mbps碼流的高清視頻。結合項目實際需求，網絡帶寬規劃可做相應調整。6.2.7 網絡可靠

53、性設計網絡的可靠性是為了保證視頻在傳輸過程中，重要環節在出現設備損壞或失敗時，還能夠保證正常傳輸。網絡可靠性主要可從傳輸鏈路可靠性、網絡設備可靠性兩個方面進行設計。1) 傳輸鏈路可靠性傳輸鏈路的可靠性一般通過鏈路聚合技術來進行保障。鏈路聚合設計增加了網絡的復雜性，但是提高了網絡的可靠性，使關鍵線路上實現了冗余功能。除此之外，鏈路聚合還可以實現負載均衡。2) 網絡設備可靠性網絡設備的可靠性主要通過關鍵部件冗余備份、設備冗余備份、傳輸告警抑制和快速鏈路故障檢測來進行保障。關鍵部件冗余備份是指網絡設備提供主控、電源等關鍵部件的1+1冗余備份；另外系統各單板及電源、風扇模塊均具有熱插拔功能。這些設計使

54、得設備或網絡出現嚴重異常時，系統能夠快速地恢復和作出反應，從而提高系統的平均無故障運行時間，盡可能地降低不可靠因素對正常業務的影響。設備冗余備份是指通過雙機虛擬化或虛擬路由器冗余協議等方式實現網絡設備的冗余備份。一旦出現設備不可用的情況，可提供動態的故障轉移機制，允許網絡系統繼續正常工作。傳輸告警抑制是指對告警進行過濾和抑制，避免網絡頻繁振蕩，因為當接口啟動快速檢測功能后，告警信息上報速度加快，會引起接口的物理層狀態頻繁在Up和Down之間切換。快速鏈路故障檢測是一套全網統一的檢測機制，用于快速檢測、監控網絡中鏈路或者IP路由的轉發連通狀況。6.2.8 網絡安全性設計在網絡邊緣考慮安全設計，進

55、行防火墻部署； 安全與網絡密不可分，本方案中的安全設計部署采用了與網絡分區相同的安全域劃分整個方案的安全部署采用了目前應用廣泛的“分布式安全部署”方法，如下圖右側所示：分布式安全部署具有以下優勢：分散風險：傳統的集中式安全部署一般將防火墻旁掛在核心交換機兩側，這樣一旦防火墻出現故障，核心交換機內的所有業務區都將不能訪問，整個區域的所有業務均會中斷，風險和性能壓力都集中在防火墻上。而采用分布式部署后，防火墻出現故障只會影響到本區域的業務，進而實現風險和性能的分散，提高了整個數據中心的可靠性；靈活擴展：分布式安全部署，核心交換機原則上不部署任何與業務分區之間的安全策略，可實現核心區與各業務分區之間的松耦合，在新增模塊或業務系統時，無需更改核心設備的配置，減小核心區出現故障的機率，保證核心區的高可靠與業務分區的靈活擴展；簡化安全策略部署：防火墻下移到各業務分區的出口，防火墻上部署的安全策略可大大簡化，默認僅需要劃分兩個安全域（受信域與非受信域），采用白名單方式下發策略，減少了策略的交叉。6.2.9 網絡管理規劃網絡管理主要是從網絡監控管理、應急操作管理和日常維護管理三個方面對網絡管理規劃進行簡要說明：1) 網絡監控管理網絡系統監控主要是通過網管系統統一進行信息采集和事件呈現，配合網絡系