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北京人民大会堂监控系统矩阵改造方案

一、需求分析

①、原系统概况:

原有系统是与火灾自动报警系统配套使用的。目前监控点位240余个(其中150个为球形或云台摄像机),1套美国AD矩阵系统,有1个总控,15个分控点,1套巴克20个50寸拼接屏组成的显示大屏及配套的大屏拼接控制器,数字硬盘录像机15台,视频信号全部为模拟标清摄像机,视频信号通过视频分配器1分为3后分别传给大屏拼接控制器、数字硬盘录像机、矩阵主机。

②、新系统改造需求:

1)主控系统

新系统拟采用512路视频输入64路视频输出的矩阵主机;

◆ 拟计划至少可控制150个球形或云台摄像机;

◆ 球形摄像机中有60个采用PELCO-D协议,其余采用曼码协议;

◆  系统还应具有严格的分级授权和认证。对用户的权限进行精确定义,对用户的操作进行分级授权和认证,根据实际需要设置每个用户的权限,支持多用户使用。

2)分控系统

◆  拟设计分控点15个,全部采用与主控键盘相同的控制键盘;

◆  分控点配置监视器。

3)传输介质

◆  采用光纤线路进行信号传输;

◆  所配置光纤传输线路设备应满足键盘控制信号和视频信号传输;

◆  所配置光纤传输线路还应具有网络通信功能;

◆ 分控点平均传输线距为300米,室内敷设。

③、显示设备不进行更换,全部利用原有设备。


二、系统拓扑图




设计说明:

◆  前端模拟摄像机采集视频信号经光端机传输到监控中心,光信号经机箱式光端机转换为AV视频信号,AV视频信号经视频分配器,一路输入到模拟视频矩阵切换输出,另一路输入到硬盘录像机进行编码存储;

◆  前端高清SDI摄像机采集视频信号经SDI光端机传输到监控中心,光信号经SDI光端机转换为SDI视频信号,经视频分配器一分为二,一路输入到高清SDI矩阵切换输出,另一路输入到SDI硬盘录像机编码存储;

◆  中心配置模拟矩阵分别输出到高清SDI矩阵、大屏拼接器、分控显示;

◆  中心配置高清SDI矩阵分别输出到大屏拼接器、分控显示。



三、中心扩容方案

根据需求本次方案为模拟矩阵与高清SDI矩阵级联的扩容架构,设计要求分控点15个。由于前期建设主要为模拟视频前端,但设计要为今后SDI高清摄像机的应用预留扩展接口。所以从实际情况出发,改造扩容分为两大步骤进行实施:

①、本次改造

因现期前端摄像机多为模拟摄像机,故本次中心图控系统改造主要以模拟视频矩阵+ SDI矩阵组成级联架构,模拟矩阵为主控设备,SDI矩阵为配套矩阵。

②、后期扩容

现中心大屏控制设备采用为巴可大屏控制器,此设备为12年前的设备,无法满足后期多种视频源的统一接入,并完成大屏控制操作,所以建议更换为高清数字矩阵,并与原有中心的高清SDI矩阵和模拟视频矩阵完成无缝兼容联接。

因后期随着对高清视频的监控需求,必将陆续新增或替换高清SDI前端摄像机,故后期中心图控系统改造为高清数字矩阵+模拟视频矩阵+ SDI矩阵组成级联架构,高清数字矩阵完成多种视频汇聚切换,SDI矩阵完成SDI视频及AV视频的汇聚,模拟矩阵为AV视频的汇聚。

3.1中心架构图(本次改造)



设计说明:

◆  中心配置模拟视频矩阵为PE60S512-64,输出部分AV视频到高清SDI矩阵完成视频的级联汇聚,同时输出部分AV视频到巴可大屏控制器完成模拟视频上墙显示,再输出部分AV视频到15个分控点显示;

◆  中心配置高清SDI矩阵,输出部分SDI视频到巴可大屏拼接器(可外接SDI转DVI转换器)完成高清SDI视频的上墙显示,同时输出SDI视频到分控点显示;

◆  中心配置控制码分配器,通过485总线分别与矩阵及光端机连接通讯,实现控制前端动点设备;

◆  中心配置控制码转换器,通过485总线分别与控制码分配器及光端机连接通讯,实现控制多种协议的高速球;

◆  中心配置智能通讯服务器,通过RS-422端口与矩阵间及多个控制键盘通讯,实现若干控制键盘控制视频;

◆  控制键盘采用四维变速摇杆,同时在键盘表面有7寸液晶屏实时显示所控视频图像。

3.2中心架构图(后期扩容)



设计说明:

◆  中心配置模拟视频矩阵为PE60S512-64,输出AV视频到高清SDI矩阵完成视频的级联汇聚;

◆  中心配置高清SDI矩阵,输出部分SDI视频到高清数字矩阵完成高清SDI视频的上墙显示,同时输出部分SDI视频到15个分控点显示;

◆  中心配置控制码分配器,通过485总线分别与矩阵及光端机连接通讯,实现控制前端动点设备;

◆  中心配置控制码转换器,通过485总线分别与控制码分配器及光端机连接通讯,实现控制多种协议的高速球;

◆  中心配置智能通讯服务器,通过RS-422端口与矩阵间及多个控制键盘通讯,实现若干控制键盘控制视频;

◆  控制键盘采用四维变速摇杆,同时在键盘表面有7寸液晶屏实时显示所控视频图像。



四、功能说明

4.1系统控制

因改造扩容分为两大步骤进行实施,故系统控制操作也分为两大步骤进行改造:

①、本次改造

因现期前端摄像机多为模拟摄像机,故本次中心图控系统控制主要以模拟视频矩阵+ SDI矩阵组成级联架构,模拟矩阵为主控设备,SDI矩阵为配套矩阵。

模拟视频矩阵PE60S由全交叉的矩阵开关构成,可以实现自动切换、单步切换、巡视切换、成组切换的功能。并具备宏指令操作,可以将用户的一系列操作进行组合,操作人员只需一个指令即可完成。通过系统分类权限的控制,对键盘(用户)、监视器、摄像机的控制范围和级别进行授权。

②、后期扩容

因后期随着对高清视频的监控需求,必将陆续新增或替换高清SDI前端摄像机,且中心工作站和原有模拟摄像机的多种类型的视频及图像,型号格式包括SDI/VGA/HDMI/AV/IP等都要统一切换大屏输出显示,故后期中心图控系统改造为高清数字矩阵+模拟视频矩阵+ SDI矩阵组成级联架构,高清数字矩阵完成多种视频汇聚切换,SDI矩阵完成SDI视频及AV视频的汇聚,模拟矩阵为AV视频的汇聚。

4.2大屏控制

因改造扩容分为两大步骤进行实施,故大屏控制操作也分为两大步骤进行改造:

①、本次改造


大屏控制依旧沿用巴可大屏控制器,完成大屏的拼接、漫游、叠加等功能性操作。

②、后期扩容

因后期大量新增或替换高清SDI摄像机、中心工作站和原有的模拟摄像机的多种类型的视频及图像,型号格式包括SDI/VGA/HDMI/AV/IP等都要统一切换大屏输出显示,而原有的巴可大屏控制器无法满足,故建议采用高清数字矩阵完成多种类型视频源的汇聚并切换上墙显示,并与原有中心的高清SDI矩阵和模拟视频矩阵完成无缝兼容联接。

4.3分中心控制

通过控制键盘对整个系统进行全交叉用户优先级控制,本系统共支持255个用户,设立64个用户和不同的口令,可以限制无关人员操作。并可以通过控制键盘实时指示当前系统工作状态。由于本系统是个多用户的控制,系统用户可以通过注册成功的用户名在系统内部任意一个客户端或者控制键盘上登录,并可以获得既定授权的等级实现对全系统视频的管控。通过系统分类权限的控制,对键盘(用户)、监视器、摄像机的控制范围和级别进行授权。

4.4 PTZ控制

目前监控点位240余个(其中150个为球形或云台摄像机),球形摄像机中有60个采用PELCO-D协议,96个采用曼码协议。曼码协议是AD矩阵的私有控制协议,而PELCO-D是国际通用协议。为了以后的兼容考虑,故在本次改造全部转码成PELCO-D国际通用协议进行PTZ控制,分为两步改造:

①、PELCO-D协议

PE60S模拟矩阵配备8个485端口,每个端口可同时与32路前端进行485通讯,完成对原有PELCO-D协议的前端动点PTZ控制。

②、曼码协议

中心配置控制码转换器,通过485总线进行通讯,码转换器负责把前端曼码协议动点转换为PELCO-D协议,码分配器输出接口接入32个动点,通过控制键盘完成对原有曼码协议的前端动点PTZ控制。



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