垃圾转运站视频监控设计

朱昌凯

(上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司，上海 200092)

0 引言

垃圾转运站是为了减少垃圾清运过程的运输费用而在垃圾产地或集中地点至处理厂之间所设的垃圾中转站。 随着人口的增长及居民消费水平提高，城市垃圾产生量每年以5%的增长率逐渐增加，为有效解决城市垃圾清运问题，通过垃圾转运站一次转运或二次转运成为垃圾清运的必然趋势。视频安防监控系统是利用视频技术探测、监视设防区域并实时显示、记录现场图像的电子系统或网络。 为了使垃圾转运站更有效率、更加便捷地运行，对垃圾转运站卸料坑、卸料大厅、转运大厅进行针对性的监控，在转运站监控中心进行摄像机的操作显得越来越重要。

在工作过程及查阅文献过程中，笔者发现相关资料较少，难以对相应施工图设计起到指导。 故笔者根据多个项目的设计经验及在本单位完成的相关业务建设，对垃圾转运站的视频监控设计做部分总结。 主要对垃圾转运站中视频监控点位选择、设备选型、信号及供电传输系统等进行详细介绍，为相关设计人员做垃圾转运站视频监控设计提供参考。

1 视频监控摄像机点位

在开始垃圾转运站的视频监控设计之前，首先要确定转运站中摄像机的安装点位。 转运站的摄像机分为生产监控摄像机及安防监控摄像机。 其中，生产监控摄像机主要对转运站中压实设备、卸料口溜槽等工艺设备进行监控；安防监控摄像机主要对转运站中的厂区出入口、厂区道路、办公楼楼道等区域进行监控。

根据笔者的工程设计经验及项目过程中与工艺专业、业主方的沟通，总结出转运站中摄像机类型及点位选择，详见表1。

转运站摄像机选择及安装 表1

针对不同摄像机的特点和适用范围，可根据转运站内不同区域的特点来进行设备的选择。 视频监控系统分为生产监控系统及安防监控系统，但对于垃圾转运站来说，由于点位数量不多(≤200 点)，可以只设一套上位系统监控全厂的生产及安防视频。 生产及安防视频信号统一上传至上位系统，通过不同系统的监控画面划分，实现生产安防的共同监测及控制。

转运站的生产监控系统主要监控中转车间卸料大厅、卸料口、转运大厅及转运大厅泊位。 其中，(1)卸料大厅区域主要监控卸料车辆的进出、卸料大厅泊位指示大屏、卸料口上方的红绿灯指示，故卸料大厅摄像机高度需高于卸料车辆的高度，并能显示相应泊位的空闲状态。 根据现行转运站特点，卸料车辆高度为4m 及以下，卸料大厅摄像机宜保证在4.5～5m 的高度。 (2)卸料口区域主要监视卸料车辆的卸料情况，因卸料口环境恶劣，故该区域摄像机需根据环境特点选择防护等级为IP55 及防腐等级为F1 的保护罩进行保护。 (3)转运大厅区域主要监控转运车辆的进出，故转运大厅摄像机的安装高度需高于转运车辆的高度。 根据现行转运站特点，转运车辆高度为4.5m 及以下，转运大厅摄像机宜保证在5.0～5.5m 的高度。 (4)转运大厅泊位需要监控整个转运大厅侧的泊位卸料情况。

转运站的安防监控系统主要监控厂区出入口、厂区道路、地衡、办公楼门厅及楼道。 其中，(1)厂区出入口的大门侧可监视出入车辆及行人，根据录入的车辆信息自动开闭厂区大门。 (2)厂区道路可监视不同区域的车辆行人状况，并能对厂区死角进行24h 监控，保证厂区的安全。 (3)办公楼门厅及办公楼楼道的摄像机主要保证对进出人员的监控，以保证对财务室等重要区域的保护。

根据表1 内容，设计人员可根据转运站内不同区域的特点，选择相应的摄像机类型及安装高度。

2 视频监控系统建立

确定了垃圾转运站中的摄像机点位后，可以确定视频监控的信号传输方式和供电方式，以建立视频监控系统图及配电系统图。

转运站的视频监控信号传输方式可分为级联式、星形式、单点式。 根据转运站厂区形状特点、单体分布及摄像机的安装位置，可在三种信号传输方式中选择，也可结合三种信号传输方式综合考虑。信号传输方式详见表2。

摄像机信号传输方式 表2

当利用表2 选定了摄像机的信号传输方式之后，可以根据现场的实际情况作出视频监控的上位系统图，如图1 所示。

图1 所示上位系统图可利用光纤及网线通过三种传输方式向厂区传送视频信号。 小型垃圾转运站考虑到垃圾转运站摄像机点位比较集中的特点，可优先采用单点或星形相结合的传输方式。 其中，单点式信号传输适用于距离监控中心距离较接近的摄像机，星形式信号传输适用于距离监控中心距离超过80m，需要光缆传输的摄像机。 中大型垃圾转运站可采用星形和级联式相结合的传输方式，中转车间采用星形式向各摄像机传送信号，厂区其余单体或厂区道路采用级联方式传输信号。

图1 视频监控上位系统图

分控中心可根据工程实际情况选择，当工程中存在门卫、计量间、值班室等人员值班处时，可选择在其设置视频监控分控中心。 视频监控中心的大屏可以根据工程实际情况及业主需求选择监控器、LCD 大屏或者DLP 大屏。

转运站的视频监控供电方式可分为PoE(Power over Ethernet)供电、本地式供电及集中式供电。 不同的供电方式取决于摄像机与电源的距离，具体供电方式详见表3。 垃圾转运站视频监控的供电方式可根据业主对摄像机负荷的要求及投资预算来选择。

当利用表3 选定了摄像机的供电方式之后，可以根据现场的实际情况作出视频监控的上位供电系统图，如图2 所示，为上位供电系统图可根据工程实际情况选择供电方式。

图2 视频监控上位供电系统图

中小型垃圾转运站由于规模适中、摄像机点位较集中，可采用PoE 供电与集中式供电相结合的方式。 大型垃圾转运站可采用本地式与集中式供电相结合的方式。 对于中转车间内的枪型摄像机，PoE 因为埋线方便，部署灵活成为了优先选择，可实现信号电能同时传输。 厂区其他区域可采用集中式供电，从监控中心通过电源分配器(PDU)后直接向现场视频柜供电。

3 视频监控主要设备选择

通过前文对摄像机点位、类型及安装高度的选择，及视频监控系统的信号传输方式和供电方式的确定，接下来，需根据信号传输方式及供电方式的特点来选择相应的摄像机及上位控制系统的参数。可以说，项目初期阶段是对摄像机类型初步的选取，而当系统图确定后则需对视频监控系统具体的参数进行确定。

市面上的摄像机及视频监控系统设备种类繁多。 笔者根据多个项目经验总结了不同摄像机及视频监控设备的特点及适用范围，详见表4。

根据不同应用场合，可以选择不同焦距的视频摄像机。 针对垃圾转运站中的转运大厅、普通会议室、办公室及电梯间，可以选择3.6 ～8mm 焦距的摄像机，该段监控范围角度为45°～96°，监控距离为25m 左右，对大视角且近距离场所有较好的监控效果。 转运站内普通厂区道路可以选择6 ～15mm 焦距的摄像机，该焦段监控范围角度为23°～53°，监控距离为40m 左右，可以兼顾视角较大且物距变化范围较大的场景。 对于厂区内较长道路路口人员的监控，可以选择6 ～60mm 焦距的摄像机，该焦段监控范围角度为6°～53°，监控距离为120m 左右。

摄像机供电方式 表3

视频监控主要设备选用表 表4

随着时代的发展，不同地区业主对视频摄像机的像素要求也越来越高。 部分地区当地规范要求摄像机像素为200 万及以上，部分地区业主对摄像机的要求为300 万及以上，设计人员需结合当地要求合理选择摄像机像素。

设计人员还可根据表4 对摄像机及网络硬盘录像机、光端机及UPS 电源进行选取。

4 视频监控硬盘容量及UPS 容量计算

在视频监控设计中，视频监控的硬盘容量及UPS 容量计算及选取是设备选择中不可忽视的环节。 笔者根据多个项目设计的经验，总结出硬盘容量及UPS 容量的计算公式。 首先，视频监控硬盘作为存储视频影像的介质，容量的选取取决于摄像机监控画面的画质。 随着视频影像技术的发展，画面分辨率的提高，视频监控硬盘容量也越来越大。 公式(1)所示为视频监控硬盘容量计算公式。

式中，C 为监控系统硬盘存储总容量，TB；n 为摄像机路数，台；B 为码率，Mbps，每秒传送的比特数；d为存储天数，天。

实际使用中还要考虑硬盘格式化的损耗，一般为10%左右。 表5 为不同视频分辨率及码率情况下所需的监控硬盘数量。

视频监控硬盘存储容量计算示例 表5

根据表5 的示例，可根据实际情况中摄像机的码率及存储天数计算出所需的视频系统硬盘数量。

UPS(Uninterruptible Power Supply)，即不间断电源，是将蓄电池与主机相连接，通过主机逆变器等模块电路将直流电转换成交流电，为上位系统及前端设备供电。 满足平时状态由市电对UPS 充电，市电故障状态下UPS 储能满足视频监控系统应急状态下供电的需求，保证应急状态下系统对厂区的监控。 公式(2)所示为视频机柜UPS 容量计算公式。

视频机柜UPS 容量计算 表6

式中，S为所需的总用电功率，kVA；i ＝1，2，… n；si为第i 台设备的视在功率，kVA；Pi为第i 台设备的有功功率，kW；φi为第i 台设备的功率因数角。

根据公安部GA/T 367－2001 文件的要求，系统总的配电容量需为设备用电量和的1.5 倍。 故UPS容量为厂区所有设备视频功率之和的1.5 倍。 表6所示为视频监控常用设备的常规用电功率及视在功率计算式。

根据表6 的示例，可根据实际情况中不同设备的常用用电功率计算出视频机柜所需的UPS 容量。

5 结束语

在国民经济与信息科技在飞速发展的今天，监控系统在各行业的应用也在不断扩大，数字化、网络化、智能化成为未来监控系统的发展方向。 本文介绍了转运站中的点位选择、上位系统图、供电系统图、设备选择、硬盘存储容量及UPS 容量计算，是技术在工程领域的应用，可对现有转运站的设计提供一定的参考。 但设计人员在设计前，还需对转运站的具体结构有充分的了解，方可做出更符合工程要求的设计。