ДИПЛОМ. В данной работе представлен проект сети видеомониторинга грузопассажирского движения в Кировском районе г. Уфы

• Название: В данной работе представлен проект сети видеомониторинга грузопассажирского движения в Кировском районе г. Уфы
• Дата: 13.12.2022
• Размер: 2.67 Mb.
• Имя файла: ДИПЛОМ.doc
• Тип: Диплом; #843262
• страница: 1 из 11

В данной работе представлен проект сети видеомониторинга грузопассажирского движения в Кировском районе г. Уфы.

В дипломном проекте рассматривается метод обеспечения безопасности дорожного движения на перегруженных перекрестках.

Целью проекта является проектирование системы видеомониторинга с использованием сети провайдера, которая позволяет:

1) Распознавать автомобильные номера;

2) Распознавать транспортные средства по следующим типам: легковые, грузовые, автобусы, мотоциклы;

3) Сохранять в архиве снимки транспортных средств и распознанных ГРЗ по каждому идентифицированному транспортному средству;

4) Осуществлять мониторинг дорожной обстановки в режиме реального времени;

5) Отслеживать, осуществлять видео- и фотофиксацию различных типов нарушений ПДД:

- движение по встречной полосе;

- пересечение сплошной линии;

- нарушение рядности движения;

- остановки в неположенном месте;

- проезд на запрещающий сигнал светофора;

- переход пешехода на нерегулируемом пешеходном переходе.

- проверка транспортных средств по базам регистрационных номеров, в том числе по базам розыска;

- уведомление оператора о нарушениях ПДД и о появлении автомобиля, включенного в базу разыскиваемых ТС;

- уведомление о наличии пробок.

Для реализации поставленной цели, необходимо решить ряд задач:

- заключить договор с провайдером об условиях предоставлениях линии связи, оборудования;

- выбрать аварийно опасные перекрестки в городе;

- произвести расчет характеристик видеокамер, устанавливаемых на перекрестках. По рассчитанным параметрам выбрать модели видеокамер, выбрать места установки видеокамер на перекрестках. Рассчитать зоны покрытия видеокамер на перекрестках;

- выбрать канал связи для подключения к сети провайдера;

- выбрать оборудование сети видеомониторинга;

- организовать в полке ГАИ круглосуточное видеонаблюдение за выбранными перекрестками.

Практической ценностью дипломной работы является разработка эффективного, с точки зрения пропускной способности и экономичности, радиоканала передачи видеосигнала с использованием технологии bluetooth.

Пояснительная записка проекта включает: общую часть, расчетно-проектную часть, конструкторско-технологическую часть, организационно-экономическую часть, раздел безопасность и экологичность проекта, чертежи.

В общей части описаны такие вопросы, как: назначение и характеристика проектируемой сети видеомониторинга; анализ технической литературы и патентных исследований.

В конструкторско-технологической части рассмотрены вопросы: подключение системы видеонаблюдения к сети провайдера: выбор и обоснование канала передачи системы видеонаблюдения; чертеж зон покрытия камер; чертеж зон радиопокрытия камер; разработка чертежа сети видеомониторинга.

Организационно - экономическая часть представляет экономическую оценку проектируемого проекта, раскрывая такие вопросы, как: организация производства и управления; расчет фондов заработной платы; расчет капитальных затрат; расчет сметы расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.

Рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности и охраны труда.

Содержание

Аннотация…………………………………………………………………………….....5

Введение…………………………………………………………………………….......12

2 Расчетно-проектная часть…………………………………………..……………......17

2.1 Проектирование сети видеомониторинга…………………………………….17

2.2 Организация видеоконтроля…………………………………………...............19

2.2.1 Размещение камер видеонаблюдения на перекрестках……………..19

2.2.2 Расчет зон обзора видеокамер……………………………….……......20

2.2.3 Расчет необходимого количества видеокамер…………….…………25

2.2.4 Выбор средств видеоконтроля для оборудования объекта…………27

2.3 Подключение системы видеонаблюдения к сети провайдера……………...34

2.3.1 Выбор и обоснование канала связи…………………………………..35

2.3.2 Выбор системы радиодоступа………………………………………...39

2.3.3 Выбор стандарта радиодоступа……………………………………….49

2.3.4 Выбор оборудования подключения к сети провайдера…………......55

2.4 Анализ стандарта сжатия видеоизображения………………………..…….....70

2.4.1 Критичность к задержке данных при передаче информации……....72

2.5 Расчет радиоканала…………………………………………………………….74

2.5.1 Расчет необходимого уровня сигнала на входе приемника………...74

2.5.2 Расчет зон радиопокрытия технологии bluetooth…………………...77

2.6 Расчет пропускной способности сети………………………………………...83

2.7 Расчет необходимого объема жесткого диска и времени записи…………..86

2.8 Структурная схема организации связи……………………..…………..……..86

3 Конструкторско – технологическая часть………………………………………......87

3.1 Технические характеристики камеры……………………………..…………..87

3.2 Установка устройства …………………………………………….…………...90

3.3 Назначение IP-адреса камере и доступа к ней……………………………......94

3.4 Просмотр изображения, поступающего с камеры…………..………….…….95

4 Экономическая часть…………………………………………………..……………..98

4.1 Инвестиционный план…………………………………………………….…..99

4.1.1 Правовая основа функционирования предприятия………………….99

4.1.2 Лицензирование………………………………………………………100

4.1.3 Капитальные затраты………………………………………………...100

4.1.4 Дополнительное оборудование………………………….…………..101

4.1.5 Аренда помещения……………………………………….…………..102

4.2 Инвестиционные средства предприятия………………………...…………..103

4.3 Производственный план……………………………………………………...104

4.3.1 Структура предприятия……………………………..……………….104

4.3.2 Расчет затрат на эксплуатацию оборудования………….………….105

4.3.3 Налог на имущество……………………………………………….....106

4.3.4 Затраты на электроэнергию и коммунальные услуги…..………….107

4.4 План маркетинга………………………………………………………………108

4.4.1 Реклама………………………………………………………………..108

5 Безопасность и экологичность проекта …………………………………………...109

5.1 Анализ и идентификация опасных и вредных производственных

факторов…………………………………………………………………………...111

5.1.1 Недостаточная освещенность рабочего места……………………...112

5.1.2 Повышенный уровень электромагнитного излучения

оборудования участка сети………………………………………………...114

5.1.3 Опасность поражения электрическим током……………………….116

5.2 Мероприятия по обеспечению безопасных и экологичных

условий труда……………………………………………………………………...117

5.2.1 Электробезопасность………………………………..……………….117

5.2.2 Расчет освещения…………………………………………….............124

5.2.3 Защита от электромагнитного излучения………………..…………126

Заключение…………………………………………………………………………...129

Список литературы……………………………………………………………………130

Приложение А Схема транспортной сети провайдера……………………………..131

Приложение Б Зоны покрытия камер на перекрестке № 1…………………………132

Приложение В Зоны покрытия камер на перекрестке № 2………………………...133

Приложение Г Зоны покрытия камер на перекрестке № 3………………................134

Приложение Д Технические характеристики коммутатора………………..............135

Приложение Е Технические характеристики мультиплексора………….………....136

Приложение Ж Технические характеристики радиоприемника ………………….137

Приложение И Технические характеристики компьютера………………………...138

Приложение К Технические характеристики монитора видеонаблюдения………139

Приложение Л Технические характеристики платы видеозахвата……..…………140

Приложение М Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 1

на перекрестке ул. Пушкина – ул. Театральная………………….141

Приложение Н Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 2

на перекрестке ул. Пушкина – ул. Театральная…………………..142

Приложение П Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 3

на перекрестке ул. Пушкина – ул. Театральная………………......143

Приложение Р Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 1

на перекрестке ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции………144

Приложение С Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 2

на перекрестке ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции……...145

Приложение Т Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 3

на перекрестке ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции………146

Приложение У Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 1

на перекрестке ул. Менделеева – ул. Бакалинская……………….147

Приложение Ф Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 2

на перекрестке ул. Менделеева – ул. Бакалинская………………148

Приложение Х Зона радиопокрытия технологии bluetooth камеры № 3

на перекрестке ул. Менделеева – ул. Бакалинская…………….…149

Приложение Ц Скриншот программы «Калькулятор»……………………………..150

Приложение Ш Структурная схема организации сети видеомониторинга……….151

Приложение Э Алгоритм функционирования системы…………………………….152

Приложение Ю Видеокамера D-Link 8906F…………………………………….…..153

Введение
Россия переживает бурную автомобилизацию, причем рост числа автомашин значительно опережает темпы строительства новых дорог. Еще в 1998 году был превышен показатель 100 автомобилей на тысячу человек в среднем по стране, сегодня, в 2010 году, количество машин составляет 230-300 на тысячу человек, а годовые продажи легковых автомобилей перешагивают отметку 3 миллиона. Являясь одним из показателей благосостояния общества, высокая автомобилизация влечет за собой все больше негативных последствий, особенно в крупных городах. При чрезмерно высокой плотности транспортных средств скорость движения снижается настолько, что автомобиль полностью утрачивает одно из важнейших своих достоинств - динамичность. В часы пик скорость сообщения на улицах крупных городов составляет 5-10 км/ч, что дискредитирует саму идею, заложенную в автомобиль при его создании - экономию времени за счет высокой скорости сообщения [1].

Вторым негативным последствием роста автомобилизации населения является повышение количества дорожно-транспортных происшествий. ДТП наносят экономике России ущерб, размеры которого составляют 2,2-2,6% ВВП - портятся дорогостоящая техника и грузы, получают увечья и гибнут люди. Решение проблемы безопасности дорожного движения относится к наиболее приоритетным задачам развития страны.

Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных городах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-планировочного и организационного характера.

К числу архитектурно-планировочных мероприятий относятся строительство новых и реконструкция существующих улиц, многоуровневых транспортных развязок, подземных и надземных пешеходных переходов, объездных дорог вокруг городов для отвода транзитных транспортных потоков и т.д. Понятно, что такие мероприятия требуют значительных капиталовложений и не всегда осуществимы.

Организационные мероприятия способствуют упорядочению движения на уже существующей улично-дорожной сети. При реализации таких мероприятий особая роль принадлежит внедрению технических средств регулирования с применением ЭВМ, средств автоматики, телемеханики, диспетчерской связи и телевидения для управления движением в масштабах крупного района или целого города [1].

Постановка цели и задач дипломного проекта
Источников, которые достаточно полно характеризуют общее состояние изученности темы и ее отдельных вопросов, достаточно много. Основные из них, которые будут использоваться для создания дипломного проекта, приведены в библиографическом списке. Источники содержат всесторонний анализ систем видеонаблюдения, технологии беспроводной и проводной передачи данных и т.д.

Так же был произведен патентный поиск, в ходе которого был найден ряд патентов на полезные модели системы видеомониторинга. Для сравнения с проектируемой системой, был выбран патент № HO4N7/18, который предлагает формулу полезной модели, состоящей из стационарных видеокамер с аналоговым интерфейсом, коммутатора и сервера архива соединенных с сетью Ethernet. Был произведен анализ аналога и проектируемой системы, выделены их отличительные признаки и технико-экономические преимущества разрабатываемого проекта. Основные отличия предложенного решения заключаются в:

1) Использовании существующей линии передачи для создания системы видеомониторинга. Это решение экономически выгоднее, т.к. при создании проектируемой сети достаточно большую часть затрат вызывает создание линии передачи;

2) Передаче видеоданных от камер в сеть провайдера по радиоканалу.

Предложенное в работе решение по организации системы беспроводной передачи данных позволяет решить задачу быстрой и простой организации каналов связи для осуществления видеомониторинга за дорожным движением.

Еще одним преимуществом является максимальная простота и удобство в установке и эксплуатации. Не требуется подключения специального программного обеспечения и интеграции с другими системами, что исключает возможные осложнения при обеспечении доступа в Интернет.

На основе анализа технической литературы и патентных исследований, было установлено, что разумным шагом по обеспечению безопасности на дорогах и управлению дорожным движением является установка на автомобильных дорогах систем видеонаблюдения. Во-первых, видеоизображение - это наиболее содержательный и адекватный человеческому восприятию способ подачи информации. Во-вторых, в дальнейшем систему видеонаблюдения можно расширить до системы, автоматически определяющей характеристики дорожного движения путем анализа изображения.

Технология компьютерной обработки изображений, сформированных при помощи телевизионной камеры, которая установлена вблизи определенного участка автодороги, обладает множеством неоспоримых преимуществ по сравнению с другими способами измерения характеристик транспортных потоков. Как уже было отмечено, видеоизображение - это наиболее содержательный и адекватный человеческому восприятию способ подачи информации. В отличие от людей, автомобили как объекты наблюдения имеют более простой и предсказуемый характер движения - заранее известны область и возможные направления их движения. При правильной установке телекамеры корпуса отдельных автомобилей на трассе не закрывают друг друга. Все это упрощает организацию видеонаблюдения за автомобилями и повышает качество работы подобных систем. Одновременно информация о транспортных средствах и характере их движения может представлять большую ценность для различных категорий потребителей.

Исходя из вышеизложенного, целью данной работы является проектирование системы видеомониторинга с использованием сети провайдера, которая позволяет:

1) Распознавать автомобильные номера;

2) Распознавать транспортные средства по следующим типам: легковые, грузовые, автобусы, мотоциклы;

3) Сохранять в архиве снимки транспортных средств и распознанных ГРЗ по каждому идентифицированному транспортному средству;

4) Осуществлять мониторинг дорожной обстановки в режиме реального времени;

5) Отслеживать, осуществлять видео- и фотофиксацию различных типов нарушений ПДД:

- движение по встречной полосе;

- пересечение сплошной линии;

- нарушение рядности движения;

- остановки в неположенном месте;

- проезд на запрещающий сигнал светофора;

- переход пешехода на нерегулируемом пешеходном переходе.

- проверка транспортных средств по базам регистрационных номеров, в том числе по базам розыска;

- уведомление оператора о нарушениях ПДД и о появлении автомобиля, включенного в базу разыскиваемых ТС;

- уведомление о наличии пробок.

Для реализации поставленной цели, необходимо решить ряд задач:

- заключить договор с провайдером об условиях предоставлениях линии связи, оборудования;

- выбрать аварийно опасные перекрестки в городе;

- произвести расчет характеристик видеокамер, устанавливаемых на перекрестках. По рассчитанным параметрам выбрать модели видеокамер, выбрать места установки видеокамер на перекрестках. Рассчитать зоны покрытия видеокамер на перекрестках;

- выбрать канал связи для подключения к сети провайдера;

- выбрать оборудование сети видеомониторинга;

- организовать в полке ГАИ круглосуточное видеонаблюдение за выбранными перекрестками.

2 Расчетно-проектная часть
2.1 Проектирование сети видеомониторинга
Для проектирования системы видеомониторинга выбрана существующая сеть ОАО «Башинформсвязь»: от жилого дома до АТС - Metro Ethernet, между АТС - волоконно оптическая SDH магистраль мощностью 2,5 Гбит/с, построенная на базе мультиплексоров уровня STM-16.

Схема сети ОАО «Башинформсвязь», с предполагаемыми местами установки камер, представлена в приложении А.

На сегодняшний день технология SDH заслуженно считается не только перспективной, но и достаточно апробированной технологией для создания транспортных сетей. Технология SDH обладает рядом важных достоинств с пользовательской, эксплуатационной и инвестиционной точек зрения:

- умеренная структурная сложность, снижающая затраты на монтаж, эксплуатацию и развитие сети, в том числе подключения новых узлов;

- широкий диапазон возможных скоростей – от 155 Мбит/с (STM-1) до 2,488 Гбит/с (STM-16) и выше;

- высокая надежность системы, благодаря централизованному мониторингу и управлению;

- надежность сети, обусловленная тем, что сеть использует волоконно-оптические кабели, передача по которым практически не подвержена действию электромагнитных помех;

- архитектура и гибкое управление системы позволяет использовать защищенный режим работы, допускающий два альтернативных пути распространения сигнала с почти мгновенным переключением в случае повреждения одного из них, а также обход поврежденного узла сети.

Перечисленные достоинства делают решения, основанные на технологии SDH, рациональными с точки зрения инвестиций. В настоящее время она может считаться базовой для построения современных транспортных сетей [2].

Структурная схема транспортной сети SDH провайдера представлена на рисунке 1:



Рисунок 1 – Структурная схема сети SDH провайдера

С провайдером заключен договор об услугах предоставления линий связи. Он предоставляет нам патч-корд, сетевое имя, сетевой адрес и маску сети для сервера, сетевой адрес шлюза и пару сетевых адресов своих DNS серверов.

Для создания системы видеомониторинга выбраны три перегруженных перекрестка Кировского района г. Уфы:

- ул. Театральная – ул. Пушкина;

- ул. Бакалинская – ул. Менделеева;

- ул. Ленина – ул. Октябрьской Революции.

На каждом из перекрестков планируется установка камер видеонаблюдения, данные от которых будут поступать по каналу связи в сеть провайдера и далее в полк ГАИ, где будут обрабатываться, храниться и фиксироваться.