第二章 YDVS型机车运用安全及防火监视装置
第一节 YDVS型防火监视装置系统结构
一、概述
YDVS机车运用安全及防火监视系统是专门为铁路机车和动车组研制的机车运用安全及防火监视设备，该系统包括车载视频监视、远程视频监视两大部分。车载视频监视包括机车上的视频采集、实时监视、实时压缩、实时录像、下载接口和无线传输等功能。即车载视频监视同时具备数字视频录像机（DVR）和数字视频服务器（DVS）的特性。完成车载视频监视功能的装置称为“YDVS机车运用安全及防火监视装置”简称装置。远程视频监视完成远程图像查看、控制等功能。完成远程视频监视功能的装置称为“远程视频信息监控终端”，简称终端。装置主要包括：YDVS机车运用安全及防火监视装置主机、YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器、视频输入设备（摄像机）、烟雾传感器报警器、温度传感器报警器等设备。主机是YDVS机车运用安全及防火监视系统装置的机车车载核心控制装置。
YDVS机车运用安全及防火监视装置的设计遵循相关技术条件，符合相关标准的要求。
车载视频监视既可本地独立工作，又可通过联网与远程视频监视组成功能强大的机车运用安全及防火监视系统。
二、工作原理
YDVS机车运用安全及防火监视装置主要用于监视运用中机车的设备、人员、道路安全，同时该装置还能进行温度和烟雾监视报警。装置主机是YDVS机车运用安全及防火监视装置的机车车载核心控制设备。主机控制输入视频（摄像机视频输入）10路、输出视频（显示器输入视频）2路、输入音频信号2组、同时可以根据机车驾驶的实际位置（Ⅰ端或Ⅱ端司机室）自动判断操作位置，主机将所需要的信息通过CDMA无线数据传输网络平台传输到地面图像处理系统，机务管理人员通过地面图像处理系统，观察和检测运用机车的各项安全指标，包括机车设备安全、防火安全等。显示器是YDVS机车运用安全及防火监视系统装置的机车信息显示终端。机车乘务员通过YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器，观察和检测YDVS机车运用安全及防火监视系统所提供的各项安全指标，包括机车设备安全、防火安全等。
视频输入设备（摄像机）将监视区域（如机车司机室、设备间和前向道路状况等）的实时情况传输到装置主机中，主机经过处理后，除了进行硬盘录像存储外，还在显示器上显示监视画面，同时，主机还根据设定，将需要的视频信息通过CDMA无线数据传输网络平台传输到地面图像处理系统。温度和烟雾传感报警器实时检测机车设备间的火警情况，在监测情值到设定值时，启动报警，报警信号及时传输并显示到显示器上。
YDVS机车运用安全及防火监视装置主机采用硬盘录像机核心单元，实现监视画面浏览，本地录像和远程录像，接收报警信号或信息等功能。显示器采用夏普公司的LQ104V1DG51型号TFT-LCD Module彩色液晶显示屏幕，RTD2022/A02（LVDS）型号LCD TV主控板组件，实现监视画面浏览，视频列表，逻辑分组，云台控制，电子地图，本地录像和远程录像，接收报警信号或信息等功能。监视器窗口一次可满足最多16个画面的实时浏览要求，更多路的视频需要分成多个页面，每个页面最多16路图像实时浏览，这样的页面最多可达16个。每个页面的窗口数目根据用户要求可随时添加或删除。
三、技术参数
（一）电气及使用环境技术参数
1.工作电源电压：DC110V（DC77～137.5V）。
2.额定功率：150W。
3.保险丝规格：主机：5A/DC110V；DC12V电源分配器：5A/DC12V。
4.DC12V电源范围：DC12V（DC10.8～13.2V）。
5.工作环境温度：-25～+70℃。
6.最低存放温度：-40℃。
7.工作海拔高度：不超过2500m。
8.工作相对湿度：最湿月月平均最大相对湿度不大于90％（该月月平均最低温度为25℃），无凝结。
（二）主要技术参数
1.输入信号：
（1）输入视频信号，共10路；
（2）输入报警信号，共8路；
（3）输入开关量信号，共2路；
（4）输入音频信号，共1路；
（5）输出信号，共2路。
2.DC12V电源输出总功率：250W。
3.YDVS机车运用安全及防火监视装置主要技术参数：
（1）视频压缩标准：H.264。
（2）本地监视图像分辨率：PAL：704×576；NTSC：704×480。
（3）回放分辨率：PAL：176×144，352×288，528×384，704×288，704×576；NTSC：176×120，352×240，528×320，704×240，704×480。
（4）视频输入：NTSC或PAL制式自识别，BNC电平为1.0Vp-p，阻抗为75Ω。
（5）视频输出：NTSC或PAL制式可选，BNC电平为1.0Vp-p，阻抗为75Ω。
（6）视频帧率：1～25帧/s可调。
（7）码流类型：可选择单一视频流或复合流，自定义。
（8）视频压缩输出码率：无线信道自适应码率控制算法。
（9）通信接口：RJ4510M/100M自适应网口、RS232口和RS485口各一个。
（10）硬盘eSATA接口：支持硬盘容量可达1024GB。
（11）USB接口：1路，支持U盘，USB硬盘，USB刻录机，协议为USB1.1。
（12）报警输入：继电器触点，手动设置适应常开和常闭触点。
（13）报警输出：2路（自动、手动）。
4.枪式彩色摄像机技术参数：
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）广播方式：彩色PAL制。
（3）有效像素：752（H）×582（V）。
（4）解像度：480TVLine。
（5）最低照度：0.02lx/F2.0。
（6）视频输出：BNC接口，电平为1.0Vp-p，阻抗为75Ω。
5.枪式红外摄像机技术参数：
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）广播方式：彩色PAL制。
（3）有效像素：752（H）×582（V）。
（4）解像度：480TVLine。
（5）最低照度：0.02Lux/F2.0。
（6）视频输出：BNC接口，电平为1.0Vp-p，阻抗为75Ω。
（7）红外灯寿命：20000h。
（8）红外灯有效距离：20m。
6.半球形彩色红外摄像机技术参数：
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）广播方式：彩色PAL制。
（3）有效像素：752（H）×582（V）。
（4）解像度：480TVLine。
（5）最低照度：0.02Lux/F2.0。
（6）视频输出：BNC接口，电平为1.0Vp-p，阻抗为75Ω。
（7）红外灯寿命：20000h。
（8）红外灯有效距离：20m。
（9）水平投影角度范围：0°～360°范围手动可调。
（10）倾斜投影角度范围：0°～90°范围手动可调。
7.温度传感器技术参数：
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）监测温度范围：0～300℃。
（3）测量精度：±0.5％F.S。
（4）报警方式：当探头检测到温度超过设定的上限报警值，自动输出继电器触点信息（常闭）。
8.烟雾传感器技术参数：
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）覆盖区域范围：当空间高度为6～12m，保护面积不小于80m2；当空间高度为6m以下时，保护面积不小于60m2。
（3）符合标准：GB 50116—1998《火灾自动报警系统设计规范》。
（4）灵敏度等级：一级。
9.显示器技术参数
（1）电源电压：DC12×（1±10％）V。
（2）屏幕尺寸：26（10.4英寸）cm。
（3）分辨率：不低于800×600。
（4）类型：液晶（LCD）。
四、结构组成
YDVS机车运用安全及防火监视装置主要包括YDVS机车运用安全及防火监视装置主机（1台）、YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器（2台）、视频输入摄像机（8台）、烟雾传感器报警器（4台）、温度传感器报警器（4台）等设备。如图2-1所示。
图2-1 YDVS机车运用安全及防火监视装置设备外形图
YDVS机车运用安全及防火监视装置主机的硬件主要包括机箱、DVR硬盘录像机主板组件、DVR键盘板组件、系统控制板组件、ATX电源、DC12V电源、CDMA无线数据传输单元等几部分。
YDVS机车运用安全及防火监视装置主机的机箱采用Q235钢板材料制成，用于防尘和EMC防护，机械结构上实现各组件及对外连接插座等的安装。
YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器的硬件结构主要包括机箱、玻璃、液晶屏组件、LCDTV主控板、主板、按键板组件、话筒（拾音器）等几部分。
YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器的机箱Q235钢板材料制成，用于防尘和EMC防护，机械结构上实现各组件的安装。
视频输入摄像机共包含3种规格：枪式彩色摄像机、枪式红外彩色摄像机、半球形红外彩色摄像机（图2-1），型号依次为MCC-4040H、MCC260R-20IR、MCC-900-28IR/AD。
温度传感器包括WD12V型温度测控仪和W2P型热电偶（图2-1）。
烟雾传感器型号为YT-12V（图2-1）。
YDVS机车运用安全及防火监视装置的电源采用抗浪涌冲击的隔离DC/DC电源，具有较好的电磁兼容性。
五、外形
（一）外形特征参数
1.主机外形特征参数
体积：555mm×360mm×170mm。 净重：15kg。
2.显示器外形特征参数
体积：310mm×220mm×25mm。 净重：10kg。
3.枪式摄像机外形特征参数
体积：122mm×ф65mm。 净重：0.5kg。
4.枪式红外彩色摄像机外形特征参数
体积：112mm×ф60mm。 净重：0.5kg。
5.半球形外彩色摄像机外形特征参数
体积：ф94mm×ф88mm。 净重：0.5kg。
6.温度测控仪外形特征参数
体积：432mm×410mm×433mm。 净重：0.5kg。
7.热电偶外形特征参数
体积：110mm×ф20mm。 净重：0.2kg。
8.烟雾传感器外形特征参数
体积：ф100mm×35mm。 净重：0.2kg。
9.DC12V电源分配器形特征参数
体积：100mm×60mm×25mm。 净重：0.1kg。
（二）YDVS机车运用安全及防火监视装置控制面板说明
1.YDVS机车运用安全及防火监视装置主机控制面板说明
YDVS机车运用安全及防火监视装置主机正面板为其控制面板，在控制面上有状态指示灯和开关。指示灯从左至右依次为“电源指示灯”、“工作指示灯”、“CDMA指示灯”、“DVR指示灯”。开关从左至右依次为“总电源开关”、“CDMA开关”、“DVR开关”。
注：前期产品有些只有“电源指示灯”和“工作指示灯”，开关有两种规格，其中之一为电源开关，仅仅用于设备电源的控制，另外一种为三波段万能转换开关，用于电源和数据传输（CDMA）的控制（包括电源关、电源开、传输关三个位置）。各指示灯和开关的意义如下。
“电源指示灯”点亮表示设备输入电源（DC110V）正常，熄灭表示设备输入电源（DC110V）异常；“工作指示灯”点亮闪烁（频率约为10Hz）表示主机工作正常，熄灭或常亮表示主机工作异常；“CDMA指示灯”点亮表示CDMA正常进行无线传输，熄灭表示CDMA停止无线传输；“DVR指示灯”点亮表示正常进行硬盘录像，熄灭表示停止硬盘录像。
“总电源开关”置于“开”位置，接通设备输入电源（DC110V），置于“关”位置，断开设备输入电源（DC110V）；“CDMA开关”置于“开”位置，接通CDMA无线传输，置于“关”位置，断开CDMA无线传输；“DVR开关”置于“开”位置，接通硬盘录像；置于“关”位置，断开硬盘录像。
2.YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器控制面板说明
YDVS机车运用安全及防火监视装置显示器正面板为其正常控制面板，后盖板上有特殊控制按钮。在控制面上有显示控制按键，从上到下依次为“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”、“确定”、“取消”按键。按压“1”、“2”、“3”、“4”、“5”、“6”按键，显示器当前显示按键数字表示的画面（如按2-1则显示第一幅画面）。当发出报警声时，按下“确认”键即可消除报警声；在显示一幅画面的情况下按“取消”键，显示器同时显示4幅画面，再按下“取消”键，显示器同时显示9幅画面，再按下“取消”键，显示器回到1幅画面，如此循环。后盖板上特殊控制按钮和指示灯从下到上依次为“ON/OFF”、“Or/Gr”、“SELECT”、“RIGHT”、“LEFT”、“MENU”，以上按钮属于专业人员调试使用。“ON/OFF”为屏幕开关，“Or/Gr”为屏幕工作指示灯，“SELECT”为显示器显示模式选择，“RIGHT”为屏幕亮度调节，“LEFT”为左右调节，“MENU”为菜单按键。
3.YDVS机车运用安全及防火监视装置温度传感器设置说明
YDVS机车运用安全及防火监视装置温度传感器采用温度上限报警设置模式，但是该传感器也可进行下限温度报警设置，在此仅介绍温度上限报警值的设置。
在传感器通电正常工作后，按住“SET”键保持5s，在上显示窗口出现“AH”时，再利用方向键（向左、向下、向上）将需要的温度上限报警值写入（观察下显示窗口），然后，再按“SET”键进入下一状态，直到回到测量状态为止。如果15s内未进行设置操作，保存温度上限报警值，传感器将自动保存本选项以前的设置，并返回测量状态。
六、接口定义
1.显示器插座定义
（1）显示器音频插座：连接器型号为X12K3P（Y4M-5TK）
引脚定义：1——12V+
2——12V-
3——SPK
（2）显示器音频插座：连接器型号为X12K4P（Y4M-5TK）
引脚定义：1——12V+
2——12V-
3——RS485+
4——RS485-
（3）视频插座：连接器型号为Q9（BNC）
引脚定义：中心插针——视频正
插座外壳——视频负
2.摄像机插座定义
（1）视频插座：连接器型号为Q9（BNC）
引脚定义：中心插针——视频正
插座外壳——视频负
（2）电源插座：
引脚定义：中心插针——电源正
插座外壳——电源负
3.烟雾传感器插座定义
引脚定义：红色——12V+
黑色——12V-
蓝色——YWBJ+
绿色——YWBJ-
4.温度传感器插座定义
引脚定义：1——上限继电器常闭触点 2——12V+
3——12V- 4——上限继电器常开触点
5——上限继电器常闭触点 6——下限继电器常闭触点
7——下限继电器常开触点 8——下限继电器常闭触点
9——NC 10——NC
11——NC 12——NC
13——NC 14——热电偶绿色引线
15——热电偶黄色引线 16——热电偶红色引线
5.DC12V电源分配器插座定义（图2-2）
图2-2 DC12V电源分配器接线端子示意图
1—12V-；2—12V+；3—12V-；4—12V+5—12V-；6—12V+；7—12V-；8—12V+9—YWBJ+
其中1、2为DC12V由主机输入到DC12V电源分配器中的DC12V电源；3、4为电源分配器输出到摄像机的DC12V电源；3、4为电源分配器输出到摄像机的DC12V电源；5、6为电源分配器输出到烟雾传感器的DC12V电源；7、8为电源分配器输出到温度传感器的DC12V电源；9为烟雾报警信号正的中转端子。
6.主机插座定义（表2-1）
表2-1 主机插座定义
续上表
续上表
续上表
7.YDVS机车运用安全及防火监视装置数据转储操作说明
数据转储的载体为SATA硬盘，型号为SATA-80G。数据转储操作简单，首先打开YDVS机车运用安全及防火监视装置主机机箱，然后将数据转储的载体连接到数据转储接口（应先连接数据接口，再连接电源接口），连接完成后，设备开始自动转储，显示器提示转储完成，断开数据转储的载体与数据转储接口的连接，锁闭YDVS机车运用安全及防火监视装置主机机箱，数据转储即告完成。