IP隧道紧急电话解决方案
XX高速公路隧道机电工程
IP网络紧急电话广播系统技术方案
本紧急电话系统是为行驶在XX高速公路隧道内的驾驶员在出现交通事故时提供紧急救援的专用通信系统，同时也是监控系统收集道路上车辆故障及交通事故信息，监控道路运行情况的主要设备。紧急电话系统控制中心设备安装在监控通信管理中心，紧急电话分机设备在单个隧道内一侧布设。
隧道有线广播系统是隧道内发生交通阻塞、交通事故或火灾等紧急情况时，相应管理机构可通过本系统对隧道洞内外进行广播，指挥调度、疏导交通和组织救援等。
本工程有线广播系统与紧急电话系统综合在一起，共用一个控制主机，共用同一软件平台；可采用1芯光缆并用工业以太网交换机组建手拉手的具有环路自愈功能的紧急电话广播系统，也可以采用以太网无光源网络EPON组网技术，该技术在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓朴结构实现了以太网的接入。从终端设备数量和经济上来讲，当隧道紧急电话广播设备数量少于20台时，我们推荐采用工业以太网交换机组网，当大于20台时，使用EPON组网比较经济划算。
本工程在监控中心设置一套CG-IP型紧急电话广播系统播控制台，控制和管理隧道内紧急电话系统和广播系统，并隧道洞内外进行广播，指挥调度，疏导交通和组织援等，呼叫隧道广播时可同时开启紧急电话监听广播效果。
CG系列紧急电话及广播系统是由深圳市崇高科技有限公司生产的，是通过了交通部交通工程监理检测中心的质量检验，并由交通部交通工程监理检测中心颁发了《交通工程产品批量生产合格证》的优质产品，至今已有八年多的历史，其先进的功能，可靠的质量和优质的服务得到了广大业主单位的普遍肯定。
CG系列紧急电话及广播系统已经在全国各地几十条高速公路上成功使用，并得到广大总包和业主的认可和赞誉。
第二节 系统组成与系统网络结构
本工程紧急电话系统主要由监控中心控制台设备、隧道口分机与隧道内分机设备、功率放大器、扬声器和传输设备三部分组成：
1、控制台设备：主要包括操作管理计算机、紧急电话控制主机、数字录音系统、打印机、值班电话机、麦克风、播音设备等。主要进行播音、录音、紧急电话处理、系统控制和检测等。
2、外场设备：包括有隧道口分机、隧道内分机、功放、扬声器。
3、传输设备：包括光纤和传输电缆，光分路器，如采用自愈环网使用工业以太网交换机组网，如采用EPON技术则使用OLT、PON设备组网。
二、系统组网方案：
① EPON组网方案
- 单隧道EPON组网设计图
- 多隧道EPON组网设计图
② 工业以太网交换机自愈环网组网方案
- 单隧道工业以太网交换机自愈环网组网设计图
- 多隧道工业以太网交换机自愈环网组网设计图
我公司为XX高速公路隧道紧急电话系统工程提供了一个良好的解决方案,工程采用CG-IP网络型紧急电话广播系统, 紧急电话系统与广播系统采用二合一的控制方式，主要是广播系统与紧急电话系统综合在一起，即共用一个控制主机，共用同一软件平台；采用“①EPON组网设计方案”组网，综合利用同一光纤做为传输媒质。
XX高速公路在XX分中心设置一套监控分中心，用来控制本项目隧道内所有紧急电话设备与广播设备，控制台主机和计算机连接分中心以太网交换机，通过以太网交换系统接往所辖各隧道通讯机房以太网交换机，再通过PON/OLT接往隧道紧急电话分机PON/ONU，每个PON/OLT有8个PON口（每个PON口通过一芯光纤和分光器可接入8个PON/ONU）,紧急电话分机和功放分别用网线接入PON/ONU。
隧道内按200米间隔设置一个紧急电话通话柱,隧道外每个洞口各设置一台紧急电话分机（一般距隧道入、出口10米位置）和60W防水扬声器。有线广播系统采用分区扩音方式，隧道内每200米左右为一个音区，每个音区设有2～4只防水扬声器，每个音区就近连至广播信号控制箱。防水扬声器固定在灯具下方行车方向右侧隧道侧壁上，面向行车方向。设备用房采用吸顶扬声器和壁挂式音箱进行广播。
紧急电话系统应用软件安装在管理计算机上，使用图形画面进行接警，并接入以太网三层交换机，对其他子系统的数据请求提供支持，如大屏声光显示、隧道摄象机联动等。紧急电话系统与监控系统之间采用计算机RJ45等接口方式连接，实现信息共享。
在系统网络结构中采用IP加光纤传输方式，紧急电话与紧急电话之间的连接采用光纤分路器进行并联偶合，这种连接方式在任何一台（或多台）出现故障时不会影响其他，对系统不会产生连锁故障，造成系统大面积瘫痪。同时长距离传输时也不需要借助接入设备，保持了系统的相对独立性和稳定性。具体连接方式见图纸“XX项目紧急电话广播系统设计图纸”
供电方式：紧急电话和广播功放盒均采用隧道内220V交流电压就近取电方式，电源线采用RVV3×2.5mm2电缆。
第三节 CG-IP网络型紧急电话广播系统的主要特点及优势
一、采用以太网作为传输平台，可靠性更好
采用CD检测和冲突回退算法的以太网是成熟的通信技术，对于多种协议包括VOIP, SIP协议，组播，点播协议,SNMP等具有非常良好的支持；再采用单模光纤传输，配备带光接口的以太网交换机，集线器；以及网络信号延长器件件，可以实现以太网信号的远距离传输。使高速公路紧急电话广播网络化传输容易实现，并提高整个系统的可靠性。
二、采用EPON的组网技术，使系统的经济性更好
如果隧道紧急电话设备，广播设备比较多，又考虑到经济性问题的时候，CG- IP型紧急电话系统现在可以采用点到多点结构，无源光分路器组网传输，在以太网之上提供语音和数据信号，它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。
PON ONU和PON OLT搭配使用，PON ONU在每个紧急电话广播系统设备处都要使用，但PON ONU的价格不到工业以太网交换机价格的１／２。
因此，它综合了PON技术和以太网技术的优.点“低成本，高宽带，扩展性强，灵活快速的服务重组与现有以太网的兼容性好。
三、系统采用嵌入式设计，并采用数模转换芯片，音质更好
由于采用了网络传输技术，使音频信号无传输干扰及失真。采用了MP3压缩算法占用网络带宽低(8k-128k)又能保证音质保真度，经测试采用44.1khz 16bit采样128kbps速率压缩通频带(线路输出) 20-20khz，失真度≤3%。
四、同行中独有的音频播放监听功能，能使值班员听到广播语音和音频播放效果
我公司的广播系统主控台配置有音响插接口3.5接口，在插接音箱后能直观的听到值班员广播声音效果和MP3格式的警报声及其他背景音乐的播放效果。能确保中心播放设备的有效性。
五、广播主机配置有SD卡，可预置广播预案，在需要特定广播时，直接播放
我们在多年的工程经验中发现，所有的高速公路隧道都需要一个直接播放广播录制语音的功能，比如消防报警广播；往往需要添加前置放大器和CD机或录音播放机，这两种标准设备往往不能提供程序控制播放的接口。我们针对该应用需求在广播主控台上添加了SD接口卡插槽并配备SD卡及基本播放预案音频。值班员可很方便的用鼠标直接控制循环播放或者是顺序播放消防广播。
六、紧急电话音量，广播音量可在线实时调整，方便管理。
CG-IP型紧急电话和有线广播系统采用音量分级管理，可将紧急电话的音量，广播喇叭的音量分成64个级别，值班员可通过我公司配备的软件系统进行在线实时的调整，调整的方式采用直观的拉动式控件管理，并有音量级别数字提示。很方便操作。
七、紧急电话广播采用网络传输后，可有效地扩大广播范围
紧急电话在未采用网络传输时，是比较独立的通信小系统，无法将紧急电话和有线广播控制台防置在没有传输光纤的位置；在采用网络传输后，只要是组建了以太网，那么紧急电话和有线广播控制台就可以放置在网络的任意位置。极大地方便紧急电话和广播的管理，并有效地扩大紧急电话和广播的范围，并使全省联网变得极为容易。
八、紧急电话广播采用网络传输后，更方便调试。
采用光纤型传统紧急电话广播时，每个紧急电话有固定内码，内码必须到现场才能调换，采用CG-IP网络型后，只需要在中心直接发指令即可对紧急电话和广播系统的内码（IP地址）进行修改，并采用PING命令检查设备的连接，调试人员基本都不需要下隧道即可完成调试。
九、采用CG-IP网络型紧急电话广播系统，通信站之间不再需要专门的专用0000000传输设备。
传统光纤型紧急电话广播广播，在通信站与通信站之间传输时，要么要单独占用2芯光缆传输，要么借用华为、中心通信或烽火的通信设备板如RS232接口板，VF/2/4接口板来实现传输。在采用 CG-IP网络型紧急电话广播系统后，因为采用IP传输，只需要借助通信站之间已搭建的以太网传输平台中交换机的一个接口即可完成传输，可有效地避免重复投资建设。
第四节 紧急电话设备的主要功能
1）能在软件界面上在线调整紧急电话分机的音量，音量分为64级。
2）能在软件界面上在线调整2部值班电话机的听筒音量，调整音量为64级
3）可在软件界面上监控值班电话机的状况，包括‘使用’和‘空闲’两种状态。
4）紧急电话控制台可同时受理2部紧急电话的报警呼叫，并建立通话。
5）紧急电话控制台可通过以太网系统轻松实现多级联网控制。并最终实现全省高速公路电话系统的联网控制。
6）当分机按钮呼叫、值班员接听电话时或值班员直接呼叫分机时，系统能自动建立控制台与分机的接续，实行双工通话。
7）控制台能将分机的呼叫在显示器上闪烁显示。显示的内容包括分机呼叫的位号、呼叫的时间、值班员开始接听的时间和结束通话时间等等。
8）在值班员摘机通话时，控制台PC自动显示人机对话框，工作人员通过键盘或鼠标输入信息，建立原始数据库。
9）紧急电话控制台具有自动数字录音功能，录音时长8000小时(250G硬盘)，分时间存储在硬盘上，录音时有剩余储时间的提示，可选择电话机或音箱回放，选择通过时间和桩号查询。
10）控制台能对系统分机进行各种检测，包括电路故障、电池欠压和非法开门等。检测可以分成单检、巡检和分组检，还可以人工随时检测或自动定时检测。检测结果可以用各种表格、图形显示和打印输出。
11）本系统可以同时处理多个分机呼叫；当更多的分机呼叫同时发生时，系统自动进行排队处理，并显示所有呼叫分机编号。排队呼叫时按先到先处理原则进行。
12）值班员能向下呼叫任意一个紧急电话分机，并能中断、保持和接通呼叫分机。
13）本系统能够提供各种通信接口(RS232/RS485/RJ45)与监控系统计算机相连，开放通信协议，及时将紧急电话系统的工作状态信息传送到监控系统计算机。
14）本系统能在WINDOWS环境中运行，下拉菜单，鼠标或键盘输入，图形文字生动、形象，人机界面友好。
15）本系统控制台内部控制接续电路采用了热备用结构，主用电路出现故障时备用电路自动投入工作。
16）当控制台计算机出现故障时系统通话不会中断。
17）控制台计算机设置了多级口令管理，分操作员级和维护员级。能够有效的防止误操作而破坏数据库数据。
18)可以按月、季、年统计设备完好率和报警呼叫有效次数。
19）控制台能自动建立通话记录和设备故障记录数据库，可以实现智能化统计查询。可按信号区段、时间、桩号、事故类型、车辆类型、设备故障类型及帮助类型进行分类统计，并将结果打印输出。全中文操作界面。
20）扩展广播功能，在配备广播模块后，能在不增加光纤的情况下，对隧道进行广播控制，包括单个呼叫、片呼、全呼功能。
21）能与全省其他路段紧急电话统一网管，实现全省紧急电话的实时监控，动态管理。
- 隧道分机/隧道口分机的主要功能
1）分机电路板上配备声音音量调整电路，可接收紧急电话控制台发送的音量控制指令，并按照指令调整音量大小，音量可分为64级。
2）分机在上电能自检，并用声光提示其工作状态。
3）分机具有IP65防护等级。
4）使用者按下分机按钮后能自动向监控中心控制台设备发出呼叫，并传送本机信息(包括分机公里标、上下行方向等)。
5）控制台值班员摘机应答后能够及时和呼叫者建立双工通话。
6）分机在呼叫时能自动发出语音提示，报告系统工作状态。
7）通话时语音清晰、声音洪亮、无回授啸叫。
8）当分机遭到人为破坏(例如门非法开启)或电池欠压等故障时，分机能够自动向控制台发出设备故障报警信息。
9）能够接受控制台设备发出的检测命令，及时检查分机并把检侧结果发送到控制台主机。
10）能够接受控制台设备的主叫，并在值班员挂机后自动释放电路。
11）能自动进入通话和待机工作状态，减少功耗。
12）能够采用太阳能供电、远程集中供电、AC220V供电和高能蓄电池供电，适应不同的需要。
13）分机配备IP功放设备模块后，可直接驱动多个广播喇叭。
14）分机配备IP功放设备模块后，可接收控制中心发送的喇叭呼叫及故障检测。
15）分机采用了多种雷电防护措施和专利防雷技术，具有良好的防雷效果。
16）分机在迎车送达车方向均设有高强级进口反光膜发光标志，标志图案和颜色符合国家GB5768-99标准。
17）分机正面设有醒目的中英文简易操作说明。
18）分机外壳采用特殊玻璃钢〔或优质冷轧钢板)材料，专用防锈喷涂技术，外形结构美观大方，环境适应能力强。
第五节 紧急电话设备的主要技术性能指标
1）实时音量调节：支持（可在线调整64级音量）；
2）协议：支持VOIP协议；
3）IP网络接口：RJ45；
4）USB 2.0 接口：支持
4）IP网络速率：10M/100M自适应；
5）语音带宽：20 ～ 7000Hz（<3dB）；
6) 信躁比：≥70dB
7）单机系统控制容量：≥1024台分机；
8）组网最大控制容量：≤16个单机系统(最大可以16条隧道组网)；
9）通话链路：无阻塞；
10）功率：≤500W；
12）电话录音：＞8000h(250G硬盘)；
13）工作温度：-10℃~+60℃；
14）工作湿度：≤95%；
15）电源：AC220V±15%，50Hz±2Hz；
16）接地电阻要求：≤4Ω；
17）声音采样速率：≥44.1K（立体声）。
二、紧急电话分机
1）协议：支持VOIP协议；
2）IP网络接口：RJ45；
3）IP网络速率：10M/100M自适应；
4）语音带宽：20 ～ 7000Hz（<3dB）；
5）额定输出声压级强度：≥ 90dBA；
6) 信躁比：≥70dB
7）非线形失真：≤3% （1000Hz）；
8）联网功能：支持多级联网；
9）声音采样速率：≥44.1K（立体声）
8）工作频率：20~7000Hz，通讯模式：双工；
9）防雷保护：三级，能够有效的防止感应雷对设备的危害；
10）隧道分机额定声压级强度：≥95dBA(分机正前方40CM处测得)；
11）失真度：≤3%；
12）隧道分机工作温度：-40℃~+60℃；
13）分机的工作湿度：≤95%；
14）隧道口集中地线接地电阻：≤4Ω；
15）平均无故障时间(MTBF)：≥100000小时（蓄电池除外）；
16）防护等级：IP65；
17）隧道分机待机功耗≤0.5W，通话功耗≤200mA；
18）电话分机供电： AC220V±15%
- 广播设备的主要功能
1）广播控制台具有SD卡接口，而无需DVD,录放卡等音源。
2）广播控制台能在SD卡内存储多种广播预案音频，并通过配置的广播软件IPB实现对指定IP地址的IP功放设备进行播放。
3）广播控制台具有两个麦克风接口，其中一个麦克风接口可作为其他音源输入口使用
4）广播控制台配置3.5音箱接口， 可插接音箱对广播效果进行监听。
5）广播控制台能对指定IP的功放进行广播，并可在线调整广播的音量，音量的调节分为64级。
6）广播控制台能对SD卡内的音频预案文件循环播放或是顺序播放。
7）广播控制台能灵活的对所有的IP功放设备分组播放。最大分组数量分为16组
8）广播控制台能灵活的对所有的IP功放设备任意的组合播放。
9）广播控制能对所有的IP功放设备进行检测，可实时了解功放设备的工作状态。
10）中心广播控制台可对广播信息进行录音。
11）中心广播控制台能够对隧道功放进行接通和关闭，在关闭广播系统时，隧道功放转入掉电状态，以减少功耗和提高使用寿命。
12）有线广播系统和紧急电话系统能独立工作，在有线广播呼叫时，可在控制中心呼通广播区域内的紧急电话，以监听广播效果。
13）广播系统和与监控系统进行联动，在有火灾等突发事故时，可自动向事发地点播放设定的广播录音。
14）广播喇叭在隧道的分布情况能在控制台的计算机上直观显示，值班员只需要通过鼠标双击或键盘即可选择呼叫任意音区或单个的广播系统。
15）IP功放设备在发生故障时，可即时向控制中心报告其故障，以便广播系统的维护。
16）IP功放设备的驱动能力可达250W，可即时驱动8个30W的强指向扬声器。
17）IP功放设备采用定压式和定阻式两种方式，可保证足够长的速信距离和无失真的音质。
18）IP功放设备在未收到广播控制台的音频IP数据包时，会自动进入待机状态，以减少功耗和提高使用寿命。
19）IP功放设备具有独立的IP地址，方便中心广播软件的定位和识别。
20）IP功放设备可接受广播软件的检测指令，并将工作状态返回到广播软件。
21）IP功放设备能24小时不间断广播。
22）IP功放设备背面丝印有安全提示等标志，非常友好。
23）IP功放设备和隧道扬声器具有IP65防护功能。
第七节 广播设备的主要技术性能指标
一、广播控制台设备
1）广播主机带有监听接口，可对广播声音效果进行监听；
2）播放接口：SD卡；
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IP紧急电话广播系主机 |
3）播放SD卡文件格式：MP3；
4）麦克风数量：2个，支持混合使用；
5）实时音量调节：支持（可在线调整64级音量）；
6）协议：支持VOIP协议；
7）IP网络接口：RJ45；
8）IP网络速率：10M/100M自适应；
9）语音带宽：20 ～ 20kHz（<3dB）；
10)信噪比：≥70dB
10) 支持组播、点播；
11)失真度：≤3%
11）声音采样速率:44.1K(立体声)；
12）电源：AC220V±15%，50Hz±2Hz；
13）接地电阻要求：≤4Ω；
14）工作温度：-30℃～ +60℃；
15）工作湿度：≤ 95%；
16）MTBF：100000小时；
17）防护等级：IP65。
二、网络功放
1）协议：支持VOIP协议；
2）IP网络接口：RJ45；
3）IP网络速率：10M/100M自适应；
4）语音带宽：20 ～ 20kHz（<3dB）；
5）功率：60W , 120W ,250W，500W；
6）供电：AC220V；
7）接口：8欧（定阻式）;70V,110V (定压式)；
8）防护等级：IP65
11）工作电压：AC220V±15%（50Hz）；
12）工作温度：-30℃～ +60℃；
13）工作湿度：≤95%；
14）MTBF：100000小时。
- 扬声器
1）功率：15W,20W,30W,40W,60W,100W,150W ;提供多种功率给客户选择。
2）扬声器类型：号筒式高音喇叭
3）广播额定声压级强度：≥112dBA，(广播正前方100cm处测得)；
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5）谐波失真：40HZ~16000HZ≤±2%；
第八节 网络传输设备的主要技术性能指标
一、PON OLT设备
1）最大插板数量：8个OLT模块卡(可混插CG7100/CG7102系列OLT模块卡)，1个网管卡(CG7000)；
2）CG7100模块卡：可提供1个PON口和1个千兆上联口，每个PON口可支持1：32分光，可支持多达32个ONU同时接入；
3）CG7102模块卡：可提供2个PON口和2个千兆上联口，每个PON口可支持1：32分光，可支持多达64个ONU同时接入，并支持中国电信EPON设备标准；
4）工作温度：-30～55℃；
5）存储温度：-40～70℃；
6）湿度：5%～90%无凝结；
7）最大电源数：2；
8）整机重量（双电源）：10.69kg；
9）电源选择：双电源AC220V/DC-48V、双电源AC220V+DC-48V；
10）机架尺寸：132mm(H)*481mm(W)* 309mm(D)/高*宽*深。
- PON ONU设备
1）端口：4个固定的10/100 BASE-TX端口；
2）工作波长：1310（TX）/1490（RX）；
3）光功率：-1~+4dBm；
4）接收灵敏度：-25dBm；
5）最大传输距离：20km；
6）缓存器空间：1.25MB；
7）MTBF：10万小时；
8）PON接口类型：SC/PC；
9）EPON特性：完全支持IEEE802.3ah协议,支持动态带宽分配(DBA),支持ONU自动发现与注册(即插即用)；
10）支持协议标准：支持IEEE802.3、IEEE802.3u；IGMP Snooping V2；支持IEEE802.1Q VLAN；支持IEEE802.1P QoS；
11）网管：配和局端OLT，完成ONU的管理配置和软件升级等；
12）电源：DC12V/1A（外置）或AC220V/DC-48V（内置）；
13）功耗：3.5W；
14）工作温度：-10～55℃；
15）储存温度：-40～70℃；
16）湿度：5%～90%无凝结；
17）尺寸：26mm(H) ×109mm(W) ×152mm(D) / 高×宽×深（外置电源）
38mm(H) ×218mm(W) ×176mm(D) / 高×宽×深（内置电源）。
