簡述視頻監(jiān)控系統(tǒng)在地鐵通信中的集成與施工經(jīng)驗(yàn)

郭本剛

(中國鐵路通信信號(hào)上海工程集團(tuán)有限公司，上海 200436)

目前，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口的持續(xù)增長，城市軌道交通建設(shè)逐漸成為大城市緩解交通壓力的重要手段及目標(biāo)。地鐵交通處在一個(gè)復(fù)雜及特殊的工作環(huán)境，因此地鐵通信也有許多特殊功能要求。視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為地鐵通信的重要組成部分，具有自身的特點(diǎn)及特殊性。全國各地軌道交通建設(shè)全面開展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的集成施工方案也體現(xiàn)出各自不同的特點(diǎn)，為了能夠更好地滿足城市軌道交通運(yùn)營單位的需要，本文通過在北京地鐵大興線軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成及施工方面的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)， 總結(jié)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)與其他系統(tǒng)間互聯(lián)互通、錄像存儲(chǔ)策略、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、網(wǎng)管設(shè)計(jì)、工程施工方面的經(jīng)驗(yàn)，提出創(chuàng)新的建設(shè)方案，為參與軌道交通建設(shè)的業(yè)主、設(shè)計(jì)、集成、施工單位提供參考。

1 結(jié)合運(yùn)營單位需求集成設(shè)計(jì)

大興線地鐵視頻監(jiān)視系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)方案，結(jié)合了平安城市監(jiān)控系統(tǒng)、公安道路監(jiān)控的經(jīng)驗(yàn)，在模數(shù)混合、系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和錄像存儲(chǔ)策略等方面，充分考慮運(yùn)營單位、公安單位等要求，進(jìn)行多方面的優(yōu)化。目前使用的集成方案主要有以下3種。

1）模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)共同建設(shè)，用戶、優(yōu)先級(jí)統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。

2）數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)，用戶、優(yōu)先級(jí)統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。

3）模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)共同建設(shè)，用戶、優(yōu)先級(jí)統(tǒng)一管理，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，網(wǎng)絡(luò)安全管理，使用監(jiān)控主機(jī)（1機(jī)雙屏）代替模擬控制鍵盤功能。

北京地鐵大興線視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用第二種方案，具有結(jié)構(gòu)簡單、易實(shí)現(xiàn)、費(fèi)用低等特點(diǎn)。

2 優(yōu)化地鐵各系統(tǒng)間的互聯(lián)互通

1）綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行管理。實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)(ISCS)對(duì)閉路電視 (CCTV)系統(tǒng)控制，及火災(zāi)情況下ISCS對(duì)CCTV系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。在控制中心、車輛段及各車站的接口為2路以太網(wǎng)或RS-422（一種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)）接口。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用點(diǎn)播方式，綜合監(jiān)控系統(tǒng)在車站、車輛段內(nèi)監(jiān)視攝像機(jī)畫面，無法滿足畫面連續(xù)性的要求。通過測試后發(fā)現(xiàn)，采用視頻信號(hào)組播方式，解決了車站值班員和綜合監(jiān)控終端、錄像存儲(chǔ)同時(shí)占用視頻通道的問題。

2）與公安通信系統(tǒng)視頻監(jiān)控專業(yè)接口，在專用通信視頻分配器輸出口和專用通信云臺(tái)優(yōu)先級(jí)管理器的接口處。云臺(tái)優(yōu)先級(jí)控制器之間的通信方式要求同時(shí)滿足RS-422/485（兩種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)）或以太網(wǎng)接口方式接入。

設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)階段根據(jù)接口會(huì)議紀(jì)要，通過以太網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)云臺(tái)攝像機(jī)的遠(yuǎn)程管理和用戶統(tǒng)一管理。但非警務(wù)電腦不能接入公安網(wǎng)，經(jīng)過與業(yè)主和公安單位溝通，通過增加優(yōu)先級(jí)管理器，采用RS-422接口方式，保證公安網(wǎng)的安全，實(shí)現(xiàn)了用戶和云臺(tái)攝像機(jī)的管理。

3）與傳輸系統(tǒng)的接口，在控制中心、車輛段及各車站的接口分別任兩路千兆多模光口，視頻監(jiān)控系統(tǒng)通過傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與控制中心的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求車站和控制中心采用1 000 M以太網(wǎng)連接，采用華為S3500（型號(hào)）交換機(jī)。當(dāng)控制中心監(jiān)控終端打開大于6畫面后，無法滿足畫面連續(xù)性的要求。通過測試后發(fā)現(xiàn)，該類型交換機(jī)處理以太網(wǎng)視頻信號(hào)能力低，采用千兆多模光口進(jìn)行傳輸，解決了車站攝像機(jī)信號(hào)上傳到控制中心延遲的現(xiàn)象。

3 解決錄像存儲(chǔ)問題策略

大興線地鐵車站分為兩路存儲(chǔ)，一路網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備24 h監(jiān)控，另一路移動(dòng)偵測、報(bào)警錄像（硬盤錄像主機(jī)）。另外，控制中心對(duì)重點(diǎn)區(qū)域24 h錄像——票款運(yùn)送路徑進(jìn)行錄像。

網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)機(jī)柜散熱及存儲(chǔ)硬盤設(shè)計(jì)方案如下，地鐵大興線試運(yùn)行后，部分硬盤故障，經(jīng)過對(duì)故障硬盤的分析得知，大部分故障硬盤已出現(xiàn)壞道，均是在硬盤高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)震動(dòng)引起。這與地鐵運(yùn)行環(huán)境及機(jī)柜溫度過高造成設(shè)備風(fēng)扇高速、持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)有關(guān)。經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，CCTV存儲(chǔ)設(shè)備機(jī)柜前后門更換為網(wǎng)格狀門較符合現(xiàn)場對(duì)機(jī)柜散熱的要求。通過更換視頻監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)柜前后門（由玻璃門更換為網(wǎng)格狀門），有效地解決了磁盤陣列硬盤故障的問題。

4 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

軌道交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過傳輸系統(tǒng)，進(jìn)行車站與控制中心、車輛段間的聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)上傳圖像的錄像和質(zhì)量以及用戶數(shù)量，決定需要的傳輸系統(tǒng)的帶寬需求。傳輸系統(tǒng)必須滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸帶寬的要求。

傳輸系統(tǒng)包括如下內(nèi)容。

1）光傳送網(wǎng)（OTN）:傳輸系統(tǒng)可使用視頻板卡，直接傳輸模擬視頻信號(hào)；視頻低速RS-422485板卡傳輸控制信號(hào)。這種方式減少了中間設(shè)備，有利于高質(zhì)量的圖像信號(hào)的傳輸。

2）光端機(jī)：多路視頻、控制信號(hào)傳輸，近距離攝像機(jī)視頻信號(hào)采用，骨干網(wǎng)傳輸時(shí)，因占用光纖芯數(shù)較多，不經(jīng)常采用。

3）多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP）：電視監(jiān)視系統(tǒng)1 000 M光纖/以太網(wǎng)傳輸，這種方式目前大多數(shù)新建地鐵線路使用，為了保證視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的帶寬要求，傳輸系統(tǒng)的容量一般為2.5 G、10 G，甚至更高。

4）編解碼器傳輸：只進(jìn)行信號(hào)傳輸，本地存儲(chǔ)、監(jiān)視用另外一組編解碼器。編解碼器內(nèi)置光纖轉(zhuǎn)換模塊，替代了光端機(jī)的功能。

設(shè)計(jì)單位需要做好光纜路由、芯數(shù)設(shè)計(jì)，滿足MSTP、OTN環(huán)網(wǎng)需要，并對(duì)傳輸設(shè)備板卡支持的距離提出要求。同時(shí)也要考慮乘客信息系統(tǒng)（PIS）、辦公自動(dòng)化(OA)、信號(hào)、綜合監(jiān)控等其他系統(tǒng)的帶寬要求。

5 網(wǎng)管集成優(yōu)化實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

在控制中心設(shè)置視頻控制網(wǎng)管服務(wù)器和主機(jī)，管理權(quán)限在控制中心，具備監(jiān)視、控制功能、錄像功能，也可對(duì)不同用戶的動(dòng)作操作、行為記錄（調(diào)看、控制、回放、登陸退出）。

通過通信集中監(jiān)控系統(tǒng)與綜合系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)、綜合監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，控制中心大屏可以自動(dòng)彈出火災(zāi)現(xiàn)場畫面，聯(lián)動(dòng)自動(dòng)廣播、打開門禁，各級(jí)視頻監(jiān)控終端電子地圖指示燈，網(wǎng)管主機(jī)聲光提示，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。

6 其他方面經(jīng)驗(yàn)

大興線視頻監(jiān)控系統(tǒng)在施工方面，有以下幾個(gè)主要方面的經(jīng)驗(yàn)。

1）室外攝像機(jī)加裝前端控制箱，根據(jù)安裝位置考慮設(shè)備尺寸，達(dá)到防水、防火要求，滿足IP65（防護(hù)等級(jí)）防水等級(jí)要求。內(nèi)部電源、防雷、視頻光端機(jī)固定位置合理，既達(dá)到功能需要，也保證了美觀與維護(hù)便利。

2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)防雷設(shè)備安裝，需要達(dá)到氣象局驗(yàn)收的要求，防雷器安裝必須固定牢固，且防雷器要保證接地符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3）視頻監(jiān)控系統(tǒng)機(jī)柜重量如果超過機(jī)房樓板的承重，需要設(shè)置散力架。

4）攝像機(jī)電源統(tǒng)一由視頻監(jiān)控系統(tǒng)供電，也可以由電源系統(tǒng)配電柜直接供電。

5）應(yīng)根據(jù)綜合管線設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)行橋架、管線敷設(shè)，節(jié)省地鐵空間及建設(shè)投資。

6）視頻線纜接頭盡量采用大品牌的產(chǎn)品，避免接頭潮濕氧化，影響視頻信號(hào)的質(zhì)量。

在北京地鐵大興線通信工程視頻系統(tǒng)建設(shè)的過程中，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)、集成、施工等各方面的工作，最終達(dá)到竣工驗(yàn)收的條件，通過運(yùn)營單位、公安、消防、氣象局、交通委等各單位的驗(yàn)收，得到運(yùn)營單位的認(rèn)可，優(yōu)化的視頻監(jiān)控系統(tǒng)為大興線地鐵運(yùn)行維護(hù)提供了有力的保障。