簡述視頻監控系統在地鐵通信中的集成與施工經驗

郭本剛

(中國鐵路通信信號上海工程集團有限公司，上海 200436)

目前，隨著城市規模的不斷擴大和人口的持續增長，城市軌道交通建設逐漸成為大城市緩解交通壓力的重要手段及目標。地鐵交通處在一個復雜及特殊的工作環境，因此地鐵通信也有許多特殊功能要求。視頻監控系統作為地鐵通信的重要組成部分，具有自身的特點及特殊性。全國各地軌道交通建設全面開展，視頻監控系統的集成施工方案也體現出各自不同的特點，為了能夠更好地滿足城市軌道交通運營單位的需要，本文通過在北京地鐵大興線軌道交通視頻監控系統設計、集成及施工方面的經驗和教訓， 總結閉路電視監視系統與其他系統間互聯互通、錄像存儲策略、網絡規劃設計、網管設計、工程施工方面的經驗，提出創新的建設方案，為參與軌道交通建設的業主、設計、集成、施工單位提供參考。

1 結合運營單位需求集成設計

大興線地鐵視頻監視系統的集成設計方案，結合了平安城市監控系統、公安道路監控的經驗，在模數混合、系統聯網、網絡設計和錄像存儲策略等方面，充分考慮運營單位、公安單位等要求，進行多方面的優化。目前使用的集成方案主要有以下3種。

1）模擬系統和數字系統共同建設，用戶、優先級統一管理，網絡存儲。

2）數字視頻監控系統，用戶、優先級統一管理，網絡存儲。

3）模擬系統和數字系統共同建設，用戶、優先級統一管理，網絡存儲，網絡安全管理，使用監控主機（1機雙屏）代替模擬控制鍵盤功能。

北京地鐵大興線視頻監控系統采用第二種方案，具有結構簡單、易實現、費用低等特點。

2 優化地鐵各系統間的互聯互通

1）綜合監控系統對視頻監控系統進行管理。實現綜合監控系統(ISCS)對閉路電視 (CCTV)系統控制，及火災情況下ISCS對CCTV系統的聯動。在控制中心、車輛段及各車站的接口為2路以太網或RS-422（一種串行數據接口標準）接口。

根據設計要求采用點播方式，綜合監控系統在車站、車輛段內監視攝像機畫面，無法滿足畫面連續性的要求。通過測試后發現，采用視頻信號組播方式，解決了車站值班員和綜合監控終端、錄像存儲同時占用視頻通道的問題。

2）與公安通信系統視頻監控專業接口，在專用通信視頻分配器輸出口和專用通信云臺優先級管理器的接口處。云臺優先級控制器之間的通信方式要求同時滿足RS-422/485（兩種串行數據接口標準）或以太網接口方式接入。

設計聯絡階段根據接口會議紀要，通過以太網方式通信，實現云臺攝像機的遠程管理和用戶統一管理。但非警務電腦不能接入公安網，經過與業主和公安單位溝通，通過增加優先級管理器，采用RS-422接口方式，保證公安網的安全，實現了用戶和云臺攝像機的管理。

3）與傳輸系統的接口，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，視頻監控系統通過傳輸系統，實現與控制中心的網絡聯網。

根據設計要求車站和控制中心采用1 000 M以太網連接，采用華為S3500（型號）交換機。當控制中心監控終端打開大于6畫面后，無法滿足畫面連續性的要求。通過測試后發現，該類型交換機處理以太網視頻信號能力低，采用千兆多模光口進行傳輸，解決了車站攝像機信號上傳到控制中心延遲的現象。

3 解決錄像存儲問題策略

大興線地鐵車站分為兩路存儲，一路網絡存儲設備24 h監控，另一路移動偵測、報警錄像（硬盤錄像主機）。另外，控制中心對重點區域24 h錄像——票款運送路徑進行錄像。

網絡存儲機柜散熱及存儲硬盤設計方案如下，地鐵大興線試運行后，部分硬盤故障，經過對故障硬盤的分析得知，大部分故障硬盤已出現壞道，均是在硬盤高速轉動時震動引起。這與地鐵運行環境及機柜溫度過高造成設備風扇高速、持續轉動產生的震動有關。經過分析后發現，CCTV存儲設備機柜前后門更換為網格狀門較符合現場對機柜散熱的要求。通過更換視頻監控系統機柜前后門（由玻璃門更換為網格狀門），有效地解決了磁盤陣列硬盤故障的問題。

4 網絡設計方案

軌道交通視頻監控系統主要是通過傳輸系統，進行車站與控制中心、車輛段間的聯網，根據上傳圖像的錄像和質量以及用戶數量，決定需要的傳輸系統的帶寬需求。傳輸系統必須滿足視頻監控系統傳輸帶寬的要求。

傳輸系統包括如下內容。

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

2）光端機：多路視頻、控制信號傳輸，近距離攝像機視頻信號采用，骨干網傳輸時，因占用光纖芯數較多，不經常采用。

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

4）編解碼器傳輸：只進行信號傳輸，本地存儲、監視用另外一組編解碼器。編解碼器內置光纖轉換模塊，替代了光端機的功能。

設計單位需要做好光纜路由、芯數設計，滿足MSTP、OTN環網需要，并對傳輸設備板卡支持的距離提出要求。同時也要考慮乘客信息系統（PIS）、辦公自動化(OA)、信號、綜合監控等其他系統的帶寬要求。

5 網管集成優化實現多系統聯動

在控制中心設置視頻控制網管服務器和主機，管理權限在控制中心，具備監視、控制功能、錄像功能，也可對不同用戶的動作操作、行為記錄（調看、控制、回放、登陸退出）。

通過通信集中監控系統與綜合系統，實現視頻監控系統與通信系統、綜合監控系統的聯網。當發生火災時，控制中心大屏可以自動彈出火災現場畫面，聯動自動廣播、打開門禁，各級視頻監控終端電子地圖指示燈，網管主機聲光提示，實現多系統的聯動。

6 其他方面經驗

大興線視頻監控系統在施工方面，有以下幾個主要方面的經驗。

1）室外攝像機加裝前端控制箱，根據安裝位置考慮設備尺寸，達到防水、防火要求，滿足IP65（防護等級）防水等級要求。內部電源、防雷、視頻光端機固定位置合理，既達到功能需要，也保證了美觀與維護便利。

2）視頻監控系統防雷設備安裝，需要達到氣象局驗收的要求，防雷器安裝必須固定牢固，且防雷器要保證接地符合標準要求。

3）視頻監控系統機柜重量如果超過機房樓板的承重，需要設置散力架。

4）攝像機電源統一由視頻監控系統供電，也可以由電源系統配電柜直接供電。

5）應根據綜合管線設計的要求，進行橋架、管線敷設，節省地鐵空間及建設投資。

6）視頻線纜接頭盡量采用大品牌的產品，避免接頭潮濕氧化，影響視頻信號的質量。

在北京地鐵大興線通信工程視頻系統建設的過程中，進行了方案設計、集成、施工等各方面的工作，最終達到竣工驗收的條件，通過運營單位、公安、消防、氣象局、交通委等各單位的驗收，得到運營單位的認可，優化的視頻監控系統為大興線地鐵運行維護提供了有力的保障。