南照淮河公路大橋反恐監控系統的設計

王琳，羅東偉 （安徽省交通規劃設計研究總院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

1 概述

南照淮河公路大橋是105 國道跨越淮河的一座重要橋梁，全橋總長2328m，1999 年10 月建成通車[1]，該大橋的建設大大加快了阜陽、六安兩市之間的人流、物流速度，對于推動沿線地域的經濟發展具有重要意義，2017 年該大橋進行了維修改造[2]。

由于該大橋車流量較大，位置重要，根據《交通運輸行業反恐怖防范基本要求》（JT/T 961—2015），應定為反恐防范目標[3]。《中華人民共和國反恐怖主義法》[4]規定地方各級人民政府制定在組織實施城鄉規劃時，應當符合反恐怖主義工作的需要。《交通運輸行業反恐怖防范基本要求》中將反恐防范等級由低到高依次劃分為一級（日常狀態）、二級（戒備狀態）和三級（緊急狀態）。綜合考慮恐怖威脅發生的可能性與潛在后果的嚴重性兩方面的因素，將南照淮河公路大橋的反恐怖防范等級定為一級。

為滿足南照淮河公路大橋的反恐怖防范要求，本文根據大橋現有設施現狀對南照淮河公路大橋的反恐監控系統進行了設計。

2 設施現狀

大橋主橋原整體概貌如圖1 所示，橋兩側安裝有路燈。根據現有設施現狀，考慮將橋面監控安裝在燈桿上。

圖1 南照淮河大橋主橋整體概貌

3 反恐監控系統設計

項目建成后，由大橋管理處對系統進行整體管控，并與對外職能部門進行信息交互。機電設施管理模式為大橋管理處監控中心——監控外場設施。

本次大橋反恐監控系統設計內容主要包括視頻安防監控系統[5]、橋面廣播系統、監控中心設計及配套的傳輸和供電方案設計，以滿足大橋反恐監控的需求，保障大橋安全。

3.1 視頻安防監控系統

3.1.1 橋面全程監控

在橋梁路段總體按照間隔240m 設置1 處監控攝像機，兩側交錯設置，避免監控盲區的出現。共布設11 處橋面監控，同時在車輛上下橋處布署測試卡口設備，橋面監控布設見圖2 所示。監控攝像機安裝在路燈桿上距橋面8m 處，見圖3所示。

圖2 橋面監控布設示意圖

圖3 航道監控布設示意圖

3.1.2 航道監控

為加強對橋梁構造物安全狀況的監視，在大橋航道上方兩側各設置航道監控攝像機，用以監控航道船舶航行狀況，避開監控盲區。航道監控攝像機通過膨脹螺栓固定在橋墩上。圖4 為航道監控布設示意圖。

3.1.3 橋下安防監控

為加強對橋下違法行為的監視，在橋下兩側每間隔400m 左右各設置1 套具備人臉抓拍比對功能的監控攝像機，以監控橋下道路過往相關人員信息，共計12 套。為避開監控死角，監控攝像機應安裝在30mT 梁中間附近，通過膨脹螺栓固定在橋底，且兩側攝像機錯開一些位置，角度成70°視角，見圖4所示。

圖4 橋下監控攝像機布設示意圖

3.1.4 視頻結構分析系統

設置視頻事件檢測系統，對橋面、橋下、航道監控攝像機采集到的高清監控視頻進行分析處理，可對機動車、非機動車、行人進行分類檢測，并提取特性信息和屬性信息。可識別車身顏色、車型等多種車輛特征，識別性別、年齡段、上下身顏色、角度等多種行人特征。

3.2 有線廣播系統

在南照河大橋上設置有線廣播系統，當大橋出現緊急情況時，大橋管理站可以利用廣播系統呼叫，或在管理站通過閉路監控和火災報警，發現緊急情況，用于發生緊急事件時的指揮調度。

3.2.1 系統方案

設計采用IP 有線廣播系統，該系統通過監控系統以太網交換機接入管理站。

考慮到大橋上每個燈柱的間距約30m，在大橋兩側每隔60m 面向行車方向在燈桿上各裝1 只50W 防雨號角，號角的高度約3m，喇叭面向行車方向。每4 個喇叭合用一個外場功放，外場功放采用IP 網絡功放。網絡功放通過RJ-45 接口與配置的工業以太網交換機連接，通過交換機網絡接入管理站。在大橋管理站配置廣播主機與網絡話筒，管理廣播所用計算機則與監控系統合設。

該方案將有線廣播系統與監控系統有機地結合在一起，用同一臺控制計算機和同一套交換機網絡實現兩個系統的統一控制，不僅系統精簡，投資節約，而且有效地提高了大橋管理站的工作效率。

3.2.2 系統設置

本次設計有線廣播系統應用軟件安裝在監控系統的管理計算機上，并接入以太網交換機，對其他子系統的數據請求提供支持。

大橋上單側按每60m 設置一個揚聲器，每240m 為一個音區，揚聲器面向行車方向安裝。

網絡功放采用三防功放，外場設備箱防護等級不低于IP65。每個功放模塊均有唯一的地址碼，可以同時控制所屬轄區內的4 套揚聲器。控制臺可以呼叫任何1 套揚聲器，也可進行片呼和群呼。

根據監控系統管理體制，本項目在大橋管理站設置一套廣播控制主機，負責呼叫網的運行，同時對大橋進行廣播、指揮調度、疏導交通和組織救援等。

有線廣播系統的供電方式采用就近取電方式，由大橋上配電接線盒提供AC220V 交流電源，對功放模塊進行供電。

3.3 監控中心設計

南照淮河公路大橋管理處設置在大橋一端附近，監控室和機房設置在大橋管理處一樓。

3.3.1 計算機及服務器

本次改造主要設置應用服務器及工作站。

服務器是監控設施的核心部分，主要負責網絡操作系統中的管理與運行、數據存儲與備份、數據庫管理。本次配備視頻結構分析服務器：支持機動車、非機動車、行人的分類檢測與特性信息和屬性信息的提取。視頻轉碼服務器：將前端采集到的高清視頻進行轉碼，利用網絡進行視頻轉發，大橋管理者可通過手機、計算機等終端，根據需要對視頻圖像進行實時監看。

3.3.2 視頻存儲管理系統

設置視頻平臺管理服務器對監控視頻進行存儲、調度和傳輸播放，可接收前端發送的組播媒體流。同時通過專線將視頻數據及卡口系統數據互聯至公安部進行信息共享，考慮數據互聯安全，通過防火墻保證數據互聯安全。

本次建設完成后，主要存儲需求包括橋面監控圖像、航道監控圖像以及橋下監控圖像，總體監控路數一覽表如表1所示。

大橋監控路數一覽表 表1

高清監控圖像存儲采用1080P分辨率，監控視頻存儲時間90d（反恐怖法規定），每路監控視頻按4Mbps 碼流計算預留，考慮格式化損傷、raid 需求，約需138T存儲空間，需要1套24盤位的視頻管理存儲設備。

3.3.3 傳輸系統設計

如圖5 所示，監控網絡從總體架構上可分為傳輸層、交換路由層、業務層。其中傳輸層主要依托光纖網絡及外場傳輸系統進行視頻傳輸；交換路由層通過匯聚交換機進行相關監控業務調用、管理、存儲，并與相關應用業務進行信息交互。

圖5 數據傳輸流向圖

本設計在橋梁兩側及橋梁至管理處監控中心機房之間敷設48 芯單模光纖，用于監控設備的信息傳輸。

監控攝像機為高清網絡攝像機，外場監控圖像通過點對點光端機傳輸至監控中心機房，有線廣播等設備均通過工業以太網將信號輸至監控中心機房，監控中心可輸出監控圖像。

電纜及光纜敷設：橋上電纜及光纜沿橋兩側電纜橋架敷設，橋頭至大橋管理處電纜及光纜通過兩條鍍鋅鋼管（2孔φ60×3.0）敷設。

3.3.4 設備防雷與接地

①防雷系統

箱變站高壓進出線、變壓器高壓側均采用氧化鋅避雷器作為一級防雷保護，箱式電站低壓單元配置二級防雷保護，并在設備前端安裝浪涌過電壓保護器，形成多級防雷體系，確保用電設備的安全。

②接地系統

橋梁設備接地按照每隔500m 設置一處引下線，與橋下設置接地網的做法。接地引下處的設備將PE 線接出，通過接地引下線引至橋下地面，并做接地極，每隔500m 做一次重復接地，水面區域除外，接地電阻不大于1Ω。

4 結語

為滿足南照淮河公路大橋維修改造工程中對反恐怖防范的要求，本文根據大橋現有設施現狀，對南照淮河公路大橋的反恐監控系統進行了設計，主要包括視頻安防監控系統、橋面廣播系統、監控中心設計及配套的傳輸和供電方案設計等，可滿足大橋反恐監控的需求，保障大橋安全。