某轨道交通地铁监控系统方案

  适用范围：地铁监控系统方案，铁路监控系统方案

    某轨道交通线总长 23km ，全线共设 22 个地下车站、 1 座车辆段、 2 所主变电站、 1 幢控制中心大楼 (OCC) ，安保控制管理系统在各车站、控制指挥中心及车辆段设置主、分控制中心，以对轨道交通设备、管理用房和通道进行监控。

    系统采用了先进的计算机、通信、网络、自控等技术，为通道和出入口的管理提供智能化手段，从而达到保障地铁内人员的正常出入、维护秩序、防止入侵等目的，同时还可针对工作地点分散的地铁员工施行综合管理，提高地铁整体运营管理水平。

    系统分为中央和车站两个管理级，以及现场控制三层网络架构。根据地铁车站运营安全的需要，在各车站前端安装视频监控终端，进行监控的部位包括：地铁隧道、车站控制室、站长室、通信设备室、信号设备室、公共无线引入室、车票分类 / 编码室、交接班室、环控电控室、防灾报警设备室、配电室、消防泵房、值班室、库房、男 / 女更衣室、降压 / 牵引变电所、蓄电池室、环控机房、电梯机房、屏蔽门管理室、 AFC 收费区、残疾人进出口等。

    系统特别要求设计

    安保监控系统的所有设备包括计算机和显示器，应在地铁电磁场和静电干扰的环境中不出现任何画面跳动和扰动；

安保监控系统的所有设备应具有较强的抗电磁干扰能力，并满足国家相关的标准和规范要求；

    设备可抵抗无线电频率为 150KHZ-27MHZ 中的接触性干扰，并满足国家相关的标准和规范要求。

    系统的硬件、软件设计应充分考虑系统的可*性、可维护性、可扩展性、通用性和先进性，并具有故障诊断、在线修改、离线编辑等功能，同时系统设计应遵循模块化原则。

    系统应开放协议，开放数据格式及定义。本系统与其它各专业的通信接口，采用国际通用的接口方式及开放性协议。安保监控系统的备份应该具备多层次、异地等方式。

    系统抗干扰设计

    地铁内部的电磁干扰是安防系统需主要考虑的干扰问题，对于电磁骚扰只要不构成干扰，可以不予过多考虑。电磁兼容性要求的范围涉及车载设备、信号设备、通信设备、供电设备、附近设备、邻区外部设备及乘客的物品和器具等。所有的车载设备应能在地铁线路的电磁环境中可*工作，功能和性能不受影响， 并且不影响地铁线路其它设备的运行。

    振动影响在施工期及运营期均可能出现。轨道车辆行车引起的振动通过桥梁的梁、桥墩及岩土介质的传播，引起地面一定范围的振动。采取的措施有轨道弹性减振及无缝钢轨等。

    地铁目前采用的是高架线路为地铁车辆供电。其电磁干扰有 2 种：一是受电方瞬时离线产生的火花放电，对无线电设备产生的干扰；二是接触网受污染和输电线及绝缘之间产生的直流电晕噪声对低、中频范围的影响。

    线缆抗干扰

    1．两导线间电场干扰的分析，两电路间磁场干扰的分析，屏蔽层对于磁场干扰的影响分析。

    2．辐射干扰的传播途径，金属屏蔽物的屏蔽效果，电场屏蔽，磁场屏蔽，电磁辐射屏蔽。

    3．降低电磁干扰的一般方法。屏蔽，接地，滤波，隔离与绝缘，阻抗控制和抵消技术。

    合理、规范地选择线缆和布线是防止电磁干扰的有效方法。在地铁项目中尽可能地使用光纤系统。线缆应穿金属管保护，并宜暗敷在非燃烧体结构内；不同系统、不同电压、不同电流类别的线路不应穿于同一根管内或线槽的同一槽孔内；弱电线路的电缆竖井宜与强电线路的电缆竖井分别设置，以有效地减少强电对弱电系统的干扰，采取穿金属线管保护或采用有屏蔽层的线材都要求金属线管或线材屏蔽层必须连续而且单端接地，接地电阻一般要求小于 1 Ω，甚至小于 0.5 Ω，这样做才能有效地防止电磁干扰对通讯线路的影响。

    设备抗干扰

    选择设备时，首先要选择有较高抗干扰能力的产品，其包括电磁兼容性（ EMC ），尤其是抗外部干扰能力，如采用浮地技术、隔离性能好的监控系统；其次还应了解生产厂给出的抗干扰指标，如共模拟制比、差模拟制比，耐压能力、允许在多大电场强度和多高频率的磁场强度环境中工作；另外是考查其在类似工作环境中的应用实绩。在采用国外产品时，按我国的标准（ GB/T13926 ）合理选择。

    一体化快球的使用

     地铁车站、站台距离监控中心相对比较远，常规情况下可能只需要采用 SYV-75-5 以上的视频铜缆或者光纤就能完成信号接入。但是由于地铁内部干扰较大，因此内置光端机快球比较适用于地铁监控系统。

    传统光端机和快球的配合方式中，光端机与快球之间的连接视频线和控制线很容易受到干扰。如采用传统方式除了要加装闪接器和做好接地处理来抗干扰外，还需要在控制信号线的起始端和终止端加装信号抗干扰器等，这样增加了施工工艺的难度。因此经综合考虑，可采用内置光端一体化快球可以避免传统分体式光端机与快球之间因为连接而造成的问题。

    特殊功能选择

    由于地铁站台内人员流动呈区域性和固定性特点，因此快球主要是针对大范围的站台进行监控。而在特殊通道和区域只需采用枪式摄像机。为满足地铁监控需求，一体快球具有下列特殊功能：
 
    1、路径的自动巡视功能：对于大范围区域监控经常采用的是编制好的自动巡视功能，使得块球能按预先设定的路径进行扫描监视；

    2、预制点字符叠加功能：主要考虑有利于实时监视、信号内部调用和总控中心的使用方便。

    总体来说，在地铁内监控最频繁的是一体化快球，因此，快球的功能齐全、性能稳定是非常重要的。

    视频信息的管理及存储

    整个地铁监控系统分为：中心级（ OCC 级）和车站级（现场级）。各个级别之间的联系采用局域网络。分控中心设置在各个车站，主控中心设置在 OCC 。车站级中心对信息采集、处理、存储， OCC 级则实现信息管理、异地备份。

    OCC 级主要有数字矩阵、认证服务器和 Client 等，同时还包括存储服务器。 OCC 级的存储服务器用来管理、记录指向到该服务器的视频服务流（既现场级视频服务器数据）。

    现场级根据实际情况也设置数字矩阵、流媒体网关、 iSCSI 存储设备、 Sever 软件等。音视频的数据均保存在本地监控中心，然后通过网络同步或者异步保存到 OCC 级中心，也可以根据存储情况做分布式存储，而不做异地备份。现场级的视频存储具备了图像的存储、回放、服务、转发等功能。

    在分布式网络存储方案中，每台现场级网络视频服务器均占用一个 IP 地址，如果希望通过 Internet 来进行远程监控，则考虑增加流媒体网关完成 IP 的设置，节约公共 IP 资源。流媒体网关是硬件设备，所有的音视频信息均通过该硬件设备完成转发，转发能力达到 1Gbps 以上。

    同时系统具备单播、组播、服务器组播功能。

    由于地铁系统的特殊性，几个 OCC 级和多个现场级的视频监控基于 iSCSI 的 IP SAN 存储是最好的解决方案，而关于 iSCSI 的技术可以查阅相关的文献资料。

    结语

    在我国，今后地铁的建造将会非常普及，因此对于地铁系统的安全要求会越来越高。由于地理位置和管理模式的不同，很多地铁视频监控设计、需求的细节都会发生变化，因此本文不对过多的设计作讲解，而只是着重考虑了一些共性需关心的、而又特殊的问题，以供业内同行参考。