某軌道交通地鐵監(jiān)控系統(tǒng)方案
某軌道交通線總長 23km ，全線共設(shè) 22 個地下車站、 1 座車輛段、 2 所主變電站、 1 幢控制中心大樓 (OCC) ，安?？刂乒芾硐到y(tǒng)在各車站、控制指揮中心及車輛段設(shè)置主、分控制中心，以對軌道交通設(shè)備、管理用房和通道進行監(jiān)控。
系統(tǒng)采用了先進的計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、自控等技術(shù)，為通道和出入口的管理提供智能化手段，從而達到保障地鐵內(nèi)人員的正常出入、維護秩序、防止入侵等目的，同時還可針對工作地點分散的地鐵員工施行綜合管理，提高地鐵整體運營管理水平。
系統(tǒng)分為中央和車站兩個管理級，以及現(xiàn)場控制三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)地鐵車站運營安全的需要，在各車站前端安裝視頻監(jiān)控終端，進行監(jiān)控的部位包括：地鐵隧道、車站控制室、站長室、通信設(shè)備室、信號設(shè)備室、公共無線引入室、車票分類 / 編碼室、交接班室、環(huán)控電控室、防災(zāi)報警設(shè)備室、配電室、消防泵房、值班室、庫房、男 / 女更衣室、降壓 / 牽引變電所、蓄電池室、環(huán)控機房、電梯機房、屏蔽門管理室、 AFC 收費區(qū)、殘疾人進出口等。
系統(tǒng)特別要求設(shè)計
安保監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備包括計算機和顯示器，應(yīng)在地鐵電磁場和靜電干擾的環(huán)境中不出現(xiàn)任何畫面跳動和擾動；
安保監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備應(yīng)具有較強的抗電磁干擾能力，并滿足國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求；
設(shè)備可抵抗無線電頻率為 150KHZ-27MHZ 中的接觸性干擾，并滿足國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。
系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可*性、可維護性、可擴展性、通用性和先進性，并具有故障診斷、在線修改、離線編輯等功能，同時系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循模塊化原則。
系統(tǒng)應(yīng)開放協(xié)議，開放數(shù)據(jù)格式及定義。本系統(tǒng)與其它各專業(yè)的通信接口，采用國際通用的接口方式及開放性協(xié)議。安保監(jiān)控系統(tǒng)的備份應(yīng)該具備多層次、異地等方式。
系統(tǒng)抗干擾設(shè)計
地鐵內(nèi)部的電磁干擾是安防系統(tǒng)需主要考慮的干擾問題，對于電磁騷擾只要不構(gòu)成干擾，可以不予過多考慮。電磁兼容性要求的范圍涉及車載設(shè)備、信號設(shè)備、通信設(shè)備、供電設(shè)備、附近設(shè)備、鄰區(qū)外部設(shè)備及乘客的物品和器具等。所有的車載設(shè)備應(yīng)能在地鐵線路的電磁環(huán)境中可*工作，功能和性能不受影響， 并且不影響地鐵線路其它設(shè)備的運行。
振動影響在施工期及運營期均可能出現(xiàn)。軌道車輛行車引起的振動通過橋梁的梁、橋墩及巖土介質(zhì)的傳播，引起地面一定范圍的振動。采取的措施有軌道彈性減振及無縫鋼軌等。
地鐵目前采用的是高架線路為地鐵車輛供電。其電磁干擾有 2 種：一是受電方瞬時離線產(chǎn)生的火花放電，對無線電設(shè)備產(chǎn)生的干擾；二是接觸網(wǎng)受污染和輸電線及絕緣之間產(chǎn)生的直流電暈噪聲對低、中頻范圍的影響。
線纜抗干擾
1．兩導(dǎo)線間電場干擾的分析，兩電路間磁場干擾的分析，屏蔽層對于磁場干擾的影響分析。
2．輻射干擾的傳播途徑，金屬屏蔽物的屏蔽效果，電場屏蔽，磁場屏蔽，電磁輻射屏蔽。
3．降低電磁干擾的一般方法。屏蔽，接地，濾波，隔離與絕緣，阻抗控制和抵消技術(shù)。
合理、規(guī)范地選擇線纜和布線是防止電磁干擾的有效方法。在地鐵項目中盡可能地使用光纖系統(tǒng)。線纜應(yīng)穿金屬管保護，并宜暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)；不同系統(tǒng)、不同電壓、不同電流類別的線路不應(yīng)穿于同一根管內(nèi)或線槽的同一槽孔內(nèi)；弱電線路的電纜豎井宜與強電線路的電纜豎井分別設(shè)置，以有效地減少強電對弱電系統(tǒng)的干擾，采取穿金屬線管保護或采用有屏蔽層的線材都要求金屬線管或線材屏蔽層必須連續(xù)而且單端接地，接地電阻一般要求小于 1 Ω，甚至小于 0.5 Ω，這樣做才能有效地防止電磁干擾對通訊線路的影響。
設(shè)備抗干擾
選擇設(shè)備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括電磁兼容性（ EMC ），尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的監(jiān)控系統(tǒng)；其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠給出的抗干擾指標(biāo)，如共模擬制比、差模擬制比，耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環(huán)境中工作；另外是考查其在類似工作環(huán)境中的應(yīng)用實績。在采用國外產(chǎn)品時，按我國的標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T13926 ）合理選擇。
一體化快球的使用
地鐵車站、站臺距離監(jiān)控中心相對比較遠，常規(guī)情況下可能只需要采用 SYV-75-5 以上的視頻銅纜或者光纖就能完成信號接入。但是由于地鐵內(nèi)部干擾較大，因此內(nèi)置光端機快球比較適用于地鐵監(jiān)控系統(tǒng)。
傳統(tǒng)光端機和快球的配合方式中，光端機與快球之間的連接視頻線和控制線很容易受到干擾。如采用傳統(tǒng)方式除了要加裝閃接器和做好接地處理來抗干擾外，還需要在控制信號線的起始端和終止端加裝信號抗干擾器等，這樣增加了施工工藝的難度。因此經(jīng)綜合考慮，可采用內(nèi)置光端一體化快球可以避免傳統(tǒng)分體式光端機與快球之間因為連接而造成的問題。
特殊功能選擇
由于地鐵站臺內(nèi)人員流動呈區(qū)域性和固定性特點，因此快球主要是針對大范圍的站臺進行監(jiān)控。而在特殊通道和區(qū)域只需采用槍式攝像機。為滿足地鐵監(jiān)控需求，一體快球具有下列特殊功能：
1、路徑的自動巡視功能：對于大范圍區(qū)域監(jiān)控經(jīng)常采用的是編制好的自動巡視功能，使得塊球能按預(yù)先設(shè)定的路徑進行掃描監(jiān)視；
2、預(yù)制點字符疊加功能：主要考慮有利于實時監(jiān)視、信號內(nèi)部調(diào)用和總控中心的使用方便。
總體來說，在地鐵內(nèi)監(jiān)控最頻繁的是一體化快球，因此，快球的功能齊全、性能穩(wěn)定是非常重要的。
視頻信息的管理及存儲
整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)分為：中心級（ OCC 級）和車站級（現(xiàn)場級）。各個級別之間的聯(lián)系采用局域網(wǎng)絡(luò)。分控中心設(shè)置在各個車站，主控中心設(shè)置在 OCC 。車站級中心對信息采集、處理、存儲， OCC 級則實現(xiàn)信息管理、異地備份。
OCC 級主要有數(shù)字矩陣、認(rèn)證服務(wù)器和 Client 等，同時還包括存儲服務(wù)器。 OCC 級的存儲服務(wù)器用來管理、記錄指向到該服務(wù)器的視頻服務(wù)流（既現(xiàn)場級視頻服務(wù)器數(shù)據(jù)）。
現(xiàn)場級根據(jù)實際情況也設(shè)置數(shù)字矩陣、流媒體網(wǎng)關(guān)、 iSCSI 存儲設(shè)備、 Sever 軟件等。音視頻的數(shù)據(jù)均保存在本地監(jiān)控中心，然后通過網(wǎng)絡(luò)同步或者異步保存到 OCC 級中心，也可以根據(jù)存儲情況做分布式存儲，而不做異地備份?，F(xiàn)場級的視頻存儲具備了圖像的存儲、回放、服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
在分布式網(wǎng)絡(luò)存儲方案中，每臺現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器均占用一個 IP 地址，如果希望通過 Internet 來進行遠程監(jiān)控，則考慮增加流媒體網(wǎng)關(guān)完成 IP 的設(shè)置，節(jié)約公共 IP 資源。流媒體網(wǎng)關(guān)是硬件設(shè)備，所有的音視頻信息均通過該硬件設(shè)備完成轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)能力達到 1Gbps 以上。
同時系統(tǒng)具備單播、組播、服務(wù)器組播功能。
由于地鐵系統(tǒng)的特殊性，幾個 OCC 級和多個現(xiàn)場級的視頻監(jiān)控基于 iSCSI 的 IP SAN 存儲是最好的解決方案，而關(guān)于 iSCSI 的技術(shù)可以查閱相關(guān)的文獻資料。
結(jié)語
在我國，今后地鐵的建造將會非常普及，因此對于地鐵系統(tǒng)的安全要求會越來越高。由于地理位置和管理模式的不同，很多地鐵視頻監(jiān)控設(shè)計、需求的細(xì)節(jié)都會發(fā)生變化，因此本文不對過多的設(shè)計作講解，而只是著重考慮了一些共性需關(guān)心的、而又特殊的問題，以供業(yè)內(nèi)同行參考。
系統(tǒng)采用了先進的計算機、通信、網(wǎng)絡(luò)、自控等技術(shù)，為通道和出入口的管理提供智能化手段，從而達到保障地鐵內(nèi)人員的正常出入、維護秩序、防止入侵等目的，同時還可針對工作地點分散的地鐵員工施行綜合管理，提高地鐵整體運營管理水平。
系統(tǒng)分為中央和車站兩個管理級，以及現(xiàn)場控制三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。根據(jù)地鐵車站運營安全的需要，在各車站前端安裝視頻監(jiān)控終端，進行監(jiān)控的部位包括：地鐵隧道、車站控制室、站長室、通信設(shè)備室、信號設(shè)備室、公共無線引入室、車票分類 / 編碼室、交接班室、環(huán)控電控室、防災(zāi)報警設(shè)備室、配電室、消防泵房、值班室、庫房、男 / 女更衣室、降壓 / 牽引變電所、蓄電池室、環(huán)控機房、電梯機房、屏蔽門管理室、 AFC 收費區(qū)、殘疾人進出口等。
系統(tǒng)特別要求設(shè)計
安保監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備包括計算機和顯示器，應(yīng)在地鐵電磁場和靜電干擾的環(huán)境中不出現(xiàn)任何畫面跳動和擾動；
安保監(jiān)控系統(tǒng)的所有設(shè)備應(yīng)具有較強的抗電磁干擾能力，并滿足國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求；
設(shè)備可抵抗無線電頻率為 150KHZ-27MHZ 中的接觸性干擾，并滿足國家相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求。
系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的可*性、可維護性、可擴展性、通用性和先進性，并具有故障診斷、在線修改、離線編輯等功能，同時系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)遵循模塊化原則。
系統(tǒng)應(yīng)開放協(xié)議，開放數(shù)據(jù)格式及定義。本系統(tǒng)與其它各專業(yè)的通信接口，采用國際通用的接口方式及開放性協(xié)議。安保監(jiān)控系統(tǒng)的備份應(yīng)該具備多層次、異地等方式。
系統(tǒng)抗干擾設(shè)計
地鐵內(nèi)部的電磁干擾是安防系統(tǒng)需主要考慮的干擾問題，對于電磁騷擾只要不構(gòu)成干擾，可以不予過多考慮。電磁兼容性要求的范圍涉及車載設(shè)備、信號設(shè)備、通信設(shè)備、供電設(shè)備、附近設(shè)備、鄰區(qū)外部設(shè)備及乘客的物品和器具等。所有的車載設(shè)備應(yīng)能在地鐵線路的電磁環(huán)境中可*工作，功能和性能不受影響， 并且不影響地鐵線路其它設(shè)備的運行。
振動影響在施工期及運營期均可能出現(xiàn)。軌道車輛行車引起的振動通過橋梁的梁、橋墩及巖土介質(zhì)的傳播，引起地面一定范圍的振動。采取的措施有軌道彈性減振及無縫鋼軌等。
地鐵目前采用的是高架線路為地鐵車輛供電。其電磁干擾有 2 種：一是受電方瞬時離線產(chǎn)生的火花放電，對無線電設(shè)備產(chǎn)生的干擾；二是接觸網(wǎng)受污染和輸電線及絕緣之間產(chǎn)生的直流電暈噪聲對低、中頻范圍的影響。
線纜抗干擾
1．兩導(dǎo)線間電場干擾的分析，兩電路間磁場干擾的分析，屏蔽層對于磁場干擾的影響分析。
2．輻射干擾的傳播途徑，金屬屏蔽物的屏蔽效果，電場屏蔽，磁場屏蔽，電磁輻射屏蔽。
3．降低電磁干擾的一般方法。屏蔽，接地，濾波，隔離與絕緣，阻抗控制和抵消技術(shù)。
合理、規(guī)范地選擇線纜和布線是防止電磁干擾的有效方法。在地鐵項目中盡可能地使用光纖系統(tǒng)。線纜應(yīng)穿金屬管保護，并宜暗敷在非燃燒體結(jié)構(gòu)內(nèi)；不同系統(tǒng)、不同電壓、不同電流類別的線路不應(yīng)穿于同一根管內(nèi)或線槽的同一槽孔內(nèi)；弱電線路的電纜豎井宜與強電線路的電纜豎井分別設(shè)置，以有效地減少強電對弱電系統(tǒng)的干擾，采取穿金屬線管保護或采用有屏蔽層的線材都要求金屬線管或線材屏蔽層必須連續(xù)而且單端接地，接地電阻一般要求小于 1 Ω，甚至小于 0.5 Ω，這樣做才能有效地防止電磁干擾對通訊線路的影響。
設(shè)備抗干擾
選擇設(shè)備時，首先要選擇有較高抗干擾能力的產(chǎn)品，其包括電磁兼容性（ EMC ），尤其是抗外部干擾能力，如采用浮地技術(shù)、隔離性能好的監(jiān)控系統(tǒng)；其次還應(yīng)了解生產(chǎn)廠給出的抗干擾指標(biāo)，如共模擬制比、差模擬制比，耐壓能力、允許在多大電場強度和多高頻率的磁場強度環(huán)境中工作；另外是考查其在類似工作環(huán)境中的應(yīng)用實績。在采用國外產(chǎn)品時，按我國的標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T13926 ）合理選擇。
一體化快球的使用
地鐵車站、站臺距離監(jiān)控中心相對比較遠，常規(guī)情況下可能只需要采用 SYV-75-5 以上的視頻銅纜或者光纖就能完成信號接入。但是由于地鐵內(nèi)部干擾較大，因此內(nèi)置光端機快球比較適用于地鐵監(jiān)控系統(tǒng)。
傳統(tǒng)光端機和快球的配合方式中，光端機與快球之間的連接視頻線和控制線很容易受到干擾。如采用傳統(tǒng)方式除了要加裝閃接器和做好接地處理來抗干擾外，還需要在控制信號線的起始端和終止端加裝信號抗干擾器等，這樣增加了施工工藝的難度。因此經(jīng)綜合考慮，可采用內(nèi)置光端一體化快球可以避免傳統(tǒng)分體式光端機與快球之間因為連接而造成的問題。
特殊功能選擇
由于地鐵站臺內(nèi)人員流動呈區(qū)域性和固定性特點，因此快球主要是針對大范圍的站臺進行監(jiān)控。而在特殊通道和區(qū)域只需采用槍式攝像機。為滿足地鐵監(jiān)控需求，一體快球具有下列特殊功能：
1、路徑的自動巡視功能：對于大范圍區(qū)域監(jiān)控經(jīng)常采用的是編制好的自動巡視功能，使得塊球能按預(yù)先設(shè)定的路徑進行掃描監(jiān)視；
2、預(yù)制點字符疊加功能：主要考慮有利于實時監(jiān)視、信號內(nèi)部調(diào)用和總控中心的使用方便。
總體來說，在地鐵內(nèi)監(jiān)控最頻繁的是一體化快球，因此，快球的功能齊全、性能穩(wěn)定是非常重要的。
視頻信息的管理及存儲
整個地鐵監(jiān)控系統(tǒng)分為：中心級（ OCC 級）和車站級（現(xiàn)場級）。各個級別之間的聯(lián)系采用局域網(wǎng)絡(luò)。分控中心設(shè)置在各個車站，主控中心設(shè)置在 OCC 。車站級中心對信息采集、處理、存儲， OCC 級則實現(xiàn)信息管理、異地備份。
OCC 級主要有數(shù)字矩陣、認(rèn)證服務(wù)器和 Client 等，同時還包括存儲服務(wù)器。 OCC 級的存儲服務(wù)器用來管理、記錄指向到該服務(wù)器的視頻服務(wù)流（既現(xiàn)場級視頻服務(wù)器數(shù)據(jù)）。
現(xiàn)場級根據(jù)實際情況也設(shè)置數(shù)字矩陣、流媒體網(wǎng)關(guān)、 iSCSI 存儲設(shè)備、 Sever 軟件等。音視頻的數(shù)據(jù)均保存在本地監(jiān)控中心，然后通過網(wǎng)絡(luò)同步或者異步保存到 OCC 級中心，也可以根據(jù)存儲情況做分布式存儲，而不做異地備份?，F(xiàn)場級的視頻存儲具備了圖像的存儲、回放、服務(wù)、轉(zhuǎn)發(fā)等功能。
在分布式網(wǎng)絡(luò)存儲方案中，每臺現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器均占用一個 IP 地址，如果希望通過 Internet 來進行遠程監(jiān)控，則考慮增加流媒體網(wǎng)關(guān)完成 IP 的設(shè)置，節(jié)約公共 IP 資源。流媒體網(wǎng)關(guān)是硬件設(shè)備，所有的音視頻信息均通過該硬件設(shè)備完成轉(zhuǎn)發(fā)，轉(zhuǎn)發(fā)能力達到 1Gbps 以上。
同時系統(tǒng)具備單播、組播、服務(wù)器組播功能。
由于地鐵系統(tǒng)的特殊性，幾個 OCC 級和多個現(xiàn)場級的視頻監(jiān)控基于 iSCSI 的 IP SAN 存儲是最好的解決方案，而關(guān)于 iSCSI 的技術(shù)可以查閱相關(guān)的文獻資料。
結(jié)語
在我國，今后地鐵的建造將會非常普及，因此對于地鐵系統(tǒng)的安全要求會越來越高。由于地理位置和管理模式的不同，很多地鐵視頻監(jiān)控設(shè)計、需求的細(xì)節(jié)都會發(fā)生變化，因此本文不對過多的設(shè)計作講解，而只是著重考慮了一些共性需關(guān)心的、而又特殊的問題，以供業(yè)內(nèi)同行參考。
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