简述视频监控系统在地铁通信中的集成与施工经验

郭本刚

(中国铁路通信信号上海工程集团有限公司，上海 200436)

目前，随着城市规模的不断扩大和人口的持续增长，城市轨道交通建设逐渐成为大城市缓解交通压力的重要手段及目标。地铁交通处在一个复杂及特殊的工作环境，因此地铁通信也有许多特殊功能要求。视频监控系统作为地铁通信的重要组成部分，具有自身的特点及特殊性。全国各地轨道交通建设全面开展，视频监控系统的集成施工方案也体现出各自不同的特点，为了能够更好地满足城市轨道交通运营单位的需要，本文通过在北京地铁大兴线轨道交通视频监控系统设计、集成及施工方面的经验和教训， 总结闭路电视监视系统与其他系统间互联互通、录像存储策略、网络规划设计、网管设计、工程施工方面的经验，提出创新的建设方案，为参与轨道交通建设的业主、设计、集成、施工单位提供参考。

1 结合运营单位需求集成设计

大兴线地铁视频监视系统的集成设计方案，结合了平安城市监控系统、公安道路监控的经验，在模数混合、系统联网、网络设计和录像存储策略等方面，充分考虑运营单位、公安单位等要求，进行多方面的优化。目前使用的集成方案主要有以下3种。

1）模拟系统和数字系统共同建设，用户、优先级统一管理，网络存储。

2）数字视频监控系统，用户、优先级统一管理，网络存储。

3）模拟系统和数字系统共同建设，用户、优先级统一管理，网络存储，网络安全管理，使用监控主机（1机双屏）代替模拟控制键盘功能。

北京地铁大兴线视频监控系统采用第二种方案，具有结构简单、易实现、费用低等特点。

2 优化地铁各系统间的互联互通

1）综合监控系统对视频监控系统进行管理。实现综合监控系统(ISCS)对闭路电视 (CCTV)系统控制，及火灾情况下ISCS对CCTV系统的联动。在控制中心、车辆段及各车站的接口为2路以太网或RS-422（一种串行数据接口标准）接口。

根据设计要求采用点播方式，综合监控系统在车站、车辆段内监视摄像机画面，无法满足画面连续性的要求。通过测试后发现，采用视频信号组播方式，解决了车站值班员和综合监控终端、录像存储同时占用视频通道的问题。

2）与公安通信系统视频监控专业接口，在专用通信视频分配器输出口和专用通信云台优先级管理器的接口处。云台优先级控制器之间的通信方式要求同时满足RS-422/485（两种串行数据接口标准）或以太网接口方式接入。

设计联络阶段根据接口会议纪要，通过以太网方式通信，实现云台摄像机的远程管理和用户统一管理。但非警务电脑不能接入公安网，经过与业主和公安单位沟通，通过增加优先级管理器，采用RS-422接口方式，保证公安网的安全，实现了用户和云台摄像机的管理。

3）与传输系统的接口，在控制中心、车辆段及各车站的接口分别任两路千兆多模光口，视频监控系统通过传输系统，实现与控制中心的网络联网。

根据设计要求车站和控制中心采用1 000 M以太网连接，采用华为S3500（型号）交换机。当控制中心监控终端打开大于6画面后，无法满足画面连续性的要求。通过测试后发现，该类型交换机处理以太网视频信号能力低，采用千兆多模光口进行传输，解决了车站摄像机信号上传到控制中心延迟的现象。

3 解决录像存储问题策略

大兴线地铁车站分为两路存储，一路网络存储设备24 h监控，另一路移动侦测、报警录像（硬盘录像主机）。另外，控制中心对重点区域24 h录像——票款运送路径进行录像。

网络存储机柜散热及存储硬盘设计方案如下，地铁大兴线试运行后，部分硬盘故障，经过对故障硬盘的分析得知，大部分故障硬盘已出现坏道，均是在硬盘高速转动时震动引起。这与地铁运行环境及机柜温度过高造成设备风扇高速、持续转动产生的震动有关。经过分析后发现，CCTV存储设备机柜前后门更换为网格状门较符合现场对机柜散热的要求。通过更换视频监控系统机柜前后门（由玻璃门更换为网格状门），有效地解决了磁盘阵列硬盘故障的问题。

4 网络设计方案

轨道交通视频监控系统主要是通过传输系统，进行车站与控制中心、车辆段间的联网，根据上传图像的录像和质量以及用户数量，决定需要的传输系统的带宽需求。传输系统必须满足视频监控系统传输带宽的要求。

传输系统包括如下内容。

1）光传送网（OTN）:传输系统可使用视频板卡，直接传输模拟视频信号；视频低速RS-422485板卡传输控制信号。这种方式减少了中间设备，有利于高质量的图像信号的传输。

2）光端机：多路视频、控制信号传输，近距离摄像机视频信号采用，骨干网传输时，因占用光纤芯数较多，不经常采用。

3）多业务传送平台（MSTP）：电视监视系统1 000 M光纤/以太网传输，这种方式目前大多数新建地铁线路使用，为了保证视频监控系统和其他系统的带宽要求，传输系统的容量一般为2.5 G、10 G，甚至更高。

4）编解码器传输：只进行信号传输，本地存储、监视用另外一组编解码器。编解码器内置光纤转换模块，替代了光端机的功能。

设计单位需要做好光缆路由、芯数设计，满足MSTP、OTN环网需要，并对传输设备板卡支持的距离提出要求。同时也要考虑乘客信息系统（PIS）、办公自动化(OA)、信号、综合监控等其他系统的带宽要求。

5 网管集成优化实现多系统联动

在控制中心设置视频控制网管服务器和主机，管理权限在控制中心，具备监视、控制功能、录像功能，也可对不同用户的动作操作、行为记录（调看、控制、回放、登陆退出）。

通过通信集中监控系统与综合系统，实现视频监控系统与通信系统、综合监控系统的联网。当发生火灾时，控制中心大屏可以自动弹出火灾现场画面，联动自动广播、打开门禁，各级视频监控终端电子地图指示灯，网管主机声光提示，实现多系统的联动。

6 其他方面经验

大兴线视频监控系统在施工方面，有以下几个主要方面的经验。

1）室外摄像机加装前端控制箱，根据安装位置考虑设备尺寸，达到防水、防火要求，满足IP65（防护等级）防水等级要求。内部电源、防雷、视频光端机固定位置合理，既达到功能需要，也保证了美观与维护便利。

2）视频监控系统防雷设备安装，需要达到气象局验收的要求，防雷器安装必须固定牢固，且防雷器要保证接地符合标准要求。

3）视频监控系统机柜重量如果超过机房楼板的承重，需要设置散力架。

4）摄像机电源统一由视频监控系统供电，也可以由电源系统配电柜直接供电。

5）应根据综合管线设计的要求，进行桥架、管线敷设，节省地铁空间及建设投资。

6）视频线缆接头尽量采用大品牌的产品，避免接头潮湿氧化，影响视频信号的质量。

在北京地铁大兴线通信工程视频系统建设的过程中，进行了方案设计、集成、施工等各方面的工作，最终达到竣工验收的条件，通过运营单位、公安、消防、气象局、交通委等各单位的验收，得到运营单位的认可，优化的视频监控系统为大兴线地铁运行维护提供了有力的保障。