钢铁企业铁路道口电子监控系统改造

孙 鹏 温晓明 陈国丰

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司运输部 山东莱芜）

1.存在的问题

莱钢集团各主体厂矿分布范围较广，铁路运输是连接各二级厂矿生产需要的原燃料、半成品和成品的纽带和桥梁。莱钢三线道口电子监控系统（以下简称监控系统）集成了高性能成像系统，包括附近动力煤线道口、三线道口和原料道口等4个小道口（图1）。监控系统前端采集设备主要有全景摄像机、特写摄像机、红灯信号检测器，拾音器以及前端箱，安装在铁路道口轨道沿线的立杆上。监控系统主要采用同轴电缆、光缆或其他附加设备进行信号传输，通过光端机将前端采集的图像、声音等传输到室内嵌入式硬盘录像机。电源线在不影响使用情况下，就地取电或由监控室统一供电。控制室内显示录像设备将各监视点的视频信号直接通过视频电缆传输到监控室，视频信号接入到监控室1台嵌入式硬盘录像机的输入端，现场监控摄象机的RS485总线信号接到嵌入式硬盘录像机的RS485控制口，实时监控所有监控点。

监控系统现场监控点与室内监控设备距离较近（一般≤1 km），主要采取同轴电缆传输模式，即前端采集到视频信号直接通过同轴电缆连接至室内主机，通过视音频处理压缩卡直接将数据传输至主机；个别监控点超过1 km，视频信号传输模式为光纤传输。监控系统长期、不间断运行，加之环境影响，目前部分同轴电缆已损坏，光缆也出现断芯等现象，导致部分设备不能正常使用，严重影响铁路道口安全。经深入考察、论证，决定对监控系统进行升级改造。考虑到日后维护和节能减耗等方面因素，选择重新敷设线路。

2.改造实施

图1 监控系统结构

图2 改造后监控系统结构

目前在数字化电子监控系统中，视频信号主要有光纤、同轴电缆和双绞线等传输模式，视频信号传输是非常重要的环节，如何既保障视频信号传输质量，又要降低工程成本也变得尤为重要。监控现场摄像机通过同轴电缆至室内监控中心控制台传输视频基带信号标准一般为0～6 MHz。同轴电缆内传输的视频信号幅度不仅受到衰减，而且各视频频率分量也受到影响，虽然可增加视频放大器提高传输距离，但随着距离增加，整体成本也相应增加，信噪比抗干扰性下降，而且1根同轴电缆只传送1路电视信号，抗干扰能力差。光缆传输虽然最理想，但成本高、相关设备价格昂贵，设备安装调试困难，最主要的是对于1.5 km内距离的视频传输，光纤不是最佳选择。相比之下，双绞线传输具有抗干扰强、传输距离远、传输质量高，布线方便、线缆利用率高以及价格低廉等优点。虽然直接通过双绞线传输的视频信号存在较大衰减现象，但通过双绞线视频传输器可放大视频信号，确保信号传输质量，实现视频信号在双绞线上进行远距离传输。双绞线传输器模式有3种方案：①前、后端均采用无源双绞器传输器，只适用于300 m内；②前端采用无源双绞器传输器，后端采用有源双绞器传输器（R），适用于1000 m内；③前端采用有源双绞器传输器（T），后端采用有源双绞器传输器（R）适用于 3000 m内。相比同轴电缆传输，双绞线传输器非常适合这种≤1 km的短距离传输。

综合考虑，采用超五类非屏蔽双绞线和双绞线传输器完成监控系统升级改造，将损坏的同轴电缆传输部分改为双绞线传输，将断芯的光缆重新接续。该方案改造成本低，特别是在传输距离增加时，和光缆、同轴电缆相比，成本下降不少。

超五类双绞线是采用4个绕对和1条抗拉线，1个绕对前、后两端分别接1个双绞线传输器。1条超五类双绞线即可将1个杆上4个摄像机的视频信号传输到室内（图2）。

采用视频技术实时监视铁路道口交通情况，对视频图像进行数字录像，整个系统24 h不间断运行，达到易维护、易安装，传输质量高，抗雷击和抗干扰的效果，有效降低工程成本，提高了系统的稳定性和可靠性。