鋼鐵企業(yè)鐵路道口電子監(jiān)控系統(tǒng)改造

孫 鵬 溫曉明 陳國(guó)豐

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司運(yùn)輸部 山東萊蕪）

1.存在的問(wèn)題

萊鋼集團(tuán)各主體廠礦分布范圍較廣，鐵路運(yùn)輸是連接各二級(jí)廠礦生產(chǎn)需要的原燃料、半成品和成品的紐帶和橋梁。萊鋼三線道口電子監(jiān)控系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱監(jiān)控系統(tǒng)）集成了高性能成像系統(tǒng)，包括附近動(dòng)力煤線道口、三線道口和原料道口等4個(gè)小道口（圖1）。監(jiān)控系統(tǒng)前端采集設(shè)備主要有全景攝像機(jī)、特寫攝像機(jī)、紅燈信號(hào)檢測(cè)器，拾音器以及前端箱，安裝在鐵路道口軌道沿線的立桿上。監(jiān)控系統(tǒng)主要采用同軸電纜、光纜或其他附加設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸，通過(guò)光端機(jī)將前端采集的圖像、聲音等傳輸?shù)绞覂?nèi)嵌入式硬盤錄像機(jī)。電源線在不影響使用情況下，就地取電或由監(jiān)控室統(tǒng)一供電?？刂剖覂?nèi)顯示錄像設(shè)備將各監(jiān)視點(diǎn)的視頻信號(hào)直接通過(guò)視頻電纜傳輸?shù)奖O(jiān)控室，視頻信號(hào)接入到監(jiān)控室1臺(tái)嵌入式硬盤錄像機(jī)的輸入端，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)z象機(jī)的RS485總線信號(hào)接到嵌入式硬盤錄像機(jī)的RS485控制口，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有監(jiān)控點(diǎn)。

監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)與室內(nèi)監(jiān)控設(shè)備距離較近（一般≤1 km），主要采取同軸電纜傳輸模式，即前端采集到視頻信號(hào)直接通過(guò)同軸電纜連接至室內(nèi)主機(jī)，通過(guò)視音頻處理壓縮卡直接將數(shù)據(jù)傳輸至主機(jī)；個(gè)別監(jiān)控點(diǎn)超過(guò)1 km，視頻信號(hào)傳輸模式為光纖傳輸。監(jiān)控系統(tǒng)長(zhǎng)期、不間斷運(yùn)行，加之環(huán)境影響，目前部分同軸電纜已損壞，光纜也出現(xiàn)斷芯等現(xiàn)象，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常使用，嚴(yán)重影響鐵路道口安全。經(jīng)深入考察、論證，決定對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。考慮到日后維護(hù)和節(jié)能減耗等方面因素，選擇重新敷設(shè)線路。

2.改造實(shí)施

圖1 監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 改造后監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

目前在數(shù)字化電子監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻信號(hào)主要有光纖、同軸電纜和雙絞線等傳輸模式，視頻信號(hào)傳輸是非常重要的環(huán)節(jié)，如何既保障視頻信號(hào)傳輸質(zhì)量，又要降低工程成本也變得尤為重要。監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)通過(guò)同軸電纜至室內(nèi)監(jiān)控中心控制臺(tái)傳輸視頻基帶信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)一般為0～6 MHz。同軸電纜內(nèi)傳輸?shù)囊曨l信號(hào)幅度不僅受到衰減，而且各視頻頻率分量也受到影響，雖然可增加視頻放大器提高傳輸距離，但隨著距離增加，整體成本也相應(yīng)增加，信噪比抗干擾性下降，而且1根同軸電纜只傳送1路電視信號(hào)，抗干擾能力差。光纜傳輸雖然最理想，但成本高、相關(guān)設(shè)備價(jià)格昂貴，設(shè)備安裝調(diào)試?yán)щy，最主要的是對(duì)于1.5 km內(nèi)距離的視頻傳輸，光纖不是最佳選擇。相比之下，雙絞線傳輸具有抗干擾強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸質(zhì)量高，布線方便、線纜利用率高以及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。雖然直接通過(guò)雙絞線傳輸?shù)囊曨l信號(hào)存在較大衰減現(xiàn)象，但通過(guò)雙絞線視頻傳輸器可放大視頻信號(hào)，確保信號(hào)傳輸質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)在雙絞線上進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。雙絞線傳輸器模式有3種方案：①前、后端均采用無(wú)源雙絞器傳輸器，只適用于300 m內(nèi)；②前端采用無(wú)源雙絞器傳輸器，后端采用有源雙絞器傳輸器（R），適用于1000 m內(nèi)；③前端采用有源雙絞器傳輸器（T），后端采用有源雙絞器傳輸器（R）適用于 3000 m內(nèi)。相比同軸電纜傳輸，雙絞線傳輸器非常適合這種≤1 km的短距離傳輸。

綜合考慮，采用超五類非屏蔽雙絞線和雙絞線傳輸器完成監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造，將損壞的同軸電纜傳輸部分改為雙絞線傳輸，將斷芯的光纜重新接續(xù)。該方案改造成本低，特別是在傳輸距離增加時(shí)，和光纜、同軸電纜相比，成本下降不少。

超五類雙絞線是采用4個(gè)繞對(duì)和1條抗拉線，1個(gè)繞對(duì)前、后兩端分別接1個(gè)雙絞線傳輸器。1條超五類雙絞線即可將1個(gè)桿上4個(gè)攝像機(jī)的視頻信號(hào)傳輸?shù)绞覂?nèi)（圖2）。

采用視頻技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)視鐵路道口交通情況，對(duì)視頻圖像進(jìn)行數(shù)字錄像，整個(gè)系統(tǒng)24 h不間斷運(yùn)行，達(dá)到易維護(hù)、易安裝，傳輸質(zhì)量高，抗雷擊和抗干擾的效果，有效降低工程成本，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。