鋼鐵企業鐵路道口電子監控系統改造

孫 鵬 溫曉明 陳國豐

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司運輸部 山東萊蕪）

1.存在的問題

萊鋼集團各主體廠礦分布范圍較廣，鐵路運輸是連接各二級廠礦生產需要的原燃料、半成品和成品的紐帶和橋梁。萊鋼三線道口電子監控系統（以下簡稱監控系統）集成了高性能成像系統，包括附近動力煤線道口、三線道口和原料道口等4個小道口（圖1）。監控系統前端采集設備主要有全景攝像機、特寫攝像機、紅燈信號檢測器，拾音器以及前端箱，安裝在鐵路道口軌道沿線的立桿上。監控系統主要采用同軸電纜、光纜或其他附加設備進行信號傳輸，通過光端機將前端采集的圖像、聲音等傳輸到室內嵌入式硬盤錄像機。電源線在不影響使用情況下，就地取電或由監控室統一供電。控制室內顯示錄像設備將各監視點的視頻信號直接通過視頻電纜傳輸到監控室，視頻信號接入到監控室1臺嵌入式硬盤錄像機的輸入端，現場監控攝象機的RS485總線信號接到嵌入式硬盤錄像機的RS485控制口，實時監控所有監控點。

監控系統現場監控點與室內監控設備距離較近（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直接通過同軸電纜連接至室內主機，通過視音頻處理壓縮卡直接將數據傳輸至主機；個別監控點超過1 km，視頻信號傳輸模式為光纖傳輸。監控系統長期、不間斷運行，加之環境影響，目前部分同軸電纜已損壞，光纜也出現斷芯等現象，導致部分設備不能正常使用，嚴重影響鐵路道口安全。經深入考察、論證，決定對監控系統進行升級改造。考慮到日后維護和節能減耗等方面因素，選擇重新敷設線路。

2.改造實施

圖1 監控系統結構

圖2 改造后監控系統結構

目前在數字化電子監控系統中，視頻信號主要有光纖、同軸電纜和雙絞線等傳輸模式，視頻信號傳輸是非常重要的環節，如何既保障視頻信號傳輸質量，又要降低工程成本也變得尤為重要。監控現場攝像機通過同軸電纜至室內監控中心控制臺傳輸視頻基帶信號標準一般為0～6 MHz。同軸電纜內傳輸的視頻信號幅度不僅受到衰減，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，抗干擾能力差。光纜傳輸雖然最理想，但成本高、相關設備價格昂貴，設備安裝調試困難，最主要的是對于1.5 km內距離的視頻傳輸，光纖不是最佳選擇。相比之下，雙絞線傳輸具有抗干擾強、傳輸距離遠、傳輸質量高，布線方便、線纜利用率高以及價格低廉等優點。雖然直接通過雙絞線傳輸的視頻信號存在較大衰減現象，但通過雙絞線視頻傳輸器可放大視頻信號，確保信號傳輸質量，實現視頻信號在雙絞線上進行遠距離傳輸。雙絞線傳輸器模式有3種方案：①前、后端均采用無源雙絞器傳輸器，只適用于300 m內；②前端采用無源雙絞器傳輸器，后端采用有源雙絞器傳輸器（R），適用于1000 m內；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。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控系統升級改造，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。該方案改造成本低，特別是在傳輸距離增加時，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個繞對和1條抗拉線，1個繞對前、后兩端分別接1個雙絞線傳輸器。1條超五類雙絞線即可將1個桿上4個攝像機的視頻信號傳輸到室內（圖2）。

采用視頻技術實時監視鐵路道口交通情況，對視頻圖像進行數字錄像，整個系統24 h不間斷運行，達到易維護、易安裝，傳輸質量高，抗雷擊和抗干擾的效果，有效降低工程成本，提高了系統的穩定性和可靠性。