铁路通信信号电源视频监控技术的应用及分析解析

POWER SUPPLY TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS第13卷第3期2010年3月Vol.13 No.3Mar 201044铁路通信信号电源视频监控技术的应用及分析刘军启(北京电铁通信信号勘测设计院有限公司，北京100036摘要:文章结合工程实际，对铁路铁路通信信号电源视频监控系统进行了全面介绍和分析，对工程中存在的问题通过试验分析得出了针对性的解决方案，并就铁路电力视频监控技术的发展进行了有益的探讨。

关键词:通信信号；10kV配电所;视频监控;电力远动，通信通道Applicati ons and An alysis on the Video Mon itori ng Tech no logy for Railway Sig nalli ng & Communi cati on Power SupplyLIU Junqi(Beiji ng Electrificatio n Railways Telecom muni cati ons & Sig nalDesign Institute Co., Ltd., Beijing 00036, ChinaAbstract: In comb in ati on with the engin eeri ng practice, this paper gives comprehensive description and analysis on the Video Monitoring System for Railway Sign alli ng & Communi cati on Power Supplies, and obta ins targeted soluti ons through testing and analyzing problems in engineering. Also, this arcticle carries outuseful discussions on the development of Video Monitoring Technology for Railway Electric Power System.Keywords: Signaling & Communication; 0kV Distribution; Video Monitoring; SCADA; Communication Channel收稿日期:2009-11-20中图分类号: TP277 文献标识码: B 文章编号: 02 9-27 3(20 003-0044-050 引言铁路通信信号电源由分布在铁路沿线的铁路10kV 配电所、自动闭塞电力线路、电力贯通线路、站场供电线路及车站变配电装置等组成,它与提高运输效率,保证行车安全有着密切关系。

目前随着铁路装备水平的大幅提高,高科技、现代化供配电装置大量被采用。

虽然铁路10kV 电力远动系统在新建及改造铁路上得到了广泛推广。

但目前铁路10kV 配电所的自动化管理水平不高,设备巡视、倒闸作业、故障抢修、恢复供电等主要依赖工区人员现场作业,对设备的工作状况不能进行实时的视频监控,对配电所的非法外来侵入不能及时报警。

为提高铁路通信信号供电的可靠性,以及铁路10kV 配电所运营维护管理水平, 在郑徐线电气化改造工程中引入了铁路10kV 配电所视频监控技术。

1 铁路10kV 配电所视频监控系统概述铁路10kV 配电所视频监控系统,是利用计算机、网络和通信技术,采用1:N 集中监控型计算机系统,实现对铁路沿线10kV 配电所供配电设施实时视频监控的系统。

本系统由主控站、被控站、通信通道三部分设备构成, 在主控站调度中心设置视频监视主机,在被控站各10kV 配电所设置视频监控终端, 通信通道采用铁路通信网络。

通过各10kV 配电所视频监视终端,实现音、视频信息采集及上传处理等功能。

在调度端视频监视主机完成录像回放、语音对讲以及告警联动等功能。

铁路10kV 配电所视频监控系统的应用,可以对10kV 配电所内的所有高低压设备、微机保护装置等,以及10kV 配电所室内外空间等进行实时画面传送和存储。

拉近了10kV 配电所与供电段调度中心,乃至铁道部调度中心的距离,使设备运营维护变得更加直观,可以在第一时间观察到故障设备,指导工作人员进行现场操作。

门禁与红外报警功能,更便于人员的管理,以及及时发现外来入侵。

从而大大提高了铁路10kV 配电所运营维护自动化水平, 以及通信信号供电的可靠性。

2 郑徐线（郑州局管段10kV 配电所视频监控系统概况郑徐线（郑州局管段10kV配电所视频监控系统（以下简称郑徐10kV配电所视频监控系统是郑徐线（郑州局管段电气化改造工程的一部分,是在改造后列车开行时速200km/h,通信信号等专业供电可靠性要求大大提高的前提下应用的。

10kV配电所视频监控系统共包括1个调度主站，5座10kV配电所视频终端，以及连接调度主站和10kV 配电所视频终端的视频数据传输通道。

调度主站设在郑州供电段内，10kV配电所分布在铁路沿线。

郑徐10kV配电所视频监控系统网络拓扑图如图 1 所示。

1 系统构成(1调度主站设备调度主站设备设置在供电段电力调度所内,配置一台监控主机(视频工作站,用于完成远程安全视频监控功能。

监控主机选用高性能工控机,采用与硬解码相对应的通过计算机软解压, 在计算机上安装网络视频管理软件,所有功能都能在计算机上完成。

(2被控站设备①网络视频服务器网络视频服务器是监控系统的核心设备,其性能决定了整个系统的稳定性和实用性,采用嵌入式网络数字硬盘录像机。

它具备数字音视频录像机(DVR 和数字视音频服务器(DVS的功能。

它完全脱离PC平台，建立在嵌入式处理器和嵌入式操作系统上，不采用PC处理器和PC操作系统。

设备具有超强的稳定性、强大的功能性和网络互联性,已广泛应用于各种监控场合。

具有强大的远程监控功能:支持远程音视频浏览控制;远程多路音视频传输;远程双向音频对讲;支持多路监控业务台;远程录像资料调阅、下载;远程软件升级;支持IE 浏览。

具有8 个开关量采集接口,能够采集红外、烟感、门开等开关量信息,该采集信息和控制信息共一个串口与网络视频编码器连接。

采集部分主要完成实时采集各监测点的环境信息;组成交叉立体式安防系统,实现对设备运行、操作状况及其发热、防火、防盗和人为事故的监控。

②摄象机适应10kV 配电所运行环境，具有抗过电压、TW* 库怨艙理酬5 ［擴缈 斛命ictv 制yj抗电磁干扰、防污、防雨等功能。

具有逆光补偿图1郑徐10kV 配电所视频监控系统网络拓扑图技术应用应用案例 45 POWER SUPPLY TECHNOLOGIES AND APPLICATIONS第13卷第3期2010年3月Vol.13 No.3Mar 201046恒旁；专门卿爭閱第冷Li)功能,可手动/自动聚焦,自动光圈。

③红外微波双鉴、红外对射报警器用于大门安全监控。

本系统采用总线扩充的优势,通过报警主机进行集中监控, 并采用多束主动红外线在防范区域形成一张无形的“网”,设防后,在防范区域形成一道看不见的光栅墙。

当侵入者通过警戒区域,即可发生现场报警,并通过报警主机, 将信号发送到10kV 配电所当地监控系统,并通过通信系统传送到调度主站。

④门禁控制器采用单门控制器,引用先进的卡存储技术及时钟技术,加大了控制器的存储空间时钟走时更准确;支持通用Wiegand格式的读卡器；设计工艺更新，提高抗干扰性,系统整体性能更稳定;能支持联网操作,具有防潜回功能。

适合使用于智慧型出入控制系统、考勤系统等。

⑤云台配置选择室外全方位云台。

⑥通信通道调度主站与各视频终端之间采用铁路通信系统提供的专用数据传输通道。

系统通信通道采用环形通道,每个被控站到控制中心配置一路通信传输速率为2.048Mbps 的E1 通道。

2 系统功能设置(1 图像监视在调度主站的值班员可以实时地监视各个10kV配电所的图像，分布在10kV配电所的各个摄像机不停地将现场的情况传给值班员,只要摄像机布置合理,完全可以实现10kV配电所的无人值班远程监控。

10kV 配电所各摄像机将模拟视频信号接入当地的视频监控终端,视频监控终端将其进行数字化并进行压缩,压缩标准为H.264,然后将压缩的图像数据打包，以IP 包的形式在网络上传输。

网络上任意一台计算机都可以接受视频数据,并解压播放。

具有视频图像的时序切换、分组切换、关联切换、报警自动切换及锁定功能。

可用摄象机记录仪表盘的读数,达到远程抄表功能。

视频软件界面如图 2 所示。

(2硬盘录像由于在变电站前端设置了硬盘录像机，硬盘容量可达120GB。

所有的图像数据均可在10kV 配电所进行录像;另外由于按照标准压缩编码格式进行了数字化,因此凡是可以看到图像的计算机都可以进行本地录像,将视频数据保存在硬盘上,这样就形成了10kV 配电所录像、调度主站录像以及临时录像等多级录像体系。

这种分布录像体系实际上增加了整个系统的录像容量,提高了系统的性能。

录像的策略有手动录像、自动循环录像、报警触发录像等。

录像文件的回放有逐帧、慢放、正常、快速、放大/缩小等方式。

(3远程控制远方控制摄像机、云台、雨刷、除尘、矩阵、画面分割器、灯光、布防撤防以及其他各种动力设备。

所有远程的视频监控终端经过授权都可以控制和操作10kV配电所内的各种视频监控设备及其他各种动力设备,系统根据用户级别进行了权限设置。

系统可以人工进行当地或远程布防/撤防,也可以事先确定布防/撤防策略,由系统按照制定的策略自动进行布防/撤防。

(4电子地图系统以地图的方式显示摄像头所在位置及各种探头、门禁的位置,并显示布防区域以及在图图 2 郑徐10kV 配电所视频软件界面图上进行布防撤防操作,有报警时,图上相应的图标闪烁,准确判断报警地点,有多级地图功能。

(5 语音对讲系统内装有音视频设备的终端或工作站,能够选取相应的对象实现语音对讲或广播,同时显示图像,即初步的电视会议功能。

通过语音对讲功能可实现与站内维护人员用对讲机进行远程对讲。

(6 现场操作指示10kV配电所的各种操作严格遵守操作规程，但是10kV配电所的各种操作比较繁琐,因此必须结合相应的保证措施,将误操作的可能性降低到最小。

视频监控系统可以利用远程实时监控和语音对讲功能,由调度主站的值班人员对远方10kV 配电所操作人员所进行的操作进行指导,如果发现不正确的操作或误入带电间隔,可以通过广播、电话及时提醒操作人员,从而确保操作的万无一失。

另外,也可以发现一些在地面上不容易察觉的遗留工作物品,从而消除一些安全隐患。