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(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)（以下簡稱監(jiān)控系統(tǒng)）集成了高性能成像系統(tǒng)，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(jiān)控系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)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?shù)绞覂?nèi)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(jiān)控室統(tǒng)一供電?？刂剖覂?nèi)顯示錄像設備將各監(jiān)視點的視頻信號直接通過視頻電纜傳輸?shù)奖O(jiān)控室，視頻信號接入到監(jiān)控室1臺嵌入式硬盤錄像機的輸入端，現(xiàn)場監(jiān)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(jiān)控所有監(jiān)控點。

監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)控點與室內(nèi)監(jiān)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(nèi)主機，通過視音頻處理壓縮卡直接將數(shù)據(jù)傳輸至主機；個別監(jiān)控點超過1 km，視頻信號傳輸模式為光纖傳輸。監(jiān)控系統(tǒng)長期、不間斷運行，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，導致部分設備不能正常使用，嚴重影響鐵路道口安全。經(jīng)深入考察、論證，決定對監(jiān)控系統(tǒng)進行升級改造。考慮到日后維護和節(jié)能減耗等方面因素，選擇重新敷設線路。

2.改造實施

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(huán)節(jié)，如何既保障視頻信號傳輸質(zhì)量，又要降低工程成本也變得尤為重要。監(jiān)控現(xiàn)場攝像機通過同軸電纜至室內(nèi)監(jiān)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(nèi)傳輸?shù)囊曨l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(guān)設備價格昂貴，設備安裝調(diào)試困難，最主要的是對于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、傳輸距離遠、傳輸質(zhì)量高，布線方便、線纜利用率高以及價格低廉等優(yōu)點。雖然直接通過雙絞線傳輸?shù)囊曨l信號存在較大衰減現(xiàn)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(zhì)量，實現(xiàn)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(nèi)；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(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，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?shù)绞覂?nèi)（圖2）。

采用視頻技術(shù)實時監(jiān)視鐵路道口交通情況，對視頻圖像進行數(shù)字錄像，整個系統(tǒng)24 h不間斷運行，達到易維護、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。