关于铁路行业视频监控系统电源监控技术的研究

关于铁路行业视频监控系统电源监控技术的研究

李海龙

中铁七局集团电务工程有限公司河南省 郑州市450000

摘要：随着铁路行业现代化建设步伐加快，视频监控系统在铁路运营和维护的适用范围不断增大，尤其是铁路沿线关键控制点，设置视频监控系统已成为确保铁路行车安全及沿线人身财产安全最基本的保障，各路局也在逐步为视频全覆盖做好布局。本文主要针对视频监控终端存在的输入及输出电源掉电无法实时监测以及前端视频采集装置故障运维效率低等问题，设计一套远程电源监控系统，实现对视频监控系统供电的远程监测、远程运维和远程管理。本文从视频监控设备供电系统的现状、远程电源监控系统的介绍、视频监控系统及电源监控系统的网络布置及监控系统的主要功能和发展前景等几个方面进行介绍。

关键词：电源监控，视频采集，前端箱、汇聚箱

随着铁路行业现代化建设步伐加快，视频监控系统在铁路运营和维护的自动化程度不断提高，铁路沿线关键控制点如区间车站咽喉区、公跨铁两侧、桥梁救援通道、隧道口及三电机房室外区域等均设置视频监控设备，确保铁路行车安全及沿线人身财产安全。各路局也逐步为视频全覆盖做好布局，包括区间车站、通信基站、信号中继站、牵引变电所、AT所、分区所、直供分区所等地的设备机房，设置视频监控设备，不仅能监视、记录现场设备的运行和安全情况，为事后分析事故提供有关的图像资料，而且还能起到防火、防盗等作用。

一、视频监控设备供电系统的现状
  目前铁路行业视频监控系统普遍采取通信机房UPS远程供电模式。UPS设备交流供电采用通信机房交流配电箱220V供电输入：当交流供电输入正常时，UPS 将220V交流电源稳压后供应给负载使用，同时向自身蓄电池充电；当交流电源中断（事故停电）时，UPS 立即将自身蓄电池的电能，通过逆变转换的方法向负载继续供应220V交流电，使负载维持正常工作并保护负载软、硬件不受损坏。

  当输入交流电源由于人为或非正常原因掉电后，蓄电池备用输入供电方式自动切换，但最多只能运行24小时。在此期间，由于电源系统不能实时监控，控制室无法在第一时间获得报警信息，一旦交流系统不能及时恢复，就会造成蓄电池电量耗尽，使视频监控系统失电，最终造成录像的缺失。

同上，当前端设备出现死机、云台卡死等故障时，设备供电电流瞬间变大，长期运行将造成设备工作不正常甚至烧毁硬件，而维修方法往往是维护人员到达现场对设备进行停电复位操作。由于视频采集点一般距离控制室较远，因此维修维护成本较高，效率较低。

二、视频监控系统电源监控的解决方案

针对上述视频监控设备供电系统存在的问题，需设计一套电源监控系统对视频监控系统供电电源进行检测和管理，具体分如下三个部分：

第一部分：视频监控供电系统部署电源监控单元，整合通信、网络、安防、探测设备，实现参数数据采集、故障监测、故障定位、预警、告警以及远程控制等功能，并统一分配、控制、采集、处理信息数据上传至控制室，确保铁路沿线视频监控设备供电系统实时监控管理，提高视频监控系统维管效率，保障前端设备可靠运行。

第二部分：电源监控单元设备箱按照地理位置及逻辑关系分区域划分为汇聚箱和前端箱两种类型，每个区域设置一台包含交换机和区域线缆汇聚配线盘的汇聚箱和若干前端箱，考虑安装场景的空间限制，电源监控单元可与每台摄像机前端设备箱合并设置。根据星型网络结构特点，各区域数据通过汇聚箱交换机接入到就近通信机房既有数据网系统，统一汇总到系统管理中心的后台服务器。后台服务器经过分析处理后向各监控区域所属控制室提供电源监控单元的监控数据和管理服务信息。

第三部分：铁路沿线视频监控设备因采集点位灵活，电源供电及监控数据传输距离不固定，电源监控设备配线宜结合视频监控设备配线统筹考虑。电源监控单元供电方式分两路设置：主用电源利用视频监控设备前端箱供电插排接交流稳压器供电，备用电源采用并联蓄电池提供瞬间断电后的信息数据传输功能用电。控制及监控信息通道利用光纤分配的方式和视频监控光缆共用，便于维护，减少资源浪费。

通常，视频监控系统数据网传输通道利用路局管段范围内沿线车站成环，车站之间以区间基站成环形成保护，数据网的组网方式根据各铁路线系统整体布置为准，在此不再赘述。各区域范围内前端箱与汇聚箱之间光缆型号根据本地理区域内接入的视频监控点数量和位置确定。此处就视频采集点、汇聚箱和前端箱利用短段光缆汇入就近基站提出如下光纤分配方案：

三、电源监控系统的功能与前景

根据目前视频采集点电源监控系统的应用，结合现场安装场景及具体的用户需求，该系统应不仅仅满足如下功能：对各电源模块远程监控和管理，摄像机远程重启、电源故障告警、远程合闸控制及短路保护等。随着配电及监控设备集成化水平越来越高，监控设备的功能也将更加全面，以满足不同用户定制化的设计需求。

总之，随着铁路系统视频全覆盖整体部署的全面启动，电源监控系统的应用也将扮演更加重要的角色。通过电源监控系统的应用，实现了输入输出电源的状态检测及摄像机等设备的远程运维，进一步加强了铁路营业线的安全运行，保证了视频监控系统的安全性、可靠性及维护效率。

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