南照淮河公路大桥反恐监控系统的设计

王琳，罗东伟 （安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽 合肥 230088）

1 概述

南照淮河公路大桥是105 国道跨越淮河的一座重要桥梁，全桥总长2328m，1999 年10 月建成通车[1]，该大桥的建设大大加快了阜阳、六安两市之间的人流、物流速度，对于推动沿线地域的经济发展具有重要意义，2017 年该大桥进行了维修改造[2]。

由于该大桥车流量较大，位置重要，根据《交通运输行业反恐怖防范基本要求》（JT/T 961—2015），应定为反恐防范目标[3]。《中华人民共和国反恐怖主义法》[4]规定地方各级人民政府制定在组织实施城乡规划时，应当符合反恐怖主义工作的需要。《交通运输行业反恐怖防范基本要求》中将反恐防范等级由低到高依次划分为一级（日常状态）、二级（戒备状态）和三级（紧急状态）。综合考虑恐怖威胁发生的可能性与潜在后果的严重性两方面的因素，将南照淮河公路大桥的反恐怖防范等级定为一级。

为满足南照淮河公路大桥的反恐怖防范要求，本文根据大桥现有设施现状对南照淮河公路大桥的反恐监控系统进行了设计。

2 设施现状

大桥主桥原整体概貌如图1 所示，桥两侧安装有路灯。根据现有设施现状，考虑将桥面监控安装在灯杆上。

图1 南照淮河大桥主桥整体概貌

3 反恐监控系统设计

项目建成后，由大桥管理处对系统进行整体管控，并与对外职能部门进行信息交互。机电设施管理模式为大桥管理处监控中心——监控外场设施。

本次大桥反恐监控系统设计内容主要包括视频安防监控系统[5]、桥面广播系统、监控中心设计及配套的传输和供电方案设计，以满足大桥反恐监控的需求，保障大桥安全。

3.1 视频安防监控系统

3.1.1 桥面全程监控

在桥梁路段总体按照间隔240m 设置1 处监控摄像机，两侧交错设置，避免监控盲区的出现。共布设11 处桥面监控，同时在车辆上下桥处布署测试卡口设备，桥面监控布设见图2 所示。监控摄像机安装在路灯杆上距桥面8m 处，见图3所示。

图2 桥面监控布设示意图

图3 航道监控布设示意图

3.1.2 航道监控

为加强对桥梁构造物安全状况的监视，在大桥航道上方两侧各设置航道监控摄像机，用以监控航道船舶航行状况，避开监控盲区。航道监控摄像机通过膨胀螺栓固定在桥墩上。图4 为航道监控布设示意图。

3.1.3 桥下安防监控

为加强对桥下违法行为的监视，在桥下两侧每间隔400m 左右各设置1 套具备人脸抓拍比对功能的监控摄像机，以监控桥下道路过往相关人员信息，共计12 套。为避开监控死角，监控摄像机应安装在30mT 梁中间附近，通过膨胀螺栓固定在桥底，且两侧摄像机错开一些位置，角度成70°视角，见图4所示。

图4 桥下监控摄像机布设示意图

3.1.4 视频结构分析系统

设置视频事件检测系统，对桥面、桥下、航道监控摄像机采集到的高清监控视频进行分析处理，可对机动车、非机动车、行人进行分类检测，并提取特性信息和属性信息。可识别车身颜色、车型等多种车辆特征，识别性别、年龄段、上下身颜色、角度等多种行人特征。

3.2 有线广播系统

在南照河大桥上设置有线广播系统，当大桥出现紧急情况时，大桥管理站可以利用广播系统呼叫，或在管理站通过闭路监控和火灾报警，发现紧急情况，用于发生紧急事件时的指挥调度。

3.2.1 系统方案

设计采用IP 有线广播系统，该系统通过监控系统以太网交换机接入管理站。

考虑到大桥上每个灯柱的间距约30m，在大桥两侧每隔60m 面向行车方向在灯杆上各装1 只50W 防雨号角，号角的高度约3m，喇叭面向行车方向。每4 个喇叭合用一个外场功放，外场功放采用IP 网络功放。网络功放通过RJ-45 接口与配置的工业以太网交换机连接，通过交换机网络接入管理站。在大桥管理站配置广播主机与网络话筒，管理广播所用计算机则与监控系统合设。

该方案将有线广播系统与监控系统有机地结合在一起，用同一台控制计算机和同一套交换机网络实现两个系统的统一控制，不仅系统精简，投资节约，而且有效地提高了大桥管理站的工作效率。

3.2.2 系统设置

本次设计有线广播系统应用软件安装在监控系统的管理计算机上，并接入以太网交换机，对其他子系统的数据请求提供支持。

大桥上单侧按每60m 设置一个扬声器，每240m 为一个音区，扬声器面向行车方向安装。

网络功放采用三防功放，外场设备箱防护等级不低于IP65。每个功放模块均有唯一的地址码，可以同时控制所属辖区内的4 套扬声器。控制台可以呼叫任何1 套扬声器，也可进行片呼和群呼。

根据监控系统管理体制，本项目在大桥管理站设置一套广播控制主机，负责呼叫网的运行，同时对大桥进行广播、指挥调度、疏导交通和组织救援等。

有线广播系统的供电方式采用就近取电方式，由大桥上配电接线盒提供AC220V 交流电源，对功放模块进行供电。

3.3 监控中心设计

南照淮河公路大桥管理处设置在大桥一端附近，监控室和机房设置在大桥管理处一楼。

3.3.1 计算机及服务器

本次改造主要设置应用服务器及工作站。

服务器是监控设施的核心部分，主要负责网络操作系统中的管理与运行、数据存储与备份、数据库管理。本次配备视频结构分析服务器：支持机动车、非机动车、行人的分类检测与特性信息和属性信息的提取。视频转码服务器：将前端采集到的高清视频进行转码，利用网络进行视频转发，大桥管理者可通过手机、计算机等终端，根据需要对视频图像进行实时监看。

3.3.2 视频存储管理系统

设置视频平台管理服务器对监控视频进行存储、调度和传输播放，可接收前端发送的组播媒体流。同时通过专线将视频数据及卡口系统数据互联至公安部进行信息共享，考虑数据互联安全，通过防火墙保证数据互联安全。

本次建设完成后，主要存储需求包括桥面监控图像、航道监控图像以及桥下监控图像，总体监控路数一览表如表1所示。

大桥监控路数一览表 表1

高清监控图像存储采用1080P分辨率，监控视频存储时间90d（反恐怖法规定），每路监控视频按4Mbps 码流计算预留，考虑格式化损伤、raid 需求，约需138T存储空间，需要1套24盘位的视频管理存储设备。

3.3.3 传输系统设计

如图5 所示，监控网络从总体架构上可分为传输层、交换路由层、业务层。其中传输层主要依托光纤网络及外场传输系统进行视频传输；交换路由层通过汇聚交换机进行相关监控业务调用、管理、存储，并与相关应用业务进行信息交互。

图5 数据传输流向图

本设计在桥梁两侧及桥梁至管理处监控中心机房之间敷设48 芯单模光纤，用于监控设备的信息传输。

监控摄像机为高清网络摄像机，外场监控图像通过点对点光端机传输至监控中心机房，有线广播等设备均通过工业以太网将信号输至监控中心机房，监控中心可输出监控图像。

电缆及光缆敷设：桥上电缆及光缆沿桥两侧电缆桥架敷设，桥头至大桥管理处电缆及光缆通过两条镀锌钢管（2孔φ60×3.0）敷设。

3.3.4 设备防雷与接地

①防雷系统

箱变站高压进出线、变压器高压侧均采用氧化锌避雷器作为一级防雷保护，箱式电站低压单元配置二级防雷保护，并在设备前端安装浪涌过电压保护器，形成多级防雷体系，确保用电设备的安全。

②接地系统

桥梁设备接地按照每隔500m 设置一处引下线，与桥下设置接地网的做法。接地引下处的设备将PE 线接出，通过接地引下线引至桥下地面，并做接地极，每隔500m 做一次重复接地，水面区域除外，接地电阻不大于1Ω。

4 结语

为满足南照淮河公路大桥维修改造工程中对反恐怖防范的要求，本文根据大桥现有设施现状，对南照淮河公路大桥的反恐监控系统进行了设计，主要包括视频安防监控系统、桥面广播系统、监控中心设计及配套的传输和供电方案设计等，可满足大桥反恐监控的需求，保障大桥安全。