报警与监控系统常见问题及解决方案

报警与监控系统常见问题及解决方案介绍了在报警与监控系统的建设、验收、应用中大量遇到的监控图像受干扰、图像模糊不清、图像扭曲、滚动、晃动、监控与报警系统自身防护不到位、红外对射探头的局限性、报警系统误报等问题，分析了问题原因，提供了较详细的解决方案。2005年9月，公安部下发了《关于开展城市报警与监控技术系统建设工作的意见》及《城市报警与监控系统技术指南》，提出了加强城市报警与监控技术系统建设的要求，并提供了杭州、苏州、北京、济南等四种建设模式。2006年是公安部党委确定的基层基础建设年，报警与监控系统是维护社会安全稳定的重要基础设施，许多城市把这个项目列入了政府为民办实事重点项目，一个建设与应用的热潮已经在城市各社区全面展开，厦门今年投入将达亿元。这几年报警与监控系统覆盖率及技术、设备在应用需求和市场的刺激下发展很快，但笔者在建设、验收、应用中也发现了不少问题，严重影响了系统正常工作及效能的发挥，下面介绍几个常见问题及解决方案。一、监控图像受干扰首先应区分是系统内部产生还是外侵干扰，还应区分产生干扰的部位，是摄像机前端、传输系统还是监控中心设备，常用“分割法”、“替代法”区分。图像干扰的现象及产生原因为：1、杂波干扰。表现为图像上混有杂乱的“横道”、“波纹”或一阵阵杂乱的飞点、刺、线状干扰，严重时导致图像模糊、扭曲、抖动、翻滚。此问题的原因多为：（1）视频插头与插座间接触不良，视频线接头压接、绞接点接触电阻变大，视频线屏蔽不好。（2）视频接头靠在安装支架或立杆上有松接触。（3）有些场所电磁环境恶劣，即使无上述缺陷也会出现图像干扰，如工业厂房、电梯轿箱等，需采取相应措施，有些要改变传输方式才能彻底消除干扰。（4）市电叠加有尖峰、突变、杂波闯入引起干扰。（5）光缆传输时，尾纤未拧到位或对接面受污。2、滚道干扰。表现为图像上叠加了上下缓慢移动的横条，显然这是交流市电或帧频干扰。此问题的原因多为：（1）视频传输的起点和终点分别接地，两地存在交流电位差，如图1所示，干扰信号Vn与输入信号Vi叠加经传输线到达负载Ro，这是最常见的原因。（2）直流电源不良，如直流稳压电源整流滤波电路内阻变大、电解电容漏液、过负载、电网电压过低等。直流电源不良常表现为屏幕上两横条干扰（100Hz），其他电源干扰只有一横条（50Hz）。（3）射频传输时，有时用高频电缆给信号放大器馈送50Hz交流电，传输设备的“交流过电扼流圈”过载磁饱和引起的交调。（4）射频传输时，系统过载交调，其他频道帧逆程干扰形成滚道，常伴有行逆程斜线干扰。3、网纹干扰。表现为图像上叠加了一张移动的细网，常与杂波干扰相伴出现。此问题的原因多为：（1）无线电波闯入，以中短波广播电台干扰最多，所有引起杂波干扰的原因都可引入网纹干扰。（2）医疗设备或高频注塑机等大功率高频工业设备、劣质无绳电话及对讲机、遥控设备等高频干扰。（3）射频传输时，系统非线性引起的互调干扰。估算干扰源频率，有助于排查，网纹跑动不快时，可数出屏幕水平方向干扰线根数“N”；或用尺量，则N=（屏幕水平宽度/干扰线距），因电视行正程时间约52uS，故干扰源T=52/N（uS），f=1/T（MHz）。4、图像后面有淡的、负的、或不同步的其他图像。此问题的原因多为：（1）视频矩阵切换器通道隔离度下降、插件接触不良。（2）当光端机、视频分配器、矩阵等设备未接公共地或接地不良，不同监视器又相接时，不同路径的视频信号会互相串扰，应改善接地，或各路独立“浮空”。（3）射频传输时，相邻频道电平差太大，受邻近频道干扰。（4）射频传输时，系统交调干扰。以上几种干扰常不是孤立出现，应综合分析，一并排除。二、抑制监控图像干扰的方案1、选用质量好的传输设备及配件。传输线接插头接触不良引起的故障占极大比例，尤其在沿海潮湿地区受盐雾侵蚀，问题更为突出，因此要选用优质的传输设备及配件，如视频电缆、BNC接头等，并加强防护。2、规范安装工艺。（1）所有接头应焊接。不允许压接、绞接，同时要严密可靠地包扎，防止与支架或立杆搭接。注意防止进水。（2）传输电缆中间不要接头。定购长包装的线，短线用在近距离传输。应预埋备用线。（3）走线要套管。线头线尾套管较难，如：进出地沟处、进出墙壁处、墙壁至摄像机罩间等，套管很难到达，是进水、断线等故障多发点，不可忽略。（4）传输线尽量埋地，不架空，金属套管比PVC套管抗干扰，尽量采用。3、抑制交流地电位差干扰。此干扰常令技术人员很棘手，抑制方法有：（1）一头“浮空”。摄像机、解码器及电缆与云台、支架、立杆之间尽可能在电接触上隔离。避免干扰信号经电接触传导，同时使摄像机前端“浮空”，不接地，可避免交流地电位差干扰，相当于图1中CB断开，干扰源没有通路。“浮空”具有一定的防雷效果。但实际系统常做不到“浮空”，如传输起点接有其他设备必须接地时需采取下面将介绍的措施。（2）视频光耦合电路。见图2a，注意收发两端的地线不可相接。（3）视频变压器，见图2b，需注意防磁饱和非线性。Honeywell有几款摄像机自带“地隔离变压器”，光耦与视频变压器均隔断了地电位差干扰通路，可等效为“浮空”，但需要视频直流分量恢复。（4）差分隔离电路，如图3所示，此即为平衡传输方案，详见“平衡传输”一节。（5）纵向扼流圈。见图4，因M1、M2为双线并绕，Vi对M1、M2激励的电流大小相等方向相反，对磁芯的感应磁场互相抵消，所以对于Vi，M1、M2相当于阻抗很小的一般传输线，相反，Vn对M1、M2的激励电流方向相同，表现为很大的电感阻抗，对Ro分压很大，起到了遏制Vn干扰的作用。4、抑制广播电台干扰。可采取提高传输电平、选用高屏蔽电缆、埋地、金属套管等措施，上述措施若不能彻底解决，可改光缆或双绞线平衡传输，距离电台太近时，只有数字网络传输能彻底消除此干扰。5、抑制射频传输时的干扰。射频传输干扰多为系统或设备性能等内部原因引起或无线电波干扰，所以设计、安装、调试、选择无干扰频点等环节都不可忽视，远距离传输需兼顾不同季节不同温度下的系统参数。6、合理选择传输方案。应该在设计时进行勘测论证，根据现场电磁环境和气象环境合理选择传输方案，工程中改变传输方案，势必提高造价，延误工期。三、抗干扰的传输方案1、平衡传输。由于外界干扰（包括交流地电位差干扰）多为共模信号，平衡传输时，视频信号是经差分的，在传输终端，共模干扰被抑制几十分贝。另外，五类、超五类双绞线的双绞结构即双线平衡且空间上等间隔变换，使空中感应干扰得到抵消，所以具有良好的抗干扰性能。一根含四对双绞线的五类线可传输四路视频信号，其粗细和售价与一根相当直径的视频电缆差不多，性价比高。摄像机输出阻抗为75欧不平衡，五类及超五类双绞线为平衡100欧，用于传输视频信号需进行平衡变换，接入端变换的同时进行适当放大和频率预补偿，接收端反变换的同时进行频率再补偿，并把被传输线衰减的视频信号放大到1VP-P标准电平。如图3是实际应用电路，此方案用在抑制重复接地引起的交流电位差干扰、电梯轿箱等具有很好的抗干扰效果。2、光缆传输。由于传输介质是光纤和激光，不受电信号干扰，所以抗干扰、抗雷击等电浪涌的性能很好，安全稳定。随着光缆及光端设备的成熟和降价，此方案应用于工业厂区、城市交通电视监控的远程传输，造价低效果好。3、中频、射频传输。此方案就是广播电视传输方案，中频、射频调制是把基带视频信号频段搬移，可避开频率相对较低的干扰频谱，虽然调制后频率提高，单位线损提高，但倍频程下降，频率失真小，可实现高质量远程同轴电缆传输、无线发射、多路图像共缆传输、双向视频传输、数字视频传输、控制信号传输等。4、数字网络传输。是最新的网络数字视频信号传输，其依附局域网或公共信息网，只要网络到达的地方就可监控，用户在授权的情况下，可以不受地域限制随时按需监控，数字传输的优越性在于其系统只要能辨别“0”和“1”就不会出错，抗干扰阈值很高，且其失真不会因距离的加长或处理环节的增加而积累，由于网络摄像机输出就是数字信号，其抗干扰性能是所有其他传输方案不可比拟的，在厦门某广播发射台电视监控工程实践中，只有用这个方案，严重的网纹干扰才得以消除。网络监控具有信息网络所拥有的优势，是未来发展方向，但目前许多案例尚有以下缺陷：（1）保密性较差，有保密需求的系统要走内部局域网或专网。（2）实时性较差，有些使用需求不能容忍，如水、陆交通监控、闹市区治安监控，因网络传输延迟，无法用云台及长焦镜头捕捉目标。（3）对网络资源占用大。（4）对网络运行的稳定性可靠性依赖性大。（5）有些案例图像效果、控制敏感性不如模拟系统。系统设计时应予注意。四、监控图像模糊不清等问题图像模糊不清的原因多为：1、镜头聚焦调整不到位。尤其是可变焦镜头，如果后焦距未调好，聚焦效果随焦距的不同而变，验收时常被混过关。后焦距的调校：即调校镜头的成像面，直至与CCD靶面重合，方法是：（1）摄取约三米景物，光圈调最大，焦距调最长，调准镜头聚焦，（2）再把焦距调最短。（3）松开后焦距调整环的螺钉（常为内六角），调整后焦距调整环使图像清晰，（4）重复以上过程直至整个变焦范围内图像皆清晰。（5）定焦镜头只要一次性调准。2、传输太远、视频线老化、传输线及接头进水。表现为图像及彩色暗淡，严重时图像不稳，无彩色。3、摄像机罩或镜头受脏污、受遮挡。多发生于重烟、尘处，或污水能溅到处，或虫筑窝，空抛垃圾袋覆盖等，应常检查清除。冻库里或北方室外摄像机罩及镜头常因结露凝霜而图像模糊，需选用能除霜和水的机罩。4、照度不够。尤其是地下车库、仓库、走廊，应及时更换损坏的照明灯。红外射灯补光适用于黑白或彩色/黑白摄像机，注意红外光源功率有限，应尽量接近被照物；彩色摄象机滤光片会滤除红外线，不适用红外补光。5、监视器散焦。监视器显像管座受潮、受污、变质使聚焦电压（次高压）偏离，导致图像模糊最为常见，应予更换。6、射频传输时系统频率特性劣化。射频调制器用残留边带传输视频，以声表、LC、谐振腔等元、部件滤波器实现并保证多频道互不干扰，滤波器等参数或射频频率偏离就会造成接收端图像模糊。若是射频电平太低，图像模糊的同时满屏噪点。7、劣质摄像机、镜头、分割器分辨率低、清晰度低、灵敏度低等。8、图像重影、拖尾。这主要是传输系统阻抗失配，如监视器无环通输出时，应设在75欧低阻输入。另射频传输时，射频线芯线接通，屏蔽层断开会导致重影、拖尾。显像管老化会引起图像拖尾、暗淡。9、彩色不正常。（1）色调偏：我国PAL制式场频50Hz，多屏幕同时监视闪烁感很强，引起视觉疲劳，有些用户使用NTSC制式场频60Hz，明显减轻视觉疲劳，但NTSC色调是可调的，且容易跑偏，需注意。（2）色调乱：多为显像管磁化引起，检查监视器近处有否强磁性材料，给以移走。间断地开、关监视器交流电源可消磁，或使用专用消磁器消磁。（3）色淡：传输系统非线性引起微分相位（DP）指标劣。（4）传输系统及摄像机质量差彩色会不正常。五、图像扭曲、抽动、滚动、晃动等1、图像扭曲、抽动、滚动的原因有：（1）干扰信号损伤或淹没同步信号（见前述）。（2）大信号传输时，视频有源放大处理环节非线性引起的同步头压缩。应合理选择放大器接入点，选用动态范围大的放大器。（3）视频直流分量恢复（嵌位）电路不良引起的同步头压缩。（4）射频传输系统过调制、欠调制、微分增益（DG）指标差等原因引起的同步头压缩。2、图像晃动：多为摄像机晃动引起，带云台与变焦、长焦镜头较为普遍，严重时图像无法监视。消除图像晃动，应从以下环节入手：（1）基座：水泥基座浇注尺寸要足够。尤其路边重车经过时、海边大浪打来时、开阔地或风口大风吹来时的抖动要考虑在内。（2）立杆：镀锌管刚性不如铸或轧焊管，应选后者。钢塔或土建塔更稳些。交通信号灯、指示牌等较招风，摄像机不要与之同杆。摄像机尽量挂墙，省去立杆。（3）云台及防护罩：要固定牢靠，长焦镜头要选用稳重产品，选用自由度很小的慢速云台或液压云台。（4）焦距：使用超长焦镜头一定要非常谨慎，一个500-1000mm镜头数十万元，监视数公里外场景，镜头细微抖动，图像跑了很远，再加能见度、地面（水面）蒸气干扰