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）蒸气干扰等因素，曾使某工程验收不合格。只好换用短焦距，增加镜头数来解决。

　　3、镜头或云台控不动：多因断线、电机卡死、烧坏、驱动不足、解码器故障或地址被拨动改变、主机设置被改乱等。
不同原因造成的故障，其现象是不一样的，应在实践中体验、分辨、判断。并根据具体情况采取相应对策与方案予以解决。

　　六、监控与报警系统自身防护不到位

　　尤其是室外部分，此问题引起的系统故障占很大比例。
　　1、室外设备箱散热不够。室外设备箱多为喷塑钢板或不锈钢结构，夏天阳光下可“发烧”到50-60摄氏度，以至设备工作不稳定直至烧坏，应使用双层结构、加装遮阳层、遮阳罩、留散热孔或装散热风机。

　　2、防雷措施不当。表现最为突出的是电源线引雷，因此电源避雷器绝不能省略。再则是避雷接地线与箱体用螺丝锁，测试可过关，时间一长，电阻增大，不能很好地泄放雷电，导致雷电击坏设备，正确的做法是接地线与被保护体焊牢。

　　3、室外设备箱防虫防鼠。电器发热和指示灯亮光会引诱虫鼠，因此设备箱进线口不留太大，要封堵，散热孔应加金属筛网。

　　4、防水、防盗、防破坏。防水：室外设备箱下应有足够高的水泥台或支架，防止淹水。散热窗应背离路面防止溅水。防盗：室外设备如光端机属贵重设备，易失窃，设备箱门应接防拆开关，光端机等前端设备应带报警接口。防破坏：注意室外设备箱选点应不影响交通、不易被撞、不设在近期拆建地界。

　　5、报警系统防拆电阻。防拆电阻俗称线尾电阻，要接在线尾，即报警探头端，才可起到防拆及线路短路、断路就报警的作用，但验收时经常见到图省事将该电阻接在主机端的情况，虽一时运行正常，但起不到应有作用，有严重隐患，见图5。图5b中，若CB2短路，不但不报警，而且常闭探头失效。图5d中，若CB1开路，不但不报警，而且常开探头失效。

　　6、报警系统防拆开关。室外部分的防拆开关常需专门接入，往往被工程人员省略，不安全。

　　7、系统及线路标记不清、资料不齐、移交不规范、保管不善。给使用、维修及系统改造升级造成困难。

　　七、红外对射探头的局限性及对策

　　周界报警系统大量使用红外对射探头，但常因防线漏洞使系统形同虚设，克服这些漏洞并非易事，这些漏洞及其防范措施有：
　　1、翻越：如图6a所示。穿过：如图6b所示。“空挡”：如图6c所示。替代：如图6d所示，一般的红外对射探头，发射端所发红外线没有编码，无法辨真伪，给替代入侵以可趁之机。

　　2、翻越、穿过的防范：增加红外对射的数目，以形成“栅栏”屏障，如图6e，或探头隐蔽安装，使入侵者无法避开警戒射线。“空挡”的防范：合理安装，使警戒射线交叉，如图7f。替代的防范：对红外射线进行编码以防替代，此方案可同时实现总线式接入，简化系统，节省线材。

　　3、电子栅栏的优越性：电子栅栏是近几年发展较快的主动红外线周界报警探头，图7为某产品电路图。3-5束红外线可形成平面屏障以防止穿过，多束红外线互相验证警情以防误报。红外线收发端进行编解码，使之无法替代入侵，同时增强抗干扰性能，所以比无编解码的对射探头可靠，但有些电子栅栏产品射线聚焦过于简单。

　　八、报警系统消除误报的措施

　　银行、金库、监所报警系统报警可是特级警报，但经常演绎“狼来了”，浪费了宝贵紧缺的警力。报警灵敏度与误报常是矛盾，用户宁可误报，不可漏报，但经精心设计、安装、维护，二者可以兼顾，做到既不误报又不漏报，以下是一些经验。

　　1、并联常闭触点、串联常开触点：如门窗，一旦被入侵而打开，并联常闭触点全开，两个以上触点同时探测被侵，可进一步证实警情，防止个别触点误动作引起的误报。

　　2、加强维护：探头要定期擦拭清洗，确保探测灵敏度和防止误报。排虫：清除虫筑巢及死虫堆积。及时排除遮挡：例如树枝遮挡应予修剪。

　　3、精心选择报警探头：（1）能用红外栅栏时谨用对射探头。因为前者有三至五束红外线，且有编解码，而对射探头一般为一至两束，且无编解码。（2）能用栅栏或对射探头时谨用双鉴探头。栅栏或对射均为实物遮挡探测，双鉴探头即为微波多普勒移动探测加被动红外探测，基于反射原理，易因室外目标经金属或镀膜玻璃折射等原因误报；（3）能用有线传输时不用无线传输。无线探头一般由电池供电，且抗干扰性能不如有线探头。（4）常闭比常开可靠：电气接点从闭到开比从开到闭可靠。（5）连线比触点可靠，如文物、贵重仪器，可直接用连线穿绕比触点报警更为可靠且造价低廉。选择方案不能怕麻烦、图简单，要根据现场条件和经济条件合理选择。

　　4、调整探头灵敏度：有些报警探头可调整灵敏度，如红外栅栏，不同接线适应不同探测距离，要精心设置。调准对射探头：发射端是“枪”，接收端是“靶”，应首先瞄准了“枪”让射线上“靶”，再调“靶”，要两人配合，用数字表测接收电平来调。

　　5、精心设置主机：如报警时延等参数要根据具体情况设定。主机上有些报告是多机连网时才有用，一些意义不大的报告应予删除，如市电恢复报告等。

　　6、加强值班记录：查明每次误报原因予以排除，详细记录，长期多次的记录可发现规律性的内容，对找到系统问题的症结非常有用，并可举一反三。