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城市軌道交通建設中安防系統(tǒng)的應用趨勢

來源：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布時間：2010/11/16
　      目前，中國城市軌道交通正處在快速發(fā)展時期，從1995年—2008年6月，12年間共有10個城市20多條線路投入運營，運營里程達到730km。據(jù)不完全統(tǒng)計，北京、上海、天津、廣州、深圳、武漢、南京、重慶、長春、哈爾濱、沈陽、杭州、西安、成都、蘇州等15個城市，城軌交通線網(wǎng)規(guī)劃總長度達1700km，總投資6000億元。這15個城市線網(wǎng)規(guī)劃已于2003年—2007年得到國家的批準。如此巨大的城市軌道交通建設市場，安全防范系統(tǒng)在其中有哪些新的應用和發(fā)展趨勢，本文將做一個試探性的分析和介紹。
　　現(xiàn)有的用于保證地鐵施工安全和現(xiàn)場管理的方法和系統(tǒng)大都采用人工進行線路巡視檢查，間接地了解施工的具體情況和線路區(qū)間的情況，并以此作為施工調(diào)度和控制的依據(jù)。事實上影響地鐵施工和現(xiàn)場管理的因素很多，除現(xiàn)場施工和區(qū)間行車這一主要因素外，諸如線路、橋涵、接觸網(wǎng)、自然環(huán)境、列車狀況、施工人員、道口、出入通道、治安等各方面的狀況，都直接關(guān)系到地鐵施工的安全和現(xiàn)場管理。
　　顯然，原有的方法和技術(shù)很難做到對上述因素進行全面、綜合監(jiān)督監(jiān)察，由這些因素造成的安全事故經(jīng)常發(fā)生，施工人員難以管理，施工物資被盜竊丟失等情況更是頻頻發(fā)生。利用視頻監(jiān)視技術(shù)則可以全面、詳細和直觀地對地鐵施工的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)督，使有關(guān)人員及時了解生產(chǎn)現(xiàn)場實際情況，特別在意外事故發(fā)生時，可以將事故現(xiàn)場的信息迅速傳送到有關(guān)部門，使其可以全面、準確地了解實際情況，及時采取正確的措施，確保地鐵施工生產(chǎn)的安全和高效。
　　地鐵施工本身常常有一套監(jiān)測系統(tǒng)，對工程沿線結(jié)構(gòu)物外緣兩側(cè)30m范圍內(nèi)的建(構(gòu))筑物、管線、地表及道路變形、沉降進行有效的安全監(jiān)測，它綜合了大量的監(jiān)測信息(監(jiān)測儀器資料、監(jiān)測數(shù)據(jù)、基礎地理數(shù)據(jù)、相關(guān)專題圖、基礎影像數(shù)據(jù)、施工進度資料等)，以及大量的計算數(shù)據(jù)(如對戶外觀測的成果進行粗差檢驗和平差計算得到的數(shù)據(jù))。視頻監(jiān)控系統(tǒng)常常作為該監(jiān)測系統(tǒng)的一個模塊存在，因此需要解決好與監(jiān)測系統(tǒng)的接口問題。
　　地鐵施工具有線長、點散的監(jiān)視需要，而且隨著施工面的不斷推移，監(jiān)控視頻采集點也需要不斷向前推移，采用數(shù)字視頻和無線網(wǎng)絡傳輸技術(shù)是較好的解決方案，天地偉業(yè)公司憑借多年與電信運營商合作的經(jīng)驗，及時的推出了基于2.5G和3G的無線網(wǎng)絡視頻施工現(xiàn)場監(jiān)控解決方案，很好的解決了施工中遇到的問題。
　　一、安全防范系統(tǒng)的多級聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是城市軌道交通管理的必然趨勢
　　到2009年初，北京、上海兩城市運營線路分別達到220km和236km。根據(jù)2008-2015年規(guī)劃，北京年將有城市軌道交通線13條，地鐵站200余座，運營里程561公里，上海將有城市軌道交通線18條，地鐵站300余座，運營里程510公里。此外，各大城市均紛紛推出了自己龐大的城市軌道交通網(wǎng)絡規(guī)劃。按照平均每個地鐵站40個視頻監(jiān)控點，每節(jié)車廂2個視頻監(jiān)控點，隧道沿線每隔200米1個視頻監(jiān)控點計算，一個大型城市的城市軌道交通安防系統(tǒng)將擁有上萬個視頻監(jiān)控點。如何對這龐大的安防系統(tǒng)做出統(tǒng)一、靈活、集中的管理，稱為城市軌道運營商、公安部門、政府管理機構(gòu)面臨的巨大挑戰(zhàn)。
　　城市軌道交通安防系統(tǒng)的視頻監(jiān)控通常兩個部分：專用視頻和公安視頻兩個系統(tǒng)。專用視頻監(jiān)控系統(tǒng)是為線路控制中心調(diào)度員、各車站綜控室值班員等提供有關(guān)列車運行、防災環(huán)控以及旅客疏導等方面的視覺信息，使他們能及時觀察列車進出站、客流動態(tài)及相關(guān)設備的運行情況，達到有效組織指揮客運工作和指揮搶險的目的;同時，鑒于世界范圍內(nèi)地鐵不斷發(fā)生恐怖事件，公安部門也要在地鐵內(nèi)增加公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)，用于公安部門維護日常治安并且處理突發(fā)犯罪?，F(xiàn)在，隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，常常將兩個部分統(tǒng)一到一個綜合監(jiān)控平臺上建設，以減少重復的監(jiān)控點和設備建設。隨著網(wǎng)絡化運營的需求，視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為網(wǎng)絡化運營協(xié)調(diào)指揮的重要手段和防范恐怖事件和處理突發(fā)事件的必要手段，建立一套多級指揮和管理體系是系統(tǒng)首先需要面對的問題。
　　根據(jù)網(wǎng)絡化運營下視頻系統(tǒng)的應用需求，新建的地鐵視頻監(jiān)控系統(tǒng)應發(fā)展成為包括車站級監(jiān)控、線路級監(jiān)控、網(wǎng)絡級監(jiān)控、以及市級監(jiān)控等多級網(wǎng)絡。
　　車站級監(jiān)控：包括車站、車輛、車輛段等本地監(jiān)控，目前主要是車站監(jiān)控，一般由攝像機、視頻矩陣(切換設備)、顯示設備等組成，每路圖像信號采集后經(jīng)視頻處理輸出兩路模擬視頻信號，一路視頻信號傳送到遠程的線路控制中心，另一路視頻信號送入本站視頻切換矩陣供車站行車指揮人員和公安值班人員使用。
　　線路級監(jiān)控：每條線路的各車站將圖像信息通過光傳輸設備將圖像送到線路控制中心，給行車調(diào)度員、電力調(diào)度員、防災調(diào)度員、調(diào)度主任和公安調(diào)度值班員等提供圖像顯示及控制。一般線路控制中心具備多路視頻信息的顯示能力，中心對于每路圖像具備任意選擇權(quán)和攝像機控制權(quán)。
　　網(wǎng)絡級中心：將各線路的視頻信號傳送到地鐵網(wǎng)絡監(jiān)控中心和公安監(jiān)視中心，供網(wǎng)絡級的指揮調(diào)度人員使用，同時提供遠程圖像選路和對圖像的控制功能。由于目前各大城市的地鐵線路監(jiān)控中心基本是采用相對集中或分散設置的，因此，為了建立網(wǎng)絡化運行的監(jiān)控中心還需要建立相應的網(wǎng)絡平臺。
　　市級監(jiān)控：根據(jù)各市交通聯(lián)動指揮的要求，地鐵的監(jiān)控圖像需要實時傳送給市級相關(guān)應急中心等部門。
   
    二、車廂內(nèi)視頻監(jiān)控將成為城市軌道交通安防系統(tǒng)的重要組成部分
　　城市軌道交通系統(tǒng)作為流動的、人員高度集中的公共場所，人員擁擠等不安全因素給了犯罪分子可乘之機，偷竊、搶劫等犯罪行為時有發(fā)生，因而加強對城市軌道交通的視頻監(jiān)控十分必要。城市軌道交通視頻監(jiān)控包括兩部分:車站內(nèi)監(jiān)控和列車內(nèi)監(jiān)控。目前，我國各大城市的城市軌道交通車站內(nèi)安裝的都是視頻監(jiān)控系統(tǒng)，一般地，站臺、站廳內(nèi)都裝有攝像機來實現(xiàn)站內(nèi)監(jiān)控;然而，城市軌道交通列車內(nèi)監(jiān)控在國內(nèi)還剛剛起步，為防范城市軌道交通突發(fā)事件的產(chǎn)生，貫徹科學發(fā)展觀和以人為本的理念，確保人民群眾乘車安全，積極發(fā)展城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是當前十分緊迫而重要的任務
　　城市軌道交通列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)要實現(xiàn)的主要目標有兩個：一是實現(xiàn)司機室對每節(jié)車廂的實時視頻監(jiān)控，以利于司機對車廂內(nèi)出現(xiàn)的突發(fā)情況迅速做出反應二是實現(xiàn)城市軌道交通控制中心和鄰近車站對運行中的列車車廂內(nèi)的實時監(jiān)控，使控制中心能夠在第一時間了解現(xiàn)場情況，并迅速做出總體指令和解決措施。因此列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)將包括車內(nèi)監(jiān)控和傳輸，控制中心監(jiān)控兩個部分。
　　列車視頻監(jiān)控系統(tǒng)車載部分要實現(xiàn)的最重要的功能是將各節(jié)車廂前端設備(攝像機)所獲取的視頻數(shù)據(jù)實時地傳輸至列車司機室，通過監(jiān)視器顯示并存儲在存儲介質(zhì)中。而列車是由幾節(jié)車廂連接而成，車廂之間的電氣連接要通過跨接電纜連接器(一般采用航空插頭)實現(xiàn)。使用連接器實際上造成了傳輸線路的“斷點”，考慮到“斷點”給傳輸帶來的損耗以及連接器本身空間的有限，在列車上構(gòu)建通信和傳輸系統(tǒng)時通過連接器的線纜必須要盡可能少。因此選擇適當?shù)囊曨l傳輸方式在車載部分是非常重要的。
　　要實現(xiàn)城市軌道交通控制中心對運行中的列車車廂內(nèi)的實時監(jiān)控，即將行駛中列車車廂內(nèi)的視頻監(jiān)控圖像實時傳輸至控制中心，必須采用無線傳輸方式來實現(xiàn)，構(gòu)建車地無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)視頻圖像的傳輸。
　　無線傳輸技術(shù)有多種，有3G移動通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)(WLAN)、寬帶無線網(wǎng)絡(WIMAX)等等，通過綜合比較，選擇高速無線局域網(wǎng)(WLAN)是比較成熟的方案。
　　車地無線傳輸平臺中每個無線網(wǎng)橋配置一定的IP地址，車載無線網(wǎng)橋和區(qū)間無線網(wǎng)橋通過無線信號建立聯(lián)系。列車兩端司機室均設置一臺車載無線網(wǎng)橋，一臺主用，另一臺備用。無線網(wǎng)橋的選擇要根據(jù)廠家產(chǎn)品的特點而定，可以為車頭工作模式，也可以為車尾模式。列車運行時車載無線網(wǎng)橋根據(jù)信號的強弱需要與不同的地面無線網(wǎng)橋建立聯(lián)系，產(chǎn)生漫游和切換。
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