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城市轨道交通建设中安防系统的应用趋势

来源：互联网 发布时间：2010/11/16
　      目前，中国城市轨道交通正处在快速发展时期，从1995年—2008年6月，12年间共有10个城市20多条线路投入运营，运营里程达到730km。据不完全统计，北京、上海、天津、广州、深圳、武汉、南京、重庆、长春、哈尔滨、沈阳、杭州、西安、成都、苏州等15个城市，城轨交通线网规划总长度达1700km，总投资6000亿元。这15个城市线网规划已于2003年—2007年得到国家的批准。如此巨大的城市轨道交通建设市场，安全防范系统在其中有哪些新的应用和发展趋势，本文将做一个试探性的分析和介绍。
　　现有的用于保证地铁施工安全和现场管理的方法和系统大都采用人工进行线路巡视检查，间接地了解施工的具体情况和线路区间的情况，并以此作为施工调度和控制的依据。事实上影响地铁施工和现场管理的因素很多，除现场施工和区间行车这一主要因素外，诸如线路、桥涵、接触网、自然环境、列车状况、施工人员、道口、出入通道、治安等各方面的状况，都直接关系到地铁施工的安全和现场管理。
　　显然，原有的方法和技术很难做到对上述因素进行全面、综合监督监察，由这些因素造成的安全事故经常发生，施工人员难以管理，施工物资被盗窃丢失等情况更是频频发生。利用视频监视技术则可以全面、详细和直观地对地铁施工的各个环节进行监督，使有关人员及时了解生产现场实际情况，特别在意外事故发生时，可以将事故现场的信息迅速传送到有关部门，使其可以全面、准确地了解实际情况，及时采取正确的措施，确保地铁施工生产的安全和高效。
　　地铁施工本身常常有一套监测系统，对工程沿线结构物外缘两侧30m范围内的建(构)筑物、管线、地表及道路变形、沉降进行有效的安全监测，它综合了大量的监测信息(监测仪器资料、监测数据、基础地理数据、相关专题图、基础影像数据、施工进度资料等)，以及大量的计算数据(如对户外观测的成果进行粗差检验和平差计算得到的数据)。视频监控系统常常作为该监测系统的一个模块存在，因此需要解决好与监测系统的接口问题。
　　地铁施工具有线长、点散的监视需要，而且随着施工面的不断推移，监控视频采集点也需要不断向前推移，采用数字视频和无线网络传输技术是较好的解决方案，天地伟业公司凭借多年与电信运营商合作的经验，及时的推出了基于2.5G和3G的无线网络视频施工现场监控解决方案，很好的解决了施工中遇到的问题。
　　一、安全防范系统的多级联网结构是城市轨道交通管理的必然趋势
　　到2009年初，北京、上海两城市运营线路分别达到220km和236km。根据2008-2015年规划，北京年将有城市轨道交通线13条，地铁站200余座，运营里程561公里，上海将有城市轨道交通线18条，地铁站300余座，运营里程510公里。此外，各大城市均纷纷推出了自己庞大的城市轨道交通网络规划。按照平均每个地铁站40个视频监控点，每节车厢2个视频监控点，隧道沿线每隔200米1个视频监控点计算，一个大型城市的城市轨道交通安防系统将拥有上万个视频监控点。如何对这庞大的安防系统做出统一、灵活、集中的管理，称为城市轨道运营商、公安部门、政府管理机构面临的巨大挑战。
　　城市轨道交通安防系统的视频监控通常两个部分：专用视频和公安视频两个系统。专用视频监控系统是为线路控制中心调度员、各车站综控室值班员等提供有关列车运行、防灾环控以及旅客疏导等方面的视觉信息，使他们能及时观察列车进出站、客流动态及相关设备的运行情况，达到有效组织指挥客运工作和指挥抢险的目的;同时，鉴于世界范围内地铁不断发生恐怖事件，公安部门也要在地铁内增加公安视频监控系统，用于公安部门维护日常治安并且处理突发犯罪。现在，随着视频监控技术的发展，常常将两个部分统一到一个综合监控平台上建设，以减少重复的监控点和设备建设。随着网络化运营的需求，视频监控系统作为网络化运营协调指挥的重要手段和防范恐怖事件和处理突发事件的必要手段，建立一套多级指挥和管理体系是系统首先需要面对的问题。
　　根据网络化运营下视频系统的应用需求，新建的地铁视频监控系统应发展成为包括车站级监控、线路级监控、网络级监控、以及市级监控等多级网络。
　　车站级监控：包括车站、车辆、车辆段等本地监控，目前主要是车站监控，一般由摄像机、视频矩阵(切换设备)、显示设备等组成，每路图像信号采集后经视频处理输出两路模拟视频信号，一路视频信号传送到远程的线路控制中心，另一路视频信号送入本站视频切换矩阵供车站行车指挥人员和公安值班人员使用。
　　线路级监控：每条线路的各车站将图像信息通过光传输设备将图像送到线路控制中心，给行车调度员、电力调度员、防灾调度员、调度主任和公安调度值班员等提供图像显示及控制。一般线路控制中心具备多路视频信息的显示能力，中心对于每路图像具备任意选择权和摄像机控制权。
　　网络级中心：将各线路的视频信号传送到地铁网络监控中心和公安监视中心，供网络级的指挥调度人员使用，同时提供远程图像选路和对图像的控制功能。由于目前各大城市的地铁线路监控中心基本是采用相对集中或分散设置的，因此，为了建立网络化运行的监控中心还需要建立相应的网络平台。
　　市级监控：根据各市交通联动指挥的要求，地铁的监控图像需要实时传送给市级相关应急中心等部门。
   
    二、车厢内视频监控将成为城市轨道交通安防系统的重要组成部分
　　城市轨道交通系统作为流动的、人员高度集中的公共场所，人员拥挤等不安全因素给了犯罪分子可乘之机，偷窃、抢劫等犯罪行为时有发生，因而加强对城市轨道交通的视频监控十分必要。城市轨道交通视频监控包括两部分:车站内监控和列车内监控。目前，我国各大城市的城市轨道交通车站内安装的都是视频监控系统，一般地，站台、站厅内都装有摄像机来实现站内监控;然而，城市轨道交通列车内监控在国内还刚刚起步，为防范城市轨道交通突发事件的产生，贯彻科学发展观和以人为本的理念，确保人民群众乘车安全，积极发展城市轨道交通列车视频监控系统，是当前十分紧迫而重要的任务
　　城市轨道交通列车视频监控系统要实现的主要目标有两个：一是实现司机室对每节车厢的实时视频监控，以利于司机对车厢内出现的突发情况迅速做出反应二是实现城市轨道交通控制中心和邻近车站对运行中的列车车厢内的实时监控，使控制中心能够在第一时间了解现场情况，并迅速做出总体指令和解决措施。因此列车视频监控系统将包括车内监控和传输，控制中心监控两个部分。
　　列车视频监控系统车载部分要实现的最重要的功能是将各节车厢前端设备(摄像机)所获取的视频数据实时地传输至列车司机室，通过监视器显示并存储在存储介质中。而列车是由几节车厢连接而成，车厢之间的电气连接要通过跨接电缆连接器(一般采用航空插头)实现。使用连接器实际上造成了传输线路的“断点”，考虑到“断点”给传输带来的损耗以及连接器本身空间的有限，在列车上构建通信和传输系统时通过连接器的线缆必须要尽可能少。因此选择适当的视频传输方式在车载部分是非常重要的。
　　要实现城市轨道交通控制中心对运行中的列车车厢内的实时监控，即将行驶中列车车厢内的视频监控图像实时传输至控制中心，必须采用无线传输方式来实现，构建车地无线网络来实现视频图像的传输。
　　无线传输技术有多种，有3G移动通信系统、无线局域网(WLAN)、宽带无线网络(WIMAX)等等，通过综合比较，选择高速无线局域网(WLAN)是比较成熟的方案。
　　车地无线传输平台中每个无线网桥配置一定的IP地址，车载无线网桥和区间无线网桥通过无线信号建立联系。列车两端司机室均设置一台车载无线网桥，一台主用，另一台备用。无线网桥的选择要根据厂家产品的特点而定，可以为车头工作模式，也可以为车尾模式。列车运行时车载无线网桥根据信号的强弱需要与不同的地面无线网桥建立联系，产生漫游和切换。
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