地铁安防应用系统集成的大舞台

2008-11-19 10:37:00 来源:知识网
安全自动化杂志征稿

    地铁在改变城市形象的同时,缓解了城市交通压力,为人们的出行带来方便。地铁交通因为人流量大、环境封闭、自动化程度高等特点,因而对安全防范也有较高要求。本文主要从地铁安防的系统集成、发展趋势、对工程商的要求及系统升级等问题进行探讨。


    近年来,随着城市经济的急剧发展以及城市早期建设规划不到位,导致诸多城市交通严重堵塞、空气质量直线下降等系列性问题的出现,地铁作为新颖的交通工具已引起人们关注。到目前为止,全国先后有30多个城市向国务院提出申请建设城市轨道交通网。已有地铁并扩建的城市有北京、上海、天津、广州、深圳、南京(不包括香港、台湾地区);正开始地铁建设的城市有沈阳、杭州、哈尔滨、武汉、成都、佛山(广佛地铁:广州—南海—佛山);待批准建设地铁的城市有:乌鲁木齐、长春、鞍山、郑州、杭州、苏州、兰州、西安、重庆、昆明。


    从上述统计,可知目前地铁安防的总体容量巨大,诸多城市地铁的大规模兴建,带动了地铁安防市场的兴起。地铁行车营运、环境监控、设备监控、安全防范、治安防控等方面都需要安装安防系统。近几年,国际恐怖分子活动日益猖狂,极端事件频繁发生,国内安全状况不容乐观。2008中国北京奥运会的召开,2010年即将到来的上海世博会,加上“和谐社会,平安城市”建设的热炽化,地铁已成为社会安全防范的重中之重,因此中国地铁安防建设得到极大重视。具体表现在:安防力度逐渐加大、安防技术逐渐提高、安防面逐渐扩大。地铁安防已成为反恐防爆的重要组成部分。


地铁安防具体应用情况
1.地铁安防系统组成
    地铁安防系统主要有视频监控、门禁和报警三大部分,但无论从重要性还是从所需的资金费用来说,视频监控都是最重要的,约占地铁安防建设总耗费的70%—80%。门禁相对来说份额要小一些,据估计,大约占地铁安防建设总耗费的10%—20%。报警在地铁安防中所占份额最小。


    地铁监控的具体内容有:行车监控(车辆进/出站、站台等)、营运环境监控(机电设备、供配电房、售票亭/柜等处)、公安治安监控(站内、外公共部位)、管理监控(内部监管)等。


    另外,还有用于监控列车运行状况的隧道轨道监控系统、车载监控系统随着诸多技术难题的解决,也将在近年内慢慢地进入到实际的应用。


    地铁门禁系统:基本作用是管理工作人员出入,限制未经授权的人进入区域。它具有控制点数多、区域广、数据通讯量大、数据传输距离远、联动设备多和安全性要求高等特点,因而属于大型门禁系统范畴。门禁主要覆盖各站点、控制指挥中心、车辆段等地方。在地铁站的出入口(闸道口)、设备间、通道、紧急出口、轨道防护门(屏蔽门)等多处地方都应用到门禁系统。


    报警系统:主要提供紧急求救和阻止乘客跨越危险地带和防止地铁设备被盗或遭破坏。采访过程中了解到,纯粹的报警子系统在地铁安防应用中少之又少。地铁本身属于公用场所,不需要频繁报警增加人们的紧张度。通常是在车站重要部位安装紧急按钮,探测紧急事件进行报警。地铁报警还通常会直接接入门禁控制器进行门禁联动报警。


    另外伴随车载监控的实施,车载紧急报警系统也将在列车上被安装到位。地铁报警产品的选择倾向于选择中高端的,要求严格、高标准。

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2.地铁安防系统集成
    如上所述,地铁行车营运、环境监控、设备监控、安全防范、治安防控等方面都需要安装安防系统,但并非所有安防系统都是独立运行,通常是各系统集成应用。


    业内人士指出,地铁安防系统集成了设备监控BA系统、消防报警系统、数据传输系统、监视监控系统、门禁系统、紧急报警系统、双向对讲控制系统、信息播报系统等相关系统。应用的产品会涉及:BA系统、消防系统、数据传输系统相关设备;会有摄像机、视频矩阵、网络编解码器、(网络)硬盘录像机、门禁控制类设备、移动网络传输设备、传输设备、网络管理平台等等。如此多系统相互集成,势必带来运行过程中的高要求。


    以深圳地铁3号线为例,综合监控系统集成和互联了电力监控系统(PSCADA)、环控监控系统(BAS)、安全门系统(PSD)、列车监控系统(ATS)、火灾报警系统(FAS)、传输系统(TS)、广播系统(PA)、闭路电视系统(CCTV)、时钟系统(CLK)、乘客信息系统(PIS)、门禁系统(ACS)等系统,功能齐全,集成度高,提高了地铁管理效率和运行可靠性,工作人员在中控室里,就可了解整个地铁电力供应、火灾报警、屏蔽门、列车运行、安防、自动售检票、门禁等子系统是否正常运营的状况,一旦发生事故,就可以快速处置。系统总体架构又分为中央级和车站级两级控制。


3.系统升级成为必然
    业内人士普遍认为,地铁安防系统变化不大。后期实施的城市地铁安防系统建设通常以北京、上海为参考。然而,具体到每一条地铁线上,尤其是中国最早建设的那一批地铁运用到今天,肯定需要对不同设备与系统进行不同程度的改造。相对以前而言,地铁自动化程度、精确度、准确度更高,信息化管理也日益明显。


    上海贝尔阿尔卡特网络集成事业部产品经理董皓卿认为,早期地铁安防系统建设受当时技术条件限制不如现在完善,如今随着地铁运营和安保的需要对其进行不同程度的扩容和改造。如上海地铁早期的线路,主要依靠模拟矩阵和DVR硬件设备进行简单的管理,系统的规模化和系统化程度不高,视频监控多都采用模拟方式。从2004年开始,上海地铁逐渐进行软硬件、管理平台改造。深圳达实智能股份有限公司地铁项目部工程总监谭宏业也认为,地铁的监控功能肯定都要实现,只是实现的方式不一样。早期地铁不会将综合监控作为软件来完成,集成度较低,必须依靠人工方式来弥补综合监控功能。美国英飞拓有限公司上海代表处技术部经理褚春锋指出,新建地铁在很多方面都要比老地铁完善。


    笔者在采访中也发现,中国地铁安防系统从地铁建设之初到现在,其间的确出现不同程度的系统更新升级、新设备取代旧设备等。如矩阵系统逐渐从模拟矩阵向数字矩阵、网络虚拟矩阵、智能矩阵方向发展。早期矩阵不接受目前系统的IP控制,则必须进行系统改造才能升级。又如直到21世纪初期,以门吉利为首的门禁厂家才将门禁系统运用到地铁安防系统中。门吉利市场拓展负责人赵良平指出,地铁安防对门禁系统要求也越来越高,如要求高速数据传输、多层面的数据备份(对门禁软件开发要求增强)、自动切换、双网等。北京地铁1号线旧车加装车载视频监控系统是国内首次对旧车进行车载视频监控的加装。诸多因素导致对老地铁进行改造,新地铁同步升级成为一种必然趋势。又如屏蔽门是首次在深圳地铁进行安装,因为奥运等安防需求,上海、北京部分地铁线路或路段也逐渐增加屏蔽门。

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    据了解,为打击不法分子,确保运营安全,天津市地铁1号线的安检全面升级,在地铁列车内安装车载监控摄像头,无论车厢哪个角落发生异常情况,都能被摄像头准确地摄录下来,然后传送到监控中心的显示屏上。地铁监控视频图像的清晰度将达到“准广播级”。北京、上海早期地铁的视频监控设备通常只有几个摄像头,覆盖范围非常有限。监控管理系统也不像今天这样成规模与集成化,只是通过简单的模拟监控系统实现安防管理。地铁门禁系统更是缺失。目前,这部分地铁已经分阶段逐步实现不同程度的升级,使能满足正常运营管理的需求。南京地铁二号线新增安防系统,安防系统由视频监控子系统和周界报警子系统组成,视频监控子系统将采用模数结合的方案,周界报警子系统采用电子脉冲围栏、重要场所采用激光对射,视频监控和周界报警能实现有效联动。


    事实上,由于地理位置和管理模式的不同,不同城市的不同地铁在系统设计、需求等方面都会有所不同,在此不一一叙述。


4.对工程商要求日益提高
    地铁安防的重要性决定工程商进驻地铁安防领域的门槛不低。通常情况下,只有大型工程商、集成商才有机会进入此行业。尽管地铁工程招标没有明文规定必须是大工程商、大集成商才能投标,但对投标单位的种种要求,就决定了中小型工程商或集成商难以进军该领域。地铁安防系统工程商、集成商的具体要求主要体现在如下几个方面。


    第一,工程业务熟悉能力。贝尔阿尔卡特董皓卿强调,参与地铁安防项目的厂家、工程商、集成商应该对地铁安防/地铁行业有深入了解。虽然地铁每条线有不同要求,具体项目中的分包集成商或厂家只关注自己的领域等,但若不熟悉地铁的整体安防需求,对工程本身的设计考虑就未必周全。北京数码人科技有限公司商务经理吴佳朋指出:“招标过程中看重厂家及工程商或集成商的解决方案的设计和实践案例经验就是关注其业务熟悉程度”。


    第二,工程商本身的研发能力。南京视得清电子技术有限责任公司总经理蒋明胜指出,地铁安防工程商不仅仅对地铁的整个需求要了解彻底,而且要有很好的研究开发能力,在实际的应用中会出现一些这样或那样的问题,这就要求参与实施的单位或部门要有很好的技术研究开发能力,遇到问题要能及时解决,使系统的运行更加稳定,功能更加完善。南京科安电子有限公司设计师副总经理陈敏波则明确表示:“地铁安防工程巨大,地质开发要求高,工程商、集成商需要具备地质硬件、软件开发能力。即使工程商本身的软件等开发能力有限,至少也应有一个实力强大的厂家做后盾。南京地铁的矩阵系统目前都是工程商与厂家联合开发。通常是硬件由厂家负责开发,软件由工程商(南京科安)负责开发。希望相关厂家能关注该领域并往此行业发展。”

 

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    第三,资质认证。以《北京地铁四号线安防/政务通信系统设备集成采购招标公告》为例,“注册资金4000万元以上(含4000万元);投标申请人在本工程选择视频图像监控系统分包商时,具有国家保密局颁发的“保密安防监控(单项)”资质证明;本项目不接受联合体及代理商。”可见,地铁安防工程商、集成商通常在注册资金、相关单位颁发的资质认证以及城市轨道交通或类似工程的系统集成项目相关工作经验,甚至公司成立时间的长短和公司人员数目也会成为中标地铁安防系统的参考因素。

系统建设关注点
    地铁安防整体发展呈上升趋势,如视频监控由模拟信号和设备为特征的CCTV系统逐渐向数字化或部分数字化、网络化视频监控系统发展。从采访中发现,目前,地铁安防关注的热点问题大致如下。

1.系统开放性,即系统兼容性、发展性
    地铁安防系统囊括车辆、信号、通信、火灾报警信息、环境与设备监控系统、AFC、给排水、通风空调、供电、扶梯与电梯、车辆段设备等,同一地铁线的不同路段可能使用不同厂家的产品,通常是工程商在具体位置保留相应接口点,相应厂家的产品再对号入座进行详细设置;同一地铁线前后期工程也可能使用不同厂家的产品。这就要求产品本身必须具备开放性,否则可能出现许多意料不到的麻烦。以门禁为例,以色列DDS公司中国华南区经理王伟分析:“地铁安防关注产品性能的安全性、可靠性、稳定性,功能的完整、复杂。”深圳市爱克信安全技术有限公司技术总监张宏在采访中表示,产品本身的开放性程度在具体地铁项目应用过程中通常也会有较高要求,如门禁系统接口需开放相关接口,以满足地铁综合安防系统对门禁系统的综合管理和集成联动需求。


    地铁安防集成度越大,出现的问题就越多。深圳达实智能股份有限公司产品事业部技术总监黄志勇认为,地铁安防集成产生的问题,通常体现在前期的调试阶段就会暴露出来,通常方案的修正或完善在此阶段很重要,同时还要深入测试与地铁运营管理进行配合,避免安防系统跟管理模式的冲突。英飞拓褚春锋则认为,地铁分站设有独立监控系统,不同的应用方,包括安防、车调、防恐等有不同的使用权限。面对突发事件,地铁分站通过监控及时发现问题并迅速进行处理,通常情况下,每个分站都会准备一套备用方案,一旦某监控线路出现问题就会及时启用备用方案应对突发事件。如某分站矩阵一旦瘫痪,车站可以通过画面处理器等获取实时图像并及时处理,同时不影响其他分站运营。

 
    如何做好集成?贝尔阿尔卡特董皓卿认为,要做好集成,必须把考虑用户的需求排在首位。设计院和用户在设计标书的时候,要考虑清楚自己需要一个什么样的系统?工程商、集成商也要考虑怎样才能把这个系统建得更符合运营管理的需要?然而最终要建成什么样的系统,与集成商、设备厂家对系统的理解有关。因此,只有大家精诚合作,才能使集成平台发挥出更好的效果。爱克信张宏认为:“地铁安防跟综合监控、消防等系统都需要集成联动,但怎么集成,集成到何种深度,今后运营情况如何?目前尚无成熟的典型案例。这是目前地铁安防非常关注的问题,也是今后努力的方向。”


2.用户权限协调问题
    贝尔阿尔卡特董皓卿认为,地铁在运营和警用等方面都涉及权限的辨别,如深圳地铁某线路,设置了轴心站以及从属于每个轴心站的若干卫星站,如果一旦发生轴心站和卫星站车控室操作员出现对视频通道占用抢占的情况,则需要采用鉴权机制解决冲突。上海地铁线路多是共用前端设备,后端设备分别隶属于运营与警用系统,同样出现权限判别的问题,倘若地铁前、后端设备都由运营和警用进行共用,那么在运营过程中遇到的权限和冲突问题则更复杂。南京科安陈敏波就举例,南京地铁的公安和地铁CCTV是共用一套系统,在公安和地铁之间,控制与管理全部是从网络上进行的,部分设备如存储录像机的共用,而公安的网络要求物理隔离,二者无法联通,通讯就出现了很多问题。同时,地铁用户有控制中心、车辆段、车站调度,运营等用户,公安用户有市局、地铁分局、派出所、警务室等等,对权限的要求不同。特别是正常运营时,行车调度的权限要求最高;而发生紧急情况如火灾时,则防灾调度的权限要求最高,行车调度的权限次之;如发生刑事案件时,则公安部门用户要求提高权限。所以多用户权限协调问题需要解决。尽管存在上述问题,但南京地铁的安防运营方案自然有其优势,如减少资源浪费等,下文将详细介绍。

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3.注意防干扰、防静电等问题
    科达世集团公司中国分公司技术支持经理胡勇指出,地铁环境恶劣,电磁、振动以及高温、湿度、灰尘等都会对地铁安防产生不同程度的干扰。电磁干扰是地铁安防系统首先要考虑的问题,贝尔阿尔卡特董皓卿分析,地铁安防系统抗干扰要求所有的车载设备都应能在地铁线路的电磁环境下可靠工作,功能和性能都不受影响,同时也要求不影响地铁线路其他设备的运行。为此,在地铁项目中选择相关设备时需要注重产品的抗干扰能力,同时不能干扰别的系统,如PIDS系统就应当避免对信号系统产生干扰。


新技术引领新发展
    地铁安防应用无论在系统集成、新设备新领域开发应用,还是产品、技术应用等方面都有许多问题值得我们深思。


1.网管概念的提出
    南京地铁首次引入CCTV网管,这也是南京地铁与其他城市地铁CCTV的最大差别。所谓CCTV网管,即将地铁的所有CCTV系统设备由监控中心统一管理,由网管终端统一配置,再下载到其他各分站(如地铁车站)进行运行。此系统的突出特点就是地铁CCTV系统管理中心服务器可以对所有设备如摄像机(球机)、网络视频矩阵、网络录像机、网络交换机、网管型字符叠加器、网管型电源管理器,可以进行远程(在控制中心、或网管终端)配置、设置、监控这些设备的运行状态,包括设备的工作温度、电流、电压、电路的通断、通道的占用情况、报警信息等等。无需亲自抵达各车站,安装时只要设置一个设备IP地址即可,根据需要在管理中心或网管终端统一配置相关系统,然后拷贝到每个车站地的前端各设备。南京科安陈敏波分析,南京地铁CCTV建设较特殊,运营、车站安防、公安防控等全部是共用一套系统,增加了系统的复杂性,但也节省了设备的重复投资,增加网管也是便于各系统的协调。从使用管理角度上讲,网管中心配置非常适用于地铁。众所周知,地铁安防是多系统集成应用,若是具备网管功能,则可以在管理中心统一设置、管理,同时出现问题方便重新配置、更新等,以保证地铁系统尽可能不停运或少停运。从行业的角度看,很多厂家的设备目前都已具备远程设置、管理功能,但其功能尚未完全开放。设备厂商可将网管作为行业安防设备的功能要求,从维护角度上讲网管管理可以省事省时。


2.传输
    南京视得清蒋明胜指出,目前的安防市场产品基本上可以满足地铁的前端和终 端的数据采集、存储、处理等相关要求,但其中的传输部分是目前地铁安防中非常关键的一部分,至今为止地铁列车监控的传输部分还没有一家能够做出最好最稳定的传输方案,建议相关部门把多家的设计方案,都给予相关的技术审核,找一些安防相关的专家对各个方案的可行性进行论证,通过后并给予部分的研究开发资金提供,以便参与单位能更好更快地投入研究开发,及早地投入应用。


3.车载视频监控的应用
    车载视频监控早已不是新鲜事。早在2005年12月,广州地铁4、5号线配属的300辆新车加装车载视频监控系统项目首列车就在广州成功投入运营。这是国内首次在列车上安装的视频监控系统。2007年5月,北京地铁1号线300辆车的视频监控系统已全部完成安装并投入使用。这是国内首次对旧车进行车载视频监控的加装。深圳地铁1号线首次利用Wi-Fi技术进行实时视频信息传输,这是国内首个成功部署Wi-Fi技术同时实现视频上下行传输的无线地铁项目,为中国地铁行业利用Wi-Fi技术进行实时视频信息传输开创了先河。可见,随着地铁安防技术水平的提高,如无线传输条件大大改善,车载视频监控必定会日益完善、成熟。


4.地铁安防的规划建设
    广州市地下铁道总公司工程师陈钢认为,关于地铁安防系统的总体规划建设,目前仍需结合地铁实际情况和安防技术发展水平来综合考虑。加强地铁安防在防爆、防恐当面的应用,是近期也是未来地铁安防发展的新方向。


结语
    总之,地铁安防必须是“人防+技防”,在中国长期坚持人防为主的前提下,技防以它的突出表现展示现代科学技术的不可比拟性。另外,地铁安防的应用领域宽广,解决方案因具体情况而多样。所以,恳请更多的业内人士参与到地铁安防应用讨论中,为中国地铁安防建设提出见解性意见。

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[责任编辑:ally]

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