地铁车站电视监视系统设计

2009-06-09 10:41:00 来源:陶瑞岩 魏显齐
安全自动化杂志征稿

    本文结合在轨道交通领域电视监控系统的经验,介绍了地铁电视监视系统的设计原则、目标及基本要求,提出了系统的结构和功能,最后对车站和中心的监控系统分别做了设计,与大家共享。

1、系统概述
    地铁电视监视系统是保证地铁行车组织和安全的重要手段。调度员和车站值班员利用它监视列车运行、客流情况、变电所设备室设备运行情况,提高行车指挥效率。当车站发生灾情时,地铁电视监控系统可作为防灾调度员指挥应急抢险的有力工具。地铁作为重要的交通枢纽,客流量极大,安全措施必须得到保证,因此建立一套安全、稳定、高效的电视监控系统是有必要的。

2、系统设计原则
    系统组成应简单、易扩容、易升级、易维护;在瞬间电源倒换时不死机;设备及板卡允许带电热插拔;监控操作程序应尽可能的简便,监控界面图形化;系统的网管功能应强大、可对车站电视设备进行遥控开关机;车站设置网络视频录像存贮设备,可对站内全部图像进行录制并保存;控制中心可任意调看全线任意画面。

3、系统设计目标
    实时监控每个车站的站台、站厅、自动扶梯、变电所变压器室及10KV开关柜室等处,还应覆盖AFC的售票机和闸机。

4、系统设计基本要求
    本系统设置由控制中心和备用控制中心调度员的行车监视、防灾环控监视、AFC监视、电力设备监视;车站值班员客运管理监视和防灾监视两大部分构成。

    采用控制中心远程监控和车站本地监控方式,组成一个完整的闭路电视两级监视网络。各车站视频分配器输出的视频信号,通过视频数字编码器处理后送至车站的光传输设备,控制中心光传输设备接收此信号后送入中心视频处理设备后进行相应解码处理。

5、系统组成
    地铁电视监控系统由车站监控系统和中心监控系统组成,分为两级结构,其中车站监控系统由图像摄取、图像显示及录制、车站控制处理组成,中心控制系统由中心控制处理及显示、视频信号传输、网管等设备组成。

(1)系统结构如图1

[nextpage] (2)系统功能
    控制中心监控网络接收各车站发送的图象信息,各车站所有视频全编码上传,控制中心各调度员通过中心视频切换控制设备将各车站远端传送的视频信号任选若干路,经数字视频解码器处理后还原成模拟信号送入彩色监视器、TCC和大屏幕上,以便各值班员可以对各个车站所有摄像机摄取的画面进行选择监视。中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。可根据具体需要设置多个遥控优先等级,并可进行云台变速控制。各调度员通过登陆的用户名和密码来区分优先级,车站的云台被控制时在软件上显示占用者名称。

    各车站行车值班员可以通过行车监控终端(计算机及图形软件)在中心未占用时,通过在本站设置的电力监控与环控集成系统设备,遥控本站任意一台球形一体化摄像机云台的转动以及对变焦镜头调节,系统可设置云台的预置位,还可以各种程序进行循环显示或手动选择在彩色监视器上显示。

    设备管理系统利用软件菜单对系统设备进行报警参数、报警门限数值的配置和修改,每个前端视频设备的故障报警、设备输出参数在该操作平台上通过点击屏幕即可看到。可以与其选用的切换矩阵控制设备配套使用。所有视频切换及系统各控制功能均在该操作平台上点击屏幕或屏幕上的预置位即可实现。其模拟实际线路和站内摄像机位置的图像标识及分层点击站内摄像机的操作方式均可使操作和控制过程简化。

控制中心配备网络监控录像管理软件,车站所有录像存储设备的工作状态均在该软件上显示,中心软件功能如下:
•控制中心、车站具有与电力监控与环控集成系统的接口,提供全部控制协议;
•具备进行实时录制数字视频压缩信号的功能,同时具有动态录像功能;
•具有接收统一时间校准的功能,以便对输入的所有图像录制时间进行校准;
•图像可在中心经传输系统进行网络回放、刻录,能按录像的时间、日期范围、站名和摄像机位置进行分类检索图像,回放速度可调;
•录像设备可通过外部控制进行实时录像的开启和停止的控制;
•提供移动侦测录像或高清晰录像状态,外部触发受控于网管系统,设备故障时能及时向控制中心和车站网管进行告警;
•灵活的联网存储配置-本地(DAS)、远程(SAN)和集中式记录(NAS);
根据警报即时查看事件;
•用于PTZ键盘操控的直观界面;
•集成干接点:可通过不同的干接点控制进行实时录像、停止录像、进入移动侦测录像、可转换到高清晰录像等,干接点的触发受控于网管系统;
•有复查追踪功能,能够跟踪用户系统管理活动;
•基于SNMP的事件通知功能;
•可扩展功能,扩展时不影响既有设备的使用,增加的少量硬件设备,软件基本不变,各分站的录像设备在增加视频分析软件后,可完成可疑物品遗失报警、穿越禁区报警、逆向通行报警、统计人流等视频分析功能。

6、车站监视系统
    车站监控网络主要完成对本车站管辖范围内的视频信号的监控和录像,摄像机输出的模拟信号经视频分配器分别输出至视频编码器、本站切换矩阵及本站硬盘录像机。本站调度员通过视频监控终端监视本站视频图象;通过硬盘录像机对本站图象进行录制。[nextpage]

    摄像机输出的模拟信号经视频分配器进入本站的视频编码器(采用全编码方式),再经车站的传输设备传输至控制中心进行解码,送至控制中心各调度员的监视器(电力调度、防灾环控调度、行车调度、AFC调度)、显示大屏及TCC指挥中心。

    控制中心至车站控制和网管信号的远距离传输是经光传输系统提供的数据通道下传。传输通道可为以太网、RS422/RS485,传输方式可为共线或点对点传输方式。

    车站监控系统示意图见图2。

    车站监控终端能显示中心控制的球形一体化摄像机云台的情况。车站方只有在高级优先控制释放本站云台后,才可对该路云台进行操作。

    对车站的云台控制可使用软件和键盘两种形式,优先级设置灵活、可调,车站防灾值班员可以通过防灾控制终端以各种程序进行循环显示或手动选择显示本站内任意一幅图像在彩色监视器上。

    车站设置防灾专用的紧急启动设备电源的开关,可在行车值班室开启本站全部设备。系统矩阵为全交叉切换方式,每路输出互不干扰,输出即可以选择完全不同的摄像机的图像,也可以显示来自同一摄像机的图像,显示效果不受影响。

7、中心监控系统
    控制中心监控网络接收各车站发送的图像信息,各车站所有视频全编码上传,控制中心各调度员通过中心视频切换控制设备将各车站远端传送的视频信号任选若干路,经数字视频解码器处理后还原成模拟信号送入彩色监视器、TCC和大屏幕上,以便各值班员可以对各个车站所有摄像机摄取的画面进行选择监视。中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。具体结构见图3。[nextpage]

•控制中心的行车、电力调度员的电视监控信号传至电力监控与环控集成系统终端和彩色监视器;
•所有云台摄像机的预置位以图形方式设置,并可编写和修改;
•行车、电力调度员可通过电力监控与环控集成系统操作站以各种程序进行循环显示或手动选择预置位,观看任意车站的任意图像或同时观看同一幅图像;
•中心行车调度员、电力调度员可以通过设置在各自的电力监控与环控集成系统终端对各个车站所有摄像机摄取的画面进行选择多程序循环监视;
•防灾环控调度员、AFC各配置一台电力监控与环控集成系统终端和一台显示器,可通过自己的控制终端,观看任意车站的任意图像或同时观看行车等调度的同一幅图像;
•中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。可根据具体需要设置多个遥控优先等级;
•控制中心的防灾环控、行车调度员能将各站的图像任意地切换到调度大厅显示大屏上;
•控制中心的防灾环控、AFC调度员可以通过各自的控制终端对各个车站所有摄像机摄取的画面进行手动选择或按程序循环监视;
•中心调度员能够在远程遥控车站任何一台球形一体化摄像机云台的转动及其变焦镜头的焦距调节。可根据具体需要设置多个遥控优先等级,并可进行云台变速控制;
•中心控制台设置专用的紧急启动设备电源的开关,在延长运用时间或紧急情况下,可在中心控制台处手动开启和关闭各分站设备电源;
•控制中心图像回放功能:控制中心的调度主任应能调看任意车站的任意一幅视频录像,对所回放录图像进行光盘刻录复制;
•图像检索功能:提供在中心按站点、时间检索的功能,方便今后的快速检索,界定和排除事故,保障行车组织安全;
•故障管理:能识别系统故障,并能对闭路电视系统设备发生的故障进行定位及迅速查询故障;
•能报告所有告警信号及其记录的细节;
•具有告警过滤和遮蔽功能(不应产生误告警);
•提供声光告警显示功能。

    本文作者现任职于中兴智能交通系统(北京)有限公司。


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