从广州地铁5号线看轨道交通安防系统的建设与发展

2010-08-16 17:42:00 来源:安防知识网
安全自动化杂志征稿

[摘要] 随着城市轨道交通新线的不断建设,为了最大限度地确保乘客出行与轨道交通安全,为地铁营造安全祥和的客运环境,地铁的安防系统建设、安全运营管理的重要性日益凸显。本文将集中对轨道交通安防系统的组成、建设与发展进行探讨。

【安防知识网】随着城市轨道交通新线的不断建设,为了最大限度地确保乘客出行与轨道交通安全,为地铁营造安全祥和的客运环境,地铁的安防系统建设、安全运营管理的重要性日益凸显。本文将集中对轨道交通安防系统的组成、建设与发展进行探讨。

  市场现状概述

  轨道交通作为城市客流交通运输的大动脉,具有大运能、低能耗、高环保及可持续发展的优势和特点,得到各国政府的支持。我国目前正处于建设的高峰期。1995年至2008年12年间,我国建有轨道交通的城市,从2个增加到10个,投资以每年100多亿元的速度在推进。至2010年初止,已有10个城市开通了31条城市轨道交通线,运营里程达到835.5公里。2009年末,国务院又批复了22个城市的地铁建设规划,总投资达8820.03亿元。

  目前,广州市为适应城市发展的需要,改善交通拥挤现状,同时在建和拟建多条地铁线路,至2010年亚运会开幕前,将累计建成开通线路达8条、230多公里的基本网络体系。在建设速度加快的情况下,为了最大限度确保乘客出行与轨道交通安全,为地铁营造安全祥和的客运环境,地铁的安防系统建设、安全运营管理的重要性日益凸显。

  地铁的安防系统建设必须根据轨道交通实际情况,按照相关的安全技术防范技术规范进行设计及建设。安全运营管理必须结合已有的安防系统及非传统安全技术防范手段,实现轨道交通日常治安事件的控制、突发事件的处置以及应对恐怖活动。

  系统组成

  广州地铁涉及到安全技术防范方面,原有地铁线路主要体现在地铁通信专业的闭路电视监控系统和车站、运营控制中心及车辆段的门禁系统。

  闭路电视监控系统

  闭路电视监控系统主要包括运营闭路电视监控、票务闭路电视监控以及公安视频监控系统。

  运营闭路电视监控系统一般供运营、管理人员实时监控车站客流、列车出入站、旅客上下车等情况,是加强运行组织管理,提高效率,确保安全正点地运送旅客的重要手段。发生灾害时,由兼管防灾的调度员或值班员使用本系统随时监控灾害和乘客疏散情况。票务闭路电视监控系统在站长室内设置监控器,实现对车站内的进出闸机、票亭、票务管理室内的图像监控功能。公安视频监控系统主要是对轨道交通各车站进行实时监控,以便及时发现、震慑和打击违法犯罪行为,为查缉破案提供录像取证。

  公安视频监控系统一般与运营闭路电视监控系统共用前端摄像机方式实现资源共享,后台控制及显示独立设置。视频流信息可以得到有效管理,相互干扰较小。

  目前,轨道交通闭路监控系统采用的视频监控技术可分模拟视频监控、模拟采集+数字传输视频监控和数字视频监控三种。

  模拟视频监控占用的光纤资源多、辅助设备复杂、管理维护困难且扩容难度大。在摄像机数量众多的情况下,基于模拟视频控制矩阵的监控方式难以实现画面的灵活切换、快速定位、多个用户的优先级控制和换乘站图像资源共享等功能。而数字视频监控具有将视频信号、控制信号同时编码,监控终端可通过多媒体处理软件结合GIS电子地图实现视频的灵活控制以及分配用户优先级的功能。

  随着地铁线路的不断建设,换乘站将会越来越多,对于数字视频监控方案,只需要换乘站 IP网络互联,就可方便地实现图像互看。另外,数字监控方式更有利于线网图像资源共享、视频分析、视频联动等功能的实现。随着其硬件及软件的不断完善,数字视频监控技术的性能会有很大的改进,价格也会逐渐降低。因此,逐渐采用数字视频技术组建闭路电视监控系统是发展方向。

  门禁系统

  门禁系统保证授权人员在受控情况下方便地进入设备及管理区域,防止非授权人员进入限制区域,在车站、车辆段的设备房及管理用房设置门禁系统。一般为集中式管理系统,分为中央与车站两级管理,中央、车站和现场三级控制方式,并预留与线网授权中心的接口。系统运行模式分为在线、离线、灾害三种模式,并且可根据不同情况进行转换。

  门禁系统由中央级设备、车站/车辆段级设备、现场级设备和连接中心与各车站/车辆段的传输网络等构成。

  门禁系统采用分布式控制和集中监控管理的运行方式。在车站级,为确保主控制器与该地控制器之间通信可靠性,采用RS485环型总线或双总线形式,数据交换速率快,可靠性高,在网络发生故障时,分布在各处的智能门禁控制器能继续按照预先设定的程序对出入口进行管理。

  由于地铁线路越来越多,对于各线门禁系统设置集中的门禁授权中心,规范门禁系统,采用通用的数据格式、总线及传输方式,将是门禁系统新的发展方向。

  随着地铁建设发展,安防方面涉及的内容和范围将不断补充完善。近来,广州地铁对于在建新线提出设置单独的全线安防系统项目,目前主要的运用范围是以下两方面:车辆段与综合基地安防和区间出入隧道口、高架桥区间、主变电站的安防方面,是对原有安全技术防范的扩展补充。 [nextpage]

  广州五号线工程概述

  以目前已经建成开通的广州地铁五号线安防系统项目为例,广州市轨道交通五号线首期工程(口至文冲段)正线线路全长32 km,其中29.79km为地下线路,2km为高架线路。线路西起芳村区的口,东至黄埔的文冲站,从东往西依次设置24座车站,设1个车辆段,1个控制中心。车辆段选址在鱼珠,负责五号线的停车及检修工作。控制中心设于鱼珠车辆段内。

  其中,工程实施范围包括:1)鱼珠车辆段安防系统,包括整个鱼珠车辆段的周界报警系统以及段内重要地点、建筑物的监控系统工程;2)五号线正线坦尾至中山八区间出入隧道口处的安防系统。

  五号线安防系统结构及功能

  各区域安防系统结构

  车辆段安防系统主要用于车辆段段内的人身财产安全和生产基地的防盗、防破坏监控管理,通过该系统设备的设置,以实现车辆段的智能化、多方位、全天候的现代化先进管理,以确保地铁车辆段正常、有序地作业生产,从而保障地铁运营的正常进行。主要由三个子系统组成:周界报警系统、闭路电视监控系统、广播系统。

图1   闭路监控系统摄像机设置

  高架区间出入隧道口处设置的安防系统为车辆段安防系统的延伸,主要由周界报警和闭路电视监控系统两个子系统组成。

  沿隧道口围蔽设置震动电缆和摄像机,报警信号及视频图像传输至鱼珠车辆段监控中心统一进行监控和管理,前端摄像机设备(含周界报警系统)电源由就近车站通信设备房内UPS系统提供,光缆线路利用五号线专用通信系统沿地铁线路敷设的光缆中的备用纤芯。

  周界报警系统

  周界报警系统主要通过设置震动感应电缆的方式实现。周界防范报警系统包括需要设置区段的震动感应电缆、震动感应器(室外前端处理单元)、震动电缆连接器(室外串接单元)、周界防范报警中心终端接收处理单元、周界报警联动控制器和系统管理等。

  系统沿车辆段、周边隧道口围蔽(金属扩张网)设置震动感应电缆、震动电缆及连接单元直接绑扎固定在金属扩张网上。震动电缆的固定高度按距地面1.5m设置,同时配以相应的报警处理单元、连接单元、终端负载单元、网络接口单元和防雷单元及电源模块等。

  列车经过时、刮风下雨和打雷时会导致扩张网的震动。因此,震动感应电缆要求具有自识别功能,排除风、雨、雷电和车辆通行造成的震动干扰。每一根震动电缆根据围蔽的实际机械特性建立一条随位置不同的灵敏度曲线而不是只有一个报警值,使报警系统的报警阈值,达到与实际现场环境高度吻合,最大限度避免误报和漏报。

  当电缆检测到震动信号时,报警系统可通过设定时间窗口、震动次数和震动强度来定义报警事件,做到对真正的攀爬或破坏围墙的行为发出报警信号,而对老鼠、猫、狗等小动物的一次性冲击围界不予理会;当电缆检测到一个真正的报警事件时,报警系统能精确显示报警位置,定位精度不应大于10米,且能与视频监控系统联动,提高系统的安全防范等级,具有误报率低、不受地形和环境限制、安全性高等特点。

  在监控中心(鱼珠OCC消防控制室)设置周界报警系统监控终端,对入侵行为进行报警,并与闭路电视监控系统进行联动,及时显示入侵地点的视频图像。当有人在攀爬或破坏车辆段周界金属扩张网时,系统能够及时向值班人员发出可听、可视的报警信息,并且能迅速在电子地图上对入侵地点进行定位。 [nextpage]

图2   监控中心现场图

  闭路电视监控系统

  1、基本功能要求

  闭路电视监控系统用于实现监控中心值班人员对车辆段周界及段内重要地段的监控。当报警信号发出时,系统能够迅速显示入侵发生地点的视频图像信息,从而使值班人员能及时对入侵行为做出反应。

  监控的区域主要为车辆段周界,以及车辆段出入口、控制中心出入口、主变电站出入口、出入段线隧道口、运用库出入口、河涌两侧等位置。沿车辆段周界设置的摄像机主要用于和周界报警系统联动,在段内各重要地段设置的摄像机主要用于监控人员和车辆的进出情况。为实现24小时监控的功能,所有前端摄像机应加装红外灯,当室外照度低于摄像机限值时,红外灯自动打开,辅助摄像机摄像。

  2、中心监控和操作功能

  在监控中心设有视频矩阵、监控操作台、液晶监控器等设备。通过监控操作台应能实现以下功能:可接收、切换全部前端摄像机的监控图像;可对所有视频图像或已设置的固定组合监控区域进行自动循环监控,轮循间隔可调;可设置人工监控模式,对车辆段内的任意一路摄像机图像进行人工单选监控;可对设置在车辆段的一体化红外高速云台摄像机进行遥控,实现对摄像机变焦和云台的操作;可实现任意选择内容的四画面图像显示功能。此外还有图像汉字叠加功能和录象功能等。

  广播系统

  广播系统主要用于对入侵行为进行阻止。当周界报警系统发出报警信号,并经中心值班人员确认有入侵行为正在发生时,值班人员可通过设置于监控中心的广播操作台(含话筒)进行人工广播或播放预置录音,以达到阻止入侵行为的目的。

  通过控制广播操作台,可实现以下功能: 编组广播功能,对任意一个区域、多个区域、全部区域进行广播; 话筒/语音合成广播,话筒为单路,语音合成分为0-9共10段不同内容(可扩充),总的存储时间应不短于600秒,语音内容能方便的更改;编程功能,用于人工对段内广播的编组设定、语音合成信息键位与内容设定等;监听选择模式,可对语音合成的广播内容进行监听。

  系统联动

  当周界报警系统发出报警信号后,该系统报警监控平台可对入侵发生地点进行定位,并在报警中心的电子地图上用红色亮点的闪烁显示报警位置,显示报警位置参数,发送联动信息至闭路电视监控系统,将附近的摄像机镜头对准入侵发生地点,同时监控中心液晶监控器显示内容自动切换到该路视频,显示报警现场图像信息,从入侵行为发生到监控器上显示入侵地点视频图像的联动反应时间应不小于3s。同时可通过广播系统对该广播区域进行人工广播或播放预置录音,以达到阻止入侵行为发生的目的。

  地铁安防系统的发展思考

  数字技术和新型产品的运用

  由于信息技术的发展,基于成熟的TCP/IP协议基础的IP数字化视频监控系统、门禁系统、广播系统等安防系统,由于其具有联网性、开放性、扩展性等多方面优势,将在未来的轨道交通安防建设中成功运用。当然,系统网络的安全性还须进一步关注。

  除此之外,智能视频监控、无线视频传输、震动感应电缆、地埋式感应系统、室外微波收发探测器、微波对射入侵探测器等新产品的开发和运用也值得期待。

  建立门禁授权中心

  目前,各线的门禁系统单独成网,各线都设独立的中央级设备来统一对该线人员门禁授权,各线中央级设置非同一地点,对于运营需进出多线人员的授权存在多次操作、遗漏等诸多问题。因此,有必要在多条线路门禁系统中央级基础上设置门禁授权中心,整合各线系统的授权管理,并预留新线接口。 [nextpage]

图3  扩张网敷设震动感应电缆

  非传统安防系统技术的发展

  近年来,东京地铁毒气,巴黎、莫斯科及伦敦地铁爆炸,韩国大邱地铁纵火等一系列地铁恐怖袭击事件显示,地铁已经成为暴力恐怖活动袭击的重要目标。

  上海市于2007年制定了针对城市轨道交通安全技术防范的地方标准“上海市《重点单位重要部位安全技术防范系统要求》第7部分:城市轨道交通”即《DB31/329.7—2007》,在该标准中针对城市轨道交通中使用的爆炸物、毒气、放射性物质、易燃易爆液体等危险物品探测以及智能视频分析等针对非传统恐怖袭击的安防子系统作了详细规定。

  放射性物品探测、易燃易爆化学物品探测、毒气探测、炸药探测,人脸识别等非传统安防系统技术将得到更快的发展和运用。

  结语

  新的安防技术在不断推陈出新,设计标准及相关规范也在不断改进完善,未来轨道交通安防系统的建设将更加简单和标准化,维护和管理也将更加方便,安防系统在保障轨道交通运营和安保方面也将发挥着愈加重要的作用。

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[责任编辑:蔡洁莉]

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