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地铁安防应用分分钟打起12分精神

地铁的运行给人们生活带来的便利是不言而喻的。作为出行必备工具之一,此类全自动化管理的出行方式相较于火车有人巡逻、公车人工售票来说,一定程度上人防的分量相对较少,技防和物防相对占重比例应用。故稍有不慎,则可能在事故发生前后不能起到事前防患和事后追踪的作用...

  地铁的运行给人们生活带来的便利是不言而喻的。作为出行必备工具之一,此类全自动化管理的出行方式相较于火车有人巡逻、公车人工售票来说,一定程度上人防的分量相对较少,技防和物防相对占重比例应用。故稍有不慎,则可能在事故发生前后不能起到事前防患和事后追踪的作用。可以说,地铁安防须分秒必争,时刻打起12分精神,在给予人们出行便利的同时,更好的保障市民的人身安全。本期,我们主要探讨地铁安防应用的现状和热点,以飨读者。

  谈地铁安防,不得不提地铁隐患。近年来,地铁的发展迅猛有目共睹:据悉,国内有33个城市正在规划建设地铁,已有28个城市获得批复。按照计划,至2020年总里程将达到6100公里……

  发展总是与困难并存。于地铁来说,地铁发展的困难不是技术,更多是事故频发导致对技术需求的不断提升和加大。那么,地铁常见事故有哪些呢?除了2005年震惊中外的伦敦爆炸案外,2011年中国发生的地铁事故就不在少数:2011年7月,北京地铁4号线动物园站A出口上行自动扶梯发生故障,致1人死亡28人受伤;2011年8月,南京地铁二号线因暴雨将轨道顶起;2011年10月,上海地铁发生追尾事故……表面看来,这些事故相较于2005年的伦敦爆炸案是“小巫见大巫”。然而,地铁本身人流就高度聚集,如果在人流量较大的高峰时段,就算是一丁点的小事故也可能引发大量人员伤亡,由此可知地铁安全隐患不容小觑。而博世安保通讯系统公共交通行业业务拓展经理包巍也表示:“这些事故的发生,给正在建设中的地铁项目均敲响了警钟,如何利用有效的技术措施,将安全效能提到最高,最直接的防止类似事件再次发生,十分重要。”本期,笔者就与读者一起,看看地铁的安保系统是如何建设的,具备哪些特点,又是如何应用新技术的。

  地铁安防 特殊决定个性独特

  城市地铁作为城市的重要交通枢纽,历来受到各界关注。而正因为它如此重要,往往也成为了不法之徒的作案地点。为此,地铁安保系统的建设必不可少。浙江宇视科技有限公司(原H3C存储及多媒体事业部)轨道交通产品经理吴平表示:“地铁安保系统主要有视频监控系统、门禁系统、防盗报警系统、智能分析系统、X光机,车载监控系统等。”在探讨他们的具体应用前,有必要先了解下地铁安防的个性特征。

  · 运营、公安多部门监管,信息共享。据浙江宇视科技吴平介绍,地铁的安保系统多数与公安部门相联,待到发生重大事故的时候,公安部门可第一时间在后台知悉和了解,并进行协同指挥;

  · 地铁线路长、车站多,多线路网状结构,换乘站多。单线路的统一管理和多线路的应急协作,对承载网络也有很高要求;

  · 安防子系统多,并随着毒气探测、放射性物质探测等新技术系统的使用,系统愈加复杂,系统需要高度集成;

  · 车站空间布局多样,安防工程施工需因地制宜,详细勘察,对工程集成能力要求高;

  · 地铁建设的初期现场环境恶劣,隧道内强的电磁干扰,列车振动,对设备的可靠性、环境特性,电磁兼容性要求高,车站设备耐冲击、耐振动。

  从上可知,地铁因自动化程度较高,从而具备多样化的独特需求。故地铁安保系统建设不仅为了提高工作效率,避免灾难事故发生,更是为确保每个乘客的人身安全。

  系统集成 地铁安防必备良药

  基于目前地铁对安防系统需求,地铁建设的众多的子系统,随着需求和科技的突飞猛进,应用已较为普及和成熟,但应用中也逐渐暴露出一个问题。博世包巍认为:“目前各个系统本身的运行都非常的完美。主要问题是各个系统独立运行,没有形成一个全方位协同工作状态,只有将各个系统的信息统一起来,完全互享,协同工作,方可达到真正的全方位防护目的。”系统大集成呼之欲出。

  其实,读者对系统集成的概念并不陌生。所谓的大安防集成系统,多指以一套平台为核心,将视频、门禁、报警以及其他子系统通过一个统一的大平台软件进行管理,可在第一时间掌握各系统的信息,并进行互联互通。在以往的地铁领域,安防系统各自单一,独立运行,各系统仅通过开放的接口进行硬件间的共享,不能有效的发挥集成优势。谈到系统集成的发展,博世包巍表示:“目前地铁系统集成,已进入软件集成阶段。即不同厂家的软件开始了相互协作的阶段。只是考虑到厂家自身的各个专利和许多协议等问题,还不能完全开放。而一些大型的集成商也开始了这种大规模的集成模式,随着地铁需求的进一步深化和提高、技术的发展、以及厂家对地铁的进一步的了解,这个局面将会越来越乐观,相信完全的协作的局面将很快的到来。”

  与此同时,浙江大华技术股份有限公司产品中心解决方案经理周晓军也表示:“地铁固然在朝开放和集成化发展,但其可能是不同厂家提供的产品来组成系统,这需要各厂家的产品通过统一的接口来实现各产品之间的对接,完成各系统的集成,因此产品的开放性和兼容性很重要。”

  系统集成本刊已探讨多次,本文就不做更详细的介绍。须知的是,有了安防综合管理平台,安保人员可一次性登录、管理以及业务浏览界面,从而提升管理集中性、便捷性以及管理效率。并通过对监控、门禁、报警等系统的整合联动,可以帮助安保人员更直观搞笑的处理各类应急事件,提升综合防范能力。相信待到各系统真正解决了系统兼容和协议问题,系统真正集成的时代会加快到来。

  地铁在发展 技术同步追上

  既然是全自动化管理的特殊领域。那除了事后防患,事前预防自然必不可少。按常理来说,要想达到事前防患,就不得不用到我们安防的一大杀手锏:智能分析。延伸来看,智能分析主要通过软件对图像中的异常情况进行分析从而告警给后台,达到防患于未然的效应。那么,要想从图像中分析出异常,前提是图像必须清晰!这个时候,高清的需求成为地铁安防的又一重要技术。

  不得不提:智能分析

  由于地铁建造的高成本及周期长的特点,中国各城市地铁线往往优先分布于交通最繁忙地区,以便于更好地解决交通拥堵问题,这就决定了地铁运营基本处于高负荷,尤其早晚高峰基本都人满为患的特点。客流量越大,对运营的压力越大,随之不安全因素或事故隐患也越多,因此对运营及公安视频监控系统的需求都成为必然,且在地铁系统中的比重不断增加。

  北京博思廷科技有限公司总经理王巍认为:“随着监控路数的不断增加,人员紧盯屏幕变得不可能,事后查验亡羊补牢的方式也不能满足监控管理效率的要求,因此更注重对事故隐患的事前预防,及异常事件的及时告警等。这部分投入若实际发挥作用,产生效益明显,性价比很高。因此智能视频分析技术在地铁系统中的应用成为不可逆的趋势,并有越来越多的功能进入实用。” 北京博思廷王巍从实际应用出发,总结了如下智能分析的功能应用。

  · 与客流检测相关的功能成为重中之重,尤其是人群截面流量或区域保有人数的计数及统计、突变检测、密度检测等,及时发现异常的拥挤事件,及时加强重点位置的人员干预,进行客流控制或引导,未雨绸缪,防患于未然,防止踩踏等事故发生。但也可能也是最大的技术难度所在,因为大厅、通道、站台等处的摄像机视角均有限制,客流都较复杂而且特征各异。目前常规客流统计算法(如商场出入口的人头检测)在地铁环境下一般无法达到统计精度要求,目前也有厂商通过优化几套不同的客流检测算法加以解决,一般时间准确率可达到95%以上,高峰期可达到85%以上;

  · 深圳及北京的电梯事故,使地铁对电扶梯逆行及停止等异常事件的视频检测也提出需求,若发挥作用可能减少损失,降低伤亡程度。但目前该算法的供应商较少,有些供应商只能依据电梯上的人员特征来判定电梯状态,且预警的作用有限,技术性能需要进一步完善。目前部分厂商研发的视频分析算法,不用以电梯上的人员为参照物,可在2~3秒钟内报警,具有较高的检测准确率;

  · 人脸识别功能,一般通过在通道或出入闸机口设置高清摄像机,采集客流中的部分正面人脸图像进行检测。检测到人脸后进行存储,并与目标人脸数据库进行比对,发现可疑人员后报警;亦可进行人脸检索。但在该场景下,目前暂时无法对人脸识别的准确率指标提出要求,因此只能定位在情报采集的用途;

  · 其它功能还有乘客追逐及剧烈运动检测,对乘客追逐、打架斗殴,以及剧烈活动等进行实时监测并报警;人员进入禁区及尾随检测,及时发现重点防护区内的人员入侵或尾随情况并报警;视频状态检测 / 图像异常告警识别,可在每时每刻监控每一路视频画面并对视频状态进行检测和诊断,当发现视频非正常工作状态(如视频丢失、视频被移动以至于偏离设定好的场景、视频被遮挡以至于无法正常监控、及由于聚焦偏离或水气凝结等各种原因造成视频模糊或视频质量下降)则自动报警;报警及显示场景重组,报警后自动创建报警事件并抓拍图片及录像(事件发生前及事件结束后的时长均可由用户调整设置,最长可达2小时),并可以在任何时间对报警事件进行全过程回放,实现现场重组,便于查清事件全过程。

  然而,在地铁视频中,由于摄像机视角限制及目标之间遮挡严重且频繁,即使一些大家相对熟悉的常规视频分析功能(如检测人员的越线检测、人员滞留、人员逆行等,及检测物品的物品遗留、物品移走等)的准确度实现也增加了相当的难度。加上轨道交通站内应该是最复杂的室内环境之一,也对算法提出了很多新的课题,需要花专门的功夫去深化分析和解决。博思廷凭借自身多年的经验,在技术和算法上都有显著的效应,可以提供多套算法,通过嵌入式硬件或者软件方式,较准确的实现在不同场合不同摄像机角度下的客流统计,并对客流数据实现本地以及远程多种形式的统计管理。

  不能不用:高清

  就上文所述,智能分析要想发挥较大的效应,首先得确保地铁站里的视频监控,首先要达到能够对监控对象进行高清监控,对人的每一个动作都看的清楚。这样做的好处除了利于后端的智能分析外,在前端安检人员无法准确的对被检人员进行安检的时候,后端的监控人员也许能从不同的角度,看出端倪,从而防患于未然。

  浙江大华周晓军介绍道:“地铁视频监控早期使用的是模拟前端+模拟矩阵+数字编码存储设备来搭建系统的,也是目前绝大多数已建成地铁主要采用的系统。该系统目前应用的状况还是比较稳定的,但是也存在的一些问题,首先模拟前端采集的图像清晰度不够高,编码后只能达到D1的分辨率,以模拟矩阵为核心的系统在数据分享、远程传输等都存在着局限性。高清的应用使得监控的图像更加清晰,网络化以后,使得数据分享、远程传输变的更加容易和灵活。”据悉,现在网络高清和智能化也在地铁安防被越来越多的应用,如武汉地铁2号线、南京地铁3号线都采用了全高清的方案。

  目前地铁视频监控点位设置越来越密集,在多线换乘站,监控点数可多达200个,一条地铁仅运营监控点数在一千路左右,多的可达两千路。而从目前地铁安防的建设需求上来看,越来越强调视频监控系统无死角覆盖,摄像头规模也越来越大。从2010年开始,地铁安防中高清1080P/720P视频监控的需求也逐渐显现。那么高清监控对传统的解决方案带来什么样的冲击,地铁高清监控系统的优点主要表现有哪些方面呢?

  · 首先,监控点数的规模和服务器数量不存在强相关性,单台视频管理服务器可以满足几子路的标清,高清图像监控,系统中不存在主要的统瓶颈问题;

  · 其次,系统中不存在车站级全局故障点,由于采用了类似电信领域中的软交换架构(业务流和控制流相分离),无论是管理服务器还是存储服务器发生故障均不会中断监控实时流,存储流也不受影响,保障了监控数据仍然正常的记录,从架构上极大地保证了系统的高可靠性;

  · 再次,当出现突发事件或事故,出现多个热点区域的时候,大规模突发的流量通过组播技术由交换机来进行复制、分发,从而轻松解决大规模多用户问题,满足公安和企业管理方紧急情况下高可靠性调度要求;

  · 最后,裸数据直存的方式大大减小了磁盘阵列性能的压力,使其能够轻松应对大规模高清图像输入同时且保证多路高清回放。裸数据块的方式也使数据所看即所存,所存即所用,所用即回放的高性能,保障了地铁行业应对紧急事件能快速处理的根本要求。

  据悉,越来越多的地铁解决方案厂商也开始走全数字化道路,比如浙江宇视科技推出的的IP全数字监控解决方案基于NGN架构,全面支持高清、标清,虚拟化的存储管理,高性能的管理平台,多种备份技术(管理平台双机热备、N+1备份,存储设备N+M备份和网络层备份),并注重系统的可靠性,不同部门业务逻辑的管理,实现多线路信息共享协作,物理资源共享,综合网管。此外,浙江大华推出全高清解决方案,采用了组播功能,即前端摄像机可实时发送出两个码流,一个是单播码流,一个是组播码流,组播码流主要是给需要预览使用,单播流主要用作存储。采用组播方式预览时,可以提高实时预览的速度,对于图像显示即时性有所保证;单播方式用于存储,可以提高存储的可靠性。而博世安博更是结合自身的广播系统、门禁系统等丰富经验,研发的地铁安保解决方案,运用高清与智能分析相结合,从而更好的实现人性化,高安全化管理。

  有规矩成方圆 政策支持

  古语说得好:“无规矩不成方圆!”地铁作为高安全性的自动化管理领域,政策的导向不可或缺。据悉,目前地铁行业主要技术规范有已实施的《城市轨道交通安全防范系统技术要求》和即将出台的《城市轨道交通公共安全防范系统工程技术规范》。前者主要明确了技术的使用要求,而后者更是明确了技术应用的规范制度。《城市轨道交通公共安全防范系统工程技术规范》对系统评估、设计、检测、验收等都有明确规定,为地铁安防系统的设计和实施提供了明确的方向,为各地地铁安防建设共享了经验。此外其还从一般治安管理的安防领域扩展到反恐怖袭击等重大安全事件领域,为地铁的安全运行提供了全方位保证,将有效保障人民人身安全和社会安定。浙江宇视科技吴平认为:“该政策的出台可对系统整体设计、工程技术、服务提出了新的要求,必将推动整个产业技术方案、施工服务质量的提升,进一步提升地铁安防系统的效能。”

  博世安保通讯包巍也认为:“2011年9月1日发布的《城市轨道交通公共安全防范系统工程技术规范》大大规范了相关安防系统在地铁中的运用,不但从前端,更从整个系统,及相互衔接上提出了要求,为今后地铁安防系统的集成也提供了很好的引导。 ”相信有了该政策的指导,地铁的发展将会更有秩序,循序渐进。

  结语

  毋容置疑,地铁行业的安防解决方案未来必将实现各业务系统高度集成,标准化,智能化,各种传感器技术广泛使用是必然方向。正如博世安保包巍所说:“大集成是地铁的一个毋庸置疑的大方向,在这样的环境中会鞭策各个厂家不但拥有过硬的技术,还必须有针对地铁特有的环境和需求出发的技术和产品,从而提升地铁中安防系统的防范要求,最终消灭切不安全的隐患。”

  笔者相信,随着全中国乃至全球地铁持续的扩展修建,各安防厂商和集成商均想分一块蛋糕。这既是一个抢夺战,又是一个考验战。只有技术过硬,符合用户需求的厂商才最终能赢得战争的胜利。而在地铁还是规划以及修建阶段,各厂商必须打起12分精神,自我修炼,把技术最到最好、最精、最实用,方能在最终的判决中大获全胜。

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