市場現(xiàn)狀概述

　　軌道交通作為城市客流交通運輸?shù)拇髣用}，具有大運能、低能耗、高環(huán)保及可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢和特點，得到各國政府的支持。我國目前正處于建設的高峰期。1995年至2008年12年間，我國建有軌道交通的城市，從2個增加到10個，投資以每年100多億元的速度在推進。至2010年初止，已有10個城市開通了31條城市軌道交通線，運營里程達到835.5公里。2009年末，國務院又批復了22個城市的地鐵建設規(guī)劃，總投資達8820.03億元。

　　目前，廣州市為適應城市發(fā)展的需要，改善交通擁擠現(xiàn)狀，同時在建和擬建多條地鐵線路，至2010年亞運會開幕前，將累計建成開通線路達8條、230多公里的基本網(wǎng)絡體系。在建設速度加快的情況下，為了最大限度確保乘客出行與軌道交通安全，為地鐵營造安全祥和的客運環(huán)境，地鐵的安防系統(tǒng)建設、安全運營管理的重要性日益凸顯。

　　地鐵的安防系統(tǒng)建設必須根據(jù)軌道交通實際情況，按照相關的安全技術防范技術規(guī)范進行設計及建設。安全運營管理必須結合已有的安防系統(tǒng)及非傳統(tǒng)安全技術防范手段，實現(xiàn)軌道交通日常治安事件的控制、突發(fā)事件的處置以及應對恐怖活動。

　　系統(tǒng)組成

　　廣州地鐵涉及到安全技術防范方面，原有地鐵線路主要體現(xiàn)在地鐵通信專業(yè)的閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)和車站、運營控制中心及車輛段的門禁系統(tǒng)。

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要包括運營閉路電視監(jiān)控、票務閉路電視監(jiān)控以及公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

　　運營閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)一般供運營、管理人員實時監(jiān)控車站客流、列車出入站、旅客上下車等情況，是加強運行組織管理，提高效率，確保安全正點地運送旅客的重要手段。發(fā)生災害時，由兼管防災的調度員或值班員使用本系統(tǒng)隨時監(jiān)控災害和乘客疏散情況。票務閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)在站長室內(nèi)設置監(jiān)控器，實現(xiàn)對車站內(nèi)的進出閘機、票亭、票務管理室內(nèi)的圖像監(jiān)控功能。公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對軌道交通各車站進行實時監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)、震懾和打擊違法犯罪行為，為查緝破案提供錄像取證。

　　公安視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般與運營閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)共用前端攝像機方式實現(xiàn)資源共享，后臺控制及顯示獨立設置。視頻流信息可以得到有效管理，相互干擾較小。

　　目前，軌道交通閉路監(jiān)控系統(tǒng)采用的視頻監(jiān)控技術可分模擬視頻監(jiān)控、模擬采集+數(shù)字傳輸視頻監(jiān)控和數(shù)字視頻監(jiān)控三種。

　　模擬視頻監(jiān)控占用的光纖資源多、輔助設備復雜、管理維護困難且擴容難度大。在攝像機數(shù)量眾多的情況下，基于模擬視頻控制矩陣的監(jiān)控方式難以實現(xiàn)畫面的靈活切換、快速定位、多個用戶的優(yōu)先級控制和換乘站圖像資源共享等功能。而數(shù)字視頻監(jiān)控具有將視頻信號、控制信號同時編碼，監(jiān)控終端可通過多媒體處理軟件結合GIS電子地圖實現(xiàn)視頻的靈活控制以及分配用戶優(yōu)先級的功能。

　　隨著地鐵線路的不斷建設，換乘站將會越來越多，對于數(shù)字視頻監(jiān)控方案，只需要換乘站 IP網(wǎng)絡互聯(lián)，就可方便地實現(xiàn)圖像互看。另外，數(shù)字監(jiān)控方式更有利于線網(wǎng)圖像資源共享、視頻分析、視頻聯(lián)動等功能的實現(xiàn)。隨著其硬件及軟件的不斷完善，數(shù)字視頻監(jiān)控技術的性能會有很大的改進，價格也會逐漸降低。因此，逐漸采用數(shù)字視頻技術組建閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)展方向。

　　門禁系統(tǒng)

　　門禁系統(tǒng)保證授權人員在受控情況下方便地進入設備及管理區(qū)域，防止非授權人員進入限制區(qū)域，在車站、車輛段的設備房及管理用房設置門禁系統(tǒng)。一般為集中式管理系統(tǒng)，分為中央與車站兩級管理，中央、車站和現(xiàn)場三級控制方式，并預留與線網(wǎng)授權中心的接口。系統(tǒng)運行模式分為在線、離線、災害三種模式，并且可根據(jù)不同情況進行轉換。

　　門禁系統(tǒng)由中央級設備、車站/車輛段級設備、現(xiàn)場級設備和連接中心與各車站/車輛段的傳輸網(wǎng)絡等構成。

　　門禁系統(tǒng)采用分布式控制和集中監(jiān)控管理的運行方式。在車站級，為確保主控制器與該地控制器之間通信可靠性，采用RS485環(huán)型總線或雙總線形式，數(shù)據(jù)交換速率快，可靠性高，在網(wǎng)絡發(fā)生故障時，分布在各處的智能門禁控制器能繼續(xù)按照預先設定的程序對出入口進行管理。

　　由于地鐵線路越來越多，對于各線門禁系統(tǒng)設置集中的門禁授權中心，規(guī)范門禁系統(tǒng)，采用通用的數(shù)據(jù)格式、總線及傳輸方式，將是門禁系統(tǒng)新的發(fā)展方向。

　　隨著地鐵建設發(fā)展，安防方面涉及的內(nèi)容和范圍將不斷補充完善。近來，廣州地鐵對于在建新線提出設置單獨的全線安防系統(tǒng)項目，目前主要的運用范圍是以下兩方面：車輛段與綜合基地安防和區(qū)間出入隧道口、高架橋區(qū)間、主變電站的安防方面，是對原有安全技術防范的擴展補充。 [nextpage]

　　廣州五號線工程概述

　　以目前已經(jīng)建成開通的廣州地鐵五號線安防系統(tǒng)項目為例，廣州市軌道交通五號線首期工程(口至文沖段)正線線路全長32 km，其中29.79km為地下線路，2km為高架線路。線路西起芳村區(qū)的口，東至黃埔的文沖站，從東往西依次設置24座車站，設1個車輛段，1個控制中心。車輛段選址在魚珠，負責五號線的停車及檢修工作?？刂浦行脑O于魚珠車輛段內(nèi)。

　　其中，工程實施范圍包括：1)魚珠車輛段安防系統(tǒng)，包括整個魚珠車輛段的周界報警系統(tǒng)以及段內(nèi)重要地點、建筑物的監(jiān)控系統(tǒng)工程;2)五號線正線坦尾至中山八區(qū)間出入隧道口處的安防系統(tǒng)。

　　五號線安防系統(tǒng)結構及功能

　　各區(qū)域安防系統(tǒng)結構

　　車輛段安防系統(tǒng)主要用于車輛段段內(nèi)的人身財產(chǎn)安全和生產(chǎn)基地的防盜、防破壞監(jiān)控管理，通過該系統(tǒng)設備的設置，以實現(xiàn)車輛段的智能化、多方位、全天候的現(xiàn)代化先進管理，以確保地鐵車輛段正常、有序地作業(yè)生產(chǎn)，從而保障地鐵運營的正常進行。主要由三個子系統(tǒng)組成：周界報警系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)。

圖1   閉路監(jiān)控系統(tǒng)攝像機設置

　　高架區(qū)間出入隧道口處設置的安防系統(tǒng)為車輛段安防系統(tǒng)的延伸，主要由周界報警和閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成。

　　沿隧道口圍蔽設置震動電纜和攝像機，報警信號及視頻圖像傳輸至魚珠車輛段監(jiān)控中心統(tǒng)一進行監(jiān)控和管理，前端攝像機設備(含周界報警系統(tǒng))電源由就近車站通信設備房內(nèi)UPS系統(tǒng)提供，光纜線路利用五號線專用通信系統(tǒng)沿地鐵線路敷設的光纜中的備用纖芯。

　　周界報警系統(tǒng)

　　周界報警系統(tǒng)主要通過設置震動感應電纜的方式實現(xiàn)。周界防范報警系統(tǒng)包括需要設置區(qū)段的震動感應電纜、震動感應器(室外前端處理單元)、震動電纜連接器(室外串接單元)、周界防范報警中心終端接收處理單元、周界報警聯(lián)動控制器和系統(tǒng)管理等。

　　系統(tǒng)沿車輛段、周邊隧道口圍蔽(金屬擴張網(wǎng))設置震動感應電纜、震動電纜及連接單元直接綁扎固定在金屬擴張網(wǎng)上。震動電纜的固定高度按距地面1.5m設置，同時配以相應的報警處理單元、連接單元、終端負載單元、網(wǎng)絡接口單元和防雷單元及電源模塊等。

　　列車經(jīng)過時、刮風下雨和打雷時會導致擴張網(wǎng)的震動。因此，震動感應電纜要求具有自識別功能，排除風、雨、雷電和車輛通行造成的震動干擾。每一根震動電纜根據(jù)圍蔽的實際機械特性建立一條隨位置不同的靈敏度曲線而不是只有一個報警值，使報警系統(tǒng)的報警閾值，達到與實際現(xiàn)場環(huán)境高度吻合，最大限度避免誤報和漏報。

　　當電纜檢測到震動信號時，報警系統(tǒng)可通過設定時間窗口、震動次數(shù)和震動強度來定義報警事件，做到對真正的攀爬或破壞圍墻的行為發(fā)出報警信號，而對老鼠、貓、狗等小動物的一次性沖擊圍界不予理會;當電纜檢測到一個真正的報警事件時，報警系統(tǒng)能精確顯示報警位置，定位精度不應大于10米，且能與視頻監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，提高系統(tǒng)的安全防范等級，具有誤報率低、不受地形和環(huán)境限制、安全性高等特點。

　　在監(jiān)控中心(魚珠OCC消防控制室)設置周界報警系統(tǒng)監(jiān)控終端，對入侵行為進行報警，并與閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)進行聯(lián)動，及時顯示入侵地點的視頻圖像。當有人在攀爬或破壞車輛段周界金屬擴張網(wǎng)時，系統(tǒng)能夠及時向值班人員發(fā)出可聽、可視的報警信息，并且能迅速在電子地圖上對入侵地點進行定位。 [nextpage]

圖2   監(jiān)控中心現(xiàn)場圖

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)

　　1、基本功能要求

　　閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)用于實現(xiàn)監(jiān)控中心值班人員對車輛段周界及段內(nèi)重要地段的監(jiān)控。當報警信號發(fā)出時，系統(tǒng)能夠迅速顯示入侵發(fā)生地點的視頻圖像信息，從而使值班人員能及時對入侵行為做出反應。

　　監(jiān)控的區(qū)域主要為車輛段周界，以及車輛段出入口、控制中心出入口、主變電站出入口、出入段線隧道口、運用庫出入口、河涌兩側等位置。沿車輛段周界設置的攝像機主要用于和周界報警系統(tǒng)聯(lián)動，在段內(nèi)各重要地段設置的攝像機主要用于監(jiān)控人員和車輛的進出情況。為實現(xiàn)24小時監(jiān)控的功能，所有前端攝像機應加裝紅外燈，當室外照度低于攝像機限值時，紅外燈自動打開，輔助攝像機攝像。

　　2、中心監(jiān)控和操作功能

　　在監(jiān)控中心設有視頻矩陣、監(jiān)控操作臺、液晶監(jiān)控器等設備。通過監(jiān)控操作臺應能實現(xiàn)以下功能：可接收、切換全部前端攝像機的監(jiān)控圖像;可對所有視頻圖像或已設置的固定組合監(jiān)控區(qū)域進行自動循環(huán)監(jiān)控，輪循間隔可調;可設置人工監(jiān)控模式，對車輛段內(nèi)的任意一路攝像機圖像進行人工單選監(jiān)控;可對設置在車輛段的一體化紅外高速云臺攝像機進行遙控，實現(xiàn)對攝像機變焦和云臺的操作;可實現(xiàn)任意選擇內(nèi)容的四畫面圖像顯示功能。此外還有圖像漢字疊加功能和錄象功能等。

　　廣播系統(tǒng)

　　廣播系統(tǒng)主要用于對入侵行為進行阻止。當周界報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號，并經(jīng)中心值班人員確認有入侵行為正在發(fā)生時，值班人員可通過設置于監(jiān)控中心的廣播操作臺(含話筒)進行人工廣播或播放預置錄音，以達到阻止入侵行為的目的。

　　通過控制廣播操作臺，可實現(xiàn)以下功能： 編組廣播功能，對任意一個區(qū)域、多個區(qū)域、全部區(qū)域進行廣播; 話筒/語音合成廣播，話筒為單路，語音合成分為0-9共10段不同內(nèi)容(可擴充)，總的存儲時間應不短于600秒，語音內(nèi)容能方便的更改;編程功能，用于人工對段內(nèi)廣播的編組設定、語音合成信息鍵位與內(nèi)容設定等;監(jiān)聽選擇模式，可對語音合成的廣播內(nèi)容進行監(jiān)聽。

　　系統(tǒng)聯(lián)動

　　當周界報警系統(tǒng)發(fā)出報警信號后，該系統(tǒng)報警監(jiān)控平臺可對入侵發(fā)生地點進行定位，并在報警中心的電子地圖上用紅色亮點的閃爍顯示報警位置，顯示報警位置參數(shù)，發(fā)送聯(lián)動信息至閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)，將附近的攝像機鏡頭對準入侵發(fā)生地點，同時監(jiān)控中心液晶監(jiān)控器顯示內(nèi)容自動切換到該路視頻，顯示報警現(xiàn)場圖像信息，從入侵行為發(fā)生到監(jiān)控器上顯示入侵地點視頻圖像的聯(lián)動反應時間應不小于3s。同時可通過廣播系統(tǒng)對該廣播區(qū)域進行人工廣播或播放預置錄音，以達到阻止入侵行為發(fā)生的目的。

　　地鐵安防系統(tǒng)的發(fā)展思考

　　數(shù)字技術和新型產(chǎn)品的運用

　　由于信息技術的發(fā)展，基于成熟的TCP/IP協(xié)議基礎的IP數(shù)字化視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)等安防系統(tǒng)，由于其具有聯(lián)網(wǎng)性、開放性、擴展性等多方面優(yōu)勢，將在未來的軌道交通安防建設中成功運用。當然，系統(tǒng)網(wǎng)絡的安全性還須進一步關注。

　　除此之外，智能視頻監(jiān)控、無線視頻傳輸、震動感應電纜、地埋式感應系統(tǒng)、室外微波收發(fā)探測器、微波對射入侵探測器等新產(chǎn)品的開發(fā)和運用也值得期待。

　　建立門禁授權中心

　　目前，各線的門禁系統(tǒng)單獨成網(wǎng)，各線都設獨立的中央級設備來統(tǒng)一對該線人員門禁授權，各線中央級設置非同一地點，對于運營需進出多線人員的授權存在多次操作、遺漏等諸多問題。因此，有必要在多條線路門禁系統(tǒng)中央級基礎上設置門禁授權中心，整合各線系統(tǒng)的授權管理，并預留新線接口。 [nextpage]

圖3  擴張網(wǎng)敷設震動感應電纜

　　非傳統(tǒng)安防系統(tǒng)技術的發(fā)展

　　近年來，東京地鐵毒氣，巴黎、莫斯科及倫敦地鐵爆炸，韓國大邱地鐵縱火等一系列地鐵恐怖襲擊事件顯示，地鐵已經(jīng)成為暴力恐怖活動襲擊的重要目標。

　　上海市于2007年制定了針對城市軌道交通安全技術防范的地方標準“上海市《重點單位重要部位安全技術防范系統(tǒng)要求》第7部分：城市軌道交通”即《DB31/329.7—2007》，在該標準中針對城市軌道交通中使用的爆炸物、毒氣、放射性物質、易燃易爆液體等危險物品探測以及智能視頻分析等針對非傳統(tǒng)恐怖襲擊的安防子系統(tǒng)作了詳細規(guī)定。

　　放射性物品探測、易燃易爆化學物品探測、毒氣探測、炸藥探測，人臉識別等非傳統(tǒng)安防系統(tǒng)技術將得到更快的發(fā)展和運用。

　　結語

　　新的安防技術在不斷推陳出新，設計標準及相關規(guī)范也在不斷改進完善，未來軌道交通安防系統(tǒng)的建設將更加簡單和標準化，維護和管理也將更加方便，安防系統(tǒng)在保障軌道交通運營和安保方面也將發(fā)揮著愈加重要的作用。