地铁视频监控（共10篇）
地铁视频监控 篇1
地铁视频监控系统是通信系统的一个重要子系统,对于维护地铁的运营秩序、保证乘客安全起到重要的作用。由于人员数量以及人员精力的限制,地铁监控人员不可能24小时对实时视频图像做出反应,许多情况需要事后根据录像来进行查找、验证。例如:地铁车站乘客受伤情况,地铁设施遭到破坏以及乘客财物被盗等情况。所以,地铁视频监控图像的存储就尤为显得重要,为了保证视频监控图像的可靠存储,就需要对视频监控图像的存储架构进行分析研究。
目前,主流的存储架构分为三种:DAS(Direct-Attached Storage,直连式存储)、NAS (Network-Attached Storage,网络接入存储)、SAN(Storage Area Network,存储区域网络),下面针对三种存储架构的特性进行分析。
1 DAS
DAS是指将存储设备通过SCSI接口或光纤通道直接连接到一台计算机上,DAS架构如图1所示。
DAS主要应用在网络互连比较困难,以及网络带宽资源不是很丰富的场合,将存储设备直接连到服务器上;由于是本地存储,存取速度都很快。但是,D AS本身的一些局限性影响了它的使用:
第一,直连式存储依赖服务器主机操作系统进行数据的I/O读写和存储维护管理,数据备份和恢复要求占用服务器主机资源(包括CPU、系统1/O等);直连式存储的数据量越大,备份和恢复的时间就越长,对服务器硬件的依赖性和影响就越大。
第二,无论直连式存储还是服务器主机的扩展,从一台服务器扩展为多台服务器组成的群集(Cluster),或存储阵列容量的扩展,都会造成业务系统的停机,这对需要24小时不间断监控的地铁来讲,是不能忍受的。
第三,直连式存储或服务器主机的升级扩展,只能由原设备厂商提供,往往受原设备厂商限制。由于以上原因,地铁视频监控图像的存储不适宜用DAS架构。
2 NAS
NAS即将存储设备通过标准的网络拓扑结构(例如以太网),连接到一群计算机上,NAS架构如图2所示。
NAS产品包括存储器件(例如硬盘驱动器阵列、CD或DVD驱动器、磁带驱动器或可移动的存储介质)和集成在一起的简易服务器,可用于实现涉及文件存取及管理的所有功能。集成在NAS设备中的简易服务器可以将有关存储的功能与应用服务器执行的其他功能分隔开。这种方法从两方面改善了数据的可用性:第一,即使相应的应用服务器不再工作了,仍然可以读出数据。第二,简易服务器本身可靠性较高,不容易崩溃,因为它避免了引起服务器崩溃的首要原因,即应用软件引起的问题。
N AS还具备以下优点:
第一,NAS产品是真正即插即用的产品。NAS设备一般支持多计算机平台,用户通过网络支持协议可进入相同的文档,因而NAS设备无需改造即可用于混合Unix/Windows NT局域网内。
第二,NAS设备的物理位置灵活。它们可放置在工作组内,靠近数据中心的应用服务器,或者也可放在其他地点,通过物理链路与网络连接起来。无需应用服务器的干预,NAS设备允许用户在网络上存取数据,这样既可减小CPU的开销,也能显著改善网络的性能。
但是NAS也有它的局限性:NAS使用网络进行备份和恢复,它将存储事务由并行SCSI连接转移到了网络上,网络除了必须处理正常的最终用户传输流外,还必须处理包括备份操作的存储磁盘请求,占用业务网带宽资源。此外NAS存储实现的是一种文件及存储,这种处理方式会占用主机大量的CPU资源,文件操作的延迟相当大。
3 SAN
SAN是一种将存储设备、连接设备和接口集成在一个高速网络中的技术,它本身就是一个存储网络,承担了数据存储任务,SAN网络与LAN业务网络相隔离,存储数据流不会占用业务网络带宽。NAS架构如图3所示。
SAN存在以下优点:
第一,SAN提供了一种与现有LAN连接的简易方法,并且通过同一物理通道支持广泛使用的SCSI和IP协议。SAN不受基于SCSI存储结构的布局限制。更为重要的是,随着存储容量的爆炸性增长,SAN允许独立地增加存储容量。
第二,SAN架构允许任何服务器连接到任何存储阵列,这样不管数据置放在那里,服务器都可直接存取所需的数据。因为采用了光纤接口,SAN还具有更高的带宽。
第三,SAN架构从基本功能中剥离出存储功能,运行备份操作无需考虑对网络总体性能的影响。
根据存储网络所采用的传输协议和物理介质的不同,SAN有FC-SAN和IP-SAN两种实现方式,FC-SAN采用高速的光纤通道构成存储网络,是传统的SAN架构。随着IP技术的不断成熟和发展,基于IP的SAN存储网络集合了IP的开放性和数据块存储等多方面的优点,并以IP协议替代光纤通道协议实现端到端的SAN存储。
在大的存储架构上,IP-SAN同FC-SAN是一样的,也是一种集中存储架构,构建在FC-SAN上的应用也可以构建在IP-SAN之上。
IP-SAN和FC-SAN之间的主要区别体现如表1。
FC-SAN发展缓慢,前景不明,FC网络将被以太网替代。IP-SAN存储技术发展迅速,是目前所有第三方知名咨询机构认可的存储技术发展方向。
结语
根据设计理念、适配器、传输单位、网络连接协议、管理方式、性价比对DAS、NAS、FC-SAN与IP-SAN的特点对比如表2所示。
根据地铁运营组织管理模式,地铁存在车站多,线路长,并且需要集中调度指挥的特点。DAS适合单点存储,地铁各站海量的视频信息若都上传至控制中心存储将带给传输系统很大的压力,整个系统设计也不可靠,因此DAS不适宜在地铁环境使用;NAS、SAN均是网络化存储,但由于NAS架构数据备份和恢复需要占用网络资源,会对正常的业务应用产生影响,所以在地铁环境也不适宜使用;SAN架构中,FC-SAN适合存储结构化数据,但成本较高,且技术发展缓慢,在地铁视频监控环境使用既不经济效果也不佳;IP-SAN则特别适合存储视频信息等非结构化数据,同时成本也相对较低,最适宜在地铁环境使用。
摘要：地铁视频监控系统朝着数字化视频的方向演进,许多城市的地铁已经采用了全数字化方案,针对数字视频的三大存储架构:DAS、NAS、SAN(FC-SAN、IP-SAN),本文进行了简要分析,比较了每种架构的优缺点,根据地铁视频监控系统的应用特点,推荐了IP-SAN存储架构。
关键词：地铁,视频监控,存储
参考文献
[1]深圳地铁视频监控存储解决方案.数字社区&智能家居,2008-02-15.
地铁视频监控 篇2
以综合监控为例：描述什么是综合监控系统，系统功能及意义，行业的相关标准，发展趋势，本解决方案编制的目的，要解决的问题与达到的目标。
二、行业与技术现状
1、技术发展历程
2、行业技术应用现状（需要描述目前还存在的问题）
3、技术发展趋势
三、软硬件产品解决方案分析
1、软硬件产品应用概述
简要描述解决方案涉及的子系统以及相关主流品牌，以及相关产品应用情况。
2、软硬件产品应用详解
解决方案中涉及的子系统相关软硬件产品解决方案分析（技术，架构等）（最好分子系统描述，存在多个产品的作简要对比分析）
3、集成应用分析
分析软硬件集成方式，规模，方法，提出好的集成案例。
四、全新解决方案（建议参考投标文件，描述思路可参照如下）
1、概述
设计范围、设计原则、设计目标、遵循的相关规范与标准。
2、整体设计思路
及相关设计意图，可供选择的产品，整体的架构。
3、详细设计方案
分子系统描述设计方案，架构等。
4、集成方案
软硬件集成接口及方案
5、系统功能，性能
五、总结
总结升级后解决方案的优势（最好对比常规解决方案，与《行业与技术现状》分析出来的问题呼应。以及本解决方案还有可能提升的，或者未来可以应用的新技术与新方向，展望。
研发部压下来的任务，共有两个解决方案：
1、赛为城市轨道交通综合安防系统解决方案升级
2、电力远程监控解决方案研究。
地铁视频监控 篇3
关键词：南京地铁 全高清 视频监控
中图分类号：U231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（b）-0004-01
目前城市轨道交通各线视频监控系统制式主要为本地模拟+数字传输的方式，全模拟方案已逐渐退出行业，全数字方案随着方案的成熟和产品性价比的提高已逐渐得到应用推广。南京地铁三号线在全国首次采用全高清数字视频监控系统方案。
1 南京地铁视频监控系统现状
南京地铁一号线：视频监控所采用的系统制式为本地模拟+数字传输，各车站设置模拟摄像机、视频切换矩阵（RS422接口）、视频分配器、字符叠加器、隔离地变压器、模拟监视器、控制键盘（RS422接口）等设备，采用OTN传输系统提供的M-JPEG视频编码板负责远距离数字视频传输，控制中心配置相应的M-JPEG视频解码板将各车站图像传送至大屏。南京地铁一号线南延线：视频监控所采用的系统制式与南京地铁一号线一致，为本地模拟+数字传输，各车站设置模拟摄像机、视频切换矩阵（IP接口）、视频分配器、字符叠加器、隔离地变压器、模拟监视器、控制键盘（IP接口）等设备，采用OTN传输系统提供的M-JPEG视频编码板远距离数字视频传输，控制中心配置M-JPEG视频解码板将各车站图像传送至大屏。南京地铁二号线：视频监控所采用的系统制式为本地模拟+数字传输，各车站设置模拟摄像机、视频切换矩阵（IP接口）、视频分配器、字符叠加器、隔离地变压器、模拟监视器、控制键盘（IP接口）等设备，国内首次采用OTN传输系统提供的H.264视频编码板负责远距离数字视频传输，控制中心配置相应的H.264视频解码板将各车站图像传送至大屏。
2 南京地铁三号线全高清数字视频监控系统解决思路与方法
在选择方案实施的初期，开展了比选论证工作，并结合南京地铁建设思路、工程工期等实际情况，力求系统解决方案技术创新、技术兼容性强，可实施性好，且易于扩展，便于维护。
2.1 系统组网方案
全模拟视频组网方案：采用全模拟视频解决方案，传输-光端机（模拟电缆）/显示控制-矩阵/编码与本地存储-DVR/管理平台实现基本的统一管理功能。模拟视频+数字传输组网方案：车站级采用模拟方式：车站设置模拟视频切换矩阵及终端设备，车站本地监视通过视频切换矩阵进行切换及控制。图像至中心的视频信号远距离传输采用IP共享带宽方式。将经过视频切换矩阵切换输出的视频图像数字压缩编码后通过传输系统传送至中心，控制中心设数字解码器、视频服务器及录像服务器，接收车站的数字视频信号并解码恢复成模拟信号，将模拟图像送至中心大屏和各调度员的模拟显示器上。各调度员设通过PC操作终端，对全线进行图像监控。数字标清视频组网方案：在车站对所有图像进行数字化编码，通过设置视频双编码器将摄像机获取的模拟图像转换成两种不同编码制式的数字视频信号，分别送至车站本地设置的以太网交换机和IP视频录像设备，用于图像实时调用和图像录像。以太网交换机输出的数字视频信号，一路至本地视频解码器，解码后在值班员处的模拟监视器上显示；另一路至传输设备的以太网接口进行共线传输，上传至控制中心供调度值班员调用。数字高清视频组网方案：高清IPC实现前端高清视频传感/编码/网络传输，摄像机可同时输出数字视频信号和模拟视频信号，提供数字视频信号可满足专网视频上传、本地调看及存储的要求；提供模拟视频接口，可连接至公安视频系统。
2.2 各方案分析比较
传统的全模拟视频监控组网方案，本地模拟+数字传输组网方案以及全数字标清视频组网方案均统一建立在前端采用模拟摄像机基础之上，其特点：模拟视频摄像头受到模拟视频线缆传输长度和安装信号放大器的限制；系统本身的可扩展性存在局限性，通常受到视频画面分割器，视频切换矩阵输入容量的限制；布线复杂，“模拟数字”方案仍需要在每个摄像机上敷设单独视频线缆，导致布线的复杂性；有限的远程监视和控制能力；需要模拟、数字二次切换，控制软件复杂，不便于网络扩容及设备维护管理；未实现全数字化，不易建立通用数字化图像平台；上述前端模拟摄像头视频解决方案在全国地铁及其他行业都有大量应用，作为存量市场将长期存在，技术及应用较成熟可靠，但随着对数字化管理和高清监控需求的增加，将逐渐被高清IP摄像机为代表的高清监控取代。综上，南京地铁三号线在国内首创采用全数字高清视频组网方案，且经过充分技术论证和互联互通的长远规划。
3 全高清数字视频监控系统的组成
前端采用百万像素的网络摄像机、高清球机、高清编码器，通过局域网构架网络监控系统，后端采用集中管理模式，由主服务器、录像服务器、报警服务器、转发服务器等组成。前端网络摄像机执行高清抓拍的功能，球机执行随机动作查看和及时反应跟踪，同时联动录像存储于存储服务器中。
4 结论
南京地铁三号线是目前国内首条采用全高清视频监控系统技术进行建设的地铁线路，系统方案成熟，技术领先新颖。前端内置视频编码器及控制芯片，可直接提供以太网接口和SFP光纤接口。摄像机直接产生MPEG-4或者H.264编码格式的1080P分辨率以上的高清视频图像；高清视频摄像机使图像的清晰度拥有了质的飞跃，且提供了更宽阔的监视范围；高清视频监控系统可供任何经授权客户机从网络中任何位置访问、监视、记录；布线简便，所有摄像机通过光纤或网线接入网络，完成存储、调看、上传的功能；丰富的输出接口，可在前端同时提供标准以太网、光纤、模拟等视频输出接口，充分满足专网、公安系统不同的视频输出模式；易于升级及全面的可扩展性，方便的网络扩容和设备维护管理；中心控制功能强大；数字高清视频监控解决方案对网络带宽及存储空间都提出较高要求；随着高清数字视频监控的发展，产品价格必然逐渐降低，对全数字化图像平台的建立提供了必要条件。
参考文献
[1]谢俊超.高清视频技术在城市轨道交通的应用特点[J].城市轨道交通研究，2011，14（A01）：44-45.
[2]王志麟，郑国莘，赵麟杰，等.5.8GHz无线频段车一地视频传输应用研究[J].城市轨道交通研究，2009（3）：51-59.
地铁与国铁视频监控系统对比分析 篇4
关键词：视频监控系统,传输网络,视频压缩
随着城市轨道交通的应用和铁路运输向高速、重载方向的发展,地铁与国铁调度管理实现全面自动化成为必然的发展方向。目前,地铁和国铁都安装了视频监控系统,它利用计算机多媒体、通信、图像处理技术,把字符、文字、声音、图像等信息的传播与计算机的计算、文本的处理、控制相结合起来,从而构成了灵活多样的人机接口形式。视频监控系统的应用,大大增强了电调中心人员对远程现场监控的直观性,为实现无人值守创造了条件。但是,由于地铁和国铁的运行环境和系统功能要求的不同也导致各自的视频监控系统也不尽相同。
1 系统组成
视频监控系统由远程现场、传输网络、监控中心三部分构成,其中传输网络是关键,远程现场和监控中心的配置由它而定。不同的传输方式决定了不同系统构成。下图(图1)就是一个典型的远程视频监控系统构成。
1.1系统传输通道
远程传输通道的关键在于将视频信号、音频信号和数据信号经过压缩编码,形成符合通信的标准,然后送入光端机传输,在另一端可以将传输的数据流分解出来,形成独立的视频、音频和数据。
目前在国铁上视频传输网络大多都是2M带宽的专用传输网络。而地铁则多半采用100M带宽的独享专用传输网络。从网络的传输带宽上看地铁明显优于国铁。
1.2系统硬件设备
(1)视频信号的传输。
国铁的视频信号传输模式如下。
在远程现场,摄像机输出的PAL制彩色图象信号送往画面分割器处理,处理之后将信号送往视频编码器。视频压缩编码采用帧间预测/DCT变换的混合编码方式进行处理。按照H.261标准经过复杂压缩编码的视频流与声音、数据叠加成一路信号,然后再通过光电转换器传到信道上。经过在光纤内的传输,经过视频解码器,再按照H.261标准进行解编码、解压缩,形成音频、视频和数据三个独立的数据流。视频信号一方面可接入彩色监视器,也可进入高质量的图象采集模块,经过监控软件的变换,被显示在显示器上。
地铁的视频信号传输模式如下。
在远程监控现场,摄像机输出的PAL制彩色图象信号送往数字视频编解码器转换为数字信号通过传输网络传送到网络视频服务器。数字视频编解码器将视频信号同时编制MPEG-2/4双码流数字压缩编码技术。MPEG-2的格式用于实时视频传输,MPEG-4的格式用于录像存储。图像传输采用全部数字编码方案,即对每个车站的摄像机的视频信号全部进行压缩编码,数字图像根据需要上传到中心或存储。
(2)关于控制信号的传输。
国铁视频控制信号传输如下。
远程现场通过分控键盘发出控制信号,送到云台解码器,解码器自动识别信号的类别、编码等,从而对选定的摄象机可进行控制。电调中心在界面选定摄像机,控制信号通过RS-485通讯口从计算机传到编解码器,经过与音频、视频的合成变成数据流,送上通道。到达远程现场,再经过编解码码器分离出控制信号,送到云台控制器上,由其解释命令,来进行控制。
地铁视频控制信号传输如下。
远程现场控制人员通过设置在本站的控制键盘或综合监控系统终端遥控本站摄像机,以各种程序进行循环显示或手动选择在监视器上显示单画面或4画面。中心的控制人员通过控制键盘及监视器,遥控全线摄像机。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。控制指令的传输可采用以太网的通道,传输延时应小于50 ms。
(3)关于报警信号的传输。
国铁:如果远程现场的报警传感器动作后,使其对应的继电器动作,然后进入报警处理器内,转换成RS-485的通信数据传送给解编码器,经与音频、视频的合成变成数据流,然后送到通道,到达中心,经过编解码器分离出报警信号,送到工控机内的数据处理模块,最后在显示器的电子地图上显示其动作,同时也可启动拨号报警器。
地铁:视频监控系统设置网管系统,可对视频监控系统的模拟视频矩阵、摄像机、模拟键盘、编解码器、画面分割器、存储设备、视频字符叠加及分配器等设备进行参数设置、编程及故障告警等综合管理。对系统设备的运行情况进行综合的监视与管理,能对系统数据及配置作及时的修改。此外,网管具有前端摄像机及云台检测的功能,根据设置手动或自动检测各摄像机及云台的状态,提供摄像机及云台状态的报表,便于维护人员及时了解各摄像机及云台的状态。
1.3 系统软件
在视频监控系统中,软件系统必须完成图像、声音及控制信息的传送,实现图像的显示、存储及回放,实现报警系列动作,实现对报警图像的事后增强、放大和去噪处理,实现对云台、摄象机的远程控制,实现易于操作的接口界面。为了实现复杂的控制和传输功能,同时提供人性化、可操作性强的控制界面。
(1)操作系统:国铁上大多采用中文WINDOWS或NT,操作系统为抢先多任务操作系统,提供丰富的图形界面接口(GUI)和控制接口,足以保证实时监控和显示。地铁上多数采用Windows 2003,Linux,Novell NetWare 6.5,SCO OpenServer 6.0.0,SCO等操作系统。
(2)数据及图象的管理功能:一旦有报警信号传入,自动启动硬盘录象功能,所存的图象可回放,并能进行增强、放大和去噪处理。
(3)扩展功能:可扩展的数据库结构提供了对新增设备的数据管理能力,从而为扩展其它远程现场成为可能。
除了以上特点外,地铁的视频监控系统软件还具有网络管理功能,能实时监视系统内部设备的工作状态。
2 系统实现的功能
2.1 国铁视频监控系统功能
国铁的视频监控系统集成性能优越、稳定可靠的硬件配置和界面优雅、操作简单、功能齐全的软件设计,可轻松完成如下功能。
(1)实现远端及本地摄像机和云台的自由转动。
(2)实现对多个地点、多路图象的自由切换。在计算机多媒体界面上用鼠标操作设定,能够实现视频图像的时序切换、分组切换、关联切换、报警自动切换。
(3)实现对图象的显示、冻结和缩放。
(4)实现对图象的自由存放(硬盘录像)、回放及逐帧搜索画面。
(5)强大的报警联动功能。
(6)实现视频报警功能:在探测范围内出现移动目标时,发出报警信号。
(7)具有防盗的功能:在变电所及开闭所入口、主控室入口、高压室入口安装门禁传感器;在主控室的窗户上安装防碎传感器。
(8)具有防火、防烟、防潮功能:在主控室安装温度、烟感、湿度传感器;在高压室安装温度、烟感传感器。
(9)具有对设备运行监视的功能:在主控室内的控制盘前,安装全方位的CCD摄像机和云台;在高压室内,为了对一次侧进线和二次侧馈线断路器的电动隔开进行监视,可安装全天候黑白摄像机;在主控室内,计量表前安装CCD摄像机,达到用摄像机自动抄表的功能。
(10)视频防破坏报警功能:视频报警布防后的摄像机被遮挡时,能够产生无视频报警信号。
(11)报警信息存储、检索及处理功能:多媒体监视主机能对报警相关的视频、声音、报警时间进行有组织的存储,并能方便的分析、检索及增强、放大。
(12)多媒体技术:界面显示多层集成控制报警布防图,单画面/多画面分割图像;可同时显示九路实时视频图像;显示顺序切换的报警状态,用鼠标操作设置切换时间、顺序、报警布防、撤防、报警输出、云台、镜头位置预置。
2.2 地铁视频监控系统功能
2.2.1 监视功能
(1)车站值班员可监视本车站内情况,可以进行循环显示或手动选择显示单画面或4画面。
(2)中心调度员可监视全线各车站情况。可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。
(3)上、下行站台设置的摄像机图像信号经视频分配器分出1路送入设置在站台两侧停车位的各1台42″监视器。供列车司机监视站台旅客上下车情况。
2.2.2 图像选择及控制功能
(1)中心调度员可以通过控制键盘遥控全线摄像机。还能以各种程序进行九画面显示、循环显示或手动选择在彩色监视器、大屏上显示任意一个画面。
(2)在中心未占用时,各车站值班员可以通过设置在本站的控制键盘或综合监控系统终端遥控本站摄像机,还能以各种程序进行循环显示或手动选择在监视器上显示单画面或4画面。
(3)车站监视器能显示摄像机被占用的情况。车站方只有在高级优先控制释放本站摄像机后,才可对该摄像机进行操作。
2.2.3 录像功能
(1)具备进行实时动态录像存储功能。
(2)数字监控录像存储设备具有接收统一时间校准的功能。
(3)各车站配置的本地网络视频存储设备提供2个千兆网络接口,存储容量、IO性能能满足本站全部视频存储15天(按24个小时/天)以上的能力。
(4)支持在线的对损坏磁盘的更换,支持硬盘容量的扩展功能。可依据事先的报警处理配置,自动实现事件全程的存储记录,支持离线DVD-R/W图像刻录和网络转存。
(5)存储的图像可在控制中心经进行网络回放、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图像检索,回放速度可调。
2.2.4 字符叠加及视频分配功能
每台摄像机的图像都在叠加汉字后进入视频矩阵。字符的内容包括车站站名、摄像机位置等。
2.2.5 远程电源控制功能
中心各调度员能控制各车站的摄像机、监视器的电源,列车停运后关闭,开始运营前开启,以延长设备的使用时间。
2.2.6 数字编解码功能
(1)在每个车站设编码器,采用视频同时编制MPEG-2/4双码流数字压缩编码技术。MPEG-2的格式用于实时视频传输,MPEG-4的格式用于录像存储。
(2)数字图像能实现广播级的图像传输,能够根据不同的图像质量需求进行设置。
(3)具有视频全交叉切换功能,控制中心任意一路解码器的视频输出可显示全线的任意一个摄像机的图像。
2.2.7 系统网络管理功能
网管系统可对监控系统的所有设备进行参数设置、编程及故障告警等综合管理。对系统设备的运行情况进行综合的监视与管理,能修改系配置。
2.2.8 优先级设置功能
地铁视频监控系统可以设置控制优先级。当第一级操作员针对某一个快球云台进行操作时,第二级以及权限次之的其它操作员则无法与其抢控云台。只有待高一级的操作员自动释放了控制权限,低一级的操作员方可控制。
如果车站出现紧急情况,最高控制权限也可以在特定情况下进行快速调整。
由以上系统功能对比可以看出地铁的视频监控系统比国铁的视频监控系统要功能复杂的多,要求也相应高出许多。地铁的视频监控系统满足现代化地铁运营的需求。
3 系统配置
系统配置主要按地点不同分为两部分:一是监控中心的配置;二是远程现场的配置。
3.1 监控中心的配置
(1)国铁监控中心配置。
在监控中心内部从光端机接口传出的数据流到监控中心的计算机的通道应优先考虑同轴电缆传输,还可以用带屏蔽的双绞线电缆连接。在监控中心设有一台真彩色显示器,用来对远端开闭所视频信号进行监视。在监控中心内设有工业控制主机一台,用来处理视频信号、音频信号和数据信号。彩色显示器监视一个由计算机控制切换。该中心可以设有报警装置,用来对远端的报警信号进行处理。同时还设有视频、音频和数据信号解码器,用来处理从接口出来的数据流,以达到视频、音频和数据三个通道的独立传输。
(2)地铁监控中心配置。
地铁监控中心主要设备:网管设备、数字视频服务器、解码板、数字视频控制设备、彩色监视器、画面处理器、控制终端、录像回放终端等。
监控中心数字视频服务器接收中心对所需监视视频信号的需求,对各个车站接入本地传输设备的视频信号进行选择;被选中的图像信号经中心数字视频解码器解码后,输出至各调度员处设置的视频显示终端设备及录像设备,组成一个两级控制的电视监视网络。
3.2 远程现场的配置
(1)国铁远程现场配置。
从光端机接口传出的数据流到远程现场的计算机的通道应优先考虑光纤传输,这样可以减少损失并增强抗干扰能力。也可以用带屏蔽的通讯电缆或同轴电缆连接。在远程现场可对角设多个摄像头,每个摄像头分别对准要监视的重点区域。其次,在远程现场出入门处设门禁传感器,在窗户上设玻璃破碎传感器和在上方设烟感离子报警器。在远程现场内设画面图像分割器和视频编码器,用以完成对室内视频信号、音频信号和数据信号的处理。
(2)地铁远程现场配置。
车站主要设备:固定摄像机、云台摄像机、隔离地变压器、字符发生器、视频分配放大器、切换矩阵、视频编码器、录像存储设备、画面分割器、彩色监视器、控制键盘等。
在上、下行站台列车驾驶室停车位置的一端各设置1台42″彩色液晶监视器,接收本侧站台摄像机的图像供司机观看。
在车站通信设备室设置录像存储设备,对每个摄像机的图像进行实时录像,全实时每天按24小时计算至少保存15天,录像资料便于日后检索及查询,控制中心可通过录像回放设备进行录像调看。
可以看出地铁视频监控的配置比国铁要复杂的多,完成的功能也多。这与地铁的运营环境和国铁不同有关。
4 结语
变电站视频监控系统是一个集多媒体信息的综合性、计算机的交互性、通信的分布性和监控的实时性等技术于一体的综合系统,它的实施为实现变电站实现少人或无人值守创造了条件,也为推动铁路的管理逐步向自动化、综合化、集中化、智能化方向发展提供有力的技术保障,虽然由于运行环境的不同,国铁和地铁两种运行模式应用视频监控系统的侧重点不尽相同但是相信随着信息的发展及变电站自动化运行水平要求的提高,两种运行模式应用此技术的交互性、借鉴性也越来越高,从而为推动视频监控系统的发展创造更加有利的条件。
参考文献
[1]刘江林.高级TC P/IP编程[M].中国电力出版社,2001.
地铁视频监控 篇5
综合监控系统(ISCS)具有与各子系统的通信接口，集成相关子系统的数据，对子系统拥有完整的数据采集和命令下达通道，具备与运营相关的、可实现系统间协调工作的全部资源，可以实现多样化、高性能、复杂的联动功能，使地铁的调度和运营更加安全、方便、高效。
1地铁联动功能
地铁的机电系统对保障乘客和设备安全、提高运营管理水平和服务质量起到至关重要的作用。在传统管理体制下，各机电自动化系统多为分立系统且信息互通受限，各系统之间的复杂联动实现较困难，降低了运营的整体效率和救灾应急水平。综合监控系统采用系统化方法将各分散的机电自动化系统融合为一个有机的整体，通过集成和互联众多子系统，实现各系统间的资源共享与信息互通，从而改变了传统各业务系统各自封闭的状态，及时有效地收集和处理信息，达到综合利用各种信息以增强管理决策和信息服务的能力。利用ISCS这个高度共享的信息平台，可提高日常管理与救灾调度工作的效率，增强地铁系统指挥调度的统一性、灵活性和系统间的协调运作能力。
ISCS的联动是指ISCS根据相关逻辑判断条件，自动触发控制命令，指挥集成和互联的子系统执行一系列的控制动作(包括设备动作、监控画面动作等)，并对运营人员提供相关操作建议。ISCS提供多种联动操作模式，如程序控制、模式控制、时间表控制、远程组控等。按照覆盖范围或区域，综合监控系统的联动主要分为中央级联动和车站级联动。结合实际运营场景考虑，联动可分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。为满足运营管理和使用需求、提高正常运营情况下事件处理的便利性而执行的联动功能称之为正常联动。正常联动一般是按时间表自动激活或操作员手动启动执行。对于处置发生在地铁线路及车站的各类紧急事件，ISCS作为最直接面向地铁运营的系统，需要对事件及时做出反应，迅速进入紧急联动模式。紧急联动一般由事故触发或操作员手动触发。
综合监控系统的联动功能可有效提高地铁的应急处理能力，减轻紧急情况下运营人员的工作压力，避免发生不必要的操作错误，降低劳动强度，提高现代地铁的运营和调度管理水平。
2联动功能设计
2.1设计原则
ISCS汇集各个设备系统的信息，可根据不同系统之间的联动要求，促进各专业之间的协调，进而设计并实现必要的系统间联动。联动功能应根据运营紧急事件处理需求和日常运营管理需求进行设计，因此，ISCS的联动操作设计和实施应遵循以下原则：
2.1.1基本原则
1)联动功能既可以在系统之间自动激活执行，也可以作为一个控制序列由操作员手动执行;
2)对操作和对时间有严格要求的联动直接在相关子系统内完成，比如电力子系统内跳闸连锁;
3)如果联动功能由综合监控系统完成更经济(如可以减少接口等)或更易于以后维护，则由综合监控系统完成;
4)联动功能主要以用户提供的逻辑/描述等为依据，通过对联动规则库的配置实现。
2.1.2子系统的支持
联动得到相关子系统的支持，从获得信息及可执行的角度出发，要求子系统提供相应的信息输入、输出，即所有的必要信息获取必须是可观的。
对子系统监控对象的要求：
1)联动需要监视的对象有：信号、供电(PSCA-DA)、车辆、屏蔽门(PSD)、火灾自动报警(FAS)、环境与设备监控(BAS)、售检票(AFC)、视频监控(CCTV)、门禁(ACS)等;
2)联动需要控制的对象有：电扶梯、闸机、乘客服务(PIS)、广播(PA)、导向(BAS、FAS、AC)等。
2.1.3启动逻辑条件
所有逻辑条件的计算均可通过逻辑表达式完成。
2.1.4执行位置
对于不同的执行位置，综合监控系统软件的实现差异较大，需明确联动执行位置(车站、中心、车站及中心等)。
2.1.5结果输出位置
联动执行结果输出到子系统的位置应明确，例如：输出到子系统(如PA、CCTV)、输出到车站或中心的操作员工作站、输出到大屏幕(OPS)等。
2.1.6参数调整
可以对联动的关键参数进行配置调整。
2.1.7权限
联动的输出结果可依据操作员的权限进行配置。
2.2联动触发
联动是由触发源来触发执行的，即当满足触发条件时系统才执行联动动作。触发源可以是某个监控点的状态，也可以是多个监控点经过逻辑运算得到的结果。另外，时刻也可作为触发条件，主要用于时间表控制，可设置为每工作日、每日、每周、每月等。联动动作可以通过写入某些控制点来完成操作，也可以调用某个系统提供的接口进行间接操作，同时也支持调用外部程序执行相关命令或弹出相关画面的操作，甚至可以直接联动本地或者异地的另一个预案。
2.3控制方式
出于对联动控制安全性的考虑，ISCS的联动触发执行应提供全自动、半自动和手动3种控制方式。
1)全自动联动：ISCS接收并处理接口系统的报警/状态触发点后，自动发送控制命令到需要联动的子系统，无需人工干涉。同时，相关图形或画面根据需要自动弹出。
2)半自动联动：当与预定义的联动功能相关的报警点触发动作后，将在人机交互界面(HMI)上发出预警信息来提示操作员，只有当操作员确认后，才自动向需要联动的系统发出控制指令。
3)手动联动：人工选择启动一组涉及多个系统的顺序控制序列，系统自动按照预定义的顺序和闭锁条件向不同的系统发布指令。
对于正常联动一般可采用全自动方式，而对可能会导致重大影响的联动功能则一般采用人工确认的半自动和手动方式，即：重要的联动(如火灾、阻塞等工况下的联动)均需要操作人员手动确认后，联动控制才能被顺序执行。
2.4配置管理
ISCS联动功能的配置管理主要包括：
1)联动预案项管理：预案项管理主要用于系统管理员在授权情况下，根据系统需求灵活增删预案所涉及的节点、动作、算法、时间、弹出窗等事项，以增强系统配置的灵活性，适应运营管理需求。
2)联动预案管理：预案管理用于根据预案项灵活配置系统运营预案，可以灵活的增加或减少预案，并支持预案的查询。
3)触发源管理：根据ISCS的特点，联动功能的触发源有事件触发和时间触发两种。作为完善的综合监控系统，需要结合预案管理提供完备的触发源管理，主要包括事件触发源配置和管理、时间触发源配置和管理、手动触发源配置和管理、触发源逻辑关系管理等。
4)联动监视管理：无论何种类型的联动被触发时，系统可以查看并人工干预联动的执行情况，提供更便利的操作性和可交互性，主要包括联动执行和监视、联动日志记录等。
另外，通过在线配置功能，用户可以方便的查询、增加或修改联动预案。通过联动预案的灵活配置和组合，可以实现复杂的联动方案。
2.5联动预案
按照覆盖范围或区域，分别考虑中央级联动预案(中央即控制中心)和车站级联动预案(含车辆段级)，在此基础上再细分为正常联动、紧急联动(包括严重事件、灾害、阻塞、故障、维护等)。
2.5.1中央级联动预案
以“CLD6：列车站台火灾(中央)”为例，若列车在站台起火，执行中央级联动预案，ISCS联动步骤如下：
1)建议中央操作人员通过信号系统ATS终端系统，在前一个站台对同向列车执行扣车。
2)建议中央操作人员通知反方向列车不要进入该站台。
3)建议中央操作人员启动BAS的相关排烟模式。
4)自动显示相应的CCTV图像。
5)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关广播。
6)在中央操作人员确认的条件下，启动受影响车站的相关PIS显示内容。
7)在中央操作人员确认的条件下，切断受影响区段的供电。
8)建议中央操作员命令车站操作人员在车站执行疏散模式。
9)建议中央操作员命令车站操作人员在列车驾驶员无法打开屏蔽门时，协助打开所有屏蔽门。
10)建议中央操作员通知消防队并报警。
2.5.2车站级联动预案
以“SLD6：列车站站台火灾(车站)”为例，当车站ISCS系统检测到车站站台火灾报警，车站级联动预案执行，ISCS联动步骤如下：
1)在该站操作站HMI上弹出一个报警窗口。
2)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生的地点平面图。
3)自动启动BAS的相关排烟模式(大系统、小系统、隧道通风系统)。
4)在该站操作站HMI上自动显示火灾发生地点的CCTV图像。
5)自动通知中央(中央联动执行CLD6车站站台火灾(中央)预案)和相关车站。
6)建议该站操作人员通知相关人员。
7)建议该站操作人员派人到相关区域检查故障。
8)建议该站操作人员通过IBP盘执行“车站紧急疏散”命令，包括：AFC闸机释放、ACS门禁释放(只限通道门禁)。
9)在该站操作人员确认的条件下，启动：①控制中心OPS系统切换为火灾发生地点的CCTV图像;②车站PA系统广播防灾内容;③车站PIS系统显示防灾内容;④车站导向标志转换为人员疏散模式。
10)在操作人员确认第一次火灾报警或在规定时限内同一区域再次接收到火灾报警时，自动启动：①警铃报警;②电梯迫降至疏散层并打开电梯门;③切断车站非消防电源;④防火卷帘门(隔断作用)降至地面;⑤防火卷帘门(疏散作用)降至离地180cm，收到就近温感动作后，降至地面;⑥电动翻转门动作，用于人员疏散或者消防队员进站抢救;⑦专用风机启动;⑧专用阀动作。
3结束语
地铁视频监控 篇6
为了确保上海地铁运营安全、正点,提升运营管理能力,在地铁二号线等线路的地铁列车上安装了视频监控系统。车载图像除了可在列车司机室里监视,还支持通过宽带无线传输系统有选择地实时将图像和数据传送至所要求的地点,对列车车厢内情况进行实时监控。使运营控制中心等相关部门,在应对重大事件、紧急突发事件时,不但能事先防范,加强过程控制,而且还可以将视频监控录像信息作为事后调查处理的证据。
列车视频监控系统采用对称式结构,在首、尾2个司机室及首节车厢内安装了完全相同的2套设备,满足上下行的监控需要,车厢间的数据传输利用有线连接通道设备进行。视频监控系统分为视频采集模块、视频处理、传输模块与数据应用模块。视频采集系统采用SONY360°静态全方位摄像头,可以实现监视区域的全面覆盖,根据车辆具体结构与效果要求,2个车头各安装一台红外辅助照明摄像头,每节客室内以吸顶方式安装3台SONY360°全景摄像头,以达到列车监视区域的100% 有效覆盖。
然而在视频监控系统现场安装调试过程中却出现了监控图像上下波纹滚动的情况,使整个监控图像质量变差,与实验室的图像效果相去甚远。为此联合视频监控系统的承接单位约请了相关专家前来会诊,查找监控图像上下波纹滚动的原因。相关专家再次通过实验室和地铁车辆工况对比,认为监控图像上下波纹滚动是因客室内的电磁干扰引起的,故再次对视频采集模块、视频处理与传输模块、传输线等加强了屏蔽处理,以提高设备的抗干扰能力,但画质依旧没有任何改善。
2 解决方案
经过几天的各种试验及调试安装,对该系统视频采集模块的SONY360°全景摄像头有了进一步了解。原来它类似于35 mm规格相机的鱼眼镜头,以35 mm规格相机为例,鱼眼镜头是一种焦距约在6~ 16 mm之间的短焦距超广角摄影镜头,鱼眼镜头最大的作用是视角范围大,视角一般可达到220° ~230°。视频采集模块采用的SONY360°全景摄像头其视角范围约180°,这样就使摄像头拍摄到了车顶两侧的空调风道板(见图1),空调风道板由17块平行导板组成 ,如图2所示。
从静态摄影角度来看,数码相机拍摄到密纹的平行线条会产生莫名奇妙的水波一样的条纹和奇怪的色彩,这就是摩尔纹现象。以35 mm规格胶片电影为例,拍摄电影是24帧/s,拍摄照片就相当于电影中的1帧。基于这个理论,故提出一种可能性:监控图像上下波纹滚动可能是由于SONY360°全景摄像头拍摄到客室车顶两侧空调风道板而产生的。
为了验证以上判断,先用物体对镜头适当遮挡,使镜头拍摄不到车顶两侧的空调风道板,结果监控图像上下波纹滚动现象消失了。为了进一步认证,去除镜头遮挡物,改用物体对车顶两侧空调风道板进行遮挡,同样监控图像上下波纹滚动现象消失了,监控画面质量也达到了实验室的图像效果。通过以上验证,可以认定视频监控系统出现的监控图像上下波纹滚动现象是因为SONY360°全景镜头拍摄到列车客室内车顶两侧空调风道板而引起的。
在找到原因之后,提出解决方案:适当改变镜头吸顶安装的距离,并在镜头外面加上一个保护环(见图3),这样既消除了监控图像上下波纹滚动现象,又起到保护镜头和美观作用,最终系统顺利通过验收。
3 结论
地铁电力监控系统特性分析 篇7
关键词：系统,地铁,电力监控,分析
电力综合监控系统简称SCADA系统, 它以计算机为基础, 用于监控现场的运行设备, 使调度中心实现采集数据、控制设备、测量和调节参数及报警等功能的调度自动化系统。以下用系统的八大特性介绍该系统:
1 整体性
整体性要求系统由多个要素组成, 各要素之间相互联系, 构成有机整体, 实现“1+1>2”的效果。
电力监控中系统基本按照两级管理 (控制中心级和车站级) , 三级控制 (控制中心级、车站级和现场级) 方式进行使用和管理, 他们之间既相互联系又相对独立。
控制中心级电力监控系统对全线重要监控设备的状态、性能信息进行实时收集和处理, 通过各种调度员工作站, 将信息转换成数字化和图像化的形式显示出来, 供调度人员监控, 同时系统可以自动地根据一定的逻辑关系向被监控设备或系统传达指示命令, 从而完成对全线供电设备的统一监视、控制、调度和管理。
车站级电力监控系统负责实时收集并处理所处车站供电设备的状态、性能信息, 当控制中心级电力监控系统或通信网络出现故障, 无法正常工作时, 该系统可对车站范围内的供电设备进行控制管理。
现场级测控设备设置在各个供电设备附近, 和监控系统的中心和车辆及均有通信接口, 负责接口转换, 信息的采集、汇聚、传送, 命令的接收、执行和反馈。
在系统整体网络结构中, 控制中心级监控系统和车站级监控系统是信息收集、处理、分析与系统实时调度管理的关键节点, 而现场测控设备是整个监控系统的接口设备。三者缺一不可, 共同组成一个完整的电力监控系统。
2 目的性
城市轨道交通系统是一种高密度、大运量的交通系统, 必须保证其高度的安全性和可靠性, 而电力综合监控自动化系统的目的则是为整个轨道交通的安全运行提供基础保障。
目的决定功能, 城市轨道交通电力监控系统的“四遥”功能体现了它的目的性, 即遥测、遥信、遥控、遥调。遥测指利用电子技术远方测量集中显示诸如电流、电压、功率、压力、温度等模拟量;遥信指远方监视系统及设备的工作、运行情况;遥控指远方控制或保护供电设备的分、合、起、停等工作状态;遥调指远方设定及调整所控设备的工作参数、标准参数等。电力监控系统通过数据采集、设备控制、测量参数调节以及各类信号报警等各项功能, 对城市轨道交通全线各类变配电所、接触网等电力设备运行情况进行分层分布远程实时监视和控制, 从而达到保障系统的正常运行、提升供变配电系统调度、管理及维修的自动化程度, 提升供电质量, 保证系统安全可靠运行的目的。
3 相关性
现实世界是普遍联系的, 系统中相互关联的各要素相互制约与相互影响, 它们之间的相关性确定了系统特有的整体形态与功能。
城市轨道交通SCADA系统通常包括调度主站系统, 变电站综合自动化系统和通信专业提供的所间通信通道三部分。控制中心调度主站系统通过通信通道与变电所主控单元进行信息交换;变电站综合自动化系统通过所内通信网与所内IED装置通信, 通过通信通道与调度主站进行通信, 三者相互联系, 相互影响, 共同决定了SCADA系统的整体形态, 实现了系统的功能。
4 动态性
各种物质的特性、结构、形态、功能及其规律都是通过运动表现出来的, 要认识系统必须研究系统的运动。开放系统与外界进行物质能量和信息的交换, 系统内部结构也随之不断变化。
电力监控系统的通道切换功能充分体现了系统的动态性。系统实时监视通道运行情况, 能自动依据通道运行情况切换主、备通道, 同时调度人员也可手动切换。
5 适应性
系统与周围环境之间通常都有物质、能量和信息交换, 环境的变化会引起系统特性的改变。因此, 一般结构良好的系统必须具有反馈系统、自适应和自学习系统, 以保持对客观环境的适应能力。
电力监控系统的适应性体现在:
(1) 容错能力、自诊断、自恢复能力。它具备高度的容错功能, 系统关键节点采用冗余配置, 软件按照模块化设计, 不同的软件模块能配置到不同的节点上, 并且可定义模块在设备或软件故障情况下的功能转移, 实现“1+N”软件容错功能, 保证系统在硬件节点、软件模块等任意单一故障的情况下能不受影响而正常稳定的运行。
(2) 软件在线编辑、改进功能。系统软件满足开放性标准的要求, 最大限度地保证在未来系统功能需求改变或增加的情况下, 如硬件节点的增加、数据库容量的扩充、系统软件功能的增强等, 不影响系统的稳定运行。
(3) 地铁电力监控系统正向通信接口标准化、设备间的互操作性增强化的方向发展。从目前地铁建设实践经验来看, 有效解决好各种设备间的接口通信是保证并提高地铁电力监控系统运行安全性的关键所在。由于各大传统的间隔层电力设备和监控系统厂商几乎都有适用于自家设备的通信协议, 各种协议之间无法直接通信, 因此只有要求各厂家采用开放式的接口和通信协议, 构建一个开放的系统, 才能从根本上解决接口问题, 适应系统本身不断变化的要求。
6 复杂性
现代系统的复杂性一般表现在多结构、多目标、多功能、多参数、多输入、多变化。
城市轨道交通电力监控系统采用分层分布的结构体系, 属于大型复杂系统。系统各站信息量大, 包括遥测、遥信、遥控量, 信息量的采集点分散, 分布在沿线的各变电所, 且数量众多。监控系统实时和定时采集现场设备的信息, 包括三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能、温度、开关位置、设备运行状态等, 将采集到的数据通过统计计算生成新的直观的数据信息再显示 (总系统功率、负荷最大值、功率因数上下限等) , 并在数据库中存储重要的信息量。另外, 目前地铁逐渐趋于网络化, 运营线路交叉, 出现2条线路共用变电站的“共用点”情况及一条线电源来自另一条线路的变电站的“转供电”情况, 两条线路的电力监控系统需要进行数据的交互和复用, 一个变电站的稳定运行决定着至少两条线路的安全和稳定运行, 加之电力监控系统的动态变化特性, 使其成为复杂度极高的系统。
7 有序性
系统的结构、功能和层次的动态演变有某种方向性, 体现了系统的有序性, 系统的有序性可表述为系统是由较低级的子系统组成的, 而该系统自己有是更大系统的一个子系统。
电力监控系统与高压供电系统、牵引供电系统、动力照明供电系统、以及综合接地系统、供电系统运行维修机构共同组成供电系统。
高压供电系统将电从发电厂经升压、高压输电网、区域输电网、区域变电站至主降压变电所;牵引供电系统则负责将电能转化为机械能, 为牵引列车组在轨道上运行提供动力;动力照明供电系统提供车站和区间各类照明、扶梯、风机、水泵等动力机械等动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源;综合接地系统在防雷电流、防杂散电流、工作接地等方面均起到重要作用, 是地铁工程人身安全、设备安全和运营可靠性的重要保证;电力监控系统对整个监控系统中变电所和电网运行状态进行监控和控制, 实现自动化调度管理。各个子系统分工合作, 协调配合, 保证供电系统的有序进行。
而电力监控系统又由调度主站系统, 变电站综合自动化系统和所间通信通道三部分构成。
调度主站系统主要由如下几个子系统组成:数据采集和SCADA服务器, 数据库服务器, 操作员工作站 (OPU) , WEB服务器等, 它们通过以太网连接。其中:数据采集和SCADA服务器接收被控站通过网络通道传送的原始数据, 将其处理成熟数据后, 由SCADA服务器传送给全系统其他节点。数据库服务器负责把系统的所有YC、YX、KWH、通道、厂站、接点的参数存储到硬盘上。OPU为操作员提供全图形操作人机界面, 供调度员进行数据监视。
变电所综合自动化系统的系统结构由站控层, 间隔层和所内通信网三部分组成。不仅可以完成传统的RTU功能, 还可以实现变电所各个设备的电流、电压、功率、电度采集和供电设备的监视、控制、联动、联锁、闭锁、自动投切等功能。
所间通信通道采用冗余方案, 通信软件采用冗余线程, 保证系统的可靠性。
8 开放性
系统与环境是相互适应、协调的, 开放性是指系统与环境发生交换关系的属性, 输入与输出是开放性的两个方面。
电力监控系统与通信系统:通信系统是实现电力监控系统的关键部分, 电力监控系统借助有效的通信手段, 通过通信网络将控制中心的命令准确的传送到为数众多的远方终端, 并将从远方终端采集的各设备的运行信息反馈回控制中心。
电力监控系统与漏电火灾报警系统:漏电火灾产生的根源是供电系统中存在的不易被发现的漏电电流, 而电力监控系统可检测供电系统中的电气参数及状态变化, 为判断电气故障提供参数依据;另一方面, 漏电火灾报警系统能准确监控电气线路的故障和异常状态, 发现电气火灾隐患, 及时报警, 并将信息传递给电力监控系统。
电力监控系统与列车运行调度系统:列车正常运行需要电力监控系统对行车组织、故障维修和分析提供实时支持, 若二者不能协调配合会造成一系列的问题。随着运输需求的增加, 地铁运行调度可能通过加密班次来增加运能, 一旦无法正确评估电网的负载能力, 极易导致牵引供电设备的负荷超过系统的保护整定值, 从而过载跳闸, 即使没有跳闸, 电力设备长期高负荷运转, 也易引起设备老化、故障, 这就要求各线路的电力监控和列车运行调度系统相互配合, 将电力系统运行数据与行车数据结合分析, 充分发挥多资源共享和多系统控制协同的优势。
参考文献
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[2]尹学明.重庆轻轨电力监控系统 (SCADA) 简述[J].黑龙江科技信息, 2009.
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[5]董常.城轨交通电力监控系统架构及其通信规约的浅析[J].现代城市轨道交通, 2010.
地铁监控中的行人检测方法 篇8
数学形态学是一种非线性图像信号处理和分析理论,它不但符合人的感知系统,而且在描绘区域和结构表达方面有很大的优势,所以受到了很大的重视。借助数学形态学在处理形态相关的图像中的优势,该文通过对地铁监控图像中提取的序列图像进行预处理;再用背景建模法,得到运动人体目标。
1 预处理
因为天气环境的变化等因素常常会引起拍摄图像的变形失真,所以有必要采取合理的预处理措施来改善图像质量。首先,对序列图像中值滤波,它在一定的条件下可以克服线性滤波器等带来的图像细节模糊,而且对滤除脉冲干扰及图像扫描噪声较为有效。然后,采用直方图均衡对图片进行增强,增加对比度以便图像的后处理。
2 背景建模
相比于其他运动目标提取方法,背景建模可以完整的提取运动信息,计算较简便。它是基于序列图像中相邻两帧图像的比较,这样可以将背景与前景分割出来,实现运动目标的识别。基于这种理念,分割性能的好坏与场景中的动态变化联系密切。目前,背景建模的主要方式有Kalman滤波器模型、单高斯分布模型以及混合高斯分布模型等[3]。为了减少动态变化的影响,利用文献2提出的更新背景区域的建模方法对背景进行建模,具体步骤如下:
1)取出图像序列中第s帧和第s+1帧,并做两帧的差分图像,得到运动区域图像,记为M(x,y)。得到的若干个运动区域表示为:
2)以第s帧为背景,取出第t帧和t+1帧,并做两帧的差分图像,得到运动区域图像,记为N(x,y)。得到的若干个运动区域表示为:
3)利用1、2步在s帧中找出静止的区域,记为K(x,y)。
4)观察区域K(x,y),若静止的概率大于3/4,则认为是背景区域。
5)当背景区域不断更新时,前景区域也在不停更新,当背景帧图像近似均匀分布时,可作为终止条件,此时可以得到目标运动区域。
3 运动人体分割
数学形态学是一种非线性图像信号处理和分析理论,它不但符合人的感知系统,而且在描绘区域和结构表达方面有很大的优势,所以受到了很大的重视。该文首先对运动人体利用当前帧与背景帧做差,然后对差图像灰度化,再利用形态学开闭运算进行滤波,并二值化,通过填充孔洞和边界清除,便得到了完整且清晰的运动目标区域。
4 实验结果
本文对自然环境下,地铁站视频图像进行分析,在背景较为复杂的情况下,实现了运动人体检测。采用数学形态学处理,能够满足硬件并行计算的要求,同时满足了地铁站视频监控系统的实时性。从图1可以看出,该方法可以正确分割运动行人。
5 结束语
提出了一种将背景建模与形态学相结合的行人检测算法。通过对地铁站监控图像分析,该算法能在较为复杂的环境中,准确建模,解决了运动目标区域定位问题;实现了人体分割。但是,若地铁站行人较为密集,行人被一些物体遮挡以及光线过明、过暗等情况,该算法不能很好的提取目标区域。
摘要：针对地铁视频监控中行人检测问题,提出了一种将背景建模与形态学相结合的行人检测方法。算法首先对视频序列图像进行预处理;然后利用背景建模不断更新复杂环境中运动区域,提取目标区域;再通过改进的形态学算法对目标区域进行人体检测。实验结果表明,该方法能够准确地检测地铁视频监控中的行人,运算速率较快,鲁棒性较高。
关键词：背景建模,骨架提取,运动分析
参考文献
[1]车志富,苗振江,王梦思.地铁视频监控系统中的行人检测研究与应用[J].现代城市轨道交通,2010:31-36.
[2]雷涛,罗薇薇,樊养余,等.复杂背景下的运动人体骨架提取算法[J].计算机应用研究,2010,27(8):3194-3200.
地铁通信传输系统监控模式探讨 篇9
深圳的轨道交通, 每年都在飞速的发展。2004年, 深圳地铁一期工程开始试运营, 2006年开始正式运营, 2011年, 深圳地铁二期工程全网开通, 截止到2012年, 深圳地铁已通车5条线路。根据《深圳市城市轨道交通近期建设规划 (2011-2016) 》的计划, 深圳3期工程完结时, 轨道交通线路将达到10条, 通车里程约348 km。轨道交通的发展, 地铁的通信传输系统的运营, 使地铁需要更高效的运营, 需要建设更高效率的包括通信、信息、监控业务网络等通信传输系统。
1 地铁通信传输系统网络的总体构成
1.1 地铁通信传输系统的组成
地铁通信系统是一个大系统, 它由各个子系统构成。子系统主要包括:传输网络系统、无线通信系统、公务电话系统、调度电话系统、时钟系统、乘客信息系统 (又称PIS) 、闭路电视监视系统 (又称CCTV) 、广播系统 (又称PA、办公自动化系统又称OA) , 以及电源地线系统。各个子系统之间, 既相对独立, 又各有关链。
深圳地铁目前的传输系统中, 传输系统可分为:①运营专用传输系统;②民用通信传输系统。运营专用传输系统是整个地铁通信系统的骨干, 是整个通信系统中的核心系统。传输通信系统必须具备传输语音、数据、图像等信息的功能。
1.2 地铁通信传输系统的功能
地铁通信传输系统的功能包括数据业务的接口、电业务接入、系统与控制之间的通信、系统之间的透明传送、通信传输之间的透明处理、传输系统的自我保护、设备与网络之间的多重保护, 这些功能保证地铁通信传输系统的可靠运行和维护。
1.3 地铁通信传输系统SDH环网与PCM设备的搭配
深圳地铁通信传输系统基于SDH的MSTP系统, 配合智能PCM设备, 能让整个子系统业务传送完善。尤其利用地铁轨道两侧的光缆, 提供业务自我保护, 其方式是跳点连接成环, 组成SDH环网。
2 PCM设备监控技术的改进
PCM设备是为低速业务提供的通道, 是地铁传输系统的接入层设备。PCM设备的主要功能是为时钟、警用设备提供传递通道。PCM设备如果出现意外的故障, 会影响整个地铁传输监控的运营质量及安全, 因此, 进一步加强PCM设备的改造是迫切的技术需求。
PCM设备容易引发的故障通常是①主控板数据丢失;②PCM设备监控模块故障;③2M通道故障 (包含站点网元脱管、不能准确对网元进行故障定位、不能对网元进行业务操作) 。
为了解决PCM监控通过2M模式单一引发故障的问题, 经过对PCM监控的原理分析后, PCM监控技术的模式进一步改进, 实现了监控路由的物理备份和缩短故障处理时间的问题, 从而能进一步提高设备的稳定性, 使运营的安全得到保障。
2.1 规划PCM设备的MAC地址与IP地址
以目前深圳的3号地铁为例, 规划全网32个站点与PCM设备的MAC地址与监控卡的IP地址, 同时一时间段内, 每套MPC设备的监控卡IP地址与MAC地址具有唯一性。这项技术在于, 同一网段内IP地址具有唯一性, 且同一网段内设备不冲突, 信息互通。
2.2 使用以太网连接SDH网管系统
使用以太网进行SDH设备监控, 能使各个车站需要有一个未用的新端口, 与控制中心端口之间能够互通。以深圳地铁3号线为例, 现在传输网络的3个环网为PCM业务段3个虚拟局域网。OCC1对应VLAN为1031, OCC2为1032, OCC3对应为1033, 利用SDH设备光线路板空闲的VCG在传输环网按顺时针方向或逆时针方向分配时隙, 以太网端口为10M, SDH设备一个时隙为2M, 一个站能使用5个时隙。OCC1环内12个站点以太网汇聚到OCC1, 能分配60个时隙, OCC2环内10个站点50个时隙, OCC3环内9个站点45个时隙。
2.3 现场网线布放和设备IP地址与MAC地址修改
仍以深圳地铁3号线路为例, 设备默认IP地址为:192.168.0.33, 而MAC地址:00:D0:CF:00:00:46, 可利用相关的浏览器把设备IP修成在地址栏, 输入监控卡的IP地址, 再根据PCM的IP、MAC地址规划, 修改IPC地址, MAC地址。输入完成后, 现场布放以太网线, 构成实际的物理通道, 将PCM设备ETH以太端口与SDH设备作以太板端口的物理连接。
注:虚线路由代表“以太网”;实线路由代表“2M”
3 PCM设备整改后, 监控状况性能的突破
3.1 原PCM监控设计方案
路由特性:监控路由没有保护且单一;
施工特性:在厂家直接采购整机, 由系统承包商标施工;
监控特性:站点数据易丢失, 部份设备无法监控, 无法在网管中心对设备进行数据配置;中心PCM一旦脱管, 子站点全部脱管;设备主控板或者2M中继板损坏, 则立即不能有效定位发生的故障;PCM主控板监控模块一旦损坏, 则设备无法进行监控。
3.2 改进监控设计方案
路由特性:设备属于双重路由的监控路由;即使接入网远的OCC脱管, 其余的车站设备仍然能继续监控;
施工特性:施工的材料简单, 工作量小, 接入可靠程度很高;施工时间短, 不影响其他专业的运营;可以自由施工, 不需要另外成本招标, 减少成本;
监控特性:站点的数据丢失, 施备仍然可以监控其他网元, 在MEC可以直接配置数据;整改以后的以太网监控, 车站设置直接跟网管连接, 控制的中心PCM一旦脱管, 其余设备仍然可以监控;主控板及2M中继板损坏, 依然可以利用现有的设备对故障点进行准确定位;主监控模板损坏, 设备仍然可以继续监控;1M路由实现了备份, 一旦监控有故障, 能立即切换至另一种监控模式。
4 结语
通过对PCM监控技术的改造, 目前铁路通信传输系统实现了设备双路由监控, 增强了网络安全性, 也节省了大量生产维护的成本, 其中包含铁路通信传输系统的人力成本。PCM设备传输技术的新突破, 使得可现场, 也可在网管中心处理非硬件的故障, 提高了处理故障的效率, 对硬件的故障也能做到更精准的定位和更有效的排除。
随着通信技术的不断发展, 深圳的地铁通信传输系统, 甚至全国的通信传输系统将会有更多的应用技术与更实用的方案应运而生。不同的城市与不同的地铁公司也会根据当地的实际情况, 发展适合自己的投资情况、线路情况、技术情况的监控技术。这次深圳的PCM监控技术的改进突破, 正是在传统的地铁通信网络系统中做的一次尝试改进。
参考文献
[1]景岩.论地铁通信传输系统[J].铁道通信信号, 2006, 42 (1) :54-56.
[2]张瑾.地铁传输系统中的新技术应用探讨[J].中国交通信息产业, 2008 (6) :136-139.
[3]郭祥寿.传输技术在城市轨道交通中的应用[J].城市轨道交通研究, 2007 (8) :67-69.
地铁综合监控系统研究及应用 篇10
综合监控系统是集成地铁内部各专业子系统的自动化系统的统一平台。综合监控系统采用分层分布网络构成OCC和车站监控网络,采用同一个软件平台,集成或互联地铁各专业自动化子系统。综合监控系统对子系统的集成是将此子系统的全部信息通过综合监控系统接入、传输、监控和管理,而对子系统的互联是与相对独立的子系统进行必要的信息交换和互联。综合监控系统可根据具体应用不同,对一些子系统进行集成,对一些子系统进行互联。这样一个在统一的硬件和软件大平台上集成或互联所需子系统构成的大型SCADA系统,便是本文论述的综合监控系统。
1 系统概述及主要功能介绍
综合监控系统作为地铁线网当中的一个大系统,主要功能是提高地铁的运营管理水平和服务质量,实现地铁中央调度远程对线路及线网车站中各子系统的集中监视与控制功能。系统设置中央级、车站级和车辆段级的硬件设备系统,设备硬件系统包括实时服务器、历史服务器、前端处理器、网络交换机、工作站以及UPS不间断电源、报警打印机和时间打印机等附属设备。其中历史服务器用于对线路和线网当中各专业设备出现的一般故障、重要故障、紧急报警等信息进行定期保存,通过中央级历史服务器操作可快速便捷地查询到所筛选的各专业各类事件及报警信息。
综合监控系统主要采用两级管理(中央、车站)和三级控制(中央、车站、现场)的体系模式。
车站级综合监控系统能对线路上本站点的子系统进行监视与控制,监视上主要采集现场设备状态信息、设备故障及报警信息,从而实时地显示在监控系统的人机界面MMI上,同时把车站收集的状态信息和故障报警信息通过系统网络上传到中央级的综合监控系统,实现了中央级系统远程对车站的设备监控。
中央级综合监控系统除了远程监视全线各站的设备状态、故障及报警信息外,更重要的功能就是实现设备的远程控制,如电力监控子系统(PSCADA)。在综合监控系统深度集成的电力监控子系统界面上,中央电力调度员通过综合监控系统便能对全线各个牵引降压混合所、降压所、跟随所以及主变电所的电力开关等设备进行远程监视与控制,在地铁列车停运回厂后和早上运营列车出厂前,便是中央电力调度员使用综合监控系统,远程对全线的牵引开关进行停、送电等操作。
现场级综合监控系统构成主要有PSCADA、FAS、PSD、BAS、ACS、ATS、AFC、CCTV、PA、PIDS、CLK等系统的现场设备。ISCS与PSCADA、FAS、PSD、BAS、ACS、ATS、AFC、CCTV、PA、PIDS、CLK等系统在车站级或中央级接口。其中,系统直接集成的子系统有PSCADA、FAS、PSD、BAS,其余子系统一般为互联子系统。
专业术语及英文缩写:
(1)综合监控系统(ISCS):Integrated Supervisory Control System。
(2)广播系统(PA):Public Address。
(3)机电设备监控系统(EMCS):Electric&Mechanic Control System。
(4)电力监控系统(PSCADA):Power Supervision Control and Data Acquisition。
(5)环境与设备监控系统(BAS):Building Automation System。
(6)火灾报警系统(FAS):Fire Alarm System。
(7)自动售检票系统(AFC):Automatic Fare Collection。
(8)防淹门(FG):Flood Gate。
(9)电扶梯系统(ES):Escalator System。
(10)门禁系统(ACS):Access Control System。
(11)闭路电视系统(CCTV):Closed Circuit Television。
(12)时钟系统(CLK):Clock。
(13)信号系统(SIG):Signalling。
(14)屏蔽门系统(PSD):Platform Screen Door。
(15)综合后备盘(IBP):Integrated Backup Panel。
(16)中央综合监控系统(CISCS):Central Integrated Supervisory Control System。
(17)自动列车驾驶系统(ATO):Automatic Train Operation。
(18)自动列车保护系统(ATP):Automatic Train Protection。
(19)自动列车监视系统(ATS):Automatic Train Supervision。
(20)乘客信息显示系统(PIDS):Passenger Information Display System。
2 系统架构及组成
综合监控系统的硬件系统结构主要分为中央级、车站级(车辆段综合监控系统设备采用的是车站级)。
2.1 硬件构成
综合监控系统的两级硬件构成如图1所示。
2.2 软件层次
综合监控系统软件主要由数据接口层、数据处理层和人机界面层这三层结构组成,如图2所示。
(1)数据接口层。该层主要负责数据采集和处理,通过前端处理器(FEP)采集接入的各子系统数据并按系统设计相关规定对数据进行协议转换和隔离。
(2)数据处理层。该层主要为服务器数据处理层,通过主备冗余的实时服务器的操作系统,对采集的各专业各类数据进行处理,并输出到人机界面MMI上显示,实现人机交互,同时接收来自人机界面人工下发的控制命令,实时传送至下层受控子系统设备。
(3)人机界面层。该层即人机交互平台,通过人机界面MMI,实现对底层各子系统设备的状态监视、故障和报警监视以及下发相关控制命令。
3 系统软件体系设计应考虑的原则
(1)软件操作系统可选UNIX或NT,以UNIX为多。
(2)人机界面软件以NT为平台。
(3)前端处理机(FEP)的软件采用多任务实时操作系统。
(4)软件采用中间软件模块结构,应用软件可灵活挂接。
(5)软件须设计满足多线监控要求和适当扩展的实时分布式数据库。
(6)软件体系为分层分布式结构,各层之间必须实现可靠的通信。
(7)软件模块间无缝连接。
(8)软件必须是成熟的,在工程中应用成功并不断进行技术更新的。
(9)软件体系支持强大的人机界面体系的设计,保证地铁工程对综合监控系统的全面功能要求。
(10)软件具有稳定、可靠运行的性能和安全保护机制。
4 系统新技术及发展方向
综合监控系统率先在广州地铁引进实施后,现已在全国轨道交通全面使用。经过多年的软件积累和改善以及计算机硬件性能的提升,综合监控系统的可靠性、实时性、数据处理能力都有了很大提高。集成更多的系统、扩展更强的功能已成为综合监控当前发展的趋势,如数字化音视频领域的扩大应用、卫星站的应用、更为先进的运营维修管理系统等等。总之,综合监控系统集成深度和广度大大提高。
5 结语
本文对综合监控系统的设计、功能、架构及组成、新技术及发展方向等方面进行了详细的研究与介绍,总体上围绕综合监控系统在地铁上的应用展开了论述。综合监控系统以其自动化的灵活结构适应了地铁工程的不同需求,尤其是在地铁出现重大故障抢修抢险以及紧急救灾的重要关头,中央级综合监控系统更是作为一个实现了综合高度监控的大平台,提高了地铁中央调度员行车与救灾调度等工作的效率。同时,综合监控系统的出现,在原有分立的各子系统之间实现了信息的相互关联,提高了各子系统间的自动化程度以及处理突发事件的综合应变能力。
摘要：近年来国内外兴建的地铁工程大多都会选择综合监控系统,因为综合监控系统能以其自动化的灵活结构适应地铁工程的不同需求。随着国内外城市轨道交通的建设和发展,综合监控系统在以后城市轨道交通监控上的应用将会越来越广泛。现对地铁综合监控系统及其主要功能、架构及组成进行简要介绍,并总结系统软件体系设计应考虑的原则,展望系统新技术及发展方向。
关键词：地铁,自动化,综合监控,轨道交通
参考文献
[1]汪华江.广州市轨道交通三、四号线首期工程初步设计说明书[Z].广州地铁设计研究院,2000.
[2]李志光.广州市轨道交通四号线综合监控系统设备培训手册——硬件组成与结构[Z].广州市地下铁道设计研究院,2002.
[3]郑州市南四环至郑州南站城郊铁路工程综合监控系统技术规格书[Z].