高速铁路综合安全

1、高铁综合安全监控系统设计高铁综合安全监控系统设计主要内容主要内容u 前言前言u 高速铁路综合安全防灾的需求分析高速铁路综合安全防灾的需求分析u 基于视频的高速铁路综合安全防灾的构成基于视频的高速铁路综合安全防灾的构成u 基于视频的高速铁路综合安全防灾系统涉基于视频的高速铁路综合安全防灾系统涉及的监控技术及的监控技术前言前言 技术安全是铁路运输永恒的主题，是铁路的生技术安全是铁路运输永恒的主题，是铁路的生命线。我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，致命线。我国地域辽阔，地形复杂，气候变化大，致使铁路灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路使铁路灾害分布广泛、类型众多、发生频繁，铁路灾害的分布遍及全国

2、，基本上凡有铁路的地方均受灾害的分布遍及全国，基本上凡有铁路的地方均受程度不同的灾害侵袭，还有许多线路灾害处于潜伏程度不同的灾害侵袭，还有许多线路灾害处于潜伏状态，严重威胁铁路的行车安全。状态，严重威胁铁路的行车安全。世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合世界各国已建成和正在建成的高速铁路均将综合安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的安全保障体系的研究放在首位。如何针对可能发生的各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、各类危及行车安全的灾害，建立安全、可靠、实时、准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学准确的铁路安全防灾监控和信息传输体系，制定科学有效的预警机制和应急预

3、案，在灾害发生前或发生后有效的预警机制和应急预案，在灾害发生前或发生后及时控制运行列车减速或停车，使各种多发、随机的及时控制运行列车减速或停车，使各种多发、随机的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的铁路灾害造成的破坏力降低到最小程度或避免灾害的发生，这对铁路部门科学、合理地调度列车、指挥运发生，这对铁路部门科学、合理地调度列车、指挥运行，确保铁路客运专线运行安全。行，确保铁路客运专线运行安全。（一）高铁综合安全防灾的（一）高铁综合安全防灾的 需求分析需求分析需求分析覆盖内容需求自然灾害监测线路监测大型结构物监测物体入侵监测综合防灾安全监控功能需求1.1综合防灾安全监控功能需求综合防灾

4、安全监控功能需求 综合防灾安全监控系统是对危及列车运行安全综合防灾安全监控系统是对危及列车运行安全的自然灾害的自然灾害(风、雨、洪水、地震等风、雨、洪水、地震等)、异物侵限、异物侵限、突发事故和事件等进行实时监测突发事故和事件等进行实时监测;对各种监测信息进对各种监测信息进行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患、灾害及行分析、处理、汇总，判定设备安全隐患、灾害及故障的类型、性质和级别故障的类型、性质和级别;实时显示经处理后的信息实时显示经处理后的信息及灾害预警、限速、停运、恢复运营等处理建议，及灾害预警、限速、停运、恢复运营等处理建议，为运营调度中心调整运行计划，下达行车管制、抢为运营调度中心调

5、整运行计划，下达行车管制、抢险救援、维修等指令提供依据。险救援、维修等指令提供依据。1.2覆盖内容需求 自然灾害监测强风监测雨量及洪水监测地震监测线路监测轨温监测路基灾害监测 大型结构物监测路基灾害监测桥梁、隧道监测 牵引供电、通信信号监测物体入侵监测（二）基于视频的高速铁路（二）基于视频的高速铁路传统的高速铁路综合安全防灾系统都是基于各种传感器来进行的，但是随着视频监控及其分析技术的不断发展和进步，基于视频的综合监测系统得到了更多的重视和应用。综合安全防灾的构成综合安全防灾的构成2.1综合安全防灾系统总体设计综合安全防灾系统总体设计 高速铁路客专综合安全防灾监控系统的运用高速铁路客专综合安全

6、防灾监控系统的运用和管理分为客运专线公司、综合调度中心、基层和管理分为客运专线公司、综合调度中心、基层站段和前端采集设备四级，均配备相应的防灾显站段和前端采集设备四级，均配备相应的防灾显示设备、工作站和网络传输设备等。系统可与客示设备、工作站和网络传输设备等。系统可与客运专线的其他信息系统共享基础信息资源，并与运专线的其他信息系统共享基础信息资源，并与其他信息系统进行数据交换。整个系统是一个分其他信息系统进行数据交换。整个系统是一个分布式结构，由客运专线铁路公司安全设备、综合布式结构，由客运专线铁路公司安全设备、综合调度中心防灾设备、基层站段防灾设备、现场采调度中心防灾设备、基层站段防灾设备、

7、现场采集设备四部分组成，系统的总体结构如图所示。集设备四部分组成，系统的总体结构如图所示。高速铁路客专综合安全防灾系统总体结构图2.2综合安全防灾系统组成及其功能简析数据收集信息处理及决策决策实施数据收集数据收集：（1）线路设备收集信息并进行分类传输到基层路段（2）运行的列车通过自诊断系统检测，通过专用数据通信网传送至综合调度中心的安全监控台汇总、存贮和处理。信息处理及决策信息处理及决策：车站综合信息系统将接收到的各类灾害基础数据进行汇集，实时传送至综合调度中心安全监控台。综合维修段将接收到的各类灾害基础数据结合视频信息进行统计分析，形成报表，将结果上报客运专线公司。决策实施决策实施：按照灾害

8、处理规程给出预警处理建议和方案，将建议和方案传送至各相关业务调度台，并在相关区域运行的列车上显示。行车调度台将其作为调整行车运行计划的参考因索，必要时行车调度台通知维修和救援部门作好准备。救援列车由车辆调度台通知动车段调动，救援部门由相关车站出而协调。客运专线公司将从调度中心安全监控台接收到的信息存档记录以供决策。 （三）基于视频的高速铁路综合安（三）基于视频的高速铁路综合安全防灾系统涉及的监控技术全防灾系统涉及的监控技术3.1主动红外夜视技术主动红外夜视技术 综合安全防灾系统的前端视频监控点通常在户外自然环境较为恶劣的场所，同时需要对目标进行全天候的监控，在夜间也没有路灯、建筑物灯光等其它的

9、环境光源可以利用，对于雨天、雾天等特殊气象条件要求能够保持良好的可视距离，可视距离最好能在1-2公里左右。 目前市场上能够提供的夜视技术主要有三种：被动红外成像技术、基于红外灯的主动红外夜视技术、基于激光器的主动红外夜视技术。 3.2智能视频分析技术智能视频分析技术 智能视频技术源自计算机视觉与人工智能的研究，其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系，使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体，这一研究应用于视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息，从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛，也使“智

10、能视频分析”计算机成为人的大脑，并具有更为“聪明”的学习思考方式。这一根本性的改变，可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力，使监控系统具有更高的智能化，大幅度降低资源与人员配置，同时，必将全面提升安全防范工作的效率。智能视频分析在火灾报警、异物入侵报警、车站与桥梁监测方面能够发挥很多积极作用。 3.3综合监控主机综合监控主机 传统的矩阵监控系统有单独的报警主机，但是通常只能接入开关量报警，而现有的网络视频编码器在报警接入方面数量较少，不能满足多种监测系统：强风、雨量、地震，多种数据协议：485总线，CANBUS总线等接入的要求，对多路模拟和数字量的采集无能为力。而集成了设备监控、周边区域音视频监控录像，周界报警系统、消防报警系统、门禁控制系统、灯光语音控制系统、动力环境监控、模拟量数字量采集等多种功能的天地伟业综合监控主机能够实现与其它多种传感器/系统的对接。采用基于Arm9的嵌入式系统提供了极高的系统稳定性。多路插卡式设计，通过不同的插卡可以在一台主机上支持多路门禁控制、RS-485总线或CANBUS总线、开关