隨著中國城市化進(jìn)程的加快，城市人口急劇增加，城市交通承受的壓力越來越大。軌道交通由于其運(yùn)量大、速度快、準(zhǔn)時準(zhǔn)點(diǎn)、安全性高等特點(diǎn)成為各大城市緩和與改善城市交通緊張的優(yōu)先選擇。截至2009年底我國已有10個城市33條城市軌道線路開通，運(yùn)營里程達(dá)到933公里，其中800多公里都在過去10年間建成。
　　
　　縱觀軌道交通的發(fā)展史，安全防范問題一直時地鐵運(yùn)營管理部門和*部門面臨的zui嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從安全防范的角度看，地鐵站不僅需要配備足夠的警力，以有效處置突發(fā)事件。更重要的是，地鐵人員流動性大、人員復(fù)雜又是地下空間，封閉、不透明，這些特征決定了地鐵需要建設(shè)和配備*的安防系統(tǒng)，從而更好的做到事前預(yù)警、事中處理、事后取證的全過程安防保障。
　　
　　2010年為確保上海世博會的順利召開，上海軌道交通建立了多級的安防報警系統(tǒng)，是軌道交通安全防范系統(tǒng)中zui重要的一個組成部分，它能夠在*時間以圖像、文字形式告知管理、維護(hù)和保安人員現(xiàn)場發(fā)生的情況，使各相關(guān)部門及時有效的做出快速反映，為處理事故提供切實(shí)依據(jù)。本文以上海軌道交通為例，闡述了安防報警系統(tǒng)在軌道交通中的應(yīng)用。
　　
　　系統(tǒng)架構(gòu)
　　
　　上海軌道交通安防報警系統(tǒng)是一個非常龐大的系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可分為三級：
　　
　　*級：由車站的報警探測器、報警主機(jī)、報警服務(wù)器等設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)對報警系統(tǒng)的設(shè)置、報警信號的采集、站內(nèi)視頻聯(lián)動、報警信息上傳等功能。
　　
　　第二級：各線路控制中心為第二級，通過通信傳輸系統(tǒng)與*級建立通信，采集車站的報警信號，實(shí)現(xiàn)中心視頻聯(lián)動功能，通過傳輸網(wǎng)絡(luò)向上級中心上傳報警信號，并實(shí)現(xiàn)對整個線路報警設(shè)備的管理，達(dá)到整個線路的報警監(jiān)控功能。
　　
　　第三級為*指揮中心和其他的上層管理中心，通過上層網(wǎng)或傳輸網(wǎng)接收各線路控制中心上傳的報警信號，實(shí)現(xiàn)報警聯(lián)動，進(jìn)行應(yīng)急指揮。
　　
　　車站級
　　
　　車站級安防報警系統(tǒng)從功能上劃分通常有四部分組成：前端探測系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)、信號控制系統(tǒng)以及警情顯示和記錄系統(tǒng)組成。其系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖2。
　　
　　前端探測系統(tǒng)
　　
　　本系統(tǒng)前端探測裝置包括主動紅外雙光束探測器、紅外/微波雙鑒探測器、報警按鈕。用于探測非法入侵等警情，產(chǎn)生報警信號。
　　
　　主動紅外雙光束探測器：探測器是以單片機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用多束主動紅外線探測的工作原理，再輔以光學(xué)系統(tǒng)，防范一個平面。它zui明顯的特征是由發(fā)射端主動發(fā)射紅外線，由接收端接收紅外線，形成紅外線的網(wǎng)狀。這種探測器能夠?qū)θ肭治镞M(jìn)行主動的防范，不會因小寵物的穿越或氣候的影響而產(chǎn)生誤報警情，從而zui大的限度降低了誤報率。
　　
　　為了探測是否有人非法侵入地鐵隧道淺埋式出入口，本系統(tǒng)在隧道出入口上下行各設(shè)置主動紅外雙光束探測器5套。
　　
　　被動紅外/微波雙鑒探測器：被動紅外探測是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號輸出的器件。紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。要察覺這種輻射的存在并測量其強(qiáng)弱，必須把它轉(zhuǎn)變成可以察覺和測量的其他物理量。一般說來，紅外輻射照射物體所引起的任何效應(yīng)，只要效果可以測量而且足夠靈敏，均可用來度量紅外輻射的強(qiáng)弱?，F(xiàn)代紅外探測器所利用的主要是紅外熱效應(yīng)和光電效應(yīng)。這些效應(yīng)的輸出大都是電量，或者可用適當(dāng)?shù)姆椒ㄞD(zhuǎn)變成電量。
　　
　　為了克服單一技術(shù)探測器的缺陷，通常將兩種不同技術(shù)原理的探測器整合在一起，只有當(dāng)兩種探測技術(shù)的傳感器都探測到人體移動時才報警的探測器稱為雙鑒探測器。微波與被動紅外兩種方法探測，并經(jīng)過模糊邏輯數(shù)碼分析，排除種種普通探測器無法克服的干擾，只對人體移動作出報警，杜絕誤報漏報，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出無微波功能的各種紅外探測器。此外，微波探測穩(wěn)定可靠，抗*力強(qiáng)，zui大可覆蓋范圍更加寬遠(yuǎn)，并可予以視區(qū)成型設(shè)置。
　　
　　本系統(tǒng)在車站編碼室安裝1套被動式紅外/微波雙鑒探測器。
　　
　　報警按鈕：報警按鈕是安防系統(tǒng)中的一個設(shè)備類型，當(dāng)有緊急情況發(fā)生的時候，人員手動按下報警按鈕，向報警主機(jī)報告有特殊情況。本系統(tǒng)在車控室、編碼室和客服中心均安裝了1套報警按鈕。
　　
　　信號傳輸系統(tǒng)
　　
　　信號傳輸系統(tǒng)是報警信號傳輸通道。就是把探測器中的探測信號送到報警控制主機(jī)去進(jìn)行處理、判別，確認(rèn)“有”“無”入侵行為。探測電信號的傳輸通常有兩種方法：有線傳輸和無線傳輸。本系統(tǒng)采用有線傳輸。
　　
　　有線傳輸是將探測器的信號通過導(dǎo)線傳送給控制器。根據(jù)控制器與探測器之間采用并行傳輸還是串行傳輸?shù)姆绞讲煌x用不同的線制。一般有多線制、總線制和混合式三種方式。本系統(tǒng)綜合實(shí)際情況，采用混合制方式，有總線也有分線制連接。由于隧道口離報警控制主機(jī)較遠(yuǎn)，且隧道內(nèi)電磁干擾比較嚴(yán)重，本系統(tǒng)采用I/O模塊采集現(xiàn)場報警信號將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過以太網(wǎng)光端機(jī)和光纜傳輸?shù)娇刂茩C(jī)房。
　　
　　信號控制系統(tǒng)
　　
　　控制部分是整個系統(tǒng)的“心臟”和“大腦”，是實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)功能的指揮中心。這個工作由報警控制主機(jī)和車站視頻服務(wù)器共同實(shí)現(xiàn)。
　　
　　報警控制主機(jī)直接接收來自入侵探測器發(fā)出的開關(guān)報警信號，發(fā)出聲光報警并指示入侵發(fā)生的部位。聲光報警信號能保持到手動復(fù)位，如果再有入侵信號。且報警控制主機(jī)有防破壞功能，當(dāng)連接入侵探測器和控制主機(jī)的傳輸線發(fā)生斷路、短路或并接其它負(fù)載時能發(fā)出聲光報警故障信號外，還能通過聯(lián)動控制器聯(lián)動頻閃燈等。報警信號能保持到引起報警的原因排除后，才能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。
　　
　　此外報警控制主機(jī)能向與該機(jī)接口的全部探測器提供直流工作電壓。（當(dāng)前端入侵探測器過多，過遠(yuǎn)時，也可單獨(dú)向前端探測器供電）。
　　
　　報警控制主機(jī)具有對控制系統(tǒng)進(jìn)行自檢，檢查系統(tǒng)各個部分的工作狀態(tài)是否處于正常工作狀態(tài)。報警控制主機(jī)具有備用電源。當(dāng)主電源斷電時能自動切換到備用電源上，而當(dāng)主電源恢復(fù)后又能自動恢復(fù)主電源供電。切換時控制器仍能正常工作，不產(chǎn)生誤報。備用電源應(yīng)能滿足系統(tǒng)要求，并可連續(xù)工作24小時以上。
　　
　　報警控制主機(jī)通過網(wǎng)線與車站二層交換機(jī)相連，將報警信息通過以太網(wǎng)和傳輸系統(tǒng)上傳至車站視頻服務(wù)器和控制中心網(wǎng)管終端，車站視頻服務(wù)器接收報警信號后，實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動功能。
　　
　　警情顯示和記錄系統(tǒng)
　　
　　當(dāng)探測到入侵情況，觸發(fā)相應(yīng)的聲光報警裝置和輔助照明燈，車站安防視頻服務(wù)器接收報警主機(jī)傳送的報警信號，控制視頻矩陣將相應(yīng)區(qū)域的攝像機(jī)畫面切換到安防分控點(diǎn)的監(jiān)視器上，設(shè)置在中心的報警系統(tǒng)網(wǎng)管服務(wù)器記錄詳細(xì)的報警信息，配置的打印機(jī)可打印報警記錄。
　　
　　線路中心級
　　
　　在各線路中心設(shè)置安防管理服務(wù)器（可與視頻管理服務(wù)器合用），安防管理服務(wù)器接收車站安防服務(wù)器上傳的報警信號，啟動報警預(yù)案，將車站相關(guān)視頻畫面切換到調(diào)度大廳監(jiān)視器上，并疊加報警字符提醒相關(guān)管理調(diào)度人員注意。中心安防服務(wù)器同時還需按照《上海軌道交通基本網(wǎng)絡(luò)電視監(jiān)控和安防系統(tǒng)接口與協(xié)議》將車站的報警信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)指令傳送到應(yīng)急指揮中心、各*分控等相關(guān)上層指揮中心。
　　
　　各線路中心還設(shè)有報警系統(tǒng)的網(wǎng)管服務(wù)器，用于報警系統(tǒng)的管理、報警信號的記錄和查詢，便于維護(hù)人員對全線報警系統(tǒng)進(jìn)行管理。
　　
　　上層中心級
　　
　　上層中心包括應(yīng)急指揮中心、軌道*指揮中心、各派出所*分控中心等各級指揮中心。上層各中心與各線路控制中心服務(wù)器之間均按照《上海軌道交通基本網(wǎng)絡(luò)電視監(jiān)控和安防系統(tǒng)接口與協(xié)議》規(guī)定的信令格式進(jìn)行的通訊，調(diào)用報警聯(lián)動預(yù)案，從而實(shí)現(xiàn)上層各中心對各線路視頻和安防監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)用管理，為各中心的指揮調(diào)度、領(lǐng)導(dǎo)決策、突發(fā)事件處理等提供了及時可靠的視頻監(jiān)控資料。
　　
　　報警控制流程及接口
　　　　
　　車站報警控制
　　
　　本系統(tǒng)在隧道淺埋段出入口處，在隧道內(nèi)的側(cè)壁上下行兩側(cè)不同高度和位置各安裝5組主動式紅外探測器，從軌面以上0.2米至1.5米，安排3對紅外探測器，另外2套安裝在車頂附近），并各配套設(shè)置輔助照明燈和聲光報警器1套。報警信號、控制信號等通過以太網(wǎng)光端機(jī)和光纜接入就近車站報警監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)5組紅外探測器陸續(xù)檢測到有
　　
　　物體進(jìn)入隧道時，車站安防服務(wù)器通過預(yù)設(shè)程序正確可靠地自動判斷該物體是列車在正常通行還是人員的出入。當(dāng)判斷是人員的出入時，安防服務(wù)器立刻觸發(fā)現(xiàn)場的聲光聯(lián)動，同時將入侵報警信號通I/O模塊提供給報警主機(jī)，同時將報警信號發(fā)送給車站視頻矩陣，將對應(yīng)設(shè)置在隧道口的攝像機(jī)圖像聯(lián)動切換至車站安防分控點(diǎn)的視頻圖像監(jiān)視器上，并給予聲、光報警的提示。
　　
　　車站編碼室安裝被動式紅外/微波雙鑒探測器。探測器可根據(jù)運(yùn)營管理需要設(shè)防或撤防，并配套設(shè)置輔助照明燈和聲光報警器各1臺。在設(shè)防狀態(tài)下，一旦有移動物體的進(jìn)入被探測到，立即將報警信號送到報警控制主機(jī)，報警控制主機(jī)再轉(zhuǎn)發(fā)至車站安防服務(wù)器，該房間內(nèi)的輔助照明燈自動打開，設(shè)置于該房間內(nèi)的攝像機(jī)圖像聯(lián)動切換至車站安防分控點(diǎn)的視頻圖像監(jiān)視器上，并觸發(fā)聲光報警裝置。
　　
　　在如客服中心、車站安防分控點(diǎn)等重點(diǎn)安全場所隱蔽處安置緊急按鈕，若是按下報警按鈕，對應(yīng)場所的攝像機(jī)的圖像聯(lián)動切換至車站安防分控點(diǎn)的視頻圖像監(jiān)視器上，并同時給予值班人員有聲音和顯示的提示。所有的報警信息均上傳至在控制中心、應(yīng)急中心、*分控和軌道分局等處。
　　
　　車站安防視頻服務(wù)器主要完成以下功能：
　　
　　采集報警主機(jī)送來的報警源信號;
　　
　　對隧道口紅外探測器報警進(jìn)行物體判斷;
　　
　　轉(zhuǎn)換報警信號，根據(jù)預(yù)設(shè)預(yù)案控制視頻矩陣進(jìn)行視頻聯(lián)動;
　　
　　將報警信號通過傳輸網(wǎng)絡(luò)送線路控制中心（中心報警聯(lián)動）。
　　
　　線路中心報警控制
　　
　　控制中心安防管理服務(wù)器通過傳輸網(wǎng)絡(luò)接收車站安防服務(wù)器上傳的報警信號，根據(jù)預(yù)設(shè)的報警預(yù)案向車站安防視頻服務(wù)器發(fā)送切換控制指令，同時控制數(shù)字視頻編解碼系統(tǒng)和中心視頻矩陣進(jìn)行視頻聯(lián)動，將相應(yīng)的攝像機(jī)視頻信號切換到中心監(jiān)視器上，并在畫面上疊加報警信息。
　　
　　控制中心安防視頻服務(wù)器主要有以下功能：
　　
　　管理報警預(yù)案;
　　
　　接收車站安防服務(wù)器發(fā)送的報警信息，進(jìn)行記錄并啟動報警預(yù)案;
　　
　　報警預(yù)案啟動后，發(fā)出聲光報警，
　　
　　提醒操作員，報警字符疊加在屏幕上，直到操作員確認(rèn);
　　
　　當(dāng)多個報警同時來到時，報警圖像將滾動顯示，報警字符將跟隨圖像滾動;
　　
　　出現(xiàn)聯(lián)動圖像的監(jiān)視器將被鎖定，直到操作員確認(rèn)所有報警后才解鎖;
　　
　　根據(jù)要求向*分控中心、應(yīng)急中心COCC等上層網(wǎng)主動發(fā)送報警信號。
　　
　　上層中心報警控制
　　
　　上層中心安防視頻服務(wù)器通過傳輸網(wǎng)絡(luò)接收控制中心安防視頻服務(wù)器上傳的報警信號，根據(jù)預(yù)設(shè)的報警預(yù)案向控制中心安防視頻服務(wù)器發(fā)送切換控制指令，同時控制分控中心視頻矩陣進(jìn)行視頻聯(lián)動，將相應(yīng)的攝像機(jī)視頻信號切換到中心監(jiān)視器上，并啟動聲光報警。
　　
　　上層中心安防視頻服務(wù)器主要有以下功能：
　　
　　管理報警預(yù)案;
　　
　　接收控制中心安防服務(wù)器發(fā)送的報警信息，進(jìn)行記錄并啟動報警預(yù)案;
　　
　　報警預(yù)案啟動后，發(fā)出聲光報警，提醒操作員，報警字符疊加在屏幕上，直到操作員確認(rèn);
　　
　　當(dāng)多個報警同時來到時，報警圖像將滾動顯示，報警字符將跟隨圖像滾動;
　　
　　出現(xiàn)聯(lián)動圖像的監(jiān)視器將被鎖定，直到操作員確認(rèn)所有報警后才解鎖。
　　
　　上層中心還配置有安防系統(tǒng)電子地圖，可通過該軟件實(shí)現(xiàn)對所轄車站安防報警系統(tǒng)的管理、報警顯示等功能，為管理指揮人員提供直觀的報警地理信息。
　　
　　結(jié)束語
　　
　　上海地鐵安防報警系統(tǒng)采用多級報警管理及與視頻系統(tǒng)無縫聯(lián)接的結(jié)合架構(gòu)，是將傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)與視頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的有機(jī)融合，性能可靠、擴(kuò)展簡單、功能*、操作方便，具有以下特點(diǎn)：
　　
　　報警及時準(zhǔn)確可靠;
　　
　　與視頻系統(tǒng)融合，實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)動;
　　
　　具有報警智能分析功能，避免誤報漏報;
　　
　　靈活的報警預(yù)案設(shè)置;
　　
　　采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和模塊化設(shè)計，便于系統(tǒng)的擴(kuò)展。
　　
　　隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和安防技術(shù)的發(fā)展，地鐵的安防報警系統(tǒng)應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、數(shù)字化等方面不斷完善，建設(shè)具有地鐵安防特點(diǎn)的數(shù)字安防集成平臺，融合多種報警系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、數(shù)字視頻系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)等多系統(tǒng)，以滿足系統(tǒng)大型化、管理多元化、需求差異化、功能多樣化的發(fā)展需求。