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高速铁路综合安全视频监控简析.doc

高速铁路综合安全视频监控简析

Andrea瑞
2017-09-20 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高速铁路综合安全视频监控简析doc》,可适用于综合领域

高速铁路综合安全视频监控简析 前言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基本上凡有铁路的地方均受程度不同的灾害侵袭由此平均每年造成铁路运输中断余次累计h最高峰曾达到年断道次。已发生灾害路段占全路总运营里程的以上尚有许多线路灾害处于潜伏状态严重威胁铁路的行车安全。高速铁路由于列车运行速度高、密度大运送对象以旅客为主一旦发生事故后果不可想象。因此除了要求机车车辆、供电、线路以及通信信号设备高性能外对各种可能发生的灾害如自然灾害(强风、暴雨、大雪、地震)、突发事故(坍方落石、异物侵限)、列车及设备故障、突发的大规模群体事件等都要实施全面监测。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、指挥运行确保铁路客运专线运行安全有着重大的实践意义。一高速铁路综合安全防灾的需求分析综合防灾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的自然灾害(风、雨、洪水、地震等)、异物侵限、突发事故和事件等进行实时监测对各种监测信息进行分析、处理、汇总判定设备安全隐患、灾害及故障的类型、性质和级别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为运营调度中心调整运行计划下达行车管制、抢险救援、维修等指令提供依据。覆盖内容需求高速铁路安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为大类:自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等)线路监测(如轴温、路基灾害等)大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等)物体侵入监测列车运行状况与车厢监测等。自然灾害监测●强风监测:监测点设置在易发生强风或突发性大风地区的车站、高架线和桥梁上。●雨量及洪水监测:洪水灾害不像地震、风灾那样具有突发性而是按积少成多、循序渐进的规律因汛期雨水多而形成灾害的。高速铁路受雨及洪水破坏主要表现在路堤、桥梁以及路堑自然边坡破坏三大方面。●地震监测:地震是属于发生概率较小但危害最大的一种特殊灾害高速铁路沿线地震仪应设置在地震烈度大于等于VII度的线路区段一般考虑设在牵引变电所内以利于及时断电响应。●高速铁路同普速铁路一样还应针对不同地理环境条件、不同的运营机制设置相应的防火灾、防雷击、防冰雪等设施。线路监测●轨温监测:轨温的升高使无缝线路钢轨的纵向应力加大超过一定标准时会导致胀轨跑道事故对行车安全有极大的危害。钢轨温度传感器设置地点应选择在线路条件如路基、道床、曲线、坡度等不利的地点。在桥梁较多地段或曲线较多地段可根据实际情况适当增设。●路基灾害监测:主要监测路基病害的发生、发展和发出预警信息这部分属于“渐进”灾害。对于路基病害要结合发生灾害处的地形、地质、环境和降雨量作出安全评估。大型结构物监测●车站监测:在大型车站设有相应的安全监测系统对周围环境、设备状态等具有自动监测和报警功能。当发生重大灾害和事件可能影响行车时(如事故、停电、火灾等)将信息通过车站综合信息系统传至调度中心安全调度台处理。●桥梁、隧道监测:高速铁路为了提高行车速度大量地使用了桥梁和隧道所以必须设置桥梁、隧道监测系统。系统所收集的可能或直接影响行车安全的信息(如火灾、非法侵限等)应直接或通过综合信息系统传送至调度中心安全调度台汇总处理。●牵引供电、通信信号监测:作为客运专线重要设备的牵引供电和通信信号等系统应具有高度的可靠性保证设备总处于良好的状态或一旦设备存在危及行车安全的隐患时能及时地发出警告强制列车减速甚至停车需要具有防火、防水、防盗等监测。物体入侵监测依据线路建筑标准对于一些易发生土、石崩溃和塌方落物难以预测巨整治投资大、施工困难的地段根据预测的塌方范围及落物轨迹设置崩塌、落物防护监测网是必要的。按照要求高速铁路为全封闭线路但是如果防护网被破坏以后有物体进入也会造成事故因此同样需要进行监测。二基于视频的高速铁路综合安全防灾的构成  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、综合调度中心防灾设备、基层站段防灾设备、现场采集设备四部分组成系统的总体结构如图所示。图 高速铁路客专综合安全防灾系统总体结构图综合安全防灾系统组成及其功能简析  现场采集设备的工作是从设置在客运专线铁路沿线的视频采集点、各种监测设备系统采集有关环境状况以及设备工况等安全监控数据将这些数据按照灾害信息种类、灾害信息程度分别进行初步处理后经网络传输传送至基层站段。运行的列车通过自诊断系统检测到列车上的故障信息通过区间或站内无线基站传送至车站综合信息系统并继续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。  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。  调度中心安全监控台对接收的数据进行处理处理后的视频、强风、暴雨、洪水、轨温、地震等报警信息中包括灾害强度、线路状态、行车规定和巡检要求等具体规定。按照灾害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全防灾系统涉及的监控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。被动红外成像技术适合于监控夜间人或车等运动物体对于环境监控力不从心基于红外灯的主动红外夜视技术可视距离近(米以内)光源体积大寿命短故障率高很难适应户外恶劣的自然环境。基于激光器的主动红外夜视技术目前已经比较成熟包括红外激光照明器灯、超低照度彩转黑摄像机、红外夜视专用监控镜头三大部分。激光的特性决定了激光可以照摄更远的距离而且光强度也比常规光源要强的多。激光具有亮度高、单色性好、方向性好等优点通过对波长的选择可以增大CCD对波长的感应程度。激光灯的寿命很长一般都在个小时以上。摄像机的选择则主要顾及两个方面:一个是白天成像效果一个是是否是感红外的低照度。白天要求效果好就是要求其有滤光片切换结构白天滤掉不可见光使成像色彩更真实晚上切换到夜视模式把不可见光放进来这样既能保证白天不失色又能保证夜视效果。夜视镜头的F数一般比常规镜头的F数要小这就意味着镜头的进光量要比常规镜头要大有较强的光收集能力好的夜视镜头的镜片对近红外光进行了增透提高了近红外光的透过率。为了看清楚远距离的物体一般选用电动长焦镜头。智能视频分析技术智能视频(IVIntelligent Video)技术源自计算机视觉(CVComputer Vision)与人工智能(AIArtificial Intelligent)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: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Arm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总线或CANBUS总线、开关量输入输出、RS接口。文档已经阅读完毕请返回上一页!

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