高速铁路安全保障系统(5篇)

高速铁路安全保障系统篇三

综合监控系统

随着地铁现代化和自动化技术的发展，对运营安全和管理水平要求的不断提高，运营过程中被监控对象之间的关系越来越复杂，对信息采集和处理的实效性要求越来越高，对运营的安全、可靠性越来越受到重视，对资源共享和信息共享提出了更高的要求。

现代化的地铁运营管理要求自动化系统能提供一个可实现信息互通和资源共享的平台。地铁综合监控系统是一个面向调度和车站操作人员的大型计算机集成系统，采用先进的计算机及网络技术，集成和互联多个自动化系统（如电力监控系统、消防报警系统、设备监控系统等），形成一个统一的监控系统平台，实现了各集成和互联系统的信息整合和共享、综合监视与操作。

综合监控系统的主要功能包括对机电设备的实时集中监控功能和各系统之间协调联动功能两大部分。一方面，通过综合监控系统，可实现对电力设备、火灾报警信息及其设备、车站环控设备、区间环控设备、环境参数、屏蔽门设备、防淹门设备、电扶梯设备、照明设备、门禁设备、自动售检票设备、广播和闭路电视设备、乘客信息显示系统的播出信息和时钟信息等进行实时集中监视和控制的基本功能；另一方面，通过综合监控系统，还可实现非运营情况下、正常运营情况下、紧急突发情况下和重要设备故障情况下各相关系统设备之间的调互动。

一、综合监控系统的集成方案。

综合监控系统从集成的深度来划分，有顶层信息集成、深度集成两种集成方案。

1、顶层信息集成

顶层信息集成实质是将早期分立监控模式下各子系统的上下位机结构拆分成两个独立部分进行设计、实施和调试。上位机监控部分功能由综合监控系统来完成，下位控制器部分功能由各集成子系统完成，建立在此结构上的综合监控系统，通常会设置专门的网关接口设备(如前端处理器fep)来实现与各接入系统的数据通信和信息隔离。

顶层信息集成模式强调对综合监控系统的自身性能保护, 数据处理过程中需要通过网关接口设备(前端处理器fep)将各接入系统所上传的监控信息进行有选择性的筛选,控制子系统上传点数的总体规模,从而保证自身系统的稳定性和实时性。国内早期的综合监控系统，比如上海地铁3号线主控系统,就是采用这种集成模式的系统构架来进行工程实施的。

顶层信息集成模式受到当时网络传送带宽、计算机软件数据处理能力和各子系统间接口协议不开放等多方面因素的限制，整个数据处理过程中增加了一个转换和再处理环节,造成系统的实时响应性受到拖累。为克服这种不利影响,综合监控系统只能采用控制系统监控点数的方法来解决实时响应性的问题,这样也间接导致被集成子系统的部分原有功能被弱化或舍弃。同时，各重要集成子系统站间通信和远程访问等功能所需的网络通道却无法由综合监控系统提供。为了实现这些站间通信功能,这些子系统只能采用另外再单独组网的方式来解决。

2、深度集成

深度集成是将原来分层设置的多个监控系统作为一个大规模的综合自动化系统，进行统一设计、招标、实施和调试。深度系统集成模式的综合监控系统的内容也相应扩大，包括了顶层集成模式的综合监控系统、电力监控子系统(pscada)、环境与设备监控子系统(bas)、火灾自动报警子系统(fas)和门禁子系统(acs)等多个部分。其主要特点为将分立监控系统上下位机结构作为一个整体进行考虑，原来分立系统的功能统一在综合监控系统软硬件平台上完成。深度系统集成模式在接入方式上进行了优化设计，多个控制层设备(如pscada控制器、bas控制器、fas报警盘和acs控制器等)皆直接连接到综合监控系统的站级局域网络上，这样的设计在简化网络层次的同时，还满足相关子系统设备异地通信和远程访问等功能需求。

深度集成模式的综合监控系统在上下位机的连接方式上采用主要控制层设备直接接入综合监控系统站级局域网的方式，这样控制层设备之间的站间通信功能和远程访问、下载和维护功能，皆可以通过综合监控系统构建的全线网络来实现，这在以往顶层信息集成模式中是无法实现的。

从软件数据采集和处理方面来看，由于深度集成模式的综合监控系统采用同一厂商的开放性软件集成平台，使得大多数监控数据可以采用一次数据采集、数据处理和数据表示的处理方式，而不需要进行顶端信息方式所需的数据转换和数据再处理等过程，因此减少了中间环节，系统实时响应性得到了保证，系统监控点数的规模也可相应扩大，因此实现功能相对于顶层信息集成来说更加完善和强大，各城市地铁新线综合监控系统皆根据各自的特点采用类似的建设模式。

二、综合监控系统的构成方案

综合监控系统根据运营管理模式、采集信息的处理方式以及中央级存储和管理数据量的大小，在构成上可分为以下三种方案。

方案一：在中央级设置冗余的全局实时和历史数据服务器，将车站级的所有联网子系统的全部数据实时地采集到中央级来进行统一的管理和控制。由于数据量的庞大，处理复杂，需要分别设置实时数据服务器和历史数据库服务器，以便监视和控制全线所有监控对象，实时反映现场状态并进行及时的响应和存储。车站级仅设实时服务器，仅保存本站所需的、常用的、重要的数据和参数。

方案二：综合监控系统不设置全局性控制服务器及实时数据服务器，车站级作为数据收集、处理和保存的核心；中央级综合监控系统仍设置冗余的实时服务器和历史服务器，但其软硬件配置上与车站级服务器属于同一档次。在中心数据库中不收集、保存和管理全局数据，仅保存控制中心监控所需的、常用的、重要的数据和参数，一般数据和参数根据调度员所需临时访问各车站数据库。

方案三：车站分为集中站和分站，中央级综合监控系统设置冗余实时服务器和冗余历史服务器，中心不担负每个车站级实时数据处理，只负责必须由中央级实现的功能，而将大量实时数据处理功能下放到车站一级。车站一级又分为集中

站和分站，每3-4个车站设置一个集中站，其余为分站。集中站设冗余服务器，负责各站的数据处理，分站不设服务器。系统采用分布式数据结构，车站主要负责系统联动与模式控制功能。

集中站与分站的关系：正常情况下，集中站具有本站设备监控功能，对分站设备只有监视功能和数据存储功能；分站监控本站设备，分站授权给集中站后，集中站也可以具有对分站设备的控制功能。中心级与集中站、分站的关系：正常情况下，中心级直接与集中站互传信息，集中站与分站互传信息；经过集中站授权后，中心级综合监控系统可以与分站直接互传信息。

综合以上三个方案，在运营管理方面，方案

一、方案三更适用于occ集中运营管理，亦即更容易向将来车站无人管理模式过渡，方案二集中管理功能相对较为弱化，不易将来向车站无人管理模式过渡；在系统安全可靠性方面，方案一每一个数据均双重拷贝，当某一车站的服务器宕机时，不会存在数据丢失，且其故障范围只影响本站，方案三每个数据亦双重拷贝，但当集中站宕机时，其故障波及范围包括本站及其分站，方案二多数数据仅储存于车站服务器内，无异地备份；在投资方面，三个方案之间差别不大；在可扩展性方面，三个方案均应采用分布式模块化体系结构，其差别主要在方案一、三中央级结构庞大，扩展代价相对于方案二要高，由于方案三车站级采用集中站/分站结构，其扩展灵活性比方案一、二要低。

三、综合监控系统的基本构成

系统主要由中央综合监控系统、车站综合监控系统（包括综合后备盘）及综合监控骨干网等组成。

1、中央综合监控系统

中央综合监控系统由中央监控网络、运营控制中心（occ）实时服务器、历史服务器、磁盘阵列、磁带记录装置、各类操作员工作站（总调工作站、电调工作站、环调工作站、维调工作站）、不间断电源、打印机、网络管理系统（nms）、大屏幕系统（ops）等组成，用于监视全线各车站（包括车辆段）的各个子系统 的运行状态，完成中央级的操作控制功能。

综合监控系统的中央级对全线重要监控对象的状态、性能等数据进行实时地收集及处理，通过各种调度员工作站和大屏幕以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供调度人员参考和使用。

综合监控系统根据一定的逻辑关系自动向分布在各站点的被监控对象或系统发送模式、程控、点控等控制命令，或由调度员人工发布控制命令，从而完成对全线环境、设备和乘客的集中监控。当系统处于正常工作模式时，中央级的控制级别高于车站级。中央级综合监控系统根据不同的情况启动相应的预设工作模式实现全线与综合监控系统联网的各子系统联动控制。

2、车站综合监控系统

车站综合监控系统由车站监控网络、车站服务器、车站（或车辆段）操作员工作站、前端处理器（fep）、打印机、综合后备盘（ibp）等组成，用于监视车站各子系统的运行状态，完成车站级的操作控制功能。

车站级综合监控系统对全站监控对象的状态、性能等数据根据中央级综合监控系统的授权进行实时的收集及处理，通过值班员工作站以图形、图像、表格和文本的形式显示出来，供值班员参考和使用。并且根据中央级综合监控系统的授权按一定的逻辑关系自动向分布在站内的被监控对象或子系统发送模式、程控、点控等控制命令，或由值班员人工发布控制命令，从而完成对全站环境、设备和乘客的集中监控。当系统处于正常工作模式时，中央级的控制级别高于车站级。车站级综合监控系统根据不同的情况启动相应的预设工作模式实现全站与综合监控系统联网的各子系统联动控制。

3、综合监控骨干网

综合监控骨干网是连接车站级监控系统和中央级监控系统的主干传输通道，在各车站及控制中心分别设置工业级以太网交换机，利用通信专业设置的以太环网，将中央级监控系统、车站级监控系统和车辆段监控系统连接为一有机整体。

高速铁路安全保障系统篇四

高速铁路车站综合智能安全系统解决方案

通过对高铁建置的运行及作业安全进行观察和了解，我们可以将铁路轨道安全的重点切分为三大块;那就是轨道安全、列车组车厢安全和车站安全。因为已有众多专业厂商在专门探讨轨道及车厢安全的部分，因此本文抛开了对轨道本身的高速铁路轨道安全监测及高速铁路的车厢安全监控这两部分，转而专注于现阶段运营状况越来越复杂的高速铁路车站的安全部分，提出相应的车站综合智能安全系统解决方案。

高速铁路车站运营安全与一般的铁路车站有何不同

安全是铁路系统永远坚持的目标要求，车站则是安全因素的重要环节，虽然高速铁路车站一般看起来与地铁、动车车站看起来并无差异，甚至在一般人看起来都是一样的结构与运作方式，但实际上，高速铁路车站与一般的地铁、铁路火车车站的运行有着明显的差异。这里举两个简单例子，一是;一般的地铁、铁路车站的列车停靠站时由于运量不同，所以停靠站时间也不同，而高铁由于是属于城际高速运输系统，因此会有部分站点在不同车次上是不靠站的，高速铁路在运行方式有很多时候是以降低停靠站或以减少停靠站来达到直达或快捷的目标，所以在列车不靠站通过时虽然以减速通过，但高铁速度仍然是以高于一般铁路列车的车速，因此会给高铁候车月台带来瞬间的强风气流，它可能会带来月台设备的晃动或是人员被气旋牵引或吹动等。因此，对于月台的设备固定及监控，以及人员的管制就不同于一般的地铁、动车及火车车站的方式，也正因如此，我们可以看到包括国外及国内的高铁车站在月台人员进出时都会有特殊的管制及人员侦测设备，同时也会针对一些监控设备及月台信号灯设备有特定的固定与安装架设方式(如图1)，如此一来当高铁列车采用不靠站通过时，设备也不致于晃动或被强风吹落轨道上。

图1 高铁车站在监控设备及信号灯的强化固定

另外在管制月台进出及人员滞留的侦测技术上，我们也会看到高铁车站在月台人员管制侦测上通常会采用视频动态侦测技术或体温热感侦测器等方式(如图2)，以防止人员或猫狗小动物的不当进入管制月台区。

图2 高铁月台区侦测设备安装实景

二是：高铁月台与一般的铁路、地铁车站在安全管制上也有差异。在一般的铁路车站，人员在列车未进站前或未发车前，可以看到候车人员可以随意使用电扶梯或步行梯，自由的进出铁路及地铁月台区域。但高铁车站不同的是;在列车尚未进站前或发车后，月台区是属于管制的，且电梯手扶梯都应该配合验票闸门进行使用管制，也就是说在尚未获得列车进站信息信号前，所有验票闸门及电梯手扶梯等进出月台的设施及卡口都应该是严格管控的，这样一来，除了可以达到对旅客人流的控制外，更可以确保月台净空管制的原则，以维持月台候车的安全。

以上所提都是高铁车站内与一般的铁路、地铁车站在安全要求上明显而具体的差异所在，当然除了这两个实例以外，高铁车站在货物托运与行李检查上通常采取分离管制检察的方式，这也不同于一般的铁路车站货物跟随托运人运输的方式。因此，总体而言，虽然作业方式相似，但高铁车站在安全管制的要求上是比其它铁路轨道系统要来得要求更高的。[nextpage]

高速铁路车站运营安全的潜在危险因子有哪些

从上述若干例子中可以看到，高铁车站在高速铁路的安全防范上是一个非常重要的部分，因此我们有必要先去探讨及了解一下高速铁路车站会有哪些可能存在的危险因子，这些安全的顾虑又会产生哪些安全措施的需求，表1是针对高铁车站的各个重要环节分析出来的安全顾虑因子及产生的安全技术需求。

表-1高速铁路车站区域安全问题关系表

从表1中可以看到，高铁车站的危险因子部分与一般的铁路轨道车站的要求是一致的，但仍然有些是需要特殊的智能解决方案与应用来确保高速铁路车站的安全。同时，这些智能技术要求必需能够整合到高速铁路车站的一切信息及监控、通讯系统内，下来我们就进一步来了解高铁车站综合智能安全系统的大概建设情况。

高铁车站运营综合智能安全系统运用

完整的高速铁路车站智能安全系统架构是包含信息、影像、分析、辨识、统计及广播、电子告示、门禁、电力及设备监控等在内的整合及信息交换联动系统，并以此为标准架构。在此架构下，从每一车次列车进站到列车离站都应该有一个自动化子系统结合以上的子系统联动的智能型安全控制系统，进行全自动化及人工辅助的车站运行控制，以完成高铁快速自动化的要求，这个架构应为一完整平台控制方式，其架构如下图3所示。

图 3 高速铁路车站智能安全控制系统架构图

透过此架构，我们可以看到车站运营安全智能化的系统控制流程。首先在列车信息传达上，过去的列车到站及离站透过gis(列车定位信息系统)传达后，都由控制员以手动方式将列车车号、车次以计算机键入方式显示于旅客信息广告牌pids(passenger information display system)上，再由播音员以实时广播方式通告车站内的旅客进入月台区上车，若列车出现误点情形时，却无法实时进行广告牌显示信息更新及实时讯息播音通告，而现在，透过智能化信息交换控制系统，系统平台可以在列车进站前即可取得通过列车gis系统所夹带的列车代号车次信息。同时，经过平台系统交换信息后转译译码，直接驱动电子广告牌显示列车文字信息及同步启动播放列车进站预录语音，要求搭车旅客准备验票，并进行旅客进入哪一个月台候车的导引通告，也可以透过平台控制传达自动启动电梯手扶梯服务及开启月台闸门，让旅客在列车进站前夕有足够安全的前置时间进入月台区，以达到月台区管制的目的。

其次，透过月台及其它区域的闭路电视监控系统与视频智能分析侦测系统的配合，可以在月台区进行人员及物品行李在月台区的移动动态侦测，可以将月台人员及行李的异常动作行为透过智能分析判断，及时将状态通知月台服务站(pao)值班人员进行反应处置。同时还可以通过摄像机的事件自动触发机制，触发事件区域最近的ptz摄像机，进行预置位锁定(preset)，执行自动画面锁定，并将此事件画面跳出(spot out)在指定的显示器或月台服务站(pao)显示器上，以掌握全部状态，适时通知列车驾驶人员及行车管制中心(occ)。这些状态的监控范围包含人员越过月台安全线、异常逗留徘徊、过度接近月台左右二侧边缘、行李物品不明遗留物及物品异常掉落轨道区，或是月台区人流过大或上下车异常拥挤等状况。并透过发布事件方式，让系统平台控制月台管制闸门及电梯手扶梯，管制放行或暂停人员进入月台区，以利于事件处理及发布广播讯息。[nextpage]

另外，高铁车站智能安全系统平台也可以结合消防系统，在探测器侦测到消防烟火告警讯息时，利用消防区间配备的影像监控摄像机加以确认事件，经消防系统及影像确认非误报讯息后，除管制必要的进出车站及月台闸门之外，并在事件确认后进行电梯及手扶梯锁定并停止使用，同时透过探测区间联动防火门的开启及闭锁状态，以利防堵烟雾及疏散逃生，与此同时，广播系统也应启动紧急广播机制系统，以预录语音或人工播音播放逃生引导以及各区域疏散方式，以避免发生拥挤踩踏事件。

列车停靠站部分也是月台安全监控的一个重点，利用监控系统与影像动态绊线侦测，可以让车站occ系统了解列车靠站的停车位置是否适当，以及上下车的状态与对异常事件的掌握，如旅客物品及脚步滑落车厢与列车间隙的事件，车门开启关闭异常，行李上下车异常等情况，都是列车停靠站时必要的监控项目。

最后，透过站内密布的监控摄像机将所有摄像机依区域及列车进出站时间编辑成自动巡程扫描监看(touring)或执行群组定时区域扫描(pattern)的动作方式，在每日例行的列车进出站过程中，依人潮进出动线及作业内容进行预编程的监控，以更好地利用遍布密集的摄像机。同时在智能化技术的帮助下，还可以进行脸部辨识及异常行李的动线检查，以降低车站安全维护人员不足所造成的安全漏洞。

以上都是高速铁路车站智能型安全控制系统实现的安全管理机制，透过建置完整的系统控制平台或第三方软件平台的支持与开放，还可以将车站门禁及停车场卡口管制等多种子系统集成到这种智能联动方式的安全管理机制中来。

高铁车站及周边安全是旅客安全的延伸

在车站大厅及公共区域部分，由于高铁车站运量较大，因此在出入口的安全管控范围内也相对有一定的需求，对此区域的安全管制除了必要的高清摄像机外，配置宽动态的人脸捕捉摄像机以配合脸部辨识系统也是必要的。另外，对于随行行李的安检流程及安检区前后区域的管理也应该有完整的影像监控机制，这样可以避免违规品的丢包与藏匿行为。同时对于售票区及自动售票机区域也应采用摄像机进行全面监控，售票区内外应有影音摄像机记录所有的售票过程，包括售票员在售票时的行为举止和与旅客的对话等，这样除了可以确保票务纠纷事件之外，还可以提升票务的服务水平。

另外，在高铁车站的一些公共区域，如卫生间前及走道、商店区、旅客候车休息区等容易发生盗窃及旅客个人安全事件的区域，也应该要搭配全区的摄像机及带有影像智能分析的系统，如不当逗留、群聚骚动、打架、突然奔跑或烟火等影像分析辨识技术，以帮助车站管理人员进行事件监控与处理。

当然，若车站附件设有地下地面停车场的，也应将其纳入高铁车站的安全系统管辖范围之内，停车场的安全也是高铁旅客安全延伸的一部分，如何做好高铁停车场的安全管理也是车站安防的要点之一。停车场的危险因子除了停车管理与旅客人生财产安全之外，就是对车辆的安全管理，因此在这个区域可以采用日夜宽动态摄像机、紧急求救系统、车牌辨识系统及消防系统。日夜监控摄像机针对停车区域的人、车安全，进行广角全面的高清监控，对人员进出则提供高清的全身及脸部画面监控;车辆收费进出卡口则针对车型、车牌、驾驶人进行完整的辨识及比对记录，以供事件追查所用。一个高铁车站的停车场安全系统不应只是影像监控，由于汽车防盗器声音及汽车玻璃被破坏的异常声响经常容易被忽略，因此停车场对于声音异常声响的收音及分析识别也是很重要的一环，应对环境经常性噪音进行一个高分贝噪音侦测，除了可以保障汽车防盗事件的发生之外，更可以掌握场内不当驾驶行为，以防止场内车祸的发生。最后，消防系统则是针对汽车意外火警侦测及灭火而设计的，应采用影像智能侦烟/侦焰系统搭配固定的差动、侦烟、温度探测设备，以监控整个停车场的消防状态才是一个万全的机制。

结语

2011年，高速铁路在国内的建设里程及运营量都将达到一个新的境界，高速铁路车站的运营自动化与智能化都是未来车站安全运营的必要执行项目，现阶段的安全管制措施仍以人为管控为主、系统控制为辅，藉由本文的概述，期盼能在短期内看到中国高速铁路车站安全系统能朝着更加人工智能化的目标迈进。

高速铁路安全保障系统篇五

国外高速铁路安全综合监控系统

1．日本新干线高速铁路调度系统

日本新干线使用的c0mirac系统包括运行图生成与变更、车辆与乘务员运用、列车运行控制、列车运行监视、旅客信息等运营管理功能以及电力调度、车辆运用管理、接触网、线路状态检查、灾害监测(地震、风冰、雨、雪、滑坡)等安全功能，是一个功能较为完备的复杂系统。

cosmos系统集行车控制、电力控制、车辆运用管理、运行图生成及变更、信息系统(灾害信息、旅客信息等)、维修作业管理、车站作业管理等功能于一体，将几乎所有与铁路运营有关的子系统都挂接在中央局域网(lan)上，使开放运营的铁路系统在信息传输上形成相对的闭环系统，是现代控制技术与计算机技术、网络技术的有机结合。

2．法国tgv高速线综合调度系统

tgv高速线综合调度系统以调度集中为核心，依靠车一地之间可靠的通信将列车、沿线设备和控制中心联系起来。车载设备包括tvm300或tvm430机车信号、故障监测和诊断装置、车载局域网等；沿线分布了接触网、热轴、风、雨、雪、桥隧落物等各种监测设备；控制中心主要包括行车调度、电力调度和中央维护监督三部分，通过网络传递信息。

3．德国ice高速铁路综合调度系统

德国ice高速列车通过lzb系统列车一地面问双向通信、险情报警信息系统(包括风、雪、塌方、热轴)、车载无线故障监视诊断系统与地面控制中心和维修中心构成集行车调度指挥、控制、故障监测、维护等功能于一体的系统。

此外，欧洲主要国家铁路都已承诺采用欧洲铁路运输管理系统(ertms)，该系统本身就是综合调度自动化系统，其核心为欧洲列车控制系统(etcs)。