智能安防系統(tǒng)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用思路論述

張文凱

摘要：本文對(duì)智能安防系統(tǒng)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用思路進(jìn)行詳細(xì)論述，探究具體應(yīng)用策略。智能安防系統(tǒng)作為城市鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，在保證城市鐵路運(yùn)輸旅客運(yùn)輸服務(wù)安全的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)高分辨率的視頻監(jiān)控、智能圖像分析、人臉識(shí)別。通過(guò)對(duì)整個(gè)車(chē)站的綜合監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)度、管理及智能化應(yīng)用，構(gòu)建地鐵車(chē)站全方位安防系統(tǒng)，融合多維數(shù)據(jù)，建立線路指揮中心。

關(guān)鍵詞：智能安防系統(tǒng);城市軌道;交通行業(yè);系統(tǒng)應(yīng)用

一、智能安防系統(tǒng)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用必須性分析

目前，我國(guó)城市軌道交通客流統(tǒng)計(jì)中，一般是通過(guò)重力探測(cè)和紅外探測(cè)的客流統(tǒng)計(jì)等方法，對(duì)各類乘客、車(chē)站大廳平臺(tái)、車(chē)站大廳平臺(tái)等進(jìn)行定期的空間和時(shí)間計(jì)算?；谝酝慕y(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，鐵路運(yùn)輸企業(yè)可準(zhǔn)確地獲得年度、季度、月、周或固定節(jié)日日每日客流統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。利用對(duì)比分析，可以改變客流量方向。保證旅客在高峰時(shí)段能夠得到更好的服務(wù)，利用工作站的物品識(shí)別技術(shù)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面監(jiān)控。利用城市鐵路運(yùn)輸、視頻監(jiān)控、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，智能加強(qiáng)城市鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，

超高清全景攝像機(jī)和視頻增強(qiáng)技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地鐵的整體監(jiān)控，以及對(duì)大型地鐵場(chǎng)景的實(shí)時(shí)圖形監(jiān)控管理。主要負(fù)責(zé)操作、維護(hù)和管理工作站電腦機(jī)房設(shè)備的業(yè)務(wù)需求，智能安防系統(tǒng)是城市鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行與管理的核心，由視頻監(jiān)控系統(tǒng)、入侵報(bào)警系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)、門(mén)禁系統(tǒng)和電子檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成的。建立了中央、道路兩級(jí)的安全集成平臺(tái)，各級(jí)安全集成平臺(tái)均配有系統(tǒng)服務(wù)器、存儲(chǔ)管理終端等。

在城市軌道交通中，客流預(yù)警是一種常見(jiàn)的大規(guī)模旅客流動(dòng)現(xiàn)象。某些固定時(shí)間和固定站的交通十分擁擠。

有效的監(jiān)測(cè)與輪換方法分析，可利用自動(dòng)扶梯入口的旅客流量密度、排隊(duì)速度、安檢、售票排隊(duì)區(qū)域等信息，判斷旅客在場(chǎng)景中的流量狀況。通過(guò)設(shè)置發(fā)送通道檢測(cè)裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)送旅客量的準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)與分析，為調(diào)度決策提供依據(jù)，繪制各種操作圖?？土鲾?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)城市軌道交通事業(yè)旅客流量數(shù)據(jù)大致可分為以下幾類。有多種主要的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，包括出站、進(jìn)站量、轉(zhuǎn)運(yùn)量、OD根卷和總負(fù)荷率。利用乘客流量指數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)整條線路的運(yùn)行進(jìn)行精確分析，通過(guò)總的載客率指數(shù)，明確地反映線路目前的旅客流量，使運(yùn)營(yíng)人員做出準(zhǔn)確的判斷，對(duì)不同線路的運(yùn)行進(jìn)行科學(xué)決策。智能運(yùn)營(yíng)維護(hù)需要城市鐵路運(yùn)輸運(yùn)營(yíng)維修服務(wù)系統(tǒng)，提供內(nèi)外設(shè)施的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控建設(shè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)的整個(gè)生命周期。將各類設(shè)備設(shè)施的處置、集中運(yùn)行和維修管理，與現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)操作和維修管理結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)預(yù)報(bào)警、事件內(nèi)、事后分析的閉環(huán)監(jiān)控，根據(jù)地鐵等級(jí)、線路等級(jí)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和管理進(jìn)行調(diào)整。

二、智能安防系統(tǒng)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用探索

（一）智能視頻分析

利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入研究，并對(duì)其進(jìn)行了深入研究?；诠δ芊诸?，您可以同時(shí)執(zhí)行視頻和發(fā)現(xiàn)，并追蹤個(gè)人和群體目標(biāo)，以分析行為和狀態(tài)，并確定目標(biāo)行為類型。邊境檢查（地域入侵檢測(cè)、殘骸檢測(cè)等）、扶梯墜落（落下的自動(dòng)扶梯、自動(dòng)扶梯逆行、大型行李等）、活動(dòng)檢測(cè)、狀態(tài)檢測(cè)（地理人口統(tǒng)計(jì)、交通流量統(tǒng)計(jì)）密度估計(jì)、人員和事件探測(cè)，提供基于智能視頻行為分析服務(wù)器的事件探測(cè)，提供可疑事件的報(bào)警鏈接，以便及時(shí)報(bào)警。

（二）目標(biāo)檢測(cè)

目的是對(duì)圖像或視頻中的物體進(jìn)行識(shí)別，并根據(jù)其檢索坐標(biāo)所表示的物體的特定位置。目的檢測(cè)依靠所建立的目標(biāo)檢測(cè)模型，該模型庫(kù)確定檢測(cè)目標(biāo)的范圍。在目標(biāo)檢測(cè)中，通常用中心點(diǎn)坐標(biāo)或極坐標(biāo)來(lái)描述物體的位置，物體在圖像或視頻幀中的位置被表示為進(jìn)一步的數(shù)據(jù)處理，以便于進(jìn)一步處理。從目標(biāo)幾何特征和統(tǒng)計(jì)特征出發(fā)，提出了一種目標(biāo)檢測(cè)方法。該系統(tǒng)結(jié)合了探測(cè)到的目標(biāo)分段和識(shí)別，精確性和實(shí)時(shí)性強(qiáng)。對(duì)于復(fù)雜的場(chǎng)景，需要在同一圖像中檢測(cè)多個(gè)目標(biāo)。而目標(biāo)的實(shí)時(shí)識(shí)別和自動(dòng)提取是關(guān)鍵。隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)原理的廣泛應(yīng)用，圖像識(shí)別與處理技術(shù)在目標(biāo)跟蹤中的應(yīng)用日益廣泛。

（三）目標(biāo)分類

目標(biāo)分類任務(wù)決定了在輸入圖像中是否存在感興趣的目標(biāo)，輸出一系列的得分標(biāo)簽。作為首個(gè)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建功能并實(shí)現(xiàn)分類任務(wù)性能飛躍的企業(yè)，目標(biāo)分類技術(shù)是在深度學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。但深度學(xué)習(xí)也有缺點(diǎn)。

在需要大量數(shù)據(jù)和計(jì)算資源的情況下，算法的開(kāi)銷很大。當(dāng)前，基于靜態(tài)圖像的目標(biāo)檢測(cè)已基本成熟，為了進(jìn)一步提高目標(biāo)檢測(cè)效果，研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到對(duì)視頻定時(shí)信息的利用上。通過(guò)對(duì)相鄰框架特征的推導(dǎo)，證明了特征融合方法具有明顯的效果。該系統(tǒng)將人、物、物三類管理控制對(duì)象緊密結(jié)合。

三、南京地鐵馬群車(chē)輛基地安防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)改造分析

馬群車(chē)輛段周界總長(zhǎng)約3000米，油坊橋停車(chē)場(chǎng)周界總長(zhǎng)約3400米，因安裝防爬倒刺導(dǎo)致入侵報(bào)警功能失效，該項(xiàng)目需對(duì)2號(hào)線車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)的入侵報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行整改，完善現(xiàn)場(chǎng)入侵報(bào)警功能，從而更好的保護(hù)車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)內(nèi)人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

1.周界分布式光纖監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)分布式光纖監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)由監(jiān)控中心、現(xiàn)場(chǎng)前端監(jiān)測(cè)單元兩級(jí)架構(gòu)建設(shè)，并預(yù)留其它平臺(tái)接入條件。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察確認(rèn)馬群車(chē)輛段周界總長(zhǎng)約3000米，油坊橋停車(chē)場(chǎng)周界總長(zhǎng)約3400米，采用分布式光纖探測(cè)定位技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)有人攀爬或翻越周界封閉設(shè)施入侵時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)敷設(shè)在其上的光纖感知到異常振動(dòng)信號(hào)，系統(tǒng)終端相應(yīng)產(chǎn)生聲光報(bào)警，在監(jiān)控終端系統(tǒng)界面顯示報(bào)警位置及信息。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，馬群車(chē)輛段、油坊橋停車(chē)場(chǎng)周界現(xiàn)有防護(hù)方式劃分為以下2種類型：滾刺網(wǎng)防護(hù)實(shí)體墻和滾刺網(wǎng)防護(hù)鐵藝柵欄網(wǎng)。

2重點(diǎn)部位視頻監(jiān)控子系統(tǒng)利用高清攝像機(jī)對(duì)滾刺網(wǎng)防護(hù)鐵藝柵欄網(wǎng)處安全狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，且可與周界分布式光纖監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到人員攀爬或翻越進(jìn)入的異常振動(dòng)信息時(shí)，該位置高清攝像機(jī)可進(jìn)行跟蹤監(jiān)控，系統(tǒng)平臺(tái)顯示報(bào)警位置及現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控畫(huà)面。

3.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心是整個(gè)系統(tǒng)的核心，包括三個(gè)層次：數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)顯示。

2）數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)平臺(tái)

前端采用分布式光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)采集工作，對(duì)防護(hù)現(xiàn)場(chǎng)周界發(fā)生地入侵等異常情況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將相關(guān)信息通過(guò)光纜傳輸至系統(tǒng)平臺(tái)。在重點(diǎn)區(qū)域加裝高清攝像機(jī)，便于及時(shí)確認(rèn)報(bào)警信息。系統(tǒng)平臺(tái)主要由系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)器、視頻分析服務(wù)器、交換機(jī)等硬件產(chǎn)品組成。系統(tǒng)平臺(tái)服務(wù)器對(duì)前端分布式光纖探測(cè)定位儀采集的異常信息進(jìn)行系統(tǒng)識(shí)別、模式分析，并將確認(rèn)的異常信息存儲(chǔ)在模式識(shí)別庫(kù)供系統(tǒng)后期深度學(xué)習(xí)。視頻分析服務(wù)器調(diào)取異常信息發(fā)生時(shí)間點(diǎn)的監(jiān)控圖像資料，并通過(guò)后臺(tái)算法智能分析，對(duì)前端采集的異常信息進(jìn)行自動(dòng)甄別，并將確認(rèn)的異常圖像提交至數(shù)據(jù)顯示層。

3.系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1）在車(chē)輛段、停車(chē)場(chǎng)封閉設(shè)施外圍墻上安裝監(jiān)測(cè)光纜，在重點(diǎn)區(qū)域安裝監(jiān)控?cái)z像機(jī);2）在安防控制室安裝監(jiān)測(cè)主機(jī)，并通過(guò)傳輸通道接入已敷設(shè)好的光纜;3）當(dāng)發(fā)生人員攀爬或翻越圍墻等行為及重點(diǎn)區(qū)域人員入侵時(shí)，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常信號(hào)并轉(zhuǎn)換為聲光報(bào)警上傳至監(jiān)控終端。

結(jié)束語(yǔ)：

目前，我國(guó)城市軌道交通安全體系建設(shè)正逐步走向系統(tǒng)化和一體化，實(shí)現(xiàn)了各子系統(tǒng)與安全集成系統(tǒng)的高度集成。智能安防系統(tǒng)在城市軌道交通行業(yè)的應(yīng)用首先需要了解需求、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和界面關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)整合和設(shè)備投標(biāo)。其次要深入分析和研究集成的安全系統(tǒng)，安裝、試運(yùn)行、操作管理和其他鏈接，尋求符合中國(guó)城市軌道交通特點(diǎn)的行業(yè)解決方案。

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