第六章闭路电视监控系统
城市轨道交通闭路电视（CCTV）监控系统为控制中心调度管理人员、车站值班员、列车司机及站台工作人员等对所管辖车站的站厅、站台、出入口、机房等主要区域提供实时视频监控服务，以确保城市轨道交通（以下简称城轨）系统正常安全地运行。
城轨CCTV监控系统采用车站、控制中心两级互相独立的监控方式，平常以车站值班员控制为主进行视频监控，控制中心调度员可任意选择上调各车站的任一摄像头的监控画面。在紧急情况下则转换为以控制中心调度员控制为主进行视频监控。在一个城市有多条线路的情况下，上层的线网管理中心可以设置为线网闭路电视监控中心，根据需要调看各线路监控画面，从而形成车站、控制中心和线网管理中心的三级视频监控系统。出于安全与事故取证要求，车站和控制中心还应具有录像功能。
第一节城轨对闭路电视监控系统的需求
城轨闭路电视监控系统是城轨运行、管理、调度的配套设备，使城轨中各工种的管理、调度人员能实时地看到现场情况，可以根据实际情况进行判断，下达调度指挥命令。
城轨CCTV监控系统可以为车站值班员提供对站厅的售票亭、自动售票机、闸机出入口、自动扶梯出入口、站台、机房等主要区域的监控；可以为列车司机和站台工作人员提供对相应站台的旅客上、下车情况；为控制中心的行车、环控、电力、公安等调度员或值班员提供对各个车站或机房的监控点画面。控制中心调度员可根据其权限选择上调各车站摄像机的监控图像，并能对该摄像机的云台和电动镜头进行控制。控制中心和车站的监控中心应具有录像功能。
城轨对闭路电视监控系统的基本需求如下：
1．城轨的CCTV监控系统监控画面的质量，应达到广播级标准清晰度（标清）电视或DVD的质量标准。车站值班人员、控制中心调度员应能对监控图像进行选择显示，以自动循环显示方式或画面分割方式调看已设置分组的图像，或调看某一监控点的图像。
2．系统可实现控制中心、车站和司机的三级监控。三级监控应是自成系统的，控制中心应有权调看车站级的监控点图像或回放历史图像。
3．车站一级的用户包括车站值班员或/和防灾值班员，应能任意地选择、控制本车站中任意一台或是一组摄像机的图像，并切换到相应的监视器上。
4．控制中心的用户包括行车调度员、环控（防灾）调度员、电力调度员、维修调度员、公安值班人员应能选择、控制全线所有车站（含机房）内的任意一台或一组摄像机的图像，并切换在其相应的监视器上。
5．通过合理安排2～4台站台定焦摄像机的位置，给列车司机提供能观察到全站台乘客上下列车情况的监控画面，用以控制车门和屏蔽门的开闭，防止夹伤乘客。站台摄像机无控制功能，其输出的视频信号送列车司机可以看到的站台监视器，或采用无线传输方式传至列车驾驶室的监视器上。
6．控制中心和车站的监控画面能进行选择与控制，可采用人工切换或自动扫描方式，平时循环或分割画面显示。
7．安防、门禁、烟雾等告警可与图像切换功能、摄像头控制进行联动。即报警时，环控（防灾）调度员所监控的画面自动切换至告警点相关的摄像机画面。若采用一体化摄像机，在安防告警时，摄像机的摄像头自动对准报警点并自动监听现场的声音；在门禁告警时，摄像机的摄像头自动对准被非法开启的门；烟雾告警时，摄像头自动对准烟雾告警区域等。若同时出现多处告警，则监视器循环显示事故现场。
8．各级用户的监视器是独立分设的，数量根据用户的需要而确定。
9．各个城轨车站配置有硬盘录像设备，各摄像机的监控画面均需进行自动录像，并能保存一定的时间，以备日后调看。在控制中心亦配置有硬盘录像设备，用以录制切换到中心
监视器上的图像。控制中心行车调度员使用的监控设备具有人工/自动录像和放像的功能。
10．城轨闭路电视监控系统的车站监控区域，按上、下行站台区及站厅区（进/出口、电梯、闸机、自动售票等）划分。
11．城轨闭路电视系统目前采用CCD彩色摄像机。分为带有云台、电动镜头的一体化摄像机和不可控制的定焦距的固定摄像机。车站值班员或控制中心调度员可通过操作控制键盘对一体化摄像机进行遥控，控制摄像机的角度、焦距、光圈和距离。
12．车站一级视频监控系统的视频信号采用射频同轴电缆连接，控制信号采用屏蔽2芯线连接；车站至控制中心的上行视频信号和下行控制信号，通过城轨专用传输系统进行传输。
13．各监视器显示的图像上应叠加有车站名称、监控区域名称、摄像机编号以及摄像日期和时间等信息，维护人员可以更改以上信息。
14．主要设备应具有人工或自动检查功能，自动部分包括：自测试、自诊断、故障寻迹等自检功能，并可上传故障告警信息，或由控制中心集中采集检测结果。
15．设备应具有抗电磁干扰的能力。
第二节闭路电视监控系统的组成
闭路电视监控系统由摄像机（含监听头，即话筒）、控制部分、传输部分、监视器、报警部分和网管部分等六部分组成，见图6－1。
图6－1 闭路电视监控系统的组成
一、摄像机
摄像机是一种视频输入设备，在视频监控系统中所采用的摄像机分为一体化摄像机和固定摄像机两大类。其中的一体化摄像机是受控摄像机，其摄像头安装在云台上，可以上下左右四个方向受控移动；另外摄像头上的镜头亦能受控调节焦距与光圈。
1．摄像头
摄像头的基本工作原理为，景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器的表面，然后转换为电信号。图像传感器是一种半导体芯片，其主要部分是感光器，表面包含有几十万至几百万个光电二极管。光电二极管在受到光照射时，产生电荷，即将光图像转换为电图像，再通过电子扫描读取各光电二极管所产生的电信号，形成模拟视频信号输出。若是数字
摄像头还需经过A/D转换和数字信号处理，形成数字视频信号输出。
（1）摄像头的组成
①光学镜头（LENS）
光学镜头由几片透镜组成，通常有塑胶镜头和玻璃镜头。对光学设备而言，镜头很大程度上决定了画面的质量，而当前摄像头质量的瓶颈在于感光器，故镜头的因素并不凸显。根据不同的功能需求，摄像头中可以配置有下列几类镜头：定焦距镜头，焦距不变，只改变光圈大小；广角镜头，扩大监控范围；自动光圈、自动聚焦和电动变焦镜头，可通过旋转云台和电动变焦改变拍摄方向和目标；电动变焦距镜头，常用的变焦镜头有6倍、8倍和10倍等规格。
②感光器
感光器是摄像头的重要组成部分，半导体感光器件分为CCD和CMOS两大类。
a．CMOS感光器
CMOS感光器优点是体积小、集成度高、制造成本低和功耗较小，缺点是对光源要求较高。主要应用于要求不高的影像产品中，例如：可视话机、摄像手机和用于网络视频通信的低档摄像头等产品。
b．CCD感光器
CCD感光器具有成像质量高、分辨率高、灵敏度高、信噪比高、动态范围宽和抗震动等优点，缺点是生产工艺要求高、制造成本高和功耗较大。主要应用于高要求的影像产品中，例如：数码摄像机、数码相机和高性能的监控器等产品。CCD感光器具有很宽的感光范围，其感光范围延伸到红外区域。利用此特性，夜间若利用红外线光源照明，也可在CCD感光器上清晰地成像。
c．CMOS感光器与CCD感光器的比较
需要强调的是：CCD感光器通常需要3组以上的高压电源，而CMOS感光器只需单一低压电源（3.3 V或5 V）。
CMOS感光器生产工艺简单，可以方便地将时序控制、A/D转换、数字图像处理等周边电路与CMOS感光器集成在同一块芯片上制成单片数字摄像机。
CMOS感光器与CCD感光器相比，CMOS感光器在分辨率、光照灵敏度和信噪比等方面处于劣势，但近年来有了显著的改进。特别是采用CMOS感光器的百万像素级的数码相机已经问世，其分辨率已超过CCTV中所使用的CCD感光器的摄像头。
（2）摄像头的分类
目前所使用的摄像头分为：模拟摄像头、数字摄像头和网络摄像头。有带夜视（红外线）摄像功能的摄像头，也有不带此功能的摄像头。
①模拟摄像头
模拟摄像头多数采用CCD感光器件。此类摄像头输出的是模拟视频信号，故可通过视频电缆送视频监视器，直接显示所摄图像。模拟摄像头要与PC机配合工作时，需要在PC 机内插入视频捕捉卡或外置视频捕捉器进行A/D转换。
②数字摄像头
数字摄像头多数采用CMOS感光器件。数字摄像头将模拟摄像头和视频捕捉单元结合在一起，此类摄像头输出的是经压缩编码的数字视频信号。数字摄像头的输出可通过USB 接口直接插入PC机，由该PC机显示所摄图像，或通过该PC机进入IP网络由远端的PC 机显示所摄图像。
③网络摄像头
网络摄像头多数采用CCD感光器件。网络摄像头类似于数字摄像头，其不同点在于数字摄像头输出直接连接PC机的USB接口，而网络摄像头输出直接连接计算机局域网（LAN）
的以太网接口。网络摄像头价格较高，多数用于企业的监控系统。
2．数字信号处理芯片（DSP）
数字信号处理芯片仅用于数字或网络摄像头。该芯片对模拟视频信号进行压缩编码。
3．云台
云台是承载一体化摄像机进行水平和垂直方向（左/右、上/下）转动的装置，它可有以下几种选择：
（1）室内或室外使用的平台。
（2）不同承重的平台，可根据摄像机和防护罩的总重量来选择。
（3）几种控制方式的平台，一般有电源端口和控制端口。
4．防护罩
（1）室内防护罩：结构简单、价格低，并具有防尘、防盗、防破坏等防护作用。
（2）室外防护罩：具有降温、升温和防雨等防护功能，无论何种恶劣天气，防护罩内摄像机均能保证正常工作。
二、控制部分
闭路电视监控系统分为网络闭路电视监控系统（简称网络CCTV）和模拟闭路电视监控系统（简称模拟CCTV）。控制部分是整个闭路电视监控系统的核心，由主控制台、副控制台与远端解码器组成。
1．主控制台（主机）
系统主控制台亦称主机，对系统中各个设备进行控制。其主要功能为：视频信号的放大与分配、图像信号的校正和补偿、视频网络控制、图像信号的切换和分割、图像信号的记录、摄像机及其辅助部件的控制。
如图6－2所示，主控制台由视频网络控制器、视频切换器、画面分割器、帧场切换处理机、视频放大器、视频分配器、时间/日期发生器、字符叠加器、录像机等设备组成。
图6－2控制台设备组成框图
（1）视频切换器
视频切换器亦称为视频矩阵器或视频交换设备。若摄像头与监视器数量相等，就不需要有视频切换器，一般情况下监视器数量远少于摄像头数量，就需要配置视频切换器，对所监控的图像进行有选择性的显示。其技术原理类似于空分电话交换机的技术原理，但视频切换器所交换的是视频信号。图6－3为8入4出矩阵切换方式示意图，由图可见矩阵切换方式是由多条视频输入子线与多条视频输出母线构成的，所有子母线的交叉点均可由开关控制其通断。因此，每一条视频母线都是一个“N选1”的开关排，母线上的每一个交叉点即一个开关。在图中第3行第6列处交叉点闭合，则可将第6路视频输入信号切换到第3路输出端口上。在上述切换方式中，在同一条母线上的各个交叉点可以按一定的顺序依次闭合（图像轮巡功能），但不可同时闭合。
图6－3 8入4出矩阵切换方式示意图
视频切换器的摄像头与监视器的集线比一般为2:1、4:1、8:1或16:1，用户可根据所配置的摄像头与监视器的数量选择视频切换器的容量与集线比。
视频切换设备可以通过本地键盘操作产生的控制信号直接调看图像，亦可利用远端键盘操作所产生的控制信号实现远程调看图像。
（2）视频网络控制器
视频网络控制器可以与一个或多个控制键盘相连接。在有多个控制键盘相连接的情况下，该设备根据控制键盘的权限，选择输出优先级最高控制键盘的控制信号，控制视频矩阵设备选择输出图像；控制一体化摄像机的动作；控制画面分割器的分割画面数以及控制录像机的录、放像。
（3）视频分配器
如图6－4所示，视频分配器将一路视频输入信号转换为多路（1、2、4、8路）视频输出信号，而要求输出信号频响、电平、阻抗不变（例如：6 MHz视频带宽、1V峰－峰电压、75Ω输出阻抗），故视频分配器中需要有包含有视频放大器。另外，为了使各路输出互相隔离在每路的输出端，加入了缓冲电路。
图6－41分4视频分配器原理图
视频分配器的应用如图6－5所示，例如：将其输出的各路信号，分别送视频切换设备、录像机、画面分割器等。
图6－5视频分配器的应用
（4）画面分割器
画面分割器的作用是在一台监视器上同时显示1、4、9、16个窗口的监控画面。
（5）帧、场切换处理机
帧切换处理机与场切换处理机必须与录像机配合使用，它可将由多个摄像头传来的多路视频信号以帧间隔（40 ms）或场间隔（20 ms）进行切换，相当于对多路视频输入信号进行取样，而后对这些选通取样信号编码，形成标准的视频信号输出至录像机。因录像机上记录的是以帧（场）为周期的时分复用的多路视频信号，故无法直接回放。只能通过帧（场）切换处理机解复用处理后，才能任意选择其中某一路图像来回放。图6－6为场切换处理机的某一应用示例。
图6－6场切换处理机某一应用示例
我国国内市场上通常将帧场切换处理机与普通画面分割器，统称为画面分割器。
（6）自动顺序切换器
自动顺序切换器可对多幅图像进行轮巡，即可对全部摄像头所摄图像或预置分组的摄像头所摄图像，进行顺序显示。若视频切换设备本身带有自动顺序切换图像的功能，则该设备可省略。
（7）录像机
模拟录像机已日趋淘汰，当前一般采用多通道（例如8、16通道）硬盘录像设备，模拟视频信号需数字化（压缩编码）后才能接入硬盘录像设备。
（8）时间/日期发生器
时间/日期发生器可以将时间/日期叠加在视频信号中，因而用户在监视器屏幕上可同时看到图像及当时的时间/日期。特别是在发生事件后的录像回放中，可以知道事件发生的时间，为事件的处理提供了依据。
（9）字符叠加器
字符叠加器将反映图像场景特征信息或摄像头标题的字符叠加在视频信号中，因而用户在监视器的屏幕上可以看到诸如：一号车站、二号车站……一号变电站、二号变电站……等字符提示。
2．副控制台
设在一个或多个监控分点的副控制台只是一个操作键盘，采用RS－485总线连接主控制台，和主控台操作键盘的功能相同，可以对整个系统进行各种控制和操作。
3．远端解码器
远端解码器属CCTV监控系统的前端设备，一般安装在配有云台与电动镜头的前端摄像机附近，有时为了防止室外恶劣环境对设备的侵蚀，远端解码器也可安装在离摄像机不远的室内。
由控制台操作键盘产生的对摄像机及其辅助设备（云台等，亦包括视频切换、音频切换与录像设备）的编码控制信号，采用RS－485总线方式传输。即以总线方式将控制信号送摄像机附近的解码器，在远端解码器中，若控制信号地址编码与解码器地址编码（即ID 号由6～10位2进制拨码开关预置解码器的地址）一致，则该解码器将控制台送来的编码控制信号解出，成为控制摄像机及其辅助设备的控制信号。
解码器的原理框图如图6－7所示。由图可见解码器是一个基于单片机的控制系统，解码器处理机的TXD、RXD端外接通信接口芯片，用于对主机的通信；另一方面还需在各I/O 端口经电平接口芯片外接继电器或晶闸管器件，用以输出云台、电动镜头所需的控制电压或是直接输出开关信号。图中还包括了报警检测输入及回传部分。
图6－7解码器的原理框图
解码器与主机之间的编码通信无统一标准，故编码器与主机需要配套使用。在实际使用中，由于解码器功能简单、成本低，因此，有些厂商专门生产了支持多种监控系统主机的多协议解码器。这种解码器通常有一个选择通信协议（所配合主机）的拨码开关和一个设定自身地址（ID）码的拨码开关。两者正确设定后，该解码器即可接入系统中运行。
三、传输部分
CCTV系统的前端设备与中心端（主机）设备通过传输系统进行通信。该系统一方面将前端摄像头、监听头、报警探测器或数据传感器捕捉到的音视频信号及各种探测数据传送到中心端；另一方面将中心端的各种控制指令传送到前端多功能解码器。因此，CCTV的传输系统应该是双向的。因上下行带宽不对称，故上下行传输，一般使用不同的传输介质来实现。例如：上行用同轴电缆传送视频信号；下行用屏蔽双绞线传送控制信号。城市轨道交通的监控系统，往往借助已有的通信传输线路或IP网络来传输控制中心与各车站之间的各种CCTV 监控信号。
1．电缆直接传输
电缆直接传输是CCTV系统中最基本的传输方式。在局域性质的闭路电视监控系统中，从前端设备到主机的距离通常在1000 m之内，故从前端设备到主机之间一般都通过电缆直接传输，从前端到主机之间所需各种电缆见图6－8。
图6－8从前端到主机之间所需各种电缆
（1）摄像头与主机之间的连接采用视频同轴电缆连接。
（2）音频头与主机之间的连接采用屏蔽双绞线连接。
（3）报警探测器需要电源为+12V、输出为开路或短路的开关信号。报警探测器与主机之间的连接采用非屏蔽4线连接，其中2线用于上行（报警探测器至主机）传送信号、2线用于下行（主机至报警探测器）传送电源。
（4）前端解码器与主机之间的连接采用非屏蔽2线连接，但推荐采用屏蔽2线连接。
（5）前端解码器与云台、电动镜头之间的连接采用较短的多芯电缆连接，其中全方位云台需6芯，电动可变镜头需4芯。
以上前端设备与主机设备之间均采用点对点方式连接。为节约前端与主机问的线缆，亦可采用总线（RS－485）方式连接，即与摄像机连接的前端解码器以及与报警探测器/数据传感器连接的前端编码器与主机之间采用总线方式进行连接。
2．视频电缆
视频电缆选用75Ω的同轴电缆。常使用型号为SYV－75－3和SYV－75－5的细缆，
对视频信号无中继传输距离为300～500 m。当传输距离更长时，可选用型号为SYV－75－7、SYV－75－9或SYV－75－12的粗缆。在实际使用中，粗缆的无中继传输距离可达到1000 m 以上。在长距离无中继传输中，由于视频信号的高频部分衰耗增大，图像变得模糊，而当视频信号的同步头衰减到不能同步监控时，图像就无法稳定地显示了。
视频信号实际传输距离，取决于摄像头、同轴电缆和监视器的质量。当摄像头的输出阻抗、同轴电缆的特性阻抗和监视器输入阻抗不完全匹配时，会在同轴电缆中造成反射波与入射波合成的驻波，使得同轴电缆在长距离传输时，图像会出现重影、波纹与跳动。
不同线径的同轴电缆对视频信号的衰耗程度不同，线径越粗，衰耗越小。
3．音频、通信与控制电缆
（1）音频电缆
音频电缆通常选用2芯屏蔽线，在非干扰短距离条件下亦可选用非屏蔽双绞线。在一般应用场合下屏蔽层只作电磁屏蔽，不传送信号电流，故仅在主机侧接地；也可用于传送信号电流，如立体声传输的公共地回路。
音频电缆与设备的连接通常采用RCA连接器、卡侬连接器或杰克插头/座。
（2）通信电缆
通信电缆指的是连接解（编）码器与主机之间的电缆，用来传输RS－422/485低速电路数据。通信电缆通常选用普通的2芯护套线，在强干扰远距离情况下，亦可选用如RVVP －2/0.15或RVVP－2/0.3的2芯屏蔽线。
通信电缆一般不需要单独的连接器，通常将线头接在电路板接线座上用螺钉固定，但也有些在主机端使用DB9型连接器或RJ－11型连接器。
（3）控制电缆
控制电缆通常指连接解码器与控制云台及电动可变镜头之间的多芯电缆。由于控制电缆仅提供交流24 V平台驱动电压和直流6～12V的电动镜头电压，而且在一般情况下距离很短，故无需使用屏蔽线。
常用的控制电缆大多采用6芯或10芯电缆，如RVV－6/0.2、RVV－10/0.12等。其中的6芯电缆分别接云台的上、下、左、右、自动、公共6个接线端子；10芯电缆除了接云台外，余下4芯分别接电动镜头的变倍、聚焦、光圈和公共4个接线端子。
4．光纤传输
（1）波分复用器（WDM）
对光而言，往往只提波长而不提频率，实际上波分复用器即频分复用器。波分复用器在发端将多个光信号复用在单根光纤中传送，在收端解复用为多个光信号。多路波分复用器价格昂贵，在CCTV系统中最常使用的是价廉的2路波分复用器。
2路波分复用器将波长为850 nm的光信号与波长为1300 nm的光信号同时在一根光纤中传输互不干扰。利用该复用技术，可以在同一根光纤中方便地传送上行视频信号与下行控制信号。
（2）电－光转换的调制方式
①调幅方式
在调幅方式下，发送端用视频信号对光信号进行调幅，调制后输出光信号强度随输入视频信号的变化而变化；在接收端从已调光信号中解调出视频信号。
②调频方式
在调频方式下，发送端用视频信号对光脉冲信号进行调频，调制后输出光脉冲频率随输入视频信号的变化而变化；在接收端从已调光脉冲中解调出视频信号。
根据光纤传输的特点，可以在单根光纤上传送两种不同波长的光信号，而在同一波长的光信号上又可以用调幅与调频两种方式来传送调制信号，这样在单根光纤上可以传送4路调
制信号。
5．基于E1通道的传输
E1通道是指传输速率为2.048 Mbit/s的PCM一次群数字通道，是公用传输网或专用传输网长距离通信系统（PCM、SDH、数字微波、HDSL）的基本传输单元。因此在CCTV系统中可以方便地借助公网或专网的E1通道来实现远程组网，使音、视频信号与控制信号能够远程传输，从而形成一个跨区域的广域电视监控系统。
近年来E1通道多数由SDH光纤环网提供，当然也可采用基于其他技术或媒介的传输系统，只要所采用传输系统提供的E1接口符合原CCITT G.703标准，即可为用户提供端到端透明的E1通道。图6－9为基于E1通道CCTV系统的实现原理图。
图6－9基于El通道CCTV系统的实现原理图
由图可见，传输系统由E1（PCM一次群）终端设备与E1接口架组成。E1接口架完成模拟音、视频的压缩编码，并将音、视频数字信号与低速电路数据复用到PCM一次群帧的各时隙中，或从PCM一次群帧的各时隙中解复用、解码为音、视频模拟信号与低速电路数据。
（1）从前端到中心的系统主机（上行）
①在前端，El接口架对摄像机输出的视频信号、话筒输出的音频信号以及RS－232数据分别进行采集、数字压缩编码和多工复用处理，形成PCM一次群数字流送传输系统的E1接口。
②在系统主机端，E1接口架在收到传输系统的E1接口送来的PCM一次群数字流后，对其进行解复用、解码后恢复出前端送来的原始信号，分别送监视器、音箱及相应的数据终端。
（2）从中心的系统主机到前端（下行）
下行传送的是音频信号、RS－485控制信号、RS－232数据，原理与上行传输相似。
6．基于IP网络的传输
为CCTV系统所提供的IP传输网，考虑到视频质量、可靠性与安全性等问题，不提倡使用现有的互联网传送CCTV信号。可以使用IP专网或在电信运营商所组建的IP广域网中建立虚拟IP专网。
对于小型CCTV系统可以利用企业已建的计算机局域网，将视频监控系统的摄像机、监听头、报警器、传感器等均赋予一个内部的IP地址。并对其产生的视频、音频、控制信号以及报警、传感信号等通过特定的接入设备，进行采样、压缩编码、打包（IP包）、成帧（以太网帧）处理后接入计算机局域网。
通过合理的设置各前端设备和主机设备的IP地址及路由关系，网络中任何一台授权PC 机可以通过输入IP地址，调看其授权范围内的任一台摄像机所摄的图像；亦可通过该PC 机发出控制命令，通过下行路由传输到该摄像机的解码器，从而控制其云台、电动镜头及其他辅助设备的各种动作。
对于大型CCTV系统，可将多个用于视频监控的局域网通过传输网互联成一个视频监控的广域网，网内任一台授权PC机可以通过输入IP地址，上调网内任何一台摄像机的图像，并对该摄像机进行控制。
基于IP网络传输的视频监控系统，其模拟部分已被限制在终端中，为了与模拟视频监控系统相区分，将基于IP网络传输的视频监控系统称为网络视频监控系统。需要说明的是，在小型网络视频监控系统中，其系统主机的工作通常由客户端的PC机来完成。例如：由网络中的授权PC机实现对整个CCTV系统的集中监控、控制和录像。很多诸如视频切换设备、图像分割器、视频分配器等模拟设备的功能，均由计算机软件来完成。
四、监视器
监视器用于显示由各监控点摄像机送来的视频信号，是视频监控系统中不可缺少的设备。对于几个摄像机的小系统，有时只需要一个监视器，由人工或自动选择画面，或分割多窗口显示。对于具有数十个或上百个监控点的大型视频监控系统而言，通常需要数个或数十个监视器。在大型视频监控系统的控制中心大厅中，还配置有庞大的电视墙（见图6－10）。
图6－10电视墙
在出现网络视频监控系统以后，监视器已不再是视频监控系统的必备设备，可直接利用PC机的显示器浏览所选择的摄像画面。
若根据显示原理分类，监视器可分为阴极射线管（CRT）显示器、液晶（LCD）显示器和等离子（PDP）显示器三类。
1．液晶显示器
液晶显示器使用的显示器件为LCD，采用薄膜晶体（TFT）工艺。其自身显示方式为数字方式，但通常都有模拟视频接口，模拟信号在其内部经A/D转换成为数字显示驱动信号。有些液晶显示器设计了专用的数字视频接口，可直接与具有数字输出接口的图形适配器连接，但目前尚未形成统一的数字接口规范。
液晶显示器件的像素是固定的，例如：15英寸液晶显示器的像素大都为1024×768；17英寸液晶显示器的像素大都为1280×1024。按照ITU－R601标准，PAL制式数字图像的取样点数应为720×576，上述要求对液晶显示器件的像素而言，显然是有富余的。
液晶显示器的主要缺陷是视觉太窄。其最佳观看角度为正面，当在侧面观看液晶显示器时，图像会变暗，色彩会漂移。
2．等离子显示器
等离子显示器（PDP）是新一代的显示器。其优点是图像清晰逼真、高亮度、宽视觉、刷新速度快、光效高、屏幕薄、工作温度范围宽和易于制成大屏幕；其缺点是工艺要求高、制作成本高、耗电。等离子显示器近年来已进入高档次的CCTV监控中心。
等离子显示器（PDP）是一种利用惰性气体放电发光的显示器件。其基本发光元件为等离子管，将大量的等离子管规律地排列形成屏幕。等离子管发光原理与日光灯一样，每个等离子管内充有氖氙等混合惰性气体，当等离子管两极加上高压时，气体放电发出紫外光。该
紫外光照射到涂在管壁上的三种类型的荧光材料上，分别发出红、绿、蓝三种基色。与彩色显像管原理相同，每组三个等离子管即形成一个三基色像素，数百万个三基色像素规律地排列，即形成等离子显示器的屏幕。
五、报警部分
视频监控系统通常还具有环境监控信号的采集、编码、传输与报警功能，并具有报警与视频监控连动的功能。
1．安防报警
系统可配置各种安防报警装置，如红外报警器，超声、次声报警器，微波、激光报警器，双鉴探测器，电子围栏，玻璃破碎探测器，震动报警器，报警开关等，报警信号直接输入前端编码器。
2．消防报警
系统也可配置各种消防报警器，如等离子、光电烟雾探测器，温感报警器等，报警信号可直接输入报警主机，也可先接入专用消防主机，消防主机再通过串行通信口将报警信号传输到报警主机。
3．视频报警
视频报警包括视频丢失报警和视频运动报警两种。一旦摄像机损坏、被窃或断线等，引起视频信号丢失，就会引起报警；对于设定的视频报警区域，一旦有运动目标进入或图像发生变化，也会引起报警。
4．警视连动
一旦出现警情，如有非法闯入或发生火灾，则系统立即启动现场警笛，并自动切换到相应摄像机，对有预置功能的摄像机，还能自动转到相应预置监控点。
5．设备连动
系统能与其他城轨的监控设备连机，接收这些设备的告警、故障等信号。视频监控系统的报警信号也能送给动力监控系统。
六、网管部分
1．用户管理
用户的增减、用户的授权、用户优先级等，均由系统管理员完成。
2．系统网管
系统服务器自动完成系统的管理，包括设备在线检测、连接管理、自我诊断、网络诊断等。
3．系统日志
对于系统中的操作，如系统报警、用户登录和退出、报警布防和撤防、系统运行情况等，都有系统日志记录。
4．控制权协商
当多个用户同时控制一个前端时，为了避免控制混乱，只能有一个用户对该前端有控制权，这是通过管理员预定的优先等级或网上自动协商完成的。
5．信息查询
登录用户可查询系统的使用和运行情况，如在线用户名单、前端运行状态、报警信息等。第三节闭路电视监控系统的分类
目前城轨闭路电视监控系统可分为模拟视频监控系统、数字视频监控系统和网络视频监控系统三种，不同视频监控系统采用不同的技术与组网方案。
一、模拟视频监控系统
在模拟视频监控系统中，控制中心和各车站CCTV的组网方式以及控制中心与车站间的视频信号传输均采用模拟方式。摄像头与监视器之间传输的是模拟视频信号，图像的分配、
切换和分割等均由硬件设备（视频分配器、视频矩阵和图像分割设备等）来完成。
各车站与控制中心之间的视频信号传送，采用点对点模拟光纤传输方式。各车站与控制中心之间将占用1～2条光纤进行点对点模拟视频信号的传送。车站CCTV将控制中心调度员所选择的监控点图像经频分复用和光电转换后，送控制中心；控制中心CCTV将收到的视频信号反变换后，送选择该图像调度员的监视器。其复用、传输技术类似于目前所用的模拟有线电视的复用、传输技术。
在模拟视频监控系统中，最主要的设备为视频网络控制设备和视频矩阵设备。
其中的视频网络控制设备接收本地控制键盘控制指令和上级控制信号，该设备根据控制信号的优先级（一般控制中心调度员优先级高于车站值班员，行车调度员的优先级高于其他调度员），控制视频矩阵设备选择输出图像；控制一体化摄像机的动作；控制画面分割器的分割画面数以及控制录像机的录、放像。
其中的视频矩阵设备相当于一台由键盘控制的视频交换机，视频切换矩阵根据视频网络控制设备输出的控制信号选择所需的监控点图像进行显示或送上一级视频监控系统。
在车站，各摄像机采集到的视频信号通过视频电缆连接到车站视频矩阵，车站值班员通过键盘控制视频矩阵的输出，选择所需要的监控点图像进行监控。
控制中心调度员操作键盘所产生的控制信号，通过控制中心与车站的视频网络控制设备，可控制分别隶属于控制中心与车站上下两级的视频矩阵设备，从而选择任何车站监控点图像的上调。其过程为：首先通过控制信号的远程传输，控制远端某一车站的视频矩阵设备，选择输出控制中心调度员所需的一路或多路视频信号。所选视频信号经频分复用设备和光端机（完成电/光转换），并经点对点光纤传输，由控制中心的光端机（完成光/电转换）所接收，再经解复用设备还原出调度员所选的某车站监控点的视频信号，送控制中心的视频矩阵。控制中心调度员通过控制该视频矩阵的输出，选择所需某车站的一幅或多幅监控点图像进行显示。
因控制中心与各车站均采用模拟视频信号组网，若要采用硬盘录像，需要配有相应的压缩编码器进行模/数转换。
模拟视频监控方案虽然目前在城市轨道交通还有应用，但占用的光纤资源多，光纤辅助设备复杂，导致管理维护困难，且扩容难度大。同时由于技术传统，不符合监控领域的发展方向。
二、数字视频监控系统
在数字视频监控系统中，控制中心和各车站CCTV的组网方式仍采用模拟视频技术，只在硬盘录像以及车站与控制中心的视频传输采用了数字技术。
随着城轨专用光纤传输网的容量不断提高，目前城轨中普遍利用城轨专用数字传输网将模拟视频信号从站点传到控制中心。因数字传输网无法传送模拟视频信号，为了将模拟视频信号从各车站传到控制中心，需要经过压缩编码器进行模/数转换、成帧后，才能通过PCM 数字链路（点对点方式）或分组虚链路（总线方式）进行传送。
若车站与控制中心之间的数字视频信号采用E1通道以电路方式传输，一个E1通道仅能传输一路标清电视质量的视频信号。一般车站与控制中心之间提供两个E1通道传送视频信号，故控制中心至多上调一个车站的两个监控点画面。
在城轨专用光纤传输网引入基于SDH的MSTP技术后，该传输网中可以传送基于统计复用的分组数据流。车站与控制中心之间的模拟视频信号经压缩编码成帧后形成分组数据流，可以以总线方式在城轨专用传输网中传输。与电路数据通信相比较，分组数据通信的主要优点是可以按需动态分配带宽，即总带宽容量可以分配给多个车站，也可分配给一个车站。一条100 Mbit/s以太网传输通道能传输十几路标清电视质量的视频信号。故控制中心可以同时上调某一车站的十几个监控点画面，这在某一车站发生灾情、突发事件（恐怖袭击等）时，
显得特别重要。
因控制中心与各车站均采用模拟视频信号组网，故控制中心与各车站的硬盘录像设备需要配有相应的压缩编码器。
由上述可见，数字视频监控系统与模拟视频监控系统的区别仅在于：车站与控制中心之间所传送的，前者是数字视频信号，而后者是模拟视频信号。
数字视频监控系统是目前城轨视频监控系统中用得较多的一种方案，过去普遍使用专用传输网的TDM（两个E1通道）通道以点对点方式上传监控点图像，故控制中心至多只能调看一个车站的两路图像。近年来，车站与控制中心之间的视频信号传输开始采用统计复用总线传输方式，克服了一个车站不能同时大量上调监控点画面的重大缺陷。
三、网络视频监控系统
网络视频监控系统是新近崛起的、以计算机通信与视频压缩技术为核心的新型监控系统。
在网络视频监控系统中，控制中心和各车站CCTV的组网方式均采用计算机局域网（LAN）组网方式。并通过城轨专用传输网所提供的分组（Ethernet或ATM）传输通道，将城轨各视频监控系统的局域网连接成为广域网。带有编码器的网络摄像机或连接有多台模拟摄像机的视频网关；带有解码器的数字监视器以及录像硬盘等均接入控制中心或各车站的Ethernet或ATM的局域网。各车站CCTV局域网与控制中心CCTV局域网通过城轨专用传输系统的分组传输通路直接相连。
在闭路电视监控系统中可以利用摄像头/话筒+PC机（或视频网关），通过其内置的音/视频采集卡（或芯片）完成音/视频信号的采集、压缩编码、数字处理、打包（IP包）与成帧（Ethernet帧），形成网络视频流送计算机网络。也可以利用内置压缩编码、数字处理芯片以及以太网接口芯片的网络摄像机，将网络视频流直接输出至计算机网络。
处于同一计算机局域网或广域网的任何一台联网的授权PC机（视频客户机），用户通过输入IP地址可以浏览任意一台联网摄像机的监控画面；监听该摄像机内置话筒传来的声音，并可以通过键盘控制该摄像机的云台和电动镜头，获取不同角度与距离的监控图像。这样，控制中心的调度员只要输入各车站摄像机的IP地址，即可选择调看任何车站监控点的图像，并控制一体化摄像机的动作。各车站值班员可在其控制键盘中输入所选摄像机的IP 地址调看监控点图像，并可用软件进行图像分配和分割。
基于网络的视频监控系统还可利用网络来传送告警信号，包括：现场的门禁、烟雾等开关信号及各种传感器所采集的模拟信号（经A/D转换）。
网络视频监控系统具有扩展灵活、摄像机安装位置随意，可用任意地点联网的PC机浏览监控点图像，传输和存储全部数字化/网络化，监控功能更加丰富完善和极易安装与使用等优点。网络视频监控系统在建设投资、技术先进性、组网灵活性和可扩展性等方面都优于前两种方案，该方案节约了视频矩阵、放大器、分配器、分割器等硬件设备，易于组网，实现前端与主机之间联动，并易于控制中心和换乘站设备的资源共享。故网络视频监控方案是目前在城轨视频监控系统中，最有前途的一种方案。
第四节模拟、数字视频监控系统的设备和组网方案
一、车站视频监控系统的设备与组网
如图6－11所示，车站视频监控系统设备包括摄像部分、传输部分、控制部分和显示部分。
图6－11 车站视频监控系统的组成
1．摄像部分
车站的监控区域可划分为站厅和站台两个区域。站厅区域的监控点一般设置在售票亭、自动售票机、自动扶梯出入口和闸机出入口，一般配置角度、距离、光圈和焦距可控制的一体化摄像机。站台区域监控点的设置位置，要求列车司机能观察到整列列车乘客上下车的情况，一般按照站台的长度设置2～4台固定焦距的摄像机。
2．控制部分
控制部分包括：前端编码器、视频放大器、视频分配器、控制键盘、视频网络控制器、视频矩阵器、图像分割器、帧场切换处理机、时间/日期发生器、字符叠加器、数字硬盘录像机等设备组成。
由图6一11可见，在视频矩阵前设有一组视频分配器，各分配器的输出分别连接视频矩阵器，经A/D转换连接多通道数字硬盘录像机，用以对车站各监控点的画面进行录像。在视频矩阵后亦有一组视频分配器，各分配器输出视频信号分别送车站监视器、图像分割器和控制中心，如果需要，亦可送公安视频监控中心。
视频网络控制器连接控制中心送来的控制信号和车站控制键盘送来的控制信号，控制单元选择其中优先级最高的控制信号输出控制矩阵切换、画面分割、轮巡、一体化摄像机的动作和录像机的录像与回放。
由RS－485总线送来的控制编码数据流，经前端解码器解码，输出控制电压控制摄像机云台、电动镜头的动作。该控制编码数据流亦可在解码后对视频矩阵器、图像分割器、录像机等进行控制。
车站值班员或控制中心调度员通过操作控制键盘，实现将所需画面切换到相应的监视器上的功能。在该过程中，由控制键盘产生的控制指令经视频网络控制器编码后，通过RS－485总线传输送视频矩阵器，解码后产生的控制信号控制视频矩阵，用以从各监控点传送来的画面中选出所需画面；同时，车站值班员或控制中心调度员可通过操作键盘对所选一体化摄像机的动作进行控制。
3．显示部分
显示部分由多台监视器组成。各监视器对所选择的监控点画面可单幅显示；可对所选择画面进行多窗口分割显示；亦可对所有画面或预置分组画面进行顺序循环显示（轮巡），通
过这种显示方式，可实现对全站或所需区域（分组）图像的顺序查看，可通过维护终端预置
轮巡分组。
4．传输部分
在车站视频监控系统中，视频信号的传输采用同轴电缆，采用细缆还是粗缆由传输距离决定。细缆的无中继传输距离为300～500 m；粗缆的无中继传输距离可达到1000m以上；距离再远可采用光纤传输。音频传输采用屏蔽2芯线，RS－485控制线一般采用无屏蔽双绞线。
二、控制中心视频监控系统的设备与组网
控制中心视频监控系统设备与组网如图6－12所示，控制中心视频监控系统设备包括控制部分、传输部分和显示部分。图
6－12控制中心视频监控系统的组成
1．控制部分
控制中心视频监控系统控制部分包括：视频放大器、视频分配器、控制键盘、视频网络控制器、视频矩阵器、图像分割器、数字硬盘录像机等设备。
控制中心视频监控系统接收从各车站传来的图像，通过视频矩阵，分别选送行车、环控（防灾）、电力、维修调度台或公安值班室的监视器。
中心视频矩阵器连接模拟光端机输出或数字视频信号的解码输出。视频矩阵输出连一组分配器，各分配器输出的视频信号分别送各调度台的监视器、图像分割器和经A/D转换送多通道硬盘录像机。
视频网络控制单元连接调度员控制键盘送来的控制信号，控制单元选择其中优先级最高的控制信号输出控制中心矩阵切换和中心录像机的录像与回放。并通过城轨传输网提供的传输通道，控制所选择的车站矩阵切换、一体化摄像机的动作和车站录像机的回放。
控制中心各调度员通过操作控制键盘，按优先级控制车站与控制中心的两级视频矩阵，可以任意调看各车站监控点的监控画面。调看一个车站监控点画面的数量，取决于所采用车站与控制中心之间的视频信号传输方式。
2．传输与显示部分
传输与显示部分类似车站级视频监控系统，控制中心除了调度员专用的监视器外，可采用电视墙（大屏）显示多幅监控点画面。
三、车站与控制中心之间信号的传输方式
1．模拟光纤传输方式
（1）方案一
如图6－13所示，车站8台摄像机输出的视频信号，通过收/发光端机，8路视频信号用8根光纤送控制中心的视频矩阵，供调度员切换输出所需监控点画面。其优点是设备简单、
可靠性高；缺点是大量占用光纤资源。
图6－13模拟闭路电视系统（方案一）
（2）方案二
该方案采用了目前模拟有线电视的视频信号的频分复用传输技术。如图6－14所示，车站8台摄像机输出的视频信号，通过视频复用/解复用设备与收/发光端机，仅用1根光纤，8路视频信号同时送控制中心的视频矩阵，供调度员切换输出所需监控点画面。其优点是节约光纤资源；缺点是增加了视频信号复用、解复用设备。
2．E1通道传输方式
城轨所用的传输网多数采用SDH技术组网。在SDH传输网中，传输速率为2．048Mbit//s 的PCM一次群通道（El通道）是传输网的基本传输单元。因此在城轨CCTV系统中可以方便的借助城轨专用传输网的E1通道来实现车站与控制中心之间音、视频信号与控制信号的远程传输，从而形成一个跨区域的广域电视监控系统。
图6－14模拟闭路电视系统（方案二）
因城轨的视频监控画面质量要求很高，故E1通道的2 M带宽只能传输一路视频、一路音频。一般给一个车站仅提供两个E1通道上传监控点图像，故控制中心调度员至多只能调看一个车站的两个监控点图像。
从控制中心到车站的控制信号一般采用9.6 kbit/s的低速电路数据传送，利用控制中心
与车站PCM接口架所提供的低速电路数据接口传送控制信号。
3．分组传送方式
目前，新建的城轨传输网多采用基于SDH的MSTP传输技术组网。与SDH相比较，MSTP的主要特点是不仅可以传送TDM业务，还可传送A TM、Ethernet等分组业务，为车站与控制中心之间视频信号的分组传输创造了条件。模拟视频信号需经压缩编码、数字处理、打包、成帧后才能分组传输。目前，城轨中一般采用100 M以太网传输通道传送视频信号，其主要优点是可以动态按需分配带宽资源。这样，当某一车站发生突发事件时，控制中心、公安中心、上级主管可以同时上调事故车站的十几个监控画面，实时、全面观察事故现场，进行应急指挥、调度。
四、系统技术指标
1．视频输入：输入幅度1.0 V（P－P），输入阻抗75Ω。
2．视频输出：输出幅度1.0 V（P－P），输出阻抗75Ω。
3．视频增益调整：最大6 dB（标准负载）。
4．频率响应：±1 dB（40 Hz～2 MHz）。
5．微分增益：<1％。
6．微分相位：<1o。
7．信噪比：>65dB。
8．环境温度：－10℃～+50℃。
第五节网络视频监控系统的设备和组网方案
一、视频网络控制服务器、网络摄像机与视频网关
组成网络视频监控系统的设备除构建计算机局域网设备外，还需要配置视频网络控制服务器、网络摄像机或视频网关。
1．视频网络控制服务器（VNCS）
视频网络控制服务器或视频网络控制器通过以太网接收车站或中心控制键盘的控制指令，由视频网络控制服务器对各控制键盘发出的控制指令进行识别与解析。．识别是指VNCS 判别各控制键盘的优先级；解析是指VNCS将控制键盘发出的控制指令转换为统一格式的控制编码信号。
视频网络控制服务器（VNCS）又通过以太网输出控制信号，用以控制一体化摄像机的云台/镜头动作、画面切割、轮巡、录像设备的录像与回放。
在网络视频监控系统中，不需要配置视频切换矩阵，车站值班员或调度员通过控制键盘所选择的摄像机标志，被VNCS转换为该摄像机的IP地址，并通过该IP地址上调该摄像机的画面。
2．网络摄像机
网络摄像机由CCD模拟摄像头、视频压缩编码/数字处理单元、计算机网络（以太网）接口、通信控制接口等组成。网络摄像机还内置Web服务器，以支持联网PC机通过客户端的Web浏览器显示监控画面。
网络摄像机具有以下接口：
（1）以太网接口。直接连接计算机网络，与以太网的物理连接一般采用RJ－45型接口。该接口除了将摄像机自身的网络视频信号输出至计算机网络外，还将外部（背板）输入的报警信号、传感器输出信号、通信控制信号、来自其他模拟摄像机的视频信号等转换为以太帧输出至计算机网络。
（2）控制接口。来自RS－485总线的控制信号，通过网络摄像机的控制接口，连接一体化摄像机的内置解码器，该解码器输出信号用以控制云台和电动镜头的动作。
（3）编程接口。装有网络摄像机编程软件的PC机，通过该RS－232编程接口，可在
视频信号中加入时间、日期与标识字幕；可对网络摄像机的监控点编组与扫描动作进行预置。
（4）报警接口。报警接口可设置为常开型或常闭型触点接口，可连接各种类型的报警器。
（5）传感信号接口。传感信号接口输入传感器的模拟信号，该信号经A/D转换、打包、成帧后，通过以太网接口接入计算机网络。
（6）模拟视频输出接口。网络摄像机带有自身摄像头的模拟视频输出接口，用于连接本地监视器，并利于摄像机镜头的无时延调整。
（7）模拟视频输入接口。有的网络摄像机带有数个模拟视频输入接口，外接模拟摄像机的视频信号经处理后，可直接通过网络摄像机的以太网接口，接入计算机网络。
3．网络摄像机产品实例
NVD2200－PS智能高速球型网络摄像机外形如图6－15所示。该球机内置中英文菜单（显示在视频客户机屏幕上），通过菜单来显示和更改球机信息与参数。可设置和调用预置点、区域扫描、花样扫描和显示区域等。
图6－15NVD2200－PS网络摄像机外形图
该产品具有如下特点：
（1）具有球机扫描功能。具有区域扫描、花样扫描、连续扫描、间歇扫描等自动扫描功能。
（2）具有内置中英文输入功能。具有区域标题设置、预置点标题设置、球机标题设置功能。
（3）可设置和调用预置点。可设置与调用256个预置监控点，其中的79个预置点可设置标题。
（4）云台动作。水平360°连续旋转，无监控盲区；垂直90°带自动翻转；旋转速度根据镜头放大倍数进行自动调整。
（5）光学特性。可人工或自动调节光圈、聚焦、白平衡，具有背光补偿功能，在强光源的环境中可以看到所有物体。
（6）具有报警功能。具有报警输入以及继电器或数字报警输出功能。
（7）具有控制信号解码功能。多协议解码器兼容多种控制协议，传输波特率可调整。
（8）结构。一体化集成设计，结构紧凑，高可靠性。
4．视频网关
视频网关提供多个模拟视频输入端口，允许连接多台任意功能或档次的模拟摄像机；并提供多个RS－485控制信号输出口，可以连接与控制多个一体化摄像机。视频网关采用与网络摄像机相同的压缩编码、数字处理、打包、成帧技术。各路数字视频信号的以太帧经统计复用，形成的多路网络视频流在一个以太网接口输出。
有些视频网关带有与视频输入端口相对应的音频输入端口。音频信号经数字化与打包、成帧后，经统计复用形成多路网络音频流与多路网络视频流在同一个以太网接口输出。
有些视频网关增加了多通道硬盘录像机（DVR），实现本地录像。
与网络摄像机一样视频网关同样具有控制接口、编程接口、报警接口、传感信号接口、模拟视频输出接口，并具有与网络摄像机各接口对应的功能。
由于视频网关与模拟摄像机之间有一段模拟视频电缆连接，故有人将采用视频网关组网
的视频监控系统称为准网络视频监控系统，以区别于采用网络摄像机组网的全网络视频监控系统。以上情况类似于目前的电话网与N－ISDN网。在电话网中，话机与接入用户线是模拟的，而电话网则是数字的；在N－ISDN网中端到端则是全数字的。
5．视频网关产品实例
DVS7004S视频网关的外形如图6－16所示，该设备具有如下特点：
图6－16DVS7004S视频网关外形图
（1）采用嵌入式实时操作系统，多路模拟音、视频输入，各路音、视频独立编码，统计复用成帧输出。
（2）采用MPEG－4、H.264视频编码技术，因MPEG－4的压缩比远高于MPEG－2，故在l Mbit/s带宽下可达到D1（720×576）分辨率和25（帧/秒）的标准清晰度电视水平。
（3）支持专线或以太网传输模式，支持视频组播（一点对多点，即一个监控点画面同时送多台监视器）功能，单路编码支持128 k～2 M传输带宽。
（4）支持字幕，可在视频信号中加入时间、标识字幕。
（5）RS－485输出数据接口，可控制摄像机、云台等外围设备。
（6）报警输入、输出功能。
（7）能够在恶劣的网络环境中提供低帧率的视频图像。
（8）提供远程升级功能。
二、车站（车辆段）网络视频监控系统的组网方案
1．车站（车辆段）网络视频监控系统的组成
车站（车辆段）网络视频监控系统的组成主要包括：视频网关（VG）+模拟摄像机和/或网络摄像机、视频解码器+监视器、视频网络控制器、视频客户机、视频记录设备、以太网交换机。
（1）前端设备
前端设备主要包括嵌入式的视频网关+模拟摄像机和/或网络摄像机。可以实现现场图像的采集、移动检测、图像压缩编码、远程传输等功能，并接受控制命令。
（2）视频解码器+监视器
监视器要求输入模拟视频信号，故网络视频信号应通过视频解码器解出模拟视频信号，才能送监视器显示。
（3）视频客户机（可兼视频控制器）
视频客户机为连在车站视频监控局域网上的授权PC机，用户可通过输入摄像机IP地址（或相应的标识名称）选择浏览本车站各摄像点的监控画面，或控制摄像机的动作。故视频客户机具有控制键盘、解码器和监视器的三重功能。
视频客户机若安装有网络视频监控管理软件机，则可用于对车站视频监控系统的参数设置与管理。
（4）视频网络控制器
车站视频网络控制器通过以太网接收车站控制键盘的控制指令和中心送来的控制指令；
根据输入控制指令的优先级，选择发送控制信号至车站的画面分割、车站录像设备的录像与回放；并控制所选择的一体化摄像机云台/镜头动作。
（5）视频记录设备
视频记录设备对网络视频信号进行录像，并记录监控点标识、时间等。如设置为对模拟视频信号进行记录，需增加分配器和内置压缩编码器和网络接口（该接口用于在网络中调看图像）。
2．车站（车辆段）网络视频监控系统的组网方案
车站（车辆段）网络视频监控系统的一种组网方案，如图6－17所示。由车站的以太网交换机组成一个车站视频监控局域网。在该局域网上连接有视频网关、视频网络控制器、视频客户机、视频解码器、监视器并通过城轨传输网连接中心视频监控局域网。
图6－17车站（车辆段）网络视频监控系统组网图
视频网关输入模拟视频信号经压缩编码打包、成帧、统计复用，形成多路网络视频流在一个以太网接口输出；视频网关同时接收来自视频网络控制器的控制信号，转换为RS－485控制编码信号，以控制一体化摄像机。
车站局域网经城轨传输系统，向控制中心局域网发送由控制中心调度员控制上调的网络视频信号。
本方案的录像方式同模拟视频监控系统，其不同点在于录像机通过网络接口连接车站局域网，便于车站值班员或控制中心调度员回放历史图像。
在车站值班室配置有视频控制器（兼视频客户机），车站视频控制器可以采用一台装有网络视频监控管理（分控）软件的PC机，值班员通过该视频控制器对网络前端设备的基本参数进行设置。车站值班员亦可通过输入摄像机IP地址，用PC机浏览监控点图像，或通过视频解码器+监视器调看监控点图像，并可通过操作键盘控制摄像机云台和镜头的动作。
各车站视频监控局域网通过城轨专用传输网的Ethernet通道，与控制中心视频监控局域网相连接，组成城轨视频监控广域网。
如果监控点需要监听和报警联动，则需在视频网关外接话筒与报警探测器，这些部分未表示在图上。
三、控制中心网络视频监控系统的组网方案
1．控制中心网络视频监控系统的组成
控制中心网络视频监控系统用于选择性地实时监控其管辖线路中所有监控点的图像。控制中心网络视频监控系统的组成主要包括：视频网络控制器、管理服务器、录像服务器、视
城市轨道交通信号与通信系统基础知识 填空题 城市轨道交通信号系统通常包括两大部分，分别为联锁装置和列车自动运行控制系统。 列车自动运行控制系统ATC包括ATO（列车自动驾驶）、ATP（列车自动超速防护）、ATS （列车自动监控系统）。 信号机是由机柱、机构、托架、梯子、基础组成。（此一般指高柱信号机，若矮型信号机则无梯子。） 机构是由透镜组（聚焦的作用）、灯座（安放灯泡）、灯泡（光源）、机箱（安装诸零件）、遮檐（避免其它光线射入）、背板（增大色灯信号与周围背景的亮度）等组成。 透镜式信号机是指用信号的颜色和数目来组成的设备，并且采用光学材料的透镜组。 通过色灯的显示，提供列车运营的条件，拥有一系列显示的设备称为信号机。 信号机按高矮可分为高柱信号机与矮型信号机。 信号机按作用的不同可分为：防护信号机、阻挡信号机、出段信号机、入段信号机、调车信号机。 道岔区段设置的信号机称为防护信号机。 10、控制列车的进入与速度的设备称为信号。传送各种信息（图像、信息等）称为通信。 11、继电器是由电磁系统和接点系统组成。电磁系统是由线圈和铁芯组成，即输入系统。接点系统是由前接点和后接点组成，即输出系统。 12、转辙机的功能有：转换道岔、锁闭道岔、给出表示。 13、转辙机按用电性质，可分为直流电动转辙机和三相交流电动转辙机。 14、转辙机按道岔锁闭位置，可分为内锁闭和外锁闭。 15、转辙机按动力，可分为电动和液压。 16、50Hz微电子相敏轨道电路应用于车辆段内，其作用是接受来自轨道上列车占用的情况。 17、音频数字编码无绝缘轨道电路应用于正线上和试车线上，其作用是接受和发送各种
信息。 18、轨道电路的作用是用来监督线路上是否有列车占用和向列车发送各种信息。 19、利用钢轨作回路所构成的电路称为轨道电路。 20、联锁是指信号、道岔、进路之间相互制约的关系。 21、无道岔站称为无联锁站，有岔站称为有联锁站。此指正线上。 22、完成联锁功能的设备称为联锁设备。 23、联锁信息的采集：道岔的位置、区段的情况、信号机的开放状态。 24、ATP系统具有如下功能：停车点防护、超速防护、列车间隔控制、测速和测距、车门控制、其它功能。 25、ATO系统具有如下功能：停车点目标制动、打开车门、列车从车站出发、列车加速、区间内临时停车、限速区间、自动与手动的自由转换、记录运行信息。 26、列车调整可分为：自动列车调整、人工列车调整。 27、车辆段设备由车辆段工作站、传输设备组成。 28、车站设备由出发时间显示器、旅客信息显示系统、列车识别系统组成。 29、各联锁站设备的传送各种信息的通道是利用远程终端单元（RTU）进行的。 30、构成通信网的基本结构是终端设备、传输设备和交换控制设备。 31、城市轨道通信网的大体上有总线型、星形——总线型、环形。 32、城市轨道交通专用通信系统，按功能可分为：公务通信系统、调度通信系统、广播系统、闭路电视监控系统、数据传输系统，无线通信系统。 33、通信网设备是由广播设备、闭路电视设备、交换设备、光纤传输系统、话筒、扬声器、摄像机、监视器、电话机、传真机、数据终端、调度电话、数字信号分配器组成。 34、光纤通信具有传输快、容量大、抗腐蚀、抗干扰等优点。 35、光纤是由包层、纤芯、一次涂覆、二次涂覆组成。而光缆则是由众多的光纤组成。 36、光纤按传输模式数量来分，可分为单模光纤和多模光纤。按折射率来分，可分为均匀光纤和非均匀光纤。
城市轨道交通安全保护应急方案
城市轨道交通安全保护应急预案 2016年9月2日
目录 一总则 (1) 1.1 编制目的 (1) 1.2 编制依据 (1) 二工程概况 (1) 三总体规划 (3) 3.1 编制目标 (3) 3.2 安全事故处理组织机构及职责分工 (4) 3.2.1 组织机构 (4) 3.2.2 实施机构 (5) 3.2.3 职责分工 (6) 3.3 应急响应 (7) 3.3.1 应急响应流程 (7) 3.3.2 应急响应分类 (8) 3.4 应急响应注意事项 (9) 3.5 应急过程的信息发布管理 (9) 3.6 后期处理 (10) 3.7 保证措施 (11) 3.8 应急培训和演练 (12) 3.8.1 应急演练的频率 (12) 3.8.2 演练内容 (12) 3.9 紧急呼叫电话号码 (12) 四风险评估 (12) 4.1 风险评估概述 (12) 4.2 风险评估依据 (13) 4.3 评估结果 (13) 五施工风险分析与应对措施 (15) 5.1 基坑开挖时地下连续墙存在的风险及应对措施 (15) 5.1.1 存在的风险分析 (15)
5.1.2 地下连续墙墙面及接缝发生渗漏处理措施 (15) 5.1.3 在地连墙接缝可能存在问题及处理措施 (19) 5.2 基坑底部施工存在的风险及应对措施 (20) 5.2.1 基底存在的风险 (20) 5.2.2 发生基底突涌时的应对措施 (20) 5.3 周边建（构）筑物及地下管线在施工中的风险及应对措施 (23) 5.3.1 周边建（构）筑物及地下管线在施工中的风险 (23) 5.3.2 风险应对措施 (23) 六应急抢修材料设备 (25)
十、城市轨道交通正线信号系统组成 2号线信号系统是由卡斯柯信号有限公司提供的CBTC （基于无线通信的列车控制系统）系统，采用点式ATP 和联锁两级后备模式。 系统包含ATP （列车自动防护）、ATO （列车自动运行）子系统、ATS （列车自动监控）子系统、CBI(计算机联锁)子系统、DCS(数据通信)子系统、MSS(维护支持)子系统等。 2号线采用卡斯柯提供的基于无线通信的移动闭塞系统，系统由五个主要的子系统组成： （1） A TP/ATO 子系统 （2） C BI 子系统 （3） A TS 子系统 （4） DCS 子系统 （5） MSS 子系统
ATP/ATO子系统包括轨旁ATP设备和车载ATP/ATO设备。轨旁ATP设备对全部在线列车进行安全控制，它由ZC（区域控制器）、LC（线路控制器）、DSU（数据存储单元）和LEU（欧式编码器）等室内设备和信标室外设备组成。车载ATP/ATO设备主要包括CC（车载控制器）、DMI（司机显示单元）、编码里程计和信标天线。 ◆轨旁ATP设备： ① ZC（区域控制器） ZC采用3取2冗余结构配置，主要功能是处理线路占用、自动防护和进路等信息。根据CC设备发送的列车精确位置信息，ZC设备为列车计算保护区域，并通过车地无线通信向ZC内每列车发送移动授权。 ② LC（线路控制器） LC和ZC配置一样，采用3取2冗余结构配置。LC控制ZC和 CC的应用软件和配置数据版本的校核，并在通信过程中向ZC和 CC提供内部时钟同步。 LC主要功能： 更新ATS发送的TSR信息 管理线路的TSR（临时限速） 负责存储 ③ DSU（数据存储单元） DSU由一台式计算机组成，用于向CC设备上传新版本的应用 软件和静态线路描述，并对这些文件进行升级管理。 ④信标 信标用于实现列车在线路上的定位功能。当列车信标天线越过地面 信标时，信标天线将发送能量信息激活信标，信标将预先存储的报文信 息发送给车载设备。列车通过时，CC使用该信息初始化、重新修正列车 位置、校准编码里程计。 ◆车载ATP/ATO设备： ① CC（车载控制器） 每列列车头尾各配置一套CC设备。两台CC计算 机均运行在热备状态，每台都能够独立安全地驾驶列 车。CC子系统主要实现下列功能： （1）列车运行防护 （2）管理列车在车站准确停车 （3）车站停车和发车时间管理 （4）安全停车管理
浅谈城市轨道交通信号系统工程设计 摘要:城市交通运输是影响和制约城市发展的重要因素，轨道交通信号系统是保障运输安全，提高运营效益的重要工具。本文结合城市轨道交通信号系统的发展趋势，以基于通信的移动闭塞制式实际工程设计当中所遇到的实际情况对目前城市轨道交通信号系统的闭塞制式比较，系统构成等进行分析。 关键词:城市轨道;信号系统;工程设计;CBTC 1 引言 城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全,实现行车指挥和列车运行现代化,提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号工程造价高,高科技内容含量高,涉及到通信技术、计算机技术、网络技术和远程控制技术等。从事这一领域的企业,要求企业的拥有较高的技术水平和自主创新能力。 2 城市轨道交通信号系统方案 一般城市轨道交通线路在城市交通疏解任务中担当非常重要的角色，为满足以上要求，地铁信号系统应采用完整的、先进的、高效的列车控制系统。 (1)正线信号系统采用完整的列车自动控制（ATC）系统，由ATS、ATP、ATO、联锁设备组成。 (2)车辆段/停车场由联锁设备、微机监测设备、ATS分机等主要设
备组成。 a)闭塞方式分析 目前城市轨道交通的信号系统主要有准移动闭塞和移动闭塞系统选择。 1.基于目标距离模式的准移动闭塞ATC系统 目标距离模式一般采用音频数字无绝缘轨道电路，具有较大的信息传输量和较强的抗干扰能力。列车车载设备根据由钢轨传输而接收到的联锁、轨道电路编码、线路参数、控制管理等报文信息，对列车追踪运行以及折返作业进行连续的速度监督，实现超速防护，控制列车运行间隔，以满足规定的通过能力。由于音频数字轨道电路传输信息量大，可向车载设备提供目标速度、目标距离（指从占用音频轨道电路始端至停车点的距离）、线路状态（坡道、弯道数据等），使ATP车载设备结合固定的车辆性能数据计算出适合于本列车运行的模式速度曲线。 2.移动闭塞系统（CBTC） 基于通信的移动闭塞列车控制系统技术先进，是列车控制技术的发展方向，代表了国际ATC的先进水平。 ★ 独立于轨道电路的高精度列车定位； ★ 连续、大容量的车－地双向数据通信； ★ 车载和轨旁的处理器执行安全功能。 CBTC系统采用自由空间无线天线、交叉感应电缆环线、漏泄电缆以及裂缝波导管等方式实现车-地、地-车间双向数据通信。轨旁ATP设备根据列车的位置信息和进路情况计算出每一列车的移动权限，并动态更
详解地铁清分系统 广州地铁自动售检票系统及其清分系统在实际运行中情况良好，系统达到了不间断工作的目标，为广州地铁的整个AFC系统提供持续稳定的服务。 随着信息化技术应用的不断深入，人们对计算机系统高可用性（High Availability）的要求不断提高，特别是企业基于数据库的关键业务系统，不仅希望保障关键业务数据信息的完整，而且希望联机应用能够不间断或者在最短的时间内自动恢复。 AFC系统及其清分系统简介 广州地铁自动售检票系统（Automatic Fare Collection ，以下简称AFC）是基于计算机、通信、网络、自动控制等技术，实现城市轨道交通售票、检票、计费、收费、清分、管理等全过程的自动化系统。 目前，广州地铁自动售检票系统共分为车票、车站终端设备、车站计算机系统、线路中央计算机系统、清分系统五个层次（如下表所示）。 同时负责连接广州地铁AFC系统与城市一卡通清分系统，规定了对车票管理、票务管理、运营管理和系统维护管理的技术要求。主要用于广州市轨道交通各条线路之间，与公交系统、银行系统及其他相关系统之间的清算分账、车票交易数据的处理及统计分析。 同时还具备对线路自动售检票（AFC）系统设备运营管理的功能。远期定位于整个广州市及珠江三角洲城际轨道交通系统的清分中心和AFC运营管理中心。 方案选择和系统现状 高可用性可选用的方案较多，如依赖于硬件的容错机方式、群集方式（双机或多机群集系统）、数据复制方式等。 广泛采用的群集方式（Cluster系统），其基本原理可以概括为：同一群集内的节点机所有关键业务数据存储于共享磁盘组，通常是磁盘阵列；故障节点被其它节点替换时，故障节点管辖的数据所在的数据设备（共享磁盘组的一部分）被接管；节点替换/接管的时机决定于集群内运行的监视软件；节点机上运行数据库管理系统，管理该节点机控制的设备上的数据；客户应用可以使用机群中的一个或多个数据库服务器。 节点机的替换意味着节点上运行的数据库管理系统进程的切换，这些过程是在服务器后台完成的，对于前端应用是透明的。 它主要可分为对称式(Active/Active)和非对称式(Active/Standby) 两种。 清分系统使用的是非对称式模式。典型的非对称式的高可用性系统包括两台服务器, 一台是主服务器, 客户机从它存取数据和获得服务,另一台是备份服务器。两台服务器通过心跳（Heartbeat）方式检测彼此的状态, 实现热备份。当其中主服务器出现问题时, 后备服务器能够自动立即接替工作, 不会中断正常工作。 目前，清分系统配置2台Sun Fire 6800清分数据服务器，作为两个节点，以群集方式运行。操作系统为Solaris 9,使用Sun Cluster 3.1群集管理软件。
1 影响城市轨道交通安全的若干因素分析 1.1城市轨道交通容易出现的安全问题 城市轨道交通作为城市中旅客运输的主要载体，其安全一直是人们所关注的焦点，但安全事故仍时有发生,这里拟结合城市轨道交通的特点重点分析容易引发的几方面安全问题。 （1）列车开行密度大,导致列车相撞等运行事故的发生机率增大。 （2）车站及列车内旅客密度大,旅客流通量大容易形成安全问题 旅客车内人身安全问题。列车内过度拥挤,导致旅客容易与列车车体等接触过多容易引发烫伤、触电等问题。旅客人数过多导致上下车过程中非常拥挤,容易发生旅客被踩伤及挤伤的问题。旅客密度大导致车内空气流通差,容易引起呼吸系统生理功能较弱的旅客发生窒息等生理问题,同时也引发传染病在人群中的扩散。旅客密度大直接导致治安问题的出现。在城市轨道交通车站及列车内借拥挤的环境实施偷盗的现象较为严重。大量的旅客容易成为恐怖份子袭击的目标。自杀问题越来越严重影响城市轨道交通。根据心理学分析自杀者往往喜欢选择人员较多的地点进行自杀,近年来城市轨道内自杀事件频繁发生。 （3）由于城市轨道交通特别的地理位置及封闭性的特点容易产生安全问题 地铁顶棚及轻轨高架桥比一般运输形式的基础设施更容易受到破坏,并直接影响城市轨道交通安全运行。更容易受到天气状况的影响。恶劣天气对城市轨道交通影响较为严重,如发生大雨、大雪、大风等恶劣天气状况将产生地铁排水问题,轻轨防风、防滑、排水等问题。城市轨道交通封闭性的特点加上基础设施不够完善也会影响城市轨道交通的安全。 1.2 从人、车辆、线路以及法律等方面分析轨道交通安全问题 （1）人的因素 城市轨道交通要以人为本,轨道安全管理也要以人为本。应充分考虑乘客的因素,保障广大乘客的安全。由于乘客的素质对轨道交通安全有很大的影响,很多事故都是由于乘客没有遵守乘车规则造成的,所以应加强对市民的交通安全意识的教育,减少由于乘客拥挤造成对轨道交通安全的威胁。另一方面,由于城市轨道交通工作人员疏忽引发事故的比例也较大,而且后果严重。几乎每一起重大事故都与工作人员的失职有关系。因此对工作人员进行法制教育、技术教育、安全教育和职业道德教育是十分必要的,也是非常紧迫的。 （2）车辆因素 车厢虽然使用的是耐燃材料,但在燃烧后会散发大量的有毒气体。因此车辆所使用的阻燃材料是否合格、安全装置是否充足有效,对轨道交通的安全管理起着重要的作用。同时,车辆是否符合运行要求、车辆技术状况好与坏,会直接影响轨道交通的运行安全。 （3）线路因素 轨道交通是一个封闭式的交通系统,线路是该系统的重要组成部分,事故的产生与线路情况有一定的关系。如地面轨道交通平面交叉口的密度较大、区间隧道内的照明条件差、缺少信号标志等都会影响交通安全。 （4）法律因素 在我国现有的轨道交通政策法规中,对安全管理虽有原则的、定性的要求,但缺少具体的管理条文及定量的衡量标准,也缺少有关交通安全管理的法律政策。 2 加强轨道交通安全管理工作的措施和手段 轨道交通作为现代化城市的快速交通工具,安全状况是其管理水平和各种质量的综合反映。“安全第一”是乘客的根本需求和首要标准。轨道交通的安全包括消防安全、行车安全、综合治理安全等诸多方面。除了一些突发性事故外,大多数安全事故都是有前兆的。为了更好地避免事故的发生,必须从以下各方面着手来做好安全预防工作。
城市轨道交通信号 1、城市轨道交通的特点 （1）容量大（2）运行准时、速达（3）安全（4）利于环境保护（5）节省土地资源2、城市轨道交通对信号系统的要求 （1）安全性要求高（2）通过能力大（3）保证信号显示（4）抗干扰能力强 （5）可靠性高（6）自动化程度高（7）限界条件苛刻 3、城市轨道交通信号的特点 （1）具有完善的列车速度监控功能（2）数据传输速率低（3）连锁关系较简单但技术要求高（4）车辆段独立采用联锁设备（5）自动化水平高 4、城市轨道交通信号系统的组成及作用 组成：城市轨道交通信号系统通常由列车运行自动控制系统（A TC）和车辆段信号控制系统两大部分组成， 作用：用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备监测及维护管理，由此构成了一个高效的综合自动化系统。 5、列车运行自动控制系统（A TC）包括列车自动防护（A TP）、列车自动运行（ATO） 及列车自动监控（A TS）三个系统，简称“3A”。 ATC系统包括五个原理功能 （1）ATS功能：可自动或有人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。A TS主要功能由位于OCC（控制中心）内的设备实现。 （2）连锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全原则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC 功能。连锁功能由分布在轨旁的设备来实现。 （3）列车检测功能：一般由轨道电路、计轴器等完成。 （4）ATC功能：在连锁功能的约束下，根据A TS的要求实现列车运行的控制。 （5）PTI功能：是通过多种渠道传输和接受各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS 报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。6、按地域城市轨道交通信号设备划分为五部分： 控制中心设备、车站及轨旁设备、车辆段设备、试车线设备、车载ATP设备。 7、控制中心设备属于ATS子系统，是ATC的核心。 控制中心设备主要包括中心计算机系统、综合显示屏、调度员及调度长工作站、运行图工作站、培训/模拟工作站、绘图仪和打印机、维修工作站、UPS及蓄电池。（选择题）8、车站分集中连锁站和非集中连锁站。集中连锁站一般为有道岔车站，也有可能是无道岔 的车站。非集中连锁一般为无道岔的车站。 9、集中连锁站设有 （1）ATS车站分机（2）车站联锁设备（3）ATP/ATO系统地面设备（4）电源设备（5）维修终端（6）乘客向导显示牌（7）紧急关闭按钮（8）信号机及发车指示器 （9）转辙机 10、连锁是车站范围内进路、信号、道岔之间互相制约的关系，它们之间必须建立严密的连 锁关系，才能确保行车安全。 连锁的基本内容是： 1）进路上各道岔位置必须正确且被锁闭，进路空闲，敌对进路未建立且被锁闭在未建立状态，防护改进路的信号机才能开放。 2）信号机开放后，他们防护的进路上的各道岔不能转换，与该进路敌对的所有进路不
城市轨道交通信号系统 目录 一、概述 二、列车自动控制系统(ATC 系统分类 三、列车自动控制系统的基本功能 四、列车自动控制系统的监控运行模式 五、基于无线通信的列车自动控制系统(CBTC 六、影响列车运行能力的因素 一、概述 城市轨道交通信号系统是整个轨道交通自动化控制系统中的重要组成部分,其作用: 1. 保障列车运营安全; 2. 提高运输能力; 3. 实现快速、有序、高密度行车调度指挥。 由于城市轨道交通运营安全、准点率要求高,行车密度大,信号系统一般均采用列车自动控制系统 (ATC ,包括:
1. 列车自监控系统(ATS 2. 列车自动防护系统(ATP 3. 列车自动运行系统(ATO 二、列车自动控制系统(ATC 分类 1. 按列车控制方式可分为:台阶式和曲线式,台阶式→曲线式; 2. 按闭塞方式可分为:固定闭塞、准移动闭塞和移动闭塞,固定闭塞→准移动闭塞→移动闭塞。 3. 按信息传输方式可分为:点式和连续式,点式→连续式。 按上述列车速度控制方式、闭塞方式、信息传输方式的不同搭配组合,可组成: 1. 点式 ATC 系统(点状的曲线式固定闭塞 ATC 系统 2. 固定闭塞 ATC 系统(连续的台阶式固定闭塞 ATC 系统 3. 准移动闭塞 ATC 系统(连续的曲线式固定闭塞 ATC 系统 4. 移动闭塞 ATC 系统(连续的曲线式移动闭塞 ATC 系统 1. 点式 ATC 系统 通过安装在两钢轨之间点式应答器向运行中的列车车载设备传送信息,轨道电路(或计轴仅用于检查列车的占用情况。 列车运行获得的信息始终是不连续的,列车必须运行至应答器上方才能获得信息,实现变速,其行车效率较低。目前作为移动闭塞(CBTC 系统的降级(后备模式使用。
城市轨道交通安全保护应急预案 2016年9月2日
目录 一总则 (1) 1、1 编制目的 (1) 1、2 编制依据 (1) 二工程概况 (1) 三总体规划 (3) 3、1 编制目标 (3) 3、2 安全事故处理组织机构及职责分工 (4) 3、2、1 组织机构 (4) 3、2、2 实施机构 (5) 3、2、3 职责分工 (6) 3、3 应急响应 (7) 3、3、1 应急响应流程 (7) 3、3、2 应急响应分类 (7) 3、4 应急响应注意事项 (8) 3、5 应急过程的信息发布管理 (9) 3、6 后期处理 (9) 3、7 保证措施 (10) 3、8 应急培训与演练 (11) 3、8、1 应急演练的频率 (11) 3、8、2 演练内容 (11) 3、9 紧急呼叫电话号码 (12) 四风险评估 (12) 4、1 风险评估概述 (12) 4、2 风险评估依据 (12) 4、3 评估结果 (12) 五施工风险分析与应对措施 (14) 5、1 基坑开挖时地下连续墙存在的风险及应对措施 (14) 5、1、1 存在的风险分析 (14)
5、1、2 地下连续墙墙面及接缝发生渗漏处理措施 (15) 5、1、3 在地连墙接缝可能存在问题及处理措施 (17) 5、2 基坑底部施工存在的风险及应对措施 (18) 5、2、1 基底存在的风险 (18) 5、2、2 发生基底突涌时的应对措施 (18) 5、3 周边建(构)筑物及地下管线在施工中的风险及应对措施 (21) 5、3、1 周边建(构)筑物及地下管线在施工中的风险 (21) 5、3、2 风险应对措施 (21) 六应急抢修材料设备 (23)
城市轨道交通安全事故危害与防范 1.前言 目前我国正处于城镇化进程快速发展时期，城市人口快速增长，交通压力日趋加大，一些特大型城市交通拥挤、阻塞的矛盾非常突出，城市轨道交通已成为城市缓解交通问题的首选方案。但近年来全球地铁事故不断发生，我国的北京、上海、广州等城市地铁也先后发生事故，造成了重大经济损失。城市轨道交通的安全性受到了人们越来越多的关注。因此，分析城市轨道交通在建设、运营中存在的安全影响因素，对于防止轨道交通事故的发生，改善运营的安全状况，降低事故损失都具有十分重要的意义。 城市轨道交通系统是一个庞大复杂的系统工程，从其建设施工到正式运营的各个环节都伴随着巨大的风险，要想确保地铁建设与运营安全，就必须使参建与运营管理的每一个单位和个人都建立“大安全”概念，即利用一切可利用的技术、管理手段，依靠科学技术和技术创新，从每一环节入手，把风险降低至可控制程度。通过对各种安全影响因素进行风险分析并及时采取相应的防范措施，及时规避了地铁建设、运营过程中存在的潜在风险，确保了地铁建设与运营的安全。 2.城市轨道交通安全影响因素 轨道交通安全因素从整体上来看分为建设期间安全影响因素和运营期间安全影响因素两大类，建设期间安全影响因素主要包括建设期间地铁车站、地铁区间、周围环境等影响因素；而运营期间安全影响因素主要包括自然灾害、恐怖袭击、人为事件、火灾、运营故障等影响因素。
与一般地面工程相比，地铁建设项目有几个特点：一是建设规模大，一个城市的轨道交通线路一般有百余公里至数百公里。二是技术要求高，几乎涉及到现代土木工程、机电设备工程的所有高新技术领域。三是建设周期长，单线建设周期要4～5年，线网建设一般要30～50年。四是投资大，每公里造价达3～6亿元，线网建设则需要数百亿元。五是系统复杂，要考虑轨道交通工程的策划、建设、运营、资源利用的关系，项目管理涉及的管理要素繁杂。六是项目质量要求高，技术复杂，技术风险大。地铁与地下工程水文地质条件、建设中的技术方案和机械设备、以及周边环境（包括建筑物、道路和地下管线）具有复杂性和不确定性，在土木工程中最具有挑战性。 由于我国城市轨道交通发展历史较短，经验不足，在建设中存在着一些不容忽视的问题和不安全隐患，对潜在技术风险缺乏必要的分析和论证，以及人们对客观规律认识不足、管理不到位，在上海、北京以及新加坡和发达国家都出现过不同程度的地铁工程安全事故，造成了重大经济损失。但由于诸多原因，我国地铁设计、建设、管理以及安全防范等方面还存在许多问题和不足。 2.1.1 地铁车站建设安全影响因素 地铁车站施工安全主要存在以下影响因素：不良地质条件；围护结构施工质量存在隐患；地基加固失效；降水方案不合理；支撑体系失稳；承压水突涌及坑底隆起；基坑坍塌；主体结构楼板浇筑时失稳；主体结构混凝土开裂；主体结构防水层质量失效；车站整体上浮等。
4 interlocking principles 4 连锁规则 4.1 safe routes through an interlocking 4.1 安全进路通过一个联锁 The term “interlocking”is used with two meanings. First, “an interlocking”is the interlocking plant where points and signals are interconnected in a way that each movement follows the other ill a proper and safe sequence(see Section 1.2). Second, the principles to achieve a safe interconnection between points and signals are also generally called ”interlocking”. “联锁”的概念在使用中有两个意思。第一，“联锁”是指连锁设备。如道岔和信号机，以这样的方式相互关联，每一个动作受约束与另一个（动作），来保证合适而安全的结果（见1-2段）。第二，为了达成在道岔和信号机之间的安全互联而存在的规则也通常称为“联锁”。The route a train could use through an interlocking must meet the following conditions： 列车可以使用的通过联锁的进路，必须达到一下的情形： ?All points must be set properly and locked, ?所有道岔不许被设置在合适的位置，同时被锁闭， ?Conflicting routes must be locked, ?抵触进路必须被锁闭， ?The track must be clear. ?线路必须出清。 This is provided by the following functions: 这些要求可以由以下功能提供： ?Interlocking between points and signals, ?道岔与信号机之间的联锁， ?Route locking, ?进路锁闭 ?Locking conflicting routes, ?抵触进路锁闭， ?Flank protection, ?侧面防护 ?Track clear detection. ?轨道线路出清检测 On railways where the signals for train movements are separated from those for shunting movements (main and shunt signals), the interlocked routes for train movements are also considered separately from those for shunting movements. Some of the requirements for a train route are not in effect for a shunt route. So, a shunt route may govern a shunting movement into an occupied track. And, flank protection (protection against inadmissible movements on converging tracks) is usually also not required for shunt routes. There are also railways, where interlocked routes are only required for train movements, while shunting movements are carried out without protection by the interlocking system. This is especially typical for ancient German interlocking systems. On North American railways where train movements are not as strongly separated from shunting movements, the same interlocked routes may be used both for train and shunting movements. A train route starts always at an interlocking signal (the entrance signal of the route). The exit of a route can be: 在轨道上，列车运行的信号与调车运行的信号是区分开的（主信号与调车信号）。列车运行
如何防范城市轨道交通 安全工作 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
如何防范城市轨道交通安全工作近年来，日益发展的城市轨道交通为促进城市经济和社会的快速发展起到了重要作用。但是，我国城市轨道交通因发展历史较短，存在着建设、设计标准低，安全设施及设备不完善，投入不足，安全监督管理体系、事故预防体系和应急处置机制不健全，应对特大安全事故和突发事件的能力较低，安全监管的法律、法规建设滞后等突出问题。对此，党中央、国务院领导同志多次批示，要求切实加强城市轨道交通安全管理工作，预防重、特大事故的发生，确保人民群众生命和国家财产安全。为了从源头上加强城市轨道交通安全监督管理工作，建立健全城市轨道交通安全监督管理长效机制，提高城市轨道交通本质安全管理水平，国家安全生产监督管理局和有关部门当前的工作重点是抓“两个评价”，健全“两个体系”，形成一个工作机制。 一、抓好“两个评价” 1.开展对城市轨道交通建设工程项目安全设施与主体工程“三同时”的安全评价工作 安全预评价，是安全生产监督管理的基础性工作，也是建设项目从源头上预防事故发生的重要保证之一。因此，对新建、改建和扩建的城市轨道交通工程项目，从项目立项到竣工验收的全过程，都必须严格执行建
设项目的安全设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产和使用的规定，并组织有关专家和中介组织进行安全评价和安全审查工作，严把项目开工建设和竣工验收的安全审查关。对经安全评价和安全审查不符合有关法律、法规和强制性安全标准规定要求的，不得开工建设和投入运营。同时，今后地铁建设项目的可行性研究报告应编制安全篇，以加强对城市轨道交通工程项目可行性研究报告、初步设计的安全审查和审批工作;建设项目安全设计的资金需求必须保证，并列入总投资概算，确保建设项目安全设施的资金投入。 2.加强对城市轨道交通运营企业的安全评估工作 开展对企业的安全评估工作，强化企业安全管理的基础，是保障城市轨道交通企业安全运营的重要措施之一。有关部门应尽快制定和实施《城市轨道交通运营企业安全评价标准和办法》，并以此为依据，开展企业安全评估工作。要通过安全评估，查找隐患，划分企业的安全等级，实施分类指导，重点监控。对评估中发现的问题，要立即整改。对需要一段时间整改的，要制定计划，落实责任，限期整改，并确保按期完成。对没有整改或经整改仍达不到安全要求的企业，不得继续运行。要将评估报告和处理意见报送当地政府，以督促有关部门及企业对事故隐患的整改，提高城市轨道交通运营企业的安全管理水平。有关城市的安全生产监督管理部门应会同相关部门建立对地铁运营安全的监督检查制度，督促地铁运营企业加强安全管理。
城市轨道交通信号系统的安全性 摘 要 1. 简要介绍城市轨道交通信号系统 2. 简要分析影响信号系统安全性的因素（RAMS ）: 3. 4. 简要分析信号系统与其他系统的相互影响 5. 总结(与第四点融合阐述) 引 言 城市轨道交通系统作为大容量公共交通工具, 其安全性直接关系到广大乘客的生命安全。信号系统作为保证列车安全、正点、快捷、舒适、高密度不间断运行的重要技术装备, 在城市轨道交通系统中有着举足轻重的地位。因此,信号系统的安全性就显得尤其关键和重要。 正 文 1. 简要介绍城市轨道交通信号系统 信号系统包括信号设备、联锁设备、闭塞设备三部分（如图1-1① 设备 ② 系统 失事档案 时间：1988年12月12日 地点：伦敦以南的克拉普汉姆中转站 事件：载有500多名乘客的普勒列车撞上了载有900 名乘客的 星巴斯托克列车的尾部，并转而撞向了第三辆刚到的 空车 调查机构：英国安全运输局 事故原因：信号箱出现了一根松散的电线，那是因为 信号部门技师疏忽，这根电线未被束起，它带着电， 碰到那个本应该远离的接头时就把电直接传给了信号灯，所以信号灯变绿，这个失灵的信号灯你，引导者注：图只是效果图并非此事件图
所示）。轨道交通信号设备指挥列车运行；连锁设备保证轨道交通车站（包括车辆基地）列车运行的安全；闭塞设备则是保证区间列车运行安全的专门装置。 设备部分 其中联锁设备组成如图2-2所示
系统部分：列车自动控制系统（包括列车自动防护系统ATP ，列车自动监控系统ATS ，列车自动运行系统ATO ）。 2.简要分析影响信号系统安全性的因素及解决安全问题采取的措施 总体来说，影响信号系统安全性的因素如图3-3所示： 联锁设备 信 号 控 制 信号表示 道岔控制 道岔表示 进路控制 进路表示 图2-2 控制台及表示盘 信号系统RAMS 图3-3
城市轨道交通网络客流清分规则与“鉴识车票乘车路径”理论 殷锡金 2009-11-10 一、城市轨道交通的客流清分规则 城市轨道交通网络中，客流量是：轨道交通运营管理最基本、最重要、核 心的要素。客流的清分，是：为了获得精确的轨道交通网络中的客流分布数据，以便进行城市轨道交通网络中客流统计、票务清分、运营管理分析和决策、或 者其它相关应用的依据。 1、客流清分与客流分配 1）线路客流与换乘客流 城市轨道交通网络化运营之前，各线路的客流量与票务收入的统计，都是由各线路AFC系统直接提供。AFC系统统计客流量的方法，是：汇总每个车站出站闸机所记录的出站车票数量。由于，O/D（Origin/Destination）乘车路径的单一性，所以AFC系统统计的客流量就是单一的线路客流量。城市轨道交通客流量就是各线路AFC系统客流量的总和，除与“交通卡”结算之外，轨道交通线路之间，不需要进行任何客流量与票务收入的清分。所以，线路客流量，是：与其它线路不发生票务清分的客流量。 城市轨道交通网络化运营后，由于换乘车站的“牵线搭桥”作用，在轨 道交通网络中，任何二个车站之间的乘车路径不具有单一性。所以，车票 O/D区间（包括同线路的O/D区间）内，有多条乘车路径可供乘客选择。 此时，AFC系统统计的客流量中，不可避免地，夹带着一些换乘客流量， 特别是：当线路O/D数据的“O”车站是换乘车站，或者换乘车站几条线路共用一套车站AFC系统时，夹带换乘客流量的情况可能会更严重些；反 之，在换乘客流量内也会混杂着一些线路客流量。换乘客流量，是：线路 之间需要进行票务清分的客流量。 综上所述，轨道交通网络化运营后，由于车票的O/D乘车路径的多样性客流，所以，清分时，应对每一张车票的乘车路径，都要进行鉴别处理， 特别是换乘客流量的乘车路径的鉴别，不但鉴别处理量多，而且更难。城市轨道交通的客流量，在完成上述一系列的甄别和鉴别处理清后，再认真 地进行票务收益清分。 城市轨道交通网络化运营后，为指导轨道交通网络化运营的决策、运营生产和管理，如：轨道交通线网中，关键区间的高峰小时断面客流量、线路之间票务收入的清分等，需要清分中心，及时地提供更加精细的O/D 换乘客流的科学数据。轨道交通网络化运营中，客流特征分析和清分是一 个全新的，而且非常重要的研究领域。 城市轨道交通清分系统中，清分规则是核心知识产权和机密。 城市轨道交通建设是一项投资很大的城市基础建设工程项目，它涉及到 融资、贷款和还贷款等一系列投资和商务问题。例如：上海地铁1#线是属于申通地铁上市公司的资产；轨道交通线路的票务收入，总与线路上的总 客流量，紧密地联系在一起，因此，会计事务所需要对上海地铁1#线的客
完美WORD格式 城市轨道交通与通信信号系统 一、引言 1、城市轨道交通发展概况。 伴随着世界经济的不断发展，城市人口的增加和规模的扩大，给公共交通造成了很大压力，也必然促使城市公共交通的积极发展，不仅数量上激增，而且在质量上也提出了更高要求。当前，以城市轨道交通为主、高速公路、等级公路为辅的立体交通网络日趋完善，已经形成了一个综合的交通体系，为城市经济繁荣和人们出行带来了很大便利。近年来，地铁和轻轨发展迅速，颇受一些发展中国家的重视，都在积极规划和建设，以缓解城市日趋严峻的交通拥堵问题。值得一提的是，高铁的发展给城市间的交通以及经济繁荣带来了巨大生命力，特别是磁悬浮轨道技术的应用，更是体现了当前轨道交通的前沿科技水平和发展趋势。例如，上海磁悬浮列车的运行，是我国最新城市轨道交通技术发展的缩影，产生了巨大影响力。 2、城市轨道交通信号系统的应用。 整理分享
完美WORD格式 交通信号不仅是列车运行的通行证，更是安全运行的指挥棒。轨道交通要实现安全运行和提高通过能力两大要求，离不开轨道交通信号的发展和应用。20世纪中叶以来，微电子技术，信息技术和计算机网络技术等科学技术的发展，给轨道交通信号技术带来了了一场颠覆性革命，城市轨道交通信号系统(即ATC)应运而生，它为轨道交通安全运行和通过能力的提高发挥了巨大作用。不仅提高了运行效率，同时实现了列车运行的自动化。 二、城市轨道交通信号系统 1、城市轨道交通信号系统组成和作用。 轨道交通信号系统是由各类信号显示、轨道电路、道岔转辙装置等主题设备及其他有关附属设施构成的一个完整的体系。目前城市轨道交通的信号系统一般包括两大部分：联锁装置和列车自动控制系统ATC (Automatic Train Control)。ATC系统包括三个子系统：列车自动监控系统(简称ATS)、列车自动防护系统(简称ATP)、列车自动运行系统(简称ATO)。 整理分享
城市轨道交通清分中心ACC架构方案研究 摘要：本文在对轨道交通清分中心ACC介绍基础上对主系统架构进行分析，探 讨基于小机、一体机及通用PC等架构体系在轨道交通票务清算管理系统中的应用，并进行市场及应用需求分析。从运算处理能力、可靠性可用性和可维护性、 扩展能力、安全性及性价比等方面对各架构体系深入比较研究，并给出了自动售 检票系统数据中心ACC架构设计的建议解决方案。 关键词：城市轨道交通；自动售检票；清分中心；架构 1 引言 在城市轨道交通清分中心ACC系统设计中，随着线网规模的扩大，清分业务 量变大，这对整个清分中心的架构建设提出了更高的要求[1-2]。如何规划清分架 构体系，合理选择软硬件，是城市轨道交通清分中心需要考虑的首要问题。在ACC系统架构选型及整个数据中心建设规划的过程中，存在几种不同的方案模型，每种方案有各自的特点及相应的适用场景。 2 清分中心ACC架构体系 ACC作为轨道交通线网AFC系统最上层管理中心，承担着轨道交通网络票务 系统运行的网络全局性的管理职能，是整个城市轨道交通AFC系统票务体系模式 管理中心、数据汇集中心和票务结算处理中心[3-4]。 图1 清分中心架构体系图 根据ACC系统的应用特征和数据使用特征，以及与外部系统之间的关系，将ACC系统从 逻辑上划分为4个区域9个子系统。图示为清分中心架构体系图。 3 清分中心ACC架构方案设计 关于ACC系统处理平台，目前主要存在三种不同的体系架构。 传统的IOE unix平台 专用的一体化处理平台 标准x86平台（含SAN存储和新型云平台） 3.1 IOE unix平台 传统的IOE unix平台是指由传统的unix小型机、SAN网络、集中SAN存储一起构建系统 架构，处理平台主要涵盖计算资源和存储资源，基础应用资源（如数据库、中间件）在该基 础平台之上另行部署。在地铁行业中，主要以ibm aix小型机＋ibm san存储（或emc等其他 存储）为典型代表。属于封闭专用的计算机系统，不同品牌的小型机架构和I/O总线也不相同，但操作系统一般是基于Unix的。 小型机在单机处理能力上具有明显优势。这一优势使其在处理单一应用时，表现的比较 优异。但随着清分中心系统规模增加，以小型机为基础的传统数据库架构会面临各种瓶颈，如：服务器层接收过多数据进行处理，内存优势无法发挥；网络层传输带宽不足，无法快速 传输大量数据到服务器；存储层数据量不断增加，带来IO瓶颈，且随着数据长时间运行带来 的数据分布不均匀，也存在IO热点。 传统的最有效的解决瓶颈方法是进行扩容，以达到增加系统通道数和提升系统处理能力 的目的，比如增加处理器、内存或增加网络传输带宽等，但因产品更新快扩展设备配件的可 行性较低。 3.2 专用一体化处理平台 专用的一体化处理平台是指由一家商业公司推出的涵盖计算、存储乃至基础应用资源的 整体系统处理平台，这种平台主要以Oracle Exadata一体机为代表。IBM Netezza、EMC Greenpl及国产的华为、浪潮、曙光一体机占有部分市场。 一体机是数据仓库类设备。在数据库应用中，其最大优势就是具有非常出色的大数据处 理能力。它可以将数据库与存储分离。这种分离不是单纯的物理分隔，而是将原来数据库处