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PSIM在城市轨道交通中的应用浅析

作者:李春雷, 泰科集成安防
中国, Feb 1, 2014 十二五期间,全国29个城市为未来6~8年的发展,规划了2710公里的轨道交通,总斥资近1万亿元。随着地铁投入运行的线路激增,地铁故障和事故也有上升趋势,这已给高速发展的中国地铁敲响了警钟。对此,相关安防系统的完善和集成化也逐渐被提上了议事日程

地铁运行有其特殊性,安防系统往往被分属在两大系统中:门禁管理和报警属于综合监控,视频监控属于通信系统,两者通过网络实现系统集成,因此一个功能完备、稳定可靠的联动与应急响应管理系统对整个系统来说至关重要。

目前大多数地铁运营系统,各线有各自独立的控制中心,各线之间实行单独运营、单独管理。安防系统各自单一,独立运行,各系统仅通过开放的接口进行硬件间的共享,不能有效地发挥出集成的优势。如视频和报警、门禁分属不同的系统,尽管在各自的系统内集成度相对较高,但基于视频、门禁和报警之间的安防集成联动则显得有些薄弱,不能充分发挥安防集成的优势和工作效率,而效率低下的安防系统所带来的潜在风险应引起警觉。

另外,地铁不同线路之间的安防信息离散所形成的安防孤岛问题也将成为一个隐患;地铁线路的改造、扩建、新建工程中,新旧系统间的融合、投资成本浪费等也成为不可忽视的问题。

随着城市轨道交通的发展,从城市交通管理的角度要求看,轨道交通必将形成一个完整的有机系统,需要统一的调度和控制中心对整个轨道交通网进行控管,特别是系统间的联动、协同、流程化管理、预案化处理机制——调度指挥与应急联动处理平台。

PSIM简介
PSIM的界定性特征是一种技术,该技术的主要功能是回答“正在发生什么事、在哪发生、如何应对、应对效果如何”的问题。简单来讲,PSIM建立在统一的管理平台之上,将物理安全系统(门禁控制、视频分析、报警传感器、视频监控等)与逻辑安全系统连接起来,使安防团队能够对安全事件进行更好的管理。

PSIM解决方案是一个开放平台,集成不同的安防系统和设备,为安全部门提供集中的可视范围,使其可对安防资产进行集中控制。同时,对信息进行连接和关联,从而对安防事件分析、决策、反应进行改进。

PSIM解决方案通过对新系统和原有系统进行集成,对和事件相关的信息和数据进行关联和连接,根据预先设定的规则、程序及工作流程,自动或在操作员帮助下实时解决事件,依次对整个事件处理生命周期进行管理。通用平台和集成模块提供一致的子系统生成信息,无需考虑子系统的制造商。为了进行收集、调整、集成,PSIM解决方案需要支持当前已经安装的子系统和技术。

协调管理,消除信息孤岛
对于零散缺乏整合的安防系统,安全操作中心的操作员必须对警报进行检查,确定是否需要其它子系统的信息,然后以手动方式从众多安防子系统中查找相关信息。这一手动方法不但容易出错、费时,还需要十分熟悉安防基础设施,例如摄像机编号和位置、摄像机视域范围内的门禁点和报警点等。

PSIM可以帮助城市轨道交通的安全管理部门建立包括中央管理级、站点管理级的“一个中心,多个分控”的系统结构。子系统是PSIM的数据源,基于各子系统的数据,PSIM在整体系统的层面上解决了如何使这些子系统所采集到的数据源之间产生彼此的关联性的问题。面对每个子系统生成的大量信息以及监控中心众多彼此独立的监控界面,如何才能达到最佳的综合监控效率,使安防操作员能够关注“真正”的威胁;当发生突发事件时,如何建立科学、快速的事件响应机制和事件处理流程,这些都是目前用户最为关注的焦点。只有增强各子系统之间的关联性,才能为最终用户提供真正有价值的数据信息。

通过PSIM系统,操作员对多个安防子系统生成的海量数据进行管理与关联。系统具有直观、实时的图像监视、记录、跟踪及控制、防止不明身份人员的进入等功能,主要为车站、沿线、车厢、基地等安防分控点的值班人员提供主要出入口、闸机、车厢、重要单体、设备用房等地的实时图像信息,以及与门禁、消防报警等的联动图像和报警信息,同时录像为事后分析原因及查明责任提供依据,为轨道交通提供安防技术支持。

强大的情境感知能力
结合电子地图应用,PSIM系统通过将各种子系统无缝集成在一个统一平台上,使操作员对发生事件的位置和发展状况有更直观、准确的了解和判断。

PSIM的GIS地图可在同一界面显示车站、沿线、车厢、基地等安防分控点的情况,提供主要出入口、速通门、行李安检系统、车厢、重要单体、设备用房等地的实时图像信息。易用、直观的图形界面,包括设施、传感器、警报的完整视图。通过点击安全区域、安全分区或通过使用分层树视图,操作员能够查看地图以及地图显示的传感器,包括摄像机、门、警报点等。通过对不同地图的权限设置,系统可以限定不同操作员的管理责任。对于轨道交通行业,每个站台尤其是大的交通枢纽涉及地上地下不同楼层,适合采用3D电子地图以得到更加精确的位置信息。

操作员可以直接在地图中查看实时视频与记录视频,控制云台摄像机,执行门命令,拍照,获取快照,输出视频。各个视频系统的视频窗口可以以个别窗口或矩阵视图的形式呈现给操作员,也可以根据事先设定的摄像机顺序和时间进行视频巡逻。随着智能视频分析技术的逐渐成熟,人员跌倒、掉下站台、遗留物检测等实用功能也作为视频系统的智能化应用,给PSIM系统提供事件感知能力。

事件处理生命周期
PSIM系统按照事前-事中-事后的事件生命周期进行管理。

1)事前应急预案
PSIM提供业务逻辑管理器,以图形化的流程方式设计整体响应流程,帮助轨道交通系统设计和实施安全运营政策,确保只向工作人员显示相关的警报和信息,提高警报处理工作效率,为保护轨道交通系统提供强有力支持。

业务逻辑的背后是规则引擎和工作流程引擎,通过对工作流程管理任务和程序进行界定,PSIM引导操作员以一致的方式对同一类事件进行处理。通过规则引擎和工作流程引擎,PSIM系统能够收集与情境相关的信息,之后对来自各系统的关键信息进行快速合并。操作员和安防管理人员在短时间内对情境进行评估,并在调度宝贵资源之前解决大部分事件。

例如,门报警事件发生后,操作员可以查看录像视频或实时视频,查出门的使用情况及卡照片,甚至使用临近的摄像机对嫌疑人进行追踪。规则和工作流程引擎几乎能够收集所有相关信息,作为事件的“背景”。

通过内置仿真数据和模型,PSIM提供事件演练功能。例如通过内置气体扩散模型,进行站台、隧道某处发生有毒气体扩散事件演练。安防管理人员可以根据系统提供的随时间推移不同地点的气体浓度,有针对性地对站内、站外人群进行疏散。根据人群疏散模型数据,结合3D站台内外位置信息,系统帮助管理人员制订最佳疏散路径和疏散地点。

2)事中实时处理 发生事件时,PSIM根据预先定义的具体安防政策和程序,自动显示事件及其相关信息。相关信息包括
- 警报详情----产生警报的系统及其在地图上的位置。警报产生时,所在的环境?
- 实时视频----事件报告区域的实时视频。受影响区域正在发生什么事?我需要向第一反应人提供哪些信息?
- 录像视频----记录视频开始于警报前若干秒。什么事件触发了警报?触发警报的主体去往何处?
- 触发警报的主体来自何处?主体单独触发警报,还是与一个或多个合作伙伴共同触发警报?
- 反应任务及命令。任务操作员必须按命令做出反应,并清除优先级别的警报。确保对重复发生的警报及极少发生的关键警报做出一致反应。

有的PSIM系统已经能够实现跨摄像机的视频跟踪,系统通过实时或录像视频,可自动生成可疑人员在轨道系统内行走路径报告,包含途经的各摄像机的名称、时间以及相应的视频截图。

PSIM的工作流程引擎使操作员能够集中精力执行已计划好的反应,而不是浪费时间在情境评估上,操作员能够对实时风险做出最佳反应。PSIM系统能够帮助轨道交通系统内部安全管理人员快速地发现事件,并严格按照预定义的流程预案来解决事件。

在PSIM的统一界面上,操作员只需点击即可在整合的显示屏上查看已智能融合的事件相关信息,如门禁、火灾自动报警系统等的联动图像和报警信息,无需在多个系统操作终端窗口内手动搜索和关联。操作员能够针对摄像机、安全门采取措施,以临时打开或锁住/解锁一扇门或其它资源,针对特定区域进行广播,将事件信息短信或邮件发送给相关人员。同时,录像为事后分析原因及查明责任提供依据,为轨道交通提供安防技术支持,使之成为信息共享、统一管理和实现互操作的综合安防系统。

3)事后日志报告
PSIM系统在报警处理后生成完整的报警报告,其中含有报警描述信息、时间/日期、严重性、地点、地图等信息,支持以各种格式导出报警报告,包括pdf、jpeg、html等,以供存档或其他作用。

PSIM提供各种趋势分析报告,以饼图、折线图、柱状图的形式展现给安防管理人员,以此来回答轨道交通安防管理部门关注的重要问题,例如“这周的哪一天产生了最多和最少的警报?”、“哪一个操作员回应的最快或最慢?”、“哪一个地铁站生成了最多的警报?”等。通过这些问题,管理人员得以分析如何完善应急响应机制,如何更好地设置报警点和视频点,如何安排操作人员和巡逻人员,为安全管理机制提供数据参考依据。

系统健康和稳定性
安防系统自身的稳定运行至为重要。通过PSIM系统,操作员可对相关安防子系统的连通性,以及PSIM自身的健康性进行监控,能够对断开连接或出现故障的设备自动发出警报。如果某个子系统出现故障,或者PSIM服务器和数据库、子系统无法连接,操作员可及时得到通知。操作与设备的自动管理在安全区域巡视、故障设备报告、困难的公开性方面可节省巨额成本。

PSIM在城市轨道交通的其它应用价值
除能够保障轨道交通的安全以外,PSIM还可以通过OPC接口集成对楼宇控制系统进行集成,从而实现对照明系统、空调系统的自动动态控制,降低轨道交通运营成本。

PSIM降低培训成本,操作员只需接受一个系统的培训,而无需接受对每一类安防系统的培训。PSIM提供易用、直观的图形界面,通过图形界面提供情境感知和事件解决方案。操作员能够看到传感器和警报的位置,同时查看现场和记录视频,控制云台摄像机,启动门命令,采集照片的快照,自地图中直接输出视频或与第三方通信系统通信。操作员能够通过点击事件在单一或多个窗口中显示与事件相关的全部信息,而不必在多个窗口或系统中搜索相关信息。

PSIM解决方案建立在开放的体系结构基础之上,能够为各个类别、品牌、型号的新系统和原有系统提供支持。开放的体系架构允许城市轨道交通各安全部门灵活选择最适合自己环境的设备与技术。将新系统或技术集成到指挥控制中心时,不需要对设备进行改装。这也意味着,在预算和资金允许购买新设备之前,原有系统仍可使用,避免遗留系统的“淘汰并替换”,保护以往投资。

PSIM减少误报相关的成本。警报能够在多个分散系统中进行关联,以确定是否应当提高事件的等级。实施了PSIM之后,轨道交通的安防控制中心及各安防控制室不再需要多个监视器,不需派专人查看各个系统。业务逻辑管理使安防管理人员精力集中在执行计划上,而不是将时间浪费在对情境进行评估上。操作员及时掌握事件响应和处理流程,尽可能地降低突发事件所造成的负面影响。

综上所述,PSIM解决方案在城市轨道交通行业的应用,可以明显改进既有安防模式的事件处理效能和智能化程度、提高分析决策的科学性和系统性,在实际应用层面,以PSIM集成管理平台为核心,不仅能集成视频、门禁、报警、对讲等安防子系统,还可以将安防、消防、综合监控、数据传输、信息播报等各子系统建立关联,统一管理,可在第一时间掌握各系统的信息,第一时间将发生的不同类型事件推送到不同的管理和保安人员,快速处理常规和突发事件,形成一套集安防与运营,人、物、技有机结合的智能化应用系统,在提高客户运营和安防效率的同时,更能有效提高和保护客户的新建和改扩建投资收益。

案例介绍
项目简介
这是一家重要的运输服务提供商,运营着一个全国性的铁路网络,站点数量500多个,里程超过20000英里,员工人数有15000人。公司要求加强对其修理厂的安防保护。这些修理厂的占地面积大,每个都有1英里长,1/4英里宽,不断有人员移动和进出,安防威胁非常紧迫。公司在修理厂中存放着铜线、铁路车辆物资以及铁路车辆更换设备等高价值资产。另外,这家铁路公司也希望提高其员工的工作效率,根据公司的安防政策和程序,一个人就能够做出更快更好的决定。

挑战
该公司采用基于IP的系统,实现远程监控,随时侦察可疑活动。选择的不同系统包括:Cisco的IP数字视频监控系统;Lenel的门禁控制系统;Agent VI的视频分析系统;Commend的IP内部通信紧急通知系统;Proxim的无线电波;来自Axis和IQinVision的固定及PTZ摄像头;Bosch的闭路电视红外光源;以及SightLogix和FLIR的远距离摄像头。集成众多产品和技术,需要考虑每个系统都有自己的特点和特定供应商的问题。

解决方案
作为命令和控制中心的Tyco Surveillint在一个直观而易于使用的界面内,集成了铁路系统的所有的产品和技术。使用Surveillint时,操作人员开始看到的是卫星视图,然后可以根据需要放大显示特定的威胁和警报区域。系统根据公司的安防政策和规程加以收集、建立联系并演示安防系统的数据,确保只向工作人员显示有关的警报和信息。操作人员获得各个安防系统的相关信息,以这些信息为基础进行评估,同时做出快速响应。通过Surveillint管理安装在内部及各设施周边的固定和PTZ摄像头,操作人员能够从一个屏幕上查看所有的活动。最后,使用Surveillint的业务逻辑管理器,公司能够为其整体响应流程设计相关标准,为各级管理层创建适当的事件报告。
在整个系统的设计和部署过程中,Tyco Surveillint的开放架构以及容易集成不同系统和技术的能力为集成商节省了大量的时间和资金。Surveillint的SDK还帮助集成商利用额外的系统能力,进一步为客户节省成本。例如,使用SDK集成Agent VI的视频分析系统和Cisco的视频管理系统,控制PTZ摄像头转向Agent VI的视频分析技术识别出的威胁点,从而自动呈现同一事件的两个视图和视角。

成果
该公司在IP安防方面的投资得到了多方面的回报。安防团队现在能够更加积极地处理威胁,更加迅速地对事件做出响应。警报事件能够在收到警报后的30秒内得到评估,消除了非法入侵以及入侵后没有监控的情况。每个事件的响应时间减少了90%,报告编制的时间减少了约60%。总体而言,公司各地的修理厂周围的安防条件都得到了加强,资产和人员得到了更好的保护。未来,该公司还计划扩大安防系统的部署范围,在其他修理厂和建筑物也进行部署。
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