青藏鐵路安多段護路技防系統方案研究

韓宜君

（中鐵工程設計咨詢集團有限公司，北京100055）

1 引言

青藏鐵路具有自然環(huán)境惡劣、線路區(qū)間跨度大、站段管理維護難度較大等特點，在促進西藏經濟社會發(fā)展方面有著十分重要的戰(zhàn)略地位。青藏鐵路安多段位于西藏北部安多縣范圍，平均海拔4700m，空氣稀薄、晝夜溫差大、多風雪天氣，是典型的藏北高原地帶。目前，青藏鐵路護路主要依靠人防和物防。人防由鐵路公安部門的日常防護及地方政府鐵路護路部門的日常巡防實現；物防基本靠鐵路沿線的防護柵欄實現全線封閉，以避免人、牲畜、野生動物等侵入鐵路限界。因此，青藏鐵路護路需要建立一套完善的技防系統，通過科技化護路手段，保障鐵路的安全暢通運行，進而支撐西藏地區(qū)整體聯動的維穩(wěn)工作格局。本文將基于西藏自治區(qū)鐵路護路部門的實際工作需求，通過人防、物防向技防的轉變及三者的有機結合，構建一套信息化、智能化的鐵路護路技防系統。

2 護路技防系統概述

青藏鐵路安多段護路技防系統，是通過部署業(yè)務應用系統（視頻監(jiān)控系統、應急指揮調度系統、無人機巡查系統、運行維護系統）及應用支撐系統（GIS 地理信息系統、數據綜合管理系統、軟件綜合集成系統、應急預案管理系統），構建一套完善的監(jiān)視、預警、指揮、控制體系。

如圖1 所示，技防系統通過整合通信、監(jiān)控、對講及定位等功能實現對護路工作人員的集中調度、分級管控及應急聯動，從而提升鐵路護路的安全保障能力。

3 護路技防系統建設方案

3.1 業(yè)務應用系統

3.1.1 視頻監(jiān)控系統

青藏鐵路安多段技防系統主要建設內容為視頻監(jiān)控系統。系統架構按照組織層級，可分為自治區(qū)指揮中心、那曲市指揮中心、安多縣指揮中心、鐵路沿線的護路大隊監(jiān)控室、前端視頻采集設備5 個部分。區(qū)、市、縣、大隊級節(jié)點分別部署匯聚交換機，鐵路沿線部署區(qū)間接入工業(yè)交換機和前端視頻采集設備進行組網。為保證網絡的穩(wěn)定性和安全性，區(qū)間接入交換機與各大隊匯聚交換機的網絡拓撲采用環(huán)狀結構。如圖2所示，通過建設符合國家標準的視頻監(jiān)控系統平臺，視頻監(jiān)控資源從大隊級節(jié)點依托視頻專網縱向傳輸[1]。

圖1 護路技防系統架構圖

圖2 視頻監(jiān)控系統架構圖

前端視頻監(jiān)控攝像機的選型需考慮高原低壓的惡劣氣象環(huán)境，使用低氣壓定制版的固態(tài)電容、化學鋼化玻璃和防腐蝕面罩、寬壓電源等配置。同時，外漏線纜均需加鎧，防止長時間太陽直射造成線纜老化。根據不同的監(jiān)控目標及業(yè)務需求，攝像機主要采用以下3 種：重載云臺攝像機、熱成像雙光譜中載云臺攝像機、無紅暴智能球機。

1）重載云臺攝像機以廣角模式進行大場景、廣覆蓋的監(jiān)控，架設在鐵路沿線GSM-R 或運營商鐵塔上，實現巡檢預警、智能識別、GIS 聯動等功能。

2）熱成像雙光譜中載云臺攝像機以長焦小場景進行視頻巡邏，通過熱成像技術的使用[2]，有效進行鐵路沿線的入侵報警及目標跟蹤。每臺攝像機警戒距離按1km 考慮，采用鐵路兩側交織立桿的方式安裝。攝像機沿線路走向設置定時輪詢規(guī)則，保障鐵路沿線均在監(jiān)視探測范圍內。

3）鐵路沿線部分大橋下會存在以上2 種攝像機的監(jiān)控盲區(qū)，采用無紅暴智能球機對其進行實時監(jiān)控，以減低鐵路運行的安全威脅。

3.1.2 應急調度指揮系統

針對目前發(fā)生應急事件時缺乏圖、文、語音、視頻、位置等多維度融合的報警方式及應急處置問題，技防系統采用軟交換網絡技術，建設一套集遠程監(jiān)控、調度指揮、視頻會議、實時通信等多種功能的可視化應急指揮調度系統，如圖3 所示。該系統涵蓋突發(fā)事件預警、上報、響應、指揮等各個環(huán)節(jié)，可顯著提高護路部門工作效率。

圖3 調度指揮系統架構圖

3.1.3 無人機巡查系統

技防系統主體采用定點視頻監(jiān)控，當發(fā)生停電、自然災害或人為破壞等突發(fā)情況時，利用無人機從空中進行機動應急巡查并聯動指揮調度，是一種有效的應急手段。

無人機具有較強的靈活性，可懸停、掛載喊話器并拋投物品進行協助支援?？紤]青藏鐵路沿線氣候條件復雜，出現應急情況后，可選擇采用地面保障車輛（攜帶地面站）趕赴現場后，再放飛無人機進行實時全景立體監(jiān)控的方式[3]。

3.1.4 運行維護系統

運行維護系統的建設，將對整個技防系統內的各類硬件設備及軟件系統等進行有效整合，實現系統資源的全面監(jiān)控與集中管理。通過技術、流程、服務三者的有機結合，及時發(fā)現設備運行問題并修復，為整個技防系統提供一套統一、完善、主動的流程化運維、規(guī)范化服務和集中化管理系統，全面提升技防系統的運行維護管理能力。

3.2 應用支撐系統

為提升支撐服務與業(yè)務應用的靈活性，提供獨立于業(yè)務的基礎服務，技防系統還需建設一套應用支撐系統，包括以下內容。

1）GIS 地理信息系統

搭建GIS 地理信息服務，為各業(yè)務應用系統提供GIS 展現、GIS 分析服務，同時，加載衛(wèi)星遙感影像作為底圖，提升各業(yè)務系統的易用性[4]。

2）數據綜合管理系統

對系統涉及的視頻監(jiān)控數據、無人機影像數據、地理信息數據、系統運行數據進行綜合管理，包括數據資源編目、數據資源檢查、數據服務運行監(jiān)控、數據異常預警與處理等功能。

3）軟件綜合集成系統

軟件集成包括業(yè)務的縱橫集成和界面集成，通過對系統涉及的軟件進行綜合集成并提供與公安、綜治等橫向業(yè)務部門的服務接口，為指揮調度等管理決策提供一站式可視化的信息服務。

4）應急指揮預案系統

本部分為應急指揮調度系統平臺的一部分，主要提供預案模板管理、預案編制與管理、預案動態(tài)推演等相關功能。

依托以上系統，采用松耦合架構搭建一個功能強大、部署靈活的應用支撐平臺，以服務的方式支持業(yè)務部署與應用。同時，應用支撐平臺具備強大的集成和管理功能，通過SOA 的方式將專業(yè)軟件集成到平臺中，為業(yè)務應用系統提供不同的服務。

4 結語

青藏鐵路安多段護路技防系統的建設，形成了以監(jiān)測預警、快速處置、協同指揮為特征的鐵路護路模式，起到了人防、物防所不可替代的重要作用，在西藏地區(qū)整體聯動的維穩(wěn)工作格局中有著重要意義。