青藏铁路安多段护路技防系统方案研究

韩宜君

（中铁工程设计咨询集团有限公司，北京100055）

1 引言

青藏铁路具有自然环境恶劣、线路区间跨度大、站段管理维护难度较大等特点，在促进西藏经济社会发展方面有着十分重要的战略地位。青藏铁路安多段位于西藏北部安多县范围，平均海拔4700m，空气稀薄、昼夜温差大、多风雪天气，是典型的藏北高原地带。目前，青藏铁路护路主要依靠人防和物防。人防由铁路公安部门的日常防护及地方政府铁路护路部门的日常巡防实现；物防基本靠铁路沿线的防护栅栏实现全线封闭，以避免人、牲畜、野生动物等侵入铁路限界。因此，青藏铁路护路需要建立一套完善的技防系统，通过科技化护路手段，保障铁路的安全畅通运行，进而支撑西藏地区整体联动的维稳工作格局。本文将基于西藏自治区铁路护路部门的实际工作需求，通过人防、物防向技防的转变及三者的有机结合，构建一套信息化、智能化的铁路护路技防系统。

2 护路技防系统概述

青藏铁路安多段护路技防系统，是通过部署业务应用系统（视频监控系统、应急指挥调度系统、无人机巡查系统、运行维护系统）及应用支撑系统（GIS 地理信息系统、数据综合管理系统、软件综合集成系统、应急预案管理系统），构建一套完善的监视、预警、指挥、控制体系。

如图1 所示，技防系统通过整合通信、监控、对讲及定位等功能实现对护路工作人员的集中调度、分级管控及应急联动，从而提升铁路护路的安全保障能力。

3 护路技防系统建设方案

3.1 业务应用系统

3.1.1 视频监控系统

青藏铁路安多段技防系统主要建设内容为视频监控系统。系统架构按照组织层级，可分为自治区指挥中心、那曲市指挥中心、安多县指挥中心、铁路沿线的护路大队监控室、前端视频采集设备5 个部分。区、市、县、大队级节点分别部署汇聚交换机，铁路沿线部署区间接入工业交换机和前端视频采集设备进行组网。为保证网络的稳定性和安全性，区间接入交换机与各大队汇聚交换机的网络拓扑采用环状结构。如图2所示，通过建设符合国家标准的视频监控系统平台，视频监控资源从大队级节点依托视频专网纵向传输[1]。

图1 护路技防系统架构图

图2 视频监控系统架构图

前端视频监控摄像机的选型需考虑高原低压的恶劣气象环境，使用低气压定制版的固态电容、化学钢化玻璃和防腐蚀面罩、宽压电源等配置。同时，外漏线缆均需加铠，防止长时间太阳直射造成线缆老化。根据不同的监控目标及业务需求，摄像机主要采用以下3 种：重载云台摄像机、热成像双光谱中载云台摄像机、无红暴智能球机。

1）重载云台摄像机以广角模式进行大场景、广覆盖的监控，架设在铁路沿线GSM-R 或运营商铁塔上，实现巡检预警、智能识别、GIS 联动等功能。

2）热成像双光谱中载云台摄像机以长焦小场景进行视频巡逻，通过热成像技术的使用[2]，有效进行铁路沿线的入侵报警及目标跟踪。每台摄像机警戒距离按1km 考虑，采用铁路两侧交织立杆的方式安装。摄像机沿线路走向设置定时轮询规则，保障铁路沿线均在监视探测范围内。

3）铁路沿线部分大桥下会存在以上2 种摄像机的监控盲区，采用无红暴智能球机对其进行实时监控，以减低铁路运行的安全威胁。

3.1.2 应急调度指挥系统

针对目前发生应急事件时缺乏图、文、语音、视频、位置等多维度融合的报警方式及应急处置问题，技防系统采用软交换网络技术，建设一套集远程监控、调度指挥、视频会议、实时通信等多种功能的可视化应急指挥调度系统，如图3 所示。该系统涵盖突发事件预警、上报、响应、指挥等各个环节，可显著提高护路部门工作效率。

图3 调度指挥系统架构图

3.1.3 无人机巡查系统

技防系统主体采用定点视频监控，当发生停电、自然灾害或人为破坏等突发情况时，利用无人机从空中进行机动应急巡查并联动指挥调度，是一种有效的应急手段。

无人机具有较强的灵活性，可悬停、挂载喊话器并抛投物品进行协助支援。考虑青藏铁路沿线气候条件复杂，出现应急情况后，可选择采用地面保障车辆（携带地面站）赶赴现场后，再放飞无人机进行实时全景立体监控的方式[3]。

3.1.4 运行维护系统

运行维护系统的建设，将对整个技防系统内的各类硬件设备及软件系统等进行有效整合，实现系统资源的全面监控与集中管理。通过技术、流程、服务三者的有机结合，及时发现设备运行问题并修复，为整个技防系统提供一套统一、完善、主动的流程化运维、规范化服务和集中化管理系统，全面提升技防系统的运行维护管理能力。

3.2 应用支撑系统

为提升支撑服务与业务应用的灵活性，提供独立于业务的基础服务，技防系统还需建设一套应用支撑系统，包括以下内容。

1）GIS 地理信息系统

搭建GIS 地理信息服务，为各业务应用系统提供GIS 展现、GIS 分析服务，同时，加载卫星遥感影像作为底图，提升各业务系统的易用性[4]。

2）数据综合管理系统

对系统涉及的视频监控数据、无人机影像数据、地理信息数据、系统运行数据进行综合管理，包括数据资源编目、数据资源检查、数据服务运行监控、数据异常预警与处理等功能。

3）软件综合集成系统

软件集成包括业务的纵横集成和界面集成，通过对系统涉及的软件进行综合集成并提供与公安、综治等横向业务部门的服务接口，为指挥调度等管理决策提供一站式可视化的信息服务。

4）应急指挥预案系统

本部分为应急指挥调度系统平台的一部分，主要提供预案模板管理、预案编制与管理、预案动态推演等相关功能。

依托以上系统，采用松耦合架构搭建一个功能强大、部署灵活的应用支撑平台，以服务的方式支持业务部署与应用。同时，应用支撑平台具备强大的集成和管理功能，通过SOA 的方式将专业软件集成到平台中，为业务应用系统提供不同的服务。

4 结语

青藏铁路安多段护路技防系统的建设，形成了以监测预警、快速处置、协同指挥为特征的铁路护路模式，起到了人防、物防所不可替代的重要作用，在西藏地区整体联动的维稳工作格局中有着重要意义。