Система интерактивного видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена
Система интерактивного видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени, содержащая, по меньшей мере, один операционный пункт, причем операционный пункт включает базовый компьютер с дисплеем и клавиатурой и, по меньшей мере, один приемопередатчик, беспроводной вход-выход которого предназначен для приема и передачи информации с поездов метро, головные и хвостовые вагоны поездов содержат компьютер, регистратор и приемопередатчик, а в каждом вагоне поезда установлены, по крайней мере, две камеры видео наблюдения, смонтированные в антивандальных боксах и расположенные внутри вагонов на противоположных передней и задней стенках вагонов, на боковых стенках вагонов установлено, по крайней мере, по одному переговорному устройству «пассажир-машинист», выполненному в антивандальном исполнении, и в каждое переговорное устройство вмонтирована камера для передачи изображения пассажиров, вызвавших машиниста и наблюдения за пассажирами в вагоне, все камеры и переговорные устройства подключены к установленным в головном и хвостовом вагонах регистраторам для записи получаемого изображения и переговоров пассажиров с машинистом и передачи записанного изображения и переговоров из каждого вагона поезда метро посредством беспроводной связи, например, радиосвязи, на проложенный в туннелях метро излучающий кабель, который подключен к приемопередатчику операционного пункта, а каждой камере и каждому переговорному устройству присвоен свой идентификационный номер. В результате достигается расширение функциональных возможностей системы телеметрии интерактивное реагирование на возникающие ситуации в режиме реального времени и повышение безопасности пассажиров метрополитена.
Полезная модель относится к системам организации безопасности поездного состава метрополитена, в частности к средствам обработки, передачи и отображения информации и может быть использована в метрополитене при создании систем информационного обмена с объектами различного типа.
Известна мультипроцессорная система для информационного обмена с подвижными объектами, в частности с поездами метро, содержащая центральный процессор, блок памяти, информационные посты, расположенные на подвижных объектах, группы анализаторов состояния объектов, что позволяет ей осуществлять сбор и анализ информации о параметрах и состояниях объектов с выдачей на них требуемой информации и команд (см., патент RU №2161817, G 06 F 15/16, G 09 F 27/00, 10.01.2001).
Недостатками данной системы является ограниченность коммутационных связей, не предоставляющая возможности эффективного оперативного управления, например, в случае нештатных ситуаций система не может достаточно оперативно обрабатывать и передавать в режиме реального времени сообщения о возникших чрезвычайных ситуациях. Система имеет ограниченную информативность.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является система приема и передачи информации на поездах метро, содержащая, по меньшей мере, один центральный операционный пункт, компьютер в головном вагоне поезда метро, причем центральный операционный пункт включает, по меньшей мере приемопередатчик и базовый компьютер с дисплеем и клавиатурой, а вход-выход приемопередатчика предназначен для приема и
передачи информации с поездов метро, в том числе и с компьютера головного вагона (см., патент RU, №2264655, Кл. G 08 B 27/00, G 08 G 1/00, 20.11.2005).
Данная система имеет большую информативность, однако и она не позволяет в режиме реального времени при получении и передаче информации с места возникновения чрезвычайной ситуации оперативно выявлять и визуально фиксировать источник возникновения нештатной ситуации, например возгорание или взрыв, что снижает возможность оперативно обрабатывать полученную информацию и принимать решения для ликвидации нештатной ситуации и оказанию помощи пострадавшим.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение информативности, как аудиовизуальной, так и позиционной и как следствие сокращение времени для принятия решения и оказания необходимой помощи при нештатных ситуациях на метрополитене.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей системы интерактивного наблюдения, мониторинга и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена и осуществление работы этой системы в режиме реального времени с целью повышения безопасности при пассажирских перевозках в поездах метро.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что система интерактивного видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени, содержит, по меньшей мере, один операционный пункт, причем операционный пункт включает базовый компьютер с дисплеем и клавиатурой и, по меньшей мере, один приемопередатчик, беспроводной вход-выход которого предназначен для приема и передачи информации с поездов метро, головные и хвостовые вагоны поездов содержат компьютер, регистратор и приемопередатчик, а в каждом вагоне поезда установлены, по крайней мере, две камеры видео наблюдения,
смонтированные в антивандальных боксах и расположенные внутри вагонов на противоположных передней и задней стенках вагонов, на боковых стенках вагонов установлено, по крайней мере, по одному переговорному устройству «пассажир-машинист», выполненному в антивандальном исполнении, и в каждое переговорное устройство вмонтирована камера для передачи изображения пассажиров, вызвавших машиниста и наблюдения за пассажирами в вагоне, все камеры и переговорные устройства подключены к установленным в головном и хвостовом вагонах регистраторам для записи изображения и переговоров пассажиров с машинистом и передачи изображения и переговоров из каждого вагона поезда метро посредством беспроводной связи, например, радиосвязи, на проложенный в туннелях метро излучающий кабель, который подключен к приемопередатчику операционного пункта, а каждой камере и каждому переговорному устройству присвоен свой идентификационный номер.
Предпочтительно, чтобы величины разницы расстояния от излучающего кабеля до системы беспроводной связи вагонов поезда метро по ходу движения поезда метро отличались не более чем на 15%.
В ходе анализа различного рода систем приема и передачи информации было установлено, что решающее значение для предотвращения возникновения нештатной ситуации в метро, например беспорядков, и для быстрого оказания помощи пострадавшим является визуальная информация и сохранение этой визуальной информации для последующей обработки. Перекрестное видеонаблюдение на разных уровнях в вагонах метро (высоко расположенные видеокамеры в начале и конце вагона и видеокамеры, расположенные на уровне головы человека в переговорных устройствах на боковых стенках вагона) позволяют в режиме реального времени иметь картину возникновения нештатной ситуации и, в случае необходимости, выявить источник возникновения нештатной ситуации, в частности зачинщиков беспорядков, а также личности пострадавших; совмещение этой информации с данными телеметрии поезда позволяет своевременно и
адресно доставить помощь или направить службы по обеспечению порядка или оказанию помощи в чрезвычайных ситуациях к ближайшей к поезду станции метрополитена. Кроме того, последующий анализ визуальной информации позволит внести необходимые коррективы в конструкции вагонов или в порядок и режим работы служб по оказанию помощи в чрезвычайных ситуациях для исключения технических недоработок или более оперативному оказанию необходимой в каждом конкретном случае помощи, что позволит сократить потери при повторении нештатной ситуации.
Использование излучающего коаксиального кабеля, который фактически является протяженной антенной, в отличие от всех известных антенн, излучающих электромагнитную энергию во все стороны или прямолинейно (параболические антенны), позволяет передавать электромагнитную энергию по любой заранее заданной траектории и создавать вдоль нее радиополе заданной конфигурации. Важным свойством излучающего коаксиального кабеля является то, что он является приемопередающей антенной, то есть может воспринимать достаточно сильное электромагнитное излучение в одной точке и равномерно распространять его по всей длине кабеля, независимо от конфигурации трассы, то есть, в некотором роде, служить своеобразным пассивным линейным или, если можно так выразиться, "криволинейным" ретранслятором. Причем, излучающий кабель может принимать и излучать электромагнитную энергию одновременно на разных частотах. Поэтому, на операционном пункте можно воспользоваться одним приемо-передатчиком или радиостанцией, а перемещающийся вдоль кабеля поезд метро, оборудованный средством связи, например радиосвязи, будет находиться в едином радиопространстве с операционным пунктом, что, в конечном итоге позволяет охватить надежной связью все тоннели, разноуровневые станции, длинные эскалаторы и извилистые переходы между линиями метро.
Учитывая то, что мощность сигнала убывает пропорционально квадрату расстояния, можно варьируя мощность подаваемой в кабель
энергии и подбирая свойства кабеля, определяющие интенсивность рассеивания энергии, задавать размер зоны, в рамках которой возможно информационное взаимодействие. В ходе проведенного исследования было установлено, что, учитывая особенности движения поезда метро в туннеле излучающий кабель должен быть проложен вдоль тоннеля таким образом, чтобы величины разницы расстояния от излучающего кабеля до системы беспроводной связи вагонов поезда метро по ходу движения поезда метро отличались не более чем на 15%. Увеличение расстояния от излучающего кабеля более чем на 15% приводит к резкому снижению уровня сигнала и, как следствие, к снижению надежности работы системы. Практически это позволяет создать такую систему передачи информации, излучаемые сигналы которой, находясь вне зоны информационного взаимодействия, можно принимать только при помощи специальной, высокочувствительной (подслушивающей) аппаратуры, что повышает конфиденциальность передаваемой информации.
Принимая во внимание, что оператор на операционном пункте обслуживает несколько составов, присвоение каждой камере и каждому переговорному устройству своего идентификационного номера, который объединен с данными телеметрии состава и вагонов, позволяет быстро определить место возникновения нештатной ситуации и локализовать его с точностью до вагона.
На чертеже представлена структурная схема системы видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени.
Система интерактивного видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени содержит операционный пункт 1, который включает базовый компьютер 5 с дисплеем и клавиатурой, приемопередатчик 4, беспроводной вход-выход которого предназначен для приема и передачи информации с поездов метро 3, приемопередатчик 4 связан с базовым компьютером 5 посредством локальной вычислительной сети (ЛВС) 12; головные и хвостовые вагоны
поездов 3 содержат компьютер 2, регистратор 9 и приемопередатчик 11, а в каждом вагоне поезда 3 установлены, по крайней мере, две камеры видео наблюдения 6, смонтированные в антивандальных боксах и расположенные внутри вагонов 3 на противоположных передней и задней стенках вагонов, на боковых стенках вагонов 3 установлено, по крайней мере, по одному переговорному устройству «пассажир-машинист» 7, выполненному в антивандальном исполнении, и в каждое переговорное устройство 7 вмонтирована камера 8 для передачи изображения пассажиров, вызвавших машиниста и наблюдения за пассажирами в вагоне 3, все камеры 8 и переговорные устройства 7 подключены к установленным в головном и хвостовом вагонах регистраторам 9 для записи изображения и переговоров пассажиров с машинистом и передачи изображения и переговоров из каждого вагона поезда 3 посредством беспроводной связи, например, радиосвязи, на проложенный в туннелях метро излучающий кабель 10, который подключен к приемопередатчику 4 операционного пункта с помощью антенны 13, а каждой камере 6 и 8 и каждому переговорному устройству 7 присвоен свой идентификационный номер. При этом надо иметь в виду, что под базовым компьютером 5 понимается компьютерная система обработки информации, имеющая несколько дисплеев или, по крайней мере, один большой дисплей, на который выведена информация с нескольких камер 6 и 8 видео наблюдения.
Величины разницы расстояния от излучающего кабеля 10 до системы беспроводной связи вагонов поезда метро 3 по ходу движения поезда метро отличались не более чем на 15%.
Во время работы системы вся получаемая информация передается с помощью приемопередатчика 11 поездов метро 3 по излучающему кабелю 10 на операционный пункт 1. Вся поступающая информация также записывается в регистраторах 9 поездов 3 и, если необходимо, на операционном пункте 1. При возникновении нештатной ситуации, например беспорядков или возгорания в вагоне поезда 3 на базовый компьютер 5 с переговорного устройства 7 передается тревожный сигнал, который
отображается на дисплее базового компьютера 5, что привлекает к этому вагону внимание дежурного оператора.
Одновременно тревожный сигнал также обрабатывается компьютером 2 поезда 3. Машинист может связаться с операционным пунктом 1 или с последнего машинисту передается необходимая информация, кроме того, необходимая информация и требуемые инструкции могут быть переданы непосредственно пассажирам, например информация о необходимых действиях применительно к конкретной нештатной ситуации и путях эвакуации пассажиров поезда 3.
Посредством переговорного устройства 7 пассажир поезда 3 может связаться как с машинистом так и с операционным центром для сообщения информации о нештатной ситуации, что позволяет более оперативно принять решение и предотвратить риск негативного развития ситуации.
Настоящая полезная модель может быть использована в метрополитене для предотвращения тяжелых последствий нештатных ситуаций и оперативного вмешательства при их возникновении.
1. Система интерактивного видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени, содержащая, по меньшей мере, один операционный пункт, причем операционный пункт включает базовый компьютер с дисплеем и клавиатурой и, по меньшей мере, один приемопередатчик, беспроводной вход-выход которого предназначен для приема и передачи информации с поездов метро, головные и хвостовые вагоны поездов содержат компьютер, регистратор и приемопередатчик, а в каждом вагоне поезда установлены, по крайней мере, две камеры видео наблюдения, смонтированные в антивандальных боксах и расположенные внутри вагонов на противоположных передней и задней стенках вагонов, на боковых стенках вагонов установлено, по крайней мере, по одному переговорному устройству «пассажир-машинист», выполненному в антивандальном исполнении, и в каждое переговорное устройство вмонтирована камера для передачи изображения пассажиров, вызвавших машиниста, и наблюдения за пассажирами в вагоне, все камеры и переговорные устройства подключены к установленным в головном и хвостовом вагонах регистраторам для записи получаемого изображения и переговоров пассажиров с машинистом и передачи записанного изображения и переговоров из каждого вагона поезда метро посредством беспроводной связи, например, радиосвязи, на проложенный в туннелях метро излучающий кабель, который подключен к приемопередатчику операционного пункта, а каждой камере и каждому переговорному устройству присвоен свой идентификационный номер.
2. Система приема и передачи информации на поездах метро по п.1, отличающаяся тем, что величины разницы расстояния от излучающего кабеля до системы беспроводной связи вагонов поезда метро по ходу движения поезда метро отличаются не более чем на 15%.
