RU2315363C1

RU2315363C1 - System for interactive video surveillance and transmission of underground railway train telemetry

Info

Publication number: RU2315363C1
Application number: RU2006123445/09A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Владимирович Гаев; Игорь Кузьмич Ермоленко; Александр Владимирович Ершов; Александр Григорьевич Петров
Original assignee: Дмитрий Владимирович Гаев
Priority date: 2006-07-03
Filing date: 2006-07-03
Publication date: 2008-01-20

Abstract

FIELD: systems for ensuring safety of public transportation.

SUBSTANCE: system for interactive video surveillance and transmission of underground railway train telemetry in real time mode contains, at least, one operation station, which includes basic computer with display and keyboard and at least one receiver-transmitter, wireless input-output of which is meant for receiving and transmitting information from underground railway trains, head and tail cars of trains contain computer, recorder and receiver-transmitter, and in each train car at least two video surveillance cameras are mounted, on side walls of cars "passenger to train driver" intercoms are installed, made in anti-vandalism realization, a camera for transmitting image of passengers having called the train driver and observation of train passengers is built into intercom, all cameras and intercoms are connected to recorders installed in head and tail cars, recorded images and conversations by means of wireless communications, such as radio communications, are transferred through emitting cable positioned in underground railway tunnels to operation station.

EFFECT: increased safety.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение 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.The invention relates to safety management systems for the metro train, in particular to means for processing, transmitting and displaying information, and can be used in the metro to create information exchange systems with objects of various types.

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, G06F 15/16, G09F 27/00, 10.01.2001).Known multiprocessor system for information exchange with moving objects, in particular with metro trains, containing a central processor, a memory unit, information posts located on moving objects, groups of analyzers of the state of objects, which allows it to collect and analyze information about the parameters and states of objects with issuing the required information and commands to them (see patent RU No. 2161817, G06F 15/16, G09F 27/00, 01/10/2001).

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.The disadvantages of this system are the limited switching connections that do not provide the possibility of effective operational management, for example, in case of emergency situations, the system cannot process and transmit real-time messages about emergencies in real time. The system has limited information content.

Наиболее близким к заявляемому изобретению 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. G08B 27/00, G08G 1/00, 20.11.2005).Closest to the claimed invention in technical essence and the achieved technical result is a system for receiving and transmitting information on subway trains, containing at least one central operating point, a computer in the head car of the metro train, and the central operating point includes at least a transceiver and a base computer with a display and a keyboard, and the input-output of the transceiver is designed to receive and transmit information from subway trains, including from the head car computer she (see patent RU No. 2264655, CL. G08B 27/00, G08G 1/00, 11/20/2005).

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.This system is very informative, however, and it does not allow real-time, when receiving and transmitting information from the scene of an emergency, to quickly identify and visually fix the source of an emergency, for example, a fire or explosion, which reduces the ability to quickly process the information received and make decisions to eliminate emergency situations and provide assistance to victims.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, 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.The problem to which the present invention is directed is to increase the information content of both audiovisual and positional, and as a result, reduce the time for making a decision and providing the necessary assistance in case of emergency situations on the subway.

Техническим результатом заявляемого изобретения 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.The technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the system for interactive monitoring, monitoring and telemetry transmission of the rolling stock of the metro and the implementation of this system in real time in order to increase safety during passenger traffic in subway trains.

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 видеонаблюдения, 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.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the interactive video surveillance and telemetry transmission system of the metro rolling stock in real time contains at least one operating point, and the operating point includes a base computer with a display and keyboard and, at least at least one transceiver, the wireless input-output of which is designed to receive and transmit information from subway trains, the head and tail cars of trains contain a computer, a registrar and a transceiver, and each train car has at least two video surveillance cameras mounted in anti-vandal boxes and located inside the cars on opposite front and rear walls of the cars, at least one intercom is installed on the side walls of the cars - “driver”, performed in an anti-vandal version, and a camera is mounted in each intercom to transmit images of passengers who called the driver and to monitor passengers in the car, all to measures and intercoms are connected to the registrars installed in the head and tail cars for recording images and conversations between passengers and the driver and transmitting images and conversations from each car of the metro train via wireless communication, for example radio communication, to the radiating cable laid in the metro tunnels that is connected to the transceiver the operating point, and each camera and each intercom is assigned its own identification number.

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%.It is preferable that the difference in the distance from the radiating cable to the wireless communication system of the subway train cars in the direction of the subway train differ by no more than 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.In the course of analysis of various types of information reception and transmission systems, it was found that visual information and the preservation of this visual information for subsequent processing are crucial for preventing an emergency situation in the metro, for example riots, and for quickly providing assistance to victims. Cross-video surveillance at different levels in subway cars (high-located video cameras at the beginning and end of the car and video cameras located at the head level of the person in the intercoms on the side walls of the car) allow you to have a real-time picture of the occurrence of an emergency and, if necessary, identify the source of the emergency, in particular the instigators of the riots, as well as the identity of the victims; combining this information with the telemetry data of the train allows you to deliver assistance in a timely and targeted manner or send emergency or emergency assistance services to the metro station closest to the train. In addition, the subsequent analysis of visual information will make it possible to make the necessary adjustments in the design of the wagons or in the order and mode of operation of emergency assistance services to eliminate technical shortcomings or more quickly provide the necessary assistance in each specific case, which will reduce losses in the event of an emergency .

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 приемопередатчиком 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.The use of a radiating coaxial cable, which is actually an extended antenna, unlike all known antennas that emit electromagnetic energy in all directions or in a straight line (parabolic antennas), allows you to transmit electromagnetic energy along any predetermined path and create a radio field of a given configuration along it. An important property of a radiating coaxial cable is that it is a transceiver antenna, that is, it can receive sufficiently strong electromagnetic radiation at one point and evenly distribute it along the entire length of the cable, regardless of the configuration of the route, that is, in some way, serve as a kind of passive linear or, so to speak, a “curved” repeater. Moreover, the radiating cable can receive and radiate electromagnetic energy simultaneously at different frequencies. Therefore, you can use one transceiver or radio station at the operation point, and a metro train moving along the cable, equipped with communication equipment, for example radio communications, will be in a single radio space with the operation point, which, ultimately, allows you to cover all the tunnels, multilevel stations with reliable communication, long escalators and winding transitions between metro lines.

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.Given that the signal power decreases in proportion to the square of the distance, it is possible, by varying the power of the energy supplied to the cable and selecting the cable properties that determine the energy dissipation intensity, specify the size of the zone within which information interaction is possible. In the course of the study, it was found that, taking into account the peculiarities of the movement of the metro train in the tunnel, the emitting cable should be laid along the tunnel so that the difference in the distance from the radiating cable to the wireless communication system of the metro train cars in the direction of the metro train differs no more than by 15%. An increase in the distance from the radiating cable by more than 15% leads to a sharp decrease in the signal level and, as a result, to a decrease in the reliability of the system. In practice, this allows you to create such a system of information transfer, the emitted signals of which, being outside the zone of information interaction, can be received only with the help of special highly sensitive (listening) equipment, which increases the confidentiality of the transmitted information.

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.Taking into account that the operator at the operating point serves several trains, assigning each camera and each intercom a unique identification number, which is combined with the telemetry data of the train and the wagons, allows you to quickly determine the emergency situation and localize it accurate to the wagon.

На чертеже представлена структурная схема системы видеонаблюдения и передачи телеметрии подвижного состава метрополитена в режиме реального времени.The drawing shows a structural diagram of a video surveillance system and telemetry transmission of rolling stock of the metro in real time.

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 видеонаблюдения 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 видеонаблюдения.The real-time interactive video surveillance and telemetry system for the metro rolling stock contains operation point 1, which includes a base computer 5 with a display and keyboard, a transceiver 4, the wireless input-output of which is designed to receive and transmit information from metro trains 3, the transceiver 4 is connected with the host computer 5 through a local area network (LAN) 12; the head and tail cars of trains 3 contain a computer 2, a recorder 9 and a transceiver 11, and each car of a train 3 has at least two surveillance cameras 6 mounted in anti-vandal boxes and located inside the cars 3 on opposite front and rear walls of the cars, on the side walls of cars 3, at least one intercom “passenger-driver” 7 is installed, made in an anti-vandal design, and a camera 8 is mounted in each intercom 7 for transferring an image the passengers who called the driver, and the observation of passengers in the car 3, all cameras 8 and intercoms 7 are connected to the registrars 9 installed in the head and tail cars for recording images and conversations between passengers and the driver and transmitting images and conversations from each car of train 3 by wireless communications, for example radio communications, to the emitting cable 10 laid in the subway tunnels, which is connected to the transceiver 4 of the operation point using an antenna 13, and to each camera 6 and 8 and to each conversation The device 7 has its own identification number. It should be borne in mind that the basic computer 5 refers to a computer information processing system that has several displays or at least one large display that displays information from several video surveillance cameras 6 and 8.

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%.The magnitude of the difference in the distance from the emitting cable 10 to the wireless communication system of subway train cars 3 in the direction of the subway train differed by no more than 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.During the operation of the system, all received information is transmitted using the transceiver 11 of the metro trains 3 via the emitting cable 10 to operation point 1. All incoming information is also recorded in the registrars 9 of trains 3 and, if necessary, at operation point 1. In case of an emergency, for example disturbances or fires in the train car 3, an alarm signal is transmitted to the host computer 5 from the intercom 7, which is displayed on the display of the host computer 5, which draws attention to this car urnogo operator.

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.At the same time, the alarm signal is also processed by computer 2 of train 3. The driver can contact operation point 1 or the necessary information is transmitted from the last driver, in addition, the necessary information and the required instructions can be transmitted directly to the passengers, for example, information about the necessary actions in relation to a specific emergency situation and 3 ways to evacuate passengers of a train.

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.Through the intercom 7, the passenger of the train 3 can contact both the driver and the operations center to report emergency information, which makes it possible to more quickly make a decision and prevent the risk of a negative development of the situation.

Настоящее изобретение может быть использовано в метрополитене для предотвращения тяжелых последствий нештатных ситуаций и оперативного вмешательства при их возникновении.The present invention can be used in the subway to prevent severe consequences of emergency situations and surgical intervention in case of their occurrence.

Claims

1. A real-time interactive video surveillance and telemetry system for the metro rolling stock, comprising at least one operating point, the operating point comprising a base computer with a display and a keyboard and at least one transceiver, the wireless input-output of which designed to receive and transmit information from subway trains, the head and tail cars of trains contain a computer, a recorder and a transceiver, and at least two CCTV cameras mounted in anti-vandal boxes and located inside the cars on opposite front and rear walls of the cars, on the side walls of the cars are installed at least one intercom “passenger-engineer”, made in the vandal-proof version, and mounted in each intercom a camera for transmitting images of passengers calling the driver and monitoring passengers in the car, all cameras and intercoms are connected to those installed in the head and tail to the car registrars for recording the received image and passenger conversations with the driver and transmitting the recorded image and negotiations from each car of the metro train via wireless communication, for example radio communication, to the radiating cable laid in the metro tunnels, which is connected to the transceiver of the operation point, and to each camera and to each The intercom has its own identification number.

2. The system for receiving and transmitting information on subway trains according to claim 1, characterized in that the difference in the distance from the radiating cable to the wireless communication system of the subway train cars in the direction of the subway train differs by no more than 15%.