基于微波雷達的站臺端部防穿越入侵報警系統應用

楊天驕 袁振江

摘? 要：隨著我國“八縱八橫”高速鐵路網的逐步加密，大型樞紐站越來越多，站臺乘降人員聚集情況嚴重，尤其是在“春運”“暑運”等客流高峰，站臺值班人員需花費大量精力去維持乘降秩序。個別旅客試圖穿越站臺端頭逃票而侵入鐵路線路的行為也時有發生。文章研究基于微波雷達技術的高鐵站臺端部防穿越入侵報警系統，為鐵路運行安全、旅客人身安全提供保證，為高速鐵路的安全高效運行提供支撐。文章研究成果已在多個高鐵車站成功應用。

關鍵詞：微波雷達;站臺端部;入侵報警系統

中圖分類號：U291.6 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）26-0172-02

Abstract： With the gradual encryption of China's "eight vertical and eight horizontal" high-speed railway network， there are more and more large hub stations， and the gathering of platform passengers and landers is serious， especially at the peak of passenger flow， such as "Spring Festival transportation" and "summer transportation". Platform personnel on duty need to spend a lot of energy in maintaining the boarding and landing order. Individual passengers try to escape tickets at the end of the platform and invade the railway line from time to time. This paper studies the anti-crossing intrusion alarm system at the end of high-speed railway platform based on microwave radar technology， which provides guarantee for railway operation safety and passenger safety and support for the safe and efficient operation of high-speed railway. The research results of this paper have been successfully applied in many high-speed railway stations.

Keywords： microwave radar; platform end; intrusion alarm system

1 概述

2016年7月發布的《中長期鐵路網規劃》勾畫了中國鐵路“八縱八橫”高速鐵路網的宏偉藍圖，截止2019年底，隨著京張、商合杭、徐鹽、昌贛等一批高鐵的集中開通，“八縱八橫”鐵路網繼續加密，大量米字型、十字型樞紐車站應運而生，站臺數量多，接發車次量大。目前車站站臺端頭一般設置安裝鐵柵欄，通過硬隔離的方式進行車站咽喉區入侵阻攔，同時仍依賴客運值班員的人工巡視，在巡視過程中如發現乘客翻越柵欄的情況，會第一時間進行制止，若乘客不服從勸告，站臺客運員通過隨身配備的對講機向車站綜控室值班人員請求援助。面對高鐵越來越多的人流和越來越密集的接發車頻次，各車站只能通過增加巡檢人員數量、提高巡檢頻次來保障運營安全。但人工巡視在發生緊急情況時通過傳統的對講、電話等方式實現警情上報，存在巡視有盲區、警情傳遞慢、處置不及時的弊端。

為此，原鐵路總公司于2018年發布了《中國鐵路總公司關于實施鐵路客運提質計劃的指導意見》，該指導意見中明確指出要在高鐵車站站臺端部部署防入侵報警裝置。本文所設計的站臺端部防穿越入侵報警系統通過設置非接觸式微波雷達探測器實現探測功能，在需要進行穿越入侵報警的站臺端頭安裝微波雷達探測器，在站臺端頭形成一道無形的防護區域，當有人非法進入防區時，微波雷達探測器可立即探測到入侵事件，發出語音驅趕提示，并將告警事件上報至設置在綜控室的入侵報警終端。系統可隨時調出報警記錄對應時間內的歷史視頻，方便對入侵行為進行確認和處置，約束站臺旅客行為，起到震懾作用。

2 系統構成

系統的核心入侵探測裝置采用微波雷達，微波雷達又稱為近程雷達，可以測量目標的方向、距離、速度等信息，與紅外、傳統的探測技術相比，微波雷達具有全天候、非接觸、抗惡劣天氣等優點，近年來已經從軍用領域擴展到民用領域，廣泛應用于結構變形監測、車輛探測、安全防范等領域。

基于微波雷達技術的高鐵站臺端部防穿越入侵報警系統主要前端探測報警設備、監測中心設備和用戶終端組成。其中前端探測報警設備包括微波雷達、跟蹤球機、射頻身份識別裝置、防水音柱等，監測中心設備包括交換機、服務器、數字硬盤錄像機，用戶終端為監控終端電腦。系統組成結構見圖1。

2.1 微波雷達

微波雷達作為一種微波傳感器，非常適合探測區域內的移動物體，具備全天候、全天時的應用。本方案所選用頻率為24GHz的微波雷達，水平探測角度120度，探測距離可達50米。設備基于卡爾曼濾波算法，誤報率極低，探測范圍內無死角實時上報入侵目標的角度、距離、速度，并發探測目標可達64個。

微波雷達安裝在站臺端部，安裝時正面垂直于地面，朝向警戒防區。微波雷達向警戒防區發射探測信號，然后將接收到從目標反射回來的信號與發射信號進行比較，可獲得目標的距離、方位、高度、速度等參數，并發送給跟蹤球機。

2.2 跟蹤球機

球機與雷達保持同一垂線方向安裝，并進行球機和雷達的防區校準。球機可對站臺端部進行實時視頻監控，當雷達探測到防區內出現移動目標后，球機自動調整云臺方向及攝像機變焦，實現對目標的持續跟蹤。

2.3 射頻身份識別裝置

RFID射頻識別是微波與毫米波在安防領域的一種普遍應用技術，該技術不需要讀寫器與目標卡片之間建立有線連接，而是通過無線電信號識別特定目標卡片，并讀寫相關卡片數據。

本文所研究的身份識別裝置利用RFID射頻識別技術，可識別到全向30米范圍內的工作人員身份卡，并通過對身份卡屬性信息的解碼，確定工作人員身份信息，避免合法進入防區內的工作人員觸發報警。

系統通過平臺管理軟件可以對白名單卡片進一步區分：一種為永久白名單，主要用戶為車站的站臺客運員、車站值班員、駐站聯絡員、上水工、清潔工等車站常駐人員;另一種為臨時白名單，主要用戶為通過審批后的將要開展上道作業的鐵路供電、電務、工務人員班組。當持有臨時白名單卡片的人員在非許可時間段內觸發報警時，系統同樣報警。但臨時卡的有效期過后，該卡的權限會失效，無法再次進入布防區域，否則同樣會產生報警。

2.4 防水音柱

本系統選用30W室外型防水音柱，防水等級達到IP66，支持線性音頻輸入，安裝簡單便捷。當警戒防區有非法人員闖入時，音柱會發出警示驅離語音。系統同時具有語音喊話功能，車站綜控室或服務臺用戶終端同時具有遠程喊話功能，值班人員可通過麥克風將語音傳輸至指定的端頭音柱，實現對站臺端部長時間滯留的旅客進行遠程喊話勸離。

2.5 監測中心設備

監測中心設備主要由服務器、數字硬盤錄像機、交換機等組成。

服務器實現對車站內所有監測站臺實時告警業務的分析、處理、存儲和轉發，并提供數據統計分析、告警統計分析、用戶管理、日志管理和安全管理等功能。

數字硬盤錄像機實現站臺端頭攝像機的歷史錄像存儲和告警視頻存儲，設計硬盤容量可滿足30天視頻存儲需求。

3 實施方案

3.1 前端探測報警設備

結合高鐵站臺雨棚結構特點，以及站臺設備安裝對美觀度的要求，系統設計采用一體化吊裝支架的安裝方式。為保證站臺旅客及工作人員安全，設備吊裝高度的最低點不低于3米。

3.2 監測中心設備

監測中心設置在車站信息機房，服務器、數字硬盤錄像機和交換機等設備安裝在信息機房機柜內，通過鐵路辦公網與站臺上前端探測報警設備聯接。

3.3 用戶終端

本論文設計的高鐵站臺端部防穿越入侵報警系統主要服務于車站客運值班人員，根據客運作業管理要求，用戶終端一般設置在車站綜控室或候車廳服務臺。

系統分管理員權限和車站操作員權限，管理員權限具備系統管理的最高權限，可以查看前端探測報警設備的運行狀態、報警事件列表等，并具備對其他用戶的管理、卡片管理等功能。車站操作員權限可以查看到各類設備的運行狀態、報警事件列表、卡片管理和審批功能等。

4 結束語

本文設計實現了一種基于微波雷達技術的高鐵站臺端部防穿越入侵報警系統，具備7×24小時不間斷運行能力，產品已在商合杭、鄭阜、徐懷鹽等多條高鐵線路車站投入使用。當站臺端部劃定的警戒防區內出現非法入侵行為時，站臺安裝的防水音柱會第一時間發出警示語音，對闖入人員進行自動驅離，綜控室或服務臺安裝的用戶終端同樣會發出報警聲音，提示值班員及時通過用戶界面查看站臺情況，并啟動必要的應急處置措施。該系統的投入使用，可以極大減輕客運值班人員工作強度，為鐵路運輸安全保駕護航。

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