车站站台非安全区安全监控系统实现方法

张正普

（ 中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081 ）

车站站台非安全区安全监控系统实现方法

张正普

（ 中国铁道科学研究院 电子计算技术研究所，北京 100081 ）

为了保证列车的正点运行和站台人身安全，对站台非安全区进行安全监控显得非常必要。本文针对国内车站站台的特点，提出几种可行的安全监控的实现方法，阐述其实现原理及关键技术，比较其优劣，以供有关部门参考。

站台非安全区； 安全检测； 智能视频； 激光探测； 压力传感器

当列车前进的时候，列车周围的空气也被带着向前流动，而且越靠近列车的空气，其流动的速度与列车前进的速度越相近。人在站台上，靠近列车空气流动的速度快，对人施加的压力就小；而人们背后的空气流动速度慢，人体所受压力就大。两者形成的压力差，形成一个把人推向车厢的合力。这样，人离车厢越近就越容易被“吸”向车厢，以致造成人身伤亡事故。车站为了防止意外事故发生，在站台边上划着一道白线，人们称它为安全线，距站台边沿约有1 m的距离。当开车铃响或列车进站时，人要站在安全白线外（安全线以内到站台边的区域，称为站台非安全区域），保证自身安全。

在站台服务人员影响范围是有限的情况下，作为铁路安全部门，除了使安全警示标志醒目便于理解，位置要能够被旅客不费力的看到，增加乘客安全意识教育外，合理地选择安全报警装置，对侵入站台非安全区域的乘客进行声光提醒，并提醒站台服务人员进行劝阻，可有效地减少意外事故的发生。

1 解决方法

目前，国内地铁和日本新干线均采用屏蔽门，以将旅客与行驶的列车分割开。屏蔽门之所以不在国内铁路上应用，除了成本问题，还有两个重要的原因：（1）国内现有列车多为人工操控，车辆停靠位置很难保证与所设屏蔽门位置完全吻合，实际应用中会给乘客登乘造成不便；（2）中国人口众多，客流密度大，大型行李多，站台的设计应当满足无障碍与平顺性原则，屏蔽门的设置，人为地在站台区域设置了物理障碍，造成登乘时间延长，也给乘客带来很大的不便。

本文提出3种站台非安全区域侵入报警装置：智能视频监控、激光探测装置、平板压力传感器，阐述其实现原理及关键技术，比较其优劣，形成一种单一性、混合型，乃至全新的一种报警装置，降低站台安全事故发生，保障列车进出站安全，保证站台工作人和乘客的安全。

1.1 智能视频监控

智能视频监控是利用计算机视觉技术对视频信号进行处理、分析和理解，在不需要人为干预的情况下，通过对序列图像自动分析对监控场景中的变化进行定位、识别和跟踪，并在此基础上分析和判断目标的行为，能在异常情况发生时及时发出警报或提供有用信息，有效地协助安全人员处理危机，并最大限度地降低误报和漏报现象。

智能视频监控方法采用高速数字摄像机，视角能够对整个火车站台非安全区域进行全面覆盖。摄像机能对覆盖范围内的人或其他障碍物（如行李、工具等）进行视频成像，通过对图像的对比处理计算，自动分析出站台非安全区域是否有安全隐患的存在。

设被摄物体的高度和宽度分别为H、W,被摄物体与镜头间的距离为L。镜头的焦距为f，靶面成像的高度和宽度分别为h,w。示意图如图1所示，则计算公式如下：

图1 摄像机成像示意图

由计算公式不难看出，当已知安装高度和镜头焦距的情况下，很容易计算出镜头覆盖的宽度。再根据站台长度（国内站台长度一般为550 m），可以得到每个站台需要安装摄像机的数量。

为了更高的可靠性，可以多增设摄像机站台非安全区域进行交叉监控，对同一位置得出两幅或者更多的图像信息，综合对比分析不同角度的图像，得到更为准确的实时状态，避免因单台摄像机故障、单幅图像角度以及其它外界因素（飞虫、镜头粘有异物等）问题而产生误判断、误报警。

智能视频监控报警装置采用的摄像机数量有限，成本低廉，安装方便，不影响乘客在站台的通行；但实际环境中光照变化、目标运动复杂性、遮挡、目标与背景颜色相似、杂乱背景等都会增加目标检测与跟踪算法设计的难度，造成误报率偏高。

1.2 激光探测装置

激光探测是激光信号通过探测器转换成电信号的过程，该装置由激光发射器和激光接收器组成，成对安装在站台非安全区域，两则之间的距离由激光探测器的射程参数决定，为了保证检测区覆盖整个非安全区域，每个站台需设置多组激光探测装置（长射程的激光探测装置射程可达200 m，根据国内站台长度一般为550 m，每个站台设置3组即可满足使用）。发射器与接收器要严格对齐，其间无障碍物时，两者形成对射，若存在障碍物，则激光被阻挡，发射器接收不到激光一定时间，变会触发声光报警装置，提醒障碍物离开非安全区域。

与传统光源和红外探测装置相比，此激光探测装置需具有发散角小，光束集中、抗干扰能力强等特点，能探测准确、响应及时、稳定可靠地工作，有效地预防站台非安全区域事故发生。

激光探测装置利用很少的物理空间，为站台非安全区域搭设一个隐形的屏蔽墙，对误入的乘客进行报警提示，其因直线照射，不能在有弧度的站台上使用。

1.3 平板压力传感器

在站台非安全区域下方设置平板压力传感器（严格地讲，其并没有弹性元件，仅为一种压力探测器），感知其上的压力，在压力达到一定限度时，声光报警提示。装置组成，如图2所示。当装置开启后，若有人或物进入到非安全区域，由于重力作用，载荷板压动支撑弹簧，载荷板向下产生移动，载荷板底部滑动触头接触触发器底座，如触动时间超过设定触压时间，则判定已有人员进入非安全区域而非偶尔性触发，电路接通，声光报警器开始工作，提示非安全区域乘客退出。

图2 平板压力传感器结构示意图

装置可设计成分级控制开关实现系统的分级报警功能，当进入非安全区域的人员数量不同，产生的压力不同，载荷板下端弹簧产生的形变量不同，则滑动触头下沉位移不同，接入电路的电阻不相同，电路产生的电流大小不相同，载荷板信号处理单元根据接收到的电流大小判定越位分级状态，触发与该级状态相对应的报警声光，实现分级报警。

平板压力传感器安装方便，易于维护，不影响乘客在站台上自由通行，但成本较高，且由于安装在乘客脚下，容易损坏。

2 结束语

本文提供的3种站台非安全区域侵入报警装置，各有优劣，客运车站可根据选择安装其中的一种，或者多种混合，达到降低站台安全事故发生，保障列车进出站安全，保证站台工作人和乘客人身安全。

[1]王瑞锋，张建雄．基于图像处理技术的铁路站台非安全区安全监控系统的设计与实现[J].中国公共安全（综合版），2012（4）．

[2]李万春，宋瑞刚，徐天飞，邓远华．地铁站台屏蔽门安全防护措施探讨[J]．计算机与信息技术，2012（7）．

[3]毛茂林，杨明亮．高速铁路站台安全门的安全性和舒适性试验[J]．实验室研究与探索，2012（3）.

[4]黄中全．轨道交通站台安全门控制系统[J]．交通与计算机，2009（3）．

[5]许 琦．高站台人身安全防护[J]．铁路技术创新，2009（3）．

责任编辑 徐侃春

Method to implement Safety Monitoring System of station platform of non safety zone

ZHANG Zhengpu
( Institute of Computer Technologies, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

In order to ensure the train punctuality and personal safety in platform, it was very necessary for safety monitoring of the platform of non safety zone. In this paper, aiming at the characteristics of domestic station platform, it was put forward some methods to implement safety monitoring, expounded the implementation principle and key technologies, and compared the advantages and disadvantages of them.

station platform of non safety zone; safety monitoring; intelligent video; laser detection; pressure sensor

U291.65∶TP39

A

1005-8451（2014）10-0063-04

2014-03-26

张正普，助理研究员。