基于激光雷达的站台与列车间安全防护系统

文/王志飞

1 引言

随着行车量和客流量的增长，部分高速铁路客运站和城市轨道交通车站通过能力和安全保障能力的利用日益接近饱和，面对客运压力日趋庞大、高频次列车运输潜力面临瓶颈的现状，实现站台与列车间乘客安全防护迫在眉睫。目前采用的防护系统主要存在问题如表1所示。

2 系统组成及工作原理

激光雷达以发射激光束探测异特的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号对列车与站台间的异特进行探测，然后将接收到的从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、状等参数。系统由激光发射机、光学接收机、转台和信息处理系统等组成，激光器将电脉冲变成光脉冲发射出去，光接收机再把从目标反射回来的光脉冲还原成电脉冲，送到显示器，工作原理如图1所示。

直线站台以每个站台面设为一个防区，即在站台面与列车车体之间任何空隙处滞留乘客，系统控制主机产生报警信号。每个防区设置激光发射机。发射机安装于进站端限界外靠近站台端部的站台地面上，发射机、接收机安装位置均在限界以外。每个直线站台面设置一台激光雷达系统，曲线站台的站台面采用多台激光雷达级联进行解决布设示意如图2所示。

3 工作流程

图1：激光雷达工作原理图

图2：激光雷达在站台面布置图

系统对站台与列车间进行实时监视，发现间隙内人体或物体滞留时现场发出声光报警，同时可向车站控制室发出报警信号，通知相关站务工作人员到该检测区域进行处理，以保证旅客和车辆运输的安全。具体流程如下：

（1）站内无车时，激光雷达系统处于待机工作状态。

（2）列车进站停靠后，乘客上下完毕，激光雷达系统立刻进入探测状态。

（3）探测器在设定探测时间10s（0-30s可调）内没有探测到障碍物，则探测系统自动停止工作。恢复初始待机和等待下一列车到来状态。

（4）若有障碍物，发出声光报警直至障碍物清除，障碍物清除后延迟10s（建议探测时间为5s，0-30s可调），系统退出工作状态。恢复初始待机和等待下一列车到来状态。

（5）激光雷达系统出现故障，探测控制器向车控室有人值守平台发送故障修复。修复后系统恢复初始待机和等待下一列车到来状态。

表1：现有站台与列车间防护系统的应用情况

4 结论

基于激光雷达的站台与列车间的异物探测系统以激光束全方位扫描可靠性高、安装维护简单和能克服常用防护系统不足的优点，可方便地应用于站台与列车间的异物探测，将提升了系统的可靠性和乘客在站台候车的安全门性。