铁路岛式站台越线报警系统的研究与应用

刘骐玮

（1.中国铁道科学研究院，北京 100081 2.中国铁路沈阳局集团有限公司 丹东站，丹东 118000）

铁路客运站站台旅客乘降工作主要依靠站台客运人员在现场进行旅客乘降组织，实时观察旅客是否越线，对越线旅客进行提醒等人为干预手段来完成。但由于旅客人数众多、站台距离较长，导致客运人员较难及时发现并提醒越线旅客。同时，旅客也很难及时接收到客运人员发出的越线警告，使得旅客在站台乘降过程中存在较大的人身安全风险。

客运站的旅客乘降安全是铁路运输安全的重要一环。铁路人围绕如何有效保证旅客乘车安全、提高旅客服务质量、构建智能化车站等问题不断进行探索。张正普针对站台非安全区的旅客安全问题，提出了车站站台非安全区安全监控系统实现方法[1]；刘忠诚结合现代安全管理理念和铁路客运安全风险提出了铁路旅客运输安全风险管理思考[2]；王文渊等人为改善站台安全线存在的标识不醒目等问题提出了引入主动标识技术来增强站台安全标线警示性能[3]；满中桦、刘灿研针对旅客越线行为研发了一种智能站台越线检测报警器[4]；陈盛友将检测和报警功能相结合研发了一套旅客站台越线智能检测及语音报警系统[5]；王光明结合自身工作经验对铁路旅客站台安全警戒线进行了研究[6]。谭飞刚、刘建针对站台异物监测提出了一种基于计算机视觉的地铁站台异物检测算法[7]。

本文结合现场客运工作经验及现代化技术设备研发了一套铁路岛式站台越线报警系统，将该系统与现场客运人员实际工作结合起来，发挥系统的及时性、安全性、提示提醒全等优势，充分展现智慧车站的特点，实现减少作业人员、提高工作效率、增强旅客人身安全保障的目的。

1 系统设计

铁路岛式站台越线报警系统是专门针对站台上旅客经常出现的越过安全警示线这一危险举动而设计的一套能及时对越线行为作出警示提醒的系统。该系统能及时发现旅客的越线行为并对其进行声光警示提醒，提高旅客的自我安全保护意识，同时，提示客运工作人员有旅客越过安全线，使其及时发现并提醒越线的旅客，提高了旅客乘降组织工作安全系数，降低了意外人身伤亡事故的发生概率。

1.1 系统架构

铁路岛式站台越线报警系统主要分为4个区域：远端控制区、现场检测区、分析控制区和声光警示区，系统架构如图1所示。1个岛式站台共需架设4台激光越线探测器，分别位于岛式站台两侧安全线的4个顶端。

图1 系统架构图

1.2 系统功能

铁路岛式站台越线报警系统由激光越线探测、越线信号处理控制、声光警示和远程遥控4个功能模块组成。

系统通过每个站台上的4台激光越线探测器对岛式站台安全线内侧及站台两顶端进行实时监测，当监测到目标越过安全线时立即向越线信号控制主机发出越线信息。控制主机收到越线信息后分析数据可靠性，判断前端是否有误判，当确有越线情况时，主机分辨是站台上哪一组探测器报警，根据报警防区启动相应位置的声光警示。站台语音提示器在越线位置反复播报越线信息，同时安装在安全线上的地埋式闪光灯频繁闪烁。旅客越线时间越长，闪光灯亮度及闪烁频率越高，提醒旅客应立即退回安全线内。整个系统可由站台工作人员使用无线手持设备进行远程的布防和撤防。

2 系统设备及工作流程

2.1 系统设备

铁路岛式站台越线报警系统主要设备包括：激光越线探测器、越线信号控制主机、声光警示设备、无线远程手持设备。

2.1.1 激光越线探测器

激光越线探测器，如图2所示，以激光测量技术作为探测核心。激光光源受激光腔的滤波效应，其光束细、功率密度高、光线叠加幅度稳定并且在时间和空间上周期一致。激光越线探测器结合飞行时间算法理念实现了对移动物体精确监测。激光脉冲经倍频、发射、接收、放大、整形、鉴频等一系列硬件电路处理送入内部逻辑运算单元，使用背景差分滤波法结合软件程序分析对防护区域移动目标实现高精度不间断监控，被监控目标区域内若有旅客越过安全警戒线，越线探测器会自动分析、计算出越线位置并向控制主机发出越线信息。

图2 激光越线探测器

2.1.2 越线信号控制主机

越线信号控制主机主要具有3部分功能：（1）负责处理来自现场检测区的激光越线探测器发出的越线信息，收到越线信号后，通过监测系统先判断越线信号是否准确，剔除由于接收设备电路故障及供电电源故障产生的错误报警信号，将准确的越线信息进行输出；（2）驱动灯光、声音警示设备；（3）与无线手持设备远程通信，实现系统远程的布防和撤防。

2.1.3 声光警示设备

声光警示设备分为声音警示设备和灯光警示设备，如图3和图4所示。警示设备由控制主机进行控制，当出现越线情况时控制主机触发一直处于待机状态的声音提示器播报越线提示语音，语音音量可无级调节，同时主机启动大功率电压控制电路，驱动地埋式闪光灯工作。若旅客一直处于越线状态，越线时间越长，控制主机输出的电压越高，地埋式闪光灯内部集成压控频电路，随着电压升高，其闪烁频率增强、灯光增亮，警示作用更加明显。

2.1.4 无线远程手持设备

无线远程手持设备，如图5所示。站台客运人员可根据现场实际需要，开启或关闭某一站台或多个站台的激光越线探测器，从而实现站台越线报警系统的灵活性。

2.2 系统工作流程

（1）站台客运人员可根据旅客进入站台的时间，使用手中的无线远程手持设备启动激光越线探测系统，使激光越线探测器进入实时探测状态。

（2）激光越线探测器间断发出高频脉冲激光束，当任意位置有人或物体越过安全警示线时，立即输出越线信息给越线信号控制主机。

（3）越线信号控制主机接收到前端越线信号后，验证越线报警信息，若准确，则按照报警位置启动相应站台语音报警系统播放越线提醒语音，同时，启动安装在站台安全线上的地埋式闪光灯同时进行闪烁提醒。通过声光及时提醒越线旅客已经越线，并催促其进入安全区域。

（4）站台客运人员听到或看到越线报警信号后可以进一步人为劝阻、制止越线旅客使其退到安全区域内，为旅客人身安全和列车正常运行提供了保障。

图5 无线远程手持设备

（5）当列车按规定到达站台停稳后，站台客运人员操作远程无线手持设备控制按钮，暂时关闭相应站台的激光越线探测器，因此旅客在乘降列车的过程中不会进行探测和报警。

（6）当旅客乘降完毕，列车车门关闭后，站台客运人员可根据现场需要再次开启站台激光越线探测器，目的是确保列车启动时，安全线以外及站台两端没有滞留的旅客、行李等，防止发生意外伤害。

（7）列车驶离站台后，站台客运人员可视工作需要通过远程无线手持设备关闭站台越线报警系统。

3 结束语

本文设计的岛式站台越线报警系统是从铁路客运站旅客乘降组织工作现状出发，结合激光探测和远程通信等现代化技术和先进的管理理念，设计开发的一种辅助铁路客运站客运工作的系统，具有及时性强、安全性高、提示提醒全等特点。该系统已经在中国铁路沈阳局集团有限公司丹东站进行试用，有效的弥补了传统旅客乘降组织工作中存在的弊端，真正实现了监控全覆盖、越线即制止、标识提醒全的目标，达到了良好的效果。该系统不仅充分展现了智慧铁路现代化、智能化、科技化的特点，并且较好地实现了减少作业人员、提高客运工作效率、增强旅客人身安全保障的目的。