基于微波雷达的站台端部防穿越入侵报警系统应用

杨天骄 袁振江

摘  要：随着我国“八纵八横”高速铁路网的逐步加密，大型枢纽站越来越多，站台乘降人员聚集情况严重，尤其是在“春运”“暑运”等客流高峰，站台值班人员需花费大量精力去维持乘降秩序。个别旅客试图穿越站台端头逃票而侵入铁路线路的行为也时有发生。文章研究基于微波雷达技术的高铁站台端部防穿越入侵报警系统，为铁路运行安全、旅客人身安全提供保证，为高速铁路的安全高效运行提供支撑。文章研究成果已在多个高铁车站成功应用。

关键词：微波雷达;站台端部;入侵报警系统

中图分类号：U291.6 文献标志码：A         文章编号：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月发布的《中长期铁路网规划》勾画了中国铁路“八纵八横”高速铁路网的宏伟蓝图，截止2019年底，随着京张、商合杭、徐盐、昌赣等一批高铁的集中开通，“八纵八横”铁路网继续加密，大量米字型、十字型枢纽车站应运而生，站台数量多，接发车次量大。目前车站站台端头一般设置安装铁栅栏，通过硬隔离的方式进行车站咽喉区入侵阻拦，同时仍依赖客运值班员的人工巡视，在巡视过程中如发现乘客翻越栅栏的情况，会第一时间进行制止，若乘客不服从劝告，站台客运员通过随身配备的对讲机向车站综控室值班人员请求援助。面对高铁越来越多的人流和越来越密集的接发车频次，各车站只能通过增加巡检人员数量、提高巡检频次来保障运营安全。但人工巡视在发生紧急情况时通过傳统的对讲、电话等方式实现警情上报，存在巡视有盲区、警情传递慢、处置不及时的弊端。

为此，原铁路总公司于2018年发布了《中国铁路总公司关于实施铁路客运提质计划的指导意见》，该指导意见中明确指出要在高铁车站站台端部部署防入侵报警装置。本文所设计的站台端部防穿越入侵报警系统通过设置非接触式微波雷达探测器实现探测功能，在需要进行穿越入侵报警的站台端头安装微波雷达探测器，在站台端头形成一道无形的防护区域，当有人非法进入防区时，微波雷达探测器可立即探测到入侵事件，发出语音驱赶提示，并将告警事件上报至设置在综控室的入侵报警终端。系统可随时调出报警记录对应时间内的历史视频，方便对入侵行为进行确认和处置，约束站台旅客行为，起到震慑作用。

2 系统构成

系统的核心入侵探测装置采用微波雷达，微波雷达又称为近程雷达，可以测量目标的方向、距离、速度等信息，与红外、传统的探测技术相比，微波雷达具有全天候、非接触、抗恶劣天气等优点，近年来已经从军用领域扩展到民用领域，广泛应用于结构变形监测、车辆探测、安全防范等领域。

基于微波雷达技术的高铁站台端部防穿越入侵报警系统主要前端探测报警设备、监测中心设备和用户终端组成。其中前端探测报警设备包括微波雷达、跟踪球机、射频身份识别装置、防水音柱等，监测中心设备包括交换机、服务器、数字硬盘录像机，用户终端为监控终端电脑。系统组成结构见图1。

2.1 微波雷达

微波雷达作为一种微波传感器，非常适合探测区域内的移动物体，具备全天候、全天时的应用。本方案所选用频率为24GHz的微波雷达，水平探测角度120度，探测距离可达50米。设备基于卡尔曼滤波算法，误报率极低，探测范围内无死角实时上报入侵目标的角度、距离、速度，并发探测目标可达64个。

微波雷达安装在站台端部，安装时正面垂直于地面，朝向警戒防区。微波雷达向警戒防区发射探测信号，然后将接收到从目标反射回来的信号与发射信号进行比较，可获得目标的距离、方位、高度、速度等参数，并发送给跟踪球机。

2.2 跟踪球机

球机与雷达保持同一垂线方向安装，并进行球机和雷达的防区校准。球机可对站台端部进行实时视频监控，当雷达探测到防区内出现移动目标后，球机自动调整云台方向及摄像机变焦，实现对目标的持续跟踪。

2.3 射频身份识别装置

RFID射频识别是微波与毫米波在安防领域的一种普遍应用技术，该技术不需要读写器与目标卡片之间建立有线连接，而是通过无线电信号识别特定目标卡片，并读写相关卡片数据。

本文所研究的身份识别装置利用RFID射频识别技术，可识别到全向30米范围内的工作人员身份卡，并通过对身份卡属性信息的解码，确定工作人员身份信息，避免合法进入防区内的工作人员触发报警。

系统通过平台管理软件可以对白名单卡片进一步区分：一种为永久白名单，主要用户为车站的站台客运员、车站值班员、驻站联络员、上水工、清洁工等车站常驻人员;另一种为临时白名单，主要用户为通过审批后的将要开展上道作业的铁路供电、电务、工务人员班组。当持有临时白名单卡片的人员在非许可时间段内触发报警时，系统同样报警。但临时卡的有效期过后，该卡的权限会失效，无法再次进入布防区域，否则同样会产生报警。

2.4 防水音柱

本系统选用30W室外型防水音柱，防水等级达到IP66，支持线性音频输入，安装简单便捷。当警戒防区有非法人员闯入时，音柱会发出警示驱离语音。系统同时具有语音喊话功能，车站综控室或服务台用户终端同时具有远程喊话功能，值班人员可通过麦克风将语音传输至指定的端头音柱，实现对站台端部长时间滞留的旅客进行远程喊话劝离。

2.5 监测中心设备

监测中心设备主要由服务器、数字硬盘录像机、交换机等组成。

服务器实现对车站内所有监测站台实时告警业务的分析、处理、存储和转发，并提供数据统计分析、告警统计分析、用户管理、日志管理和安全管理等功能。

数字硬盘录像机实现站台端头摄像机的历史录像存储和告警视频存储，设计硬盘容量可满足30天视频存储需求。

3 实施方案

3.1 前端探测报警设备

结合高铁站台雨棚结构特点，以及站台设备安装对美观度的要求，系统设计采用一体化吊装支架的安装方式。为保证站台旅客及工作人员安全，设备吊装高度的最低点不低于3米。

3.2 监测中心设备

监测中心设置在车站信息机房，服务器、数字硬盘录像机和交换机等设备安装在信息机房机柜内，通过铁路办公网与站台上前端探测报警设备联接。

3.3 用户终端

本论文设计的高铁站台端部防穿越入侵报警系统主要服务于车站客运值班人员，根据客运作业管理要求，用户终端一般设置在车站综控室或候车厅服务台。

系统分管理员权限和车站操作员权限，管理员权限具备系统管理的最高权限，可以查看前端探测报警设备的运行状态、报警事件列表等，并具备对其他用户的管理、卡片管理等功能。车站操作员权限可以查看到各类设备的运行状态、报警事件列表、卡片管理和审批功能等。

4 结束语

本文设计实现了一种基于微波雷达技术的高铁站台端部防穿越入侵报警系统，具备7×24小时不间断运行能力，产品已在商合杭、郑阜、徐怀盐等多条高铁线路车站投入使用。当站台端部划定的警戒防区内出现非法入侵行为时，站台安装的防水音柱会第一时间发出警示语音，對闯入人员进行自动驱离，综控室或服务台安装的用户终端同样会发出报警声音，提示值班员及时通过用户界面查看站台情况，并启动必要的应急处置措施。该系统的投入使用，可以极大减轻客运值班人员工作强度，为铁路运输安全保驾护航。

参考文献：

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