铁路系统周界安防解决方案

2023年06月30日

铁路系统周界防入侵报警系统

毫米波雷达视觉融合&可视化综合平台管控

01 系统概述:

目前,我国已建成世界上规模最大、速度最快的高速铁路网,入侵高速铁路的人员和异物严重威胁运营安全。高速铁路场景复杂,既包含比较开阔地形下的路基、桥梁路段,也包含隧道口、咽喉区、通道门等重点地段,不同区段的防护需求差异较大。

路基段一般位于空旷地带、桥头一般位于低洼地带,不存在泥石流、落石等异物入侵铁路限界的问题。但此路段,行人入侵、大型动物入侵却不可忽视,行人的主观能动性使得人员入侵更具突发性和不确定性。2019年,在贵州省清镇市,由于铁路沿线防护栅栏破损,3位当地居民从破口处进入铁路线路,与52305次列车发生相撞,造成3名人员死亡。如何有效防范人员、大型动物、大型家畜入侵,一直是铁路运营的难题。

开阔路基图片

目前,高速铁路路基路段主要采用物防手段进行防护,一般采用栅栏防护人员和大型动物的入侵,但不具备主动监测与报警功能,当栅栏因为某些原因出现漏洞时,采用先进的技防手段实时监测入侵铁路限界的人员和大型动物对保障行车安全具有重要意义。

针对上图开阔路基场景,主要防范人员和大型动物入侵铁路限界,防范区域为两侧栅栏内,依据对高铁运行的影响程度不同,可以划分为一般性防护区域和关键防护区域。当人员或大型动物意外闯入,进入一般性防护区域时,系统开启一级报警(重要但不特别紧急);当入侵目标进入关键防护区域时,系统开启二级报警(系统触发关键事件报警信息)。声光报警、视觉取证上传,并提醒工作人员及时到现场处理安全隐患。

人员、大型动物侵线图片

人员或大型动物侵入轨道限界将直接影响列车运行安全,国内外相关事故也时有报道,因此在防护栏意外受损或其它因素导致的人员、大型动物非法闯入的实时探测技术十分必要,时变通讯针对该区域防护的技术手段拥有多年研发和实践经验。该系统在国内国铁高速铁路等项目上得到验证,误报率和稳定性得到检验,性能指标达到且优于行业标准。

铁路系统周界示意图

02 设计思路:

开阔路基、桥头段要监测入侵铁路限界空间的人员和大型动物的入侵,综合考虑各类监测手段的优缺点,拟采用多光谱枪机与毫米波雷达的融合检测方案进行开阔路基、桥头段区域的防护。

多光谱枪机与毫米波雷达的融合检测方案可以较好地发挥三种传感技术(热红外、可见光、毫米雷达)的优势,并相互弥补各自的不足。摄像机可以获取监控场景丰富的视觉信息,有利于发现入侵目标并识别目标类型,但无法准确估计目标的尺寸位置等信息。毫米波雷达可较为精确地检测监控场景的二维尺寸信息,且其环境适应性较强,通过三种传感器融合,可以应对雾天、夜晚强光、弱光等各种环境条件,是一种理想的传感器组合应用,较全面的解决了当下开阔路基场景的防护需求。

三者数据在多层次充分融合后,并通过基于融合数据的智能识别方法,可以实现三类数据的互补提高目标识别的效果。通过将摄像机与毫米波雷达的融合检测方案,在多个层次实现多源异构数据的深度融合,可以充分发挥三种传感技术的优势,提高入侵目标的检测准确性,实现对人、大型动物的入侵检测(移动或非移动目标均可)。

雷达数据与摄像机数据

03 设计依据:

GB50198-94 民用闭路监视电视系统工程技术规范

lGB50343-2004 建筑物电子信息系统防雷技术规范

lGB50348-2004 安全防范工程技术规范

lGB50394-2007 入侵报警系统工程设计规范

lGB50395-2007 视频监控系统工程设计规范

lGB50396-2007 出入口控制系统工程设计规范

lGB10408.1 入侵探测器通用技术条件

lGB12663-2001 防盗报警控制器通用技术条件

lGA/T75-94 安全防范工程程序与要求

lGA/T367-2001 视频安防监控系统技术要求

lGA/T368-2001 入侵报警系统技术要求

lIEC1000-95 电磁兼容性·EMC。

04 系统部署:

铁路系统周界防入侵报警系统前端设备毫米波雷达视觉融合终端安装在铁路沿线两侧,由于铁道周界,不同路段需要防护的区域宽度不同,针对这个问题,时变通讯的雷视一体机防护区域分析如下:

单台有效监测范围20-220米。

铁路双侧交错立杆部署,每台间距200米。

常规场景可以覆盖距铁轨向外10米宽度。

特殊场景可以覆盖到铁轨向外20米宽度。

基本不受地势起伏的影响,低洼的地方盲区会因高度差而有一定变化。

可以绘制多个任意不规则防区,实现不同警戒级别的报警。

轨行区一侧,可以覆盖7-10米。

周界入侵探测雷视一体机防护区域

可以通过平台系统以二维地图或三维电子地图为载体,实现警情呈现,现场处置。视频可通过NVR存储,实现按时刻回放,按时段下载。

系统集成拓扑图

1、可靠稳定

出现误报和漏报等情况是绝对不允许的。首先在设备选型上要充分考虑。其次,雷达报警探测器的报警方式,可较大的降低误报率。

另外,要充分考虑个别设备损坏、数据传输网络损坏等特殊情况发生的可能性。对于报警前端的防拆卸报警、防水、抗冲击等性能均必须有所考虑。

2、立足整体

从数字化的角度进行总体设计,充分考虑与现有的系统进行整合,而不是形成一个单一的系统。

3、兼容扩展

充分利用铁路系统现有的硬件及网络设施,而不是重新全部更换一套。

同时,根据铁路系统业务需要,不同的区域有不同的防护要求,不搞一刀切式的部署与防护,同时也要避免防护不足或过度投资。

另外,随着铁路系统信息化建设的逐步深入,系统要具有面向未来的良好伸缩性能,既能满足当前的需求,又能支持未来不断增加的人员或设备的追踪的需求。

05 系统功能:

TXPL200毫米波雷达视觉融合终端能够对于不低于200米的探测范围进行微波雷达数字信号分析处理,视觉智能分析识别,雷达和视觉融合分析处理,达到一个高性能以及低误报特性,降低了如在恶劣天气,干扰因素,以及环境改变等等引发误报的可能。终端设备分为五部分:前端毫米波雷达传感器、远焦镜头、近焦镜头、边缘算力处理器、及报警网络控制中心模块。

铁路系统要能兼容铁路系统常见的各种安防设备,如周界视频监控,周界电子围栏,震动光纤等报警系统。毫米波雷达视觉融合终端能够通过网络IP和物理防区接入铁路系统现有的安防系统,成为系统的一部分,也可以单独在可视化综合平台上管控。

06 核心设备:

1、毫米波雷达视觉融合终端 (TXPL200)

2、iRVM2000 安防报警平台软件服务器

本篇文章来源于微信公众号: 时变通讯

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