鐵路系統周界安防解決方案
2023年06月30日
01?系統概述：
目前，我國已建成世界上規模最大、速度最快的高速鐵路網，入侵高速鐵路的人員和異物嚴重威脅運營安全。高速鐵路場景復雜，既包含比較開闊地形下的路基、橋梁路段，也包含隧道口、咽喉區、通道門等重點地段，不同區段的防護需求差異較大。 路基段一般位于空曠地帶、橋頭一般位于低洼地帶，不存在泥石流、落石等異物入侵鐵路限界的問題。但此路段，行人入侵、大型動物入侵卻不可忽視，行人的主觀能動性使得人員入侵更具突發性和不確定性。2019年，在貴州省清鎮市，由于鐵路沿線防護柵欄破損，3位當地居民從破口處進入鐵路線路，與52305次列車發生相撞，造成3名人員死亡。如何有效防范人員、大型動物、大型家畜入侵，一直是鐵路運營的難題。
開闊路基圖片
目前，高速鐵路路基路段主要采用物防手段進行防護，一般采用柵欄防護人員和大型動物的入侵，但不具備主動監測與報警功能，當柵欄因為某些原因出現漏洞時，采用先進的技防手段實時監測入侵鐵路限界的人員和大型動物對保障行車安全具有重要意義。 針對上圖開闊路基場景，主要防范人員和大型動物入侵鐵路限界，防范區域為兩側柵欄內，依據對高鐵運行的影響程度不同，可以劃分為一般性防護區域和關鍵防護區域。當人員或大型動物意外闖入，進入一般性防護區域時，系統開啟一級報警（重要但不特別緊急）；當入侵目標進入關鍵防護區域時，系統開啟二級報警（系統觸發關鍵事件報警信息）。聲光報警、視覺取證上傳，并提醒工作人員及時到現場處理安全隱患。
人員、大型動物侵線圖片
人員或大型動物侵入軌道限界將直接影響列車運行安全，國內外相關事故也時有報道，因此在防護欄意外受損或其它因素導致的人員、大型動物非法闖入的實時探測技術十分必要，時變通訊針對該區域防護的技術手段擁有多年研發和實踐經驗。該系統在國內國鐵高速鐵路等項目上得到驗證，誤報率和穩定性得到檢驗，性能指標達到且優于行業標準。
鐵路系統周界示意圖
02?設計思路：
開闊路基、橋頭段要監測入侵鐵路限界空間的人員和大型動物的入侵，綜合考慮各類監測手段的優缺點，擬采用多光譜槍機與毫米波雷達的融合檢測方案進行開闊路基、橋頭段區域的防護。 多光譜槍機與毫米波雷達的融合檢測方案可以較好地發揮三種傳感技術（熱紅外、可見光、毫米雷達）的優勢，并相互彌補各自的不足。攝像機可以獲取監控場景豐富的視覺信息，有利于發現入侵目標并識別目標類型，但無法準確估計目標的尺寸位置等信息。毫米波雷達可較為精確地檢測監控場景的二維尺寸信息，且其環境適應性較強，通過三種傳感器融合，可以應對霧天、夜晚強光、弱光等各種環境條件，是一種理想的傳感器組合應用，較全面的解決了當下開闊路基場景的防護需求。 三者數據在多層次充分融合后，并通過基于融合數據的智能識別方法，可以實現三類數據的互補提高目標識別的效果。通過將攝像機與毫米波雷達的融合檢測方案，在多個層次實現多源異構數據的深度融合，可以充分發揮三種傳感技術的優勢，提高入侵目標的檢測準確性，實現對人、大型動物的入侵檢測（移動或非移動目標均可）。
雷達數據與攝像機數據
03?設計依據：
GB50198-94 民用閉路監視電視系統工程技術規范 lGB50343-2004 建筑物電子信息系統防雷技術規范 lGB50348-2004 安全防范工程技術規范 lGB50394-2007 入侵報警系統工程設計規范 lGB50395-2007 視頻監控系統工程設計規范 lGB50396-2007 出入口控制系統工程設計規范 lGB10408.1 入侵探測器通用技術條件 lGB12663-2001 防盜報警控制器通用技術條件 lGA/T75-94 安全防范工程程序與要求 lGA/T367-2001 視頻安防監控系統技術要求 lGA/T368-2001 入侵報警系統技術要求 lIEC1000-95 電磁兼容性·EMC。 04?系統部署：
鐵路系統周界防入侵報警系統前端設備毫米波雷達視覺融合終端安裝在鐵路沿線兩側，由于鐵道周界，不同路段需要防護的區域寬度不同，針對這個問題，時變通訊的雷視一體機防護區域分析如下： 單臺有效監測范圍20-220米。 鐵路雙側交錯立桿部署，每臺間距200米。 常規場景可以覆蓋距鐵軌向外10米寬度。 特殊場景可以覆蓋到鐵軌向外20米寬度。 基本不受地勢起伏的影響，低洼的地方盲區會因高度差而有一定變化。 可以繪制多個任意不規則防區，實現不同警戒級別的報警。 軌行區一側，可以覆蓋7-10米。
周界入侵探測雷視一體機防護區域
可以通過平臺系統以二維地圖或三維電子地圖為載體，實現警情呈現，現場處置。視頻可通過NVR存儲，實現按時刻回放，按時段下載。
系統集成拓撲圖
1、可靠穩定 出現誤報和漏報等情況是絕對不允許的。首先在設備選型上要充分考慮。其次，雷達報警探測器的報警方式，可較大的降低誤報率。 另外，要充分考慮個別設備損壞、數據傳輸網絡損壞等特殊情況發生的可能性。對于報警前端的防拆卸報警、防水、抗沖擊等性能均必須有所考慮。 2、立足整體 從數字化的角度進行總體設計，充分考慮與現有的系統進行整合，而不是形成一個單一的系統。 3、兼容擴展 充分利用鐵路系統現有的硬件及網絡設施，而不是重新全部更換一套。 同時，根據鐵路系統業務需要，不同的區域有不同的防護要求，不搞一刀切式的部署與防護，同時也要避免防護不足或過度投資。 另外，隨著鐵路系統信息化建設的逐步深入，系統要具有面向未來的良好伸縮性能，既能滿足當前的需求，又能支持未來不斷增加的人員或設備的追蹤的需求。 05?系統功能：
TXPL200毫米波雷達視覺融合終端能夠對于不低于200米的探測范圍進行微波雷達數字信號分析處理，視覺智能分析識別，雷達和視覺融合分析處理，達到一個高性能以及低誤報特性，降低了如在惡劣天氣，干擾因素，以及環境改變等等引發誤報的可能。終端設備分為五部分：前端毫米波雷達傳感器、遠焦鏡頭、近焦鏡頭、邊緣算力處理器、及報警網絡控制中心模塊。 鐵路系統要能兼容鐵路系統常見的各種安防設備，如周界視頻監控，周界電子圍欄，震動光纖等報警系統。毫米波雷達視覺融合終端能夠通過網絡IP和物理防區接入鐵路系統現有的安防系統，成為系統的一部分，也可以單獨在可視化綜合平臺上管控。
06?核心設備：
2、iRVM2000 安防報警平臺軟件服務器
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