張秋亮，楊國(guó)元

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計(jì)算技術(shù)研究所，北京 100081）

目前，我國(guó)軌道交通安全防護(hù)技術(shù)水平尚不能滿足鐵路高速發(fā)展的需要，在站臺(tái)有列車到達(dá)和出發(fā)時(shí)，仍然是依靠客運(yùn)人員現(xiàn)場(chǎng)防護(hù)和盯控的模式實(shí)現(xiàn)站臺(tái)端部的安全管控。同時(shí)，站臺(tái)端部還會(huì)有車站工作人員和作業(yè)車輛的頻繁出入，單一的非智能化報(bào)警設(shè)備，極易引起誤報(bào)，導(dǎo)致判斷不準(zhǔn)確，引起管理困難。隨著鐵路行業(yè)的快速發(fā)展，車站到發(fā)列車數(shù)量和旅客人數(shù)明顯增加，在多個(gè)站臺(tái)有旅客同時(shí)到發(fā)的情況已非常普遍，依靠人盯人的傳統(tǒng)防控模式，已無(wú)法實(shí)現(xiàn)人員的高效利用和站臺(tái)端部的安全管理，極易造成非正常入侵站臺(tái)邊界、或者越界進(jìn)入站區(qū)線路的危險(xiǎn)情況。

國(guó)內(nèi)針對(duì)車站站臺(tái)越界報(bào)警的研究起步較晚，目前，有關(guān)站臺(tái)越界報(bào)警的研究很少，文獻(xiàn)[1]從視頻監(jiān)控角度對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)跟蹤，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了聲光報(bào)警功能，將無(wú)線通信技術(shù)應(yīng)用于智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中。文獻(xiàn)[2] 通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)非法入侵的監(jiān)控報(bào)警。本文針對(duì)站臺(tái)兩端出入管理難題，以加強(qiáng)站臺(tái)端部作業(yè)防控，杜絕旅客從站臺(tái)端部進(jìn)入?yún)^(qū)間為需求，研究開發(fā)了站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)，滿足了站臺(tái)端口無(wú)盲區(qū)封控和智能化管理要求，提升了車站安全管理水平。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)通過(guò)采用地面雷達(dá)監(jiān)測(cè)[3]、攝像取證、聲光電主動(dòng)告警，電子門禁和智能化監(jiān)控和出入管理系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了車站站臺(tái)端口的智能化管理監(jiān)控，對(duì)靠近站臺(tái)端口人員及時(shí)告警勸離、對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行警告取證，對(duì)工作人員出入進(jìn)行規(guī)范化的管理、登記，達(dá)到對(duì)站臺(tái)端口無(wú)盲區(qū)封控和智能化管理要求，提升車站安全管理水平。

1.1 設(shè)計(jì)思路

結(jié)合站臺(tái)端口進(jìn)出管道通道的具體情況，重新梳理了傳統(tǒng)人工監(jiān)測(cè)模式下的業(yè)務(wù)流程，根據(jù)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)應(yīng)用的具體需求，通過(guò)業(yè)務(wù)流程再造，提出了更加精細(xì)化、規(guī)范化的站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)。

采用一體化設(shè)計(jì)，升級(jí)現(xiàn)有站臺(tái)端口進(jìn)出管理通道，為其加裝端口封控雷達(dá)[4]、夜視攝像和門禁設(shè)備等一體化管理系統(tǒng)，提高站臺(tái)端口安全管理水平。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)安全可靠，易于維護(hù)，設(shè)備安裝不影響現(xiàn)有站臺(tái)外觀，不影響旅客乘車及行車安全，充分依托現(xiàn)有設(shè)施，減少不必要的施工。

采用3層架構(gòu)[5-6]：站臺(tái)級(jí)設(shè)備管控終端、智慧平臺(tái)服務(wù)器虛擬機(jī)、用戶終端。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)應(yīng)用架構(gòu)與智慧車站整體規(guī)劃的應(yīng)用架構(gòu)一致，一個(gè)車站部署一套軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)屬于智慧車站平臺(tái)軟件的一個(gè)子系統(tǒng)?？蓪?shí)現(xiàn)對(duì)站臺(tái)進(jìn)出端口的無(wú)死角覆蓋探測(cè)和出入門禁一體化管理，能夠?qū)`規(guī)出入人員進(jìn)行告警、勸阻、報(bào)警和證據(jù)采集，對(duì)出入站臺(tái)工作人員和車輛監(jiān)控、識(shí)別、登記和安全提示，并在后臺(tái)集中形成管理日志，便于統(tǒng)一管理，從根本上提升車站站臺(tái)智能化管控和安全水平。

1.2 總體架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

1.3 主要功能

系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖

（1）車站端部端口侵入告警模塊，對(duì)站臺(tái)兩端出入口內(nèi)外5 m區(qū)域進(jìn)行無(wú)縫覆蓋探測(cè)，根據(jù)站臺(tái)雷達(dá)探測(cè)設(shè)備上報(bào)的告警信息，在系統(tǒng)平臺(tái)上發(fā)出告警提示信息，并完成多種告警聯(lián)動(dòng)，如聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控模塊，做視頻抓拍、視頻錄像、云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)；聯(lián)動(dòng)電子門禁系統(tǒng)關(guān)閉閘門；聯(lián)動(dòng)電話、短信通知等操作。并可以向用戶終端界面推送報(bào)警提示，觸發(fā)工作人員做相關(guān)應(yīng)急處理。

（2）車站端部端口出入人員統(tǒng)計(jì)模塊，對(duì)站臺(tái)兩端出入人員進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)測(cè)與識(shí)別，對(duì)于可識(shí)別人員，監(jiān)控軟件能夠顯示并記錄出入人員信息及出入時(shí)間信息，便于管理。系統(tǒng)管理員可以查看人員出入記錄，并作統(tǒng)計(jì)報(bào)表記錄，對(duì)于未識(shí)別人員進(jìn)行報(bào)警處理。

（3）車站端部端口出入車輛統(tǒng)計(jì)模塊，對(duì)站臺(tái)兩端出入車輛進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)測(cè)與識(shí)別，對(duì)于可識(shí)別車輛，監(jiān)控軟件能夠顯示并記錄出入車輛身份信息和出入時(shí)間信息，便于管理。系統(tǒng)管理員可以查看人員出入記錄，并作統(tǒng)計(jì)報(bào)表記錄。對(duì)于未識(shí)別車輛，進(jìn)行報(bào)警處理。

（4）車站端部端口視頻監(jiān)控模塊，通過(guò)終端調(diào)用站臺(tái)兩端的視頻實(shí)時(shí)信息及歷史視頻信息，完成云平臺(tái)控制等視頻監(jiān)控功能，同時(shí)，可以通過(guò)與入侵告警模塊的聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)控制、視頻信息收集回傳等，用于現(xiàn)場(chǎng)取證。

（5）車站端部端口電子門禁控制模塊，可以通過(guò)終端控制電子門禁系統(tǒng)的開關(guān)，與入侵告警模塊的聯(lián)動(dòng)功能，實(shí)現(xiàn)入侵自動(dòng)關(guān)閉門禁系統(tǒng)的功能，用于自動(dòng)攔截。

2 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)

該系統(tǒng)采用微波雷達(dá)探測(cè)技術(shù)[7]探測(cè)靠近站臺(tái)兩端的人員和車輛，當(dāng)識(shí)別出非正常接近行為時(shí)，發(fā)出聲光信號(hào)，警示其不要通過(guò)，如果非法出入，則向遠(yuǎn)程控制中心發(fā)出警報(bào)信息，并調(diào)用視頻攝像頭拍攝違規(guī)行為。

核心的微波雷達(dá)探測(cè)設(shè)備采用多普勒雷達(dá)探測(cè)[8]體制，通過(guò)專門設(shè)計(jì)的微波雷達(dá)天線主動(dòng)向預(yù)定的探測(cè)區(qū)域發(fā)射不影響人體健康的微量雷達(dá)波，并不斷地檢測(cè)回波信號(hào)，當(dāng)探測(cè)區(qū)域內(nèi)闖入人員和車輛等移動(dòng)物體時(shí)，檢測(cè)到的回波信號(hào)頻率就發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)變化的回波頻率，就可以把闖入的人員和車輛等物體和周圍的靜態(tài)物體回波區(qū)分開[9]，從而判斷出有人員和車輛等活動(dòng)的物體接近了站臺(tái)出入口。同時(shí)，分別采用5 m探測(cè)距離的雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)接近人員或車輛的告警，1 m探測(cè)距離的雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)違規(guī)即將通過(guò)出入口的人員和車輛的報(bào)警操作，通過(guò)射頻身份識(shí)別卡來(lái)識(shí)別工作人員和車輛，方便其自由出入，通過(guò)遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)其開關(guān)機(jī)和報(bào)警開關(guān)操作，方便出入口管理，將微波雷達(dá)探測(cè)信號(hào)與視頻攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)[10]，自動(dòng)控制攝像機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)視頻信息，用于遠(yuǎn)程監(jiān)控和取證，服務(wù)于秩序維護(hù)和執(zhí)法調(diào)度。

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）站臺(tái)端口管控設(shè)備裝置模型。如圖3所示，每套站臺(tái)端口出入管控設(shè)備包括1組探測(cè)雷達(dá)（每部雷達(dá)覆蓋1～2 m距離，數(shù)量根據(jù)端口寬度而定），1部管控通信設(shè)備，1部用于現(xiàn)場(chǎng)指控的遙控器，1部夜視攝像球機(jī)、可選配電磁門鎖或車輛閘機(jī)，或用于控制已有設(shè)備工作。其中，管控通信設(shè)備內(nèi)設(shè)語(yǔ)音播報(bào)喇叭，用于越界語(yǔ)音提示，探測(cè)雷達(dá)采用地面嵌入式設(shè)計(jì)及防滑鋼化玻璃面板，內(nèi)設(shè)LED白色閃光燈，用于越界閃光提示。

圖3 站臺(tái)端口出入管控設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

（2）實(shí)現(xiàn)7×24 h自動(dòng)檢測(cè)功能。系統(tǒng)可對(duì)站臺(tái)兩端出入口內(nèi)外5 m區(qū)域進(jìn)行無(wú)縫覆蓋探測(cè)，對(duì)站臺(tái)兩端出入人員或車輛進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)測(cè)與識(shí)別，達(dá)到有效管理，對(duì)違規(guī)闖入人員或者車輛進(jìn)行勸阻、警告、及視頻抓拍聯(lián)動(dòng)等操作，最大限度的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測(cè)任務(wù)。對(duì)于車站兩端安全防護(hù)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理起到了重要的支撐和推動(dòng)作用。

（3）一體化管理服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)的應(yīng)用架構(gòu)與智慧車站總體規(guī)劃的應(yīng)用架構(gòu)是一致的，它屬于智慧車站平臺(tái)軟件的子系統(tǒng)。綜合利用智慧車站總體規(guī)劃，采用B/S架構(gòu)的模式部署在鐵路綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)上，服務(wù)器、PC終端等硬件設(shè)備共享智慧車站平臺(tái)的硬件設(shè)備。該子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在智慧車站平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可以實(shí)現(xiàn)與報(bào)警數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)，為用戶提供站臺(tái)報(bào)警情況圖形化顯示界面。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)已在青島站、青島北站實(shí)施，系統(tǒng)運(yùn)行正常，可對(duì)站臺(tái)兩端出入口內(nèi)外5 m區(qū)域進(jìn)行無(wú)縫覆蓋探測(cè)，最大限度的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)檢測(cè)任務(wù)。對(duì)于車站兩端安全防護(hù)和生產(chǎn)業(yè)務(wù)管理起到了重要的支撐和推動(dòng)作用，達(dá)到了預(yù)期的應(yīng)用效果。

青島站為膠濟(jì)客運(yùn)專線的終點(diǎn)站，共計(jì)10個(gè)站臺(tái)，只有列車出入一側(cè)的站臺(tái)端口（北端）需要監(jiān)控防護(hù)。青島站站臺(tái)端口出入管控設(shè)備安裝方案如圖4所示，在每個(gè)站臺(tái)北端口柵欄內(nèi)側(cè)安裝一套端口管控終端設(shè)備，包括1部管控通信設(shè)備，1部用于現(xiàn)場(chǎng)指控的遙控器，1部夜視攝像球機(jī)、1部電磁門鎖（選配），1組地面嵌入式安裝的雷達(dá)探測(cè)設(shè)備。其中，根據(jù)各站臺(tái)端口寬度，1站臺(tái)安裝10部雷達(dá)，2～3站臺(tái)安裝4部雷達(dá)，4～5站臺(tái)安裝7部雷達(dá)，6～7站臺(tái)安裝7部雷達(dá)，8～9站臺(tái)安裝7部雷達(dá)，10站臺(tái)安裝4部雷達(dá)。

圖4 青島站站臺(tái)端口出入管控設(shè)備實(shí)施方案示意圖

（1）實(shí)現(xiàn)了7×24 h不間斷的監(jiān)測(cè)管理。

（2）實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)控的自動(dòng)記錄。當(dāng)站臺(tái)端部有非法人員進(jìn)出時(shí)，可在綜控室實(shí)現(xiàn)全部站臺(tái)端部的越界視頻盯控。

（3）實(shí)現(xiàn)了智能動(dòng)態(tài)報(bào)警機(jī)制。對(duì)非法越界人員實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)報(bào)警警示，提示不允許跨越，避免人員錯(cuò)誤進(jìn)入站臺(tái)外側(cè)的安全隱患。

（4）實(shí)現(xiàn)了對(duì)車站工作人員在該區(qū)域作業(yè)的跟蹤管理。對(duì)于在站臺(tái)端部進(jìn)行作業(yè)的人員，記錄跟蹤設(shè)備會(huì)自動(dòng)進(jìn)行預(yù)判和安全管控，從而保證了站臺(tái)端部作業(yè)安全可靠的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了智能化的檢測(cè)運(yùn)用。

車站站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，隨著系統(tǒng)各功能模塊的不斷完善和發(fā)展，還可根據(jù)業(yè)務(wù)需要及技術(shù)發(fā)展增加其他業(yè)務(wù)模塊，促進(jìn)鐵路客運(yùn)管理向更高層次邁進(jìn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于微波雷達(dá)技術(shù)的站臺(tái)兩端監(jiān)測(cè)告警系統(tǒng)，無(wú)盲區(qū)封控技術(shù)和智能化管理技術(shù)相結(jié)合，有效降低人力成本、提升車站安全管理水平及智能化水平，解決站臺(tái)兩端出入管理的難題。使用地面雷達(dá)監(jiān)測(cè)、攝像取證、聲光電主動(dòng)告警，電子門禁、智能化監(jiān)控和出入管理系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車站站臺(tái)端口的智能化管理監(jiān)控，對(duì)靠近站臺(tái)端口人員實(shí)時(shí)告警勸離，對(duì)違規(guī)進(jìn)出行為進(jìn)行警告取證，對(duì)電子門禁實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)控制，達(dá)到對(duì)站臺(tái)端口無(wú)盲區(qū)封控和智能化管理要求，提升了車站的安全管理水平。