鐵路島式站臺越線報警系統研究

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摘要：針對鐵路客運站站臺距離長、旅客較分散、提示提醒標識單一等情況，在客運工作基礎上結合激光探測和遠程通信等技術手段，設計并實現了一套用于旅客乘降組織的鐵路島式站臺越線報警系統，與傳統的站臺旅客乘降組織相比較，島式站臺越線報警系統具有及時性強、覆蓋面全、警示提醒全等特點。該系統的開發試用，實現了提高旅客乘降安全系數、解決現場作業問題和提高客運工作質量的目的。

關鍵詞：站臺越線報警；客運安全；島式站臺

鐵路客運站站臺旅客乘降工作主要依靠站臺客運人員在現場進行旅客乘降組織，實時觀察旅客是否越線，對越線旅客進行提醒等人為干預手段來完成。但由于旅客人數眾多、站臺距離較長，導致客運人員較難及時發現并提醒越線旅客。同時，旅客也很難及時接收到客運人員發出的越線警告，使得旅客在站臺乘降過程中存在較大的人身安全風險?？瓦\站的旅客乘降安全是鐵路運輸安全的重要一環。鐵路人圍繞如何有效保證旅客乘車安全、提高旅客服務質量、構建智能化車站等問題不斷進行探索。張正普針對站臺非安全區的旅客安全問題，提出了車站站臺非安全區安全監控系統實現方法[1]；劉忠誠結合現代安全管理理念和鐵路客運安全風險提出了鐵路旅客運輸安全風險管理思考[2]；王文淵等人為改善站臺安全線存在的標識不醒目等問題提出了引入主動標識技術來增強站臺安全標線警示性能[3]；滿中樺、劉燦研針對旅客越線行為研發了一種智能站臺越線檢測報警器[4]；陳盛友將檢測和報警功能相結合研發了一套旅客站臺越線智能檢測及語音報警系統[5]；王光明結合自身工作經驗對鐵路旅客站臺安全警戒線進行了研究[6]。譚飛剛、劉建針對站臺異物監測提出了一種基于計算機視覺的地鐵站臺異物檢測算法[7]。本文結合現場客運工作經驗及現代化技術設備研發了一套鐵路島式站臺越線報警系統，將該系統與現場客運人員實際工作結合起來，發揮系統的及時性、安全性、提示提醒全等優勢，充分展現智慧車站的特點，實現減少作業人員、提高工作效率、增強旅客人身安全保障的目的。

1系統設計

鐵路島式站臺越線報警系統是專門針對站臺上旅客經常出現的越過安全警示線這一危險舉動而設計的一套能及時對越線行為作出警示提醒的系統。該系統能及時發現旅客的越線行為并對其進行聲光警示提醒，提高旅客的自我安全保護意識，同時，提示客運工作人員有旅客越過安全線，使其及時發現并提醒越線的旅客，提高了旅客乘降組織工作安全系數，降低了意外人身傷亡事故的發生概率。1.1系統架構。鐵路島式站臺越線報警系統主要分為4個區域：遠端控制區、現場檢測區、分析控制區和聲光警示區，系統架構如圖1所示。1.2系統功能。鐵路島式站臺越線報警系統由激光越線探測、越線信號處理控制、聲光警示和遠程遙控4個功能模塊組成。系統通過每個站臺上的4臺激光越線探測器對島式站臺安全線內側及站臺兩頂端進行實時監測，當監測到目標越過安全線時立即向越線信號控制主機發出越線信息。控制主機收到越線信息后分析數據可靠性，判斷前端是否有誤判，當確有越線情況時，主機分辨是站臺上哪一組探測器報警，根據報警防區啟動相應位置的聲光警示。站臺語音提示器在越線位置反復播報越線信息，同時安裝在安全線上的地埋式閃光燈頻繁閃爍。旅客越線時間越長，閃光燈亮度及閃爍頻率越高，提醒旅客應立即退回安全線內。整個系統可由站臺工作人員使用無線手持設備進行遠程的布防和撤防。

2系統設備及工作流程

2.1系統設備。鐵路島式站臺越線報警系統主要設備包括：激光越線探測器，越線信號控制主機，聲光警示設備，無線遠程手持設備。2.1.1激光越線探測器。激光越線探測器，如圖2所示，以激光測量技術作為探測核心。激光光源受激光腔的濾波效應，其光束細、功率密度高、光線疊加幅度穩定并且在時間和空間上周期一致。激光越線探測器結合飛行時間算法理念實現了對移動物體精確監測。激光脈沖經倍頻、發射、接收、放大、整形、鑒頻等一系列硬件電路處理送入內部邏輯運算單元，使用背景差分濾波法結合軟件程序分析對防護區域移動目標實現高精度不間斷監控，被監控目標區域內若有旅客越過安全警戒線，越線探測器會自動分析、計算出越線位置并向控制主機發出越線信息。2.1.2越線信號控制主機。越線信號控制主機主要具有3部分功能：（1）負責處理來自現場檢測區的激光越線探測器發出的越線信息，收到越線信號后，通過監測系統先判斷越線信號是否準確，剔除由于接收設備電路故障及供電電源故障產生的錯誤報警信號，將準確的越線信息進行輸出；（2）驅動燈光、聲音警示設備；（3）與無線手持設備遠程通信，實現系統遠程的布防和撤防。2.1.3聲光警示設備。聲光警示設備分為聲音警示設備和燈光警示設備，如圖3和圖4所示。警示設備由控制主機進行控制，當出現越線情況時控制主機觸發一直處于待機狀態的聲音提示器播報越線提示語音，語音音量可無級調節，同時主機啟動大功率電壓控制電路，驅動地埋式閃光燈工作。若旅客一直處于越線狀態，越線時間越長，控制主機輸出的電壓越高，地埋式閃光燈內部集成壓控頻電路，隨著電壓升高，其閃爍頻率增強、燈光增亮，警示作用更加明顯。2.1.4無線遠程手持設備無線遠程手持設備，如圖5所示。站臺客運人員可根據現場實際需要，開啟或關閉某一站臺或多個站臺的激光越線探測器，從而實現站臺越線報警系統的靈活性。2.2系統工作流程。（1）站臺客運人員可根據旅客進入站臺的時間，使用手中的無線遠程手持設備啟動激光越線探測系統，使激光越線探測器進入實時探測狀態。（2）激光越線探測器間斷發出高頻脈沖激光束，當任意位置有人或物體越過安全警示線時，立即輸出越線信息給越線信號控制主機。（3）越線信號控制主機接收到前端越線信號后，驗證越線報警信息，若準確，則按照報警位置啟動相應站臺語音報警系統播放越線提醒語音，同時，啟動安裝在站臺安全線上的地埋式閃光燈同時進行閃爍提醒。通過聲光及時提醒越線旅客已經越線，并催促其進入安全區域。（4）站臺客運人員聽到或看到越線報警信號后可以進一步人為勸阻、制止越線旅客使其退到安全區域內，為旅客人身安全和列車正常運行提供了保障。（5）當列車按規定到達站臺停穩后，站臺客運人員操作遠程無線手持設備控制按鈕，暫時關閉相應站臺的激光越線探測器，因此旅客在乘降列車的過程中不會進行探測和報警。（6）當旅客乘降完畢，列車車門關閉后，站臺客運人員可根據現場需要再次開啟站臺激光越線探測器，目的是確保列車啟動時，安全線以外及站臺兩端沒有滯留的旅客、行李等，防止發生意外傷害。（7）列車駛離站臺后，站臺客運人員可視工作需要通過遠程無線手持設備關閉站臺越線報警系統。

3結束語

本文設計的島式站臺越線報警系統是從鐵路客運站旅客乘降組織工作現狀出發，結合激光探測和遠程通信等現代化技術和先進的管理理念，設計開發的一種輔助鐵路客運站客運工作的系統，具有及時性強、安全性高、提示提醒全等特點。該系統已經在中國鐵路沈陽局集團有限公司丹東站進行試用，有效彌補了傳統旅客乘降組織工作中存在的弊端，真正實現了監控全覆蓋、越線即制止、標識提醒全的目標，達到了良好的應用效果。該系統不僅充分展現了智慧鐵路現代化、智能化、科技化的特點，并且較好地實現了減少作業人員、提高客運工作效率、增強旅客人身安全保障的目的。

作者:劉騏瑋 單位:中國鐵道科學研究院