鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)研究

時(shí)間:2022-11-27 08:49:05

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鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)研究

摘要:針對(duì)鐵路客運(yùn)站站臺(tái)距離長、旅客較分散、提示提醒標(biāo)識(shí)單一等情況,在客運(yùn)工作基礎(chǔ)上結(jié)合激光探測和遠(yuǎn)程通信等技術(shù)手段,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套用于旅客乘降組織的鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng),與傳統(tǒng)的站臺(tái)旅客乘降組織相比較,島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)具有及時(shí)性強(qiáng)、覆蓋面全、警示提醒全等特點(diǎn)。該系統(tǒng)的開發(fā)試用,實(shí)現(xiàn)了提高旅客乘降安全系數(shù)、解決現(xiàn)場作業(yè)問題和提高客運(yùn)工作質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞:站臺(tái)越線報(bào)警;客運(yùn)安全;島式站臺(tái)

鐵路客運(yùn)站站臺(tái)旅客乘降工作主要依靠站臺(tái)客運(yùn)人員在現(xiàn)場進(jìn)行旅客乘降組織,實(shí)時(shí)觀察旅客是否越線,對(duì)越線旅客進(jìn)行提醒等人為干預(yù)手段來完成。但由于旅客人數(shù)眾多、站臺(tái)距離較長,導(dǎo)致客運(yùn)人員較難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提醒越線旅客。同時(shí),旅客也很難及時(shí)接收到客運(yùn)人員發(fā)出的越線警告,使得旅客在站臺(tái)乘降過程中存在較大的人身安全風(fēng)險(xiǎn)。客運(yùn)站的旅客乘降安全是鐵路運(yùn)輸安全的重要一環(huán)。鐵路人圍繞如何有效保證旅客乘車安全、提高旅客服務(wù)質(zhì)量、構(gòu)建智能化車站等問題不斷進(jìn)行探索。張正普針對(duì)站臺(tái)非安全區(qū)的旅客安全問題,提出了車站站臺(tái)非安全區(qū)安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法[1];劉忠誠結(jié)合現(xiàn)代安全管理理念和鐵路客運(yùn)安全風(fēng)險(xiǎn)提出了鐵路旅客運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)管理思考[2];王文淵等人為改善站臺(tái)安全線存在的標(biāo)識(shí)不醒目等問題提出了引入主動(dòng)標(biāo)識(shí)技術(shù)來增強(qiáng)站臺(tái)安全標(biāo)線警示性能[3];滿中樺、劉燦研針對(duì)旅客越線行為研發(fā)了一種智能站臺(tái)越線檢測報(bào)警器[4];陳盛友將檢測和報(bào)警功能相結(jié)合研發(fā)了一套旅客站臺(tái)越線智能檢測及語音報(bào)警系統(tǒng)[5];王光明結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)鐵路旅客站臺(tái)安全警戒線進(jìn)行了研究[6]。譚飛剛、劉建針對(duì)站臺(tái)異物監(jiān)測提出了一種基于計(jì)算機(jī)視覺的地鐵站臺(tái)異物檢測算法[7]。本文結(jié)合現(xiàn)場客運(yùn)工作經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)代化技術(shù)設(shè)備研發(fā)了一套鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng),將該系統(tǒng)與現(xiàn)場客運(yùn)人員實(shí)際工作結(jié)合起來,發(fā)揮系統(tǒng)的及時(shí)性、安全性、提示提醒全等優(yōu)勢(shì),充分展現(xiàn)智慧車站的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)減少作業(yè)人員、提高工作效率、增強(qiáng)旅客人身安全保障的目的。

1系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)是專門針對(duì)站臺(tái)上旅客經(jīng)常出現(xiàn)的越過安全警示線這一危險(xiǎn)舉動(dòng)而設(shè)計(jì)的一套能及時(shí)對(duì)越線行為作出警示提醒的系統(tǒng)。該系統(tǒng)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)旅客的越線行為并對(duì)其進(jìn)行聲光警示提醒,提高旅客的自我安全保護(hù)意識(shí),同時(shí),提示客運(yùn)工作人員有旅客越過安全線,使其及時(shí)發(fā)現(xiàn)并提醒越線的旅客,提高了旅客乘降組織工作安全系數(shù),降低了意外人身傷亡事故的發(fā)生概率。1.1系統(tǒng)架構(gòu)。鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)主要分為4個(gè)區(qū)域:遠(yuǎn)端控制區(qū)、現(xiàn)場檢測區(qū)、分析控制區(qū)和聲光警示區(qū),系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。1.2系統(tǒng)功能。鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)由激光越線探測、越線信號(hào)處理控制、聲光警示和遠(yuǎn)程遙控4個(gè)功能模塊組成。系統(tǒng)通過每個(gè)站臺(tái)上的4臺(tái)激光越線探測器對(duì)島式站臺(tái)安全線內(nèi)側(cè)及站臺(tái)兩頂端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,當(dāng)監(jiān)測到目標(biāo)越過安全線時(shí)立即向越線信號(hào)控制主機(jī)發(fā)出越線信息。控制主機(jī)收到越線信息后分析數(shù)據(jù)可靠性,判斷前端是否有誤判,當(dāng)確有越線情況時(shí),主機(jī)分辨是站臺(tái)上哪一組探測器報(bào)警,根據(jù)報(bào)警防區(qū)啟動(dòng)相應(yīng)位置的聲光警示。站臺(tái)語音提示器在越線位置反復(fù)播報(bào)越線信息,同時(shí)安裝在安全線上的地埋式閃光燈頻繁閃爍。旅客越線時(shí)間越長,閃光燈亮度及閃爍頻率越高,提醒旅客應(yīng)立即退回安全線內(nèi)。整個(gè)系統(tǒng)可由站臺(tái)工作人員使用無線手持設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程的布防和撤防。

2系統(tǒng)設(shè)備及工作流程

2.1系統(tǒng)設(shè)備。鐵路島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)主要設(shè)備包括:激光越線探測器,越線信號(hào)控制主機(jī),聲光警示設(shè)備,無線遠(yuǎn)程手持設(shè)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(shù)作為探測核心。激光光源受激光腔的濾波效應(yīng),其光束細(xì)、功率密度高、光線疊加幅度穩(wěn)定并且在時(shí)間和空間上周期一致。激光越線探測器結(jié)合飛行時(shí)間算法理念實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)物體精確監(jiān)測。激光脈沖經(jīng)倍頻、發(fā)射、接收、放大、整形、鑒頻等一系列硬件電路處理送入內(nèi)部邏輯運(yùn)算單元,使用背景差分濾波法結(jié)合軟件程序分析對(duì)防護(hù)區(qū)域移動(dòng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)高精度不間斷監(jiān)控,被監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域內(nèi)若有旅客越過安全警戒線,越線探測器會(huì)自動(dòng)分析、計(jì)算出越線位置并向控制主機(jī)發(fā)出越線信息。2.1.2越線信號(hào)控制主機(jī)。越線信號(hào)控制主機(jī)主要具有3部分功能:(1)負(fù)責(zé)處理來自現(xiàn)場檢測區(qū)的激光越線探測器發(fā)出的越線信息,收到越線信號(hào)后,通過監(jiān)測系統(tǒng)先判斷越線信號(hào)是否準(zhǔn)確,剔除由于接收設(shè)備電路故障及供電電源故障產(chǎn)生的錯(cuò)誤報(bào)警信號(hào),將準(zhǔn)確的越線信息進(jìn)行輸出;(2)驅(qū)動(dòng)燈光、聲音警示設(shè)備;(3)與無線手持設(shè)備遠(yuǎn)程通信,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)遠(yuǎn)程的布防和撤防。2.1.3聲光警示設(shè)備。聲光警示設(shè)備分為聲音警示設(shè)備和燈光警示設(shè)備,如圖3和圖4所示。警示設(shè)備由控制主機(jī)進(jìn)行控制,當(dāng)出現(xiàn)越線情況時(shí)控制主機(jī)觸發(fā)一直處于待機(jī)狀態(tài)的聲音提示器播報(bào)越線提示語音,語音音量可無級(jí)調(diào)節(jié),同時(shí)主機(jī)啟動(dòng)大功率電壓控制電路,驅(qū)動(dòng)地埋式閃光燈工作。若旅客一直處于越線狀態(tài),越線時(shí)間越長,控制主機(jī)輸出的電壓越高,地埋式閃光燈內(nèi)部集成壓控頻電路,隨著電壓升高,其閃爍頻率增強(qiáng)、燈光增亮,警示作用更加明顯。2.1.4無線遠(yuǎn)程手持設(shè)備無線遠(yuǎn)程手持設(shè)備,如圖5所示。站臺(tái)客運(yùn)人員可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要,開啟或關(guān)閉某一站臺(tái)或多個(gè)站臺(tái)的激光越線探測器,從而實(shí)現(xiàn)站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)的靈活性。2.2系統(tǒng)工作流程。(1)站臺(tái)客運(yùn)人員可根據(jù)旅客進(jìn)入站臺(tái)的時(shí)間,使用手中的無線遠(yuǎn)程手持設(shè)備啟動(dòng)激光越線探測系統(tǒng),使激光越線探測器進(jìn)入實(shí)時(shí)探測狀態(tài)。(2)激光越線探測器間斷發(fā)出高頻脈沖激光束,當(dāng)任意位置有人或物體越過安全警示線時(shí),立即輸出越線信息給越線信號(hào)控制主機(jī)。(3)越線信號(hào)控制主機(jī)接收到前端越線信號(hào)后,驗(yàn)證越線報(bào)警信息,若準(zhǔn)確,則按照?qǐng)?bào)警位置啟動(dòng)相應(yīng)站臺(tái)語音報(bào)警系統(tǒng)播放越線提醒語音,同時(shí),啟動(dòng)安裝在站臺(tái)安全線上的地埋式閃光燈同時(shí)進(jìn)行閃爍提醒。通過聲光及時(shí)提醒越線旅客已經(jīng)越線,并催促其進(jìn)入安全區(qū)域。(4)站臺(tái)客運(yùn)人員聽到或看到越線報(bào)警信號(hào)后可以進(jìn)一步人為勸阻、制止越線旅客使其退到安全區(qū)域內(nèi),為旅客人身安全和列車正常運(yùn)行提供了保障。(5)當(dāng)列車按規(guī)定到達(dá)站臺(tái)停穩(wěn)后,站臺(tái)客運(yùn)人員操作遠(yuǎn)程無線手持設(shè)備控制按鈕,暫時(shí)關(guān)閉相應(yīng)站臺(tái)的激光越線探測器,因此旅客在乘降列車的過程中不會(huì)進(jìn)行探測和報(bào)警。(6)當(dāng)旅客乘降完畢,列車車門關(guān)閉后,站臺(tái)客運(yùn)人員可根據(jù)現(xiàn)場需要再次開啟站臺(tái)激光越線探測器,目的是確保列車啟動(dòng)時(shí),安全線以外及站臺(tái)兩端沒有滯留的旅客、行李等,防止發(fā)生意外傷害。(7)列車駛離站臺(tái)后,站臺(tái)客運(yùn)人員可視工作需要通過遠(yuǎn)程無線手持設(shè)備關(guān)閉站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)。

3結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的島式站臺(tái)越線報(bào)警系統(tǒng)是從鐵路客運(yùn)站旅客乘降組織工作現(xiàn)狀出發(fā),結(jié)合激光探測和遠(yuǎn)程通信等現(xiàn)代化技術(shù)和先進(jìn)的管理理念,設(shè)計(jì)開發(fā)的一種輔助鐵路客運(yùn)站客運(yùn)工作的系統(tǒng),具有及時(shí)性強(qiáng)、安全性高、提示提醒全等特點(diǎn)。該系統(tǒng)已經(jīng)在中國鐵路沈陽局集團(tuán)有限公司丹東站進(jìn)行試用,有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)旅客乘降組織工作中存在的弊端,真正實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控全覆蓋、越線即制止、標(biāo)識(shí)提醒全的目標(biāo),達(dá)到了良好的應(yīng)用效果。該系統(tǒng)不僅充分展現(xiàn)了智慧鐵路現(xiàn)代化、智能化、科技化的特點(diǎn),并且較好地實(shí)現(xiàn)了減少作業(yè)人員、提高客運(yùn)工作效率、增強(qiáng)旅客人身安全保障的目的。

作者:劉騏瑋 單位:中國鐵道科學(xué)研究院