一种高速铁路周界入侵报警系统的制作方法

本实用新型涉及高速铁路安全监控领域，特别涉及一种高速铁路周界入侵报警系统。

背景技术：

随着我国高速铁路运营里程不断增加，高速铁路沿线及相关重点区域的周界防护成为亟待解决的问题。高速铁路沿线环境复杂、周界范围长，自然灾害因素或人为恶意破坏铁路周界护栏、非法进入铁路防护范围、在轨道上放置异物等危险行为，都会给高速铁路运营造成严重安全隐患。目前，我国对于高速铁路周界的防护基本依赖于物理护栏隔离和人力巡逻，安防等级较低。

现有的周界入侵报警系统主要应用于机场、油田、小区等小范围场景及铁路部分区域的周界防护，尚未形成适用于高铁全线的系统组网方式和项目实施案例。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种高速铁路周界入侵报警系统，可以在路局范围内通过统一的平台对高速铁路沿线多个不同类型的周界入侵监测设备进行同步、集中管理，通过软件算法对不同监测设备采集的数据进行实时比对和验证，得到最终的报警信息，从而实现高铁全线稳定、可靠的周界入侵监测和报警。

本实用新型的具体技术方案如下：

一种高速铁路周界入侵报警系统，包括路局监测平台、脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备；

所述路局监测平台通过信息交互接口与脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备、视频监控设备以及路外系统、相邻路局监测平台相连接；路局监测平台实时获取脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备的监测信息，并将所述监测信息通过平台软件界面2D/3D地图进行显示；所述视频监控设备与脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备和光波对射监测设备实现联动报警。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，所述监测信息包括所述脉冲电子围栏监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述振动光纤监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述光波对射监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述视频监控设备采集的周界监测信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，所述周界入侵信息包括线路名称、线路编码、设备名称、设备编码、防区ID、现场设备类型、报警时间、报警类型、报警受理时间、报警处理状态、报警有效性、报警处理完成时间、报警处理人和报警备注。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，所述脉冲电子围栏监测设备包括脉冲电子围栏前端探测设备和监控中心设备；所述振动光纤监测设备包括振动光纤前端探测设备和监控中心设备；所述光波对射监测设备包括光波对射前端探测设备和监控中心设备；所述视频监控设备包括前端摄像单元和监控中心设备；监控中心设备将脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备采集的周界入侵报警信息进行预处理并传输到路局监测平台。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，所述脉冲电子围栏前端探测设备包括载有5000-10000V高压脉冲电的多股合金线。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，光波对射前端探测设备包括光波发射器、光波接收器和数据处理单元。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，信息交互接口为标准化的网络物理接口和/或网络虚拟接口。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，路局监测平台包括：网络交换机、数据库服务器、应用服务器、接口服务器、维护管理服务器、防病毒服务器、短信服务器、NTP服务器中的一种或多种。

上述高速铁路周界入侵报警系统中，路外系统包括综合视频监控系统、铁路自然灾害与异物侵限监测系统、铁路时间同步系统以及GSM-R系统的一种或多种。

本实用新型的有益技术效果为：

1、本实用新型通过对人为或自然因素引起的高速铁路周界入侵、破坏等行为进行实时有效的监测和报警，并通过路局监测平台信息交互接口与路内、路外相关系统进行互联互通，实现路局级、大范围的铁路全线周界入侵监测信息的集中管理和报警处置。

2、本实用新型的报警系统可为铁路调度指挥及维护管理部门提供可靠的周界监测和入侵报警信息，当发生人为破坏、翻越铁路护栏、在铁轨放置影响行车的异物等周界入侵行为或因泥石流等自然灾害导致铁路沿线物理护栏被损坏，系统能及时生成报警信息通知安防值班人员，并且提供准确的报警位置和现场实时画面，以便相关部门第一时间确认险情并组织人员到达现场进行处置。系统具有可靠性及环境适应性强、误报率低、防护范围广等特点。

3、本实用新型将脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备在同一防区复合布防，互为验证报警，同时视频监控设备通过线缆将前端摄像单元与所述脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备和光波对射监测设备的主机或控制器相连接实现联动报警，且报警信息的解除必须经过具有系统操作权限的路局监测平台值班员和报警现场值班员两级确认方可生效，大大提高了报警的准确性和可靠性。

附图说明

图1为本实用新型高速铁路周界入侵报警系统的组成示意图。

图2为本实用新型周界入侵报警系统前端设备布局场景示意图。

图3为本实用新型脉冲电子围栏监测设备工作原理示意图。

图4为本实用新型振动光纤监测设备工作原理示意图。

图5为本实用新型光波对射监测设备工作原理示意图。

图中：1—铁路轨道；2—铁路周界围墙；3—禁止入内区域；4—振动光纤防区；5—脉冲电子围栏防区；6—光波对射防区；7—联动视频监控防区。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型的高速铁路周界入侵报警系统，包括路局监测平台、脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备；路局监测平台通过信息交互接口与脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备、视频监控设备以及路外系统、相邻路局监测平台相连接；路局监测平台实时获取脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备的监测信息，并将所述监测信息通过平台软件界面2D/3D地图进行显示；所述视频监控设备与脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备和光波对射监测设备实现联动报警。

其中所述脉冲电子围栏监测设备包括脉冲电子围栏前端探测设备和监控中心设备；振动光纤监测设备包括振动光纤前端探测设备和监控中心设备；光波对射监测设备包括光波对射前端探测设备和监控中心设备；视频监控设备包括前端摄像单元和监控中心设备；监控中心设备将脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备采集的周界入侵报警信息进行预处理并传输到路局监测平台。

其中信息交互接口可包括：路局监测平台接口、脉冲电子围栏监测设备接口、振动光纤监测设备接口、光波对射监测设备接口、视频监控设备接口、综合视频监控系统接口、铁路自然灾害与异物侵限监测系统接口、铁路时间同步系统接口、相邻铁路局数据交换接口以及GSM-R系统接口等，所述各类接口均为标准化接口。

所述路局监测平台实时获取周界入侵监测信息并将所述监测信息进行显示；其中，所述监测信息包括：所述脉冲电子围栏监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述振动光纤监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述光波对射监测设备采集的周界入侵信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息；所述视频监控设备采集的周界监测信息、设备状态信息、电量信息、通信网络信息。

具体地，路局监测平台硬件部分主要由数据处理设备、数据存储设备、终端设备、网络设备及时间同步设备组成。其中，数据处理设备包括数据库服务器、应用服务器、接口服务器、维护管理服务器、短信服务器中的至少一种，用于对监测设备传输的数据进行处理并发送；数据存储设备主要包括多个磁盘阵列，用于接收并存储数据处理设备发送的数据；终端设备主要包括多台计算机及周边关联设备，用于显示各类监测信息；网络设备主要包括网络交换机、防病毒服务器、网闸、防火墙等；时间同步设备包括NTP服务器、铁路时间同步设备/接口的至少一种。

如图2所示，在铁路轨道1中设立了禁止入内区域3，在铁路轨道1的两侧分别设置了铁路周界围墙2，以及相对应的脉冲电子围栏防区5和振动光纤防区4，在铁路轨道1中设立了禁止入内区域3，其开口对应安装有光波对射防区6，从而对故意或误入铁路禁区的行为进行监控。此外铁路沿线设置了若干数量视频监控设备，形成联动视频监控防区7，下面进行详细描述各个设备的工作原理。

图2中根据铁路周界的地形、环境等特点，可相应地布设不同的前端探测设备，比如：铁路站台警戒线处可布设光波对射探测设备，既不影响乘客上下车，又可以在候车期间对站台起到管控作用；铁路站场附近围墙可布设脉冲电子围栏探测设备，能够对逃票、非法翻越围墙进出站的行为进行阻挡和监控；振动光纤探测设备安装简易、安装位置隐蔽、成本低，可布设于铁路沿线长距离无人值守的区域；上述每个防区都设置有若干数量的摄像单元，所述摄像单元也可与铁路综合视频监控系统或其它系统的摄像机共用，从而使每个防区都处于视频监控范围之内，每个防区的摄像单元通过前端设备连线或后端软件程序处理的方式与对应防区的报警主机进行联动。当任一布防状态下的防区检测到周界入侵行为时，前端探测设备立即会触发现场声光报警器，对入侵者形成心理威慑和警示，同时，值班员可通过平台软件直观地看到具体的入侵报警信息及报警现场的实时视频监控画面，从而实现报警信息的自动和人工复合确认，有利于增强系统的可靠性。

如图3所示，所述脉冲电子围栏监测设备包括脉冲电子围栏前端探测设备和监控中心设备。其中，脉冲电子围栏前端探测设备可包括脉冲主机、供电单元、接地单元、防雷单元、声光报警器、高压导线、多股合金线、终端杆和承力杆等。脉冲电子围栏前端探测设备可通过专用紧固件安装于铁路沿线的物理周界上，包括高铁沿线护栏和各类墙体等。

具体地，脉冲电子围栏前端探测设备实时采集短路、断路、跨接、触网、电源和网络故障等信息并传输至监控中心设备进行预处理，得到周界入侵信息，预处理判定有周界入侵行为发生即会触发声光报警器。监控中心设备通过铁路IP数据网将所述周界入侵信息传输至路局监测平台进行处理并生成最终报警信息。

具体地，所述脉冲电子围栏前端探测设备通过多线制方式设防，主要包括：四线制、六线制、八线制、十线制、十二线制。其中，每台主机可管理至少一个防区。

具体地，所述脉冲电子围栏前端每根多股合金线载有5000-10000V高压脉冲电，并且每个防区设置警示牌，对入侵者造成心理震慑但不会造成人身伤害。

如图4所示述振动光纤监测设备包括振动光纤前端探测设备和监控中心设备。其中，振动光纤前端探测设备可包括传感光纤、通信光纤、数据处理单元、防区分割单元等。振动光纤前端探测设备可通过专用紧固件安装于铁路沿线的物理周界上，包括高铁沿线护栏和各类墙体等。

具体地，振动光纤前端探测设备实时采集振动、断纤、电源和网络故障等信息并传输至监控中心设备进行预处理，得到周界入侵信息，预处理判定有周界入侵行为发生即会触发声光报警器。监控中心设备将所述周界入侵信息通过铁路IP数据网传输至路局监测平台进行处理并生成报警信息。

如图5所示，光波对射监测设备包括光波对射前端探测设备和监控中心设备。其中，光波对射前端探测设备可包括光波发射器、光波接收器、供电单元、数据处理单元等。光波对射前端探测设备可安装于铁路沿线的物理周界，包括铁路沿线护栏和各类围墙、站台及各类出入口处等。

具体地，光波对射前端探测设备实时采集光束遮挡、电源和网络故障等信息并传输至监控中心设备进行预处理，得到周界入侵信息，预处理判定有周界入侵行为发生即会触发声光报警器。监控中心设备将所述周界入侵信息通过铁路IP数据网传输至路局监测平台进行处理并生成报警信息。

视频监控设备包括前端摄像单元和数据中心设备。其中，前端摄像单元可包括网络摄像机、光电转换单元、交换机、防雷单元和供电单元等。前端摄像单元可通过立杆、壁挂、吊装等方式安装于指定位置。数据中心设备主要包括多台服务器、视频存储设备、视频解码设备等。

可选地，所述服务器包括：视频管理服务器、视频网管服务器、视频分析服务器、流媒体服务器和智能云视频分析服务器的至少一种。

一方面，前端摄像单元在实时拍摄监控区域画面的同时，通过摄像机内置的数据处理单元可检测到画面内的入侵、进入、离开、火焰、烟雾、遮挡等周界入侵或危险信息，交换机和光电转换单元将所述周界入侵或危险信息通过铁路IP数据网传输到数据中心设备进行处理并生成报警信息。

另一方面，前端摄像单元在拍摄监控区域画面的同时，实时接收脉冲电子围栏前端探测设备、振动光纤前端探测设备和光波对射前端探测设备的联动报警信号，前端摄像单元一旦被联动报警信号触发，立即会生成报警信息并上传现场实时监控数据。交换机和光电转换单元将所述前端探测设备预处理得到的报警信息和与之联动的摄像单元生成的报警信息及实时监控数据通过铁路IP数据网同时传输到路局监测平台系统进行处理并生成报警信息。值班员可及时发现警情，快速定位到报警位置并直观查看现场情况。

具体地，考虑到夜间照明不足的情况，前端摄像单元可集成或加装夜间补光灯。

在上述各实施例的基础上，该系统所有报警信息的解除必须经过具有系统操作权限的路局监测平台值班员和报警现场值班员两级确认方可生效。

在上述各实施例的基础上，该系统还包括：监控中心设备。所述监控中心设备用于将脉冲电子围栏监测设备、振动光纤监测设备、光波对射监测设备和视频监控设备采集的周界入侵报警信息进行预处理并传输到路局监测平台。

具体地，监控中心设备可包括：PLC软、硬件模块和嵌入式软、硬件模块，交换机、UPS，数据采集模块、数据转换模块，防雷模块，各类空开和线缆接续端子等。