鐵路周界入侵報警系統,是利用分布式光纖傳感器和視頻攝像機聯動實現周界入侵防護報警的系統,該系統以振動光纖為主,視頻監控作為輔助和復核設備。振動光纖是經過設計的分布式光纖傳感器,對運動、壓力和振動非常敏感,可沿著圍欄、圍墻鋪設用于探測攀爬、破壞,也可以鋪設在土壤、碎石或草皮下用來探測踩踏等入侵行為。視頻監控可在光纖傳感器發出報警后,自動旋轉到報警位置,提供報警處的視頻圖像,用于符合報警處的真實情況,迅速選擇處理措施。
山東盛和電子有限公司研發的周界入侵報警系統具有自主知識產權,性能超越國內外同類產品。系統前端光纖傳感器和監控攝像機聯動的設計方式,可限度排除由于環境因素導致的誤報,諸如小動物、樹枝、風等非入侵偶發情況,實現了的入侵探測靈活性和極低的系統誤報率。
1.系統原理
光纖不僅可以用于信號傳輸,還可以作為傳感器。當光纖傳感器收到外界干擾時,光纖中傳輸光的部分特性就會改變,經過信號采集與分析,可檢測到光特性的變化。而通過監測這些變化,可以監測到諸如張力、位移、破壞、振動、沖擊、聲波、溫度等事件和狀態,進而通過報警控制器的特殊算法和分析處理,區分第三方入侵行為與正常干擾,實現報警及定位功能。
光纖干涉原理
傳感光纖沒有受到外界干擾情況下,激光信號按照正常路徑傳播,而受到振動、移動、壓力等因素干擾時,激光信號的傳輸相位則會發生相應改變。通過分析相位改變特征,可解析出干擾的位置和類型。
振動(壓力)監測原理示意圖
2.系統結構
(1)解調控制主機
解調控制主機是光信號的發射和接收裝置,用于發射光信號并將回傳的光信號進行光電轉換,通過濾波、放大以及一些職能算法,完整地將傳輸回來的振動、移動、壓力等信號解調出來。
(2)無源單防區控制器
無源單防區控制器是一種改進型的光纖M-Z干涉儀,用于探測振動信號的干涉,將相位信息解調成光強信息,可避免傳統M-Z中參考光纖對于探測精度的影響,大大降低了漏報率和誤報率,同時通過光路設計,*抵消了常規干涉方式構成的光纖圍欄無法克服的受環境溫度影響大的缺點。
無源單防區控制器
(3)監測軟件
周界入侵報警監測軟件,具有三維電子地圖、振動波形、視頻顯示等直觀的人機界面功能,同時配有數據庫可隨時查詢歷史報警事件和歷史波形。日志查詢、權限管理、用戶管理等功能可合理分配軟件使用權限。另外,可以通過設置防區參數和配置算法庫等方法根據現場實際情況,量身定做防護規則和報警規則。
周界入侵報警軟件可單獨運行,也可作為鐵路多傳感綜合智能監控管理平臺的一部分。
(4)傳感光纜
光纖傳感模塊通過特定方式敷設、掩埋或者架設在設防區周界,負責收集周界附近各種擾動信號??梢匝刂芙鐕鷻阡佋O來探測攀爬、剪切,也可以鋪設在小石子或草地下面探測入侵者的踩踏。光纜由單芯或4芯光纖,外加高質量芳綸和聚氨酯護套構成。
3.系統功能
(1)翻越入侵探測
將振動光纜敷設于圍墻頂部、鐵絲網或鐵柵欄橫梁,可有效探測翻越入侵行為。
翻越防護光纖敷設示意圖
(2)破壞入侵探測
將振動光纜敷設于鐵絲網或圍墻上,還可以有效防范破網及挖地道入侵行為。
對于無鐵絲網、鐵柵欄或者圍墻的防范區域,將振動光纜隱蔽地埋,可有效探測入侵人員踩踏地面引起的振動或擠壓信號。
圍墻敷設示意圖 地埋敷設示意圖
(3)語音
將適量光纖制成語音模塊,可有效半徑10米以內,30分貝以上的語音。例如在火車站的控制室或其他機要部位設置語音模塊,即可對現場的聲音進行實時監控。
(4)報警聯動
當光纖振動防區產生報警,系統可以一對一、一對多、或多對一地聯動視頻監控攝像機或聲光報警等設備,將聯動信息回傳到綜合管理平臺。