一.范圍
本方案主要面向從事鐵路橋梁的規劃、設計、運維等業務活動的從業人員。
本方案適用于新建、改(擴)鐵路橋梁的規劃設計、運行調度、維護服務等階段。
二.引用文件
《安全防范報警設備環境適應性要求和試驗方法》(GB/T 15211)
《高速鐵路安全防護設計規范》(TB 10671)
《鐵路通信設計規范》(TB 10006-2016)
《鐵路綜合視頻監控系統技術規范》(Q/CR 575-2017)
GB 50139-2014 內河通航標準
GB/T 22239-2019 信息安全技術 網絡安全等級保護基本要求
GB/T 35274-2017 信息安全技術 大數據服務安全能力要求
中共中央國務院,《交通強國建設綱要》,中發〔2019〕39號,2019年
交通運輸部,《數字交通發展規劃綱要》,交規劃發〔2019〕89號,2019年
交通運輸部,《推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》,交規劃發〔2020〕75號,2020年
交通運輸部,《內河航運發展綱要》,交規劃發〔2020〕54號,2020年
三.系統方案設計
3.1.方案概述
鐵路橋梁防撞預警系統采用監測中心、現場監測設備兩級架構,通過部署在不同特點的鐵路橋梁沿線防區的前端探測設備,實時探測橋下河道內船舶的運行情況,其系統架構如下。本方案是可在重點橋梁沿線裝設,全天候、全覆蓋,具有智能感知識別、軌跡跟蹤、燈光自動預警、防碰撞告警、偏航預警、船流量監控等功能的智能雷達+視頻監測報警系統。
本系統可通過雷達探測航道內運行的船舶,智能濾除水雜波和浮漂等誤報信息,實時跟蹤船舶的運動軌跡,輸出其距離、角度、速度等信息,對于設定警戒線以內靠近的船舶,可觸發LED燈對橋梁補光,以改善船員視野,做好順利通過橋梁的準備;對于偏航或超大船只,可控制告警燈和音柱等報警設備以提醒過往船只注意航線安全,避免偏航或碰撞橋梁;另外可驅動球機對船舶聚焦,從而事件信息和相應的視頻可回傳到鐵路監測中心。對于河面寬的河道,可架設多臺前端設備,完成覆蓋。系統應用覆蓋如下圖所示。
3.2.防碰撞預警業務流程
防碰撞預警系統的業務流程包括船舶檢測、智能燈光、報警提醒、視頻聯動跟蹤、事件上報、屏顯監控等重要功能模塊,主要業務流程見下圖:
船舶靠近預警及聯動處置流程如下:
1)雷達通過主動發射電磁波,利用多普勒效應檢測到船只回波信號后,確定目標的位置、航向等信息,如果符合告警條件,可進行告警處理;
2)對于靠近橋梁的過往船只,雷達驅動燈光設備進行照明,便于船員識別橋梁,增強視野;
3)對于偏航或超大船只,雷達驅動報警設備(音柱、音箱等聲音設備,和報警燈等),觸發聲光告警;
4)雷達確認符合告警條件后,將目標的坐標信息(相對X,Y坐標信息或經緯度信息)轉換為球機最佳視野的PTZ信息,驅動球機旋轉和聚焦,捕捉到船只的視頻畫面;
5)雷達將事件(含目標的實時位置信息)經網絡傳遞給鐵路監控平臺;
6)球機將視頻流傳遞到鐵路監控平臺;
7)監控中心完成事件和視頻的數據存儲功能;
8)監控中心的顯示設備進行大屏顯示和告警;
3.3鐵路橋梁現場監測設備設置方案
STS系列預警雷達可覆蓋100度視野范圍,一般水平照射,這樣左右可覆蓋±50度范圍。針對不同的河道寬度,可架設不同數量的監測設備。
河道寬度在100米以內的,只需要安裝一臺監測設備;
河道寬度在100~200米的,可安裝兩臺監測設備;
針對寬度可達200米以上的河道,可加大監測設備的間隙為200米,此時可將雷達的朝向向一側偏轉30度,這樣可降低雷達視野的盲區范圍。
針對不同的架設位置以及河岸地理特征,需要繪制不同的防區,有效屏蔽掉岸上的行人、車輛或樹木帶來的虛警。
對于明顯偏離正常航道的船只,可配置球機連續跟蹤拍攝,利于后續視頻取證。
3.4關鍵設備技術指標
3.4.1雷達設備
(1)工作頻率范圍:24.00~24.25GHz;
(2)中心頻率誤差:≤±10MHz;
(3)發射功率:≤30dBm;
(4)★探測區域:通過與其探測面基準軸成50°和-50°且相距1500米的船舶,可以正常探測到,并通過管理軟件進行顯示;
(5)★最遠探測距離:1000米(行人)/ 2000米(車輛)/2000米(船舶);
(6)距離精度:2米;
(7)盲區:≤20米(安裝高度5米);
(8)角度精度:≤0.3°;
(9)★最小徑向速度,0.3m/s;
(10)檢測目標個數:最大128;
(11)最大檢測速度:120km/h;
(12)誤報率:≤1次/12H;
(13)漏報率:非遮擋情況下無漏報;
(14)整機功耗:≤30W;
(15)★工作溫度范圍:-40℃ ~ +70℃;
(16)工作濕度范圍:5%RH~95%RH;
(17)★外殼防護等級IP67;
(18)通信接口:具備RS485接口和網口;
(19)支持球機聯動功能、雷達引導球機準確定位目標,控制聯動攝像機作近場抓拍,使工作人員可以及時準確處理突發問題;
(20)雷達能夠準確定位入侵目標,輸出入侵目標的距離、速度、角度信息,且可以識別船只特征,去除不相關的虛警;雷達可以識別目標的運動軌跡,實現不間斷的連續跟蹤;
(21)自適應、自學習特征識別能力,雷達初次安裝后,具有特征識別的能力,自主識別探測范圍內的樹木、灌木叢、晃動物體等,完成識別后可極大降低誤報,減輕人員工作強度;
(22)雷達產品電磁輻射符合中國國家環保部門批準的《電磁輻射防護規定》,盡可能優化智能視頻+雷達報警聯動機制,充分降低對雷達覆蓋范圍內司乘、運維、檢修、乘客等人員人身電磁輻射。
注:STS系列雷達有多種型號可供選擇(STS1-4M STS1-12 STS1-13 STS2-1等),并可根據系統需求定制化開發。
審核編輯黃宇
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