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铁路周界入侵报警系统

铁路周界入侵报警系统,是利用分布式光纤传感器和视频摄像机联动实现周界入侵防护报警的系统,该系统以振动光纤为主,视频监控作为辅助和复核设备。振动光纤是经过独特设计的分布式光纤传感器,对运动、压力和振动非常敏感,可沿着围栏、围墙铺设用于探测攀爬、破坏,也可以铺设在土壤、碎石或草皮下用来探测踩踏等入侵行为。视频监控可在光纤传感器发出报警后,自动旋转到报警位置,提供报警处的视频图像,用于符合报警处的真实情况,迅速选择最佳处理措施。

      山东盛和电子有限公司研发的周界入侵报警系统具有自主知识产权,性能超越国内外同类产品。系统前端光纤传感器和监控摄像机联动的设计方式,可最大限度排除由于环境因素导致的误报,诸如小动物、树枝、风等非入侵偶发情况,实现了最大的入侵探测灵活性和极低的系统误报率。

1.系统原理

      光纤不仅可以用于信号传输,还可以作为传感器。当光纤传感器收到外界干扰时,光纤中传输光的部分特性就会改变,经过信号采集与分析,可检测到光特性的变化。而通过监测这些变化,可以监测到诸如张力、位移、破坏、振动、冲击、声波、温度等事件和状态,进而通过报警控制器的特殊算法和分析处理,区分第三方入侵行为与正常干扰,实现报警及定位功能。


光纤干涉原理

      传感光纤没有受到外界干扰情况下,激光信号按照正常路径传播,而受到振动、移动、压力等因素干扰时,激光信号的传输相位则会发生相应改变。通过分析相位改变特征,可解析出干扰的位置和类型。

振动(压力)监测原理示意图

2.系统结构

(1)解调控制主机

      解调控制主机是光信号的发射和接收装置,用于发射光信号并将回传的光信号进行光电转换,通过滤波、放大以及一些职能算法,完整地将传输回来的振动、移动、压力等信号解调出来。

 

(2)无源单防区控制器

      无源单防区控制器是一种改进型的光纤M-Z干涉仪,用于探测振动信号的干涉,将相位信息解调成光强信息,可避免传统M-Z中参考光纤对于探测精度的影响,大大降低了漏报率和误报率,同时通过光路设计,完全抵消了常规干涉方式构成的光纤围栏无法克服的受环境温度影响大的缺点。

无源单防区控制器

(3)监测软件

      周界入侵报警监测软件,具有三维电子地图、振动波形、视频显示等直观的人机界面功能,同时配有数据库可随时查询历史报警事件和历史波形。日志查询、权限管理、用户管理等功能可合理分配软件使用权限。另外,可以通过设置防区参数和配置算法库等方法根据现场实际情况,量身定做防护规则和报警规则。

周界入侵报警软件可单独运行,也可作为铁路多传感综合智能监控管理平台的一部分。

(4)传感光缆

      光纤传感模块通过特定方式敷设、掩埋或者架设在设防区周界,负责收集周界附近各种扰动信号。可以沿着周界围栏铺设来探测攀爬、剪切,也可以铺设在小石子或草地下面探测入侵者的踩踏。光缆由单芯或4芯光纤,外加高质量芳纶和聚氨酯护套构成。

3.系统功能

(1)翻越入侵探测

      将振动光缆敷设于围墙顶部、铁丝网或铁栅栏横梁,可有效探测翻越入侵行为。

                                

翻越防护光纤敷设示意图

(2)破坏入侵探测

      将振动光缆敷设于铁丝网或围墙上,还可以有效防范破网及挖地道入侵行为。

      对于无铁丝网、铁栅栏或者围墙的防范区域,将振动光缆隐蔽地埋,可有效探测入侵人员踩踏地面引起的振动或挤压信号。

                         

围墙敷设示意图                                          地埋敷设示意图

(3)语音监听

      将适量光纤制成语音监听模块,可有效监听半径10米以内,30分贝以上的语音。例如在火车站的控制室或其他机要部位设置语音监听模块,即可对现场的声音进行实时监控。

(4)报警联动

      当光纤振动防区产生报警,系统可以一对一、一对多、或多对一地联动视频监控摄像机或声光报警等设备,将联动信息回传到综合管理平台。

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