孫芯彤

摘? 要：針對(duì)站臺(tái)端部入侵檢測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景需求，進(jìn)行一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)。設(shè)備集成了激光雷達(dá)、攝像頭、超寬帶定位模塊、LED屏、語(yǔ)音模塊和報(bào)警燈六大模塊，通過(guò)自研的主控板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和視頻智能分析，在前端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了探測(cè)、處理和報(bào)警功能。設(shè)備可以有效識(shí)別站臺(tái)上人員的非法入侵行為，使旅客安全得到有效保障，讓站臺(tái)端部管理切實(shí)可行。

關(guān)鍵詞：站臺(tái)端部入侵；激光雷達(dá)；超寬帶定位；智能分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TP 277；TP311.5? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：2096-4706（2023）15-0058-06

Design and Implementation of Intrusion Alarm System Equipment of Integrated Platform End

SUN Xintong

（Communication Information Group Co.， Ltd.， Beijing? 100070， China）

Abstract： According to the requirements of intrusion detection application scenario of platform end， this paper carries out the research and development of intrusion alarm system equipment of integrated platform end. The equipment integrates six modules， namely， laser radar， camera， ultra-wideband positioning module， LED screen， voice module and alarm light， and carries out data acquisition， processing and video intelligent analysis through the self-developed main control board， realizing the detection， processing and alarm functions on the front-end equipment. The equipment can effectively identify the illegal intrusion of personnel on the platform， ensure the safety of passengers and make the management of the platform end feasible.

Keywords： intrusion of platform end; laser radar; UWB positioning; intelligent analysis

0? 引? 言

近年來(lái)，鐵路建設(shè)高速發(fā)展，截至2022年底，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程超過(guò)15萬(wàn)千米。目前仍存在部分旅客或非法人員試圖通過(guò)站臺(tái)端部逃票而闖入鐵路線(xiàn)路的行為，這類(lèi)事件的發(fā)生極大地影響了鐵路運(yùn)營(yíng)秩序。交通部《高速鐵路安全防護(hù)管理辦法》、原鐵路總公司《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于實(shí)施鐵路客運(yùn)提質(zhì)計(jì)劃的指導(dǎo)意見(jiàn)》和客管函37號(hào)文中都明確指出要在高鐵車(chē)站站臺(tái)端部部署防入侵報(bào)警裝置，同時(shí)給出了總體技術(shù)方案。傳統(tǒng)的站臺(tái)端部防護(hù)入侵通過(guò)鐵柵欄、鋼絲籬笆網(wǎng)等物防手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，更進(jìn)一步的有脈沖電子圍欄、微波陣列傳感探測(cè)、多維三鑒復(fù)合傳感探測(cè)等技防手段，此類(lèi)物防和技防防護(hù)手段經(jīng)常面臨被非法破壞的問(wèn)題，無(wú)法對(duì)非法入侵人員進(jìn)行有效防護(hù)。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展以及軍用微波雷達(dá)民用化的趨勢(shì)，萌發(fā)出各類(lèi)站臺(tái)端部入侵檢測(cè)設(shè)備。但是單一的非智能化報(bào)警設(shè)備，容易造成誤報(bào)率高的問(wèn)題，會(huì)增加更多的站臺(tái)管理工作。目前，站臺(tái)端部入侵檢測(cè)系統(tǒng)正不斷向集成化、多功能化、智能化方向發(fā)展，集成聲、光、電等多類(lèi)傳感信息。

1? 研究現(xiàn)狀

目前，比較成熟的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)的前端設(shè)備主要可以分為三大類(lèi)。

第一類(lèi)是通過(guò)智能攝像機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)站臺(tái)端部入侵檢測(cè)，采用人工智能機(jī)器深度學(xué)習(xí)技術(shù)，對(duì)人員進(jìn)行精確探測(cè)與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)非法入侵人員的分析識(shí)別。此類(lèi)設(shè)備存在易受環(huán)境影響的問(wèn)題，光線(xiàn)變化很容易引起誤報(bào)，更換環(huán)境和場(chǎng)景需要重新訓(xùn)練和學(xué)習(xí)。

第二類(lèi)是微波雷達(dá)和視頻集成，有分體式和一體式兩種，采用微波雷達(dá)對(duì)一定半徑內(nèi)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，可自行設(shè)定預(yù)警區(qū)域、報(bào)警區(qū)域等多級(jí)防區(qū)，利用攝像機(jī)對(duì)入侵人員畫(huà)面提取抓拍、報(bào)警錄像，攝像機(jī)檢測(cè)站臺(tái)區(qū)域入侵人員并進(jìn)行視頻錄像以便管理人查閱取證。此類(lèi)設(shè)備存在微波雷達(dá)探測(cè)精度低、誤報(bào)率高的問(wèn)題。

第三類(lèi)是一體式激光雷達(dá)和視頻設(shè)備，同時(shí)集成聲光報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)站臺(tái)端部入侵檢測(cè)報(bào)警。此類(lèi)設(shè)備存在列車(chē)經(jīng)過(guò)誤報(bào)率高的問(wèn)題。

本文提出的一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備使用激光雷達(dá)代替毫米波雷達(dá)，提高了探測(cè)精度。同時(shí)設(shè)備內(nèi)嵌智能分析算法能夠很好地減少列車(chē)經(jīng)過(guò)造成的誤報(bào)，超寬帶（Ultra Wide Band， UWB）定位模塊來(lái)區(qū)分旅客和工作人員，進(jìn)一步減少誤報(bào)。設(shè)備采用嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，前端設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)探測(cè)、處理以及報(bào)警多功能一體化，減少后臺(tái)服務(wù)器數(shù)量，進(jìn)一步降低整體工程成本。

2? 設(shè)備實(shí)現(xiàn)

2.1? 總體框架

一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備可以有效識(shí)別站臺(tái)上人員的非法入侵行為，有效地保障旅客安全，讓站臺(tái)端部管理變得切實(shí)可行。設(shè)備通過(guò)主控板進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理和視頻智能分析，在前端設(shè)備上實(shí)現(xiàn)了探測(cè)、處理以及報(bào)警功能。設(shè)備主要包括探測(cè)子單元、硬件子單元、結(jié)構(gòu)子單元、軟件子單元四個(gè)子單元，其中探測(cè)子單元包括激光雷達(dá)、攝像頭、UWB定位模塊、LED顯示屏、語(yǔ)音模塊和報(bào)警燈；硬件子單元包括通信控制模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊；結(jié)構(gòu)子單元包括外部結(jié)構(gòu)外殼和內(nèi)部各個(gè)模塊安裝配件；軟件子單元通過(guò)嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分析處理、報(bào)警等功能，通過(guò)內(nèi)嵌Web實(shí)現(xiàn)設(shè)備配置、防區(qū)繪制、報(bào)警聯(lián)動(dòng)配置等功能。設(shè)備總體組成圖如圖1所示。

2.2? 探測(cè)子單元

2.2.1? 激光雷達(dá)

激光雷達(dá)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)?60°環(huán)境進(jìn)行二維掃描探測(cè)，通過(guò)測(cè)量調(diào)制激光的發(fā)射、返回時(shí)間差來(lái)測(cè)量物體與雷達(dá)的相對(duì)距離，給出目標(biāo)的位置、速度等特征量。激光雷達(dá)探測(cè)距離不小于20 m，水平探測(cè)角度不小于180°，多目標(biāo)識(shí)別數(shù)量不低于40個(gè)。

2.2.2? 攝像頭

網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集功能。攝像頭分辨率為1 920×1 080，鏡頭焦距為4 mm，通信接口為10 M/100 M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，連接至交換機(jī)。

2.2.3? 定位模塊

UWB定位模塊由UWB基站及UWB標(biāo)簽卡構(gòu)成，核心芯片為DW1000芯片。DW1000是一個(gè)完全集成的低功耗射頻收發(fā)器，遵循IEEE 802.15.4-2011超寬帶標(biāo)準(zhǔn)。它可以被用于雙向測(cè)距或者TDOA定位系統(tǒng)中，精度為10 cm。

2.2.4? LED屏

LED顯示屏模塊由LED顯示陣列、顯示控制板及開(kāi)關(guān)電源組成，用以將預(yù)警或報(bào)警信息進(jìn)行顯示，起到提醒工作人員和站臺(tái)入侵人員的作用。

2.2.5? 語(yǔ)音模塊

語(yǔ)音模塊包括揚(yáng)聲器與功放板，揚(yáng)聲器與功放板進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播放功能。功放板將主控板中的音頻輸出信號(hào)進(jìn)行放大，用以驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音播放。功放板音量可調(diào)，其最大聲壓級(jí)不應(yīng)小于90 dB，在其播放范圍15 m位置的播放聲壓級(jí)高于背景噪聲10 dB。

2.2.6? 報(bào)警燈

報(bào)警燈模塊采用高亮度LED燈珠，亮度高、好識(shí)別，聚苯乙烯聚光罩鏡面反射實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)警示。外殼材質(zhì)為不親水防雨型ABS工程塑料。

2.3? 硬件子單元

一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備硬件子單元由訊為RK3399開(kāi)發(fā)板、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、激光雷達(dá)、UWB基站及標(biāo)簽、音頻功放、喇叭、LED顯示屏、防拆開(kāi)關(guān)、聲光報(bào)警燈及交換機(jī)構(gòu)成。設(shè)備電氣整體采用AC220 V 50 Hz交流電壓進(jìn)行電源供應(yīng)，電氣系統(tǒng)由空氣開(kāi)關(guān)、防雷器、開(kāi)關(guān)電源組成；設(shè)備通信分為有線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)通信兩種方式，有線(xiàn)通信由UART串口和網(wǎng)口實(shí)現(xiàn)，UART串口波特率為115 200 bit/s，網(wǎng)口采用10 M/100 M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口；無(wú)線(xiàn)通信由UWB實(shí)現(xiàn)。硬件連接總體框圖如圖2所示。

訊為RK3399開(kāi)發(fā)板采用瑞芯微六核（雙核Cortex-A72+四核Cortex-A53）64位處理器，主頻

1.8 GHz，GPU Mali-T860，支持4K H.265/H.264視頻解碼，支持OpenGL，控制性能優(yōu)越。訊為RK3399開(kāi)發(fā)板集成UART串口、千兆網(wǎng)口、USB TypeC接口、音頻接口、GPIO接口，可以滿(mǎn)足一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備中的全部硬件接口需求。

開(kāi)發(fā)板接口介紹：

UART串口：連接設(shè)備中的UWB基站，實(shí)現(xiàn)UWB基站與開(kāi)發(fā)板之間的定位信息交互；

千兆網(wǎng)口：連接設(shè)備中的攝像頭、激光雷達(dá)及LED顯示屏，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集、距離信息探測(cè)及LED顯示文字的控制；

USB Type-C接口：開(kāi)發(fā)板程序下載接口，利用此接口可以對(duì)瑞芯微RK3399模塊進(jìn)行刷機(jī)操作；

音頻接口：開(kāi)發(fā)板上為3.5 mm音頻接口，外接功率放大模塊，實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)板音頻信號(hào)輸出與放大；

GPIO接口：利用開(kāi)發(fā)板上的GPIO接口實(shí)現(xiàn)外接繼電器的通斷控制，從而實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警燈的開(kāi)關(guān)控制。

2.4? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一體化集成的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備在結(jié)構(gòu)上由4個(gè)獨(dú)立的模塊組成，分別為本體組件、顯示屏門(mén)組件、鉸鏈組件和銘牌組件；本體組件和顯示屏門(mén)組件兩個(gè)模塊通過(guò)鉸鏈組件相連，便于顯示屏門(mén)與本體進(jìn)行物理分離；銘牌組件和本體組件采用M2.5×8的十字盤(pán)頭組合螺釘緊固，通過(guò)人工方式即可拆裝。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體圖如圖3所示。

顯示屏門(mén)組件主要用于報(bào)警的語(yǔ)音和文字提示等，由門(mén)框組件、LED顯示屏、LED控制板、開(kāi)關(guān)電源、喇叭、門(mén)鎖、布線(xiàn)槽等組成；本體組件主要用于距離信息探測(cè)、視頻數(shù)據(jù)采集、入侵報(bào)警及柜門(mén)防拆等，由后殼組件、雷達(dá)組件、電源空開(kāi)防雷器組件、功放板、主控板、交換機(jī)、攝像頭、警示燈、防拆開(kāi)關(guān)、防水接頭、布線(xiàn)槽等組成。鉸鏈組件采用整體外購(gòu)成品的形式，材料為不銹鋼；牌組件采用不銹鋼拋光和絲網(wǎng)印字的成型形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。機(jī)械接口：地腳螺栓固定，采用4個(gè)M8×60的不銹鋼六角螺栓（8.8級(jí)）固定。電氣接口：機(jī)柜底面中間甩線(xiàn)，如圖4所示。

2.5? 軟件設(shè)計(jì)

2.5.1? 軟件總體概述

軟件總體主控采用瑞芯微RK3399平臺(tái)，通過(guò)探測(cè)子單元復(fù)合輸入對(duì)入侵目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，這里探測(cè)器復(fù)合輸入指的是激光雷達(dá)、攝像頭以及UWB模塊，其中激光雷達(dá)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)，攝像頭用于對(duì)目標(biāo)是人或者其他進(jìn)行判斷，UWB模塊主要判斷是工作人員還是入侵人員。通過(guò)報(bào)警邏輯模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)入侵目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)以及外設(shè)聯(lián)動(dòng)報(bào)警，報(bào)警輸出主要指對(duì)報(bào)警器、語(yǔ)音模塊、LED顯示屏的控制，同時(shí)設(shè)備支持報(bào)警信息上報(bào)設(shè)備配置主要通過(guò)內(nèi)嵌Web實(shí)現(xiàn)，通過(guò)IP訪(fǎng)問(wèn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備信息的展示及配置。

2.5.2? 軟件總體流程

設(shè)備上電開(kāi)始之后，首先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置保證各個(gè)探測(cè)模塊數(shù)據(jù)傳輸暢通，網(wǎng)絡(luò)配置完成后可根據(jù)需求在管理界面對(duì)各個(gè)探測(cè)模塊進(jìn)行更加詳細(xì)的系統(tǒng)參數(shù)配置。產(chǎn)品可設(shè)定預(yù)警區(qū)域、警戒區(qū)域2級(jí)防區(qū)。雷達(dá)探測(cè)模塊對(duì)防區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)搜索定位，之后通過(guò)通信控制板把雷達(dá)探測(cè)模塊探測(cè)的目標(biāo)方位距離信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行分析，同時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊針對(duì)圖像中目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)識(shí)別，如果是小動(dòng)物或其他非人員目標(biāo)則忽略。如果是人員則啟動(dòng)UWB模塊，UWB模塊對(duì)人員屬性進(jìn)行對(duì)比，判別是工作人員還是旅客，工作人員則忽略，若為旅客則啟動(dòng)報(bào)警。觸發(fā)報(bào)警后通信控制板調(diào)度視頻探測(cè)模塊提取抓拍、報(bào)警錄像，報(bào)警器會(huì)閃光告警，Speaker會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音告警，LED屏顯示相應(yīng)的文字提示。軟件總體流程圖如圖5所示。

軟件主要界面圖截圖如圖6所示，設(shè)備配置示例為防區(qū)配置界面截圖，如圖7所示。

3? 設(shè)備主要功能

3.1? 用戶(hù)登錄及密碼修改功能

設(shè)備提供用戶(hù)登錄功能，授權(quán)用戶(hù)可以通過(guò)輸入正確的用戶(hù)名和密碼之后進(jìn)入web界面。應(yīng)提供對(duì)用戶(hù)編輯，密碼修改的功能。

3.2? 設(shè)備配置功能

設(shè)備配置功能包括時(shí)間配置（手動(dòng)配置和自動(dòng)獲取時(shí)間配置）、網(wǎng)絡(luò)配置（包括手動(dòng)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和自動(dòng)獲取網(wǎng)絡(luò)兩種）、安全配置（SSH使能配置）功能。

3.3? 設(shè)備升級(jí)與重啟功能

系統(tǒng)Web具備遠(yuǎn)程升級(jí)功能，包括應(yīng)用程序升級(jí)和配置文件升級(jí)，具備一鍵重啟功能。

3.4? 安全區(qū)域設(shè)定功能

支持對(duì)站臺(tái)端部安全防護(hù)區(qū)域進(jìn)行劃分，可劃分為安全預(yù)警區(qū)域和安全警戒區(qū)域。區(qū)域范圍可靈活調(diào)整，安全防護(hù)區(qū)域應(yīng)覆蓋站臺(tái)端部和站臺(tái)端部進(jìn)出股道區(qū)域。支持在Web界面繪制任意多邊形防區(qū)，防區(qū)數(shù)量最多支持8個(gè)，可以自定義名稱(chēng)。預(yù)警區(qū)默認(rèn)顏色為綠色，警戒為橙色。警戒區(qū)默認(rèn)為深黃色，警戒為紅色。

3.5? 身份識(shí)別功能

對(duì)進(jìn)入安全防護(hù)區(qū)域的人員進(jìn)行身份識(shí)別，自動(dòng)判斷是否持有授權(quán)的身份識(shí)別卡，有則不觸發(fā)預(yù)警及警戒，此功能開(kāi)關(guān)可通過(guò)操作終端設(shè)置。設(shè)備應(yīng)提供卡片配置功能，包含增加和刪除。根據(jù)序列號(hào)添加卡片，可定義名稱(chēng)，點(diǎn)擊啟用。

3.6? 入侵行為報(bào)警功能

設(shè)備支持實(shí)時(shí)探測(cè)入侵事件，并支持將探測(cè)到的入侵事件的報(bào)警信息上傳至監(jiān)控中心，報(bào)警信息由防區(qū)號(hào)及報(bào)警事件類(lèi)型組成。

3.7? 預(yù)警區(qū)聯(lián)動(dòng)功能

系統(tǒng)支持目標(biāo)進(jìn)入預(yù)警區(qū)可以聯(lián)動(dòng)LED顯示屏顯示旅客止步（可自定義）。支持目標(biāo)進(jìn)入預(yù)警區(qū)可以聯(lián)動(dòng)Speaker播放旅客止步語(yǔ)音提示（可自定義）。支持預(yù)警區(qū)警報(bào)解除的消警功能。系統(tǒng)支持用戶(hù)自定義聯(lián)動(dòng)LED和Speaker功能。

3.8? 警戒區(qū)聯(lián)動(dòng)功能

系統(tǒng)支持目標(biāo)進(jìn)入警戒區(qū)可以聯(lián)動(dòng)LED顯示屏顯示禁止通行（可自定義）。支持目標(biāo)進(jìn)入警戒區(qū)可以聯(lián)動(dòng)Speaker播放禁止通行語(yǔ)音提示（可自定義）。支持目標(biāo)進(jìn)入警戒區(qū)可以聯(lián)動(dòng)報(bào)警燈閃爍。支持聯(lián)動(dòng)視頻錄像取證功能。支持警戒區(qū)警報(bào)解除的消警功能。系統(tǒng)支持用戶(hù)自定義聯(lián)動(dòng)LED、揚(yáng)聲器、報(bào)警燈功能。

3.9? 布撤防消警功能

支持在Web界面顯示布防與否標(biāo)記，布防顯示標(biāo)志，撤防刪除標(biāo)志。消警為對(duì)布防狀態(tài)下報(bào)警消除所有防區(qū)。系統(tǒng)支持對(duì)預(yù)警區(qū)和警戒區(qū)時(shí)間自定義布防設(shè)置，同時(shí)支持一鍵布防，一鍵布防默認(rèn)24小時(shí)均布防。

3.10? 語(yǔ)音報(bào)警及報(bào)警信息編輯功能

設(shè)備具備報(bào)警音配置，支持wav格式。預(yù)警區(qū)默認(rèn)“您已進(jìn)入預(yù)警區(qū)請(qǐng)立即離開(kāi)”，警戒區(qū)默認(rèn)“您已進(jìn)入警戒區(qū)請(qǐng)立即離開(kāi)”。支持音量硬件調(diào)節(jié)功能。默認(rèn)在報(bào)警未恢復(fù)狀態(tài)下循環(huán)播放，不限時(shí)不限次。

3.11? 文字報(bào)警及信息編輯功能

設(shè)備可根據(jù)不同規(guī)則配置顯示屏文字內(nèi)容。預(yù)警區(qū)默認(rèn)旅客止步，警戒區(qū)默認(rèn)禁止通行，報(bào)警恢復(fù)默認(rèn)顯示請(qǐng)勿靠近。

3.12? 智能分析功能

系統(tǒng)支持人形識(shí)別算法的運(yùn)行，系統(tǒng)對(duì)視頻圖像進(jìn)行智能分析，檢測(cè)出人形。針對(duì)劃定區(qū)域進(jìn)行區(qū)域入侵檢測(cè)，消除列車(chē)經(jīng)過(guò)造成的誤報(bào)。智能分析功能具有是否啟用操作。

3.13? 日志查詢(xún)功能

系統(tǒng)Web具備日志查詢(xún)功能，包含報(bào)警日志以及操作日志。主類(lèi)型是報(bào)警的，對(duì)應(yīng)預(yù)警區(qū)報(bào)警或者警戒區(qū)報(bào)警，查詢(xún)結(jié)果帶防區(qū)號(hào)。主類(lèi)型是操作的，子類(lèi)型為布防、撤防和消警三個(gè)類(lèi)型。

3.14? 運(yùn)行模式功能

支持聯(lián)機(jī)和脫機(jī)運(yùn)行，脫機(jī)運(yùn)行時(shí)各監(jiān)測(cè)及報(bào)警設(shè)備能正常進(jìn)行預(yù)警和警戒。

4? 設(shè)備創(chuàng)新性

4.1? 數(shù)據(jù)處理嵌入式開(kāi)發(fā)

設(shè)備數(shù)據(jù)處理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)不同探測(cè)模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合的作用。數(shù)據(jù)處理模塊的嵌入式開(kāi)發(fā)與多達(dá)6種模塊進(jìn)行對(duì)接，同時(shí)要將其嵌入到設(shè)備內(nèi)部，需要嵌入的設(shè)備尺寸盡可能小。因此我們按照需求進(jìn)行設(shè)計(jì)以節(jié)省電路空間，同時(shí)集成千兆以太網(wǎng)接口、USB接口等于一體，設(shè)計(jì)為通用接口，以適用于不同的設(shè)備接入。設(shè)備整體集成多傳感器，通過(guò)主控板核心控制實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)報(bào)警。整體采用工業(yè)化的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵部件防護(hù)達(dá)到軍品級(jí)，完全適用于不同地區(qū)的室外環(huán)境，實(shí)現(xiàn)全天候的使用要求，設(shè)備可靠性高。

4.2? 激光雷達(dá)內(nèi)嵌智能算法

采用激光雷達(dá)進(jìn)行目標(biāo)檢測(cè)，雷達(dá)可以對(duì)多目標(biāo)探測(cè)、支持環(huán)境學(xué)習(xí)。由激光雷達(dá)原始產(chǎn)生的目標(biāo)數(shù)據(jù)，可以獲取每一束激光打在障礙物上的激光點(diǎn)距的絕對(duì)距離值和角度值。雷達(dá)內(nèi)置預(yù)處理算法，允許通過(guò)識(shí)別去除點(diǎn)云的靜態(tài)背景，從而只進(jìn)行動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。設(shè)備上這種強(qiáng)大數(shù)據(jù)分析能夠快速和直接地實(shí)現(xiàn)許多用例，同時(shí)也大大減少了數(shù)據(jù)量。通過(guò)環(huán)境學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)將背景靜態(tài)目標(biāo)過(guò)濾，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)移動(dòng)的目標(biāo)人物進(jìn)行多目標(biāo)探測(cè)。

4.3? 復(fù)雜場(chǎng)景下人形檢測(cè)

本設(shè)備主要是對(duì)人員進(jìn)行識(shí)別，通過(guò)對(duì)人形的識(shí)別減少雷達(dá)探測(cè)到的小動(dòng)物等其他運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的誤報(bào)。由于可見(jiàn)光場(chǎng)景復(fù)雜、目標(biāo)類(lèi)別繁多以及目標(biāo)形態(tài)多變，傳統(tǒng)的基于手工特征的目標(biāo)識(shí)別算法的性能已達(dá)不到實(shí)際需求。在該項(xiàng)目中采用了基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別算法——YOLOv3。該算法是一種端對(duì)端的目標(biāo)識(shí)別算法，可直接將整張圖像作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，并僅通過(guò)一次前向傳播直接得到目標(biāo)框的位置和目標(biāo)的類(lèi)別。與其他基于深度學(xué)習(xí)的目標(biāo)識(shí)別算法相比，YOLOv3的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別的同時(shí)還能達(dá)到較高的準(zhǔn)確率。

4.4? 定制化設(shè)計(jì)主控板

系統(tǒng)控制載板卡進(jìn)行自主研發(fā)，解決了市場(chǎng)上現(xiàn)存的控制載板在結(jié)構(gòu)尺寸、功能模塊及接口特性等方面存在的問(wèn)題；自研控制載板卡以系統(tǒng)整體控制及功能要求為切入點(diǎn)，以穩(wěn)定的控制及接口電路為依托進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)，PCB板上信號(hào)連線(xiàn)嚴(yán)格按照高速信號(hào)走線(xiàn)進(jìn)行，全面優(yōu)化并降低了PCB板上信號(hào)線(xiàn)之間的干擾。

4.5? 創(chuàng)新性防水設(shè)計(jì)

由于用戶(hù)使用環(huán)境多樣，因此通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)防水的深入研究，設(shè)計(jì)了顯示屏+亞克力板、喇叭+防水透聲窗的形式，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新性地解決了以往設(shè)備防水和透光、透聲相互干涉的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種使用環(huán)境的支持，保證了設(shè)備的穩(wěn)定性及通用性。

4.6? 安全性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

設(shè)備布置在站臺(tái)端部，根據(jù)設(shè)備使用環(huán)境的特殊性，設(shè)計(jì)了將鉸鏈安裝在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)形式；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性，不僅解決了以往設(shè)備鉸鏈長(zhǎng)時(shí)間遇水生銹從而導(dǎo)致設(shè)備柜門(mén)卡死的弊病，而且解決了未經(jīng)允許從設(shè)備外部通過(guò)拆卸打開(kāi)設(shè)備柜門(mén)的情況，保證了設(shè)備的使用壽命及安全性需求。

5? 結(jié)? 論

站臺(tái)端部入侵事件的發(fā)生，存在極高的人身安全風(fēng)險(xiǎn)，也將極大地影響鐵路運(yùn)營(yíng)秩序。設(shè)備的安裝將有效解決站臺(tái)端部的管理問(wèn)題，基于激光雷達(dá)探測(cè)技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、智能分析技術(shù)與超寬帶定位技術(shù)，研發(fā)雷達(dá)、視頻、電磁多傳感器融合的站臺(tái)端部入侵報(bào)警系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)站臺(tái)端部非法入侵目標(biāo)的精確探測(cè)和識(shí)別功能。設(shè)備安裝之后可以對(duì)站臺(tái)端部進(jìn)行智能化的監(jiān)測(cè)和入侵報(bào)警，實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無(wú)人化監(jiān)測(cè)，減少人力巡查成本，可以帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益。

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