CN204129891U - 一种高铁沿线防入侵系统 - Google Patents

Abstract

一种高铁沿线防入侵系统，包括光纤振动传感器、光纤入侵报警主机、联动报警电路、高清网络摄像机、高速路由器、视频服务器、声光报警器、电子地图显示装置、电视墙和硬盘刻录机；所述光纤振动传感器与光纤入侵报警主机通信连接，所述光纤入侵报警主机与声光报警器和电子地图显示装置连接，所述光纤入侵报警主机用于发出报警信号同时标注报警点；所述高清网络摄像机与高速路由器和视频服务器依次连接，所述高清网络摄像机用于现场视频图像实时采集，所述联动报警电路分别与光纤入侵报警主机和视频服务器连接，用于实现报警信号和视频图像的联动，人脸识别系统用于缺人入侵人员身份。本系统响应快速，功能完善，具有良好的监控能力。

Description

一种高铁沿线防入侵系统

技术领域

本实用新型涉及一种高铁沿线防入侵系统。

背景技术

铁路是我国国民经济的大动脉，是国家重要的运输部门。随着中国经济的高速发展，中国高铁建设飞速发展，位居世界前列。

近年来，铁路客站及沿线相继发生了多起严重的暴力恐怖案件，给国家和人民造成重大的生命财产损失。更有不法分子经常非法入侵高铁沿线的防护栏或投掷障碍物进行破坏活动，严重威胁高铁列车的安全运营。因此，建立有效的高铁防入侵系统非常紧迫。

目前，由于高铁建设发展迅速，高铁沿线的防入侵系统建设相对滞后，大部分高铁沿线尚未建设，只有少部分高铁沿线建立了相对简单的防入侵系统。高铁沿线建立的防入侵系统主要有下面几种：

红外(对射或双频)：防护等级低，对于蓄意入侵者而言，很容易跨越或规避；同时易受地形条件如高低、曲折、转弯的限制，不适合恶劣气候、易受雨、雪、雾等自然气候影响，误报率高。

电子围栏：有一定的危害性，检测距离较短，单位距离成本高，在需要进行长距离监控的情况下系统造价高昂，在高铁沿线建设需要提供电源。

泄漏电缆：传感器部分是有源的，系统功耗很大，易受电磁干扰。

目前的解决方案存在以下明显不足：

1、对于高铁沿线的几百公里以上的距离而言，上述传统方案本身没有定位功能，属于被动防护。遇上入侵行为无法定位，无法及时准确地确定入侵的危险地点，工作人员无法及时采取制止措施阻止入侵行为，导致高铁沿线设施遭到破坏，威胁高铁列车的运营安全。

2、技术手段单一，没有将高铁沿线防入侵系统作为一个综合系统考虑，没有将多种技术手段有效地配合运用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种覆盖高铁沿线的光纤振动传感器系统和覆盖高铁沿线的高清视频监控系统相结合的综合防入侵系统，对非法入侵行为不仅能够实现及时的准确定位，同时可以通过与之配合的本地高清摄像机将现场的画面实时显示在指挥室，使各相关部门迅速采取有效行动。这样就避免了由于误报或漏报导致的损失。

本实用新型提供的技术方案为：

一种高铁沿线防入侵系统，所述系统包括光纤振动传感器、光纤入侵报警主机、联动报警电路、高清网络摄像机、高速路由器、视频服务器、声光报警器、电子地图显示装置、电视墙和硬盘刻录机；

所述光纤振动传感器与光纤入侵报警主机通信连接，所述光纤振动传感器用于监测非法入侵产生的震动信息号；所述光纤入侵报警主机与声光报警器和电子地图显示装置连接，所述光纤入侵报警主机用于发出报警信号同时标注报警点；所述高清网络摄像机与高速路由器和视频服务器依次连接，所述高清网络摄像机用于现场视频图像实时采集，所述高速路由器用于图像信号的传输；所述视频服务器分别与电视墙和硬盘刻录机连接，所述视频服务器将视频信号解码处理并将视频图像投放到电视墙上，同时将视频信号发送给硬盘刻录机进行存储；所述联动报警电路分别与光纤入侵报警主机和视频服务器连接，用于实现报警信号和视频图像的联动。

优选的是，所述光纤振动传感器监测识别破坏护墙、直接翻越护墙、架梯翻越护墙、护墙下挖洞和隔墙抛掷障碍物的入侵行为。

优选的是，所述光纤振动传感器通过联动报警电路与高清网络摄像机联动，在光纤振动传感器监测到异常信号后，将该异常信号点的高清网络摄像机拍摄的画面显示在电视墙上，进一步确认现场情况。

优选的是，包括人脸识别系统，所述人脸识别系统根据高清网络摄像机的图像对入侵高铁沿线禁区的人进行抓拍和识别

优选的是，所述光纤振动传感器位于高铁沿线，所述光纤入侵报警主机连接多个光纤振动传感器，并通过声光报警器对异常信号进行报警。

优选的是，预先设置光纤振动传感器的位置信息，每一个光纤振动传感器对应一个坐标，当光纤振动传感器接收到信号报警时，系统根据报警点的坐标位置信息将报警点定位在电子地图上。

优选的是，所述高清网络摄像机具有数字图像处理功能和网络功能，内置H.264编码器，具有标准的网络接口。

优选的是，所述高速路由器，具有多路网络接口和加密功能，传输速率为1000Mbgs。

优选的是，所述视频服务器包括H.264视频解码器和用于运行监控的中央处理器，中央处理器对各路监控摄像机图像进行管理，调用信号异常点的高清网络摄像机的监控画面。

优选的是，所述H.264解码器将数字图像解压缩还原为模拟图像，将该图像传输到硬盘刻录机存储，同时传输到电视墙显示。

本实用新型的有益效果：本系统安装在车站监控室和高铁沿线区域，车站监控室通过网络与上级监控中心连接，可以实时将本监控区域内的监控和报警信息上传到上级监控中心。光纤振动传感器在高铁护墙顶部和护墙外部地下埋设，主要用于探测破坏护墙﹑直接翻越护墙、架梯翻越护墙、直接翻越护墙、护墙下挖洞等入侵和破坏行为，检测到的信号传回到车站监控室并实时声光报警；高铁沿线视频监控系统采用高清网络摄像机，实时将监控视频传输到车站监控室，进行报警提示以及图像证据留存；能对入侵高铁沿线禁区的人脸进行抓拍和识别。这样有效地解决了高铁沿线安全防护的难题。

附图说明

图1为本实用新型的高铁沿线防入侵系统的系统原理图；

图2为本实用新型的高铁沿线防入侵系统的光纤入侵报警主机结构示意图；

图3为本实用新型的高铁沿线防入侵系统的高清网络摄像机结构示意图；

图4为本实用新型的高铁沿线防入侵系统的视频服务器结构示意图；

图5为本实用新型的高铁沿线防入侵系统的人脸识别系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种高铁沿线防入侵系统，所述系统包括光纤振动传感器101、光纤入侵报警主机102、联动报警电路110、高清网络摄像机105、高速路由器106、视频服务器107、声光报警器103、电子地图显示装置104、电视墙108和硬盘刻录机109。

光纤振动传感器101使用无源分布式专用光缆做成，其可以敷设在铁艺铁网或埋入各种土质内。它能够将防区内的微小机械振动(即侵入者带来的微小振动)信号传递到光纤入侵报警主机102内进行信号收集和分析处理。针对围墙的常见入侵方式，有以下两种敷设方式：

1>防范凿墙：采用平行线性方式在墙面上铺设光纤振动传感光缆。为保证光纤振动传感光缆能够感应到凿墙时产生的振动，必须保证墙面结实，并且光纤振动传感光缆紧密敷设在墙面。

2>防范翻越围墙：如果入侵者采用翻越的方式进入，则由于产生的振动比较微弱，光纤入侵报警主机不能做出正确判断。因此必须在围墙顶部安装水平扣网，以增加振动的强度，扣网一般采用直径5mm的铁丝构成孔径为5cmX5cm的铁网，将光纤振动传感光缆固定在围墙外侧扣网的顶部。

敷设好光纤振动传感器101后将其连接到车站监控室的光纤入侵报警主机102内，光纤入侵报警主机102接收其振动信号。声光报警器103和电子地图显示装置104与光纤入侵报警主机102连接。

声光报警器103安装在车站监控室内，包括报警指示灯和报警喇叭。当光纤入侵报警主机102判定需要报警时，其控制报警指示灯闪烁，报警喇叭鸣响。

电子地图显示装置104用于指示报警点的地理位置，高铁沿线报警点的地理位置提前通过GPS进行测定，并在电子地图中依次标注。当报警发生时，光纤入侵报警主机102将报警点的光纤振动传感器101的相关位置信息传输到计算机中，根据位置信息电子地图标注光纤振动传感器101的准确地理位置，从而定位报警点。

由高清网络摄像机105﹑高速路由器106﹑视频服务器107﹑显示墙108和硬盘刻录机109依次配合完成现场视频的实时采集﹑传输﹑解码、显示和存储。由人脸识别系统111完成人脸识别功能，由联动报警电路110完成光纤振动传感器101和视频监控装置的配合联动，联动报警电路110将报警信号和位置信息传递给视频服务器107，视频服务器107将视频信号切换到报警点。本实用新型的使用的高速路由器具有多路网络接口和加密功能，传输速率为1000Mbgs。

高清网络摄像机105安装在高铁沿线的防控区两侧的专门埋设的水泥杆上，安装时保证防水，防雷。为了保证高铁沿线的全程覆盖，高清网络摄像机的布设间距确定在300米，在复杂地形条件下可以适当增加。高清网络摄像机具有红外夜视功能，保证夜晚正常监控。

如图2所示，光纤入侵报警主机102包括信号分析处理器201﹑硬盘202﹑内存203﹑电子地图输出模块204﹑报警输出模块205。光纤振动传感器101检测到的信号传输到信号分析处理器201进行分析处理和判断，根据震动的类型判断是否发出报警新信号。如果产生报警信息，则产生的报警信息传输给报警输出模块205进行报警。同时信号分析处理器201通过分析处理产生报警信号对应的地理位置信息，将地理位置信息传输给电子地图输出模块204。硬盘203和内存203将接收到的振动信息及信号分析处理器201产生的报警信息和地理位置信息存储以供调阅。

如图3所示，高清网络摄像机105包括摄像头301﹑编码器302和网络接口303。摄像头301完成模拟图像信号的采集，编码器302是一种采用先进算法的数字图像编码器，采用H.264图像压缩编码技术，并采用相应的ASIC(专用集成电路)芯片。编码器302首先将摄像头301采集的模拟图像信号转换为数字信号，然后实现复杂的大规模的压缩编码运算，其图像分辨率可以达到1920X1080像素/帧的高清标准，速率可达25帧/秒，实时传输的动态效果良好，且图像清晰度高。

如图5所示，视频服务器107包括网络接口401﹑中央处理器402﹑解码器403及多路视频输出模块404。网络接口401接收到的数字视频信号传输到中央处理器402，解码器403完成数字图像的解码处理，对数字信号进行图像D/A转换和格式变换，变成符合国际标准的PAL制电视信号传给多路视频输出模块404，多路视频输出模块404将一路信号传输给车站监控室墙面上的大型电视墙108，另外一路信号传输到硬盘刻录机109对视频进行存储，以备将来调阅。

人脸识别技术，是一项新兴的生物识别技术，是当今国际科技领域攻关的高精尖技术。它广泛采用区域特征分析算法，融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学的原理进行分析建立数学模型。

人脸识别过程实现如下：

人脸捕获：人脸捕获是指在一幅图像或视频流的一帧中检测出人像并将人像从背景中分离出来，并自动地将其保存。

图像质量预处理：图像质量的好坏直接影响到识别的效果，图像质量的检测功能能对即将进行比对的照片进行图像质量评估，并给出相应的建议值来辅助识别。

人脸识别比对：人脸识别分核实式和搜索式二种比对模式。核实式是对指将捕获得到的人像或是指定的人像与数据库中已登记的某一对像作比对核实确定其是否为同一人。搜索式的比对是指，从数据库中已登记的所有人像中搜索查找是否有指定的人像存在。

人脸建模与检索：系统可以将登记入库的人像数据进行建模提取人脸的特征，并将其生成人脸模板(人脸特征文件)保存到数据库中。在进行人脸搜索时(搜索式)，将指定的人像进行建模，再将其与数据库中的所有人的模板相比对识别，最终将根据所比对的相似值列出最相似的人员列表。

以上人脸识别技术为现有技术，如图5所示，本实用新型的人脸识别系统包括：图像摄取模块501、图像预处理模块502、人脸检索对比模块503和人脸定位模块504，图像摄取模块501获取由高清网络摄像机拍摄的输送到车站监控室的高清视频，经过图像预处理502从中截取清晰的人脸图片，然后将人脸数据通过人脸检索对比模块503的联网计算机服务器数据库进行对比，最后通过人脸定位模块504确定入侵的可疑人员身份。

Claims (10)

1.一种高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述系统包括光纤振动传感器、光纤入侵报警主机、联动报警电路、高清网络摄像机、高速路由器、视频服务器、声光报警器、电子地图显示装置、电视墙和硬盘刻录机；

所述光纤振动传感器与光纤入侵报警主机通信连接，所述光纤振动传感器用于监测非法入侵产生的震动信息号；所述光纤入侵报警主机与声光报警器和电子地图显示装置连接，所述光纤入侵报警主机用于发出报警信号同时标注报警点；所述高清网络摄像机与高速路由器和视频服务器依次连接，所述高清网络摄像机用于现场视频图像实时采集，所述高速路由器用于图像信号的传输；所述视频服务器分别与电视墙和硬盘刻录机连接，所述视频服务器将视频信号解码处理并将视频图像投放到电视墙上，同时将视频信号发送给硬盘刻录机进行存储；所述联动报警电路分别与光纤入侵报警主机和视频服务器连接，用于实现报警信号和视频图像的联动。

2.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述光纤振动传感器监测识别破坏护墙、直接翻越护墙、架梯翻越护墙、护墙下挖洞和隔墙抛掷障碍物的入侵行为。

3.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述光纤振动传感器通过联动报警电路与高清网络摄像机联动，在光纤振动传感器监测到异常信号后，将该异常信号点的高清网络摄像机拍摄的画面显示在电视墙上，进一步确认现场情况。

4.根据权利要求3所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

包括人脸识别系统，所述人脸识别系统根据高清网络摄像机的图像对入侵高铁沿线禁区的人进行抓拍和识别。

5.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述光纤振动传感器位于高铁沿线，所述光纤入侵报警主机连接多个光纤振动传感器，并通过声光报警器对异常信号进行报警。

6.根据权利要求5所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

预先设置光纤振动传感器的位置信息，每一个光纤振动传感器对应一个坐标，当光纤振动传感器接收到信号报警时，系统根据报警点的坐标位置信息将报警点定位在电子地图上。

7.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述高清网络摄像机具有数字图像处理功能和网络功能，内置H.264编码器，具有标准的网络接口。

8.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述高速路由器，具有多路网络接口和加密功能，传输速率为1000Mbgs。

9.根据权利要求1所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述视频服务器包括H.264视频解码器和用于运行监控的中央处理器，中央处理器对各路监控摄像机图像进行管理，调用信号异常点的高清网络摄像机的监控画面。

10.根据权利要求9所述的高铁沿线防入侵系统，其特征在于：

所述H.264解码器将数字图像解压缩还原为模拟图像，将该图像传输到硬盘刻录机存储，同时传输到电视墙显示。