一种铁路监视预警系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种铁路监视预警系统，包括铁路轨道异物检测子系统和铁路两边沿线检测子系统，铁路轨道异物检测子系统包括天线、发射机、频率综合器、接收机、同步器；天线分别与发射机和接收机连接，频率综合器设在发射机和接收机之间，同步器分别与发射机、频率综合器以及接收机连接；铁路两边沿线检测子系统包括发射部分和接收部分，发射部分包括发射天线以及和发射天线连接的发射器；接收部分包括接收天线以及和接收天线连接的接收器，接收器连接信号处理器，信号处理器连接数据传输器。本实用新型专利技术的铁路监视预警系统，可以在较小的系统平台上进行布设，大大的简化了其在生产、安装、调试上的难度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及铁路安防
，尤其涉及一种铁路监视预警系统。
技术介绍
目前，常用的铁路安防技术主要有红外监视、雷达监视、电子围栏等，三种安防方案各有优缺，其在铁路安防的应用领域也有不同。电子围栏的使用是目前国内铁道安防的主要手段，电子围栏的使用原理简单，可分为张力型、震动性、脉冲电子三种，张力型和震动型电子围栏都是围栏本身受到来自外界的力时，通过拉力传感器和震动传感器发出警报的方式进行工作；电子脉冲围栏实在张力型和震动型围栏的基础上增加了3000～7000V的电子脉冲威慑功能。不管应用那种围栏方案，其使用的硬件成本巨大，目前市场上的普通围栏价格一般在1米80RMB，如果对于一条全长100公里的铁路进行围栏安装施工，其硬件成本就在2000万以上，加之后期的维护费用更是一笔不小的数值。但目前国内对于铁路沿线人口密集区域和比较重要的桥梁路段仍然应用电子围栏进行安防隔离。铁路沿线安防应用红外监视设备也是国内铁道安防的一种常规手段，它通过红外摄像头进行区域监控，使用红外成像技术对铁路沿线的侵入目标进行分类识别，并进行报警监控。国内目前红外监控系统普遍的组成方式为CMOS图像传感器、A/D转换、图像压缩、通信模块；对于近距离的安防监控红外监测系统有着精度高，监测范围宽的优势，但是对于长距离、大范围的监控实施，红外监控就许多的不足，首先由于天气因素的影响，红外监控系统的监控精度就会起伏很大，更为重要的是红外监控的图像传输对于通信带宽的要求比较高，这无形的增加了其在长距离监控实施中的硬件成本。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所存在的技术问题，本技术提出了一种铁路监视预警系统，可以在较小的系统平台上进行布设，大大的简化了其在生产、安装、调试上的难度。为实现上述目的，本技术的技术解决方案是：铁路监视预警系统，其特征在于：包括铁路轨道异物检测子系统和铁路两边沿线检测子系统，所述铁路轨道异物检测子系统包括天线、发射机、频率综合器、接收机、同步器；天线分别与发射机和接收机连接，频率综合器设在发射机和接收机之间，同步器分别与发射机、频率综合器以及接收机连接；铁路两边沿线检测子系统包括发射部分和接收部分，发射部分包括发射天线以及和发射天线连接的发射器；接收部分包括接收天线以及和接收天线连接的接收器，接收器连接信号处理器，信号处理器连接数据传输器。作为优选，本技术所提供的铁路轨道异物检测子系统还包括信号处理单元、数据处理单元；信号处理单元与同步器连接，数据处理单元与信号处理单元连接。作为优选，本技术所采用的频率综合器包括DDS电路以及与DDS电路连接的上变频器电路。作为优选，本技术所采用的DDS电路包括依次连接的频率累加器、相位累加器、相位控制字、相/幅变换单元、反sinc函数滤波器、幅度控制字以及DAC。作为优选，本技术所采用的上变频器电路包括依次连接的第一滤波器、本地振荡器、第二滤波器以及DDS。作为优选，本技术所采用的天线面上设置多个透风孔。作为优选，本技术所采用的天线上设置固定绳栓。本技术的优点是：随着国内铁路交通规模的不断扩大，雷达安防监测系统将会成为一种新的发展方向，以弥补目前铁路交通安全检测中的诸多不足，对于铁路交通安防中的长距离安防将会起到有力的补充。本技术的应用领域也将会从目前的铁路安防拓展到高速公路安防及其他领域。由于雷达监测系统是由两个子系统组成，其性能非别与两个子系统的指标息息相关，对于应用的方向改变我们可以比较方便的调整各个部件的具体指标已满足不同领域的需求。附图说明图1是本技术铁路轨道异物检测子系统原理图；图2是本技术铁路两边沿线检测子系统原理图；图3是DDS电路示意图；图4是上变频器电路示意图。具体实施方式参见图1，图2，铁路监视预警系统，包括铁路轨道异物检测子系统和铁路两边沿线检测子系统，铁路轨道异物检测子系统包括天线1、发射机2、频率综合器3、接收机4、同步器5、信号处理单元6、数据处理单元7；天线1分别与发射机2和接收机4连接，频率综合器3设在发射机2和接收机4之间，同步器5分别与发射机2、频率综合器3以及接收机4连接；信号处理单元6与同步器5连接，数据处理单元7与信号处理单元6连接；铁路两边沿线检测子系统包括发射部分和接收部分，发射部分包括发射天线10以及和发射天线10连接的发射器11；接收部分包括接收天线12以及和接收天线12连接的接收器13，接收器13连接信号处理器14，信号处理器14连接数据传输器15。雷达采用K波段，应用FMCW工作方式，通过动目标检测方式探测进入铁路两侧一定范围内的目标，达到提前预警的目的。在铁道中间布设，完成对铁路两侧的覆盖。如果位于人烟稀少的戈壁沙漠地带，铁路走向较为平直，铁路两侧覆盖的区域面积可以较大，因而天线波束宽度可以较大，作用距离较远；如果位于人口密集的地带，铁路两侧覆盖的区域面积必须较小，因而天线波束宽度必须较小，作用距离较近；具体的天线波束、作用距离需要根据当地铁路的具体情况来定。铁路轨道异物的检测子系统应用合成孔径技术，天线及信号发射部分在水平导轨上沿着与铁道垂直的方向进行水平推进的移动，雷达发射的角度是固定值。主要技术指标：(1)工作频率：27～28GHz；(2)作用距离：≥1000m；(3)距离分辨率：0.18m；(4)位移测量精度：4mm；(5)合成孔径方位分辨率：0.06°；(6)发射功率：200mW；(7)调制方式：波线性调频，调频带宽800MHz；(8)波束宽度：2°x5°；(9)扫描轨道长12m(压缩后方位分辨率0.06°)；(10)工作环境：温度-40～70℃。参见图3，频率综合器包括DDS电路以及与DDS电路连接的上变频器电路。DDS电路包括依次连接的频率累加器、相位累加器、相位控制字、相/幅变换单元、反sinc函数滤波器、幅度控制字以及DAC。参见图4，上变频器电路包括依次连接的第一滤波器、本地振荡器、第二滤波器以及DDS。本技术的天线采用防风技术：1)在天线本身结构设计中采用相关外形、尺寸优化设计，及在不影响天线工作性能的情况下在天线面上开若干透风孔的措施，减少天线风阻。2)在天线假设、加固方面，采取防风加固措施，如增加固定绳栓的数量和强度，提高天线抗风能力。尽管以上结合附图对本技术的实施方案进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路监视预警系统，其特征在于：包括铁路轨道异物检测子系统和铁路两边沿线检测子系统，所述铁路轨道异物检测子系统包括天线、发射机、频率综合器、接收机、同步器；天线分别与发射机和接收机连接，频率综合器设在发射机和接收机之间，同步器分别与发射机、频率综合器以及接收机连接；铁路两边沿线检测子系统包括发射部分和接收部分，发射部分包括发射天线以及和发射天线连接的发射器；接收部分包括接收天线以及和接收天线连接的接收器，接收器连接信号处理器，信号处理器连接数据传输器。

【技术特征摘要】
1.一种铁路监视预警系统，其特征在于：包括铁路轨道异物检测子系统和
铁路两边沿线检测子系统，所述铁路轨道异物检测子系统包括天线、发射机、频
率综合器、接收机、同步器；天线分别与发射机和接收机连接，频率综合器设在
发射机和接收机之间，同步器分别与发射机、频率综合器以及接收机连接；铁路
两边沿线检测子系统包括发射部分和接收部分，发射部分包括发射天线以及和发
射天线连接的发射器；接收部分包括接收天线以及和接收天线连接的接收器，接
收器连接信号处理器，信号处理器连接数据传输器。
2.根据权利要求1所述的铁路监视预警系统，其特征在于：所述铁路轨道异
物检测子系统还包括信号处理单元、数据处理单元；信号处理单元与同步器连接，
数据处理单元与信号处...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵大龙，张北京，余继革，胡雪茹，刘芬玲，张晓颖，郑觉晓，
申请(专利权)人：西安希德电子信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61