铁路通道门智能管理系统技术条件.docx

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铁路通道门智能管理系统技术条件

铁路通道门智能管理系统技术条件

1、范围

本标准规定了铁路通道门智能管理系统的组成和主要功能、环境条件、基本要求、主要技术指标、设备接口及数据传输、设备安装、试验、包装、运输等内容。

本标准适用于铁路通道门智能管理系统的设计、研制、生产、使用、检验和维护。

2、规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。

凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB31241—2014便携式电子产品用锂电池和电池组安全要求

GB/T25119—2010轨道交通机车车辆电子装置

GB/T28792—2012列车无线调度通信系统技术条件

GB/T21413.2—2008铁路应用机车车辆电气设备第2部分：

电工器件通用规则

GB/T28026.1—2011轨道交通地面装置第1部分：

电气安全和接地相关的安全性措施

GB/T32347.2—2015轨道交通设备环境条件第2部分：

地面电气设备

GB/T32347.3—2015轨道交通设备环境条件第3部分：

信号和通信设备

GB/T24338.5—2018轨道交通电磁兼容第4部分：

信号和通信设备的发射与抗挠度

GB/T24338.6—2018轨道交通电磁兼容第5部分：

地面供电设备和系统的发射与抗挠度

GB/T2423.1—2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验A：

低温

GB/T2423.2—2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验B：

高温

GB/T2423.22—2012电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验N：

温度变化

GB/T2423.38—2008电工电子产品环境试验第2部分：

试验方法试验R：

水试验方法和导则

GB/T21562—2008轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例

GB/T4208—2017外壳防护等级（IP代码）

GB/T191—2008包装储运图示标志TB10007—2017铁路信号设计规范TB10006—2016铁路通信设计规范

Q/CR651.1—2018机车综合无线通信设备第1部分：

技术条件

铁路防雷、电磁兼容及接地工程技术暂行规定

3、术语和定义

3.1存储单元StorageUnit

实现对视频信息存储的功能模块。

3.2RS-485接口RS-485Port

由电信行业协会和电子工业联盟定义的RS-485版本的平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准，实现点对点的通信方式以及联网功能。

3.3共模噪声Common-modeNoise

线路对地的噪声，在使用交流电源的电气设备的输入端（输电线和中线）都存在这种噪声，两者对地的相位保持同相。

3.4电子标签RFID（RadioFrequencyIdentification）

又称射频标签、应答器、数据载体；电子标签与阅读器间通过耦合元件实现射频信号的空间耦合，能量传递和数据交换。

3.5静态电流QuiescentCurrent

无信号输入时的电流，也就是器件本身在不受外部因素影响下的自身消耗电流。

3.6最大工作电流MaximumOperatingCurrent

连续工作允许通过的最大电流称为最大工作电流。

3.7视频编码VideoEncoding

通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。

3.8码率控制CordRateControl

编码的优化算法,实现对视频流码流大小的控制。

3.9动作行程ActionTravel设备动作的最大距离。

3.10分辨率Imageresolution

单位英寸中所包含的像素点数。

3.11最低照度MinimumIllumination

测量摄影机感光度的一种方法，即为摄影机能在多黑的条件下看到可用的影像。

3.12感应电流InducedCurrent

闭合回路在原磁场内产生的磁场阻碍原磁场磁通量发生变化的电流。

3.13通讯接口CommunicationInterface

设备用于信号传输的通道接口。

3.14图像传感器ImageSensor

一种将光学图像转换成电子信号的设备,是数字摄像头的重要组成部分。

3.15冗余电源RedundantPower

由两个完全一样的电源组成，由芯片控制电源进行负载均衡，当一个电源出现故障时，另一个电源马上可以接管其工作，在更换电源后，又是两个电源协同工作。

4、缩略语

CPU：

中央处理器（CentralProcessingUnit）

RFID:

射频识别（RadioFrequencyIdentification）

GIS:

地理信息系统（GeographicInformationSystem）VPN:

虚拟专用网络（VirtualPrivateNetwork）

PoE:

有源以太网（PowerOverEthernet）

HTTP:

超文本传输协议（HyperTextTransferProtocol）

DDNS:

动态域名服务（DynamicDomainNameServer）

DHCP:

动态主机配置协议（DynamicHostConfigurationProtocol）

PPPoE:

基于以太网的点对点通讯协议（PointtoPointProtocoloverEthernet）

RTSP:

实时流传输协议（RealTimeStreamingProtocol）

RTP:

实时传输协议（Real-timeTransportProtocol）

RTCP:

RTP控制协议RTP（ControlProtocol）

AWB:

自动白平衡（Automaticwhitebalance）

AF:

自动对焦（AutoFocus）

AE:

自动曝光（AutomaticExposure）

CMOS:

互补金属氧化物半导体（ComplementaryMetalOxideSemiconductor）

5、组成和主要功能

5.1组成

铁路通道门智能管理系统由电子锁、中心站、网络摄像机和后台服务器等组成，采用数字信息、物联网、RFID等技术，实现铁路通道门的权限管理、出入网人员卡控、远程监控等功能，通过4G网络（VPN）将监测信息回传至集团公司GIS综合监控平台，并向各专业生产管理系统提供标准数据接口。

在调度命令安排的天窗时段，由生产管理系统形成的相应作业票（派工单）中所指定的施工负责人，在规定的时间，规定地点（作业门），使用带有身份信息的“一卡通”或者手持终端进行扫描，才能开启作业门，同时记录进出人员的影像信息。

对作业门具有的（锁关门关、锁开门关、锁开门开、锁关门开）四种状态在GIS图上实现动态显示、实时监测，并且对异常状态通过向现场人员手持终端推送报警、相关管理人员推送短信等手段实现报警。

该系统可防止作业人员提前上道施工、延迟出网等严重违反铁路施工安全的违规操作。

同时在抢险救援紧急时刻，可通过系统后台远程控制开门，缩短了应急响应时间。

5.2基本功能

铁路通道门智能管理系统主要由电子锁、中心站、网络摄像机、后台服务器（监控平台）等四部分组成，采用模块化结构，便于故障的判别和部件的更换、维修。

5.2.1电子锁

5.2.1.1功能

电子锁获取中心站传来的相关指令，并按指令动作开启。

5.2.1.2开启方式

电子锁能通过电控指令，实现自动开启。

在抢险救援、自动开启失效等非正常情况下也可使用机械钥匙手动开锁。

该系统具备以下四种开锁方式：

——RFID刷卡：

在RFID卡已获得相应授权的情况下，通过刷卡，电动开启门锁；

——手持终端扫描二维码：

在手持终端上加载安全门App，通过扫描门锁定制二维码，电动开启门锁；

——远程控制：

通过系统后台网络，远程控制电动开启门锁；

——机械钥匙开锁：

使用传统机械钥匙手动开启门锁。

5.2.1.3构成及工作原理电子锁主要由主控单元、电磁驱动器、RFID模块、磁传感器模块、RS-485收发器、二维码等模块构成。

电子锁主要单元工作原理如下：

——主控单元：

作为系统控制核心，实时接收RFID读卡器信息。

通过RS-485接口实现和中心站信息进行相互传送，同时接收并执行各项指令，完成内部各部件的自动检测等；

——电磁驱动器：

该驱动器为电磁模块控制的机械装置，当电磁模块上电，驱动衔铁打开拐臂，释放锁栓开锁；

——RFID模块：

该模块能自动识别设备电子标签数据。

当标签靠近后，接收读卡器发出的射频信号，通过感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的设备信息。

射频模块读取开锁信息并将信息解码后，传送至中央控制单元进行相关数据处理；

——磁传感器模块：

该传感器模块能通过磁感应方式检测出锁销锁定的位置以及关门位置的状态变化，并将其转化为电信号，传送至中央控制单元；

——RS-485收发器：

该收发器使用差分信令机制抑制噪声，实现远距离数据传输；

——二维码：

包含通道门的里程、编号、所属中心站编号等信息。

5.2.2中心站

5.2.2.1功能

中心站为整个通道门智能管理系统的核心控制中心，采集电子锁传来的锁和门的信息，通过无线网络（或有线）接收后台服务器发出的指令，并根据指令控制门锁的动作和网络摄像机的启停。

5.2.2.2网络系统

中心站控制以下两个网络系统：

门禁网络系统：

——接收并记录通道门状态变化信息；

——发送并确认通道门所收到的相关指令；

——对所辖门的心跳检测。

无线（或有线）网络和后台服务器构成网络系统：

——传送通道门状态变化信息至后台服务器；

——接收服务器发来的相关指令；

——根据通道门的状态变化信息触发网络摄像机进行拍照；

——根据通道门的状态变化信息发送报警（如手持终端报警，相关人员报警短信推送）；

——对中心站进行各种参数设置；

——内部电源管理。

5.2.2.3构成及工作原理

中心站包含主控模块、无线通信网络模块、电源模块。

——主控模块：

该模块作为中心站的核心控制器件，接收电子锁传送的门锁状态信息，通过无线（或有线）网络将状态信息和通道门报警信息发送到系统监控平台，同时接收系统后台的各种指令。

完成通道门各种信息的自动记录，完成内部各部件的自动检测等；作为重要控制单元，系统设计时采用低功耗、高集成度、全总线内置；

——无线通信网络模块：

该模块作为中心站和系统监控平台的通信接口，负责将通道门的状态信息和报警信息进行及时传输及相关参数设置；

——电源模块：

电源采用AC/DC电源（交流220V转直流12V，电流1A,功率12W）与太阳能电池板电源（电压12V，电流1A,功率12W）两种供电方式，能对其进行充电监测和电池电量管理。

5.2.3网络摄像机

5.2.3.1功能

根据中心站发来的指令对现场进出通道门的人员进行图像（或视频）的采集，并将影像资料上传至指定服务器。

5.2.3.2构造模块

——网络摄像机选用低照度高清摄像机，可提供优异的图像质量，能支持红外、报警、PoE、光敏监测等丰富的功能接口；

——图像传感器：

采用CMOS高质量图像传感器，可输出全高清1080P实时视频；

——最低照度：

0.1LuxF1.2（彩色模式）,0.01LuxF1.2（黑白模式）；

——3A控制：

AWB/AF/AE；

——通讯接口：

RJ4510M/100M自适应以太网口，兼容PoE（IEEE802.3af）；

——网络协议：

HTTP,DDNS,DHCP,PPPoE,RTSP,RTP,RTCP,ONVIF；

——视频编码标准：

H.264,MJPEG；

——远程管理：

支持网页浏览,支持IE。

5.2.4后台服务器（监控平台）

系统后台服务器（监控平台）实时监测通道门的状态（锁关门关，门开锁关，门关锁开，门开锁开等4种状态），并对采集的数据作处理和保存，对通道门的异常状态报警（如通过现场人员手持设备、相关管理人员短信等形式）。

同时在抢险救援紧急时刻，可通过系统后台远程控制开锁，缩短应急响应时间。

6、环境条件

6.1海拔高度

适合3000m以内。

6.2环境温度

环境温度为-25℃～+70℃。

6.3相对湿度

温度保持30℃不变时，相对湿度95%（RH）。

6.4外壳防护外壳防护等级符合GB/T4208—2017中IP65的要求。

6.5电磁兼容

符合以下两个标准要求：

——GB/T17626.11—2008电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断及电压变化的抗扰度试验（IEC61000-4-11:

2004）。

——GB/T17626.2—2018电磁兼容试验和测量技术静电放电抗干扰度试验（IEC61000-4-2:

2008）。

7、主要技术条件

7.1电子锁

a）额定电压：

DC12V；

b）静态电流:

0.1A；

c）动作电流：

2.1A；

d）动作行程：

30mm；

e）尺寸：

100mm×96mm×48mm；

f）使用年限：

4年。

7.2中心站

a）额定电压：

DC12V；

b）额定电流:

0.3A；

c）额定功率：

3.6W；

d）尺寸：

120mm×300mm×240mm；

e）使用年限：

4年；

f）电源续航能力：

48小时；

g）电池寿命：

2年。

7.3红外功能网络摄像机参数

a）额定电压:

DC12V；

b）额定电流:

1A；

c）额定功率：

12W；

d）分辨率：

720P（1280x720@30fps）；

e）码率控制：

256Kbps～12Mbps；

f）电子快门：

1/50秒～1/100,000秒；

g）通讯接口：

1个RJ4510M/100M自适应以太网口,兼容PoE（IEEE802.3af）；

h）最低照度：

0.1LuxF1.2（彩色模式）,0.01LuxF1.2（黑白模式）；

i）图像传感器：

2.0Mpixel1/2.8"CMOS；

j）3A控制：

AWB/AF/AE；

k）网络协议：

HTTP,DDNS,DHCP,PPPoE,RTSP,RTP,RTCP,ONVIF；

l）远程管理：

支持网页浏览,支持IE；

m）尺寸：

38mm×38mm；

n）使用年限：

4年。

7.4后台服务器

a）CPU

——CPU频率：

2.0GHz；

——CPU数量：

4颗；

——总线规格：

QPI6.4GT/s；

——CPU核心：

八核；——CPU线程数：

16线程。

b）电源参数

——电源类型：

冗余电源模块，支持热插拔；

——电源数量：

4个；

——电源电压：

110V/220VAC或-48VDC输入；——电源功率：

1200W。

c）主板

——扩展槽：

8×PCIe扩展插槽总线传输6.4GT/S。

d）内存——内存类型：

DIMM；

——内存容量：

32GB*8；——内存插槽数量：

48；——最大内存容量：

3TB。

e）存储

——硬盘接口类型：

SATA/SAS/SSD；

——标配硬盘容量：

900GB*6；

——内部硬盘架数：

支持8块或者23块2.5英寸SAS/SATA/SSD硬盘。

f）接口类型

——标准接口：

可选配2个GE，4个GE或2个10GE接口。

g）尺寸

——447mm×790mm×175mm（长x宽x高）。

h）使用年限——6年。

8、安装要求

8.1电子锁

电子锁须安装于固定门上，磁传感器安装于活动门上；电子锁的通信电缆沿固定门、墙体、地面敷设，终端引入中心站主机；

c）电子锁的基座以穿心不锈钢铆钉方式或电弧焊方式固定于固定门上；

d）磁传感装置安装于活动门上，位置为电子锁的锁销正下方（活动门关闭时）。

8.2中心站

8.2.1基础安装位置要求

a）禁止安装在相邻2条铁路线路之间；

b）基础上方6米以内不得有接触网带电体或电力贯通线；

c）基础位置不得侵入铁路建筑限界，距邻近铁路线路中心线宜大于6米，不应小于4.575米，当距离不足6米时，立杆应在反向（远离铁路方向）下锚、设置拉索，拉索采用不小于4mm的不锈钢绳索，打地锚须避开地下埋设电缆；

d）中心站与电子锁的距离应在3米以内，其间不能有遮挡物。

8.2.2预埋件安装要求

a）开挖基础坑:

50cm×50cm×80cm，基础坑底必须是夯实的原土，且预埋件必须嵌入原土层不少于60cm，不可将预埋件埋置在浮土或弃土堆上，确保基础的稳定性；

b）放入预埋件（注：

预埋件主要由四个螺栓、钢板以及钢筋笼组成，规格为26cm×26cm×80cm）；

c）浇注混凝土，浇筑过程中不断修正钢架位置，确保预埋件钢板保持水平，夯实钢板下面的混凝土，禁止钢板下方出现浇筑空洞，防止钢筋未被混凝土包裹而暴露于空气中，出现锈蚀，甚至断裂；

d）基础砼台面尺寸：

50cm×50cm，确保基础砼顶面无积水，且对基础砼顶面找平；

e）基础砼顶面的4个螺栓要带上螺帽，同时对螺杆和螺帽作防锈处理，并确保安设立柱时螺丝口无损坏。

8.2.3立柱联接

立柱由两根带联接法兰盘的钢管构成，上立柱为ф114mm×1000mm钢管，下立柱为ф114mm×1000mm钢管，下立柱法兰板连接于基础螺栓上。

8.2.4立杆

立杆前需完成所有杆上设备的安装，保证太阳能电池板的朝南方向。

8.2.5电池板安装要求

a）电池板朝向正南，无建筑物、山体或树荫等物体遮挡；

b）将电池板固定于支架上，并紧固螺丝；

c）用抱箍将支架及电池板固定于上立柱靠顶端的位置；

d）将电池板电缆的4芯插接件连接到主机下方靠侧边的位置。

8.2.6主机安装

主机（1、2号）安装于电池板的下方，靠近杆顶安装；与主机连接的每一接插件（共4个）必须进行防潮技术处理，内层用防水胶带封闭缠绕，外层用PVC电工绝缘胶带封闭缠绕，收尾处用扎条扎紧。

8.3网络摄像机

a）位置要求：

高度和角度要求，须确保能够清楚地拍摄到进出通道门的人员和物资；

b）布线要求：

布线简单，避免强磁干扰；

c）配件要求：

机架安装应平稳牢固、便于操作维护。

8.4后台服务器

a）对现场环境进行检测，确认符合安装规范要求；

b）机架稳固，便于运行维护；

c）进行拓扑连接、上电验机；

d）软硬件安装符合操作规范；

e）系统和电源指示灯显示正常；

f）风扇运转正常。

8.5调试

a）当门锁状态发生变化时，中心站可通过无线信道将相应信息传输到后台服务器，并在集团公司应急防灾平台上显示；

b）现场人员通过在当地操作中心站设备并与后台人员联系，实现现场设备与后台设备的联调联试。

9、检测方法

9.14G控制板检测

a）焊接质量检测；

b）短路检测；

c）工作电流检测（联网状态为160mA左右）。

9.2电源控制板检测

a）焊接质量检测；

b）短路检测。

9.34G路由器检测

a）路由器参数设置；

b）无线密码设置；

c）路由器工作状态检测。

9.4网络摄像机检测

a）网络摄像机上电，连接电脑网口；

b）网段设置：

电脑IPv4设置和摄像机同一网段；

c）打开并登陆NVClient软件，点击“搜索”添加设备；

d）选中设备名，可查看实时监控画面；

e）网络摄像机参数设置：

含设备名称、时区、NTP校时、主副码设置等；

f）网络设置：

以太网勾选DHCP，配置FTP服务器；

g）设置I/O报警，启用“低电平报警”，勾选报警上传FTP。

9.5锁具检测

a）锁芯机构动作检测；

b）锁具控制电路板短路检测。

9.6锂电池组检测

a）锂电池容量检测：

5Ah；

b）锂电池端电压检测：

8.4V；

c）锂电池充电保护检测：

过充/过放功能。

9.7整机联调

a）联网检测：

4G模块、路由器联网检测；

b）工作电流检测：

主机工作电流，应小于700mA；

c）电源控制电路板功能检测：

正常情况为主机上电10分钟后，摄像机和路由器会断电；当接到计划命令时再重新上电，持续时间也为10分钟；

d）重启时间检测：

摄像机重启耗时40s左右，路由器耗时1分钟左右；

e）刷卡开锁检测：

施工计划下达计划后，检查刷卡能否开锁；

f）拍照检测：

通道门门锁状态变化后，摄像机拍照检测；g）上传通路检测：

检测拍照图片上传FTP服务器通路。

9.8低温试验

在高低温试验箱，测试设备分别在低温-25℃和高温70℃时能否正常工作；

按GB/T25119-2010中12.2.3进行试验，严酷等级主机为-25℃，试验中设备不加电，持续时间2h，并进行功能特性检测。

恢复常温2h后，在正常室温下重新进行功能特性检测。

9.9高温试验

按GB/T25119-2010中12.2.4进行试验，严酷等级主机为70℃，试验中设备不加电，持续时间2h，并进行功能特性检测。

恢复常温2h后，在常温下重新进行功能特性检测。

9.10交变湿热试验

按GB/T25119-2010中12.2.5进行试验，严酷等级为55℃和25℃，试验周期数2，试验时间2d。

两周期试验结束后，在正常试验大气压下恢复1h～2h，进行功能特性检测。

9.11高低温交热试验

按GB/T2423.22—2012第1章规定进行试验，严酷等级低温为-20℃，高温为45℃，试验时间3h，转换时间23min,5个循环，恢复常温4h后，进行功能特性检测。

9.12水试验

按GB/T2423.38—2008中试验Ra：

滴水进行试验，降水强度为400mm/h±50mm/h，水滴尺寸3.8mm±0.4mm,喷射或倾斜角度为90度，持续时间2h。

试验后进行功能特性检测。

9.13外壳防护

外壳防护等级按照GB/T4208—2017中第13章的试验条件和方法的13.4、13.5条进行功能特性检测；按照GB/T4208—2017中第14章的试验条件和方法进行第二特征数字试验，试验后进行功能特性检测。

9.14电磁兼容试验

a）射频抗扰度试验：

中心站主机按GB/T25119-2010中12.2.8.1进行。

b）电源过电压、浪涌和静电放电试验：

中心站主机按GB/T25119-2010中12.2.6进行。

c）电快速瞬变脉冲群抗扰度试验：

中心站主机按GB/T25119-2010中12.2.7进行。

d）射频干扰试验：

中心站主机按GB/T25119-2010中12.2.8进行。

9.15老化试验

整机联机上电老化72小时，试验后进行功能特性检测。

9.16贮存试验

在不工作的状态下，在-25℃～70℃环境温度下贮存，低温贮存24h,高温贮存48h,贮存后经恢复5h～15h后，进行功能特性检测。

9.17风洞试验

中心站立柱及太阳能电池板支架风洞试验。

a）通过强迫振动法测量立柱及太阳能板的频率；

b）测试双边太阳能电池板支架斜撑与支架梁下立柱的焊接点处和附属部分所抱箍的上部立柱与下部立柱连接处的稳定性；

c）测试单边太阳能板支架基底的稳定性；

d）通过建立ansys有限元模型，将测得的五分力系数换算得到列车风下结构所受的五分力，等效的加载在有限元模型上，验算关键节点的应力。

9.18型式试验、出厂试验、验收试验

型式试验、出厂试验、验收试验项目按表1规定行。

表1型式试验、出厂试验、验收试验项目

序号

试验项目

条款号

型式试验

出厂试验

验收试验

1

4G控制板检测

9.1

√

√

√

2

电源控制板检测

9.2

√

√

√

3

4G路由器检测

9.3

√

√

√

4

网络摄像机检测

9.4

√

√

√

5

锁具检测

9.5

√

√

√

6

锂电池组检测

9.6

√

7

整机联调

9.7

√

8

低温试验

9.8

√

9

高温试验

9.9

√

10

交变湿