CN111681383A - 一种铁路机车运行地面环境感知技术 - Google Patents

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CN111681383A CN202010586002.9A CN202010586002A CN111681383A CN 111681383 A CN111681383 A CN 111681383A CN 202010586002 A CN202010586002 A CN 202010586002A CN 111681383 A CN111681383 A CN 111681383A
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郭文新
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Abstract

对封闭性不佳的普速铁路、企业铁路而言，没有对误入轨道的行人、车辆和落石检测手段，为实现对机车运行前方出现影响安全的障碍物、人员的感知，及时发现不安全因素，本发明公开了一种铁路机车运行地面环境感知技术，基于监测杆的环境感知技术，技术方案为：在铁路沿线设置地面监测杆，集成AI摄像机、球型摄像机、毫米波雷达设备和虚拟围栏传感器设备，感知铁路沿线是否存在不安全因素；采用自建或公用无线网络实现监测杆、中心服务器和铁路机车车载主机的即时通信，将铁路沿线设置监测杆探测到的异常情况传给即将通过此路段的铁路机车（车载主机），达到对铁路行车事故提前预警的作用，并对铁路机车自动驾驶***提供安全保障作用。

Description

一种铁路机车运行地面环境感知技术
技术领域
本发明涉及一种铁路领域机车路况信息感知，特别一种在机车行驶时利用地面设备感知采集前方路况信息判断是否存在障碍物或危险情况，以实现安全行车的技术，具体为一种铁路机车运行地面环境感知技术。
背景技术
目前铁路机车运行时的安全设备主要依靠轨道电路检测区段是否有车，防止撞车、断轨等极端情况出现的安全问题，对误入轨道的行人、车辆和落石没有检测手段，在封闭性不佳的普速铁路、企业铁路中安全风险尤其明显。本发明提供一种安装在铁路沿线的视频和雷达设备，利用智能检测算法检测入侵铁路的危险源技术，用以保障行车安全。
发明内容
本发明的目的在于侦测和发现机车运行前方是否存在障碍物、误闯入的人员及其距离，以便车载主机做出决策。
为达到这一目的，本发明提出的技术方案为：
1）综合使用虚拟围栏传感器设备、毫米波雷达设备、AI摄像机、球型摄像机等安防设备，检测防控区域内的异常情况，并报警；
2）将虚拟围栏传感器设备、毫米波雷达设备、AI摄像机、球型摄像机等安防设备集成在多根监测杆上，按一定规则部署于铁轨沿线；
3）利用公用或自建无线网络实现监测杆设备、车载主机和服务器的通信；
4）利用智能检测算法检测入侵铁路的危险源，保障行车安全，为自动驾驶***决策提供数据。
本发明的有益效果：
第一，有利于提高行车安全性，保证司机减少工作负担；
第二，为实现机车自动驾驶提供安全保障。
附图说明
图1为铁路沿线地面监测杆结构图；
图2为***结构图；
图3为地面监测杆布局图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、***结构和所达成的功能，下面将结合实施例与附图给予详细说明。
图1为铁路沿线地面监测杆结构图，1为筒型AI摄像机，具备红外夜视功能和异物入侵检测，2为球型摄像机，具有水平旋转功能和异物入侵检测，通过AI摄像机对运动目标区域入侵的判断，可掌握轨道区域内是否存在异物；3为虚拟围栏传感器设备，用于在铁轨沿线布置虚拟围栏，检测是否有异物闯入。4为毫米波雷达设备，用于检查轨道平面是否存在异物。5为金属结构柱体，通过内部走线连接前述设备，并通过6无线通信设备接入自建或公用无线网络中，监测杆集合多种传感器于一体，感知铁轨沿线是否安全，为自动驾驶***决策提供数据。
图2为***结构图，1为监测杆，2为运行中的机车，3为部署于驾驶室的车载主机，4为无线网络，5为中心服务器，实施方式为：设置于监测杆的AI摄像机、虚拟围栏传感器设备和毫米波雷达设备的数据通过无线网络发送至中心服务器，中心服务器利用监测算法程序分析该信息，判断是否存在落入铁轨范围的物体、行人等等，当判断存在危险情况时，将主动将报警信息通过无线网络推送给发往该地点的机车，机车车载主机通过无线网络获得报警信息，通过声光等方式展示给司机，或者直接通过机车控车***控制车速。
图3为地面监测杆布局图，1表示铁轨，2为监测杆，3运行中的机车，4为部署于驾驶室的车载主机，5表示智能监测杆的监测范围，当机车进入监测范围时，如果此时前方存在体积较大的障碍物或有人员施工、闯入，经智能监测杆的AI摄像机、虚拟围栏传感器设备和毫米波雷达探测得知障碍信号上传服务器，服务器经过运算决策，将行车命令通过无线通信网络发送给车载主机，由车载主机发送给机车控车***进行减速或停车。

Claims (5)

1.一种铁路机车运行地面环境感知技术，其特征在于：综合使用虚拟围栏传感器设备、毫米波雷达设备、AI摄像机、球型摄像机等安防设备，检测防控区域内的异常情况，并报警；将虚拟围栏传感器设备、毫米波雷达设备、AI摄像机、球型摄像机等安防设备集成在多根监测杆上，按一定规则部署于铁轨沿线；利用公用或自建无线网络实现监测杆设备、车载主机和服务器的通信；利用智能检测算法检测入侵铁路的危险源，保障行车安全，为自动驾驶***决策提供数据。
2.根据权利要求1所述的一种铁路机车运行地面环境感知技术，其特征在于，所述安防设备，包括虚拟围栏传感器设备、毫米波雷达设备、AI摄像机、球型摄像机，
所诉虚拟围栏传感器设备，设置于铁路沿线地面监测杆上，用于在铁轨沿线布置虚拟围栏，检测是否有异物闯入，
所述毫米波雷达设备，设置于铁路沿线地面监测杆上，用于检查轨道平面是否存在异物，
所述AI摄像机，设置于铁路沿线地面监测杆上，具备红外夜视功能和异物入侵检测，
所述球型摄像机，设置于铁路沿线地面监测杆上，具有水平旋转功能和异物入侵检测，通过AI摄像机对运动目标区域入侵的判断，可掌握轨道区域内是否存在异物。
3.根据权利要求1所述的种铁路机车运行地面环境感知技术，其特征在于，所述多根监测杆按一定规则部署于铁轨沿线，两杆间隔距离为监测杆的监测范围。
4.根据权利要求1所述的一种铁路机车运行地面环境感知技术，其特征在于，所述防控区域，为监测杆的监测范围。
5.根据权利要求1所述的一种铁路机车运行地面环境感知技术，其特征在于，所述智能检测算法检测入侵铁路的危险源，为当机车进入监测范围时，如果此时前方存在体积较大的障碍物或有人员施工、闯入，设置于监测杆的AI摄像机、虚拟围栏传感器设备和毫米波雷达设备的数据通过无线网络发送至中心服务器，中心服务器利用监测算法程序分析该信息，判断是否存在落入铁轨范围的物体、行人，当判断存在危险情况时，将主动将报警信息通过无线网络推送给发往该地点的机车，机车车载主机通过无线网络获得报警信息，通过声光等方式展示给司机，或者直接通过机车控车***控制车速。
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