CN101439727A - 列车运行前方动态监视监控方法和监控系统 - Google Patents

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陈立
殷志祥
胡敏惠
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Abstract

一种列车运行前方动态监视监控方法，按照如下步骤实施：(1)在机车上设置一成像设备对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息；(2)将所提取的图像信息进行分类并对其危险性进行分析；(3)经过确认的危险信息输入一个监控单元，该监控单元根据来自于列车运行状态记录的运行信息控制列车制动机构。监控系统，包括：安装于机车上对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息的成像设备；与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元。其优点是从人的生理机能基本素质指标入手，实现了全天候的超司机视距3倍以上的功能，超司机反应速度30倍的高科技指标确保列车识别前方障碍。

Description

列车运行前方动态监视监控方法和监控系统
技术领域
本发明是一种铁路列车安全装置，特别是对机车运行状态进行全方位监控的专用的电子和机械合成的专用系统。
背景技术
目前，列车运行前方有火车、汽车、落石、倒伏树木、塌方、股道旁边的限速标志牌、蓝白色信号机均凭司机人工观察，其危害性很大，所带来的安全隐患十分严重。历次震惊中外的铁路大事故无不与列车运行前方的障碍物及标志使司机人工来不及识别、反应不及而导致悲剧发生。
发明内容
本发明目的是提供一种列车运行前方动态监视监控方法和监控系统，运用热成像技术、图像识别技术和多光谱探测等多种高科技先进技术，达到超司机视距、全天候并且超司机生理反应速度而快速反应自动化控制的系统。
一种列车运行前方动态监视监控方法，其是按照如下步骤实施：
(1)在机车上设置一成像设备对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息；
(2)将所提取的图像信息进行分类并对其危险性进行分析；
(3)经过确认的危险信息输入一个监控单元，该监控单元根据来自于列车运行状态记录的运行信息控制列车制动机构。
在步骤(3)中监控单元位于机车上或位于地面。
对股道旁限速牌及其数值进行识别，并且提醒司机按限速安全运行。
对列车运行前方的火车、汽车、行人、落石、数标等目标分类识别，并且按照危险级别分为：需要对列车进行紧急制动的、常用制动的、向司机警示的、容忍的四类分别控制。
对铁路的蓝白灯各色信号机均可以分别予以识别，分为：允许通过的司机提示，对禁止的除了提示以外，还要进行自动控制。
一种列车运行前方动态监视监控系统，其包括：
(1)安装于机车上对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息的成像设备；
(2)与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元；
(3)与监控单元相连并根据其指令对机车制动的列车制动机构。
成像设备为红外热成像设备、CCD相机、光谱探测设备、图像扑捉设备、红外或光学测距设备中的一种或其组合。
还包括图像和数据存储记录分析单元，并且具有数据向车上和车下双向传输模块。
与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于机车上并直接与机车制动机构相连。
与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于地面，并且在机车上设有图像无线数据传输单元。
本发明优点是从人的生理机能基本素质指标入手，实现了全天候的超司机视距3倍以上的功能，超司机反应速度30倍的高科技指标确保列车识别前方障碍。本发明具有填补铁路国内外空白，实现铁路列车智能化自动快速识别和监控运行前方障碍物，防止列车冲、撞、超速具有划时代意义。
附图说明
图1为发明原理框图。
图2为本发明原理示意图。
图3为本发明结构图。
具体实施方式
一种列车运行前方动态监视监控方法，其是按照如下步骤实施：
(1)在机车上设置一成像设备对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息；(2)将所提取的图像信息进行分类并对其危险性进行分析；(3)经过确认的危险信息输入一个监控单元，该监控单元根据来自于列车运行状态记录的运行信息控制列车制动机构。监控单元位于机车上或位于地面。
本发明监控的前方的物体包括：
对股道旁限速牌及其数值进行识别，并且提醒司机按限速安全运行。
对列车运行前方的火车、汽车、行人、落石、数标等目标分类识别，并且按照危险级别分为：需要对列车进行紧急制动的、常用制动的、向司机警示的、容忍的四类分别控制。
对铁路的蓝白灯各色信号机均可以分别予以识别，分为：允许通过的司机提示，对禁止的除了提示以外，还要进行自动控制。
利用本发明方法的一种列车运行前方动态监视监控系统，其包括：
(1)安装于机车上对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息的成像设备；
(2)与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元；
(3)与监控单元相连并根据其指令对机车制动的列车制动机构。
成像设备为红外热成像设备、CCD相机、光谱探测设备、图像扑捉设备、红外或光学测距设备中的一种或其组合。还包括图像和数据存储记录分析单元，并且具有数据向车上和车下双向传输模块。与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于机车上并直接与机车制动机构相连。
与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于地面，并且在机车上设有图像无线数据传输单元。
如图1-3所示，各单元相互关系为：
1.电源单元，输入为DC24和DC110伏双路择一方式。其功率为350W，足够负担各单元使用。
2.所有单元均为双机随机热备。
3和4图像单元，是根据10-1和10-2接收红外热成像的图像进行处理以及运行前方动态图像处理单元，完成线路、股道景物的识别影像的处理。
5和6监控单元，是根据3和4对景物识别结果给出的相应信息进行分类识别处理，必要时可以对列车发出停车或减速指令。完成对15-1和15-2的视频画面输出，进行人机交换。
7.图像采集单元是对15-1和15-2图像进行采集储存。
8.图像数据传输单元是对15-1和15-2以及5和6的图像和数据信息实现实时向车下设备传输，供观察分析；并且实现由车下设备向车上车载设备传输各种数据形式的指令，操纵5和6以及10-1和10-2的程序，该单元模块市场有售。
9.机车故障判断单元是对机车运行中心故障进行记录、显示、判断、分析，提供维修支持的单元，其同样由8图、数单元予以传输，也由15-1和15-2显示。
10-1和10-2摄像单元，是由红外热成像装置(市场有售成品)及其处理电路构成。主要完成对机车前方动态各目标的捕捉15-1和15-2显示屏是对3和4图像单元以及5和6监控单元所反映的图形信息进行综合显示。并且向操作人提供人工干预接口按键。
12.是地面的接收由8图数单元传来的图像信息并且储存和提供分析和显示，进行人机交换。
13.是地面的接收由8图数单元传来各种数据信息，进行提取和分析，还要完成人工输入指令，实现向车载设备传输的功能。
14.制动执行机构，是机车上已有系列的由各种控制电路和管阀组成的机车制动机构系统。接收由5和6发来的调速或者制动指令并且执行。
15.TX箱公共信息，是机车上已有的运行速度、里程等公共信息箱，将其信息向5和6以及8分别传输，供本产品使用、比对。
本发明中像采集单元、图像传输单元均市场有售；制动执行机构和公共信息两个单元是车上已有的产品；电源单元市场有售；红外热成像仪市场上有进口法国成品。因此，这里不再描述各组件详细结构。

Claims (10)

1、一种列车运行前方动态监视监控方法，其特征是按照如下步骤实施：
(1)在机车上设置一成像设备对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息；
(2)将所提取的图像信息进行分类并对其危险性进行分析；
(3)经过确认的危险信息输入一个监控单元，该监控单元根据来自于列车运行状态记录的运行信息控制列车制动机构。
2、根据权利要求1所述的列车运行前方动态监视监控方法，其特征是在步骤(3)中监控单元位于机车上或位于地面。
3、根据权利要求1所述的列车运行前方动态监视监控方法，其特征是对股道旁限速牌及其数值进行识别，并且提醒司机按限速安全运行。
4、根据权利要求1所述的列车运行前方动态监视监控方法，其特征是对列车运行前方的火车、汽车、行人、落石、数标等目标分类识别，并且按照危险级别分为：需要对列车进行紧急制动的、常用制动的、向司机警示的、容忍的四类分别控制。
5、根据权利要求1所述的列车运行前方动态监视监控方法，其特征是对铁路的蓝白灯各色信号机均可以分别予以识别，分为：允许通过的司机提示，对禁止的除了提示以外，还要进行自动控制。
6、一种列车运行前方动态监视监控系统，其特征是包括：
(1)安装于机车上对列车运行前方的物体进行监视和处理并提取图像信息的成像设备；
(2)与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元；
(3)与监控单元相连并根据其指令对机车制动的列车制动机构。
7、根据权利要求5所述的列车运行前方动态监视监控系统，其特征是成像设备为红外热成像设备、CCD相机、光谱探测设备、图像扑捉设备、红外或光学测距设备中的一种或其组合。
8、根据权利要求5所述的列车运行前方动态监视监控系统，其特征是包括图像和数据存储记录分析单元，并且具有数据向车上和车下双向传输模块。
9、根据权利要求5所述的列车运行前方动态监视监控系统，其特征是与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于机车上并直接与机车制动机构相连。
10、根据权利要求5所述的列车运行前方动态监视监控系统，其特征是与成像设备相连并对其所提取的图像信息进行分类并对危险性进行分析的数据分析处理监控单元位于地面，并且在机车上设有图像无线数据传输单元。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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