CN104192174B - 列车预警系统和列车预警方法 - Google Patents

Abstract

提供列车预警系统和方法，包括异物检测传感器、异物检测处理单元、瞭望服务器、智能终端，传感器装在铁路沿线或预定段，采集环境信息；处理单元接收传感器采集的环境信息，判断异物。无异物时，将环境信息发送给瞭望服务器；反之产生检测结果并标示异物形成异物报警发送至瞭望服务器；瞭望服务器接收来自智能终端的位置和运动信息、人工报警信息和主动请求信息，设定与位置相关的报警范围和瞭望范围，确定对应的传感器并将瞭望范围内的环境信息或报警范围内的异物报警结果及其它智能终端的位置发送至智能终端；智能终端产生自身位置发送给瞭望服务器。当报警范围内未检测到异物时，智能终端接收并显示瞭望范围内的环境信息；反之接收并显示报警。

Description

列车预警系统和列车预警方法

技术领域

本发明属于铁路运营安全领域，特别地，涉及铁路远程瞭望与列车接近预警系统，更具体地，涉及列车预警系统和列车预警方法。

背景技术

目前的列车运行控制系统都是基于轨道电路、地面应答器、轨旁电缆等地面设施提供的信号进行列车控制。一旦这些设备因外界或自身因素发生故障，极易造成追尾等恶性事故。即使是在平原地带，司机双眼的视野范围也很有限，即便发现了影响行车安全的因素，采取措施也为时已晚。

目前，在国内外的轨道交通中，摄像机或激光雷达被用于在道口、车站等关键位置实施安全监控。例如：中国铁道科学研究院电子计算技术研究所于革等人开发了一套基于AV-FMS(主动视觉和固视微扫)的铁路平交道口安全监控系统，可以计算列车的速度，并估计其到达道口的时间，当发现道口情况异常时，系统立即启动紧急预案，把异常信息传送给列车司机。西南交通大学的兰培强等人提出一套利用道口架设的摄像机对穿越铁路道口的行人及时准确检测的系统。在国外，日本、新加坡等国也基于立体相机或激光技术开发了道口或车站的障碍物监控系统。

上述设备均是基于单台摄像机实现对道口、车站这些固定位置的点对点的监控，无法实现对整条线路危险情况的监控和预警。在国外，昆士兰理工大学的Frederic Maire针对澳大利亚铁路维修列车编队运行的情况，利用Matlab设计并仿真了一个基于图像的防撞系统模型，利用车载摄像机获取列车前方线路的景象，用于估计本列车与前方列车的距离，防止两辆维护车辆的碰撞事故。但是，车载摄像机的拍摄距离有限，其有效防护距离在140米以内。这样的距离对正常运行的列车，尤其对于高速列车是不够的，以CRH3为例，其常用制动距离为6500米以上，紧急制动距离也在3500米，因此必须为司机提供前方几公里的图像才能起到远程瞭望的目的。

因此，在现有技术中存在对于改进的列车预警系统和列车预警方法的需要，其使得列车驾驶员能够看到列车前方几公里外实时图像，并能根据图像及实时获取的前方异物或其他列车的位置信息实现自动报警，从而提高列车运营的安全水平。

发明内容

为了至少部分地解决上述的现有技术中存在的问题，获得有益的技术效果，开发了本发明。

根据本发明的一个方面，提供一种列车预警系统，包括多个异物检测传感器、异物检测处理单元、瞭望服务器、至少一个智能终端，其中：所述多个异物检测传感器设置成安装在铁路沿线或预定区段并且采集各自监控范围内的环境信息；所述异物检测处理单元设置成，接收来自所述多个异物检测传感器采集的环境信息，根据所接收的所述环境信息判断是否检测到异物，其中，当没有检测到异物时，能够定时地将所采集的环境信息直接发送给所述瞭望服务器；当检测到异物时，产生检测结果并在该检测结果中的相应位置标示异物而形成异物报警结果并将该异物报警结果发送至所述瞭望服务器；所述瞭望服务器设置成，能够接收来自所有智能终端的位置和运动信息、人工报警信息和主动请求信息，并且根据每个智能终端的位置和运动信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，从而确定与所述报警范围和瞭望范围对应的异物检测传感器并将所述瞭望范围内的所述异物检测传感器检测到的正常环境信息或所述报警范围内的异物报警结果以及其它智能终端的位置发送至所述智能终端；至少一个智能终端设置成，自主定位产生自身的位置和运动信息并将所述自身位置发送给所述瞭望服务器，其中：当根据所述智能终端的位置和运动信息确定的报警范围内的所述异物检测传感器没有检测到异物时，所述智能终端接收并显示来自所述瞭望服务器发送的所述瞭望范围内的检测传感器检测的环境信息；当所述报警范围内的所述异物检测传感器检测到异物时，所述智能终端接收并显示所述瞭望服务器发送的所述报警范围内的异物报警结果。

进一步地，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，并且能够产生所述人工报警信息并将所述人工报警信息发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警。

进一步地，所述至少一个智能终端均被配置成，能够接收来自其操作者的报警确认信息和所述主动请求信息，并将接收到的所述报警确认信息和所述主动请求信息发送给所述瞭望服务器。

进一步地，所述至少一个智能终端中的一个或多个是车载的智能终端，其能够根据接收到的所述异物报警结果的等级而实现不同的控制，所述不同的控制包括：声光报警、自动控制列车制动系统实现的自动停车。

进一步地，所述瞭望服务器进一步设置成，在根据接收到的所述智能终端的位置和运动信息确定各智能终端对应的瞭望范围或报警范围内，当所述报警范围内的所述检测传感器没有检测到异物时，能够根据设定的瞭望范围自动将瞭望范围内指定传感器检测到的环境信息和其它智能终端的位置和运动信息发送给所述智能终端；当检测到异物侵入报警时，计算每个智能终端距离检测到的异物的距离以及距离其他智能终端的距离，并向每个相关的智能终端发送检测到的异物和其它智能终端的位置和运动信息以供智能终端显示报警。

进一步地，所述瞭望服务器进一步设置成，将每个智能终端的所述报警范围内的异物与其他智能终端的位置以不同形式的标志标示在所述异物检测结果中并发送至所述每个智能终端。

进一步地，所述瞭望服务器进一步设置成，根据每个智能终端的载体的类型以及当前速度和方向来设置与其相关的所述报警范围和/或所述瞭望范围，或者根据手持该智能终端的维修人员的工作类型来设置与其相关的所述报警范围和所述瞭望范围。

进一步地，所述多个异物检测传感器设置成使相邻异物检测传感器的监测覆盖范围部分地重合，或单独设置在预定的重点监控区段。

根据本发明的另一方面，提供一种列车预警方法，包括如下步骤：1)在铁路沿线或预设地点安装多个异物检测传感器，以采集各自监控范围内的环境信息；2)利用异物检测处理单元接收来自所述多个异物检测传感器检测的环境信息，并根据所述环境信息判断是否出现异物，若无侵限异物，定时地将检测到的环境信息发送给瞭望服务器，若有侵限异物，在相应检测结果上标示异物位置并且产生异物报警结果，将其发送至瞭望服务器；3)所述瞭望服务器接收至少一个智能终端自主定位产生的自身的位置和运动信息，并且根据每个智能终端的位置和运动信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，确定报警范围和瞭望范围内相应的异物检测传感器，其中，若所述报警范围内的异物检测传感器没有检测到异物，将所述瞭望范围内的异物检测传感器检测到的环境信息发送给智能终端进行显示，供列车司机参考；若所述报警范围内的异物检测传感器检测到异物，将所述异物检测传感器检测的异物报警结果发送至所述每个智能终端进行报警显示；4)所述智能终端显示来自所述瞭望服务器的所述报警范围内的所述异物报警结果和其他智能终端的位置或所述瞭望范围内的线路环境信息，所述的环境信息能够包括相机检测的图像、或雷达或激光与红外检测传感器的检测结果。

进一步地，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，在危急情况下由操作者设置人工报警，所述人工报警的信息自动发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警的信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警的信息，预定范围内的其他列车上的车载智能终端自动接收所述人工报警的信息并采取相应的减速或制动措施，或者所述智能终端由操作者主动发起请求，从而获取任意位置的所述异物检测传感器获取的环境信息。

利用根据本发明的列车预警系统和列车预警方法，使得列车驾驶员能够看到列车前方几公里外实时图像，使得设备维修和使用人员能够了解附近环境内的可能异物或运行的列车的位置，并能根据图像及实时获取的前方异物或其他列车的位置信息实现自动报警或人工报警，并且能够对疑似异物进行进一步确认，提高报警准确率，从而提高列车运营的安全水平。

附图说明

为了使得本领域技术人员清楚理解本发明并且能够实施本发明，提供构成说明书一部分的附图，但是不能理解为附图中示出的所有特征均是实现本申请的技术效果所必须的。本申请的包含范围不受附图限制，本申请的包含范围由所附权利要求所限定。

图1示出了根据本发明实施例的列车预警系统的总体示意图。

图2示出了根据本发明实施例的列车预警系统的总体结构。

图3示出了根据本发明实施例的列车预警系统的显示图形示例。

具体实施方式

下面参照附图详细介绍本发明的示例性实施方式。提供这些示例性实施方式的目的是使得本领域普通技术人员能够清楚地理解本发明，并且根据这里的描述，能够实现本发明。附图和示例性的具体实施方式以及优选实施方式不旨在对本发明进行限定，本发明的范围由所附权利要求所限定。

根据本发明的一个方面，提供了列车预警系统，结合参照附图1、2、3。图1示出了根据本发明实施例的列车预警系统的总体示意图。图2示出了根据本发明实施例的列车预警系统的总体结构。图3示出了根据本发明实施例的列车预警系统的显示图形示例。

如图所示，根据本发明的列车预警系统包括多个异物检测传感器、异物检测处理单元、瞭望服务器、多个智能终端，图1中示例性地示出了3个智能终端，可以是其他数量的智能终端，这些变型均包含在本申请的保护范围内，所述多个异物检测传感器包括但不限于图像传感器、微波雷达、激光雷达、红外传感器等。

其中，所述多个异物检测传感器设置成，安装在铁路沿线或人为设定地点(预定区段)并且采集各自监控范围内的环境信息。可选地，例如，所述异物检测传感器是摄像机，这些摄像机安装在铁路沿线的接触网立柱或单独设置的立杆上，优选地，这些摄像机可以等间隔地设置、非等间隔设置或单独安装于重点地段。具体地，等间隔设置一般适用于需要连续监控的直线路段，要求相邻摄像机的图像能够实现无缝覆盖；非等间隔设置一般应用于曲线路段，可以根据曲线曲率而非等间隔地布置摄像机，这样可以获取到连续的曲线信息；摄像机还可以单独布置于重点地段，实现对于某个区域的独立监控，例如在隧道出入口或平交道口和车站附近。摄像机负责对于铁路沿线环境的图像的采集，每个摄像机被安装成负责相应的一定区域，可以通过调整相机焦距和相机俯仰角实现，检测区域调整完毕后，需要对相机进行现场标定以确定摄像机图像和轨道的相互关系。摄像机的接口类型不受限制，例如，可以采用基于千兆网、Camlink和模拟信号的相机。

所述异物检测处理单元可以设置成，接收来自所述多个异物检测传感器采集的环境信息，根据所接收的所述环境信息判断是否检测到异物，其中，当没有检测到异物时，能够定时地将所采集的环境信息直接发送给所述瞭望服务器；当检测到异物时，产生检测结果并在该检测结果中的相应位置标示异物而形成异物报警结果并将该异物报警结果发送至所述瞭望服务器。所述的没检测到异物时显示的环境信息和检测到异物时显示的报警结果可以分时单独显示，也可以在终端屏幕的不同位置同时显示。

可选地，所述的异物检测处理单元(又称为现场图像异物检测单元)可以利用工控机或嵌入式系统实现，为了实现基于图像的异物检测，例如，异物检测处理单元包括图像采集模块、背景更新模块、异物检测模块和通信模块。图像采集模块负责采集摄像机的图像，采集方式可以取决于摄像机和图像采集卡的类型，可以采用基于千兆网、基于Camlink和基于模拟信号的采集方式。背景更新模块可以根据获取的视频图像序列采用设计的背景更新算法自动更新检测区域的背景。异物检测模块根据图像采集模块采集的实时图像和背景更新模块自动生成的背景信息利用图像差分法检测实时图像中的异物，并对检测到的异物进行识别和分类，该模块区别于其它现有系统的特点是：能够自动实现异物的识别与标识，利用特殊标记在原始图像上标示出异物，具有自动区分正常行驶列车和其它侵入异物的功能。通信模块主要用于实现和远程瞭望视频服务器的通信，能够将标记异物的现场图像上传至远程瞭望视频服务器，还能实现通过远程瞭望服务器对现场图像采集单元的参数设置，通信可以采用有线(光缆、宽带或铁路专网)或无线(Wifi，3G)方式实现。

所述异物检测处理单元具有精确确定异物位置的功能。异物检测模块检测到异物后，可以根据相机的标定结果确定异物在图像中的位置。通常可以认为异物应该在地面上，根据相机与地面的相对位置关系，以及相机内部参数，可以根据异物在图像中的位置计算出异物与相机的平面距离。结合相机的GPS定位信息，可进一步计算异物的精确位置和异物的大小。

所述瞭望服务器可以设置成，接收来自所有智能终端的位置信息、人工报警信息和主动请求信息，并且根据每个智能终端的位置信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，从而确定与所述报警范围和瞭望范围对应的所述异物检测传感器，并将所述报警范围内的所述异物检测传感器的异物报警结果和其他智能终端的位置和/或将所述瞭望范围内的路面环境信息发送至所述每个智能终端。所述的报警范围和瞭望范围可以相同，也可以不同。例如，若将瞭望范围设定为6～10km，则无报警时显示6km～10km范围内的环境信息；一般情况下，报警范围可以大于瞭望范围，例如，设定为列车前方20km，则列车前方0～20km范围内任意传感器检测到报警信息后都会执行上面的报警操作。可选地，所述瞭望服务器又称为远程瞭望视频服务器，其主要负责接收所述异物检测处理单元(现场图像异物检测单元)发送的带有异物的图像信息，接收智能终端(又称智能视频终端)发送的位置信息，并能根据每个智能终端所处的位置和运动方向将其前方一定距离内(例如，前方6km，该距离可以根据车速不同区别设置)的图像传送给智能终端，也可以将距离该设备所处位置最近的存在异物的图像发送给该智能终端；同时，由于瞭望服务器能够获取所有智能终端的位置信息(智能终端可以放置在列车上或由施工维修人员携带，因此对应于列车和施工维修人员的位置)，瞭望服务器能够根据某一个智能终端的位置将其附近一定范围内(例如前后20km)所有智能终端的位置(代表列车和线上施工人员的位置)发送给该智能终端，并利用不同的标志进行显示，使车上的司机能够了解线路上施工人员的位置，也能够使施工人员了解线路上列车的位置，便于人车的安全。

所述智能终端可以设置成，自主定位产生自身的位置信息并将所述自身位置发送给所述瞭望服务器，其中：当根据所述智能终端的位置确定的报警范围内的所述异物检测传感器没有检测到异物时，所述智能终端接收并显示来自所述瞭望服务器发送的所述瞭望范围内的检测传感器检测的环境信息；当所述报警范围内的所述异物检测传感器检测到异物时，所述智能终端接收并显示所述瞭望服务器发送的所述报警范围内的异物报警结果。

可选地，所述智能视频终端具备自主定位、无线通信和图形显示的功能,可以采用手机、平板、电脑或其它嵌入式系统的方式实现。自主定位可以借助GPS或其他方法实现，获得的位置信息能够通过无线通信网络(3G或WIFI)上传至远程瞭望视频服务器，该智能终端具备同时显示其它智能终端位置和报警图像的功能，并能显示最近危险源和本终端的相对位置和距离；该智能终端可以放在车上用于司机远程瞭望，也可以由工务维护人员手持用于列车的接近预警。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，如上所述，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，并且能够产生人工报警信息并将所述人工报警信息发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向其所关联的所有智能终端广播所述人工报警信息。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述至少一个智能终端均被配置成，能够接收来自其操作者的报警确认信息和所述主动请求信息，并将接收到的所述报警确认信息和所述主动请求信息发送给所述瞭望服务器，其中，所述操作者根据其所处环境的真实情况判断所述智能终端接收到的所述异物报警结果是否为真实报警，从而产生所述确认指令，所述确认指令包括真实报警和误判报警；所述瞭望服务器在接收到所述误判报警时将取消所述异物报警结果且不会再向其它智能终端传送被确认为误判的所述异物报警结果。所述智能终端接收的报警信息可由操作者解除或确认，智能终端将解除或确认操作发送给瞭望服务器。瞭望服务器具有相应的判断逻辑对一个或多个智能终端的解除和确认操作进行处理，决定是否在服务器内将对应的报警信息保留或删除。所述判断逻辑可根据某个终端与异物的距离、该终端历史判断正确率等信息对该终端的解除和确认操作的可靠性进行评估，决定其对报警信息的影响程度。当终端操作者发现报警属于紧急情况时，终端可发送紧急确认信息，并上传相应图像，服务器无条件确认报警信息，并再次向所关联的终端发送紧急报警信息。同时，所述智能终端也可以根据操作员的主动请求操作主动向所述瞭望服务器获取任意位置的环境信息以供操作员进行观察确认。

通过这样的设置，可以及时地对疑似异物进行确认，所述瞭望服务器可以根据人工反馈，及时地排除误判报警，增加根据本发明的列车预警系统的报警准确率，提高列车运行效率。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述多个智能终端中的一个或多个是车载的智能终端，其能够根据接收到的所述报警结果的等级而实现不同的控制，所述不同的控制包括：声光报警、自动控制列车制动系统实现的自动停车。本领域技术人员根据本申请的描述可以想到其他的报警方式，这些变型均包含在本申请的保护范围内。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述瞭望服务器可以进一步设置成，在根据接收到的所述智能终端的位置确定各智能终端对应的瞭望范围或报警范围内，当所述报警范围内的所述检测传感器没有检测到异物时，能够根据设定的瞭望范围自动将瞭望范围内指定传感器检测到的环境信息和其它智能终端的位置信息发送给所述智能终端；当检测到异物侵入报警时，计算每个智能终端距离检测到的异物的距离以及距离其他智能终端的距离，并向每个相关的智能终端发送检测到的异物和其它智能终端的位置以供智能终端显示报警。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述瞭望服务器进一步设置成，将每个智能终端的所述报警范围内的异物与其他智能终端的位置以不同形式的标志标示在所述检测结果中并发送至所述每个智能终端。此处所述的标示是指将GPS或其它定位途径确定的终端位置与现场检测传感器的检测结果进行融合，能够在图像或检测结果中体现或叠加所述终端的位置。例如，当瞭望服务器接收到所述某个智能终端发送的自身GPS位置后，能够在自身数据库中搜索距离最近的线路旁的检测传感器，假定该传感器为摄像机时，瞭望服务器会利用该摄像机已经标定的姿态和自身参数计算接收到的智能终端GPS位置在该图像中位置，并将该终端以特殊标识的方式叠加在图像中。通过这种特殊叠加的方法，能够让司机通过图像准确获知其它智能终端对应的类型及位置，使检测传感器发送的环境信息与智能终端主动发送的信息相互确认，消除单独由环境信息(此处为图像)或单独由智能终端发送的GPS位置引起的误报警，提高系统的可靠性。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述瞭望服务器进一步设置成，根据每个智能终端的载体的类型以及当前速度和方向来设置与其相关的所述报警范围和/或所述瞭望范围，或者根据手持该智能终端的维修人员的工作类型来设置与其相关的所述报警范围和所述瞭望范围。

优选地，作为示例性实施例，在根据本发明的列车预警系统中，所述多个异物检测传感器设置成使相邻异物检测传感器的监测覆盖范围部分地重合，从而相比于单一传感器，所述多个检测传感器无缝地覆盖更大的监控范围。所述多个异物检测传感器包括但不限于摄像机、微波雷达、激光雷达等异物检测传感器，这些传感器在测量原理上可以互补，可以提高户外环境下异物侵入检测的准确性。

根据本发明的列车预警系统，其中，所述的异物检测处理单元可以对单独传感器信息进行处理，也可以对多源传感器信息进行融合进而提高异物检测的准确性。通过特定测量原理的传感器或多传感器信息的融合，能够给出异物的准确位置及大小尺寸。

可选地，所述异物检测传感器包括但不限于单目相机、双目相机、二维激光测距仪、微波雷达以及红外感应器等检测传感器，其中：所述单目相机、微波雷达及红外传感器可以在铁路沿线间隔安装，使相邻设备的检测范围能够实现无缝覆盖，从而实现铁路环境信息的无缝覆盖检测。

可选地，单目相机、微波雷达和红外传感器等检测传感器可以具有相同的检测范围，不同检测原理的传感器具有不同的性能，例如，单目相机在大雾天无法进行基于图像的异物检测与识别，但微波雷达可以进行响应范围内的侵入异物检测，因此使用多种检测原理的传感器能够避免因单一检测原理问题造成的误检，通过多传感器信息融合提高检测的准确性和可靠性。

例如，所述双目相机、二维激光测距仪可以在铁路重点路段安装，例如隧道出入口或平交道口等，重点实现较小监测范围内的物体位置与尺寸的精确检测，位置检测精度能够达到厘米级。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种列车预警方法，包括如下步骤：1)在铁路沿线或预设地点安装多个异物检测传感器，以采集各自监控范围内的环境信息；2)利用异物检测处理单元接收来自所述多个异物检测传感器检测的环境信息，并根据所述环境信息判断是否出现异物，若无侵限异物，定时地将检测到的环境信息发送给瞭望服务器，若有侵限异物，在相应检测结果上标示异物位置并且产生异物报警结果，将其发送至瞭望服务器；3)所述瞭望服务器接收至少一个智能终端自主定位产生的自身的位置信息，并且根据每个智能终端的位置信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，确定报警范围和瞭望范围内相应的异物检测传感器，其中，若所述报警范围内的异物检测传感器没有检测到异物，将所述瞭望范围内的异物检测传感器检测到的环境信息(包括但不限于图像)发送给智能终端进行显示，供列车司机参考；若所述报警范围内的异物检测传感器检测到异物，将所述异物检测传感器检测的异物报警结果发送至所述每个智能终端进行报警显示；4)所述智能终端显示来自所述瞭望服务器的所述报警范围内的所述异物报警结果和其他智能终端的位置或所述瞭望范围内的线路环境信息，所述的环境信息能够包括相机检测的图像、或雷达或激光与红外检测传感器的检测结果。

优选地，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，在危急情况下由操作者设置人工报警，所述人工报警的信息自动发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警的信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警的信息，预定范围内的其他列车上的车载智能终端自动接收所述人工报警的信息并采取相应的减速或制动措施，或者所述智能终端由操作者主动发起请求，从而获取任意位置的所述异物检测传感器获取的环境信息。

优选地，所述智能终端接收的报警信息可由操作者解除或确认，智能终端将解除或确认操作发送给瞭望服务器。瞭望服务器具有相应的判断逻辑对智能终端的解除和确认操作进行处理，决定是否在服务器内将对应的报警信息保留或删除。

优选地，所述判断逻辑可根据智能终端的反馈操作、终端的位置、报警异物的位置、对应异物检测单元的历史识别正确率等信息进行判断。具体的判断方法为：首先服务器保存每个异物检测单元的识别正确率，系统首次投入使用时可设定一个初始识别正确率为0.95。当检测到异物时，设该异物的报警概率为对应异物检测单元的正确率。当收到终端返回的报警确认或解除信息时，首先计算根据终端与异物的距离计算终端位置加权系数，该加权系数随距离的增大而减小，然后更新报警概率，若为报警确认信号，则新的报警概率为原报警概率加上终端距离加权系数，若为报警解除信号，则新的报警概率为原报警概率减去终端距离加权系数。当报警概率小于某一设定的阈值时，报警信息将被删除。

优选地，当终端确认报警信息为紧急情况时，终端操作员可发送紧急确认信息，可上传现场图像，服务器无条件确认报警信息，并再次向该信息所关联的终端发送紧急报警信息。

为了使得本领域技术人员能够更好地理解本申请并根据本申请说明书实现本发明的技术方案，给出如下优选实例：

实施例一

一种可能的列车远程瞭望系统的实现如图2所示，铁路沿线的相机间隔布置，相邻相机实现铁路沿线图像的无缝覆盖，相机可以采用模拟相机分频的方式获取信号，也可以采用千兆网或Camelink等数字接口的相机，所有相机采集的图像信号传输至远程瞭望服务器端，图像传输可以采用有线网络或3G、4G等无线网络，远程瞭望服务器事先保存了所有相机的GPS坐标位置以及相机的标定参数，线路上运行的列车会通过车载智能终端定期(例如5s)将列车自身的位置(GPS获取的经纬度或其它定位装置获取的线路公里标位置)发送给远程瞭望服务器，远程瞭望服务器收到某个列车发送的位置后会根据事先存储的各相机的位置计算列车位于哪个相机图像的覆盖范围内，列车上的智能终端可以根据需要显示列车前方某一固定距离以外(例如始终显示前方6km)的图像，也可以在前方某个位置出现紧急状况下报警显示包含该紧急状况相机的图像。由于所有终端都会将自己的位置发送给远程瞭望服务器，远程瞭望服务器会将某个终端附近所有其它终端的位置连同相机的图像一并发送给该终端。例如，假设1号列车位于某条铁路线路125km+300m的位置，若系统参数将20km设置为报警范围，则位于105km+300m～145km+300m线路区段内所有的设备的位置都会发送给1号列车上的设备，假设位于110km+200m的位置有2号列车，位于位于132km+450m的位置有3号列车，三辆车的相对位置和距离会在1号车的智能终端上以图3的形式进行显示。同时，1号车载终端会显示6km以外的图像并能通过一定的显示方式将2、3号列车的位置与这两辆车所在处的图像进行叠加后在1号车载智能终端上显示。

实施例二：

一种可能的铁路线上施工人员防护报警系统方案如下：线路上施工的工人可以利用平板电脑或智能手机作为报警系统的智能终端，手持智能终端与车载智能终端的工作方式相似，手持智能终端将自身获取的GPS位置发送给远程瞭望服务器，远程瞭望服务器收到该设备的位置后会将该设备附近一定区域内(该区域大小可以自行设定，一般要根据车速和施工工种撤离现场需要的时间综合考虑)其它设备的位置发送给该终端，其它设备可能代表列车，也可能代表其它施工人员，显示时可以通过设置不同的标识加以区别。对于附近通过的列车，在接收标志位置显示的同时还会将列车通过位置处的图像发送给智能终端，让施工防护人员及时准确了解通过列车的位置，并能通过图像确认。一种可能的图像显示方式是采用电子地图或模拟线路图方式显示各终端之间的相互位置及距离，施工人员从手持终端可以清晰看到距离自己最近的列车所处的位置、速度及运动方向等相关信息，并能获取距离自己最近列车所处位置的图像。

综上，利用根据本发明的列车预警系统和列车预警方法，实现了优于现有技术的有益技术效果，例如，列车驾驶员能够看到列车前方几公里外实时图像，使得设备维修和使用人员能够了解附近环境内的可能异物或运行的列车的位置，并能实现自动报警或人工报警，能够对疑似异物进行进一步确认，提高报警准确率，从而提高列车运营的安全水平

以上提供了本发明的多个优选或示例性的实施例，目的是为了更清楚地描述本发明，向本领域技术人员完整地传递本发明的保护范围，使得本领域技术人员根据本发明的描述能够实现本发明的技术方案。以上各个实施例中的特征能够相互结合、或者省略或添加，形成新的实施例。本领域技术人员根据本发明的描述能够对各个实施例进行改造，而这些新的实施例以及改造均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种列车预警系统，包括多个异物检测传感器、异物检测处理单元、瞭望服务器、至少一个智能终端，其中：

所述多个异物检测传感器设置成安装在铁路沿线或预定区段并且采集各自监控范围内的环境信息；

所述异物检测处理单元设置成，接收来自所述多个异物检测传感器采集的环境信息，根据所接收的所述环境信息判断是否检测到异物，其中，当没有检测到异物时，能够定时地将所采集的环境信息直接发送给所述瞭望服务器；当检测到异物时，产生检测结果并在该检测结果中的相应位置标示异物而形成异物报警结果并将该异物报警结果发送至所述瞭望服务器；

所述瞭望服务器设置成，能够接收来自所有智能终端的位置和运动信息、人工报警信息和主动请求信息，并且根据每个智能终端的位置和运动信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，从而确定与所述报警范围和瞭望范围对应的异物检测传感器并将所述瞭望范围内的所述异物检测传感器检测到的正常环境信息或所述报警范围内的异物报警结果以及其它智能终端的位置和运动信息发送至所述智能终端；

至少一个智能终端设置成，自主定位产生自身的位置和运动信息并将所述自身位置和运动信息发送给所述瞭望服务器，其中：当根据所述智能终端的位置和运动信息确定的报警范围内的所述异物检测传感器没有检测到异物时，所述智能终端接收并显示来自所述瞭望服务器发送的所述瞭望范围内的检测传感器检测的环境信息；当所述报警范围内的所述异物检测传感器检测到异物时，所述智能终端接收并显示所述瞭望服务器发送的所述报警范围内的异物报警结果，

当所述异物检测处理单元检测到异物后，计算异物的精确位置和异物的大小，所述瞭望服务器利用所述异物检测传感器已经标定的姿态和自身参数计算接收到的智能终端GPS位置在图像中的位置，并将该终端以特殊标识的方式叠加在图像中。

2.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，并且能够产生所述人工报警信息并将所述人工报警信息发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警。

3.根据权利要求2所述的列车预警系统，其中，所述至少一个智能终端均被配置成，能够接收来自其操作者的报警确认信息和所述主动请求信息，并将接收到的所述报警确认信息和所述主动请求信息发送给所述瞭望服务器。

4.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述至少一个智能终端中的一个或多个是车载的智能终端，其能够根据接收到的所述异物报警结果的等级而实现不同的控制，所述不同的控制包括：声光报警、自动控制列车制动系统实现的自动停车。

5.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述瞭望服务器进一步设置成，在根据接收到的所述智能终端的位置确定各智能终端对应的瞭望范围或报警范围内，当所述报警范围内的所述检测传感器没有检测到异物时，能够根据设定的瞭望范围自动将瞭望范围内指定传感器检测到的环境信息和其它智能终端的位置信息发送给所述智能终端；当检测到异物侵入报警时，计算每个智能终端距离检测到的异物的距离以及距离其他智能终端的距离，并向每个相关的智能终端发送检测到的异物和其它智能终端的位置以供智能终端显示报警。

6.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述瞭望服务器进一步设置成，将每个智能终端的所述报警范围内的异物与其他智能终端的位置以不同形式的标志标示在所述异物检测结果中并发送至所述每个智能终端。

7.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述瞭望服务器进一步设置成，根据每个智能终端的载体的类型以及当前速度和方向来设置与其相关的所述报警范围和/或所述瞭望范围，或者根据手持该智能终端的维修人员的工作类型来设置与其相关的所述报警范围和所述瞭望范围。

8.根据权利要求1所述的列车预警系统，其中，所述多个异物检测传感器设置成使相邻异物检测传感器的监测覆盖范围部分地重合，或单独设置在预订的重点监控区段。

9.一种列车预警方法，包括如下步骤：

1)在铁路沿线或预设地点安装多个异物检测传感器，以采集各自监控范围内的环境信息；

2)利用异物检测处理单元接收来自所述多个异物检测传感器检测的环境信息，并根据所述环境信息判断是否出现异物，若无侵限异物，定时地将检测到的环境信息发送给瞭望服务器，若有侵限异物，在相应检测结果上标示异物位置并且产生异物报警结果，将其发送至瞭望服务器；

3)所述瞭望服务器接收至少一个智能终端自主定位产生的自身的位置和运动信息，并且根据每个智能终端的位置和运动信息设定与所述每个智能终端相关的报警范围和瞭望范围，确定报警范围和瞭望范围内相应的异物检测传感器，其中，若所述报警范围内的异物检测传感器没有检测到异物，将所述瞭望范围内的异物检测传感器检测到的环境信息发送给智能终端进行显示，供列车司机参考；若所述报警范围内的异物检测传感器检测到异物，将所述异物检测传感器检测的异物报警结果发送至所述每个智能终端进行报警显示；

4)所述智能终端显示来自所述瞭望服务器的所述报警范围内的所述异物报警结果和其他智能终端的位置或所述瞭望范围内的线路环境信息，所述的环境信息能够包括相机检测的图像、或雷达或激光与红外检测传感器的检测结果，

其中，当所述异物检测处理单元检测到异物后，计算异物的精确位置和异物的大小，所述瞭望服务器利用所述异物检测传感器已经标定的姿态和自身参数计算接收到的智能终端GPS位置在图像中的位置，并将该终端以特殊标识的方式叠加在图像中。

10.根据权利要求9所述的列车预警方法，其中，所述至少一个智能终端安装在列车上或由线路维修人员手持，在危急情况下由操作者设置人工报警，所述人工报警的信息自动发送至所述瞭望服务器，所述瞭望服务器向此人工报警的信息所关联的所有智能终端广播所述人工报警的信息，预定范围内的其他列车上的车载智能终端自动接收所述人工报警的信息并采取相应的减速或制动措施，或者所述智能终端由操作者主动发起请求，从而获取任意位置的所述异物检测传感器获取的环境信息。