CN104702904A - 铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法 - Google Patents

铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法 Download PDF

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李新平
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Abstract

本发明提供一种铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法,该装置包括:人员定位子系统、视频监控子系统和中心监控与分析系统;人员定位子系统包括:读写器、接收主站和沿铁路股道和地沟方向铺设的一个以上定位标签;各个所述定位标签与所述读写器的输入端无线连接;所述读写器的输出端与所述接收主站的输入端连接;所述接收主站与所述中心监控与分析系统连接;视频监控子系统包括:视频采集装置、机房服务器和录像装置。能够对作业场区内每个作业人员准确实时定位,达到了作业人员作业轨迹的实时跟踪,并在后台自动拼接出该作业人员在不同位置点的监控视频,通过定位与视频的结合和联动,可以更全面对该作业人员进行监控。

Description

铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种监控装置,具体涉及一种铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法。
背景技术
[0002] 现有技术中,为保证铁路工作人员按照标准作业流程工作在铁路站场,以及,为保证铁路工作人员工作质量,需要对铁路工作人员工作过程进行跟踪溯源,具体的,需要准确跟踪每一个工作人员的位置,现有技术中,通常采用视频监控技术对铁路站场进行监控,具体方式为:在铁路站场不同位置安装多个摄像头,达到对铁路站场无盲区的覆盖,各个摄像头不断采集监控区域的图像信息,然后将图像信息通过光纤网络传回到后台硬盘录像机或服务器,通过对图像信息进行分析,可以获得铁路工作人员在不同时间所在的工作位置。
[0003] 上述监控方式存在的不足为:视频监控方式受限于环境光线的影响,实际应用中具有一定的局限性;并且,由于所拍摄的图像信息包括站场大量人物和干扰背景,因此,具有图像分析过程复杂以及效率低的问题。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种铁路检修场所全面精确定位监控装置及方法,能够简单准确的监控到每一个工作人员的位置,具有监控效率高的优点。
[0005] 本发明采用的技术方案如下:
[0006] 本发明提供一种铁路检修场所全面精确定位监控装置,包括:人员定位子系统、视频监控子系统和中心监控与分析系统;
[0007] 所述人员定位子系统包括:读写器、接收主站和沿铁路股道和地沟方向铺设的一个以上定位标签;各个所述定位标签与所述读写器的输入端无线连接;所述读写器的输出端与所述接收主站的输入端连接;所述接收主站与所述中心监控与分析系统连接;
[0008] 所述视频监控子系统包括:视频采集装置、机房服务器和录像装置;所述视频采集装置布置在被监控区域,所述视频采集装置的输出端与所述机房服务器的输入端连接,所述机房服务器的输出端与所述录像装置的输入端连接,所述机房服务器还与所述中心监控与分析系统通信连接。
[0009] 优选的,各个所述定位标签沿铁路股道和地沟方向均匀铺设。
[0010] 优选的,所述读写器安装在被监控人员随身携带的手电筒内;所述读写器与所述手电筒共用同一个电源。
[0011] 优选的,所述接收主站与所述中心监控与分析系统通过光纤方式连接。
[0012] 优选的,所述视频采集装置包括摄像机和球机;所述摄像机安装在铁路股道的上方;所述球机安装在被监控区域的关键位置。
[0013] 优选的,所述关键位置为脱轨器所在位置。
[0014] 本发明还提供一种铁路检修场所全面精确定位监控方法,包括以下步骤:
[0015] SI,人员定位子系统实时识别被监控人员的位置数据,并将识别到的位置数据上传给中心监控与分析系统;
[0016] 视频监控子系统采集监控区域的视频图像数据,并将采集到的视频图像数据上传给中心监控与分析系统;
[0017] S2,所述中心监控与分析系统通过定位数据库存储所述位置数据,通过视频数据库存储所述视频图像数据;
[0018] 所述中心监控与分析系统对所述位置数据进行处理,实时显示各个被监控人员的工作位置轨迹;
[0019]另外,所述中心监控与分析系统将各位置点与视频采集装置的编号相关联,将所述工作位置轨迹与所述视频图像数据进行自动拼接,当被监控人员的工作位置从A地点变化到B地点时,自动触发监控窗口,切换到安装在B地点的视频采集装置在当前时刻所采集到的视频图像画面。
[0020] 优选的,SI中,人员定位子系统实时识别被监控人员的位置数据具体为:
[0021] S11,沿铁路股道和地沟方向布设多个定位标签,各个定位标签按一定的时间间隔周期性地发射各自的编码信息;
[0022] 工作人员携带含有身份信息的读写器,当其进入到被定位标签发射信息覆盖的某一位置时,其所佩带的读写器接收到距其规定距离的η个定位标签所发出的η个编码信息,读写器将接收到的η个编码信息以及所述身份信息发送给接收主站;其中,n ^ I ;
[0023] S12,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据,然后将所述身份信息和所述位置数据发送到中心监控与分析系统。
[0024] 优选的,S12中,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据具体为:
[0025] 所述接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,获得强度最大的编码信息,即编码信息A ;然后通过查找配置文件,得到发射该编码信息A的定位标签A的地理位置数据,再根据该编码信息A的强度值,按照编码信息随着传播距离而衰减的规则,计算得出工作人员到定位标签A的距离;
[0026] 另外,所述接收主站通过分析接收到的η个编码信息的强度,得出工作人员相对于定位标签A的方向信息;
[0027] 结合工作人员到定位标签A的距离以及方向信息,最终得出工作人员当前当前所在的位置数据。
[0028] 优选的,S12中,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据具体为:
[0029] 所述接收主站查找配置文件,得到发射η个编码信息的η个定位标签的地理位置数据;
[0030] 所述接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,得到与各自强度匹配的η个定位标签的η个覆盖区域,其中,该覆盖区域为圆形区域,所述η个覆盖区域的交点位置即为工作人员当前所在的位置。
[0031] 本发明的有益效果如下:
[0032] 本发明提供的铁路检修场所全面精确定位监控装置和方法,能够对作业场区内每个作业人员准确实时定位,达到了作业人员作业轨迹的实时跟踪,并在后台自动拼接出该作业人员在不同位置点的监控视频,通过定位与视频的结合和联动,可以更全面对该作业人员进行监控。
附图说明
[0033]图1为本发明提供的铁路检修场所全面精确定位监控装置的结构示意图;
[0034] 图2为本发明提供的人员定位子系统的结构示意图。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本发明进行详细说明:
[0036] 如图1所示,本发明提供一种铁路检修场所全面精确定位监控装置,包括:人员定位子系统、视频监控子系统和中心监控与分析系统。人员定位子系统、视频监控子系统分别与中心监控与分析系统通信。
[0037] 以下对人员定位子系统、视频监控子系统和中心监控与分析系统分别详细介绍:
[0038](一)人员定位子系统
[0039] 如图2所示,人员定位子系统包括:读写器、接收主站和沿铁路股道和地沟方向铺设的一个以上定位标签;其中,各个定位标签可以沿铁路股道和地沟方向均匀铺设,铺设间距为d ;各个定位标签与读写器的输入端无线连接;读写器的输出端与接收主站的输入端连接;接收主站与中心监控与分析系统连接,例如,接收主站与中心监控与分析系统通过光纤方式连接。接收总站根据接收距离的大小以及道路的长短确定布设的位置和数量,并确保接收的范围可以覆盖整个定位信标布设区域。
[0040] 本发明中,由于手电筒是作业人员作业时必须携带的工具,因此,将读写器安装在被监控人员随身携带的手电筒内,读写器与手电筒共用同一个电源,从而不会额外增加其作业内容。
[0041] 人员定位子系统用于实时识别被监控人员的位置数据,并将识别到的位置数据上传给中心监控与分析系统。其中,人员定位子系统实时识别被监控人员的位置数据,包括以下步骤:
[0042] S11,沿铁路股道和地沟方向布设多个定位标签,各个定位标签按一定的时间间隔周期性地发射各自的编码信息,供读写器接收;其中,编码信息为定位标签的唯一标识;
[0043] 工作人员携带含有身份信息的读写器,当其进入到被定位标签发射信息覆盖的某一位置时,其所佩带的读写器接收到距其规定距离的η个定位标签所发出的η个编码信息,读写器将接收到的η个编码信息以及所述身份信息发送给接收主站;其中,n ^ I ;
[0044] 本发明中,读写器为非主动非接触式读写器,所以对读写距离要求比较远,通常为50cm到10cm左右,因此定位标签采用有源式。
[0045] S12,接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据,然后将所述身份信息和所述位置数据发送到中心监控与分析系统。
[0046] 本步骤中,接收主站可以采用以下两种方式解算工作人员当前所在的位置数据:
[0047]方式一:
[0048] 接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,获得强度最大的编码信息,即编码信息A ;然后通过查找配置文件,得到发射该编码信息A的定位标签A的地理位置数据,再根据该编码信息A的强度值,按照编码信息随着传播距离而衰减的规则,计算得出工作人员到定位标签A的距离;
[0049] 另外,所述接收主站通过分析接收到的η个编码信息的强度,得出工作人员相对于定位标签A的方向信息;
[0050] 结合工作人员到定位标签A的距离以及方向信息,最终得出工作人员当前当前所在的位置数据。
[0051]方式二:
[0052] 接收主站查找配置文件,得到发射η个编码信息的η个定位标签的地理位置数据;
[0053] 接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,得到与各自强度匹配的η个定位标签的η个覆盖区域,其中,该覆盖区域为圆形区域,所述η个覆盖区域的交点位置即为工作人员当前所在的位置。
[0054] ( 二 )视频监控子系统
[0055] 视频监控子系统包括:视频采集装置、机房服务器和录像装置;所述视频采集装置布置在被监控区域,所述视频采集装置的输出端与所述机房服务器的输入端连接,所述机房服务器的输出端与所述录像装置的输入端连接,所述机房服务器还与所述中心监控与分析系统通信连接。
[0056] 其中,视频采集装置包括摄像机和球机;摄像机安装在铁路股道的上方,可对进入到站场作业区域的工作人员进行视频监控,并形成无盲区覆盖。球机安装在被监控区域的关键位置进行重点监控,例如,球机安装在脱轨器所在位置
[0057] 本发明中,视频监控子系统将站场内所有作业区域、重点目标等纳入监控,并将视频图像接入机房,监控图像进行24小时录像,录像资料保存时间根据需求而定。
[0058] 视频监控子系统用于采集监控区域的视频图像数据,并将采集到的视频图像数据上传给中心监控与分析系统。
[0059] (二)中心监控与分析系统
[0060] 中心监控与分析系统的工作流程为:
[0061] 中心监控与分析系统对接收到的位置数据和视频图像数据收集汇总后,在数据库中分类存储,即:通过定位数据库存储所述位置数据,通过视频数据库存储所述视频图像数据;
[0062] 中心监控与分析系统对位置数据进行处理,实时显示各个被监控人员的工作位置轨迹;根据被监控人员的走形路线,将该被监控人员的作业流程与标准化作业流程对比,实现对被监控人员作业的标准化分析。
[0063]另外,中心监控与分析系统将各位置点与视频采集装置的编号相关联,将所述工作位置轨迹与所述视频图像数据进行自动拼接,当被监控人员的工作位置从A地点变化到B地点时,自动触发监控窗口,切换到安装在B地点的视频采集装置在当前时刻所采集到的视频图像画面,从而供监控人员对比查看。其中,所切换到的安装在B地点的视频采集装置为针对B地点画面最清晰的视频采集装置,从而提高监控质量。
[0064] 中心监控与分析系统还具有被监控人员录像实时查询功能,流程为:
[0065] (I)输入需要拼接的作业人员的ID和时间点;
[0066] (2)在数据库中读取该作业人员在该时间点所在的位置点数据;
[0067] (3)在配置文件中查找到该位置点对应的最清晰的视频采集装置的编号;
[0068] (4)在视频服务器中获取到该视频采集装置在该时间点的监控图像,然后在显示窗口播放;
[0069] (5)判断此时该作业人员是否有新的记录产生:如果有,重新判断该作业人员的位置点是否有改变,如果有,则重新进入(3);反之,则结束。
[0070] 综上所述,本发明提供的铁路检修场所全面精确定位监控装置和方法,具有以下优点:
[0071] (I)能够对作业场区内每个作业人员准确实时定位,达到了作业人员作业轨迹的实时跟踪,并在后台自动拼接出该作业人员在不同位置点的监控视频,通过定位与视频的结合和联动,可以更全面对该作业人员进行监控;
[0072] (2)可帮助后台人员清晰了解现场作业人员的作业流程,并分析其作业流程是否符合标准作业流程,保证每个作业人员的作业质量;
[0073] (3)监控录像的无缝拼接,可追溯每个作业人员现场作业的完整视频,作为事后分析故障问题的依据。
[0074] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于,包括:人员定位子系统、视频监控子系统和中心监控与分析系统; 所述人员定位子系统包括:读写器、接收主站和沿铁路股道和地沟方向铺设的一个以上定位标签;各个所述定位标签与所述读写器的输入端无线连接;所述读写器的输出端与所述接收主站的输入端连接;所述接收主站与所述中心监控与分析系统连接; 所述视频监控子系统包括:视频采集装置、机房服务器和录像装置;所述视频采集装置布置在被监控区域,所述视频采集装置的输出端与所述机房服务器的输入端连接,所述机房服务器的输出端与所述录像装置的输入端连接,所述机房服务器还与所述中心监控与分析系统通信连接。
2.根据权利要求1所述的铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于, 各个所述定位标签沿铁路股道和地沟方向均匀铺设。
3.根据权利要求1所述的铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于,所述读写器安装在被监控人员随身携带的手电筒内;所述读写器与所述手电筒共用同一个电源。
4.根据权利要求1所述的铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于,所述接收主站与所述中心监控与分析系统通过光纤方式连接。
5.根据权利要求1所述的铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于,所述视频采集装置包括摄像机和球机;所述摄像机安装在铁路股道的上方;所述球机安装在被监控区域的关键位置。
6.根据权利要求5所述的铁路检修场所全面精确定位监控装置,其特征在于,所述关键位置为脱轨器所在位置。
7.一种铁路检修场所全面精确定位监控方法,其特征在于,包括以下步骤: SI,人员定位子系统实时识别被监控人员的位置数据,并将识别到的位置数据上传给中心监控与分析系统; 视频监控子系统采集监控区域的视频图像数据,并将采集到的视频图像数据上传给中心监控与分析系统; S2,所述中心监控与分析系统通过定位数据库存储所述位置数据,通过视频数据库存储所述视频图像数据; 所述中心监控与分析系统对所述位置数据进行处理,实时显示各个被监控人员的工作位置轨迹; 另外,所述中心监控与分析系统将各位置点与视频采集装置的编号相关联,将所述工作位置轨迹与所述视频图像数据进行自动拼接,当被监控人员的工作位置从A地点变化到B地点时,自动触发监控窗口,切换到安装在B地点的视频采集装置在当前时刻所采集到的视频图像画面。
8.根据权利要求7所述的铁路检修场所全面精确定位监控方法,其特征在于,SI中,人员定位子系统实时识别被监控人员的位置数据具体为: S11,沿铁路股道和地沟方向布设多个定位标签,各个定位标签按一定的时间间隔周期性地发射各自的编码信息; 工作人员携带含有身份信息的读写器,当其进入到被定位标签发射信息覆盖的某一位置时,其所佩带的读写器接收到距其规定距离的η个定位标签所发出的η个编码信息,读写器将接收到的η个编码信息以及所述身份信息发送给接收主站;其中,n^l; S12,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据,然后将所述身份信息和所述位置数据发送到中心监控与分析系统。
9.根据权利要求8所述的铁路检修场所全面精确定位监控方法,其特征在于,S12中,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据具体为: 所述接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,获得强度最大的编码信息,即编码信息A ;然后通过查找配置文件,得到发射该编码信息A的定位标签A的地理位置数据,再根据该编码信息A的强度值,按照编码信息随着传播距离而衰减的规则,计算得出工作人员到定位标签A的距离; 另外,所述接收主站通过分析接收到的η个编码信息的强度,得出工作人员相对于定位标签A的方向信息; 结合工作人员到定位标签A的距离以及方向信息,最终得出工作人员当前当前所在的位置数据。
10.根据权利要求8所述的铁路检修场所全面精确定位监控方法,其特征在于,S12中,所述接收主站采用算法对接收到的η个编码信息进行分析计算,计算得出所述工作人员当前所在的位置数据具体为: 所述接收主站查找配置文件,得到发射η个编码信息的η个定位标签的地理位置数据; 所述接收主站分析接收到的η个编码信息的强度,得到与各自强度匹配的η个定位标签的η个覆盖区域,其中,该覆盖区域为圆形区域,所述η个覆盖区域的交点位置即为工作人员当前所在的位置。
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