CN106572333A - 一种无人值守列车障碍物检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人值守列车障碍物检测系统，包括：站台设备与车载设备；其中：所述站台设备，用于采集无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，并在检测到障碍物后发出报警提示；所述车载设备，用于通过多个传感器开关实现列车前方障碍物的非接触检测，并在任一个传感器检测到障碍物后发出报警提示。上述系统解决了无人驾驶列车在低速未接触的情况下的障碍判断和在站台等高风险区域的障碍判断。极大提高了无人值守列车信号系统的自动化程度和安全性。同时，本发明的设计是基于通用的继电或模拟量接口，能直接接入轨旁和车载信号设备中。

Description

一种无人值守列车障碍物检测系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种无人值守列车障碍物检测系统。

背景技术

随着城市轨道交通事业和信息技术的发展，无人值守的列车驾驶系统(FAO系统)已成为将会成为国内外轨道交通行业发展的新趋势。保障列车安全、高效的运行，FAO系统有极高的安全性和可靠性要求。无人值守列车在正线运行时，需要确保运行线路出清，前方进路无威胁行车安全的障碍物，尤其是在半高安全门车站范围内区域，更是要防护好人员和物品侵入轨道的情况。

针对无人值守列车控制系统安全运行的需求，当前采用的多是在列车前部安装多组碰撞开关，结合加速度计，判断列车运行状态，取多组开关状态反馈给车载信号系统执行制动操作。在站台轨行区安全门区域采用红外对射实现区域覆盖。其基本原理为：

1)车载设备

车载功能由1台计算机实现，通过接口与车载信号系统主机相连接，外置传感器包括行程开关和加速度传感器。加速度传感器和行程开关为多组冗余设备，由计算机判决后把碰撞信息传递给车载信号系统计算机处理。

2)车站检测设备

车站轨行区的检测，依靠轨旁布置多个红外对射点垂直于轨道，检测多点障碍物，并发给地面主机判断处理后给接近列车发送制动信号。

但是，上述方案的存在以下问题：

1)无法在非接触的情况下避免碰撞

由于列车碰撞检测都是基于碰撞后的检测，即使是在车辆段内和正线低速行驶时，也无法实现预碰撞的提前报警。

2)车辆上需要增加安装多个传感器

由于车辆对障碍物的检测需要传感器的输入，多组加速度传感器和行程开关都需要安装在车辆不同设备中，增加了车载设备的复杂性，占用了车辆空间，增加了设备的失效几率。

3)车站的轨行区传感器需要在轨道两侧布线

由于红外对射需要在站台轨行区两侧布置较多点位，布线将会增加施工难度，且在高震动的环境中，会造成对射器对不准，引起误报。

4)无法做到车辆和关键站台区域的同时检查

现在存在的障碍物检测，要么由车载完成，要么由地面设备完成，没有车载和地面设备同步检测的。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人值守列车障碍物检测系统，采用了非接触检测方式，同时实现了车载和地面的组合监测。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无人值守列车障碍物检测系统，包括：站台设备与车载设备；其中：

所述站台设备，用于采集无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，并在检测到障碍物后发出报警提示；

所述车载设备，用于通过多个传感器开关实现列车前方障碍物的非接触检测，并在任一个传感器检测到障碍物后发出报警提示。

所述站台设备包括：摄像机、轨旁计算机与人机接口管理系统；其中：

所述轨旁计算机，用于接收摄像机采集到的无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，当移动物体的尺寸小于设定值时，判定为障碍物，并发送报警信号到人机接口管理系统；

所述人机接口管理系统，用于在接收到报警信号后，通过显示界面显示报警原因和视频画面。

所述人机接口管理系统，还用于设置处理报警的方式，当接收到报警信号后根据设定的自动处理报警方式自动向轨旁信号系统报警，或者人工处理报警方式进行手动报警处理。

所述车载设备包括：车载输入输出控制单元，以及与其相连的3个光电传感器开关；

其中，2个光电传感器开关位于轨道正上方的，另一个位于列车中部；

车载输入输出控制单元根据光电传感器采集到的数据判断车辆在静止或行进中是否遇到障碍物，当从任一个光电传感器返回的数据判断具有障碍物时，会发出报警提示，并通过驱动相关继电器，完成车辆的制动。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，通过对原有技术缺陷的克服，解决了无人驾驶列车在低速未接触的情况下的障碍判断和在站台等高风险区域的障碍判断。极大提高了无人值守列车信号系统的自动化程度和安全性。同时，本发明的设计是基于通用的继电或模拟量接口，能直接接入轨旁和车载信号设备中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种无人值守列车障碍物检测系统的示意图；

图2为本发明实施例提供的站台设备的工作流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例提供的一种无人值守列车障碍物检测系统的示意图。如图1所示，其主要包括：站台设备与车载设备；其中：

所述站台设备，用于采集无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，并在检测到障碍物后发出报警提示；

所述车载设备，用于通过多个传感器实现列车前方障碍物的非接触检测，并在任一个传感器检测到障碍物后发出报警提示。

本发明实施例中，所述站台设备包括：摄像机、轨旁计算机与人机接口管理系统；

所述轨旁计算机，用于接收摄像机采集到的无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，当移动物体的尺寸小于设定值时，判定为障碍物，并发送报警信号到人机接口管理系统；

所述人机接口管理系统，用于在接收到报警信号后，通过显示界面显示报警原因和视频画面。

本发明实施例中，所述人机接口管理系统，还用于设置处理报警的方式，当接收到报警信号后根据设定的自动处理报警方式自动向轨旁信号系统报警，或者人工处理报警方式进行手动报警处理。

本发明实施例中，所述车载设备包括：车载输入输出控制单元，以及与其相连的3个光电传感器开关；其中，2个光电传感器开关位于轨道正上方的，另一个位于列车中部；车载输入输出控制单元根据光电传感器采集到的数据判断车辆在静止或行进中是否遇到障碍物，当从任一个光电传感器返回的数据判断具有障碍物时，会发出报警提示，并通过驱动相关继电器，完成车辆的制动。

站台设备的工作流程可如图2所示，在无安全门或半高安全门的站台区首尾布设摄像机，对准轨道区域，摄像机采集到的视频信息输入至轨旁计算机；由轨旁计算机根据视频中移动物体的尺寸判断障碍物，主要检测视频中较小的移动物体(对于进站的列车，将不产生响应)，若检测到，则输出报警信号给到人机接口管理系统。人机接口管理系统通过显示界面显示报警原因和相应的视频画面，并根据设定的自动处理报警方式自动向轨旁信号系统报警，或者人工处理报警方式进行手动报警处理。通常情况下，当触发报警后，则检测到较小的障碍物，将执行紧急停车控制(自动方式)；或者，发起紧急制动命令(手动方式)，并时刻监督视频信息，直至执行报警解除操作。

本发明实施例中，光电传感器开关具有漫反射抗强光特征，识别距离超过5米，内置数字滤波器，识别外来光，可在室外恶劣环境下使用。工作时，将模拟信号转变为开关信号，直接接入车载信号设备的继电器，车载信号系统结合自身的速度传感器来判断车辆在静止或行进中是否遇到障碍物，给出提示报警，通过驱动相关继电器，完成车辆的制动。只有判断所有光电传感器开关均正常时，车辆信号才具备启动条件，任一传感器检测到障碍都将给出相应报警。

此外，上述系统的设计是基于通用的继电或模拟量接口，因此，可以直接接入轨旁信号系统或安全门系统中。

本发明实施例上述方案，主要具有如下优点：

1)可以实现车载和地面多方式同时组合监测，即车载和车站的检测设备完全独立，任一个有效检测将会触发列车报警和制动停车。车站报警信息可提醒人工操作和观察视频记录。列车静止、启动或行走中，车载障碍物检测系统均能起到检测作用。

2)采用视频检测的方式，无需额外布线，一方面，可以节省成本；另一方面，视频检测方式的准确度也远高于传统的检测方式。

3)采用光电传感器开关可以实现前方短距离障碍物非接触检测，当列车在库内、出入段线和低速行驶下均具有重要作用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种无人值守列车障碍物检测系统，其特征在于，包括：站台设备与车载设备；其中：

所述站台设备，用于采集无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，并在检测到障碍物后发出报警提示；

所述车载设备，用于通过多个传感器开关实现列车前方障碍物的非接触检测，并在任一个传感器检测到障碍物后发出报警提示。

2.根据权利要求1所述的一种无人值守列车障碍物检测系统，其特征在于，所述站台设备包括：摄像机、轨旁计算机与人机接口管理系统；其中：

所述轨旁计算机，用于接收摄像机采集到的无安全门或半高安全门的轨行区站台首尾的视频信息，并根据视频信息中物体的尺寸进行障碍物的检测，当移动物体的尺寸小于设定值时，判定为障碍物，并发送报警信号到人机接口管理系统；

所述人机接口管理系统，用于在接收到报警信号后，通过显示界面显示报警原因和视频画面。

3.根据权利要求1所述的一种无人值守列车障碍物检测系统，其特征在于，所述人机接口管理系统，还用于设置处理报警的方式，当接收到报警信号后根据设定的自动处理报警方式自动向轨旁信号系统报警，或者人工处理报警方式进行手动报警处理。

4.根据权利要求1所述的一种无人值守列车障碍物检测系统，其特征在于，所述车载设备包括：车载输入输出控制单元，以及与其相连的3个光电传感器开关；

其中，2个光电传感器开关位于轨道正上方的，另一个位于列车中部；

车载输入输出控制单元根据光电传感器采集到的数据判断车辆在静止或行进中是否遇到障碍物，当从任一个光电传感器返回的数据判断具有障碍物时，会发出报警提示，并通过驱动相关继电器，完成车辆的制动。