CN106926872A - 城际铁路线路安全控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种城际铁路线路安全控制方法，其包括：S1、在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；S2、在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；S3、通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；S4、通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断。

Description

城际铁路线路安全控制方法及系统

技术领域

本发明涉及城铁控制技术领域，特别涉及一种城际铁路线路安全控制方法与系统。

背景技术

城际铁路的定义，早期没有时速规定，认为城铁是中短距离客运专用铁路，2015年3月1日起实施的《城际铁路设计规范》规定：城际铁路是指专门服务于相邻城市间或城市群，旅客列车设计速度200公里/小时及以下的快速、便捷、的交通设施，这种新规定里，京津城铁等城际高速铁路从城铁领域划归到区域铁路领域，城铁属于中级型快速铁路。

城际铁路线路长度一般介于50公里-200公里之间；城际铁路车站间距一般为10公里-50公里。2015年起实施的《城际铁路设计规范》是中国城际铁路的首部行业参考标准体系。

2008年8月我国第一条城际客运专线京津城际铁路正式通车。截至2015年底，中国已建有：京津城际铁路、沪宁城际铁路、宁杭城际铁路、湛茂阳城际铁路、津保城际铁路、柳南城际铁路、长吉城际铁路、武汉城市圈城际铁路、昌九城际铁路、京唐城际铁路、长株潭城际铁路、沈抚城际铁路、青荣城际铁路、郑开城际铁路、郑焦城际铁路、贵开城际铁路、石衡沧黄(港)城际铁路、兰州中川城际铁路、广深城际铁路、深汕捷运。

由于城际铁路穿行于人流量大的城市之前，并且不同于铁路在地下运行，城际铁路运行过程中存在安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种城际铁路线路安全控制方法与系统。

一种城际铁路线路安全控制方法，其包括如下步骤：

S1、在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

S2、在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

S3、通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到步骤S4；

S4、通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5；

S5、通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制方法中，

所述步骤S5中在距离小于事件距离时，还包括如下步骤：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制方法中，所述步骤S4中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5。

本发明还提供一种城际铁路线路安全控制系统，其包括如下单元：

观测点配置单元，用于在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

区域划分单元，用于在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

人流量监控单元，用于通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到趋势判读单元；

趋势判读单元，用于通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元；

距离判断单元，用于通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制系统中，

所述距离判断单元中在距离小于事件距离时，还包括：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制系统中，所述趋势判读单元中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元。

实施本发明提供的一种城际铁路线路安全控制方法与系统具有以下有益效果：通过在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布，能够形成有层次性的监控策略，并且在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令，使得安全控制更有针对性。

附图说明

图1是本发明实施例的城际铁路线路安全控制系统结构框图。

具体实施方式

一种城际铁路线路安全控制方法，其包括如下步骤：

S1、在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

S2、在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

S3、通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到步骤S4；

S4、通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5；

S5、通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制方法中，

所述步骤S5中在距离小于事件距离时，还包括如下步骤：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制方法中，所述步骤S4中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5。

如图1所示，本发明还提供一种城际铁路线路安全控制系统，其包括如下单元：

观测点配置单元，用于在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

区域划分单元，用于在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

人流量监控单元，用于通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到趋势判读单元；

趋势判读单元，用于通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元；

距离判断单元，用于通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制系统中，

所述距离判断单元中在距离小于事件距离时，还包括：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

在本发明所述的城际铁路线路安全控制系统中，所述趋势判读单元中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元。

实施本发明提供的一种城际铁路线路安全控制方法与系统具有以下有益效果：通过在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布，能够形成有层次性的监控策略，并且在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令，使得安全控制更有针对性。

上述方法实施例与系统实施例是一一对应的，因此，方法实施例的扩展也可适用于上述系统实施例。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种城际铁路线路安全控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

S2、在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

S3、通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到步骤S4；

S4、通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5；

S5、通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

2.如权利要求1所述的城际铁路线路安全控制方法，其特征在于，

所述步骤S5中在距离小于事件距离时，还包括如下步骤：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

3.如权利要求1所述的城际铁路线路安全控制方法，其特征在于，所述步骤S4中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到步骤S5。

4.一种城际铁路线路安全控制系统，其特征在于，其包括如下单元：

观测点配置单元，用于在城际铁路沿线上选取重要观测点；在观测点配置红外传感器以及视频监控摄像头；

区域划分单元，用于在观测点划分三层次安全控制区域；所述三层次安全控制区域包括：移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域；所述移动对象普遍监控区域、对象活动趋势判断区域、安全警示区域相对于城际列车由外至内依次分布；

人流量监控单元，用于通过视频监控摄像头监控移动对象普遍监控区域中人流量信息，并判断人流量信息是否大于预设人流量阈值；在大于时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；否则跳转到趋势判读单元；

趋势判读单元，用于通过视频监控摄像头监控对象获取趋势判断区域的图像数据，并将图像数据发送到中控服务器进行判断；中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断，在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元；

距离判断单元，用于通过红外传感器获取安全警示区域内行人与城际列车的距离信息；并将距离信息发送到中控服务器，中控服务器对距离进行判断；在距离大于预警距离时，中控服务器发出指令通过观测点内的语音提示信息提示行人；在距离小于或等于预警距离且大于事件距离时，中控服务器向运营中城际列车发出指令提示城际列车；在距离小于事件距离，中控服务器向运营中相关城际列车发出减速或停止指令。

5.如权利要求4所述的城际铁路线路安全控制系统，其特征在于，

所述距离判断单元中在距离小于事件距离时，还包括：

调取视频监控摄像头跟踪安全警示区域内行人的活动动态视频信息，并将视频信息附上时间戳信息，并发送到警务中心。

6.如权利要求4所述的城际铁路线路安全控制系统，其特征在于，所述趋势判读单元中控服务器根据内置判断模型对行人对象的活动趋势进行判断包括：

建立判断模型，所述判断模型如下：

定义行人状态变量：X_k＝(x_k，y_k，s_k，c_k，a_k，b_k)，其中变量内6个参数分别表示k时刻行人目标在视频图像中的x，y坐标、尺寸比例、旋转角、长宽比、倾斜角；

定义行人随机游走模型：X_k＝X_k-1+W_k，其中6乘以1的列向量W_k表示均值为0、方差为对角阵的随机高斯噪声；

令k＝0，选取初始帧参考目标X₀，计算初始帧参考目标的初始本征空间模型Z₀；根据先验分布P(X₀)建立初始状态样本集

根据初始状态样本集中样本的权值从t时刻粒子集重新抽取N个粒子，作为新的初始粒子集

通过新的初始粒子集预测粒子新的状态，并由本征空间模型Z₀计算粒子的权值，得到t+1时刻粒子集

根据新的初始粒子集以及t+1时刻粒子集进行均值漂移迭代，并在迭代后按照预设程度发散，在迭代到指定次数后，通过本征空间模型Z₀计算新粒子的新的权值，得到k+1时刻的粒子集

对k+1时刻的粒子集通过加权平均法计算目标新的估计状态；

令k＝k+1，重复执行选取初始帧参考目标至以后的步骤，直至在活动趋势与预设预警趋势相符合时，跳转到距离判断单元。