CN107618535B - 铁道安全维护平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铁道安全维护平台，包括：支撑架构，设置在铁轨上方的横杆上，包括主连接件和金属支撑结构，第一连接扣件、第二连接扣件和第三连接扣件都被扣接到主连接件上且使得第一长筒架构和第三长筒架构水平连接，以及使得第一长筒架构和第二长筒架构呈90度连接，第三长筒架构和第二长筒架构呈90度连接；CF存储芯片，设置在铁轨附近，用于预先存储第一距离阈值和第二距离阈值，第一距离阈值小于第二距离阈值；铁轨间隔检测设备，包括位置传感器，用于检测铁轨的两条轨道之间的最短距离。通过本发明，能够解决各种大型动物对铁路运营带来的干扰问题。

Description

铁道安全维护平台
技术领域
本发明涉及铁路管理领域，尤其涉及一种铁道安全维护平台。
背景技术
铁路开始改用铁轨，经过数十年的改进，使用的物料改成钢，而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力，故此需要使用质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其它的应用都为高。同样的小瑕疵，在建筑物使用的钢筋内出现可能不会产生任何问题；但在铁路钢轨出现则随时会导致路轨断裂而引致列车出轨。
钢轨并不便宜，占铁路成本中相当重要的部分。现代使用的钢轨切面成”工”字形，分为与车轮接触的轨头、中间的轨腰及底部的轨底。不同的路线对钢轨的强度、稳定性及耐磨性都有不同的要求。因此钢轨亦有不同的规格。
发明内容
当前的铁道无法对出现的大型动物进行即时识别以及定向驱逐，导致铁道的安全等级无法进一步提升。为了解决上述问题，本发明提供了一种铁道安全维护平台。
根据本发明的一方面，提供了一种铁道安全维护平台，所述平台包括：
支撑架构，设置在铁轨上方的横杆上，包括主连接件和金属支撑结构，第一连接扣件、第二连接扣件和第三连接扣件都被扣接到主连接件上且使得第一长筒架构和第三长筒架构水平连接，以及使得第一长筒架构和第二长筒架构呈90度连接，第三长筒架构和第二长筒架构呈90度连接；
CF存储芯片，设置在铁轨附近，用于预先存储第一距离阈值和第二距离阈值，第一距离阈值小于第二距离阈值；
铁轨间隔检测设备，包括位置传感器，用于检测铁轨的两条轨道之间的最短距离；
声光报警设备，分别与CF存储芯片和铁轨间隔检测设备连接，用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离小于等于第一距离阈值时，进行第一报警操作，还用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离大于等于第二距离阈值时，进行第二报警操作。
本发明至少具有以下三处重要发明点：
(1)精细挑选自适应的滤波算法，对同一场景的多个摄像部件采取同一滤波算法处理，保障后续图像合并和图像处理的效果；
(2)建立从目标几何特征到目标类型的非线形映射的深度神经网络，从而只需获得目标几何特征，即可获得目标类型，从而一方面简化了运算，另一方面提高了目标类型分析的准确性。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的铁道安全维护平台的结构示意图。
图2为根据本发明实施方案示出的铁道安全维护平台的支撑架构的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的铁道安全维护平台的实施方案进行详细说明。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种铁道安全维护平台，解决了大型动物无法在铁轨现场有针对性识别的难题。
图1为根据本发明实施方案示出的铁道安全维护平台的结构示意图，所述平台包括：
如图2所示，支撑架构，设置在铁轨上方的横杆上，包括主连接件和金属支撑结构，第一连接扣件、第二连接扣件和第三连接扣件都被扣接到主连接件上且使得第一长筒架构和第三长筒架构水平连接，以及使得第一长筒架构和第二长筒架构呈90度连接，第三长筒架构和第二长筒架构呈90度连接；
CF存储芯片，设置在铁轨附近，用于预先存储第一距离阈值和第二距离阈值，第一距离阈值小于第二距离阈值；
铁轨间隔检测设备，包括位置传感器，用于检测铁轨的两条轨道之间的最短距离；
声光报警设备，分别与CF存储芯片和铁轨间隔检测设备连接，用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离小于等于第一距离阈值时，进行第一报警操作，还用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离大于等于第二距离阈值时，进行第二报警操作。
接着，继续对本发明的铁道安全维护平台的具体结构进行进一步的说明。
所述铁道安全维护平台中还可以包括：
第一长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第一摄影部件和第一连接扣件，环形容器、第一摄影部件和第一连接扣件都位于塑料外壳内部，第一摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第一连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第一摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第一高清图像；
第二长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第二摄影部件和第二连接扣件，环形容器、第二摄影部件和第二连接扣件都位于塑料外壳内部，第二摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第二连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第二摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第二高清图像；
第三长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第三摄影部件和第三连接扣件，环形容器、第三摄影部件和第三连接扣件都位于塑料外壳内部，第三摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第三连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第三摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第三高清图像。
所述铁道安全维护平台中还可以包括：
噪声类型确定设备，分别与第一摄像部件、第二摄像部件和第三摄像部件连接，用于分别接收第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像，将第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像中复杂度最高的图像确定为滤波参考图像，将滤波参考图像中的幅值最大的噪声所对应的类型作为参考噪声类型输出。
所述铁道安全维护平台中还可以包括：
滤波处理设备，与噪声类型确定设备连接，用于分别对第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像执行与参考噪声类型对应的滤波算法的相应处理，以分别获得第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像；
对象数量识别设备，与滤波处理设备连接，用于获得第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像，对第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像分别进行运动对象检测以确定各个滤波图像中运动对象的数量，并将运动对象的数量最多的滤波图像作为运动参考图像输出；
增强处理设备，用于接收运动参考图像，并对运动参考图像执行自适应增强处理，以获得自适应增强图像，其中，对运动参考图像执行自适应增强处理包括：根据运动参考图像各个区域的对比度制定并执行相应的增强处理力度，其中，对比度越低，相应的增强处理力度越大；
膨胀腐蚀设备，与增强处理设备连接，用于接收自适应增强图像，对自适应增强图像执行图像膨胀处理后再执行图像腐蚀处理，以获得形态学图像；
参数分析设备，与膨胀腐蚀设备连接，用于接收形态学图像，并获取形态学图像中各个对象图案的面积，将面积接近动物面积阈值的对象图案作为待处理子图像，对待处理子图像进行形状分析以获得其中对象的多个几何特征，将多个几何特征分别进行归一化处理以获得多个归一化特征，并将多个归一化特征组成一维向量；
目标提取设备，与参数分析设备连接，用于接收一维向量，并将一维向量输入预先已训练测试完毕的多输入单输出的深度神经网络，以获得输出的动物对象类型，并在输出的动物对象类型属于对火车造成威胁的动物类型时，发出大型动物识别信号；
驱赶执行设备，与目标提取设备连接，用于在接收到大型动物识别信号时，执行与获得的动物对象类型对应的驱赶操作。
在所述铁道安全维护平台中：噪声类型确定设备和滤波处理设备都被设置在支撑架构的主连接件内部。
在所述铁道安全维护平台中：噪声类型确定设备通过WIFI网络分别与第一摄像部件、第二摄像部件和第三摄像部件建立无线连接。
在所述铁道安全维护平台中：所述声光报警设备包括发光二极管和立体声扬声器。
在所述铁道安全维护平台中：多个归一化特征的数量与深度神经网络的被输入的参数的数量相同。
另外，图像滤波，即在尽量保留图像细节特征的条件下对目标图像的噪声进行抑制，是图像预处理中不可缺少的操作，其处理效果的好坏将直接影响到后续图像处理和分析的有效性和可靠性。
由于成像系统、传输介质和记录设备等的不完善，数字图像在其形成、传输记录过程中往往会受到多种噪声的污染。另外，在图像处理的某些环节当输入的像对象并不如预想时也会在结果图像中引入噪声。这些噪声在图像上常表现为一引起较强视觉效果的孤立像素点或像素块。一般，噪声信号与要研究的对象不相关它以无用的信息形式出现，扰乱图像的可观测信息。对于数字图像信号，噪声表为或大或小的极值，这些极值通过加减作用于图像像素的真实灰度值上，对图像造成亮、暗点干扰，极大降低了图像质量，影响图像复原、分割、特征提取、图像识别等后继工作的进行。要构造一种有效抑制噪声的滤波器必须考虑两个基本问题：能有效地去除目标和背景中的噪声；同时，能很好地保护图像目标的形状、大小及特定的几何和拓扑结构特征。
常用的图像滤波模式中的一种是，非线性滤波器，一般说来，当信号频谱与噪声频谱混叠时或者当信号中含有非叠加性噪声时如由系统非线性引起的噪声或存在非高斯噪声等)，传统的线性滤波技术，如傅立变换，在滤除噪声的同时，总会以某种方式模糊图像细节(如边缘等)进而导致像线性特征的定位精度及特征的可抽取性降低。而非线性滤波器是基于对输入信号的一种非线性映射关系，常可以把某一特定的噪声近似地映射为零而保留信号的要特征，因而其在一定程度上能克服线性滤波器的不足之处。
采用本发明的铁道安全维护平台，针对现有技术中缺乏铁道附近出现的大型动物进行定向驱逐的技术问题，在有针对性图像采集的基础上，采用神经网络方式以获得输出的动物对象类型，并在输出的动物对象类型属于对火车造成威胁的动物类型时，发出大型动物识别信号，还在接收到大型动物识别信号时，执行与获得的动物对象类型对应的驱赶操作，从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种铁道安全维护平台，所述平台包括：
支撑架构，设置在铁轨上方的横杆上，包括主连接件和金属支撑结构，第一连接扣件、第二连接扣件和第三连接扣件都被扣接到主连接件上且使得第一长筒架构和第三长筒架构水平连接，以及使得第一长筒架构和第二长筒架构呈90度连接，第三长筒架构和第二长筒架构呈90度连接；
CF存储芯片，设置在铁轨附近，用于预先存储第一距离阈值和第二距离阈值，第一距离阈值小于第二距离阈值；
铁轨间隔检测设备，包括位置传感器，用于检测铁轨的两条轨道之间的最短距离；
声光报警设备，分别与CF存储芯片和铁轨间隔检测设备连接，用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离小于等于第一距离阈值时，进行第一报警操作，还用于在铁轨的两条轨道之间的最短距离大于等于第二距离阈值时，进行第二报警操作；
其特征在于，所述平台还包括：
第一长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第一摄影部件和第一连接扣件，环形容器、第一摄影部件和第一连接扣件都位于塑料外壳内部，第一摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第一连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第一摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第一高清图像；
第二长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第二摄影部件和第二连接扣件，环形容器、第二摄影部件和第二连接扣件都位于塑料外壳内部，第二摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第二连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第二摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第二高清图像；
第三长筒架构，包括塑料外壳、环形容器、第三摄影部件和第三连接扣件，环形容器、第三摄影部件和第三连接扣件都位于塑料外壳内部，第三摄像部件设置在塑料外壳的朝外端，第三连接扣件设置在塑料外壳的朝内端，第三摄像部件嵌入在环形容器内部，用于朝外对附近环境进行高清图像采集以获得第三高清图像；
噪声类型确定设备，分别与第一摄像部件、第二摄像部件和第三摄像部件连接，用于分别接收第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像，将第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像中复杂度最高的图像确定为滤波参考图像，将滤波参考图像中的幅值最大的噪声所对应的类型作为参考噪声类型输出；
滤波处理设备，与噪声类型确定设备连接，用于分别对第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像执行与参考噪声类型对应的滤波算法的相应处理，以分别获得第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像；
对象数量识别设备，与滤波处理设备连接，用于获得第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像，对第一滤波图像、第二滤波图像和第三滤波图像分别进行运动对象检测以确定各个滤波图像中运动对象的数量，并将运动对象的数量最多的滤波图像作为运动参考图像输出；
增强处理设备，用于接收运动参考图像，并对运动参考图像执行自适应增强处理，以获得自适应增强图像，其中，对运动参考图像执行自适应增强处理包括：根据运动参考图像各个区域的对比度制定并执行相应的增强处理力度，其中，对比度越低，相应的增强处理力度越大；
膨胀腐蚀设备，与增强处理设备连接，用于接收自适应增强图像，对自适应增强图像执行图像膨胀处理后再执行图像腐蚀处理，以获得形态学图像；
参数分析设备，与膨胀腐蚀设备连接，用于接收形态学图像，并获取形态学图像中各个对象图案的面积，将面积接近动物面积阈值的对象图案作为待处理子图像，对待处理子图像进行形状分析以获得其中对象的多个几何特征，将多个几何特征分别进行归一化处理以获得多个归一化特征，并将多个归一化特征组成一维向量；
目标提取设备，与参数分析设备连接，用于接收一维向量，并将一维向量输入预先已训练测试完毕的多输入单输出的深度神经网络，以获得输出的动物对象类型，并在输出的动物对象类型属于对火车造成威胁的动物类型时，发出大型动物识别信号；
驱赶执行设备，与目标提取设备连接，用于在接收到大型动物识别信号时，执行与获得的动物对象类型对应的驱赶操作；
噪声类型确定设备和滤波处理设备都被设置在支撑架构的主连接件内部；
噪声类型确定设备通过WIFI网络分别与第一摄像部件、第二摄像部件和第三摄像部件建立无线连接；
所述声光报警设备包括发光二极管和立体声扬声器；
多个归一化特征的数量与深度神经网络的被输入的参数的数量相同；
其中，所述滤波处理设备分别对第一高清图像、第二高清图像和第三高清图像执行与参考噪声类型对应的滤波算法的相应处理包括：在尽量保留图像细节特征的条件下分别对所述第一高清图像、所述第二高清图像和所述第三高清图像的噪声进行抑制，所述抑制是图像预处理中不可缺少的操作，所述噪声在所述第一高清图像、所述第二高清图像和所述第三高清图像上表现为引起视觉效果的孤立像素点或像素块。
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