CN110738198A - 铁路煤炭运输遗撒监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了铁路煤炭运输遗撒监测系统，包括图像采集模块、通信模块、图像分析处理模块和煤炭运输管理模块；图像采集模块获取当前煤炭运输车辆在装车点以及沿路多个站点的图像后，通过通信模块传输至图像分析处理模块，图像分析处理模块对获取到的当前煤炭运输车辆图像进行计算和判断，若发现图像的图形变化匹配预设标准，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该遗撒信息传输至煤炭运输管理模块。本发明能够有效判断煤车是否遗撒，确定铁路运输途中煤粉尘遗撒情况，提高煤运过程管理，为保护沿线大气环境提供技术保障。

Description

铁路煤炭运输遗撒监测系统
技术领域
本发明涉及铁路运输环保技术领域，尤其是涉及一种铁路煤炭运输遗撒监测系统。
背景技术
目前国内铁路货运仍以煤炭为主，为了避免煤炭在铁路运输过程中因火车高速运行、大风等因素造成的煤炭遗撒，给大气环境造成的污染和煤炭资源的浪费，因此目前各种煤炭运输专用铁路已陆续采取了装车站抑尘措施，极大降低了铁路运输沿途煤粉尘污染，但是因抑尘剂的喷洒质量层次不齐，仍有部分煤车在沿途有煤粉尘遗撒情况。煤粉尘遗撒不但导致了煤的损失和煤尘污染，而且还会给铁路运输带来严重的安全事故和隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种铁路煤炭运输遗撒监测系统，该监测分析系统能够有效判断煤车是否遗撒，确定铁路运输途中煤粉尘遗撒情况，提高煤运过程管理，为保护沿线大气环境提供技术保障。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
铁路煤炭运输遗撒监测系统，包括图像采集模块、通信模块、图像分析处理模块和煤炭运输管理模块；所述图像采集模块的信息输出端通过所述通信模块与图像分析处理模块的信息输入端连接，所述图像分析处理模块的信息输出端通过通信模块与所述煤炭运输管理模块连接；
所述图像采集模块获取当前煤炭运输车辆在装车点以及沿路多个站点的图像后，通过通信模块传输至图像分析处理模块，所述图像分析处理模块对获取到的当前煤炭运输车辆图像进行计算和判断，若发现图像的图形变化匹配预设标准，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该遗撒信息传输至所述煤炭运输管理模块。
进一步地，所述图像采集模块包括图像采集相机，所述图像采集相机设立于煤炭车辆装车点以及沿路多个站点上；
所述图像分析处理模块包括图像分析计算单元、控制单元和存储单元，所述图像分析计算单元将当前煤炭运输车辆在装车点，以及多个站点的图像信息进行转换，生成颜色分布直方图，再从所述颜色分布直方图中提取64位向量得到图像特征值，再根据皮尔逊相关系数或者余弦相似度计算得到在车辆行驶方向上的当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a，和当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，再将相似度值a和相似度值b取平均值，最后将相似度平均值与预设相似度标准值进行匹配，若不符合，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
进一步地，还包括铁路车号识别系统，所述铁路车号识别系统包括设置于当前煤炭运输车辆上的电子标签，所述电子标签存储有包含车号信息的车辆标签数据；
当所述图像分析处理模块判断当前车辆发生煤炭遗撒，将该相似度平均值不符合预设相似度标准值的当前任一站点图像的对应信息以及当前车辆的电子标签信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
进一步地，所述车辆标签数据包括当前车辆的车次、车号和车厢编号。
进一步地，所述当前任一站点图像的对应信息包括当前车辆的对应遗撒车厢编号和遗撒图像拍摄站点。
进一步地，所述铁路车号识别系统还包括识别装置，所述识别装置包括天线，用于向当前车辆上的电子标签发射电磁波，并接收所述电子标签响应于所述电磁波而发送的包含车号信息的车辆标签数据；
所述识别装置还包括解码单元和解析单元，所述解码单元将进行了滤波和信号转换的当前车辆的车辆标签数据进行解码，所述解析单元将经过解码单元解码后的当前车辆的车辆标签数据结果进行输出。
进一步地，所述通信模块包括有线通信线缆或无线通信卡。
进一步地，所述存储单元将当前煤炭运输车辆在装车点以及多个站点的图像信息、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，以及相似度平均值进行存储。
本发明的铁路煤炭运输遗撒监测系统能够实时监测煤炭运输车辆抑尘面变化情况，并将发生遗撒的车次、车号、时间、地点、遗撒程度等情况，及时反馈给铁路煤炭运输管理部门，对遗撒车辆进行辅助监管和处置决策，控制遗撒实时性强，准确度高，难度低，查遗时间短，节约煤炭资源，保护大气环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1所示，铁路煤炭运输遗撒监测系统，包括图像采集模块1、通信模块、图像分析处理模块2和煤炭运输管理模块3；所述图像采集模块1的信息输出端通过所述通信模块与图像分析处理模块2的信息输入端连接，所述图像分析处理模块2的信息输出端通过通信模块与所述煤炭运输管理模块3连接；
所述图像采集模块1获取当前煤炭运输车辆在装车点以及沿路多个站点的图像后，通过通信模块传输至图像分析处理模块2，所述图像分析处理模块2对获取到的当前煤炭运输车辆图像进行计算和判断，若发现图像的图形变化匹配预设标准，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该遗撒信息传输至所述煤炭运输管理模块3。
具体的，本发明的计算和判断过程如下：
所述图像采集模块包括图像采集相机，所述图像采集相机设立于煤炭车辆装车点以及沿路多个站点上；
所述图像分析处理模块包括图像分析计算单元、控制单元和存储单元，所述图像分析计算单元将当前煤炭运输车辆在装车点，以及多个站点的图像信息进行转换，生成颜色分布直方图，再从所述颜色分布直方图中提取64位向量得到图像特征值，再根据皮尔逊相关系数或者余弦相似度计算得到在车辆行驶方向上的当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a，和当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，再将相似度值a和相似度值b取平均值，最后将相似度平均值与预设相似度标准值进行匹配，若不符合，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
所述存储单元将当前煤炭运输车辆在装车点以及多个站点的图像信息、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，以及相似度平均值进行存储。
本发明中，采用图像采集对比的形式对于煤炭车辆的遗撒情况进行监控。上述的计算和判断过程均由图像分析处理模块中服务器中的计算机编程控制完成。首先对车辆的车厢进行编号，相机对每个编号的车厢在装车点和多个站点的图像进行拍摄，图像分析处理模块获取信息后，将当前站点的图像与前一站的图像进行比对，得到相似度值a，再将当前站点的图像与装车点的图像进行比对，得到相似度值b，将a与b取平均值后，将相似度平均值与预设的相似度标准值进行匹配。
由于车辆始终处于行驶过程中，而对于遗撒情况的监测是实时的。因此，在车辆行驶到某一站点时，相机采集图像，进行一次相似度值的匹配过程，当车辆行驶到下一站点时，位于下一站点的相机采集图像，进行一次相似度值的匹配过程，使得当前车辆在任一站点都会进行一次遗撒情况的判断。而将当前站点的图像与前一站的图像进行比对得到的相似度值a，与当前站点的图像与装车点的图像进行比对得到的相似度值b取平均值后，再与预设标准进行匹配，能够有效提高判断精度，降低误判的几率。
以当前车辆的1号车厢为例，当车辆行驶至第一站点时，位于第一站点的相机采集车厢图像，将该图像与装车点的图像相似度值进行对比，由于第一站点的前一站即装车点，因此，将该第一站点图像与装车点的图像相似度值与预设的相似度标准值进行匹配。当车辆行驶至第二站点时，位于第二站点的相机采集车厢图像，将第二站点图像与已经存储的第一站点图像进行对比，得到相似度值a，再将第二站点图像与已经存储的装车点图像进行对比，得到相似度值b，将a与b取平均，得到相似度平均值c，最后将相似度平均值c与预设的相似度标准值进行匹配，若不符合，则则判断当前车辆发生煤炭遗撒。后续的站点监测方式同前述的内容一致。
进一步地，还包括铁路车号识别系统，所述铁路车号识别系统包括设置于当前煤炭运输车辆上的电子标签，所述电子标签存储有包含车号信息的车辆标签数据；
当所述图像分析处理模块判断当前车辆发生煤炭遗撒，将该相似度平均值不符合预设相似度标准值的当前任一站点图像的对应信息以及当前车辆的电子标签信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
上述车辆标签数据包括当前车辆的车次、车号和车厢编号。
上述当前任一站点图像的对应信息包括当前车辆的对应遗撒车厢编号和遗撒图像拍摄站点。
具体地，上述铁路车号识别系统还包括识别装置，所述识别装置包括天线，用于向当前车辆上的电子标签发射电磁波，并接收所述电子标签响应于所述电磁波而发送的包含车号信息的车辆标签数据；
上述识别装置还包括解码单元和解析单元，所述解码单元将进行了滤波和信号转换的当前车辆的车辆标签数据进行解码，所述解析单元将经过解码单元解码后的当前车辆的车辆标签数据结果进行输出。
进一步地，所述通信模块包括有线通信线缆或无线通信卡。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：包括图像采集模块、通信模块、图像分析处理模块和煤炭运输管理模块；所述图像采集模块的信息输出端通过所述通信模块与图像分析处理模块的信息输入端连接，所述图像分析处理模块的信息输出端通过通信模块与所述煤炭运输管理模块连接；
所述图像采集模块获取当前煤炭运输车辆在装车点以及沿路多个站点的图像后，通过通信模块传输至图像分析处理模块，所述图像分析处理模块对获取到的当前煤炭运输车辆图像进行计算和判断，若发现图像的图形变化匹配预设标准，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该遗撒信息传输至所述煤炭运输管理模块。
2.根据权利要求1所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述图像采集模块包括图像采集相机，所述图像采集相机设立于煤炭车辆装车点以及沿路多个站点上；
所述图像分析处理模块包括图像分析计算单元、控制单元和存储单元，所述图像分析计算单元将当前煤炭运输车辆在装车点，以及多个站点的图像信息进行转换，生成颜色分布直方图，再从所述颜色分布直方图中提取64位向量得到图像特征值，再根据皮尔逊相关系数或者余弦相似度计算得到在车辆行驶方向上的当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a，和当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，再将相似度值a和相似度值b取平均值，最后将相似度平均值与预设相似度标准值进行匹配，若不符合，则判断当前车辆发生煤炭遗撒，并将该信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
3.根据权利要求2所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：还包括铁路车号识别系统，所述铁路车号识别系统包括设置于当前煤炭运输车辆上的电子标签，所述电子标签存储有包含车号信息的车辆标签数据；
当所述图像分析处理模块判断当前车辆发生煤炭遗撒，将该相似度平均值不符合预设相似度标准值的当前任一站点图像的对应信息以及当前车辆的电子标签信息通过控制单元传输至所述煤炭运输管理模块。
4.根据权利要求3所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述车辆标签数据包括当前车辆的车次、车号和车厢编号。
5.根据权利要求3或4所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述当前任一站点图像的对应信息包括当前车辆的对应遗撒车厢编号和遗撒图像拍摄站点。
6.根据权利要求5所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述铁路车号识别系统还包括识别装置，所述识别装置包括天线，用于向当前车辆上的电子标签发射电磁波，并接收所述电子标签响应于所述电磁波而发送的包含车号信息的车辆标签数据；
所述识别装置还包括解码单元和解析单元，所述解码单元将进行了滤波和信号转换的当前车辆的车辆标签数据进行解码，所述解析单元将经过解码单元解码后的当前车辆的车辆标签数据结果进行输出。
7.根据权利要求6所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述通信模块包括有线通信线缆或无线通信卡。
8.根据权利要求7所述的铁路煤炭运输遗撒监测系统，其特征在于：所述存储单元将当前煤炭运输车辆在装车点以及多个站点的图像信息、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与前一站点图像之间的相似度值a、当前车辆同一车厢的当前任一站点图像与装车点图像之间的相似度值b，以及相似度平均值进行存储。
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