CN114261425B - 一种地铁间隙安全防范系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地铁间隙安全防范系统，涉及轨道交通安全技术领域，包括间隙探测模块、告警监测模块以及人员调度模块；当屏蔽门安全回路断开再闭合时触发间隙探测模块开机运行，间隙探测模块用于对地铁车辆与屏蔽门的间隙进行实时监测，当发现间隙内有障碍物滞留时，生成告警信息并断开屏蔽门安全回路避免列车启动；告警监测模块用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，根据告警系数判断是否需要调度人员进行上下车引导；人员调度模块用于分配调度人员进行站内上下车引导，并将根据调度系数大小生成的屏蔽门调度表发送至调度人员的手机终端上，以提醒调度人员重点关注，提高上下车引导效率，减少夹人夹物事故，提高地铁交通安全。

Description

一种地铁间隙安全防范系统

技术领域

本发明涉及轨道交通安全技术领域，具体是一种地铁间隙安全防范系统。

背景技术

随着城市化进程的发展，对于城市轨道交通的需要变得越来越大，而地铁作为一种地下轨道交通得到了越来越多的应用。由于地铁的方便快捷，导致地铁站人流量通常较大，因此也带来了一些不安全的因素。

例如，在地铁列车运行中，在每个站点上下乘客时，由于地铁列车门与站台屏蔽门之间存在一定的间隙，因此容易出现乘客踩空或者物品掉落的问题，特别是在上下车人数较多时，如果不能及时对夹人夹物事故进行处理，则容易导致人员伤害或者物品损坏，同时考虑到地铁列车的运行间隔时间较短，调度策略本身也比较复杂，因此如果不能及时的掌握间隙夹人夹物情况并及时进行解决，还会影响列车的正常运行，给整个交通系统的调度带来较大的麻烦；为此，我们提出一种地铁间隙安全防范系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种地铁间隙安全防范系统。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种地铁间隙安全防范系统，包括红外传感器、间隙探测模块、第三方接口、告警监测模块以及人员调度模块；

所述红外传感器设置于屏蔽门上，用于基于屏蔽门安全回路断开再闭合生成感应信号，并将感应信号传输至控制器，所述控制器接收到感应信号后控制间隙探测模块开机运行；

所述间隙探测模块用于对地铁车辆与屏蔽门的间隙进行实时监测，当发现间隙内有障碍物滞留时，生成告警信息并将告警信息上送到控制器；所述控制器用于将告警信息发送至终端显示盘，并断开屏蔽门安全回路避免列车启动；

所述告警监测模块用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，根据告警系数GJ判断是否需要调度人员进行上下车引导；

所述人员调度模块用于分配调度人员进行站内上下车引导，并将根据调度系数ZD大小生成的屏蔽门调度表发送至调度人员的手机终端上，以提醒调度人员重点关注。

进一步地，所述告警监测模块的具体监测步骤为：

当监测到告警信息时，自动倒计时，倒计时为T2，T2为预设值；所述告警信息包括告警时间以及屏蔽门编号，其中每扇屏蔽门均有唯一的编号；

统计倒计时阶段告警信息的出现次数为C1，将相邻告警信息的告警时间进行时间差计算得到告警间隔GTi；统计GTi小于间隔阈值的次数为C2；

当GTi小于间隔阈值时，获取GTi与间隔阈值的差值并求和得到差隔总值CT，统计倒计时阶段的持续时长为Tc，利用公式CX=(C2×b1+CT×b2)/(Tc×b3)计算得到差隔系数CX，其中b1、b2、b3为系数因子；

利用公式GJ=C1×b4+CX×b5计算得到告警系数GJ，其中b4、b5为系数因子；若GJ大于告警阈值，则生成调度信号；所述告警监测模块用于将调度信号发送至人员调度模块。

进一步地，在倒计时阶段继续对告警信息进行监测，若监测到新的告警信息，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时，否则，倒计时归零，停止计时。

进一步地，所述人员调度模块的具体调度过程如下：

当接收到调度信号后，采集预设时间内所有屏蔽门的告警信息；按照屏蔽门编号统计同一屏蔽门的告警次数为P1，截取相邻告警时间之间的时间段为缓冲时段，统计每个缓冲时段内其他屏蔽门的告警次数为缓冲频次H1；

统计H1小于频次阈值的次数为P2，当H1小于频次阈值时，获取H1与频次阈值的差值并求和得到差频值ZT，利用公式CP=P2×g1+ZT×g2计算得到差频系数CP，其中g1、g2为系数因子；

利用公式ZD=P1×g3+CP×g4计算得到该屏蔽门的调度系数ZD，其中g3、g4为系数因子；若ZD大于调度阈值，则将对应屏蔽门标记为重点调度门，并将重点调度门按照调度系数ZD大小进行排序生成屏蔽门调度表。

进一步地，所述终端显示盘用于接收到告警信息后控制声光报警器进行声光报警以提醒司机，并将告警信息转发给第三方接口；所述第三方接口接收到告警信息后安排工作人员进行障碍物清除，当障碍物清除后即停止报警。

进一步地，所述间隙探测模块包括探测器，所述探测器安装在站台屏蔽门靠轨行区的上方水泥柱上，或在屏蔽门出厂时配套安装在屏蔽门的后盖板和活动门的侧斜面；所述探测器包括近红外主动光源和近红外成像摄像机，所述近红外主动光源用于发出近红外立体激光。

进一步地，所述间隙探测模块的具体工作步骤为：

当接收到感应信号，探测器进入检测模式；

在检测模式下，若持续扫描时间T1未扫描到障碍物，则探测器进入待机状态；当探测到障碍物后，确认存在遮挡，则断开屏蔽门安全回路避免列车启动，并生成告警信息；当障碍物离开后确认无遮挡，则重新闭合屏蔽门安全回路，继续列车运行；其中T1为预设值。

进一步地，所述检测模式表现为：通过近红外主动光源向间隙空间/物体进行照射和反射后，通过近红外成像摄像机进行成像，最终形成间隙空间/物体的3D结构；基于间隙空间/物体的3D结构判断间隙内是否有障碍物滞留。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中红外传感器用于基于屏蔽门安全回路断开再闭合生成感应信号，控制器接收到感应信号后控制间隙探测模块开机运行，避免乘客上下车过程中造成误报；探测器包括近红外主动光源和近红外成像摄像机，近红外主动光源用于发出近红外立体激光，向间隙空间/物体进行照射和反射后，再通过近红外成像摄像机进行成像，最终形成间隙空间/物体的3D结构，基于间隙空间/物体的3D结构判断间隙内是否有障碍物，本发明采用结构光方式，检测到的异物能获取更多的信息，扫描密度高；且不受可见光的影响，在白天、夜晚、灯光等等可见光变化波动的情况下都可以输出稳定的高质量的目标区域近红外光谱成像，检测精度更高；

2、本发明中告警监测模块用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，统计倒计时阶段告警信息的出现次数以及告警间隔，计算得到告警系数GJ，判断是否需要调度人员进行上下车引导；当接收到调度信号后，人员调度模块用于采集预设时间内所有屏蔽门的告警信息，计算得到对应屏蔽门的调度系数ZD，若ZD大于调度阈值，则将对应屏蔽门标记为重点调度门，并将重点调度门按照调度系数ZD大小进行排序生成屏蔽门调度表；以提醒调度人员重点关注，提高上下车引导效率，减少夹人夹物事故，提高地铁交通安全。

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为本发明一种地铁间隙安全防范系统的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种地铁间隙安全防范系统，包括红外传感器、间隙探测模块、控制器、终端显示盘、第三方接口、告警监测模块以及人员调度模块；

红外传感器设置于屏蔽门上，用于感应屏蔽门安全回路断开或闭合，并且基于屏蔽门安全回路断开再闭合生成感应信号，并将感应信号传输至控制器，控制器接收到感应信号后控制间隙探测模块开机运行；

在本实施例中，间隙探测模块在屏蔽门关闭锁紧后才工作，即屏蔽门安全回路断开再闭合后，探测器开始探测并反馈结果（指示灯、无源触点等），避免乘客上下车过程中造成误报；

间隙探测模块用于对地铁车辆与屏蔽门的间隙进行实时监测，当发现间隙内有障碍物（人体或更小物体）滞留时，生成告警信息并将告警信息上送到控制器，控制器用于将告警信息发送至终端显示盘，并断开屏蔽门安全回路避免列车启动，以保证乘客和车辆运输的安全；告警信息包括告警时间以及屏蔽门编号，其中每扇屏蔽门均有唯一的编号；

终端显示盘用于接收到告警信息后控制声光报警器进行声光报警以提醒司机，并将告警信息转发给第三方接口；第三方接口接收到告警信息后安排工作人员进行障碍物清除，当障碍物清除后即停止报警；

间隙探测模块包括探测器，探测器可安装在站台屏蔽门靠轨行区的上方水泥柱上，也可以在屏蔽门出厂时，配套安装在屏蔽门的后盖板和活动门的侧斜面；探测器包括近红外主动光源和近红外成像摄像机，近红外主动光源发出近红外立体激光，覆盖范围广，且不易受外界光源影响，可靠性高，避免了其他光源的影响导致列车司机看不清瞭望灯带的情况；

间隙探测模块的具体工作步骤为：

当接收到感应信号，探测器进入检测模式，具体为：

通过近红外主动光源向间隙空间/物体进行照射和反射后，通过近红外成像摄像机进行成像，最终形成间隙空间/物体的3D结构（或“景深”图像）；

基于间隙空间/物体的3D结构判断间隙内是否有障碍物（人体或更小物体）滞留；本方案采用结构光方式，检测到的异物能获取更多的信息（完整的三维深度信息），扫描密度高；且不受可见光的影响，在白天、夜晚、灯光等等可见光变化波动的情况下都可以输出稳定的高质量的目标区域近红外光谱成像，检测精度更高；

在检测模式下，若持续扫描时间T1未扫描到障碍物，则探测器进入待机状态；当探测到障碍物后，确认存在遮挡，则断开屏蔽门安全回路避免列车启动，并生成告警信息；当障碍物离开后确认无遮挡，则重新闭合屏蔽门安全回路，继续列车运行；其中T1为预设值，例如取值20s-59s；

告警监测模块与间隙探测模块相连接，用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，判断是否需要调度人员进行上下车引导，以减少夹人夹物事故；具体监测步骤为：

当监测到告警信息时，自动倒计时，倒计时为T2，T2为预设值，例如T2取值10分钟；

在倒计时阶段继续对告警信息进行监测，若监测到新的告警信息，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时，否则，倒计时归零，停止计时；

统计倒计时阶段告警信息的出现次数为C1，将相邻告警信息的告警时间进行时间差计算得到告警间隔GTi，将告警间隔GTi与间隔阈值相比较；

统计GTi小于间隔阈值的次数为C2；当GTi小于间隔阈值时，获取GTi与间隔阈值的差值并求和得到差隔总值CT，统计倒计时阶段的持续时长为Tc，利用公式CX=(C2×b1+CT×b2)/(Tc×b3)计算得到差隔系数CX，其中b1、b2、b3为系数因子；

利用公式GJ=C1×b4+CX×b5计算得到告警系数GJ，其中b4、b5为系数因子；将告警系数GJ与告警阈值相比较，若GJ大于告警阈值，则生成调度信号，表明此时地铁间隙夹人夹物事故频发，需要调度人员进行上下车引导；

告警监测模块用于将调度信号发送至人员调度模块，人员调度模块用于分配调度人员进行站内上下车引导，以减少夹人夹物事故；具体调度过程如下：

当接收到调度信号后，采集预设时间内所有屏蔽门的告警信息；

按照屏蔽门编号统计同一屏蔽门的告警次数为P1，截取相邻告警时间之间的时间段为缓冲时段，统计每个缓冲时段内其他屏蔽门的告警次数为缓冲频次H1；

将缓冲频次H1与频次阈值相比较，统计H1小于频次阈值的次数为P2，当H1小于频次阈值时，获取H1与频次阈值的差值并求和得到差频值ZT，利用公式CP=P2×g1+ZT×g2计算得到差频系数CP，其中g1、g2为系数因子；利用公式ZD=P1×g3+CP×g4计算得到该屏蔽门的调度系数ZD，其中g3、g4为系数因子；

将调度系数ZD与调度阈值相比较，若ZD大于调度阈值，则将对应屏蔽门标记为重点调度门，并将重点调度门按照调度系数ZD大小进行排序生成屏蔽门调度表；

人员调度模块用于将屏蔽门调度表发送至调度人员的手机终端上，以提醒调度人员重点关注，提高上下车引导效率，减少夹人夹物事故，提高地铁交通安全。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

一种地铁间隙安全防范系统，在工作时，红外传感器用于基于屏蔽门安全回路断开再闭合生成感应信号，控制器接收到感应信号后控制间隙探测模块开机运行，间隙探测模块用于对地铁车辆与屏蔽门的间隙进行实时监测，当发现间隙内有障碍物（人体或更小物体）滞留时，生成告警信息，控制器用于将告警信息发送至终端显示盘，并断开屏蔽门安全回路避免列车启动，以保证乘客和车辆运输的安全；终端显示盘用于接收到告警信息后控制声光报警器进行声光报警以提醒司机，并将告警信息转发给第三方接口；第三方接口接收到告警信息后安排工作人员进行障碍物清除，当障碍物清除后即停止报警；

告警监测模块用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，当监测到告警信息时，自动倒计时，统计倒计时阶段告警信息的出现次数C1、告警间隔，经过相关处理得到差隔系数CX，利用公式GJ=C1×b4+CX×b5计算得到告警系数GJ，根据告警系数GJ判断是否需要调度人员进行上下车引导；若GJ大于告警阈值，则生成调度信号；人员调度模块用于分配调度人员进行站内上下车引导，当接收到调度信号后，采集预设时间内所有屏蔽门的告警信息，计算得到对应屏蔽门的调度系数ZD，若ZD大于调度阈值，则将对应屏蔽门标记为重点调度门，并将重点调度门按照调度系数ZD大小进行排序生成屏蔽门调度表；以提醒调度人员重点关注，提高上下车引导效率，减少夹人夹物事故，提高地铁交通安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种地铁间隙安全防范系统，其特征在于，包括红外传感器、间隙探测模块、第三方接口、告警监测模块以及人员调度模块；

所述红外传感器设置于屏蔽门上，用于基于屏蔽门安全回路断开再闭合生成感应信号，并将感应信号传输至控制器，所述控制器接收到感应信号后控制间隙探测模块开机运行；

所述间隙探测模块用于对地铁车辆与屏蔽门的间隙进行实时监测，当发现间隙内有障碍物滞留时，生成告警信息并将告警信息上送到控制器；所述控制器用于将告警信息发送至终端显示盘，并断开屏蔽门安全回路避免列车启动；

所述告警监测模块用于对间隙探测模块生成的告警信息进行监测，根据告警系数GJ判断是否需要调度人员进行上下车引导；具体监测步骤为：

当监测到告警信息时，自动倒计时，倒计时为T2，T2为预设值；所述告警信息包括告警时间以及屏蔽门编号，其中每扇屏蔽门均有唯一的编号；

在倒计时阶段继续对告警信息进行监测，若监测到新的告警信息，则倒计时自动归为原值，重新按照T2进行倒计时，否则，倒计时归零，停止计时；

统计倒计时阶段告警信息的出现次数为C1，将相邻告警信息的告警时间进行时间差计算得到告警间隔GTi；统计GTi小于间隔阈值的次数为C2；

当GTi小于间隔阈值时，获取GTi与间隔阈值的差值并求和得到差隔总值CT，统计倒计时阶段的持续时长为Tc，利用公式CX＝(C2×b1+CT×b2)/(Tc×b3)计算得到差隔系数CX，其中b1、b2、b3为系数因子；

利用公式GJ＝C1×b4+CX×b5计算得到告警系数GJ，其中b4、b5为系数因子；若GJ大于告警阈值，则生成调度信号；

所述告警监测模块用于将调度信号发送至人员调度模块；所述人员调度模块用于分配调度人员进行站内上下车引导，具体调度过程如下：

当接收到调度信号后，采集预设时间内所有屏蔽门的告警信息；按照屏蔽门编号统计同一屏蔽门的告警次数为P1，截取相邻告警时间之间的时间段为缓冲时段，统计每个缓冲时段内其他屏蔽门的告警次数为缓冲频次H1；

统计H1小于频次阈值的次数为P2，当H1小于频次阈值时，获取H1与频次阈值的差值并求和得到差频值ZT，利用公式CP＝P2×g1+ZT×g2计算得到差频系数CP，其中g1、g2为系数因子；

利用公式ZD＝P1×g3+CP×g4计算得到该屏蔽门的调度系数ZD，其中g3、g4为系数因子；若ZD大于调度阈值，则将对应屏蔽门标记为重点调度门；

将重点调度门按照调度系数ZD大小进行排序生成屏蔽门调度表并将屏蔽门调度表发送至调度人员的手机终端上，以提醒调度人员重点关注。

2.根据权利要求1所述的一种地铁间隙安全防范系统，其特征在于，所述终端显示盘用于接收到告警信息后控制声光报警器进行声光报警以提醒司机，并将告警信息转发给第三方接口；所述第三方接口接收到告警信息后安排工作人员进行障碍物清除，当障碍物清除后即停止报警。

3.根据权利要求1所述的一种地铁间隙安全防范系统，其特征在于，所述间隙探测模块包括探测器，所述探测器安装在站台屏蔽门靠轨行区的上方水泥柱上，或在屏蔽门出厂时配套安装在屏蔽门的后盖板和活动门的侧斜面；所述探测器包括近红外主动光源和近红外成像摄像机，所述近红外主动光源用于发出近红外立体激光。

4.根据权利要求3所述的一种地铁间隙安全防范系统，其特征在于，所述间隙探测模块的具体工作步骤为：

当接收到感应信号，探测器进入检测模式；

在检测模式下，若持续扫描时间T1未扫描到障碍物，则探测器进入待机状态；当探测到障碍物后，确认存在遮挡，则断开屏蔽门安全回路避免列车启动，并生成告警信息；当障碍物离开后确认无遮挡，则重新闭合屏蔽门安全回路，继续列车运行；其中T1为预设值。

5.根据权利要求4所述的一种地铁间隙安全防范系统，其特征在于，所述检测模式表现为：通过近红外主动光源向间隙空间/物体进行照射和反射后，通过近红外成像摄像机进行成像，最终形成间隙空间/物体的3D结构；基于间隙空间/物体的3D结构判断间隙内是否有障碍物滞留。

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