CN115946749B - 一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法，有轨电车安全控制技术领域，方法包括接收朝向平交道口运动的第一到车信号和第二到车信号，远离平交道口的离车信号；接收第一到车信号后，向平交道口发送声光预警，在预警预设时间后，控制信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭；接收第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，判断平交道口区域内是否有移动的物体，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口两侧的道闸关闭；在接收到离车信号，且无新的到车信号时，控制道闸开启，将信号灯转换为绿灯。上述方法及系统保证了电车的安全通行。

Description

一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及有轨电车安全控制技术领域，尤其涉及一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法。

背景技术

有轨电车是一种中低运量的新型城市轨道交通工具，能够缓解城市道路日益拥堵的压力、减少废气的排放问题。

现代有轨电车的线路封闭程度低，一般采用地面线敷设、埋入式轨道的形式，与社会交通车辆共享路权。在有轨电车通过与社会车辆冲突的平交路口时，需要协调好平交路口各方交通流，解决有轨电车与社会交通车辆之间的冲突，保障电车的安全运行。

传统平交道口的控制是通过社会交通灯、有轨电车专用信号和道闸实现的，在有轨电车通行时，关闭道闸，避免车辆行人进入平交道口区域，还会添加声光报警来提醒过往行人车辆，确保电车司机安全通过冲突区域。但是，传统的控制方式主要针对的是平交道口两侧的车辆行人，在预警后关闭道闸，未充分考虑已处于平交道口内的行人或对有轨电车正常行驶产生影响的侵入物，存在安全运行风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法，用于保证有轨电车安全通过平交道口。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

提供一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，包括：

信号检测装置：对称设置在平交道口的两侧，包括远离平交道口的第一检测装置和靠近平交道口的第二检测装置；

控制系统：实时接收信号检测装置检测到的电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

在接收到所述第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口另一侧的所有道闸关闭；

在接收到所述离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯。

与现有技术相比，本发明提供的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统中，对平交道口列车的检测信号是实时监测的，不会错过任何的检测信号，在接收到较远位置来车的第一到车信号后，平交道口位置开始声光报警，提示车辆行人，在预警一段时间后，会将平交道口的信号灯转换为红灯；在接收到较近位置来车的第二到车信号后，对平交道口区域内是否有车辆行人以及是否有影响电车正常行驶的侵入物进行判断，在确保无影响的侵入物存在时，关闭平交道口两侧的道闸，直至收到列车的离车信号，且无新的到车信号时，恢复平交道口的通行。上述控制系统通过对第一到车信号、第二到车信号和离车信号分时间段检测控制，根据不同的检测信号执行对应的操作，既保证了电车在平交道口位置的安全通行，又保证了车辆和行人的安全通行，使得平交道口的管控时间更加的合理，具有很高的实用性。

本发明还进行了以下改进：

控制系统还用于在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以所述检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据所述待检测区域的面积比例；

根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出所述检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

本发明还进行了以下改进：

控制系统还用于根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的位置，以及侵入物占据所述待检测区域的面积比例之后，所述根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置之前，执行以下操作：

调取拼接图像，对所述检测区域内的侵入物进行图像识别；

基于图像比对原则，确定侵入物所属类别以及名称，所述类别包括干涉物和非干涉物，当侵入物属于非干涉物时，电车不减速、不停车；当侵入物属于干涉物时，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断；当无法判断侵入物所述类别时，对识别的图像进行存储，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断，在不影响电车正常行驶时，电车不减速、不停车，在电车通过后，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储；

在影响电车正常行驶时，电车减速、停车，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储。

本发明还提供一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，包括以下步骤：

步骤S10：实时接收电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

步骤S20：在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

步骤S30：在接收到所述第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，以及存在的车辆或行人的运动方向，控制与车辆或行人行进方向相反一侧的道闸关闭，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口两另一侧的所有道闸关闭；接收步骤S40：在接收到所述离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯。

本发明还进行了以下改进：

所述当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，还包括以下步骤：

在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以所述检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据所述待检测区域的面积比例；

根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出所述检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

本发明还进行了以下改进：

所述根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的位置，以及侵入物占据所述待检测区域的面积比例之后，所述根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置之前，还包括以下步骤：

调取拼接图像，对所述检测区域内的侵入物进行图像识别；

基于图像比对原则，确定侵入物所属类别以及名称，所述类别包括干涉物和非干涉物，当侵入物属于非干涉物时，电车不减速、不停车；当侵入物属于干涉物时，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断；当无法判断侵入物所述类别时，对识别的图像进行存储，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断，在不影响电车正常行驶时，电车不减速、不停车，在电车通过后，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储；

在影响电车正常行驶时，电车减速、停车，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储。

与现有技术相比，本发明提供的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法的有益效果与上述技术方案所述用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

通过以下的说明，其它和更多的目的和优点将变得明显。附图旨在展示本发明的多种形式中的示例。不能将附图看作是展示了本发明可以作出的和可采用的所有方式的限制。毫无疑问，可以对本发明的各种部件进行改变和替换。本发明同样在于所介绍元件的子组合和子系统，并且在于使用它们的方法。

图1为本发明实施例中用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法示意性流程图；

图2为本发明实施例中用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统的示意性框图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图2所示，本发明提供的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，包括：

信号检测装置：对称设置在平交道口的两侧，包括远离平交道口的第一检测装置和靠近平交道口的第二检测装置；

控制系统：实时接收信号检测装置检测到的电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

在接收到第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口另一侧的所有道闸关闭；

在接收到所述离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯。

如图2所示，本发明实施例提供的一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，包括：

信号检测装置：对称设置在平交道口的两侧，包括远离平交道口的第一检测装置和靠近平交道口的第二检测装置；

控制系统：实时接收信号检测装置检测到的电车通过平交道口时的检测信号，检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

在接收到第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯；

在接收到第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，以及存在的车辆或行人的运动方向，控制与车辆或行人行进方向相反一侧的道闸关闭，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口两侧的所有道闸关闭；

在接收到离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯。

具体实施时：

第一检测装置和第二检测装置均为2套，两套检测装置对称安装在平交道口的两侧，第二检测装置位于第一检测装置的内侧，电车朝向平交道口行驶时，第一检测装置检测到的信号为第一到车信号，第二检测装置检测到的信号为第二到车信号，对侧第二检测装置检测到的信号为离车信号。在第一检测装置检测到第一到车信号后，开始计时，到第二检测装置检测到第二检测信号，中间持续时间根据电车行驶速度和第一检测装置与第二检测装置间的距离确定，可以为30s，具体时长根据实际需求选择确定，第二检测装置到平交道口的时间可以设置为10s，平交道口对侧的第二检测装置检测到离车信号需要时间为两个第二检测装置间距离和电车车长与电车行驶速度的比值。为了更好的保证电车安全通过平交道口，第一检测装置、第二检测装置间的位置和距离都是可以根据实际情况确定的。

与现有技术相比，本发明提供的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法中，对平交道口列车的检测信号是实时监测的，不会错过任何的检测信号，在接收到较远位置来车的第一到车信号后，平交道口位置开始声光报警，提示车辆行人，在预警一段时间后，会将平交道口的信号灯转换为红灯；在接收到较近位置来车的第二到车信号后，对平交道口区域内是否有车辆行人以及是否有影响电车正常行驶的侵入物进行判断，在确保无影响的侵入物存在时，关闭平交道口两侧的道闸，直至收到列车的离车信号，且无新的到车信号时，恢复平交道口的通行。上述控制方法通过对第一到车信号、第二到车信号和离车信号分时间段检测控制，根据不同的检测信号执行对应的操作，既保证了电车在平交道口位置的安全通行，又保证了车辆和行人的安全通行，使得平交道口的管控时间更加的合理，具有很高的实用性。

作为一种可实施方式，控制系统还用于实时接收平交道口两侧对称设置检测点的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为驶出侧；

平交道口驶入侧第一次接收到的检测信号为第一到车信号，第二次接收到的信号为第二到车信号，第一到车信号和第二到车信号均为检测到的电车车头到达检测点时的信号；

平交道口驶出侧第一次接收到的检测信号为离车信号，为检测到电车车头到达检测点位置的信号。

通过对第一次接收到的检测信号方向的判断，能够准确的确定电车的行进方向，进而选择对应的信号判断逻辑，确定后续检测信号的先后顺序，为道闸、信号灯动作的执行提供依据。在接收到第一到车信号后，在执行对应判断逻辑时，还会继续执行检测信号的判断，在一个判断周期内，当再次接收到最外侧的检测信号时，可以判定对侧有电车穿过当前平交道口，将两个判断逻辑整合为一个新的判断逻辑，即以第一次接收到的第一到车信号为开始信号，最后一次接收到的离车信号为结束时间。

作为一种可实施方式，控制系统还用于接收电车调度系统的调度信号，调度信号包含电车预计通过平交道口信息，在对应平交道口接收到调度信号后，启动检测系统。

通过根据电车调度的调度信号启动检测系统，在有电机即将到达时，开启检测，在无电车信号时，系统处于待机状态，在一定程度上降低了能源的损耗。

作为一种可实施方式，控制系统还用于获取平交道口两侧并排设置的多个图像采集装置同一时刻拍摄的图像，图像中包含平交道口内影像和平交道口外影像，且平交道口内影像面积大于平交道口外影像面积；

对获取的图像进行图像拼接，获得平交道口内外侧的拼接图像；

对连续获取的图像进行拼接，对连续获取的拼接图像进行比对，判断拼接图像中是否存在发生位置移动的物体，并确定发生移动物体的运动方向；

通过图像识别，判断发生运动的物体是车辆还是行人。

通过并排设置的多个图像采集装置，能够更全面的对平交道口内的图像进行采集，平交道口同一侧的图像采集装置间，采集的图像有重合部分，不同侧的图像采集装置间，对称侧图像采集装置间，采集的图像也有重合，保证了多个图像采集装置，采集的平交道口的图像是完整、不存在任何遗漏的，保证了拼接后，图像的完整和全面。通过对连续的拼接图像的比对，可以有效准确的判断出，平交道口内是否还有移动的车辆或行人，通过对行进方向进行判断，可以确定运动中物体的行进目的。

作为一种可实施方式，控制系统还用于在平交道口内划分毫米波雷达检测区域；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角向检测区域内发送毫米波；

根据毫米波的反射情况，判断检测区域内是否有检测到侵入物。

通过对检测区域的划分，在平交道口区域内划分了影响电车正常行进的关键区域，设置在检测区域周侧的毫米波雷达以一定的夹角朝向检测区域发射毫米波，能够全面的对检测区域内的侵入物进行检测，保证电车的安全运行。

在上述方案的技术上，本发明还进行了以下改进：

控制系统还用于在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例；

根据侵入物在检测区域内的位置、占据待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

处于毫米波雷达高度空间内的物体不会对电车产生影响，也需要对侵入电车行驶路径内的侵入物进行判断。通过毫米波雷达对检测区域内侵入物的检测，能够有效的判断检测区域内是否有侵入物，在存在有侵入物时，确定侵入物的面积，和占据检测区域的面积比例，再结合侵入物在检测区域内的空间位置、侵入物占据检测区域的面积比例以及电车轨道的位置，可以准确的判断侵入物对电车正常行驶是否产生影响，对影响电车行驶的侵入物进行清理，对未产生影响的侵入物进行标记，后续清理。有效的保证了电车的正常行驶。

在上述方案的技术上，本发明还进行了以下改进：

控制系统还用于根据接收到的反射毫米波情况，判断检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在检测区域内的位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例之后，根据侵入物在检测区域内的位置、占据待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在待检测区域内的位置之前，，执行以下操作：

调取拼接图像，对检测区域内的侵入物进行图像识别；

基于图像比对原则，确定侵入物所属类别以及名称，类别包括干涉物和非干涉物，当侵入物属于非干涉物时，电车不减速、不停车；当侵入物属于干涉物时，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断；当无法判断侵入物类别时，对识别的图像进行存储，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断，在不影响电车正常行驶时，电车不减速、不停车，在电车通过后，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储；

在影响电车正常行驶时，电车减速、停车，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储。

通过对侵入物的图像识别，能够准确的判断侵入物所属的类别和名称，进而判断侵入物是否会对车辆正常行驶产生影响，当判断为非干涉物时，即使被判断为侵入物，也不需要执行停车清理操作，在电车通过后清理即可，当判断为干涉物时，必须要执行停车清理操作。对无法判断所属类别的侵入物，就需要进行停车清理操作，对保存的侵入物图像进行标记，并在清理后对标记的侵入物图像进行标记存储，是一个学习的过程，可以不断的提高系统自主判断能力。

如图1所示，本发明还提供了一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，包括以下步骤：

步骤S10：实时接收电车通过平交道口时的检测信号，检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

步骤S20：在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

步骤S30：在接收到所述第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，以及存在的车辆或行人的运动方向，控制与车辆或行人行进方向相反一侧的道闸关闭，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口两另一侧的所有道闸关闭；接收步骤S40：在接收到离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯。

与现有技术相比，本发明提供的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法中，对平交道口列车的检测信号是实时监测的，不会错过任何的检测信号，在接收到较远位置来车的第一到车信号后，平交道口位置开始声光报警，提示车辆行人，在预警一段时间后，会将平交道口的信号灯转换为红灯；在接收到较近位置来车的第二到车信号后，对平交道口区域内是否有车辆行人以及是否有影响电车正常行驶的侵入物进行判断，在确保无影响的侵入物存在时，关闭平交道口两侧的道闸，直至收到列车的离车信号，且无新的到车信号时，恢复平交道口的通行。上述控制方法通过对第一到车信号、第二到车信号和离车信号分时间段检测控制，根据不同的检测信号执行对应的操作，既保证了电车在平交道口位置的安全通行，又保证了车辆和行人的安全通行，使得平交道口的管控时间更加的合理，具有很高的实用性。

作为一种可实施方式，实时接收电车通过平交道口时的检测信号，检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及远离平交道口时的离车信号，具体包括以下步骤：

步骤S11：实时接收平交道口两侧对称设置检测点的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为驶出侧；

步骤S12：平交道口驶入侧第一次接收到的检测信号为第一到车信号，第二次接收到的信号为第二到车信号，第一到车信号和第二到车信号均为检测到的电车车头到达检测点时的信号；

步骤S13：平交道口驶出侧第一次接收到的检测信号为离车信号，为检测到电车车头到达检测点位置的信号。

通过对第一次接收到的检测信号方向的判断，能够准确的确定电车的行进方向，进而选择对应的信号判断逻辑，确定后续检测信号的先后顺序，为道闸、信号灯动作的执行提供依据。在接收到第一到车信号后，在执行对应判断逻辑时，还会继续执行检测信号的判断，在一个判断周期内，当再次接收到最外侧的检测信号时，可以判定对侧有电车穿过当前平交道口，将两个判断逻辑整合为一个新的判断逻辑，即以第一次接收到的第一到车信号为开始信号，最后一次接收到的离车信号为结束时间。进一步的，到车信号、驶离信号检测采用冗余设计，提高检测信号的可靠性。

作为一种可实施方式，在实时接收平交道口两侧的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为输出侧之前，还包括以下步骤：

接收电车调度系统的调度信号，调度信号包含电车预计通过平交道口信息，在对应平交道口接收到调度信号后，启动检测系统。

通过根据电车调度的调度信号启动检测系统，在有电机即将到达时，开启检测，在无电车信号时，系统处于待机状态，在一定程度上降低了能源的损耗。

作为一种可实施方式，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有车辆或行人，具体包括以下步骤：

获取平交道口两侧并排设置的多个图像采集装置同一时刻拍摄的图像，图像中包含平交道口内影像和平交道口外影像，且平交道口内影像面积大于平交道口外影像面积；

对获取的图像进行图像拼接，获得平交道口内外侧的拼接图像；

对连续获取的图像进行拼接，对连续获取的拼接图像进行比对，判断拼接图像中是否存在发生位置移动的物体，并确定发生移动物体的运动方向；

通过图像识别，判断发生运动的物体是车辆还是行人。

通过并排设置的多个图像采集装置，能够更全面的对平交道口内的图像进行采集，平交道口同一侧的图像采集装置间，采集的图像有重合部分，不同侧的图像采集装置间，对称侧图像采集装置间，采集的图像也有重合，保证了多个图像采集装置，采集的平交道口的图像是完整、不存在任何遗漏的，保证了拼接后，图像的完整和全面。通过对连续的拼接图像的比对，可以有效准确的判断出，平交道口内是否还有移动的车辆或行人，通过对行进方向进行判断，可以确定运动中物体的行进目的。

作为一种可实施方式，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，具体包括以下步骤：

在平交道口内划分毫米波雷达检测区域；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角向检测区域内发送毫米波；

根据毫米波的反射情况，判断检测区域内是否有检测到侵入物。

通过对检测区域的划分，在平交道口区域内划分了影响电车正常行进的关键区域，设置在检测区域周侧的毫米波雷达以一定的夹角朝向检测区域发射毫米波，能够全面的对检测区域内的侵入物进行检测，保证电车的安全运行。

在上述方案的技术上，本发明还进行了以下改进：

当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物，还包括以下步骤：

在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例；

根据侵入物在检测区域内的位置、占据待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

处于毫米波雷达高度空间内的物体不会对电车产生影响，也需要对侵入电车行驶路径内的侵入物进行判断。通过毫米波雷达对检测区域内侵入物的检测，能够有效的判断检测区域内是否有侵入物，在存在有侵入物时，确定侵入物的面积，和占据检测区域的面积比例，再结合侵入物在检测区域内的空间位置、侵入物占据检测区域的面积比例以及电车轨道的位置，可以准确的判断侵入物对电车正常行驶是否产生影响，对影响电车行驶的侵入物进行清理，对未产生影响的侵入物进行标记，后续清理。有效的保证了电车的正常行驶。

在上述方案的技术上，本发明还进行了以下改进：

根据接收到的反射毫米波情况，判断检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在检测区域内的位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例之后，根据侵入物在检测区域内的位置、占据待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在待检测区域内的位置之前，还包括以下步骤：

调取拼接图像，对检测区域内的侵入物进行图像识别；

基于图像比对原则，确定侵入物所属类别以及名称，类别包括干涉物和非干涉物，当侵入物属于非干涉物时，电车不减速、不停车；当侵入物属于干涉物时，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断；当无法判断侵入物类别时，对识别的图像进行存储，执行侵入物是否影响电车正常行驶判断，在不影响电车正常行驶时，电车不减速、不停车，在电车通过后，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储；

在影响电车正常行驶时，电车减速、停车，对侵入物进行清理，对侵入物的类别和名称进行标记，对标记后的数据进行存储。

通过对侵入物的图像识别，能够准确的判断侵入物所属的类别和名称，进而判断侵入物是否会对车辆正常行驶产生影响，当判断为非干涉物时，即使被判断为侵入物，也不需要执行停车清理操作，在电车通过后清理即可，当判断为干涉物时，必须要执行停车清理操作。对无法判断所属类别的侵入物，就需要进行停车清理操作，对保存的侵入物图像进行标记，并在清理后对标记的侵入物图像进行标记存储，是一个学习的过程，可以不断的提高系统自主判断能力。

在上述实施方式的描述中，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。

这样，已经展示和介绍了新颖的“用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统及方法”。当然，可以对上述说明进行各种改变和替换， 而所有这些改变和替换都在本发明的精神和范围内。因此，除了附加的权利要求及其等同物之外，本发明不应受到限制。

Claims (10)

1.一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，其特征在于，包括：

信号检测装置：对称设置在平交道口的两侧，包括远离平交道口的第一检测装置和靠近平交道口的第二检测装置；

控制系统：实时接收信号检测装置检测到的电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

在接收到所述第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口另一侧的所有道闸关闭；

在接收到所述离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯；

控制系统还用于在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以所述检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例；

根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出所述检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

2.根据权利要求1所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，其特征在于，所述控制系统还用于实时接收平交道口两侧对称设置检测点的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为驶出侧；

平交道口驶入侧第一次接收到的检测信号为第一到车信号，第二次接收到的信号为第二到车信号，所述第一到车信号和所述第二到车信号均为检测到的电车车头到达检测点时的信号；

平交道口驶出侧第一次接收到的检测信号为离车信号，为检测到电车车头到达检测点位置的信号。

3.根据权利要求2所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，其特征在于，所述控制系统还用于接收电车调度系统的调度信号，所述调度信号包含电车预计通过平交道口信息，在对应平交道口接收到调度信号后，启动检测系统。

4.根据权利要求1所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，其特征在于，所述控制系统还用于获取平交道口两侧并排设置的多个图像采集装置同一时刻拍摄的图像，图像中包含平交道口内影像和平交道口外影像，且平交道口内影像面积大于平交道口外影像面积；

对获取的图像进行图像拼接，获得平交道口内外侧的拼接图像；

对连续获取的图像进行拼接，对连续获取的拼接图像进行比对，判断拼接图像中是否存在发生位置移动的物体，并确定发生移动物体的运动方向；

通过图像识别，判断发生运动的物体是车辆还是行人。

5.根据权利要求1所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制系统，其特征在于，所述控制系统还用于在平交道口内划分毫米波雷达检测区域；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角向检测区域内发送毫米波；

根据毫米波的反射情况，判断所述检测区域内是否有检测到侵入物。

6.一种用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10：实时接收电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及电车远离平交道口时的离车信号；

步骤S20：在接收到所述第一到车信号后，向平交道口两侧的行人及车辆发送声光预警，通过显示屏对电车即将驶入信息进行展示，提醒正在通过平交道口的行人或车辆尽快通过路口，即将进入平交道口的车辆注意安全行车，在预警预设时间后，控制平交道口位置信号灯转换为红灯，控制没有行人或车辆进入平交道口一侧的道闸关闭，禁止进入平交道口区域；

步骤S30：在接收到所述第二到车信号后，连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有移动的车辆或行人，当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，控制平交道口另一侧的道闸关闭；

步骤S40：在接收到所述离车信号，且无新的到车信号时，控制平交道口两侧的道闸开启，将信号灯转换为绿灯；

在判断平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，还包括以下步骤：

在平交道口内划分毫米波雷达检测区域，构建以所述检测区域中心为原点的空间坐标系，以毫米波雷达的高度为空间高度；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角朝向检测区域内发送毫米波；

根据接收到的反射毫米波情况，判断所述检测区域内是否有侵入物；在收到反射毫米波时，根据所述检测区域周侧毫米波雷达接收到的反射毫米波，确定侵入物在所述检测区域内的坐标位置，以及侵入物占据待检测区域的面积比例；

根据侵入物在所述检测区域内的位置、占据所述待检测区域的面积比例以及平交道口电车轨道在所述待检测区域内的位置，判断侵入物是否会对电车正常行驶产生干涉，对产生干涉的侵入物发出报警，电车减速行驶或暂停，直至侵入物移出所述检测区域；对未产生干涉侵入物，进行标记，在电车通过平交道口后，在不影响平交道口正常通行情况下，对侵入物进行清理。

7.根据权利要求6所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，其特征在于，所述实时接收电车通过平交道口时的检测信号，所述检测信号包含电车朝向平交道口运动时，远离平交道口位置的第一到车信号和临近平交道口位置的第二到车信号，以及远离平交道口时的离车信号，具体包括以下步骤：

步骤S11：实时接收平交道口两侧对称设置检测点的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为驶出侧；

步骤S12：平交道口驶入侧第一次接收到的检测信号为第一到车信号，第二次接收到的信号为第二到车信号，所述第一到车信号和所述第二到车信号均为检测到的电车车头到达检测点时的信号；

步骤S13：平交道口驶出侧第一次接收到的检测信号为离车信号，为检测到电车车头到达检测点位置的信号。

8.根据权利要求7所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，其特征在于，在所述实时接收平交道口两侧的检测信号，在接收到新的检测信号时，判断接收到的检测信号位于平交道口的哪一侧，将最先接收到检测信号的一侧标记为驶入侧，将平交道口的另一侧标记为输出侧之前，还包括以下步骤：

接收电车调度系统的调度信号，所述调度信号包含电车预计通过平交道口信息，在对应平交道口接收到调度信号后，启动检测系统。

9.根据权利要求6所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，其特征在于，所述连续采集平交道口区域内的多张图像，通过图像比对判断平交道口区域内是否有车辆或行人，具体包括以下步骤：

获取平交道口两侧并排设置的多个图像采集装置同一时刻拍摄的图像，图像中包含平交道口内影像和平交道口外影像，且平交道口内影像面积大于平交道口外影像面积；

对获取的图像进行图像拼接，获得平交道口内外侧的拼接图像；

对连续获取的图像进行拼接，对连续获取的拼接图像进行比对，判断拼接图像中是否存在发生位置移动的物体，并确定发生移动物体的运动方向；

通过图像识别，判断发生运动的物体是车辆还是行人。

10.根据权利要求6所述的用于有轨电车平交道口安全通行的控制方法，其特征在于，所述当平交道口区域内不存在任何影响电车正常行驶的侵入物时，具体包括以下步骤：

在平交道口内划分毫米波雷达检测区域；

检测区域周侧设置的毫米波雷达以预设夹角向检测区域内发送毫米波；

根据毫米波的反射情况，判断所述检测区域内是否有检测到侵入物。

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