CN117022407A - 一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，分路不良监管系统通过以太网连接CSM系统、通过无线网连接轨旁采集设备，CSM系统通过状态监测可获取站场表示信息M和轨道特征值S，轨旁采集设备可采集被检区段过车的视频信息V；实时监测被检区段，当从车站作业进路表（联锁表）搜索到有车占用被检区段时，通过对被检区段的M、S和V的视频分析结果三者进行比对互校，结合三点检查方法，确定区段的占用状态；再根据轨道电压特征值S的变化程度，对分路不良状态细化为四级，并将被检区段的分路情况在分路不良监管系统上进行统一管理和标识。本方法方便人工确认轨道的占用/空闲状态，可有效提高分路不良区段认定的可靠性和效率。

Description

一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法

技术领域

本发明涉及轨道电路分路不良状态检测方法，尤其涉及一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法。

背景技术

行车安全是铁路运输和指挥的永恒主题，站内轨道电路分路不良对铁路行车安全的危害极其严重，原因在于当区段发生分路不良时站内进路占用状态未能得到真实反映，导致信号错误开放或道岔中途转换，由此会造成列车冲突、脱轨或挤岔等重大行车事故。目前国内站内电气化区段以25 Hz相敏轨道电路为主，非电气化区段以480轨道电路为主。轨道电路分路不良已成为困扰铁路行车和电务维护部门多年的“老大难”问题。

轨道电路分路不良就是当轨面由于不良导电物影响导致列车或车列占用轨道区段时控制该轨道区段的轨道继电器无法正常落下，造成信号联锁失效。这时由于轨道继电器状态和轨道电压特征值无法真实反应轨道区段的占用状态，必须由车站值班员人工确认区段的占用情况，方可下达作业指令，这将直接影响车站的行车安全和运输效率，因此如何自动确认轨道区段占用状态、有效规避分路不良的影响已成为现场亟需解决的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本申请提供一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法。

本申请提供的一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法采用如下的技术方案：

一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，方法如下：在频繁发生分路不良的轨道区段（以下简称被检区段，包括道岔区段和无岔区段）两端入口处（即绝缘节A、绝缘节B处，见图4），各安装1对（或单个）摄像头，获取进入或离开本区段的视频信息。所述的分路不良监管系统通过以太网连接CSM系统、通过无线网连接轨旁采集设备，CSM系统通过状态监测可获取站场表示信息M和轨道特征值S，轨旁采集设备可采集被检区段过车的视频信息V。

作为优选的技术方案，实时监测被检区段，当从车站作业进路表（联锁表）搜索到有车占用被检区段时，通过对被检区段的M、S和V的视频分析结果三者进行比对互校，结合三点检查方法，确定区段的占用或空闲状态。

作为优选的技术方案，所述分路不良监管系统根据实时站场信息，结合进路表信息自动识别哪些区段分路不良且未进行标识。

作为优选的技术方案，所述分路不良监管系统根据自动识别的分路不良状态，按照级别进行标记、提示和销记操作。

作为优选的技术方案，所述分路不良监管系统对作业进路在通过分路不良区段时进行风险提示（包括丢车场景、飞车场景、侧冲场景和道岔未锁闭等场景）。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

与现有技术相比，本方法在车站被检区段轨旁部署视频采集设备辅助检测区段的分路不良状态，可有效解决单纯采集继电器和轨道电路方式存在的弊端，方便人工确认轨道的占用/空闲状态，可有效提高分路不良区段认定的可靠性和效率。

附图说明

图1为本发明的分路不良状态认定流程图；

图2为本发明的分路不良监控系统结构图；

图3为目标检测的流程图；

图4为目标检测的场景一的示意图；

图5为目标检测的场景二的示意图；

图6为目标检测的场景三的示意图；

图7为目标检测的场景四的示意图；

图8是实施例中的丢车场景示意图；

图9是实施例中的飞车场景示意图；

图10是实施例中的侧冲场景示意图一；

图11是实施例中的侧冲场景示意图二；

图12是实施例中的道岔未锁闭场景示意图。

实施方式

以下结合附图1-12对本申请作进一步详细说明。

一.视频分析

本发明中采集过车视频的1对（或单个）摄像头安装于最靠近信号机的绝缘节（即区段的两端入口/出口处）附近，并固定方向，监控绝缘节两侧的过车情况。通过视频分析技术对绝缘节、列车、过车区段等进行检测识别。分路不良监管系统获得视频流数据后分解为指定图片帧，传入目标检测模块进行视频分析，识别出区段占用或者空闲的状态V。基于视频分析获得的轨道区段状态V是对常规基于轨道特征值S和站场表示信息中对应轨道区段状态M判定区段占用或空闲状态方法的重要补充，可极大地提高分路不良识别的准确性和可靠性。

如图4所示，区段2G左侧入口为A，右侧入口为B。设绝缘节附近1对（或单个）摄像头拍摄到的左侧区域为L,右侧区域为R。对摄像头获取的视频进行分析，可以获得如下4个状态：{空闲L，空闲R}(图4)，{占用L,空闲R}（图5），{占用L，占用R}（图6），{空闲L,占用R}（图7）；空闲表示车尾驶离该区域，占用表示车头驶入该区域。

无存车功能的区段的占用条件为：

无存车功能的区段的空闲条件为：

空闲RA∩空闲LB。

同时，基于视频分析的目标检测还要实时计算列车尾部与绝缘节目标之间的距离，根据需要给出提示或报警。

二.区段状态的判定

下面将结合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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明提供一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法。所述的分路不良监管系统通过以太网连接CSM系统、通过无线网连接轨旁采集设备，CSM系统通过状态监测可获取站场表示信息M和轨道特征值S，轨旁采集设备可采集被检区段过车的视频信息V；以车站作业进路表（联锁表）为基础，当作业车辆通过进路时，采用三点检查方法结合被检区段的过车视频分析结果，判定轨道区段是否存在分路不良；再根据轨道电压特征值的变化程度将分路不良状态细化为四级，并在分路不良监管系统上进行统一管理和标识,在存在作业分险时及时发出提醒或报警。

如图1所示，基于视频分析的分路不良检测管理步骤如下：

1.通过CSM系统获取车站的实时站场表示信息M和轨道特征值S，并根据进路表（联锁表）搜索出当前执行的作业进路，确定作业进路内是否包含被检区段；

2.视频分析是通过目标检测模块实时识别被检区段的占用或空闲状态。如图3所示，目标检测模块对被检区段状态分析的流程如下：

通过无线网获取轨旁采集设备发送的的实时视频信息；

将视频流信息按照指定格式分解为图片帧，并进行存储；

将分解得到的图片帧实时传入图像检测模块中，进行指定目标检测；

图像检测模块返回被检区段的状态（占用、空闲）；

3.将图像检测模块返回的轨道区段状态V、CSM获取的轨道特征值S和站场表示信息中对应轨道区段状态M三者进行比对互校，确定区段是否被车占用。

三.分路不良状态的分类

根据CSM系统获取的轨道特征值S可将分路不良状态划分为四级管理。如图1所示，具体划分原则如下：

当比对信息一致且轨道电压特征值在指定阈值R1范围内时，标记为分路良好；如果轨道区段已被标记为分路不良区段，提醒值班员该区段已分路良好；

当比对信息不一致且轨道电压特征值在指定阈值R2范围内时，记录为三级分路不良；如果轨道区段未被标记为分路不良区段，提示车站值班员轨道区段分路不良，需要进行标记；

当比对信息不一致且轨道电压特征值在指定阈值R3范围内时，记录为二级分路不良，如果轨道区段未被标记为分路不良区段，提示车站值班员轨道区段分路不良，需要进行标记；

当比对信息不一致且轨道电压特征值在指定阈值R4范围内时，记录为一级分路不良，如果轨道区段未被标记为分路不良区段，提示车站值班员轨道区段分路不良，需要进行标记；

5.在分路不良监管系统上以图形化的方式统一管理，在站场表示图上对分路不良区段以逻辑占用的方式标识，并进项相关的防护提示，方便车站值班员及时掌握站场的区段状态。

四.重要场景识别

本发明基于视频分析和状态监测技术检测区段的分路不良状态，对丢车、飞车、侧冲和道岔未锁闭等场景下给出安全防护和预警提示，帮助车站值班员快速准确定位出故障的原因。

4.1丢车

指在安全线、牵出线等线路尽头区段，有列车或车列停放在该轨道区段而控制台未能显示该区段的红光带信息。

实施例1

如图8所示，牵2线允许停车，车站办理D7向D31调车进路，列车途径5DG、3DG，驶入D31G，进路正常解锁。如果D31G因分路不良出现“压不死”现象，会导致控制台上显示D31G空闲。

这种场景下分路不良监管系统可实现在这类分路不良区段上的车辆占用进行报警提示，同时在站场图上增加了车辆标识，可防止车站值班员遗漏车辆。

4.2飞车

指轨道区段在有列车通过时，原本应该ADGJ、BDGJ、CDGJ的轨道继电器依次落下，但控制台显示ADGJ、CDGJ的轨道继电器落下，BDGJ的轨道继电器未落下。

实施例2

如图9所示，车站办理SA至IIIG接车进路。SA信号开放后，列车途径IIIBG、6-8DG、20-26DG，驶入IIIG；当列车通行20-26DG时因分路不良出现“压不死”情形，导致控制台无红光带显示，下一个红光带直接出现在IIIG上；出现列车直接从6-8DG飞入IIIG现象，导致20-26DG白光带无法正常解锁，白光带残留。此时需要车站值班员离开运转室上站台确认20-26DG区段已空闲后，方可使用区段故解按钮解锁该区段白光带，人工现场确认往返时间需要5-10分钟。

这种场景下分路不良监管系统可及时给出白光报警提示。这时值班员可以调阅对应区段的实时视频，及时、准确确认区段的占用状态。前后仅需几秒钟，极大地降低了车站值班员的工作负担，提高了作业效率。

4.3侧冲

指到发线停靠列车或列车时，车辆尾部车体越过出发信号机，由于道岔区段分路不良在控制台上无法显示该道岔区段的红光带信息；此时如办理通过该道岔区段的其他作业进路，极易导致车体碰撞事故（撞上越过出发信号机的车尾）。通过查看实时视频可以确定道岔区段的占用情况，从而确认该轨道区段有分路不良，可及时提醒车站值班员并在站场图上进行标识。

实施例3

如图10所示，车站办理SA至2G接车进路，列车A经IIIBG、6-8DG、20-26DG、22DG驶入2G到发线停车，列车A车列尾部车辆未完全越过X2信号机，由于压轨部分太轻、22DG因分路不良出现“压不死”的情形，导致控制台显示22DG为空闲状态，22#道岔解锁。这时如办理SA至1G接车进路（如图11所示），列车B途径IIIBG、6-8DG、20-26DG、22DG、24DG，预计驶入1G到发线停车；在经过22DG时，因列车A尾部未完全驶离22#道岔，可能导致列车B的车头与列车A车尾发生侧冲碰撞。

这种场景下分路不良监管系统可实时跟踪计算存车区段里的车列车尾与出发信号机（绝缘节）的距离，当距离不足3米时发出报警提示，以降低发生侧冲碰撞的分险。

4.4道岔未锁闭

指列车通过道岔区段时，因道岔区段分路不良控制台显示该区段空闲。车站值班员在解除该道岔的锁闭状态前，通过查看实时视频可以确定是否有车通过该区段，从而确认道岔区段的分路不良状态，提醒车站值班员道岔未锁闭，防止提前操动。

实施例4

如图12所示，办理S5至D99调车进路，当调车压入35DG上时，由于分路不良出现“压不死”的情形，控制台显示该区段空闲，35#道岔锁闭状态解除；车站值班员在未确认35DG空闲的情况下，一旦操纵35#道岔到反位，可能导致调车车列尾部车辆将道岔挤坏。

这种场景下分路不良监管系统可及时给出道岔未锁闭报警。车站值班员在操作道岔前可查看实时视频确认区段的占用状态，杜绝因过车途中操动道岔而导致的道岔损坏。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，其特征在于：所述的方法为：当区段占用或空闲时其状态在站场信息M、轨道特征值S和被检区段的过车视频V三者都有反映；

分路不良监管系统通过以太网连接CSM系统、通过无线网连接轨旁采集设备，CSM系统通过状态监测可获取站场表示信息M和轨道特征值S，轨旁采集设备可采集被检区段过车的视频信息V；

实时检测被检区段，当从车站作业进路表搜索到有车占用被检区段时，通过对被检区段的M、S和V的视频分析结果三者进行比对互校，结合三点检查方法，确定区段的占用状态；

再根据轨道电压特征值S的变化程度，对分路不良状态细化为四级，并将被检区段的分路情况在分路不良监管系统上进行统一管理和标识。

2.根据权利要求1所述的一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，其特征在于：所述分路不良监管系统根据实时站场信息M，结合进路表信息自动识别哪些区段分路不良且未进行标识。

3.根据权利要求1所述的一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，其特征在于：所述分路不良监管系统根据自动识别的分路不良状态，按照级别进行标识、提示和销记操作。

4.根据权利要求1所述的一种基于视频分析和状态监测的区段分路不良检测方法，其特征在于：所述分路不良监管系统在有车进入存在分路不良区段的进路时进行风险提示，提示场景包括丢车场景、飞车场景、侧冲场景和道岔未锁闭等场景。