FR3103442A1 - DEVICE AND METHOD FOR AUTONOMOUS MONITORING OF A LEVEL CROSSING - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif de surveillance autonome d’un passage à niveau, le passage à niveau formant un croisement entre une première voie ferrée et une deuxième voie. Le dispositif de surveillance comprend :- une unité d’enregistrement vidéo comprenant au moins trois unités de surveillance, chacune des unités de surveillance étant équipée d’une caméra visible et d’une caméra infrarouge,- une unité de traitement numérique configurée pour recevoir et traiter en temps réel des séquences d’enregistrement vidéo fournies par l’unité d’enregistrement vidéo, et- une unité d’alerte configurée pour déclencher des alertes de risque de collision impliquant un véhicule ferroviaire se déplaçant sur la voie ferrée. Figure pour l’abrégé : Fig. 3 The invention relates to an autonomous monitoring device for a level crossing, the level crossing forming a crossing between a first railway track and a second track. The surveillance device comprises:- a video recording unit comprising at least three surveillance units, each of the surveillance units being equipped with a visible camera and an infrared camera,- a digital processing unit configured to receive and processing in real time video recording sequences provided by the video recording unit, and- an alert unit configured to trigger collision risk alerts involving a railway vehicle moving on the railway track. Figure for the abstract: Fig. 3
Description
Art antérieurPrior art
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de surveillance d’un passage à niveau formé d’une intersection entre une voie de transport contraignante et une voie routière ou piétonnière.The present invention relates to a device and a method for monitoring a level crossing formed by an intersection between a restrictive transport route and a road or pedestrian route.
La présente invention s’applique notamment aux réseaux ferroviaires comprenant des passages à niveau désignant le croisement entre une voie ferrée et une voie routière ou piétonnière dans lesquels les risques de collisions impliquant un véhicule ferroviaire se déplaçant sur la voie ferrée sont considérables. De tels risques de collision existent généralement pour des passages à niveau non protégés qui ne mettent en œuvre aucun dispositif, tels que des gardes-barrières, capables d’empêcher l’accès à la voie ferrée pendant un intervalle de temps correspondant au passage du véhicule ferroviaire. Les dispositifs de contrôle d’accès à une voie ferrée sont classiquement munis de feux de signalisation, de gardes-barrière et de sonnettes. De tels dispositifs présentent toutefois des coûts d’installation et de maintenance élevés. Par ailleurs, leur déploiement est généralement limité à des passages à niveau présentant un trafic ferroviaire et routier important. Le déploiement de tels dispositifs réduit les risques de collisions sans pouvoir les annuler, comme par exemple dans les situations dans lesquelles un véhicule routier ou un piéton se trouvent bloqués entre des gardes-barrières.The present invention applies in particular to railway networks comprising level crossings designating the intersection between a railway and a road or pedestrian route in which the risk of collisions involving a railway vehicle moving on the railway is considerable. Such risks of collision generally exist for unprotected level crossings which do not implement any device, such as gate guards, capable of preventing access to the railway for a time interval corresponding to the passage of the vehicle railway. Railway track access control devices are typically equipped with signal lights, gate guards and bells. However, such devices have high installation and maintenance costs. Moreover, their deployment is generally limited to level crossings with heavy rail and road traffic. The deployment of such devices reduces the risk of collisions without being able to cancel them, such as in situations in which a road vehicle or a pedestrian find themselves stuck between barrier guards.
Qu’il s’agisse d’un passage à niveau protégé, c’est-à-dire muni de gardes-barrières, ou non protégé, l’état d’un tel passage à niveau est généralement inconnu pour le véhicule ferroviaire s’apprêtant à le traverser. La marge de manœuvre du véhicule ferroviaire en termes de distance de freinage se réduit au fur et à mesure qu’il se rapproche du passage à niveau. Il est connu d’équiper le passage à niveau d’un système de vidéo-surveillance connecté à un réseau de données capable de remonter à un centre de traitement l’état instantané du passage à niveau. Par exemple, dans la demande de brevet CN108749862 A, un système de vidéo-surveillance est proposé pour déclencher l’ouverture et la fermeture d’un passage à niveau muni de gardes-barrières. Les solutions à base de vidéo-surveillance proposées dans l’état de l’art ne sont généralement adaptées qu’aux passages à niveaux protégés par des gardes-barrières et requièrent la mise en place d’un centre de traitement distant pour traiter les vidéos fournies par les caméras de surveillance. Cependant, l’envoi de tels contenus vidéo nécessite un débit de transmission élevé et une faible latence qui ne sont pas garanties dans les réseaux des données actuels.Whether it is a protected level crossing, i.e. equipped with gate guards, or unprotected, the state of such a level crossing is generally unknown for the rail vehicle. about to cross it. The margin of maneuver of the railway vehicle in terms of braking distance is reduced as it approaches the level crossing. It is known to equip the level crossing with a video surveillance system connected to a data network capable of reporting to a processing center the instantaneous status of the level crossing. For example, in patent application CN108749862 A, a video surveillance system is proposed to trigger the opening and closing of a level crossing equipped with gate guards. The video-surveillance-based solutions proposed in the state of the art are generally only suitable for level crossings protected by barrier guards and require the establishment of a remote processing center to process the videos. provided by surveillance cameras. However, sending such video content requires a high transmission rate and low latency which are not guaranteed in current data networks.
Par ailleurs, les passages à niveau non gardés ne disposent généralement d’aucun moyen pour alerter des véhicules routiers et/ou des piétons du rapprochement d’un véhicule ferroviaire. Le rapprochement d’un véhicule ferroviaire n’est perceptible de manière visuelle ou auditive qu’à des courtes distances impliquant généralement une collision inévitable due à la vitesse de déplacement élevée du véhicule ferroviaire et à la durée insuffisante dont dispose le véhicule routier ou le piéton pour réagir. Par exemple, pour un véhicule ferroviaire se déplaçant à une vitesse de 160 km/h perçue à 50 mètres d’un passage à niveau, l’occupant du passage à niveau ne dispose que de 2 secondes pour réagir. La perception du rapprochement d’un véhicule ferroviaire en l’absence de dispositifs dédiés est fortement dépendante des conditions météorologiques, du niveau d’éclairage, de niveau de pollution sonore, etc. Il est connu de déployer des balises de signalisation à proximité de la voie ferrée et de part et d’autre du passage à niveau afin de détecter la présence d’un véhicule ferroviaire et de déclencher une alerte du rapprochement de véhicule ferroviaire. Une telle alerte peut se manifester à proximité du passage à niveau par des signaux sonores ou des feux de signalisation. De telles solutions sont coûteuses à mettre en place et à maintenir. Par ailleurs, leur taux de défaillance est généralement élevé en raison de la courte durée de vie et de la faible résistance aux conditions météorologiques des différents composants électroniques mis en œuvre.Furthermore, unguarded level crossings generally have no means of alerting road vehicles and/or pedestrians to the approach of a rail vehicle. The approach of a railway vehicle is perceptible visually or audibly only at short distances generally involving an unavoidable collision due to the high speed of movement of the railway vehicle and the insufficient time available to the road vehicle or the pedestrian to react. For example, for a railway vehicle moving at a perceived speed of 160 km/h 50 meters from a level crossing, the occupant of the level crossing only has 2 seconds to react. The perception of the approach of a rail vehicle in the absence of dedicated devices is highly dependent on weather conditions, the level of lighting, the level of noise pollution, etc. It is known to deploy signaling beacons near the railway and on either side of the level crossing in order to detect the presence of a railway vehicle and to trigger an alert of the approach of the railway vehicle. Such an alert may appear near the level crossing by sound signals or traffic lights. Such solutions are expensive to set up and maintain. Moreover, their failure rate is generally high due to the short lifespan and low resistance to weather conditions of the various electronic components used.
Il existe donc un besoin pour un dispositif et un procédé de surveillance d’un passage à niveau amélioré capable de détecter le rapprochement d’un véhicule ferroviaire et d’alerter des véhicules routiers et/ou des piétons se trouvant à proximité du passage à niveau.There is therefore a need for a device and a method for monitoring an improved level crossing capable of detecting the approach of a railway vehicle and of alerting road vehicles and/or pedestrians in the vicinity of the level crossing. .
Définition générale de l’inventionGeneral definition of invention
Dans un mode de réalisation, le dispositif de surveillance autonome peut comprendre une unité d’alerte configurée pour déclencher une alerte à destination d’un véhicule ferroviaire, en réponse à la détection de la présence d’un objet dans le passage à niveau, susceptible de provoquer une collision impliquant le véhicule ferroviaire.In one embodiment, the autonomous monitoring device may comprise an alert unit configured to trigger an alert intended for a railway vehicle, in response to the detection of the presence of an object in the level crossing, likely cause a collision involving the rail vehicle.
Avantageusement, l’unité d’alerte peut être configurée en outre pour déclencher une alerte à destination d’un usager de la deuxième voie, l’alerte notifiant le passage du véhicule ferroviaire.Advantageously, the alert unit can also be configured to trigger an alert intended for a user of the second track, the alert notifying the passage of the railway vehicle.
En variante, les unités de surveillance peuvent comprendre:
- Au moins une unité de surveillance à large angle de vue apte à couvrir une zone à risque correspondant au passage à niveau, et
- Au moins deux unités de surveillance à faible angle de vue aptes à détecter le rapprochement du véhicule ferroviaire vers la zone à risque.Alternatively, monitoring units may include:
- At least one wide-angle monitoring unit capable of covering a risk zone corresponding to the level crossing, and
- At least two low-angle monitoring units capable of detecting the approach of the rail vehicle towards the risk area.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de surveillance autonome peut en outre comprendre une unité d’alimentation électrique apte à fournir de manière continue dans le temps un courant électrique adapté au fonctionnement des unités formant le dispositif de surveillance.In one embodiment, the autonomous monitoring device may further comprise an electrical power supply unit capable of supplying continuously over time an electrical current adapted to the operation of the units forming the monitoring device.
Dans un mode de réalisation, le dispositif de surveillance autonome peut comprendre une unité d’archivage automatique configurée pour sauvegarder dans une mémoire non volatile des séquences d’enregistrement vidéo fournies par l’unité d’enregistrement vidéo, le déclenchement et les paramètres de sauvegarde des séquences d’enregistrement vidéo étant contrôlés par l’unité de traitement numérique.In one embodiment, the self-contained monitoring device may comprise an automatic archiving unit configured to save in a non-volatile memory video recording sequences provided by the video recording unit, the trigger and the backup parameters video recording sequences being controlled by the digital processing unit.
En variante, l’unité de traitement numérique peut comprendre des ressources adaptées à l’exécution d’un ou de plusieurs algorithmes de traitement de séquences vidéos.As a variant, the digital processing unit can comprise resources adapted to the execution of one or more algorithms for processing video sequences.
Il est en outre proposé un procédé de surveillance d’un passage à niveau formé d’un croisement entre une voie ferrée et une voie routière ou piétonnière, un véhicule ferroviaire étant susceptible de se déplacer sur la voie ferrée, configuré pour déclencher des alertes. Avantageusement, le procédé comprendles étapes consistant à:
- Filmer un passage à niveau en utilisant une unité d’enregistrement vidéo comprenant au moins trois unités de surveillance, chacune des unités de surveillance étant équipée d’une caméra visible et d’une caméra infrarouge,
- Traiter en temps réel des séquences d’enregistrements vidéo fournies par l’unité d’enregistrement vidéo, et
- Lever des alertes de risque de collision impliquant le véhicule ferroviaire.There is also proposed a method for monitoring a level crossing formed by a crossing between a railway track and a road or pedestrian track, a railway vehicle being capable of moving on the railway track, configured to trigger alerts. Advantageously, the method comprises the steps consisting in:
- Filming a level crossing using a video recording unit comprising at least three surveillance units, each of the surveillance units being equipped with a visible camera and an infrared camera,
- Process video recording sequences provided by the video recording unit in real time, and
- Raise collision risk alerts involving the railway vehicle.
Selon des modes de réalisation de l’invention, l’étape de traitement en temps réel des séquences d’enregistrement vidéos peut comprendre les sous-étapes consistant à:
- Recevoir une séquence vidéo comprenant un enregistrement vidéo pris par une caméra visible et un autre enregistrement vidéo pris par une caméra infrarouge,
- Mesurer le niveau de luminosité dans l’enregistrement vidéo pris par la caméra visible,
- Comparer le niveau de luminosité mesuré à un seuil de luminosité,
- Traiter l’enregistrement pris par la caméra visible si le niveau de luminosité mesuré est supérieur ou égal au seuil de luminosité,
- Traiter l’enregistrement pris par la caméra infrarouge si le niveau de luminosité mesuré est inférieur au seuil de luminosité.According to embodiments of the invention, the step of processing the video recording sequences in real time may comprise the sub-steps consisting of:
- Receive a video sequence comprising a video recording taken by a visible camera and another video recording taken by an infrared camera,
- Measure the brightness level in the video recording taken by the visible camera,
- Compare the level of luminosity measured with a threshold of luminosity,
- Process the recording taken by the visible camera if the level of luminosity measured is greater than or equal to the threshold of luminosity,
- Process the recording taken by the infrared camera if the level of luminosity measured is lower than the luminosity threshold.
Brève description des figuresBrief description of figures
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement:Other characteristics, details and advantages of the invention will become apparent on reading the description given with reference to the appended drawings given by way of example and which represent, respectively:
Description détailléedetailed description
La figure 1 représente l’architecture générale d’un dispositif de surveillance 100 d’un passage à niveau, selon un mode de réalisation de l’invention. Comme montré sur la figure 1, le dispositif de surveillance 100 comprend une unité d’enregistrement vidéo 101, une unité de traitement numérique 102 et une unité d’alerte 103. L’unité d’enregistrement vidéo 101 est configurée pour effectuer un enregistrement vidéo de zones d’intérêt préalablement identifiées. De telles zones d’intérêt peuvent comprendre une zone à risque 204 correspondant à un passage à niveau formant un croisement entre une première voie ferrée 202 et une deuxième voie 203. Le passage à niveau est ainsi situé à l’intersection du chemin ferroviaire 201 contenant la voie ferrée 202 et la deuxième voie 203. La voie ferrée 202 délimite une voie de circulation pour véhicule ferroviaire. Sur la deuxième voie 203, un ou plusieurs usagers peuvent circuler, tels qu’un véhicule ou un piéton. La deuxième voie 203 peut être ainsi une voie routière ou piétonnière. Les zones d’intérêt peuvent comprendre deux zones de supervision 2051, 2052 couvrant les voies ferrées 202. Les zones de supervision 2051, 2052 peuvent s’étendre de part et d’autre de la zone à risque 204.FIG. 1 represents the general architecture of a level crossing monitoring device 100, according to one embodiment of the invention. As shown in Figure 1, the monitoring device 100 includes a video recording unit 101, a digital processing unit 102 and an alert unit 103. The video recording unit 101 is configured to perform video recording previously identified areas of interest. Such areas of interest may include a risk area 204 corresponding to a level crossing forming a crossing between a first railway track 202 and a second track 203. The level crossing is thus located at the intersection of the railway track 201 containing the railway track 202 and the second track 203. The railway track 202 delimits a traffic lane for a railway vehicle. On the second lane 203, one or more users can circulate, such as a vehicle or a pedestrian. The second lane 203 can thus be a road or pedestrian lane. The zones of interest can comprise two supervision zones 2051, 2052 covering the railway tracks 202. The supervision zones 2051, 2052 can extend on either side of the risk zone 204.
La figure 2 détaille l’architecture d’une unité d’enregistrement vidéo 101 pouvant avantageusement comprendre trois unités de surveillance 1011, 1012, 1013 configurées pour effectuer des enregistrements vidéo (c’est-à-dire filmer) la zone à risque 204 et les zones de supervision 2051, 2052. Les unités de surveillance 1011, 1012, 1013 de l’unité d’enregistrement vidéo 101 peuvent être configurées pour être actives, de manière continue dans le temps. Chaque unité de surveillance mise en œuvre dans l’unité d’enregistrement vidéo 101 peut incorporer deux types de caméras: une caméra visible 101a et une caméra infrarouge 101b. La caméra visible 101a et la caméra infrarouge 101b de chaque unité de surveillance peuvent fonctionner simultanément de manière à fournir deux séquences vidéo représentant chaque scène filmée. Alternativement, l’unité de surveillance peut être configurée pour faire fonctionner en alternance la caméra visible 101a et la caméra infrarouge 101b de manière à disposer d’une seule séquence vidéo pour chaque scène filmée. Par exemple, l’unité de surveillance peut utiliser seulement la caméra infrarouge 101b lorsque la luminosité et/ou les conditions météorologiques sont dégradées. Un tel fonctionnement présente l’avantage d’être économique en termes d’énergie consommée et de puissance de calcul.FIG. 2 details the architecture of a video recording unit 101 which can advantageously comprise three monitoring units 1011, 1012, 1013 configured to make video recordings (that is to say film) the risk zone 204 and the supervision zones 2051, 2052. The supervision units 1011, 1012, 1013 of the video recording unit 101 can be configured to be active, continuously over time. Each surveillance unit implemented in the video recording unit 101 can incorporate two types of cameras: a visible camera 101a and an infrared camera 101b. The visible camera 101a and the infrared camera 101b of each monitoring unit can operate simultaneously so as to provide two video sequences representing each scene filmed. Alternatively, the monitoring unit can be configured to operate the visible camera 101a and the infrared camera 101b alternately so as to have a single video sequence for each scene filmed. For example, the surveillance unit can only use the infrared camera 101b when the light and/or the weather conditions are degraded. Such operation has the advantage of being economical in terms of energy consumed and computing power.
L’unité de traitement numérique 102 peut être configurée pour recevoir en temps réel les séquences vidéo fournies par les unités de surveillance 1011, 1012, 1013 de l’unité d’enregistrement vidéo 101. La cadence en nombre d’images par seconde selon laquelle les enregistrements vidéo sont reçus par l’unité de traitement numérique 102 peut être ajustée. Dans des modes de réalisation, la cadence de réception des enregistrements vidéo peut être supérieure à une dizaine d’images par seconde. L’unité de traitement numérique 102 peut être placée à proximité immédiate de l’unité d’enregistrement vidéo 101. Une telle proximité permet de réduire le temps de réponse nécessaire au dispositif de surveillance 100 pour déclencher des alertes. L’unité de traitement numérique 102 peut comprendre une ou plusieurs cartes électroniques incorporant des ressources, par exemple matérielles et/ou logicielles, adaptées pour l’exécution d’un ou plusieurs procédés de traitement vidéo. De tels procédés de traitement vidéo peuvent être exécutés de manière indépendante ou coopérative en utilisant comme entrées les séquences vidéo reçues par l’unité de traitement numérique 102. Les procédés de traitement vidéo appliqués aux séquences vidéo fournies par l’unité de surveillance de la zone à risque 204 peuvent comprendre des étapes mises en œuvre pour fournir un état de la zone à risque 204 correspondante. Des procédés de traitement vidéo appliqués aux séquences vidéo fournies par les unités de surveillance 1011, 1012, 1013 des zones de supervision 2051, 2052 peuvent comprendre en outre ou en complément des étapes mises en œuvre pour fournir un état de la zone de supervision correspondante.The digital processing unit 102 can be configured to receive in real time the video sequences supplied by the monitoring units 1011, 1012, 1013 of the video recording unit 101. The rate in number of images per second according to which video recordings are received by the digital processing unit 102 can be adjusted. In some embodiments, the rate of reception of the video recordings can be greater than about ten images per second. The digital processing unit 102 can be placed in the immediate vicinity of the video recording unit 101. Such proximity makes it possible to reduce the response time necessary for the monitoring device 100 to trigger alerts. The digital processing unit 102 may comprise one or more electronic cards incorporating resources, for example hardware and/or software, suitable for the execution of one or more video processing methods. Such video processing methods can be executed independently or cooperatively using as inputs the video sequences received by the digital processing unit 102. The video processing methods applied to the video sequences provided by the area monitoring unit risk area 204 may include steps implemented to provide a status of the corresponding risk area 204. Video processing methods applied to the video sequences supplied by the monitoring units 1011, 1012, 1013 of the supervision zones 2051, 2052 may additionally or in addition to steps implemented to supply a state of the corresponding supervision zone.
L’unité d’alerte 103 peut être configurée pour recevoir l’état de la zone à risque 204, tel que déterminé par l’unité de traitement numérique 102. L’unité d’alerte peut être configurée pour déclencher des alertes destinées aux véhicules ferroviaires qui s’apprêtent à traverser la zone à risque 204 surveillée s’il est détecté que des collisions sont susceptibles de se produire. Le message d’alerte envoyé par l’unité d’alerte 103 peut comprendre des informations identifiant les caractéristiques de l’objet présent dans la zone à risque 204. L’unité d’alerte 103 peut être en outre configurée pour recevoir les états des zones de supervision 2051, 2052, tels que fournis par l’unité de traitement numérique 102. L’unité d’alerte peut être configurée pour déclencher des alertes destinées aux usagers, par exemple des véhicules routiers et/ou des piétons, se trouvant à proximité de la zone à risque 204 correspondante. Dans ce mode de réalisation, le message d’alerte envoyé peut comprendre des informations identifiant les caractéristiques du véhicule ferroviaire qui en train de se rapprocher de la zone à risque 204.The alert unit 103 can be configured to receive the status of the risk area 204, as determined by the digital processing unit 102. The alert unit can be configured to trigger alerts intended for vehicles railways who are about to cross the monitored risk zone 204 if it is detected that collisions are likely to occur. The alert message sent by the alert unit 103 can include information identifying the characteristics of the object present in the risk zone 204. The alert unit 103 can be further configured to receive the states of the supervision zones 2051, 2052, as provided by the digital processing unit 102. The alert unit can be configured to trigger alerts intended for users, for example road vehicles and/or pedestrians, located at proximity to the corresponding risk zone 204. In this embodiment, the alert message sent may include information identifying the characteristics of the rail vehicle which is approaching the risk zone 204.
L’unité d’alerte 103 peut être connectée à un ou à plusieurs réseaux de données permettant d’acheminer les messages d’alerte à leurs destinataires identifiés. Alternativement, des liaisons directes peuvent être établies pour acheminer une partie ou la totalité des messages d’alerte à leurs destinataires. Le procédé d’établissement de telles liaisons directes peut exploiter les courtes distances séparant le dispositif de surveillance 100 et certains des destinataires identifiés, qui peuvent être par exemple des véhicules ferroviaires, des véhicules routiers, des piétons, etc.The alert unit 103 can be connected to one or more data networks making it possible to route the alert messages to their identified recipients. Alternatively, direct links can be established to route some or all of the alert messages to their recipients. The method for establishing such direct links can exploit the short distances separating the monitoring device 100 and some of the identified recipients, which can be, for example, railway vehicles, road vehicles, pedestrians, etc.
La figure 3 représente un autre mode de réalisation de l’invention dans lequel le dispositif de surveillance 100 comprend en outre une unité d’archivage automatique 104 et une unité d’alimentation électrique 105. L’unité d’archivage automatique 104 peut être configurée pour sauvegarder dans une mémoire non volatile des séquences vidéo fournies par l’unité d’enregistrement vidéo 101. L’enregistrement des séquences vidéo peut être déclenché à chaque fois qu’un véhicule ferroviaire s’apprêtant à traverser la zone à risque 204 est détecté par l’unité de traitement numérique 102. Un tel enregistrement peut être effectué par toutes les caméras de surveillance actives mises en œuvre dans l’unité d’enregistrement vidéo 101. La durée de chaque enregistrement vidéo peut correspondre à l’intervalle du temps pendant lequel le véhicule ferroviaire est visible à travers l’une des caméras de surveillance mises en œuvre dans l’unité d’enregistrement vidéo 101. L’unité d’archivage automatique 104 peut en outre être configurée pour enregistrer des séquences vidéo correspondant à la présence ou au passage d’un usager (par exemple véhicule routier ou piéton) dans la zone à risque 204.Figure 3 shows another embodiment of the invention in which the monitoring device 100 further comprises an automatic archiving unit 104 and a power supply unit 105. The automatic archiving unit 104 can be configured to save in a non-volatile memory video sequences provided by the video recording unit 101. The recording of the video sequences can be triggered each time a railway vehicle preparing to cross the risk zone 204 is detected by the digital processing unit 102. Such recording may be performed by all active surveillance cameras implemented in the video recording unit 101. The duration of each video recording may correspond to the interval of time during which the railway vehicle is visible through one of the surveillance cameras implemented in the video recording unit 101. The automatic archiving unit 104 can further be configured to record video sequences corresponding to the presence or the passage of a user (for example road vehicle or pedestrian) in the risk zone 204.
L’unité d’archivage automatique 104 peut en outre être connectée à un réseau de données de manière filaire ou sans fil pour rendre les séquences vidéos sauvegardées accessibles à des utilisateurs externes.The automatic archiving unit 104 can also be connected to a data network in a wired or wireless manner to make the saved video sequences accessible to external users.
L’unité d’alimentation électrique 105 peut être configurée pour fournir aux différentes unités, formant le dispositif de surveillance 100, le courant électrique nécessaire à leur fonctionnement. L’unité d’alimentation électrique 105 peut en outre être configurée pour produire le courant électrique de manière indépendante en exploitant une source d’énergie extérieuretelle que par exemple le soleil, le vent ou autre.The power supply unit 105 can be configured to supply the various units, forming the monitoring device 100, with the electric current necessary for their operation. The power supply unit 105 can also be configured to produce the electric current independently by exploiting an external energy source such as, for example, the sun, the wind or the like.
Selon des modes de réalisation de l’invention, l’unité d’alerte 103 est en outre configurée pour surveiller le fonctionnement d’une ou de plusieurs unités formant le dispositif de surveillance 100. L’unité d’alerte 103 peut en outre être configurée pour générer une notification d’alerte et la transmettre à une centrale de maintenance distante lorsqu’une défaillance affecte une ou plusieurs unités formant le dispositif de surveillance 100. Le message d’alerte envoyé par l’unité d’alerte 103, dans ce cas, peut spécifier l’unité défaillante et le type de défaillance.According to embodiments of the invention, the alert unit 103 is further configured to monitor the operation of one or more units forming the monitoring device 100. The alert unit 103 can further be configured to generate an alert notification and transmit it to a remote maintenance center when a failure affects one or more units forming the monitoring device 100. The alert message sent by the alert unit 103, in this case, can specify the faulty unit and the type of fault.
Selon d’autres modes de réalisation de l’invention, l’unité d’alerte 103 peut en outre être configurée pour transmettre seulement un sous ensemble des messages d’alerte, les messages d’alerte liés à la présence d’un objet, fixe ou mobile, dans la zone à risque 204 n’étant pas transmis systématiquement. Dans de tels modes de réalisation, les messages d’alerte liés à la présence d’objets mobiles (tel qu’un véhicule routier ou piéton), ne sont envoyés que si le passage d’un véhicule ferroviaire est imminent. Le passage imminent d’un véhicule ferroviaire peut correspondre à la détection du rapprochement d’un véhicule ferroviaire.Dans un mode de réalisation, un message d’alerte lié à la présence d’un objet fixe dans la zone à risque 204 n’est émis par l’unité d’alerte 103 que si les dimensions d’un tel objet fixe sont supérieures à des seuils prédéfinis. De tels modes de réalisation présentent l’avantage de réduire le volume de données généré par le dispositif de surveillance 100.According to other embodiments of the invention, the alert unit 103 can further be configured to transmit only a subset of the alert messages, the alert messages related to the presence of an object, fixed or mobile, in the risk zone 204 not being transmitted systematically. In such embodiments, the alert messages related to the presence of moving objects (such as a road vehicle or pedestrian), are sent only if the passage of a railway vehicle is imminent. The imminent passage of a railway vehicle may correspond to the detection of the approach of a railway vehicle. In one embodiment, an alert message linked to the presence of a fixed object in the risk zone 204 is not emitted by the alert unit 103 only if the dimensions of such a fixed object are greater than predefined thresholds. Such embodiments have the advantage of reducing the volume of data generated by the monitoring device 100.
La figure 4 représente un passage à niveau 200 équipé d’un dispositif de surveillance 100 selon un mode de réalisation de l’invention. Le passage à niveau correspond à l’intersection d’un chemin ferroviaire 201 comprenant une voie ferrée 202 et une voie routière 203. Dans cet exemple, le passage à niveau n’est pas gardé, c’est-à-dire qu’aucune garde-barrière n’est mise en place. L’emplacement des trois unités de surveillance 1011, 1012, 1013 formant l’unité d’enregistrement vidéo 101 par rapport au passage à niveau peut être optimisé pour couvrir complètement la zone à risque 204 et les deux zones de supervision 2051, 2052.FIG. 4 represents a level crossing 200 equipped with a monitoring device 100 according to one embodiment of the invention. The level crossing corresponds to the intersection of a railroad 201 comprising a railroad 202 and a roadway 203. In this example, the level crossing is not guarded, that is to say that no barrier is not in place. The location of the three surveillance units 1011, 1012, 1013 forming the video recording unit 101 with respect to the level crossing can be optimized to completely cover the risk zone 204 and the two supervision zones 2051, 2052.
Dans l’exemple de la figure 4, les unités de surveillance 1011, 1012, 1013 comprennent chacune deux caméras, à savoir une caméra visible 101a et une caméra infrarouge 101b. Les deux caméras de chacune des unités de surveillance 1011, 1012, 1013 peuvent être placées dans un même endroit et configurées avec des angles de vue permettant de couvrir la même zone géographique d’intérêt. L’unité de surveillance de la zone à risque 204 peut être positionnée pour couvrir une zone géographique comprenant la zone à risque 204. Une telle configuration est obtenue selon le mode de réalisation de la figure 4 en plaçant l’unité de surveillance 1011 à l’extérieur de la zone à risque 204, à une hauteur comprise entre 1,5 mètres et 2,5 mètres, la plus courte distance séparant la projection sur le sol de l’unité de surveillance et la voie ferrée 202 ou l’axe médian de la voie routière étant inférieure à une dizaine de mètres.In the example of Figure 4, the monitoring units 1011, 1012, 1013 each comprise two cameras, namely a visible camera 101a and an infrared camera 101b. The two cameras of each of the surveillance units 1011, 1012, 1013 can be placed in the same location and configured with viewing angles to cover the same geographical area of interest. The risk area monitoring unit 204 can be positioned to cover a geographical area comprising the risk area 204. Such a configuration is obtained according to the embodiment of FIG. 4 by placing the monitoring unit 1011 at the outside the risk zone 204, at a height between 1.5 meters and 2.5 meters, the shortest distance between the projection on the ground of the monitoring unit and the railway line 202 or the central axis of the roadway being less than ten meters.
Chacune des unités de surveillance 1012, 1013 associées aux zones de supervision 2051, 2052 peut être configurée pour couvrir une zone géographique suffisamment large pour détecter l’arrivée d’un véhicule ferroviaire d’une distance d’au moins 300 mètres mesurée à partir de la zone à risque 204. Une telle couverture peut être obtenue pour des voies ferrées sans courbure telles que représentées dans la figure 4 par des caméras à faible angle d’ouverture (encore appelé ‘angle de vue’).Each of the surveillance units 1012, 1013 associated with the supervision zones 2051, 2052 can be configured to cover a geographical area large enough to detect the arrival of a railway vehicle from a distance of at least 300 meters measured from the risk zone 204. Such coverage can be obtained for railway tracks without curvature as represented in FIG. 4 by cameras with a low opening angle (also called 'viewing angle').
La figure 5 représente un autre mode de réalisation de l’invention dans lequel la voie ferrée 202 associée au passage à niveau 200 présente des courbures de part et d’autre de la zone à risque 204. Dans un tel mode de réalisation de l’invention, l’une des zones de supervision 2051 est associée à une voie ferrée 202 présentant une courbure supérieure à 10 degrés selon une distance de la zone à risque 204 inférieure à 300 mètres. L’autre zone de supervision 2052 est associée à deux voies ferrées 202 susceptibles d’être empruntées par un véhicule ferroviaire pour franchir la zone à risque 204 associée au passage à niveau. Les caméras visibles et infrarouges mises en œuvre dans les unités de surveillance 1012, 1013 des zones de supervision 2051, 2052 peuvent être configurées pour avoir un angle d'ouverture suffisamment large pour qu’un véhicule ferroviaire est détecté à au moins 300 mètres de la zone à risque 204.FIG. 5 represents another embodiment of the invention in which the railway track 202 associated with the level crossing 200 has curvatures on either side of the risk zone 204. In such an embodiment of the invention, one of the supervision zones 2051 is associated with a railway track 202 having a curvature greater than 10 degrees at a distance from the risk zone 204 of less than 300 meters. The other supervision zone 2052 is associated with two railway tracks 202 likely to be used by a railway vehicle to cross the risk zone 204 associated with the level crossing. The visible and infrared cameras implemented in the surveillance units 1012, 1013 of the supervision areas 2051, 2052 can be configured to have an opening angle wide enough for a railway vehicle to be detected at least 300 meters from the risk area 204.
Le dispositif de surveillance 100 selon les modes de réalisation de l’invention présente une simplicité de mise en place qui ne nécessite aucune modification du système ferroviaire ou routier déployé. Un tel système de surveillance peut être adapté aux différentes configurations des passages à niveau par ajustement des angles d’ouverture des différentes caméras mises en place. Le traitement des contenus vidéo issus des différentes unités de surveillance 1011, 1012, 1013 par l’unité de traitement numérique 102, localisée à leur proximité immédiate, permet de réduire le volume des flux de données générés par un tel système de surveillance à des messages d’alerte. En outre, dans les modes de réalisation où le dispositif de surveillance 100 est muni d’une unité alimentation électrique basée sur des sources d’énergie renouvelables, le système peut fonctionner en autonomie et être efficace énergiquement.The monitoring device 100 according to the embodiments of the invention has a simplicity of installation which does not require any modification of the rail or road system deployed. Such a surveillance system can be adapted to the different level crossing configurations by adjusting the opening angles of the different cameras installed. The processing of the video content from the various surveillance units 1011, 1012, 1013 by the digital processing unit 102, located in their immediate proximity, makes it possible to reduce the volume of the data streams generated by such a surveillance system to messages alert. Furthermore, in the embodiments where the monitoring device 100 is provided with a power supply unit based on renewable energy sources, the system can operate autonomously and be energy efficient.
La figure 6 représente un procédé de surveillance 300 d’un passage à niveau selon un mode de réalisation de l’invention.FIG. 6 represents a monitoring method 300 of a level crossing according to one embodiment of the invention.
A l’étape 301, la zone à risque 204 et les zones de supervision 2051, 2052 associées à un passage à niveau sont filmées de manière continue dans le temps.At step 301, the risk zone 204 and the supervision zones 2051, 2052 associated with a level crossing are filmed continuously over time.
A l’étape 302, les séquences vidéos filmées sont séparées en deux catégories, selon qu’elles sont associées à une zone à risque 204 (première catégorie) ou à une zone de supervision 2051, 2052 (deuxième catégorie). Les séquences vidéo sont reçues sous forme de trames de données, une trame de données correspondant à une image entière. De telles séquences vidéo peuvent être reçues selon un débit en nombre de trames par seconde suffisamment élevé pour correspondre à un temps de réponse prédéfini.At step 302, the video sequences filmed are separated into two categories, depending on whether they are associated with a risk zone 204 (first category) or with a supervision zone 2051, 2052 (second category). The video sequences are received in the form of data frames, a data frame corresponding to an entire image. Such video sequences can be received at a sufficiently high rate in number of frames per second to correspond to a predefined response time.
A l’étape 303, les séquences vidéos associées à la zone à risque 204 sont analysées pour détecter des objets et/ou des piétons susceptibles de provoquer une collision avec un véhicule ferroviaire.In step 303, the video sequences associated with the risk zone 204 are analyzed to detect objects and/or pedestrians liable to cause a collision with a railway vehicle.
A l’étape 304, les séquences vidéo associées aux deux zones de supervision 2051, 2052 sont analysées pour détecter le rapprochement d’un véhicule ferroviaire.In step 304, the video sequences associated with the two supervision zones 2051, 2052 are analyzed to detect the approach of a railway vehicle.
A l’étape 305, des notifications sont reçues indiquant si un objet et/ou un piéton est détecté dans la zone à risque 204. Un message d’alerte est déclenché alors pour chaque notification reçue. Un tel message d’alerte peut comprendre des informations identifiant la nature et les caractéristiques de l’objet ou du piéton détecté dans la zone à risque 204.At step 305, notifications are received indicating whether an object and/or a pedestrian is detected in the risk zone 204. An alert message is then triggered for each notification received. Such an alert message can include information identifying the nature and characteristics of the object or the pedestrian detected in the risk zone 204.
A l’étape 306, des notifications sont reçues indiquant si un véhicule ferroviaire s’apprêtant à traverser le passage à niveau est détecté et un message d’alerte correspondant est déclenché. Un tel message d’alerte peut spécifier la direction de provenance du véhicule ferroviaire.In step 306, notifications are received indicating whether a railway vehicle about to cross the level crossing is detected and a corresponding alert message is triggered. Such an alert message may specify the direction from which the railway vehicle is coming.
A l’étape 307, des messages d’alerte sont envoyés à des destinataires.In step 307, alert messages are sent to recipients.
La figure 7 illustre les sous-étapes mises en œuvre pour analyser des séquences vidéo associées aux deux zones de supervision 2051, 2052 selon des modes de réalisation de l’invention. Dans de tels modes de réalisation de l’invention, chacune des séquences vidéo reçues comprend un enregistrement vidéo obtenu au moyen d’une caméra visible 101a et un enregistrement vidéo obtenu au moyen d’une caméra infrarouge 101b pour une même zone géographique et une même heure d’enregistrement.FIG. 7 illustrates the sub-steps implemented to analyze video sequences associated with the two supervision zones 2051, 2052 according to embodiments of the invention. In such embodiments of the invention, each of the video sequences received comprises a video recording obtained by means of a visible camera 101a and a video recording obtained by means of an infrared camera 101b for the same geographical area and the same check-in time.
A l’étape 401, le niveau de luminosité de l’enregistrement vidéo obtenu par la caméra visible 101a est mesuré.In step 401, the brightness level of the video recording obtained by the visible camera 101a is measured.
A l’étape 402, le niveau de luminosité tel que mesuré à l’étape 401 est comparé à un seuil de luminosité donné. Si le niveau de luminosité mesuré est supérieur ou égal au seuil de luminosité, le traitement de la séquence vidéo s’effectue selon un mode dit « modede jour» dans lequel seul l’enregistrement vidéo filmé par une caméra visible 101a est traité. Si le niveau de luminosité mesuré est inférieur au seuil de luminosité, le traitement de la séquence vidéo s’effectue selon un mode dit «mode de nuit» dans lequel seul l’enregistrement vidéo filmé par une caméra infrarouge 101b est traité.In step 402, the brightness level as measured in step 401 is compared to a given brightness threshold. If the level of luminosity measured is greater than or equal to the threshold of luminosity, the processing of the video sequence is carried out according to a mode called “day mode” in which only the video recording filmed by a visible camera 101a is processed. If the level of luminosity measured is lower than the threshold of luminosity, the processing of the video sequence is carried out according to a mode called “night mode” in which only the video recording filmed by an infrared camera 101b is processed.
A l’étape 403, un enregistrement vidéo obtenu au moyen d’une caméra visible 101a est traité pour détecter le rapprochement d’un véhicule ferroviaire. Le traitement d’un tel enregistrement vidéo comprend l’identification de la voie ferrée 202 sur laquelle le véhicule ferroviaire se déplace. Le traitement comprend une comparaison des images successives formant l’enregistrement vidéo. Un tel traitement utilise les dimensions et la plage de vitesses de déplacement des véhicules ferroviaires susceptibles de se déplacer sur la voie ferrée 202. Les procédé de traitement mis en œuvre dans une telle sous-étape peuvent être optimisés pour détecter un véhicule ferroviaire à une distance supérieure à 300 mètres, mesurée à partir de la zone à risque 204.At step 403, a video recording obtained by means of a visible camera 101a is processed to detect the approach of a railway vehicle. The processing of such a video recording includes identifying the track 202 on which the rail vehicle is traveling. The processing includes a comparison of the successive images forming the video recording. Such processing uses the dimensions and range of travel speeds of the railway vehicles likely to move on the railway track 202. The processing methods implemented in such a sub-step can be optimized to detect a railway vehicle at a distance greater than 300 meters, measured from the risk zone 204.
A l’étape 404, un enregistrement vidéo obtenu au moyen d’une caméra infrarouge 101b pour détecter le rapprochement d’un véhicule ferroviaire est traité. Dans cette étape, les coordonnées de la voie ferrée 202 tels qu’identifiés par l’étape 403 sont utilisées. Les caractéristiques thermiques des véhicules ferroviaires susceptibles de se déplacer sur la voie ferrée 202 peuvent être en outre utilisés.In step 404, a video recording obtained by means of an infrared camera 101b to detect the approach of a railway vehicle is processed. In this step, the coordinates of the railroad 202 as identified by step 403 are used. The thermal characteristics of the railway vehicles likely to move on the railway 202 can also be used.
Les modes de réalisation de l’invention permettent une surveillance efficace d’un passage à niveau, gardé ou non par des gardes-barrières. Ils permettent de fournir à un véhicule ferroviaire l’état d’un passage à niveau qu’il s’apprête à traverser, compatible avec une mise en place indépendante des dispositifs déjà déployés et avec l’utilisation d’un faible débit de transmission. Ils permettent en outre de détecter le rapprochement d’un véhicule ferroviaire et d’alerter des véhicules routiers et/ou des piétons se trouvant à proximité du passage à niveau.The embodiments of the invention allow effective monitoring of a level crossing, guarded or not by gate guards. They make it possible to provide a railway vehicle with the status of a level crossing that it is about to cross, compatible with an independent implementation of the devices already deployed and with the use of a low transmission rate. They also make it possible to detect the approach of a railway vehicle and to alert road vehicles and/or pedestrians near the level crossing.
L’homme du métier comprendra que le système ou des sous-systèmes selon les modes de réalisation de l’invention peuvent être mis en œuvre de diverses manières par matériel (« hardware »), logiciel, ou une combinaison de matériel et de logiciels, notamment sous la forme de code de programme pouvant être distribué sous la forme d'un produit de programme, sous diverses formes. En particulier, le code de programme peut être distribué à l'aide de supports lisibles par ordinateur, qui peuvent inclure des supports de stockage lisibles par ordinateur et des supports de communication. Les procédés décrits dans la présente description peuvent être notamment implémentés sous la forme d’instructions de programme d’ordinateur exécutables par un ou plusieurs processeurs dans un dispositif informatique d'ordinateur. Ces instructions de programme d’ordinateur peuvent également être stockées dans un support lisible par ordinateur.Those skilled in the art will understand that the system or subsystems according to the embodiments of the invention can be implemented in various ways by hardware (“hardware”), software, or a combination of hardware and software, including in the form of program code that may be distributed as a program product, in various forms. In particular, the program code may be distributed using computer readable media, which may include computer readable storage media and communication media. The methods described in this description may in particular be implemented in the form of computer program instructions executable by one or more processors in a computer computing device. These computer program instructions may also be stored in computer-readable media.
Par ailleurs, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant à titre d’exemple non limitatif. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier.Furthermore, the invention is not limited to the embodiments described above by way of non-limiting example. It encompasses all the variant embodiments which may be envisaged by those skilled in the art.
Claims (10)
- une unité d’enregistrement vidéo (101) comprenant au moins trois unités de surveillance (1011, 1012, 1013), chacune desdites unités de surveillance (1011, 1012, 1013) étant équipée d’une caméra visible (101a) et d’une caméra infrarouge (101b),
- une unité de traitement numérique (102) configurée pour recevoir et traiter en temps réel des séquences d’enregistrement vidéo fournies par l’unité d’enregistrement vidéo (101), et
- une unité d’alerte (103) configurée pour déclencher des alertes de risque de collision impliquant un véhicule ferroviaire se déplaçant sur la voie ferrée (202).Autonomous monitoring device (100) for a level crossing (200), said level crossing forming a crossing between a first railway track (202) and a second track (203), characterized in that it comprises:
- a video recording unit (101) comprising at least three monitoring units (1011, 1012, 1013), each of said monitoring units (1011, 1012, 1013) being equipped with a visible camera (101a) and an infrared camera (101b),
- a digital processing unit (102) configured to receive and process in real time video recording sequences provided by the video recording unit (101), and
- an alert unit (103) configured to trigger collision risk alerts involving a railway vehicle moving on the railway track (202).
- Au moins une unité de surveillance (1011) à large angle de vue apte à couvrir une zone à risque (204) correspondant audit passage à niveau, et
- Au moins deux unités de surveillance (1012, 1013) à faible angle de vue aptes à détecter le rapprochement dudit véhicule ferroviaire vers ladite zone à risque (204).Autonomous monitoring device (100) according to claims 1 to 3 wherein said monitoring units (1011, 1012, 1013) comprise:
- At least one monitoring unit (1011) with a wide viewing angle capable of covering a risk zone (204) corresponding to said level crossing, and
- At least two monitoring units (1012, 1013) with a low viewing angle capable of detecting the approach of said rail vehicle towards said risk zone (204).
- Effectuer un enregistrement vidéo d’un passage à niveau en utilisant une unité d’enregistrement vidéo (101) comprenant au moins trois unités de surveillance (1011, 1012, 1013), chacune desdites unités de surveillance (1011, 1012, 1013) étant équipée d’une caméra visible (101a) et d’une caméra infrarouge (101b), ce qui fournit des séquences d’enregistrement vidéo,
- Traiter en temps réel lesdites séquences d’enregistrements vidéo, et
- Déclencher des alertes de risque de collision impliquant un véhicule ferroviaire se déplaçant sur la voie ferrée (202).Method for autonomous monitoring (300) of a level crossing, said level crossing forming a crossing between a first railway track (202) and a second track (203), characterized in that it comprises the steps consisting in:
- Performing a video recording of a level crossing using a video recording unit (101) comprising at least three monitoring units (1011, 1012, 1013), each of said monitoring units (1011, 1012, 1013) being equipped with a visible camera (101a) and an infrared camera (101b), which provides video recording sequences,
- Process said sequences of video recordings in real time, and
- Trigger collision risk alerts involving a railway vehicle moving on the railway (202).
- Recevoir une séquence vidéo comprenant un enregistrement vidéo pris par une caméra visible (101a) et un autre enregistrement vidéo pris par une caméra infrarouge (101b),
- Mesurer le niveau de luminosité dans l’enregistrement vidéo pris par la caméra visible (101a),
- Comparer le niveau de luminosité mesuré à un seuil de luminosité,
- Traiter l’enregistrement pris par la caméra visible (101a) si le niveau de luminosité mesuré est supérieur ou égal au seuil de luminosité,
- Traiter l’enregistrement pris par la caméra infrarouge (101b) si le niveau de luminosité mesuré est inférieur au seuil de luminosité.
A method of monitoring (300) a level crossing according to claim 9 wherein the step of processing the video recording sequences in real time comprises the substeps of:
- Receive a video sequence comprising a video recording taken by a visible camera (101a) and another video recording taken by an infrared camera (101b),
- Measure the level of luminosity in the video recording taken by the visible camera (101a),
- Compare the level of luminosity measured with a threshold of luminosity,
- Processing the recording taken by the visible camera (101a) if the measured luminosity level is greater than or equal to the luminosity threshold,
- Processing the recording taken by the infrared camera (101b) if the measured luminosity level is lower than the luminosity threshold.
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